一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海底光纜，尤其涉及一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜。
【背景技術(shù)】
[0002]海底光纜的工作環(huán)境非常復(fù)雜，容易受水流影響而發(fā)生位置改變、受船舶航行和漁業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)活動(dòng)(如船錨勾拉等)產(chǎn)生受牽拉、扭轉(zhuǎn)、扭結(jié)等變形而降低傳輸信號(hào)質(zhì)量和光纜壽命，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致斷纖和斷纜。
[0003]海底光纜系統(tǒng)承載著海量信息，但海底光纜是可以被竊聽的。目前，竊聽海底光纜的主要方法是剝離所有的保護(hù)結(jié)構(gòu)露出光纖，對(duì)光纖非破壞性地施加微彎，用高靈敏的接收器探測(cè)光纖彎曲部位泄漏的光信號(hào)并進(jìn)行分析和處理。
[0004]為在常規(guī)海底光纜上附加對(duì)自身和對(duì)周邊的監(jiān)測(cè)及反竊聽功能，現(xiàn)有的技術(shù)方案主要是:
I)利用纜中己有的通信光纖構(gòu)成分布式傳感系統(tǒng)，但由于光纜中的通信光纖處于中心位置且受多重結(jié)構(gòu)的保護(hù)，除非光纖衰減增大或斷裂，它對(duì)纜本身的形變(或應(yīng)變)不靈敏，用于監(jiān)測(cè)周邊環(huán)境信息時(shí)接收到的外界信號(hào)會(huì)很弱，很難準(zhǔn)確可靠地判斷光纜周邊的擾動(dòng)和被竊聽。
[0005]2)在海纜線路上每隔一段距離(例如為1000米)設(shè)置由耐壓殼體保護(hù)的各類光電傳感器(類似于海底光纜的接頭盒)，雖然這些傳感器的靈敏度可很高，但含傳感器的耐壓殼體破壞了海底光纜的連續(xù)性還有較大的自身監(jiān)測(cè)盲區(qū)(兩個(gè)傳感器之間的纜段，因而不是分布式的)，因殼體暴露在明處且外觀上數(shù)量眾多，為非法竊聽者提供了找到和打開這些殼體暴露出光纖的機(jī)會(huì)。
[0006]3)在海底光纜各結(jié)構(gòu)層中設(shè)置光或電的傳感單元，這些傳感器的靈敏度可較高且是連續(xù)分布式或準(zhǔn)分布式監(jiān)測(cè)，但由于這些傳感單元是可辨認(rèn)的，對(duì)訓(xùn)練有素的非法竊聽者而言，在開剝光纜時(shí)使用特殊工具分離這些可辨識(shí)的傳感單元并不會(huì)十分困難。
[0007]因此，需要提供一種新的技術(shù)方案來(lái)解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜。因傳感光纖與絕緣層融為一體，傳感光纖隱形在絕緣層中，不但對(duì)自身和周邊事件的分布式監(jiān)測(cè)具有足夠的靈敏度，還有效阻止絕緣層被開剝從而反竊聽。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜，它包括纜芯、傳感光纖及外鎧裝加強(qiáng)保護(hù)層，所述纜芯具有絕緣護(hù)層，所述絕緣護(hù)層分為內(nèi)絕緣層和外絕緣層，所述內(nèi)絕緣層和外絕緣層之間隱形植入傳感光纖，傳感光纖以適當(dāng)?shù)墓?jié)距繞包在內(nèi)絕緣層上并用扎紗纏繞綁扎。
[0010]所述纜芯由通信光纖單元、內(nèi)鎧加強(qiáng)件及擠包在內(nèi)鎧加強(qiáng)件絞層外的絕緣護(hù)層構(gòu)成；所述通信光纖單元包括各類通信光纖、阻水化合物及在外的通信光纖保護(hù)管；所述內(nèi)鎧加強(qiáng)件是絞合在通信光纖單元外的一層或多層金屬或非金屬單線，各單線間和各絞層間填充阻水材料；所述絕緣護(hù)層擠包在內(nèi)鎧加強(qiáng)件外。
[0011]所述通信光纖保護(hù)管為不銹鋼管或銅管。
[0012]所述傳感光纖是多根平行排列的光纖帶或者是在這種光纖帶外加有與絕緣層材料相同扁平護(hù)套的帶狀光纜。
[0013]所述外鎧裝加強(qiáng)保護(hù)層包括填充防腐瀝青的一層或多層外鎧加強(qiáng)件及繞包在外的外被層。
[0014]所述外鎧加強(qiáng)件為鋼絲絞線組成的絞層；所述外被層是一層或多層由多根聚丙烯繩組成的絞層。
[0015]本發(fā)明的有益效果:在常規(guī)海底光纜的外形、主要機(jī)械性能和光通信傳輸性能保特不變的前提下，在絕緣護(hù)層中隱形植入傳感光纖，利用適用的探測(cè)儀器和系統(tǒng)，不但能分布式在線監(jiān)測(cè)到纜本身的位置移動(dòng)和彎曲、扭轉(zhuǎn)等纜體形態(tài)的應(yīng)變，還能靈敏地探測(cè)到離海底光纜一定范圍內(nèi)的水聲、地震波、船艇接近、船錨勾拉等信息，由于傳感光纖隱形植入在纜芯絕緣層中并與絕緣層粘連，能及時(shí)識(shí)別開剝纜芯的行為，有效地防止通信光纖被竊聽，是集通信和傳感為一體的反竊聽智能海底光纜。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中:A、纜芯，B、外鎧裝加強(qiáng)保護(hù)層，
1、通信光纖單元，1-1、通信光纖，1-2、阻水化合物，1-3、通信光纖保護(hù)管，2、內(nèi)鎧加強(qiáng)件，3、絕緣護(hù)層，3-1、內(nèi)絕緣層，3-2、外絕緣層，4、傳感光纖，5、扎紗，6、外鎧加強(qiáng)件，7、防腐瀝青，8、外被層，9、阻水材料。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限定。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明的一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜，它包括纜芯A、傳感光纖4及外鎧裝加強(qiáng)保護(hù)層B，纜芯A具有絕緣護(hù)層3，絕緣護(hù)層3分為內(nèi)絕緣層3-1和外絕緣層3-2，內(nèi)絕緣層3-1和外絕緣層3-2之間隱形植入傳感光纖4，傳感光纖4以適當(dāng)?shù)墓?jié)距繞包在內(nèi)絕緣層3-1上并用扎紗5纏繞綁扎。
[0020]纜芯A由通信光纖單元1、內(nèi)鎧加強(qiáng)件2及擠包在內(nèi)鎧加強(qiáng)件2絞層外的絕緣護(hù)層3構(gòu)成；通信光纖單元I包括各類通信光纖1-1、阻水化合物1-2及在外的通信光纖保護(hù)管1-3 ;內(nèi)鎧加強(qiáng)件2是絞合在通信光纖單元I外的一層或多層金屬或非金屬單線，各單線間和各絞層間填充阻水材料9 ;絕緣護(hù)層3擠包在內(nèi)鎧加強(qiáng)件2外。
[0021]通信光纖單元I在專用設(shè)備上制造，由若干通信光纖1-1和阻水化合物1-2及通信光纖保護(hù)管1-3組成。通信光纖保護(hù)管1-3為不銹鋼管或銅管，通信光纖1-1是各類用于光通信的單?；蚨嗄９饫w，在管內(nèi)的最大數(shù)量由光纖特性和保護(hù)管的內(nèi)徑?jīng)Q定，光纖在管內(nèi)應(yīng)有合適的余長(zhǎng)；阻水化合物1-2應(yīng)與光纖相容，在管內(nèi)的填充率不低于75% ;通信光纖保護(hù)管1-3由不銹鋼帶或銅帶經(jīng)成型、焊接和拉拔制成，通信光纖1-1和阻水化合物1-2在金屬帶材焊接成管前的成型過(guò)程中同步輸入至通信光纖保護(hù)管1-3中。
[0022]內(nèi)鎧加強(qiáng)件2利用絞線機(jī)將一層或多層金屬或非金屬單線(圖1中為一層)直按絞合在通信光纖單元I外，金屬單線通常是鍍鋅鋼線、銅線或它們的組合，每層單線覆蓋率不低于95% ;各單線間和各絞層間填充阻水材料9，其材質(zhì)應(yīng)與絞線材料相容。
[0023]絕緣護(hù)層3的材質(zhì)通常是高密度聚乙烯或其他熱塑性材料，分為內(nèi)絕緣層3-1和外絕緣層3-2兩部分。先將內(nèi)絕緣層3-1擠包在內(nèi)鎧元件絞層2外，然后用成纜機(jī)將傳感光纖4以適當(dāng)?shù)墓?jié)距繞包在內(nèi)絕緣層上并用扎紗5纏繞綁扎，扎紗5是聚乙烯纖維、紡綸纖維或其他適用的纖維，隨后用與內(nèi)絕緣層3-1相同的材料擠制外絕緣層3-2形成纜芯A，由于內(nèi)外兩層絕緣層和扁平帶狀光纜護(hù)套的熔融溫度相同，傳感光纖4與兩層絕緣層粘結(jié)為一體從而隱形。
[0024]傳感光纖4是多根平行排列的經(jīng)UV涂料固化成的光纖帶或者是在這種光纖帶外加有與絕緣層材料相同扁平護(hù)套的帶狀光纜。傳感用光纖是常規(guī)光纖或?qū)δ承﹨?shù)敏感的特種光纖。
[0025]外鎧裝加強(qiáng)保護(hù)層B包括填充防腐瀝青7的一層或多層外鎧加強(qiáng)件6及繞包在外的外被層8 ;外鎧裝加強(qiáng)保護(hù)層B在海纜外鎧裝生產(chǎn)線上完成。在纜芯A上絞合一層或多層外鎧加強(qiáng)件6 (圖1中為一層)，外鎧加強(qiáng)件6通常是鍍鋅鋼線絞線組成的絞層，每層單線覆蓋率不低于95%，各單線間和各絞層間填充防腐瀝青7，最后繞包外被層8，外被層是一層或多層由多根聚丙烯繩組成的絞層。
[0026]在常規(guī)海底光纜的外形、主要機(jī)械性能和光通信傳輸性能保特不變的前提下，在絕緣護(hù)層中隱形植入傳感光纖，利用適用的探測(cè)儀器和系統(tǒng)，不但能分布式在線監(jiān)測(cè)到纜本身的位置移動(dòng)和彎曲、扭轉(zhuǎn)等纜體形態(tài)的應(yīng)變，還能靈敏地探測(cè)到離海底光纜一定范圍內(nèi)的水聲、地震波、船艇接近、船錨勾拉等信息，由于傳感光纖隱形植入在纜芯絕緣層中并與絕緣層粘連，能及時(shí)識(shí)別開剝纜芯行為，有效地防止通信光纖被竊聽，是集通信和傳感為一體的反竊聽智能海底光纜。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜，其特征在于:它包括纜芯、傳感光纖及外鎧裝加強(qiáng)保護(hù)層，所述纜芯具有絕緣護(hù)層，所述絕緣護(hù)層分為內(nèi)絕緣層和外絕緣層，所述內(nèi)絕緣層和外絕緣層之間隱形植入傳感光纖，傳感光纖以適當(dāng)?shù)墓?jié)距繞包在內(nèi)絕緣層上并用扎紗纏繞綁扎。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜，其特征在于:所述纜芯由通信光纖單元、內(nèi)鎧加強(qiáng)件及擠包在內(nèi)鎧加強(qiáng)件絞層外的絕緣護(hù)層構(gòu)成；所述通信光纖單元包括各類通信光纖、阻水化合物及在外的通信光纖保護(hù)管；所述內(nèi)鎧加強(qiáng)件是絞合在通信光纖單元外的一層或多層金屬或非金屬單線，各單線間和各絞層間填充阻水材料；所述絕緣護(hù)層擠包在內(nèi)鎧加強(qiáng)件外。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜，其特征在于:所述通信光纖保護(hù)管為不銹鋼管或銅管。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜，其特征在于:所述傳感光纖是多根平行排列的光纖帶或者是在這種光纖帶外加有與絕緣層材料相同扁平護(hù)套的帶狀光纜。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜，其特征在于:所述外鎧裝加強(qiáng)保護(hù)層包括填充防腐瀝青的一層或多層外鎧加強(qiáng)件及繞包在外的外被層。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜，其特征在于:所述外鎧加強(qiáng)件為鋼絲絞線組成的絞層；所述外被層是一層或多層由多根聚丙烯繩組成的絞層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在纜芯絕緣層中隱形植入傳感光纖的智能海底光纜，它包括纜芯、傳感光纖及外鎧裝加強(qiáng)保護(hù)層，纜芯具有絕緣護(hù)層，絕緣護(hù)層分為內(nèi)絕緣層和外絕緣層，內(nèi)絕緣層和外絕緣層之間隱形植入傳感光纖，傳感光纖以適當(dāng)?shù)墓?jié)距繞包在內(nèi)絕緣層上并用扎紗纏繞綁扎。利用在絕緣護(hù)層中隱形植入的傳感光纖，配以適用的探測(cè)儀器和系統(tǒng)，不但能分布式地在線監(jiān)測(cè)到纜本身的位置移動(dòng)和彎曲、扭轉(zhuǎn)等纜體形態(tài)的應(yīng)變，還能靈敏地探測(cè)到離海底光纜一定范圍內(nèi)的水聲、地震波、船艇接近、船錨勾拉等信息，由于傳感光纖隱形植入在纜芯絕緣層中并與絕緣層粘連，能及時(shí)識(shí)別開剝纜芯的行為，有效地防止通信光纖被竊聽，是集通信和傳感為一體的反竊聽智能海底光纜。
【IPC分類】G02B6/44
【公開號(hào)】CN105044864
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510429338
【發(fā)明人】徐軍, 黃俊華, 林劍, 黃卓杰, 范健生, 丁國(guó)鋒
【申請(qǐng)人】江蘇通光海洋光電科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月21日