ES2909716T3

ES2909716T3 - Cable de fibra óptica de baja atenuación con partículas activas de pequeño tamaño

Info

Publication number: ES2909716T3
Application number: ES17877055T
Authority: ES
Inventors: Dana Craig Bookbinder; Anne Germaine Bringuier; Donald Kennedy Hall; Inna Igorevna Kouzmina; Ming-Jun Li; David Alan Seddon; Pushkar Tandon; Ruchi Tandon
Original assignee: Corning Optical Communications LLC
Current assignee: Corning Research and Development Corp
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: US20190293887A1; US10620393B2; EP3548942A1; EP3548942A4; EP3548942B1; PL3548942T3; WO2018102292A1

Abstract

Un cable de fibra óptica (10) densamente empaquetado y de baja pérdida por curvatura que comprende una cubierta de cable exterior (12); una pluralidad de tubos de protección (22) rodeados por la cubierta del cable (12), cada tubo de protección incluye una superficie interior que define un canal que tiene un diámetro D1 y una superficie exterior orientada hacia una superficie interior de la cubierta de cable; un número plural, N, de fibras ópticas (20), ubicadas dentro del canal de cada tubo de protección y rodeadas por la superficie interior del tubo de protección, donde cada fibra óptica tiene un diámetro exterior, D2; y partículas activas de pequeño tamaño (102) ubicadas dentro del canal de cada tubo de protección de manera que al menos algunas de las partículas activas estén ubicadas en espacios entre las fibras ópticas, en donde una dimensión exterior máxima promedio de las partículas activas dentro de cada tubo de protección es £ 50 micrómetros, donde las partículas activas son al menos una de polímero superabsorbente, SAP, partículas absorbentes de agua, partículas de hidróxido de magnesio ignífugas, partículas de trihidrato de aluminio ignífugas y partículas a base de molibdeno supresoras de humo; donde las N fibras ópticas están densamente empaquetadas dentro de cada tubo de protección de tal manera que un parámetro de relación de diámetro, W, se define como la relación D1/D2, y es 2,25+0,143*N £ W £ 1,14+0,313*N, donde N es mayor que 6; y donde cada una del número plural de fibras ópticas presenta: un diámetro de campo modal de ³ 8,6 micrómetros a 1310 nm; un corte de cable de menos de 1260 nm; una pérdida de macrocurvatura de menos de 0,5 dB/vuelta a 1550 nm para un diámetro de mandril de 20 mm.

Description

DESCRIPCIÓN

Cable de fibra óptica de baja atenuación con partículas activas de pequeño tamaño

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica el beneficio de la prioridad, en virtud de 35 U.S.C. § 119, de la solicitud provisional estadounidense No. 62/427,936, presentada el 30 de noviembre de 2016.

Antecedentes técnicos

La divulgación se refiere generalmente a cables y más particularmente a cables de fibra óptica que tienen partículas activas de pequeño tamaño, tales como SAP, partículas ignífugas o supresoras de humo, dentro de tubos de protección que conducen a características de baja atenuación. Los cables ópticos se utilizan cada vez más en una gran variedad de campos, como la electrónica y las telecomunicaciones. Los cables ópticos contienen o rodean una o varias fibras ópticas. El cable proporciona estructura y protección para las fibras ópticas dentro del cable. El documento US 2011/069932 A1 divulga una fibra óptica que posee un sistema de recubrimiento específico. Cuando se combina con una fibra de vidrio insensible a la flexión, el sistema de recubrimiento contribuye a que la fibra óptica tenga bajas pérdidas. El sistema de recubrimiento consta de un recubrimiento primario más blando con características de baja temperatura para proteger contra la microcurvatura/microflexión en situaciones físicas. Opcionalmente, un recubrimiento secundario coloreado posee una mayor intensidad y viveza del color. El recubrimiento secundario proporciona características mejoradas de la cinta para las estructuras que son robustas.

El documento US 2010/027949 A1 describe conjuntos/ensambles de fibra óptica que tienen al menos una fibra óptica dispuesta dentro de un tubo y/o una cavidad junto con un polvo o una mezcla de polvos que está unida al menos parcialmente de manera mecánica al mismo. El polvo o la mezcla de polvos puede incluir un componente que puede absorber agua y que se adhiere mecánicamente a aproximadamente el 30 por ciento o menos de la superficie de la pared del tubo mientras que sigue bloqueando eficazmente la migración del agua a lo largo del tubo. Se divulga además un cable de fibra óptica densamente empaquetado que satisface las desigualdades de la reivindicación 1.

El documento US 2012/093468 A1 divulga un cable de fibra óptica que comprende una pluralidad de subunidades de fibra óptica, incluyendo cada una de las subunidades cuatro elementos de fibra óptica y una cubierta envolvente. También se incluyen una pluralidad de conjuntos de subunidades de fibra óptica, cada uno de los cuales incluye una pluralidad de subunidades de fibra óptica y una microvaina circundante. Las subunidades están trenzadas una alrededor de la otra. Una vaina encierra la pluralidad de conjuntos de subunidades de fibra óptica.

El documento US 2016/291279 A1 divulga un cable de microconducto que incluye un miembro central y una pluralidad de tubos de protección que rodean el miembro central. Una pluralidad de fibras está dispuesta en cada uno de la pluralidad de tubos de protección. Cada uno de la pluralidad de tubos de protección contiene más de o igual a 24 fibras. El cable de microconducto incluye además una cubierta de cable que rodea la pluralidad de tubos de protección y el miembro central.

Breve descripción de la invención

La invención se define mediante el conjunto de reivindicaciones adjunto. Una realización de la descripción se refiere a un cable de fibra óptica de baja pérdida por curvatura densamente empaquetado. El cable incluye una cubierta de cable exterior y una pluralidad de tubos de protección rodeados por la cubierta de cable. Cada tubo de protección incluye una superficie interior que define un canal que tiene un diámetro D1 y una superficie exterior orientada hacia una superficie interior de la cubierta de cable. El cable incluye un número plural, N, de fibras ópticas, ubicadas dentro del canal de cada tubo de protección y rodeadas por la superficie interior del tubo de protección, y cada fibra óptica tiene un diámetro exterior, D2. El cable incluye partículas activas de pequeño tamaño ubicadas dentro del canal de cada tubo de protección, de manera que al menos algunas de las partículas activas están ubicadas en los espacios entre las fibras ópticas. Una dimensión exterior máxima promedio de las partículas activas dentro de cada tubo de protección es < 50 micrómetros. Las partículas activas son al menos una de partículas absorbentes de agua de SAP, partículas de hidróxido de magnesio ignífugas, partículas de trihidrato de aluminio ignífugas y partículas a base de molibdeno supresoras de humo. Las fibras ópticas N están densamente empaquetadas dentro de cada tubo de protección de tal manera que un parámetro de relación de diámetro, Q, se define como la relación D1/D2, y es 2,25+0,143(N) < Q < 1,14+0,313(N), donde N es mayor que 6. Cada una del número plural de fibras ópticas incluye un diámetro de campo modal de > 8,6 micrómetros a 1310 nm, un corte de cable inferior a 1260 nm y una pérdida por macrocurvatura inferior a 0,5 dB/vuelta a 1550 nm para un diámetro de mandril de 20 mm.

Las características y ventajas adicionales se expondrán en la descripción detallada que sigue, y en parte serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica a partir de la descripción o se reconocerán practicando las realizaciones descritas en la descripción escrita y las reivindicaciones de la misma, así como los dibujos adjuntos.

Debe entenderse que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son meramente ejemplares y pretenden proporcionar una visión general o marco para comprender la naturaleza y el carácter de las reivindicaciones.

Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar una mayor comprensión y se incorporan y constituyen una parte de esta descripción. Los dibujos ilustran una o más realizaciones y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios y el funcionamiento de las diversas realizaciones.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es una vista en sección transversal la de un cable de fibra óptica según una realización ejemplar.

Las FIGS. 2A-2B son vistas en sección transversal de tubos de protección de fibra óptica según realizaciones ejemplares. La FIG. 2C es una vista en sección transversal de una realización ejemplar de un tubo de protección de fibra óptica que no se puede utilizar en un cable de fibra óptica según la invención reivindicada.

La FIG. 3 es un gráfico que muestra la relación mínima entre el diámetro interior del tubo de protección y el diámetro exterior de la fibra óptica en función del número de fibras ópticas en el tubo de protección.

La FIG. 4 es una vista en sección transversal la de un cable de fibra óptica según otra realización ejemplar. La FIG. 5 es una vista en sección transversal la de un cable de fibra óptica según otra realización ejemplar. La FIG. 6 es una vista en sección transversal la de un cable de fibra óptica según otra realización ejemplar.

La FIG. 7 es una vista en sección transversal de un cable de fibra óptica según otra realización ejemplar, que no es parte de la invención reivindicada.

La FIG. 8 muestra un perfil de índice de refracción correspondiente a una realización de una fibra de guía de ondas ópticas como se describe en este documento.

La FIG. 9 muestra un perfil de índice de refracción de una realización de una fibra óptica como se describe aquí. La FIG.

10 muestra un perfil de índice de refracción de una realización de una fibra óptica como se describe aquí. La FIG. 11 muestra un perfil de índice de refracción de una realización de una fibra óptica como se describe aquí. La FIG. 12 muestra un perfil de índice de refracción de una realización de una fibra óptica como se describe aquí. La FIG. 13 muestra un perfil de índice de refracción de una realización de una fibra óptica como se describe aquí. La FIG. 14 muestra un perfil de índice de refracción de una realización de una fibra óptica como se describe aquí.

La FIG. 15 muestra una vista en sección transversal de un tubo de protección de fibra óptica que incluye partículas activas de pequeño tamaño según una realización ejemplar.

La FIG. 16 es una vista en sección transversal esquemática que muestra una partícula activa de tamaño pequeño ubicada dentro de un espacio entre las fibras ópticas dentro del tubo de protección de la FIG. 15 , según una realización ejemplar. La FIG. 17 es un gráfico que muestra el cambio de atenuación de la señal frente a la tensión/deformación de la fibra para varios cables ópticos que tienen partículas/materiales de SAP de diferentes tamaños, según una realización ejemplar. La FIG. 18A es un gráfico que muestra la atenuación de la señal durante el ciclo térmico para fibras ópticas dentro de tubos de protección que tienen partículas de SAP convencionales de 75 micrómetros.

La FIG. 18B es un gráfico que muestra la atenuación de la señal durante el ciclo térmico para fibras ópticas dentro de tubos de protección que tienen partículas de SAP de 25 micrómetros de diámetro pequeño, según una realización ejemplar.

Descripción detallada

Con referencia general a las figuras, se muestran varias realizaciones de un cable de fibra óptica. Como antecedente, algunas aplicaciones de cables de fibra óptica se implementan o utilizan de manera que pueden inducir pérdidas por curvatura en las señales ópticas transmitidas a través de las fibras ópticas del cable. Tales pérdidas por curvatura pueden ser causadas por implementaciones de cable que incluyen radios de curvatura estrechos, compresión de fibra óptica, etc., que inducen pérdidas por curvatura. Además, tales pérdidas por curvatura se pueden experimentar en una amplia variedad de cables, tales como conjuntos de cables de acometida óptica, cables de distribución con sistemas de terminación instalados en fábrica (FITS) y bucles flojos.

Además, las pérdidas por curvatura pueden ser mayores en cables en los que las fibras ópticas están empaquetadas densamente en tubos de protección relativamente rígidos, están empaquetadas densamente dentro de una cubierta de cable y/o están empaquetadas densamente en una disposición de cinta de fibra óptica. Las pérdidas por flexión/doblado en tales cables son causadas, al menos en parte, por la restricción posicional que resulta del empaquetamiento denso que limita la capacidad de las fibras ópticas de moverse para asumir posiciones de baja tensión durante el doblado, la compresión, etc. Por lo tanto, el cable típico de fibra óptica y/o o las configuraciones de tubo de protección incluyen una cantidad significativa de espacio libre entre las superficies exteriores de las fibras ópticas y la superficie interior del tubo de protección o la cubierta, y este espacio libre permite que las fibras ópticas se muevan o se desplacen para asumir posiciones de tensión baja durante el doblado. Al reducir la tensión que experimentan las fibras ópticas durante la flexión, estos cables de baja densidad proporcionan un nivel satisfactorio de atenuación de la señal, pero lo hacen con un tubo de protección de diámetro relativamente grande y/o una cubierta de cable relativamente grande.

En realizaciones particulares discutidas en este documento, el solicitante ha desarrollado un nuevo diseño de tubo de protección altamente empaquetado y cable altamente empaquetado que utiliza un nuevo diseño de fibra óptica de diámetro pequeño y baja pérdida por curvatura. Como se discute aquí, el Solicitante ha desarrollado un tubo de protección de bajo diámetro altamente empaquetado que tiene baja pérdida por curvatura, y de manera similar, el Solicitante ha desarrollado un cable de fibra óptica de bajo diámetro muy empaquetado que tiene baja pérdida por curvatura. En realizaciones particulares, el Solicitante cree que las fibras ópticas insensibles a la flexión de bajo diámetro, como se analiza en el presente documento, permiten el empaquetamiento de fibra denso, aunque la sabiduría de diseño de cable/tubo de protección convencional indicaría que dicha densidad de empaquetamiento daría como resultado pérdidas de flexión inaceptables debido a la posición restricción y el aumento resultante de la tensión en las fibras ópticas durante la flexión. Dichos cables de fibra óptica de bajo diámetro y altamente empaquetados pueden proporcionar una serie de ventajas, incluida la limitación de la congestión del conducto, permitir el soplado de cables a través de los conductos, reducir el peso del cable y el uso de material, etc.

Con referencia a las FIG. 1, se ilustra un cable óptico, mostrado como cable 10, según una realización ejemplar. El cable 10 incluye una cubierta de cable exterior, que se muestra como cubierta exterior 12, que tiene una superficie interior 14 que define un pasaje o cavidad interior, que se muestra como un orificio central 16, y una superficie exterior 18 que generalmente define la superficie más exterior del cable 10. Como se entenderá en general, la superficie interior 14 de la cubierta 12 define un área o región interna dentro de la cual se ubican los diversos componentes del cable descritos en este documento.

En diversas realizaciones, la cubierta de cable 12 se forma a partir de un material termoplástico extruido. En varias realizaciones, la cubierta de cable 12 puede ser una variedad de materiales utilizados en la fabricación de cables, como el polietileno, el polietileno de densidad media, el cloruro de polivinilo (PVC), el difluoruro de polivinilideno (PVDF), el nylon, el poliéster o el policarbonato y sus copolímeros. Además, el material de la cubierta de cable 12 puede incluir pequeñas cantidades de otros materiales o rellenos que proporcionen diferentes propiedades al material de la cubierta de cable 12. Por ejemplo, el material de la cubierta de cable 12 puede incluir materiales que proporcionen coloración, bloqueo de luz/UV (por ejemplo, negro de carbón), resistencia a la quemadura, etc.

El cable 10 incluye uno o más elementos de transmisión óptica o guías de ondas ópticas, que se muestran como fibras ópticas 20. En la realización que se muestra, los grupos de fibras ópticas 20 están ubicados en tubos de protección 22 separados, y los tubos de protección 22 están envueltos (por ejemplo, en un patrón de trenzado SZ) alrededor de un miembro de resistencia/refuerzo central 24. En varias realizaciones, el cable 10 incluye al menos cuatro tubos de protección 22. El elemento de resistencia central 24 puede ser cualquier elemento de resistencia axial adecuado, como una varilla de plástico reforzado con fibra de vidrio, varilla/alambre de acero, etc. Generalmente, el cable 10 brinda estructura y protección a las fibras ópticas 20 durante y después de la instalación (por ejemplo, protección durante la manipulación), protección contra elementos, protección contra el medio ambiente, protección contra alimañas, etc.).

En varias realizaciones, el cable 10 también incluye una capa de blindaje, que se muestra como blindaje 26. En general, el blindaje 26 se forma a partir de una tira de material metálico (por ejemplo, una cinta metálica, una pieza plana, alargada y continua de material, etc.) que se envuelve y rodea circunferencialmente los tubos de protección 22. Como se muestra en la FIG. 1, el blindaje 26 está situado junto a la superficie interior de la cubierta exterior 12 de modo que estas dos capas estén en contacto entre sí. En realizaciones específicas, el blindaje 26 es un material de cinta de acero corrugado que se envuelve alrededor de las porciones interiores del cable 10 y, en algunas de tales realizaciones, el blindaje 26 se pliega longitudinalmente formando una sección longitudinal superpuesta donde los bordes opuestos de la cinta se superponen para rodear completamente los tubos de protección interiores 22 (y cualquier otro componente interior del cable 10). En otras realizaciones, el blindaje 26 puede ser una tira de material de cinta metálica, envuelta helicoidalmente alrededor de los tubos de protección 22 de manera que el blindaje 26 forme una capa que rodee circunferencialmente a los tubos de protección 22. En general, la capa de armadura 26 proporciona una capa adicional de protección a las fibras 20 dentro del cable 10 y puede proporcionar resistencia contra daños (por ejemplo, daños causados por contacto o compresión durante la instalación, daños por elementos, daños por roedores, etc.). El cable 10 puede incluir una variedad de otros componentes o capas, como aglutinantes envueltos helicoidalmente, aglutinantes de película delgada constrictiva circunferencial, materiales de cinta que bloquean el agua, materiales de fibra que bloquean el agua, etc. Tal como se define aquí, el diámetro mínimo del núcleo del cable es el diámetro mínimo sin trenzar el haz de tubos de protección que rodea y el miembro central. En algunas realizaciones, trenzar los tubos de protección aumentará el diámetro del núcleo del cable entre un 1 y un 15 por ciento. En algunas realizaciones, trenzar los tubos de protección aumentará el diámetro del núcleo del cable entre un 1 y un 5 por ciento.

En la realización que se muestra, el cable 10 incluye una o más características de desgarro preferencial y/o cordón de desgarro 28 incrustado en o debajo de la cubierta 12. En esta realización, la característica de desgarro preferencial y/o el cordón de desgarro 28 está ubicado con la cubierta 12 de manera que el cordón de desgarro 28 facilita la apertura de la cubierta exterior 12. En algunas realizaciones, el cordón de desgarro 28 puede ubicarse dentro de la capa de blindaje 26 de modo que el cordón de desgarro 28 facilite la apertura tanto del blindaje 26 como de la cubierta 12.

Como se indicó anteriormente, el cable 10, las fibras ópticas 20 y el tubo de protección 22 están configurados de varias maneras para proporcionar un cable de alta densidad de fibra y alto número de fibras mientras que al mismo tiempo reducen o minimizan el tamaño del tubo de protección y/o el tamaño de la cubierta del cable. Como se discute aquí, la fibra óptica de bajo diámetro permite una mayor densidad y un cable más pequeño, y el diseño de baja pérdida por curvatura de estas fibras ópticas permite que dicho cable pequeño y de alta densidad tenga propiedades de pérdida de señal aceptables.

Haciendo referencia a las FIGS. 2A-2C, se muestran varios diseños de tubos de protección que tienen diferentes niveles de densidad de empaquetamiento de fibras. Las FIGS. 2A-2C muestran tres diseños de tubos de protección diferentes, mostrados como tubos de protección de 22', 22" y 22"'. En general, los tubos de protección 22', 22" y 22'" son tubos poliméricos que rodean, protegen y organizan las fibras ópticas 20, y los demás tubos de protección 22', 22" y 22'" son generalmente iguales entre sí excepto por el diámetro interior del tubo de protección y la disposición de empaque de fibra óptica resultante dentro de cada tubo de protección se analiza con más detalle a continuación. Además, debe entenderse que el cable 10 puede incluir tubos de protección 22', 22" y/o 22"' en cualquier combinación. En varias realizaciones, el cable 10 incluye solo uno de los tipos de tubos de protección 22', 22" o 22'", y en otras realizaciones, el cable 10 incluye una combinación de tubos de protección 22', 22" y/o 22'".

Haciendo referencia a las FIG. 2A, el tubo de protección 22' incluye una pared de tubo de protección 30 que tiene una superficie interior 32 y una superficie exterior 34. La superficie interior 32 define un canal de tubo de protección 36 dentro del cual se ubican las fibras ópticas 20. Como se muestra en la FIG. 2A, las fibras ópticas 20 están dispuestas en un grupo exterior 38 y un grupo interior 40 dentro del canal 36. Generalmente, las fibras ópticas 20 del grupo exterior 38 están ubicadas en la porción externa del canal 36 adyacentes (por ejemplo, a menos de 5 micrómetros) o en contacto con la superficie interna 32 de modo que el grupo externo 38 rodea al grupo interno 40. El grupo interno 40 generalmente está ubicado en una región central del canal 36.

La superficie interior 32 define un diámetro interior del tubo de protección D1, y en la realización específica que se muestra en la FIG. 2A, D1 tiene un tamaño tal que las fibras ópticas 20 tienen una restricción de posición total. En la realización específica mostrada en la FIG. 2A, el diámetro interior del tubo de protección 22' es pequeño en relación con el diámetro exterior de la fibra, D2, y el número de fibras, N, lo que da como resultado la restricción de posición total que se muestra en la FIG. 2A. En particular, el tubo de protección 22' tiene un tamaño tal que la longitud máxima del espacio, que se muestra como G, medida entre cualquier par de fibras ópticas adyacentes 20 del grupo exterior 38 es menor que el diámetro exterior, D2, de una o más fibras ópticas 20 del grupo interior 40 de manera que las fibras ópticas 20 del grupo interno 40 no puedan moverse del grupo interno 40 al grupo externo 38. Por lo tanto, de esta manera, el tubo de protección 22' da como resultado una disposición de fibra totalmente restringida en su posición, y en esta disposición, el tubo de protección 22' proporciona una unidad densamente empaquetada de fibras ópticas. Específicamente, la porción del área del canal 36 ocupada por las fibras ópticas 20 es alta, y el diámetro interno total D1 es bajo, lo que da como resultado un tubo de protección con una gran cantidad de fibras en un área relativamente pequeña.

De acuerdo con la invención reivindicada, el solicitante ha determinado una relación entre D1 y D2 que define el empaquetamiento denso de fibras ópticas 20 dentro del tubo de protección 22' según lo dispuesto por la presente divulgación. Las fibras ópticas 20 están densamente empaquetadas dentro del tubo de protección 22' de tal manera que un parámetro de relación de diámetro, Q (Omega), que se define como la relación, D1/D2, es inferior a 2,66+ 0,134(N), donde N es el número de fibras ópticas 20 dentro del tubo de protección 22', y además, Q es también mayor que 2,25+0,143(N), donde N es el número de fibras ópticas 20 dentro del tubo de protección 22'. De acuerdo con la invención reivindicada, N es mayor que 6 y, más específicamente, N es de 8 a 24, incluidos 8 y 24. En otra realización, N es de 12 a 24, incluidos 12 y 24. En otra realización, N es mayor que 24, y en una de tales realizaciones, 8 < N <48. En la realización específica mostrada en la FIG. 2A, N es 12, D1 es mayor o igual a 4,030 veces el diámetro exterior de la fibra y menor o igual a 4,273 veces el diámetro exterior de la fibra. Además, en esta realización de 12 fibras, el grupo exterior 38 tiene 9 fibras ópticas 20 y el grupo interior 40 tiene 3 fibras ópticas 20.

En varias realizaciones, el grado de empaquetamiento de las fibras ópticas 20 dentro del tubo 22' puede entenderse como la relación del diámetro mínimo, D4, de un círculo que circunscribe todas las fibras 20 del grupo exterior 38, al diámetro interior del tubo de protección D1. En la realizaciones mostrada en las FIGS. 2A-2C, D4 es relativamente grande, de modo que más de la mitad, y específicamente todas las fibras 20 del grupo externo 38, están en contacto con la superficie interna 32. En diversas realizaciones, las fibras 20 se empaquetan de tal manera que la relación D4/D1 sea mayor que 0,95, específicamente mayor que 0,97, más específicamente mayor que 0,99 e incluso más específicamente mayor que 0,995. En varias realizaciones de cable que utilizan estos tubos de protección densamente empaquetados, el Solicitante cree que la interacción entre las superficies exteriores de las fibras 20 y la superficie interior 32 de la pared del tubo 30 puede aumentar la resistencia a la tracción del cable construido a partir de dichos tubos, y en tales realizaciones, la utilización de las diversas fibras insensibles a la flexión discutidas aquí proporciona una atenuación óptica satisfactoria a pesar del alto nivel de interacción fibra/tubo.

Haciendo referencia a las FIG. 2B y 2C, se muestran diferentes niveles de densidad de empaquetamiento de fibra y restricción posicional. La FIG. 2B muestra un tubo de protección 22" dimensionado para proporcionar una restricción de posición parcial al movimiento de la fibra óptica 20 dentro del tubo de protección 22", según una realización ejemplar. Como se muestra en la FIG. 2B, el diámetro interior D1 del tubo de protección 22" tiene un tamaño tal que una de las fibras ópticas 20 del grupo interior 40 encaja justo en el espacio 42 entre un par de fibras ópticas adyacentes 20 del grupo exterior 38 y puede volver al grupo interior 40 Como comparación, la FIG. 2C muestra el tubo de protección 22'" dimensionado para no proporcionar restricción posicional sobre las fibras ópticas 20 dentro del tubo de protección 22'".

En varias realizaciones, los tubos de protección 22 del cable 10, como se analiza en este documento, tienen al menos alguna restricción de posición. De acuerdo con la invención reivindicada, las fibras ópticas 20 están empaquetadas densamente dentro de un tubo de protección, tal como un tubo de protección 22' o 22", tal que un parámetro de relación de diámetro, Q, que se define como la relación, D1/D2, es inferior a 1,14+0,313(N), donde N es el número de fibras ópticas 20 dentro del tubo de protección 22' o 22", y además, en una realización específica, Q es también mayor que 2,25+0,143(N), donde N es el número de fibras ópticas 20 dentro del tubo de protección 22' y 22". En varias realizaciones, N es mayor que 6 y, más específicamente, N es de 8 a 24, incluidos 8 y 24. En otra realización, N es de 12 a 24, incluidos 12 y 24. En otra realización, N es mayor que 24, y en una de tales realizaciones, 8 < N <48. En la realización específica mostrada en la FIG. 2B, N es 12, D1 del tubo de protección 22'' es mayor o igual a 4,273 veces el diámetro exterior de la fibra y menor o igual a 4,87 veces el diámetro exterior de la fibra y específicamente menos de 4,864 veces el diámetro exterior de la fibra. Además, en esta realización de 12 fibras del tubo de protección 22", el grupo exterior 38 tiene 9 fibras ópticas 20, y el grupo interior 40 tiene 3 fibras ópticas 20, y se permite que una fibra óptica 20 del grupo interior 40 se mueva parcialmente en el espacio 42 como se muestra en la FIG. 2B.

Como comparación, en un ejemplo que no está de acuerdo con la invención reivindicada, la FIG. 2C, muestra el tubo de protección 22'" dimensionado para no tener restricciones de posición de modo que una o más fibras ópticas 20 puedan moverse libremente entre el grupo interno 40 y el grupo externo 38, lo que permite que las fibras ópticas 20 asuman posiciones de baja tensión durante la flexión, pero requiere un diámetro interno mayor D1 y un empaque menos denso en comparación con los tubos de protección de 22' y 22". Específicamente, como se muestra en la FIG. 2C, las fibras ópticas 20 no están densamente empaquetadas dentro del tubo de protección 22'" de modo que un parámetro de relación de diámetro, Q, del tubo de protección 22'" que se define como la relación, D1/D2, es mayor que 1,14+0,313(N), donde N es el número de fibras ópticas 20 dentro del tubo de protección 22'", para N mayor que 6, N mayor que 24, y N 8 a 24, inclusive 8 y 24. En la realización específica mostrada en la FIG. 2C, N es 12, D1 del tubo de protección 22'" es mayor o igual a 4,864 veces el diámetro exterior de la fibra.

En realizaciones específicas, el empaquetamiento de fibra denso y el alto número de fibras dentro del tubo de protección 22' es facilitado por una fibra óptica que tiene un diámetro exterior bajo y varias propiedades de fibra óptica que permiten una baja pérdida de señal a pesar del empaquetamiento denso y el alto número de fibras. En varias realizaciones, dichas fibras pueden tener una variedad de propiedades en varias combinaciones, como un diámetro exterior D2 inferior a 210 micrómetros, un diámetro de campo modal de más de 9 micrómetros a 1310 nm, un corte de cable de menos de 1260 nm, un pérdida por macrocurvatura de menos de 0,5 dB/vuelta a 1550 nm para un diámetro de mandril de 20 mm, y/o una pérdida por microcurvatura de un tambor cubierto de malla de alambre a 1550 nm de menos de 0,03 dB/km. En realizaciones específicas, las fibras ópticas 20 pueden ser cualquiera de las fibras ópticas o incluir cualquiera de las funciones o características de fibra óptica analizadas en este documento.

En varias realizaciones, las paredes del tubo 30 de los tubos de protección 22', 22" y 22'" son estructuras de polímero relativamente gruesas y relativamente rígidas, de modo que durante el doblado, las paredes del tubo 30 no se deforman en un grado suficiente para permitir que las fibras ópticas 20 adopten una posición de baja tensión a través de la deformación de la propia pared del tubo de protección. Esto contrasta con algunos haces de fibra óptica o micromódulos que están densamente empaquetados utilizando cubiertas de haz delgadas y flexibles. En tales haces de fibras ópticas, se logran un empaquetamiento denso y unas características aceptables de pérdida por curvatura a través de la naturaleza flexible de la cubierta del haz que permite el movimiento de la fibra durante la curvatura. En contraste con tales haces de fibra óptica, en varias realizaciones, los tubos de protección 22' y 22" no permiten un movimiento sustancial y logran características aceptables de pérdida por curvatura mediante el uso de fibras ópticas insensibles a la curvatura de bajo diámetro, como las que se analizan en este documento.

En diversas realizaciones, las paredes del tubo 30 tienen un grosor T1 que está entre 50 micrómetros y 250 micrómetros. En realizaciones particulares, las paredes del tubo 30 se forman a partir de un material que tiene un módulo de elasticidad a 25 °C entre 0,8 GPa y 3 GPa. En varias realizaciones discutidas aquí, las paredes del tubo 30 que tienen estos espesores y/o módulos forman estructuras tubulares relativamente rígidas que no se doblan, estiran, deforman, etc. en una cantidad significativa dentro del cable y, por lo tanto, en tales realizaciones, las fibras ópticas 20 son fibras insensibles a la flexión como se discute en este documento. Tales fibras insensibles a la flexión permiten una atenuación óptica baja a pesar de residir en tubos 22 de módulo alto, gruesos y altamente empaquetados.

Las paredes del tubo de protección 30 pueden estar hechas de una variedad de materiales poliméricos adecuados. En una realización, las paredes del tubo de protección 30 se forman a partir de un material de polipropileno. En otra realización, las paredes del tubo de protección 30 están formadas por un material de policarbonato. En varias realizaciones, las paredes del tubo de protección 30 están formadas por uno o más materiales poliméricos que incluyen tereftalato de polibutileno (PBT), poliamida (PA), polioximetileno (POM), cloruro de polivinilo (PVC), PCV ignífugo, poli(etileno-co-tetrafluoroeteno) (ETFE), o varias combinaciones de los materiales poliméricos discutidos aquí, etc. En varias realizaciones, el material de las paredes del tubo de protección 30 puede incluir varios rellenos o aditivos que incluyen materiales de bloqueo UV y materiales resistentes a la quemadura.

Como ejemplo específico de los diversos tamaños de tubos de protección y relleno de fibra de la presente divulgación, la FIG. 3 muestra un gráfico de la relación mínima entre el diámetro interior del tubo de protección y el diámetro exterior de la fibra en función del número de fibras en el tubo de protección. El gráfico 50 muestra el diámetro efectivo normalizado del haz asumido para un número definido de fibras en un haz y el gráfico 52 muestra el ID de tubo normalizado mínimo para acomodar solo un número definido de fibras. Este es un ajuste a los datos modelados que definen el diámetro mínimo normalizado del círculo de circunscripción para ajustarse alrededor de cada haz de fibras de 1 a 48 fibras.

Con referencia a las FIG. 1, en realizaciones particulares, uno o más tubos de protección 22 del cable 10 son uno o más tubos de protección densamente empaquetados, como los tubos de protección 22' y 22" discutidos anteriormente. En tales realizaciones, el empaquetamiento denso y el diámetro pequeño de los tubos de protección 22' o 22"' permiten que el cable 10 también se empaquete densamente y tenga un diámetro pequeño a pesar de tener una gran cantidad de fibras ópticas 20. Como se muestra en la FIG. 1, el cable 10 tiene un diámetro exterior, D3, inferior a 15 mm, y en la realización particular mostrada, el cable 10 tiene este diámetro exterior bajo incluyendo al menos 72 fibras ópticas situadas en 6 tubos de protección.

Haciendo referencia a las FIG. 4, se muestra un cable de fibra óptica 60 según una realización ejemplar. El cable 60 es sustancialmente el mismo que el cable 10 excepto por lo que se explica en este documento. Como se muestra, el cable 60 incluye al menos 144 fibras ópticas e incluye al menos 12 tubos de protección 22, cada uno de los cuales incluye 12 fibras ópticas 20. Al igual que el cable 10, el cable 60 incluye un diámetro exterior D3 que es inferior a 15 mm, y los tubos de protección 22 son tubos de protección 22' totalmente restringidos. En otras realizaciones, los tubos de protección 22 del cable 60 pueden ser tubos de protección 22" y/o tubos de protección 22'". Además, el cable 10 incluye un miembro de resistencia central cubierto 62 que incluye la porción central 64 y una cubierta exterior 66. En realizaciones particulares, la porción central 64 puede ser relativamente rígida, como un material metálico o plástico reforzado con vidrio, y la cubierta exterior 66 es un recubrimiento de polímero.

Haciendo referencia a la FIG. 5, se muestra un cable de fibra óptica 70 según una realización ejemplar. El cable 70 es sustancialmente el mismo que el cable 10 excepto por lo que se explica en este documento. Como se muestra, el cable 70 incluye al menos 96 fibras ópticas e incluye al menos 8 tubos de protección 22, cada uno de los cuales incluye 12 fibras ópticas 20. Al igual que el cable 10, el cable 70 incluye un diámetro exterior D3 que es inferior a 15 mm, y los tubos de protección 22 son tubos de protección 22' totalmente restringidos. En otras realizaciones, los tubos de protección 22 del cable 70 pueden ser tubos de protección 22" y/o tubos de protección 22'".

Haciendo referencia a las FIG. 6, se muestra un cable de fibra óptica 80 según una realización ejemplar. El cable 80 es sustancialmente el mismo que el cable 10 excepto por lo que se explica en este documento. Como se muestra, el cable 80 incluye al menos 72 fibras ópticas e incluye al menos 6 tubos de protección 22, cada uno de los cuales incluye 12 fibras ópticas 20. En la realización específica que se muestra, los tubos de protección 22 son tubos de protección 22"' sin restricciones. Por lo tanto, el cable 80 logra una pérdida de curvatura muy baja mediante el uso de ambos tubos de protección sin restricciones 22'"' que permiten que las fibras 20 se muevan durante la curvatura para lograr posiciones de baja tensión en combinación con las fibras ópticas de bajo diámetro y baja pérdida de curvatura discutidas aquí.

Haciendo referencia a las FIG. 7, se muestra un cable de fibra óptica 90 según una realización ejemplar, que no forma parte de la invención reivindicada El cable 90 es sustancialmente el mismo que el cable 10 excepto por lo que se explica en este documento. Como se muestra, el cable 90 incluye un solo tubo de protección 92 y una pila 94 de una pluralidad de cintas de fibra óptica 96. Cada cinta de fibra óptica 96 incluye una pluralidad de fibras ópticas 20 rodeadas y soportadas por una matriz polimérica 98. En varias realizaciones, el cable 90 incluye al menos cuatro cintas dentro de la pila 94 y cada cinta 96 soporta cuatro fibras ópticas 20. En algunas realizaciones, como el cable 10, el cable 90 incluye un diámetro exterior D3 inferior a 15 mm. En tales realizaciones, el cable 90 proporciona un cable plano de bajo diámetro y baja pérdida por curvatura que utiliza las fibras ópticas de bajo diámetro y baja pérdida por curvatura analizadas en este documento.

Fibras ópticas de baja pérdida por flexión/curvatura

Como se indicó anteriormente en varias realizaciones, las fibras ópticas 20 discutidas aquí están configuradas para experimentar una baja pérdida de señal durante la flexión. En varias realizaciones, las fibras ópticas 20 analizadas anteriormente en relación con las disposiciones de cables y tubos de protección pueden ser cualquiera de las fibras ópticas analizadas aquí y específicamente pueden configurarse como las diversas realizaciones de fibra óptica 110, analizadas a continuación.

De acuerdo con al menos algunas realizaciones, las fibras ópticas tienen bajas pérdidas inducidas por curvatura, especialmente para curvas cerradas, tales como curvas de 15 mm de diámetro, para aplicaciones en centros de datos e instalaciones de fibra hasta el hogar. De acuerdo con al menos algunas realizaciones, las fibras ópticas descritas en el presente documento son compatibles con versiones anteriores de los sistemas de red de fibra instalados existentes. De acuerdo con la invención reivindicada, las fibras ópticas descritas en este documento tienen un diámetro de campo modal de longitud de onda de 1310 nm de >8,6 micrómetros para tener bajas pérdidas de empalme con las fibras ópticas instaladas existentes. De acuerdo con al menos algunas realizaciones, las fibras ópticas descritas en el presente documento tienen un diámetro de campo modal de longitud de onda de 1310 nm de > 9 micrómetros para tener bajas pérdidas por empalme con las fibras ópticas instaladas existentes. Las fibras ópticas descritas en este documento se pueden cablear y formar parte de un sistema de red que tenga un transmisor y un receptor.

El "perfil del índice de refracción" es la relación entre el índice de refracción o el índice de refracción relativo y el radio de la fibra. El radio para cada segmento del perfil del índice de refracción viene dado por las abreviaturas n, r2, r3, r4a, r4, etc. y aquí se usan minúsculas y mayúsculas intercambiables (por ejemplo, n es equivalente a R1).

El "'porcentaje de índice de refracción relativo" (también denominado en el presente documento "'porcentaje delta de índice de refracción", "índice de refracción relativo", "delta de índice de refracción" y "delta de índice de refracción relativo") se define como A% = 100 x (ni2-nc2)/2ni2, y como se usa aquí, nc es el índice de refracción promedio de la sílice no dopada. Como se usa aquí, el índice de refracción relativo está representado por Ay sus valores se dan en unidades de "%", a menos que se especifique lo contrario. Los términos: delta, A, A%, %A, delta%, %delta y porcentaje delta pueden usarse aquí de manera intercambiable. Para las realizaciones descritas en el presente documento, se puede obtener un perfil de índice de refracción relativo equivalente desplazando hacia arriba o hacia abajo todo el perfil de índice de refracción de la fibra óptica. En los casos en que el índice de refracción de una región es menor que el índice de refracción promedio de la sílice no dopada, el porcentaje del índice de refracción relativo es negativo y se dice que tiene una región deprimida o un índice deprimido. En los casos en los que el índice de refracción de una región es mayor que el índice de refracción medio de la región del revestimiento, el porcentaje del índice de refracción relativo es positivo. Un "dopante ascendente" se considera aquí como un dopante que tiene una propensión a elevar el índice de refracción en relación con el SiO2 puro no dopado. Un "dopante descendente" se considera aquí como un dopante que tiene una propensión a disminuir el índice de refracción en relación con el SiO2 puro no dopado. Los ejemplos de dopantes ascendentes incluyen GeO2 (germania), AhO3, P2O5, TiO2, Cl, Br. Los ejemplos de dopantes descendentes incluyen flúor y boro.

La "dispersión cromática", denominada en el presente documento "dispersión" a menos que se indique lo contrario, de una fibra de guía de ondas es la suma de la dispersión del material, la dispersión de la guía de ondas y la dispersión intermodal. En el caso de fibras de guía de ondas monomodo, la dispersión intermodal es cero. La longitud de onda de dispersión cero es una longitud de onda en la que la dispersión tiene un valor de cero. La pendiente de dispersión es la tasa de cambio de la dispersión con respecto a la longitud de onda.

El "área efectiva" se define en la ecuación 1 como:

A e ff:::: 2je (Jf2 r dr)2/(Jf+ r dr) Ec. 1

donde los límites de integración son 0 a <», r es la distancia radial desde el centro del núcleo, y f es la componente transversal del campo eléctrico asociado con la luz propagada en la guía de ondas. Como se usa aquí, "área efectiva" o "Aeff" se refiere al área óptica efectiva a una longitud de onda de 1550 nm a menos que se indique lo contrario.

El término "a-perfil" se refiere a un perfil de índice de refracción, expresado en términos de A(r) que está en unidades de "%", donde r es el radio, que sigue la ecuación 2, que se muestra a continuación

donde r0 es el punto (ubicación radial) en el núcleo en el que A(r) es máximo, n es el punto en el que A(r)% es cero, y r está en el rango n < r < Rf, donde A se define arriba, r¡ es el punto inicial del a-perfil, rf es el punto final de la a-perfil, y a es un exponente que es un número real (denominado "núcleo a", "núcleo alfa", "valor alfa" o "a valor" en este documento).

El diámetro del campo modal (MFD) se mide utilizando el método de Peterman II, donde 2w = MFD y w2 = (2jf2 r dr/J[df/dr]2 r dr), siendo los límites integrales de 0 a <».

La resistencia a la flexión de una fibra de guía de ondas se puede medir mediante la atenuación inducida en las condiciones de prueba prescritas, por ejemplo, desplegando o enrollando la fibra alrededor de un mandril de un diámetro prescrito, por ejemplo, enrollando 1 vuelta alrededor de un mandril de diámetro de 6 mm, 10 mm, o 20 mm o similar (por ejemplo, "pérdida de macrocurvatura de 1x10 mm de diámetro" o "pérdida de macrocurvatura de 1x20 mm de diámetro") y medir el aumento de atenuación por vuelta.

Un tipo de prueba de curvatura es la prueba de microcurvatura de carga lateral. En esta llamada prueba de "carga lateral" (LLWM), se coloca una longitud prescrita de fibra de guía de ondas entre dos placas planas. Una malla de alambre #70 está unida a una de las placas. Una longitud conocida de fibra de guía de ondas se intercala entre las placas y se mide una atenuación de referencia mientras las placas se presionan juntas con una fuerza de 30 Newtons. Luego se aplica una fuerza de 70 Newton a las placas y se mide el aumento de atenuación en dB/m. El aumento de la atenuación es la atenuación de la carga lateral de la guía de ondas en dB/m a una longitud de onda específica (normalmente dentro del rango de 1200-1700 nm, por ejemplo, 1310 nm o 1550 nm o 1625 nm).

Otro tipo de prueba de curvatura es la prueba de microcurvatura del tambor cubierto con malla de alambre (WMCD). En esta prueba, un tambor de aluminio de 400 mm de diámetro se envuelve con malla de alambre. La malla está bien envuelta sin estirarse y no debe tener agujeros, hundimientos ni daños. Especificación de material de malla de alambre: McMaster-Carr Supply Company (Cleveland, OH), número de parte 85385T106, tela metálica tejida de acero inoxidable tipo 304 resistente a la corrosión, malla por pulgada lineal: 165x165, diámetro del alambre: 0,0019" (0,04826 mm), ancho de apertura: 0,0041" (0,10414 mm), % de área abierta: 44,0. Una longitud prescrita (750 metros) de fibra de guía de ondas se enrolla a 1 m/s en el tambor de malla de alambre con un paso de recogida de 0,050 centímetros mientras se aplica una tensión de 80 (+/- 1) gramos. Los extremos de la longitud prescrita de fibra se encintan para mantener la tensión y no hay cruces de fibras. La atenuación de la fibra óptica se mide a una longitud de onda específica (típicamente dentro del rango de 1200-1700 nm, por ejemplo, 1310 nm o 1550 nm o 1625 nm); se mide una atenuación de referencia en la fibra óptica enrollada en un tambor liso. El aumento en la atenuación es la atenuación del tambor cubierto de malla de alambre de la guía de ondas en dB/km a una longitud de onda específica (normalmente dentro del rango de 1200-1700 nm, por ejemplo, 1310 nm o 1550 nm o 1625 nm).

Otro tipo de prueba de flexión es la prueba de pérdida de microcurvatura de tejido de cesta. En la prueba de pérdida por microcurvatura de tejido de canasta, las fibras se enrollan a alta tensión en un carrete de vidrio y se exponen a un ciclo de temperatura. El aparato de prueba se compone de un tambor de sílice de diámetro fijo. La superficie del tambor es lisa. En esta prueba, el diámetro del tambor es de 110 mm. La fibra se enrolla en el tambor de vidrio con una tensión de bobinado de 70 gramos y un paso de 2 mm (distancia entre vueltas de fibra adyacentes). Múltiples capas de fibra se envuelven con esta tensión y paso. Los ángulos de paso se invierten con cada capa enrollada. El cruce de las fibras tensadas de las capas adyacentes crea el mecanismo de microcurvatura. Se utiliza una longitud de fibra de 2,5 km. La medición inicial de la atenuación de la fibra se realiza a aproximadamente 23°, a aproximadamente 45 % de HR (humedad relativa) con la fibra desplegada en la configuración de cestería con 70 gramos de tensión. Las mediciones de pérdida de atenuación inicial se realizan en longitudes de onda de 1310 nm, 1550 nm y 1625 nm. Se utiliza un OTDR (reflectómetro de dominio de tiempo óptico, por sus siglas en inglés) para adquirir los datos de pérdida de atenuación.

Después de la medición de pérdida de atenuación inicial a 23 °C, la fibra se somete a ciclos térmicos. En el ciclo térmico, la fibra se enfría primero de 23 °C a -60 °C a una velocidad de 1 °C/min. La fibra se mantiene a -60 °C durante 20 horas y luego se calienta a una velocidad de 1 °C/min de regreso a 23 °C. La fibra se mantiene a 23 °C durante 2 horas, luego se calienta a 70 °C a una tasa de 1° C/min y mantenido a 70° C durante 20 horas. A continuación, la fibra se enfría a 23 °C' a razón de 1 °C/min y se mantiene a 23 °C durante dos horas. A continuación, la fibra se somete a un segundo ciclo térmico, que fue idéntico al primer ciclo térmico, es decir, se enfría de 23 °C a -60 °C, luego se vuelve a calentar a 23 °C y se mantiene a esa temperatura durante 2 horas y luego se calienta de 23°C a 70°C, luego de lo cual se vuelve a enfriar a 23°C. Finalmente, luego de mantener la fibra a una temperatura de 23°C por dos horas, luego del segundo ciclo, la fibra nuevamente se enfría a -60 °C a una velocidad de 1 °C/min, se mantiene a -60 °C durante 20 horas y luego se enfría más a una velocidad de 1 °C/min a -60 °C. La fibra se mantiene a -60 °C durante 20 horas, luego se calienta a una velocidad de 1 °C/min de nuevo a 23 °C y se mantiene a 23 °C durante 2 horas. El ciclo térmico concluye en este punto.

Durante el ciclo térmico de la fibra, la pérdida de atenuación de la fibra se mide continuamente. Se determina la pérdida de atenuación máxima durante los dos ciclos térmicos hasta -60 °C, y se informa aquí la diferencia entre esta pérdida de atenuación máxima y la pérdida de atenuación inicial a 23 °C, como la pérdida de microcurvatura de tejido de cesta de la fibra sobre el rango de temperatura de -60 °C a 70 °C. En el ciclo térmico hasta -60 °C, la diferencia entre la pérdida de atenuación medida a -60 °C y la pérdida de atenuación inicial a 23 °C se informa aquí como la pérdida de microcurvatura de tejido de cesta de la fibra sobre el rango de temperatura de -60°C a 23°C.

La prueba de flexión de "arreglo/matriz de pernos" se utiliza para comparar la resistencia relativa de la fibra de guía de ondas a la flexión. Para realizar esta prueba, se mide la pérdida de atenuación para una fibra de guía de ondas esencialmente sin pérdida por flexión inducida. A continuación, la fibra de guía de ondas se teje alrededor del arreglo de pernos y se mide de nuevo la atenuación. La pérdida inducida por la flexión es la diferencia entre las dos atenuaciones medidas. El arreglo de pernos es un conjunto de diez pernos cilíndricos dispuestos en una sola fila y sostenidos en una posición vertical fija sobre una superficie plana. El espacio entre pernos es de 5 mm, de centro a centro. El diámetro de perno es de 0,67 mm. Durante la prueba, se aplica suficiente tensión para hacer que la fibra de la guía de ondas se ajuste a una porción de la superficie del perno. El aumento de la atenuación es la atenuación del arreglo de pernos en dB de la guía de ondas a una longitud de onda específica (normalmente dentro del rango de 1200-1700 nm, por ejemplo, 1310 nm o 1550 nm o 1625 nm).

La longitud de onda de corte teórica de la fibra, o "corte teórico de la fibra" o "corte teórico", para un modo determinado, es la longitud de onda por encima de la cual la luz guiada no puede propagarse en ese modo. Se puede encontrar una definición matemática en Single Mode Fiber Optics, Jeunhomme, pp. 39-44, Marcel Dekker, New York, 1990, donde el corte teórico de la fibra se describe como la longitud de onda a la que la constante de propagación del modo se vuelve igual a la constante de propagación de la onda plana en el revestimiento exterior. Esta longitud de onda teórica es apropiada para una fibra infinitamente larga y perfectamente recta que no tiene variaciones de diámetro.

El corte de fibra se mide mediante la prueba estándar de corte de fibra de 2 m, FOTP-80 (EIA-TlA-455-80), para obtener la "longitud de onda de corte de fibra", también conocida como "corte de fibra de 2 m" o "corte medido". La prueba estándar FOTP-80 se realiza para eliminar los modos de orden superior utilizando una cantidad controlada de flexión o para normalizar la respuesta espectral de la fibra a la de una fibra multimodo.

Por longitud de onda de corte de cable, "corte de cable", "longitud de onda de corte de cable" o "corte de cable" como se usa aquí, nos referimos a la longitud de onda de corte de cable determinada por la prueba de corte de cable de 22 m descrita en los procedimientos de prueba de fibra óptica EIA-445, que forman parte de los Estándares de Fibra Óptica EIA-TIA, es decir, los Estándares de Fibra Óptica de la Electronics Industry Alliance-Telecommunications Industry Association.

A menos que se indique lo contrario en este documento, las propiedades ópticas (como dispersión, pendiente de dispersión, etc.) se informan para el modo LP01.

Las fibras ópticas descritas en el presente documento son capaces de exhibir un área efectiva a 1550 nm que es superior a aproximadamente 70 micrómetros2, en algunas realizaciones entre 75 y 95 micrómetros2, por ejemplo entre aproximadamente 80 y 90 micrómetros2. En algunas realizaciones, el área efectiva del modo óptico a 1550 nm está entre aproximadamente 82 y 88 micrómetros2.

Las realizaciones de la fibra 110 (ver, por ejemplo, la FIG. 8) incluyen un núcleo 112 que comprende un porcentaje delta de índice de refracción máximo A1 y un revestimiento 120 que rodea el núcleo 112. En al menos algunas realizaciones descritas en este documento, el alfa de núcleo es mayor que 5 (es decir, a > 5). De acuerdo con las realizaciones ejemplares descritas en el presente documento, la fibra 110 es preferiblemente una fibra monomodo.

El revestimiento 120 incluye una región de revestimiento interior 121 que está en contacto con el núcleo 112 y lo rodea, una región de revestimiento de índice deprimido 122 (también denominada región de trinchera en este documento) que rodea la región de revestimiento interior 121. La región de revestimiento 122 tiene un porcentaje delta de índice de refracción A3. La región de revestimiento exterior 124 rodea la región de trinchera 122 y comprende un porcentaje delta de índice de refracción A4. Una región de trinchera es una región de bajo índice de refracción, rodeada por las regiones de mayor índice de refracción. Como se muestra, por ejemplo, en la FIG. 8, la región de trinchera 122 dentro del revestimiento 120 está rodeada por dos regiones de revestimiento de mayor índice, es decir, las regiones de revestimiento 121 y 124.

En las realizaciones descritas en este documento A1max > A4; A3 < A2; and A4 > A3. En la realizaciones ilustradas en las FIGS. 8 a 14, las regiones de revestimiento 121, 122 y 124 están inmediatamente adyacentes entre sí. Sin embargo, esto no es necesario y, alternativamente, se pueden emplear regiones de revestimiento adicionales.

El núcleo 112 comprende un radio exterior n (que se define como donde una línea tangente trazada a través de la pendiente máxima del porcentaje delta del índice de refracción del núcleo central 112 cruza la línea delta cero) que está entre 2,75 y 6 micrómetros, en algunas realizaciones entre aproximadamente 3 y 5,75 micrómetros, por ejemplo entre 3,5 y 5,6 micrómetros, y en algunas realizaciones 4-5 micrómetros. El núcleo 112 exhibe un porcentaje delta de índice de refracción A1, (relativo a la sílice pura). Por ejemplo, el índice de refracción máximo delta del núcleo, A1max, puede ser del 0 por ciento (si está hecho de sílice pura) al 0,65 por ciento, o entre el 0,15 y el 0,5 por ciento, y en algunas realizaciones entre aproximadamente el 0,2 y el 0,5 por ciento. En algunas realizaciones A1max. > 0,38, por ejemplo 0,5 > A1max. > 038.

En algunas realizaciones, el núcleo 112 exhibe un núcleo alfa (a) donde, a es mayor que 5, por ejemplo al menos 10. En algunas realizaciones, el núcleo alfa es 15 o mayor. En algunas realizaciones, el núcleo 112 puede comprender un alfa entre aproximadamente 10 y 100, por ejemplo, en algunas realizaciones, el núcleo alfa, a, puede estar entre 15 y 100, y en algunas realizaciones entre 15 y 40. Un perfil de índice de refracción de una realización de fibra ejemplar con a1 de aproximadamente 20 se muestra, por ejemplo, en la FIG. 8.

En las realizaciones ilustradas en la FIG. 10-14, la región de revestimiento interior 121 es adyacente al núcleo 112 y comprende un radio interior n y un radio exterior r2. La región de revestimiento interior 121 exhibe preferiblemente un porcentaje delta de índice de refracción, A2 < 0,3 (en relación con la sílice pura). Como se indicó anteriormente, A1 > A2. En las realizaciones ejemplares descritas en el presente documento, 0,15% < A1max -A2 <0,5 %, por ejemplo 0,2 % < A1max -A2 < 0,4 % o 0,25 % < A1 max -A2 < 0,35. En algunas realizaciones A2 es de 0 a 0,3 por ciento, por ejemplo entre aproximadamente 0 y 0,25 por ciento, o entre 0,1 y 0,2 por ciento. Alternativamente, por ejemplo, si la región del núcleo 112 (también denominada núcleo en este documento) está hecha de sílice pura, la región del revestimiento interior 121 es dopada descendente en relación con la sílice pura, de modo que A1max-A2 < 0,5 por ciento. El radio exterior r2 de la región de revestimiento interior 121 está entre 5 y 17 micrómetros, en algunas realizaciones entre aproximadamente 7 y 15 micrómetros, por ejemplo de 6 a 12 micrómetros, o de 6 a 10 micrómetros. En algunas realizaciones, la relación de r2/r1 es > 1,2. En algunas realizaciones, la relación de r2 / n es >1,25, por ejemplo 1,25 < r2 / n < 2,5. En al menos algunas de las realizaciones ejemplares descritas en este documento 1,6 < r2 / n < 2,4. En al menos algunas de las realizaciones ejemplares descritas en el presente documento 1,8 < r2 / n < 2,35. Los valores anteriores del radio n, la diferencia entre A1 max y A2, y la relación r2/r1 ayuda a que las fibras tengan 1300 nm < X0 < 1324 nm y MFD entre 8,2 micrómetros y 9,5 micrómetros en la longitud de onda de 1310 nm.

La región de trinchera 122 (también denominada región de revestimiento de índice deprimido en este documento) rodea la región de revestimiento interior 121. La región de trinchera 122 tiene un porcentaje delta de índice de refracción A3 que es más pequeño que A2. En algunas realizaciones A3 es -0,4% <A3 <0,1%. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la trinchera está formada por sílice pura y A3 es 0. En algunas realizaciones, el porcentaje delta del índice de refracción relativo en la región de trinchera 122 es esencialmente plano, es decir, la diferencia entre el porcentaje delta del índice de refracción relativo en dos radios cualesquiera dentro de la región de trinchera 122 es inferior al 0,03%, y en algunos realizaciones menos del 0,01%. En otras realizaciones, puede haber fluctuaciones como resultado de un diseño de perfil pequeño o variaciones del proceso. En algunas realizaciones, la región de trinchera 122 comprende sílice que está sustancialmente sin dopar con flúor o germania, es decir, de modo que la región está esencialmente libre de flúor y germania, es decir, menos de 0,1% en peso de % F o GeO2. En algunas realizaciones, la región de trinchera es sílice pura, en otras realizaciones es sílice dopada con flúor, para hacer -0,4 %. < A3 <0,1 %. En algunas realizaciones, 0,35% < A1max -A3 < 0,65%.

La región de trinchera 122 exhibe preferiblemente un ancho Wt (donde Wt = r3-r2) entre aproximadamente 4 micrómetros y 22 micrómetros, en algunas realizaciones, entre 8 y 20 micrómetros. En algunas realizaciones, el radio exterior r3 de la región de trinchera puede ser de no menos de 10 micrómetros, por ejemplo mayor de 12 micrómetros y menor de 27 micrómetros, o de aproximadamente 14,5 micrómetros a aproximadamente 25,5 micrómetros para lograr un buen rendimiento de flexión y un corte de cable de < 1260 nm.

La región de revestimiento exterior 124 rodea la región de trinchera 122 y comprende el porcentaje delta del índice de refracción A4 que es más alto que el porcentaje delta del índice de refracción A3 de la región de zanja 122, formando así una región que es una región de revestimiento exterior 124 "dopada ascendente" con respecto a la región de revestimiento de índice deprimido 122, por ejemplo, agregando una cantidad de dopante (como germania o cloro) suficiente para aumentar la índice de refracción de la región del revestimiento exterior. En algunas realizaciones, no hay flúor u otros dopantes en la región de trinchera 122, y la región de revestimiento exterior 124 comprende un dopante, por ejemplo, cloro. En algunas realizaciones, la concentración de cloro en la región del revestimiento exterior 124 es > 1% en peso En algunas otras realizaciones, la concentración de cloro en la región del revestimiento exterior 124 es > 1,2% en peso En aún otras realizaciones, la concentración de cloro en la región de revestimiento exterior 124 es > 1,5% en peso En aún otras realizaciones, la concentración de cloro en la región de revestimiento exterior 124 es > 2% en peso

La región de revestimiento exterior 124 comprende un índice de refracción más alto que el de la región de trinchera 122 y puede, por ejemplo, tener un porcentaje delta de índice de refracción A4 que está entre 0,12 % y 0,4 %. En algunas realizaciones 0,12% < A4-A3 < 0,4%, por ejemplo en algunas realizaciones 0,12% < A4-A3 <0,3%. En algunas realizaciones, la región de revestimiento exterior 124 se compone de una primera región de revestimiento exterior 123 (con un radio exterior r4a) y una segunda región de revestimiento exterior 125 (con un radio exterior u), donde la primera región de revestimiento exterior 123 tiene una concentración de cloro de > 1,2% en peso de r3 a 40 micrómetros. En algunas realizaciones, la primera región de revestimiento exterior 123 tiene una concentración de cloro de > 1,5% en peso de r3 a 40 micrómetros, y en algunas realizaciones, la primera región de revestimiento exterior 123 tiene una concentración de cloro de > 2% en peso de r3 a 40 micrómetros.

En algunas realizaciones, la segunda región de revestimiento exterior 125 tiene una viscosidad más alta que la primera capa de revestimiento exterior. Es decir, la viscosidad del vidrio de la segunda región de revestimiento exterior 125 es mayor que la viscosidad del vidrio de la primera región de revestimiento exterior 123. En esta realización, la segunda región de revestimiento exterior 125 es la capa de absorción de tensión. En algunas realizaciones, la segunda región de revestimiento exterior 125 tiene una concentración de cloro de < 0,5% en peso de r4a a r4 (donde r4a es el radio exterior de la (por ejemplo, > región dopada ascendente al 1,2% en peso de Cl), como se muestra, por ejemplo, en la FIG. 9, y r4 es el radio exterior de la fibra óptica de vidrio, por ejemplo, 62,5 micrómetros). En algunas realizaciones, la segunda región de revestimiento exterior 125 tiene una concentración de cloro de < 0,25% en peso desde su radio interior r4a hasta el radio exterior r4. En algunas realizaciones, la segunda región de revestimiento exterior tiene una concentración de cloro, [Cl], de 0,0% en peso [Cl] < 0,2% en peso de r4a a r4. En algunas realizaciones, 40 micrómetros < r4a < 55 micrómetros, por ejemplo, r4a tiene 40 micrómetros, 45 micrómetros, 50 micrómetros o 55 micrómetros. Preferiblemente, la porción de mayor índice (en comparación con la región de trinchera 122) de la región de revestimiento exterior 124 se extiende al menos hasta el punto donde la potencia óptica que se transmitiría a través de la fibra óptica es mayor o igual al 90 % de la potencia óptica transmitida, más preferiblemente hasta el punto donde la potencia óptica que se transmitiría a través de la fibra óptica sea mayor o igual al 95 % de la potencia óptica transmitida, y lo más preferiblemente hasta el punto donde la potencia óptica que se transmitiría a través de la fibra óptica sea mayor igual o superior al 98 % de la potencia óptica transmitida, lo que se prefiere para lograr un buen rendimiento de curvatura y un corte de cable de < 1260 nm. En algunas realizaciones, esto se logra haciendo que la tercera región anular "dopada ascendente" (es decir, la primera región de revestimiento exterior 123) se extienda al menos hasta un punto radial de aproximadamente 30 micrómetros. En algunas realizaciones, la tercera región anular 123 "dopada ascendente" se extiende al menos hasta un punto radial de aproximadamente 40 micrómetros, con una cuarta región anular (es decir, la segunda región de revestimiento exterior 125) que comprende esencialmente sílice que rodea la tercera región anular. En algunas realizaciones, el revestimiento 120 tiene un diámetro exterior de 2 veces el radio máximo, Rmax, de aproximadamente 125 micrómetros. Como se muestra en la FIG. 9, la región dopada ascendente 123 (es decir, la primera región de revestimiento exterior) del revestimiento exterior 124, tiene un porcentaje delta de índice de refracción de A4 y la región de revestimiento 125 (es decir, la segunda región de revestimiento exterior) tiene un porcentaje delta de índice de refracción de A5, y A4>A5,

El volumen del perfil V3 de la región de trinchera 122, se calcula usando A(4-3)(r)rdr entre el radio r2 y r3, y por lo tanto se define en la ecuación 3 como

Todos los volúmenes están en magnitud absoluta (es decir, V3 = |V3|). Con el fin de lograr un buen rendimiento de flexión, el volumen V3 de la región de trinchera 122 es preferentemente superior al 30 % Amicrómetro2, y puede ser superior al 45% Amicrómetro2, y en algunas realizaciones es superior al 50 % Amicrómetro2, y en algunas realizaciones puede ser superior al 55 % Amicrómetro2. En algunas realizaciones, el volumen V3 de la región de trinchera 122 es del 30 % A micrómetro2 a 90% A micrómetro2, por ejemplo 40 a 80 % A micrómetro2

En las realizaciones ejemplares descritas aquí, el núcleo 112 tiene un índice de refracción positivo en todas partes. La región central 112 comprende un porcentaje delta de índice de refracción máximo A1max. entre r = 0 y r = 3 micrómetros. En estas realizaciones A1max está entre aproximadamente 0,38% y aproximadamente 0,5%.

Las fibras son capaces de exhibir una pérdida de curvatura de menos de 0,5 dB/vuelta cuando se enrollan en un mandril de 15 mm de diámetro para fibras con números MAC > 7,25. En algunas realizaciones, las fibras ópticas descritas en este documento tienen un número MAC de > 7,6 o incluso > 7,7 y en algunos ejemplos, 7,6 < MAC <8, y una longitud de onda de dispersión cero, X0 de 1324nm >X0 > 1300 nm. Como se usa aquí, el número MAC significa el diámetro del campo modal a 1310 (nm) dividido por la longitud de onda de corte (nm) del cable de 22 m.

Las fibras aquí divulgadas pueden extraerse de preformas de fibra óptica fabricadas mediante técnicas de fabricación convencionales y utilizando métodos y aparatos de extracción de fibras conocidos, por ejemplo, como se divulga en las patentes estadounidenses n°. 7,565,820, 5,410,567, 7,832,675 y 6,027,062.

Diversas realizaciones ejemplares se aclararán adicionalmente mediante los siguientes ejemplos. Será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones.

Ejemplos

La Tabla 1 a continuación enumera las características de las realizaciones de fibra de los ejemplos 1-3. Estas realizaciones de fibra tienen perfiles de índice de refracción como se muestra en las FIGS. 10-12. En particular, se establece a continuación para cada ejemplo el porcentaje delta del índice de refracción A1 , alfa1 (m), y radio exterior n del núcleo 112; índice de refracción delta por ciento A2, y el radio exterior r2 de la zona de revestimiento interior 121; y porcentaje delta del índice de refracción A3, y el radio exterior r3, así como el volumen del perfil V3 de la zona de trinchera 122, que se calcula entre r2 y r3; índice de refracción delta por ciento A4. También se exponen la dispersión cromática y la pendiente de dispersión a 1310 nm, la dispersión cromática y la pendiente de dispersión a 1550 nm, el diámetro del campo modal a 1310 nm y 1550 nm, la microcurvatura de malla de alambre de carga lateral a 1550 nm, la macrocurvatura de arreglo de pernos a 1550 nm, la longitud de onda de dispersión cero (Lambda 0), corte de cable de 22 m, número MAC a 1310 nm, pérdida por curvatura de 1 x 15 mm de diámetro (pérdida por curvatura cuando la fibra se gira una vez alrededor de un mandril de 15 mm de diámetro) y atenuación espectral a 1310 y 1550 nm.

T l 1

Como se puede ver en la Tabla 1 anterior, las fibras ejemplares que se muestran en la Tabla 1 emplean una región de núcleo de vidrio 112 que tiene un índice A1 una región de revestimiento interior 121 que tiene un índice A2 y región de trinchera de revestimiento 122 que tiene un porcentaje delta de índice de refracción A3, y una región de revestimiento exterior 124 que tiene un porcentaje delta de índice de refracción A4; donde A1 max > A2; A1max > A4; A3 > A2; A4 > A3, donde la diferencia entre A1max y A2 es mayor o igual a por lo menos 0,15, diferencia entre A1max y A3 es mayor o igual a por lo menos 0,35 (por ejemplo, 0,38 < A1max-A3 <0, 65); la diferencia entre A2 y A3 es mayor o igual a por lo menos 0,08 (por ejemplo, 0,08 < A2-A2 <0,4); y la diferencia entre A4 y A3 es mayor o igual a por lo menos 0,08 (por ejemplo, 0,1< A4-A3 <0,4 o 0,1 < A4-A3 <0,3); y el valor absoluto del volumen del perfil, |V3| es al menos 30 % micrómetros2. Estas fibras tienen diámetros de campo modal (MFD) a 1310 nm entre 9 micrómetros y 9,5 micrómetros, por ejemplo entre 9,2 micrómetros y 9,5 micrómetros y una longitud de onda de dispersión cero entre 1300 nm y 1324 nm.

La Tabla 2 a continuación enumera las características de una realización del ejemplo 4 de fibra. Estas realizaciones de fibra tienen el perfil de índice de refracción como se muestra en la FIG. 13.

T l 2

Como se puede ver en la Tabla 2 anterior, las fibras ejemplares como las representadas en la FIG. 9 y la FIG. 13 emplean una región de núcleo de vidrio 112 que tiene un porcentaje delta de índice de refracción A-imax, una región de revestimiento interior 121 que tiene un porcentaje delta de índice de refracción A2, y la región de trinchera 122 que tiene un porcentaje delta de índice de refracción A3 y una primera región de revestimiento exterior 123 que tiene un porcentaje delta de índice de refracción A4 y una segunda región de revestimiento exterior 125 que tiene un porcentaje delta de índice de refracción A5; donde A1 max > A2; A1max > A4; A3 > A2; A4 > A3, donde la diferencia entre A1max y A2 es mayor o igual a por lo menos 0,15, diferencia entre A1max y A3 es mayor o igual a por lo menos 0,35 (por ejemplo, 0,38 < A1max-A3 < 0,65); la diferencia entre A2 y A3 es mayor o igual a por lo menos 0,08 (por ejemplo, 0,08 < A2-A2 <0,4); y la diferencia entre A4 y A3 es mayor o igual a por lo menos 0,08 (por ejemplo, 0,1 < A4-A3 < 0,4 o 0,1 < A4-A3 < 0,3); y un valor absoluto de volumen de perfil, |V3| de al menos 30 % de micrómetros2. En esta realización, la región de revestimiento 125 es una capa de sílice con un porcentaje de índice de refracción relativo de aproximadamente cero. La región de revestimiento 125 (es decir, la segunda región de revestimiento exterior) actúa como una capa rígida que absorbe la tensión. Esta realización de fibra tiene un diámetro de campo modal (MFD) a 1310 nm entre 9 micrómetros y 9,5 micrómetros, y una longitud de onda de dispersión cero entre 1300 nm y 1324 nm.

Las realizaciones de fibra descritas en el presente documento muestran un corte de cable inferior o igual a 1260 nm y una pérdida por curvatura de menos de 0,5 dB/vuelta cuando se enrolla sobre un mandril de 15 mm de diámetro. Estas fibras también exhiben un diámetro de campo modal entre aproximadamente 9 y 9,5 micrómetros a 1310 nm, una longitud de onda de dispersión cero entre 1300 y 1324 nm, una pendiente de dispersión a 1310 nm que es inferior o igual a 0,092 ps/nm2/km. Estas fibras exhiben una pérdida por curvatura de tambor cubierto de malla de alambre (WMCD) a 1550 nm que es menor o igual a 0,07 dB/km, en algunas realizaciones menor o igual a 0,06 dB/km, y en algunas realizaciones menor o igual a 0,05dB/km. Estas fibras también exhiben una pérdida por curvatura de arreglo de pernos a 1550 nm que es inferior a 8,5 dB, en algunas realizaciones inferior a 5 dB y en algunas realizaciones inferior a 4 dB. Estas fibras presentan una pérdida por microcurvatura de tejido de canasta a 1550 nm que es inferior o igual a 0,05 dB/km, en algunas realizaciones inferior o igual a 0,025 dB/km, y en algunas realizaciones inferior o igual a 0,01 dB/km.

Muchas de estas fibras también presentan una pérdida por curvatura a 1550 nm, cuando se enrollan sobre un mandril de 15 mm de diámetro, inferior a 0,5 dB/vuelta y, en algunos casos, inferior a 0,2 dB/vuelta. Estas fibras también exhiben una pérdida por curvatura a 1550 nm, cuando se enrollan en un mandril de 20 mm de diámetro, de menos de 0,2 dB/vuelta, en algunas realizaciones menos de 0,15 dB/vuelta, y algunas fibras en algunas realizaciones menos de 0,1 dB/vuelta. Estas fibras también presentan una pérdida por curvatura a 1550 nm, cuando se enrollan sobre un mandril de 30 mm de diámetro, inferior a 0,02 dB/vuelta, por ejemplo, inferior a 0,005 dB/vuelta, o incluso inferior a 0,003 dB/vuelta.

Tales números de rendimiento de atenuación y pérdida por flexión se pueden lograr utilizando un recubrimiento primario y secundario aplicado a la fibra, donde el módulo de Young del primario es inferior a 2 MPa, en algunas realizaciones inferior a 1 MPa y en algunas realizaciones inferior a 0,5 MPa. El módulo de Young del recubrimiento secundario es superior a 500 MPa, en algunas realizaciones superior a 1000 MPa y en algunas realizaciones superior a 1500 MPa. En algunas realizaciones, el diámetro exterior del recubrimiento secundario es de 242 micrómetros. En algunas otras realizaciones, el diámetro exterior del recubrimiento secundario es de 200 micrómetros.

La Tabla 3 proporciona datos de una realización de fibra óptica fabricada (fibra del Ejemplo 5). El perfil del índice de refracción de la fibra del ejemplo 5 de fibra óptica se ilustra en la FIG. 14.

T l D fi r i f ri

En la realización de la Tabla 3, las fibras ópticas exhiben una pérdida por microcurvatura de tejido de cesta a -60°C a 1550 nm que es inferior o igual a 0,05 dB/km, por ejemplo inferior o igual a 0,03 dB/km.

En algunas realizaciones, el núcleo de la fibra puede comprender un perfil de índice de refracción relativo que tiene una llamado depresión/caída en la línea central que puede ocurrir como resultado de una o más técnicas de fabricación de fibra óptica. Sin embargo, la caída de la línea central en cualquiera de los perfiles de índice de refracción descritos en este documento es opcional.

La fibra óptica descrita en este documento comprende un núcleo 112 y un revestimiento 120 que rodea y está directamente adyacente al núcleo. De acuerdo con algunas realizaciones, el núcleo se compone de sílice dopada con germanio, es decir, sílice dopada con germanio. Pueden emplearse dopantes distintos del germanio, solos o en combinación, dentro del núcleo, y particularmente en o cerca de la línea central, de la fibra óptica descrita en este documento para obtener el índice de refracción y la densidad deseados. En realizaciones, la región central 112 de la fibra óptica 110 descrita en este documento tiene un perfil de índice de refracción no negativo, más preferiblemente un perfil de índice de refracción positivo, con la región de revestimiento interior 121 rodeando y directamente adyacente a la región central 112.

En varias realizaciones discutidas en este documento, las fibras ópticas incluyen una o más capas protectoras (por ejemplo, capas de polímero) ubicadas fuera y alrededor de la región de revestimiento exterior 124, y en al menos algunas realizaciones, estas capas protectoras están configuradas para proporcionar resistencia a la perforación a la fibra óptica. Por ejemplo, la fibra óptica descrita en este documento puede estar rodeada por un recubrimiento protector, por ejemplo, un recubrimiento primario P que contacta y rodea la región de revestimiento exterior 124. En varias realizaciones, el recubrimiento primario P tiene un módulo de Young inferior a 1,0 MPa, en algunas realizaciones, inferior a 0,9 MPa, y en algunas realizaciones, no superior a 0,8 MPa. En varias realizaciones, las fibras ópticas discutidas en este documento incluyen además un recubrimiento secundario S que contacta y rodea el recubrimiento primario P. En varias realizaciones, el recubrimiento secundario S tiene un módulo de Young superior a 1200 MPa, y en algunas realizaciones superior a 1400 MPa. En algunas realizaciones, las fibras ópticas discutidas en este documento incluyen un recubrimiento primario P que tiene un módulo de elasticidad intrínseco inferior a 0,5 MPa, específicamente inferior a 0,2 MPa e incluso más preferentemente inferior a 0,15 MPa, mientras que la temperatura de transición vítrea está entre -25 y -35 grados C, y en algunas de tales realizaciones, el diámetro del recubrimiento primario es preferiblemente inferior a 165 um, específicamente inferior a 160 um e incluso más específicamente inferior a 150 um, y en tales realizaciones, el diámetro del recubrimiento secundario es inferior a 250 micrómetros y más concretamente es inferior a 210 micrómetros. En diversas realizaciones, el recubrimiento secundario tiene un módulo de elasticidad mayor que 1200 MPa, específicamente mayor que 1500 MPa y más específicamente mayor que 1800 MPa. En realizaciones particulares, las fibras ópticas de diámetro reducido discutidas aquí tienen recubrimientos secundarios con un módulo de elasticidad superior a 1700 MPa y una carga de resistencia a la perforación superior a 25 g, como se muestra en la Tabla 4 a continuación. El método de prueba para la resistencia a la perforación del revestimiento de fibra óptica se puede encontrar en las Actas del 52° IWCS (Simposio Internacional de Alambres y Cables), pág. 237-245.

Según algunas realizaciones, con recubrimientos primarios y secundario, el diámetro exterior del recubrimiento secundario es inferior a 250 micrómetros. Según algunas realizaciones, la fibra se reviste además con recubrimientos primario y secundario, y el diámetro exterior del recubrimiento secundario es inferior a 210 micrómetros.

Como se usa aquí, el módulo de Young, el alargamiento hasta la rotura y la resistencia a la tracción de un material polimérico curado de un recubrimiento primario se mide usando un instrumento de prueba de tracción (por ejemplo, un probador de tracción Sintech MTS o un sistema de prueba de material universal INSTRON) en una muestra de un material en forma de película entre aproximadamente 0,003" (76 micrómetros) y 0,004" (102 micrómetros) de espesor y aproximadamente 1,3 cm de ancho, con una longitud calibrada de 5,1 cm y una velocidad de ensayo de 2,5 cm/min.

Puede encontrarse una descripción adicional de los revestimientos primario y secundario adecuados en la publicación PCT WO2005/010589.

Preferiblemente, las fibras ópticas descritas aquí tienen un bajo contenido de OH, y preferiblemente tienen una curva de atenuación que muestra un pico de agua relativamente bajo o nulo en una región de longitud de onda particular, especialmente en la banda E. La fibra óptica descrita aquí tiene preferiblemente una atenuación óptica (espectral) a 1383 nm que no es más de 0,10 dB/km por encima de una atenuación óptica a 1310 nm, y más preferiblemente no más que la atenuación óptica a 1310 nm. La fibra óptica descrita aquí tiene preferiblemente un cambio máximo de atenuación inducida por hidrógeno de menos de 0,03 dB/km a 1383 nm después de ser sometida a una atmósfera de hidrógeno, por ejemplo hidrógeno a presión parcial de 0,01 atm durante al menos 144 horas.

Un pico de agua bajo generalmente proporciona pérdidas de atenuación más bajas, particularmente para señales de transmisión entre alrededor de 1340 nm y alrededor de 1470 nm. Además, un pico de agua bajo también proporciona una eficiencia de bomba mejorada de un dispositivo emisor de luz de bomba que está acoplado ópticamente a la fibra óptica, como una bomba Raman o un amplificador Raman que puede funcionar en una o más longitudes de onda de bomba. Preferiblemente, un amplificador Raman bombea a una o más longitudes de onda que son aproximadamente 100 nm más bajas que cualquier longitud de onda operativa o región de longitud de onda deseada. Por ejemplo, una fibra óptica que transporta una señal operativa a una longitud de onda de alrededor de 1550 nm puede bombearse con un amplificador Raman a una longitud de onda de bombeo de alrededor de 1450 nm. Por lo tanto, la menor atenuación de la fibra en la región de la longitud de onda de alrededor de 1400 nm a alrededor de 1500 nm tendería a disminuir la atenuación de la bomba y aumentar la eficiencia de la bomba, por ejemplo, ganancia por mW de potencia de bombeo, especialmente para longitudes de onda de bombeo de alrededor de 1400 nm.

Las fibras descritas en este documento exhiben valores bajos de PMD particularmente cuando se fabrican con procesos OVD. El hilado de la fibra óptica también puede reducir los valores de PMD para la fibra descrita en el presente documento.

Ejemplos de cable

La Tabla 5 muestra resultados modelados para diseños de cables de fibra óptica que tienen fibras descritas en este documento. En la siguiente tabla, estas realizaciones ejemplares incluyen el diámetro del tubo de protección, el grosor de la pared del tubo de protección, el número de fibras ópticas en cada tubo de protección, el diámetro de la fibra óptica, incluidas las capas de recubrimiento y coloración, el número total de fibras ópticas en el cable, el número de tubos de protección en el cable, el diámetro mínimo del miembro central (incluidos los elementos de resistencia y el recubrimiento superior), el diámetro mínimo del núcleo del cable, la densidad de fibra en el núcleo del cable y el Q parámetro (diámetro de la fibra/diámetro interior del tubo de protección). Los cables de fibra óptica en estos ejemplos pueden incluir trenzado de los tubos de protección, hilos de unión trenzados y/o ligante de película delgada para sujetar los tubos de protección, elementos de resistencia adicionales fuera del núcleo del cable, blindaje y cubierta del cable.

T l l fi r i

T l l fi r i nin i n

Los ejemplos de cable en la Tabla 5 muestran cables que comprenden diámetros internos del tubo de protección entre 0,75 y 1,25 mm, espesores de pared del tubo de protección de 0,05 a 0,15 mm, el número de fibras ópticas en cada tubo de protección de 8 a 24, el diámetro de la fibra óptica incluyendo las capas de recubrimiento y coloración de 0,21 a 0,25 mm, el número total de fibras ópticas en el cable de 72 a 288 , el número de tubos de protección en el cable de 6 a 12, el diámetro mínimo del miembro central, incluidos los elementos de resistencia y la cubierta superior (por ejemplo, revestimiento de polímero en los elementos de resistencia) de 0,88 mm a 4,37 mm, el diámetro mínimo del núcleo del cable de 3,22 mm y 7,41 mm, la densidad de fibra en el núcleo del cable de 3,49/mm2 y 17,64/mm2, y el parámetro Q (diámetro de la fibra/diámetro interior del tubo de protección) de 3,67 a 5,81. Los ejemplos aquí muestran que el parámetro de relación de diámetro Q oscila entre 2,25+0,143(N) < Q < 1,14+0,313(N) y en algunas realizaciones preferidas oscila entre 2,25+0,143(N) < Q < 2,66+0,134(N), donde N es mayor que 8.

Tubos/cables de protección de baja atenuación con aditivo de partículas pequeñas

Además de los diseños discutidos anteriormente, el Solicitante ha identificado que una fuente de atenuación relacionada con la flexión dentro de un tubo de protección/cable de fibra óptica son las pérdidas por curvatura (por ejemplo, pérdidas por microcurvatura) asociadas con la interacción entre fibras ópticas y partículas de gran tamaño (por ejemplo, partículas de gran tamaño absorbentes de agua tales como partículas de SAP). En los diseños de cable de tubo de protección convencionales, se cree que las partículas de gran tamaño, como las partículas de SAP (por ejemplo, partículas de SAP con diámetros superiores a 50 micrómetros, mayores o iguales a 75 micrómetros, etc.), son ventajosas debido a las ventajas de fabricación, como como la facilidad de manejo de partículas durante el montaje del cable/tubo de protección, y debido a la disponibilidad comercial de material de partículas de gran tamaño.

En contraste con los diseños convencionales, el Solicitante ha descubierto que la utilización de partículas de pequeño diámetro en aplicaciones donde ocurrirá el contacto entre las partículas y las fibras ópticas disminuye significativamente la atenuación de la señal, por ejemplo, durante la flexión y/o el ciclo térmico. El rendimiento mejorado de atenuación de la señal proporcionado por las partículas de pequeño diámetro que se analizan en este documento es aún más significativo cuando se usan junto con tubos/cables de protección densamente empaquetados como se describe en este documento. Específicamente, en el caso de diseños de cable/tubo de protección densamente empaquetados que se analizan en este documento, las partículas de diámetro pequeño permiten cantidades de partículas suficientemente altas dentro del cable/tubo de protección para proporcionar la funcionalidad de partículas deseada (por ejemplo, absorción de agua/bloqueo de partículas de SAP, reducción de llamas en el caso de partículas ignífugas, etc.) sin que las partículas restrinjan/impacten indebidamente las fibras ópticas durante la flexión/ciclo térmico, lo que de otro modo daría como resultado una atenuación significativa de la señal.

Haciendo referencia a las FIG. 15, se muestra un tubo de protección 100 que incluye una pluralidad de pequeñas partículas activas, mostradas como partículas de pequeño tamaño 102, de acuerdo con una realización ejemplar. En la realización específica que se muestra, el tubo de protección 100 es sustancialmente el mismo que el tubo de protección densamente empaquetado 22' discutido anteriormente. Como se usa en el presente documento, las partículas activas incluyen partículas de materiales funcionalmente activos, como materiales absorbentes de agua, incluidas partículas de polímero superabsorbente (SAP), incluidas partículas de acrilato de sodio o potasio o copolímero de acrilamida, materiales ignífugos, incluidas partículas de hidróxido de magnesio y trihidrato de aluminio y polvos supresores de humo, incluidas las partículas a base de molibdeno. Además, como se usa aquí, las partículas activas excluyen las partículas inertes o inactivas, como talco, PTFE y polvos de grafito, etc. que se han usado o podrían usarse para diversos fines, como agentes deslizantes en algunos diseños de cables.

Además, debe entenderse que las pequeñas partículas activas analizadas en este documento se pueden usar junto con cualquiera de las realizaciones de tubo de protección y cable discutidas en este documento. En varias realizaciones, las pequeñas partículas activas discutidas aquí pueden incorporarse en los tubos de protección 22, 22" y 22'" discutidos anteriormente y en los cables 10, 60, 70, 80 y 90 discutidos anteriormente. En el caso del cable plano 90, las pequeñas partículas activas discutidas aquí pueden ubicarse en la cavidad central del tubo de protección 92 que rodea las cintas de fibra óptica 96, y en el caso de los cables 10, 60, 70 y 80, las pequeñas partículas activas discutidas aquí pueden estar ubicadas en la cavidad central alrededor de las superficies exteriores de los tubos de protección en lugar de o además de estar ubicado también dentro de los tubos de protección.

Haciendo referencia a las FIG. 16, se muestra una vista detallada de las fibras ópticas centrales densamente empaquetadas 20 del tubo de protección 100 con partículas de pequeño diámetro 102. En general, el solicitante ha descubierto que la dimensión exterior máxima de las partículas 102, mostrada como dimensión PD, que se permite sin causar una atenuación significativa basada en partículas está relacionada con el tamaño de los espacios entre las fibras ópticas adyacentes 20 dentro del tubo de protección 100. En general, el solicitante ha descubierto que la interacción/contacto entre las fibras ópticas 20 y las partículas 102 que se produce durante la flexión, el ciclo térmico, etc. aumenta la atenuación de la señal (por ejemplo, pérdidas por microcurvatura) experimentada por las fibras ópticas del tubo de protección 100.

Así, como puede verse en la geometría mostrada en la FIG. 16, a medida que aumenta el diámetro D2 de la fibra óptica, aumenta el tamaño de los espacios, como el espacio central 104, y por tanto, aumenta la PD máxima permisible a medida que aumenta el diámetro de la fibra óptica. Además, a medida que las fibras ópticas 20 se empaquetan menos densamente dentro del tubo de protección 100 (por ejemplo, en el caso de los tubos de protección 22" y 22'" analizados anteriormente con respecto a las FIGS. 2B y 2C), el tamaño de los espacios, como el espacio central 104, aumenta y, por lo tanto, la DP máxima permisible aumenta a medida que disminuye la densidad de empaquetamiento de fibra. Debe entenderse que mientras la FIG. 16 muestra la partícula 102 con forma esférica, las partículas pueden tener una forma no esférica y, en tales realizaciones, PD es la dimensión exterior más grande de la partícula no esférica.

De acuerdo con la invención reivindicada, las partículas 102 tienen un tamaño tal que el promedio de la dimensión exterior máxima de la partícula, PD, de las partículas 102 es <50 micrómetros, concretamente es <38 micrómetros, y más concretamente es <25 micrómetros. En algunas de tales realizaciones, PD es también > 1 micrómetro y más específicamente > 10 micrómetros. Por lo tanto, al utilizar partículas que tienen un PD máximo < 50 micrómetros, < 38 micrómetros o <25 micrómetros, se puede lograr una atenuación de microcurvatura baja. Además, al utilizar partículas que tienen un PD de al menos 1 micrómetro o al menos 10 micrómetros, se cree que se puede lograr un nivel suficiente de fabricabilidad y capacidad para manejar el material en partículas durante la fabricación.

En realizaciones específicas, la PD máxima de todas las partículas 102 usadas dentro del tubo de protección 100 está entre 1 micrómetro y 50 micrómetros (inclusives), 1 micrómetro y 38 micrómetros (inclusives), 1 micrómetro y 25 micrómetros (inclusives), 10 micrómetros y 50 micrómetros ( inclusives), 10 micrómetros y 38 micrómetros (inclusives), 10 micrómetros y 25 micrómetros (inclusives). En realizaciones específicas, las partículas 102 utilizadas dentro de un tubo de protección 22 tienen un número muy bajo de partículas que caen fuera de los rangos de PD discutidos anteriormente. Por ejemplo, en realizaciones específicas, las partículas 102 tienen un tamaño tal que menos del 50%, específicamente menos del 30%, específicamente menos del 10% y más específicamente menos del 1% de las partículas 102 dentro del tubo de protección 22 tienen un PD mayor de 50 micrómetros, mayor de 38 micrómetros o mayor de 25 micrómetros. Además, en realizaciones específicas, las partículas 102 tienen un tamaño tal que menos del 50%, específicamente menos del 30%, específicamente menos del 10% y más específicamente menos del 1% de las partículas 102 dentro del tubo de protección 22 tienen un PD menor de 10 micrómetros o menos de 1 micrómetro.

Como puede verse en la FIG. 16, debido a que los tamaños de los espacios entre las fibras, como el espacio central 104, aumentan a medida que aumenta el diámetro de las fibras ópticas 20, el solicitante ha descubierto que el límite de tamaño superior de baja atenuación de las partículas 102 está relacionado con el diámetro de la fibra óptica, D2. Por tanto, en diversas realizaciones, la PD media es inferior al 30% de D2, específicamente inferior al 25% de D2 y, más específicamente, inferior al 20% de D2. En algunas realizaciones, la PD media está entre el 1% y el 30% de D2, concretamente entre el 1% y el 25% de D2 y más concretamente entre el 1% y el 20% de D2. En realizaciones aún más específicas, la PD media está entre el 10% y el 30% de D2, concretamente entre el 10% y el 25% de D2 y más concretamente entre el 10% y el 20% de D2. En realizaciones específicas, la PD promedio está entre el 14% y el 18% de D2, y más específicamente entre el 15% y el 17% de D2.

De manera similar, en diversas realizaciones, la PD de al menos el 50% de las partículas 102 dentro del tubo de protección 102 es inferior al 30% de D2, específicamente inferior al 25% de D2 y, más específicamente, inferior al 20% de D2. En algunas realizaciones, la PD de al menos el 50% de las partículas 102 dentro del tubo de protección 102 está entre el 1% y el 30% de D2, específicamente entre el 1% y el 25% de D2 y más específicamente entre el 1% y el 20% de D2. En realizaciones aún más específicas, la PD de al menos el 50% de las partículas 102 dentro del tubo de protección 102 está entre el 10% y el 30% de D2, específicamente entre el 10% y el 25% de D2 y más específicamente entre el 10% y el 20% de D2. En realizaciones específicas, la PD de al menos el 50% de las partículas 102 dentro del tubo de protección 102 está entre el 14% y el 18% de D2, y más específicamente entre el 15% y el 17% de D2.

En otras diversas realizaciones, la PD de al menos el 90% de las partículas 102 dentro del tubo de protección 102 es inferior al 30% de D2, específicamente inferior al 25% de D2, y más específicamente inferior al 20% de D2. En algunas realizaciones, la PD de al menos el 90% de las partículas 102 dentro del tubo de protección 102 está entre el 1% y el 30% de D2, concretamente entre el 1% y el 25% de D2 y más concretamente entre el 1% y el 20% de D2. En realizaciones aún más específicas, la PD de al menos el 90% de las partículas 102 dentro del tubo de protección 102 está entre el 10% y el 30% de D2, específicamente entre el 10% y el 25% de D2 y más específicamente entre el 10% y el 20% de D2. En realizaciones específicas, la PD de al menos el 90% de las partículas 102 dentro del tubo de protección 102 está entre el 14% y el 18% de D2, y más específicamente entre el 15% y el 17% de D2.

En realizaciones específicas, como se indicó anteriormente, el tubo de protección 100 es un tubo de protección de diámetro pequeño, tal como el tubo de protección 22, 22', 22" y 22"', y las fibras ópticas 20 son fibras ópticas resistentes a la flexión de diámetro pequeño como se discutió anteriormente. En algunas de tales realizaciones, D2 es menor de 210 micrómetros y más específicamente es de 208 micrómetros, y en tales realizaciones, el PD promedio es menor o igual a 32 micrómetros, específicamente mayor a 1 micrómetro y menor o igual a 32 micrómetros. En otras realizaciones, el tubo de protección 100 puede ser un tubo de protección estándar y las fibras ópticas 20 pueden ser fibras ópticas de tamaño estándar que tienen un diámetro D2 de aproximadamente 250 micrómetros, en tales realizaciones, la PD promedio es menor o igual a 39 micrómetros, específicamente es mayor a 1 micrómetro y menor o igual a 39 micrómetros.

En realizaciones específicas, el tubo de protección 100 es un tubo de protección de polipropileno que tiene un diámetro exterior de 2,5 mm y un diámetro interior D1 de 1,6 mm e incluye 12 fibras ópticas 20, cada una con un diámetro exterior D2 de 250 micrómetros. En otras realizaciones específicas, el tubo de protección 100 es un tubo de protección de polipropileno para un cable de bajada/acometida que tiene un diámetro exterior de 3,0 mm y un diámetro interior D1 de 1,8 mm e incluye 12 fibras ópticas 20, cada una con un diámetro exterior D2 de 250 micrómetros. En otras realizaciones específicas, el tubo de protección 100 es un tubo de protección de PBT que tiene un diámetro exterior de 2,5 mm y un diámetro interior D1 de 1,8 mm e incluye 12 fibras ópticas 20, cada una con un diámetro exterior D2 de 250 micrómetros. En otras realizaciones específicas, el tubo de protección 100 es un tubo de protección de PBT para un cable de bajada/acometida que tiene un diámetro exterior de 2,85 mm y un diámetro interior D1 de 2,05 mm e incluye 12 fibras ópticas 20, cada una con un diámetro exterior D2 de 250 micrómetros. En otras realizaciones específicas, el tubo de protección 100 tiene un diámetro interior D1 de 1,1 mm e incluye 12 fibras ópticas 20, cada una de las cuales tiene un diámetro exterior D2 de 250 micrómetros. En otras realizaciones específicas, el tubo de protección 100 tiene un diámetro interior D1 de 1,4 mm e incluye 24 fibras ópticas 20, cada una de las cuales tiene un diámetro exterior D2 de 250 micrómetros. En otras realizaciones específicas, el tubo de protección 100 tiene un diámetro interior D1 de 1,18 mm e incluye 24 fibras ópticas 20, cada una de las cuales tiene un diámetro exterior D2 de 208 micrómetros. En todas estas realizaciones, los tubos de protección discutidos aquí incluyen partículas activas, como las partículas 102, que tienen un PD promedio menor o igual a 39 micrómetros, específicamente mayor a 1 micrómetro y menor o igual a 39 micrómetros.

Haciendo referencia a las FIGS. 17 y 18, el rendimiento de atenuación del tubo de protección 100 (o cables que incluyen tubos de protección 100) y partículas de pequeño diámetro 102 se muestran en comparación con varios otros diseños de cable. La FIG. 17 muestra el cambio de atenuación a 1625 nm en función de la tensión para un cable de posiciones de fibra de 72 monomodos 6, que tiene partículas de SAP de diferentes tamaños, gel o sin partículas. Los resultados muestran que los tubos de protección que utilizan partículas activas pequeñas novedosas, SAP con una PD promedio de 25 micrómetros, han mejorado sustancialmente la atenuación en comparación con los tubos de protección que tienen polvo SAP GR-111 estándar (partículas no esféricas que tienen una DP promedio de 75 micrómetros).

La FIG. 18A muestra el cambio de atenuación a 1310, 1550 y 1625 nm en función del ciclo térmico para un cable posiciones 6 de fibra monomodo 72 con tubos de protección que tienen polvo SAP GR-111 estándar (partículas no esféricas que tienen un PD promedio de 75 micrómetros). Como puede verse en la FIG. 18A, durante el ciclo 9 (-50 grados C), se observa aumento de atenuación. Por el contrario, la FIG. 18B muestra la misma prueba de ciclos térmicos que la FIG. 18A, pero utilizando un cable de posiciones de fibra 6 de 72 monomodos con tubos de protección que tienen las nuevas partículas activas pequeñas, sAp que tienen un PD promedio de 25 micrómetros. Como puede verse en la FIG.

18B, al utilizar el SAP que tiene un PD promedio de 25 micrómetros, no se observa atenuación significativa, incluso durante el ciclo 9 (-50 grados C).

Además de proporcionar el rendimiento de baja atenuación discutido anteriormente, se cree que las partículas de tamaño pequeño, particularmente las partículas de SAP de tamaño pequeño, brindan una variedad de beneficios adicionales al tubo de protección 100 (en comparación con los tubos de protección convencionales que utilizan SAP de 75 micrómetros). El solicitante ha descubierto que las partículas de SAP de tamaño pequeño discutidas en este documento tienen una absorción de agua significativamente mayor y tienen una cohesión más alta después de la absorción de agua que las partículas de SAP de tamaño estándar. Por lo tanto, en realizaciones específicas, debido a la mayor absorción y/o mayor cohesión, las partículas de SAP de tamaño pequeño discutidas aquí permiten la formación de tubos de protección con cantidades muy bajas de SAP. En realizaciones específicas, el tubo de protección 100 tiene menos de 10 mg de partículas de SAP 102 por metro de longitud de tubo de protección, específicamente menos de 5 mg de partículas de SAP 102 por metro de longitud de tubo de protección, y más específicamente menos de 1 mg de partículas de SAP 102 por metro de longitud de tubo de protección. En tales realizaciones, estos niveles bajos de partículas de SAP 102 aún proporcionan niveles suficientes de bloqueo de agua, de modo que el agua líquida (a temperatura ambiente de aproximadamente 20-25°C) y la altura de carga/cabeza (“head”) de 1 metro no migre más de 1 metro dentro del tubo de protección en un período de 14 días. La prueba de penetración de agua en el cable de fibra óptica es la prescrita por IEC-60794-1-2-F5B. Estos niveles bajos de SAP contrastan con los tubos de protección que utilizan partículas estándar de SAP de 75 micrómetros que normalmente tienen 10 mg/metro o más de SAP de 75 micrómetros.

En particular, el solicitante ha identificado que las partículas de SAP de menor diámetro absorben más agua por gramo de polvo de SAP en comparación con SAP que tiene partículas de mayor tamaño. La absorción de agua por el polvo de SAP se prueba mediante el siguiente procedimiento: en un recipiente cubierto para limitar la evaporación, se agrega agua desionizada a 100 mg de polvo de SAP para formar un gel saturado (es decir, sin agua líquida visible) y se mantiene durante un período de 1 hora y se pesa para determinar la absorbencia de agua en gramos de H2O por gramo de SAP. La Tabla 6 a continuación muestra que las partículas de polvo de SAP que tienen una PD promedio de 25 micrómetros (partículas esféricas que tienen un diámetro en el rango de 4-35 micrómetros) absorben más o igual a 220 gramos de agua por cada gramo de material de partículas de SAP. Las partículas de polvo de SAP que tienen una PD promedio de 63 micrómetros (partículas esféricas que tienen un rango de 16 a 70 micrómetros) absorben más o igual a 197 gramos de agua por cada gramo de material de partículas de SAP. Las partículas de polvo de SAP que tienen una PD promedio de 75 micrómetros (partículas esféricas) absorben más o igual a 185 gramos de agua por cada gramo de material de partículas de SAP. Las partículas no esféricas de polvo de SAP GR-111 que tienen una PD promedio de 75 micrones (rango de 22-148 micrones) absorben 166 gramos de agua por cada gramo de material de partículas de SAP. Esta cantidad de absorción es significativamente mayor que los tamaños de partículas de SAP más grandes que se muestran en la Tabla 6.

T l

Además, el Solicitante ha probado el límite elástico del gel formado a partir de partículas de SAP de diferentes tamaños después de la absorción de agua. Las muestras se corrieron en un analizador mecánico dinámico de placas paralelas a 20°C usando placas paralelas dentadas de 25 mm. Un barrido de tensión dinámico de 0,01 a 100% de tensión a una frecuencia angular de 10 radianes/s fue utilizado. Se monitorearon el módulo de almacenamiento y la tensión/esfuerzo. Se generó un gráfico de módulo de almacenamiento frente a tensión. El análisis del límite elástico se determinó a partir de los datos. Un alto límite elástico es indicativo de una alta absorción de agua. Como se muestra en la Tabla 7 a continuación, el SAP de tamaño pequeño discutido aquí tiene un límite elástico/esfuerzo de cedencia (“yield strength”) significativamente mayor, lo que demuestra aún más una mejor absorción de agua en comparación con el estándar de partículas de SAP más grandes en los diseños de tubos de protección convencionales.

T l 7

Debe entenderse que la descripción anterior es solo un ejemplo y pretende proporcionar una visión general para la comprensión de la naturaleza y el carácter de las fibras que se definen en las reivindicaciones. Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar una mayor comprensión de las realizaciones y se incorporan y constituyen parte de esta especificación. Los dibujos ilustran varias características y realizaciones que, junto con su descripción, sirven para explicar los principios y el funcionamiento. Será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones a las realizaciones descritas en este documento sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Mientras que las realizaciones de cable específicas discutidas aquí y mostradas en las figuras se refieren principalmente a cables que tienen una forma de sección transversal sustancialmente circular que define un agujero interno sustancialmente cilíndrico, en otras realizaciones, los cables discutidos aquí pueden tener cualquier número de formas de sección transversal. Por ejemplo, en varias realizaciones, la cubierta del cable 12 puede tener una forma de sección transversal ovalada, elíptica, cuadrada, rectangular, triangular o de otro tipo. En tales realizaciones, el paso o el lumen del cable puede tener la misma forma o una forma diferente a la forma de la cubierta del cable 12. En algunas realizaciones, la cubierta de cable 12 puede definir más de un canal o pasaje. En tales realizaciones, los múltiples canales pueden tener el mismo tamaño y forma entre sí o pueden tener diferentes tamaños o formas.

Tal como se usa en el presente documento, el artículo "un/uno/una" pretende incluir uno o más de un componente o elemento, y no pretende interpretarse en el sentido de que significa solo uno.

Será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de las realizaciones descritas. Dado que a los expertos en la técnica se les pueden ocurrir modificaciones, combinaciones, subcombinaciones y variaciones de las realizaciones descritas, las realizaciones descritas deben interpretarse para incluir todo lo que se encuentra dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un cable de fibra óptica (10) densamente empaquetado y de baja pérdida por curvatura que comprende una cubierta de cable exterior (12);

una pluralidad de tubos de protección (22) rodeados por la cubierta del cable (12), cada tubo de protección incluye una superficie interior que define un canal que tiene un diámetro D1 y una superficie exterior orientada hacia una superficie interior de la cubierta de cable;

un número plural, N, de fibras ópticas (20), ubicadas dentro del canal de cada tubo de protección y rodeadas por la superficie interior del tubo de protección, donde cada fibra óptica tiene un diámetro exterior, D2; y

partículas activas de pequeño tamaño (102) ubicadas dentro del canal de cada tubo de protección de manera que al menos algunas de las partículas activas estén ubicadas en espacios entre las fibras ópticas, en donde una dimensión exterior máxima promedio de las partículas activas dentro de cada tubo de protección es < 50 micrómetros, donde las partículas activas son al menos una de polímero superabsorbente, SAP, partículas absorbentes de agua, partículas de hidróxido de magnesio ignífugas, partículas de trihidrato de aluminio ignífugas y partículas a base de molibdeno supresoras de humo;

donde las N fibras ópticas están densamente empaquetadas dentro de cada tubo de protección de tal manera que un parámetro de relación de diámetro, Q, se define como la relación D1/D2, y es 2,25+0,143*N < Q < 1,14+0,313*N, donde N es mayor que 6; y donde cada una del número plural de fibras ópticas presenta:

un diámetro de campo modal de > 8,6 micrómetros a 1310 nm;

un corte de cable de menos de 1260 nm;

una pérdida de macrocurvatura de menos de 0,5 dB/vuelta a 1550 nm para un diámetro de mandril de 20 mm.

2. El cable de fibra óptica de la reivindicación 1, donde menos del 50% de las partículas activas de cada tubo de protección tienen una dimensión exterior máxima > 50 micrómetros.

3. El cable de fibra óptica de la reivindicación 1, donde menos del 50% de las partículas activas de cada tubo de protección tienen una dimensión exterior máxima > 38 micrómetros.

4. El cable de fibra óptica de la reivindicación 1, donde menos del 50% de las partículas activas de cada tubo de protección tienen una dimensión exterior máxima > 25 micrómetros.

5. El cable de fibra óptica de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde la dimensión exterior máxima promedio de todas las partículas activas dentro de cada tubo de protección está entre el 1% de D2 y el 30% de D2.

6. El cable de fibra óptica de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde cada tubo de protección tiene menos de 5 mg de partículas activas por metro de longitud del tubo de protección.

7. El cable de fibra óptica de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde D2 es inferior a 210 micrómetros.

8. El cable de fibra óptica de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde la pluralidad de tubos de protección es al menos cuatro.

9. El cable de fibra óptica de la reivindicación 8, donde el número plural N de fibras ópticas dentro de cada tubo de protección es 12, donde la cubierta exterior del cable tiene un diámetro exterior inferior a 15 mm, y el diámetro exterior de cada fibra óptica es inferior a 210 micrómetros.

10. El cable de fibra óptica de la reivindicación 1, donde las N fibras ópticas están empaquetadas densamente dentro de cada tubo de protección de manera que Q < 2,66+0,134(N), donde N es mayor que 8.

11. El cable de fibra óptica de la reivindicación 1, donde las partículas activas son partículas absorbentes de agua de SAP.

12. El cable de fibra óptica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde cada una del número plural de fibras ópticas comprende un diámetro de campo modal de más de 9 micrómetros a 1310 nm.