传统海底光缆按产品结构特征一般可分为中心管式海底光缆、层绞式海底光缆，以及骨架式海底光缆。骨架式海底光缆在制造技能、工艺难度、出产设备等方面的要求相对较高，其使用已日渐削减；中心管式海底光缆结构简略，其直径和质量相对较小，但受制于不锈钢光纤单元加工工艺，一般中心管式海底光缆光纤最大容量仅为96芯。
层绞式海底光缆正中间一般为中心加强件，在中心加强件外层绞合多根不锈钢光纤单元，因而与中心管式海底光缆比较，能够包容更多的光纤芯数。而层绞式海底光缆因为不锈钢光纤单元成缆绞合设备的装盘容量约束，无法完成大长度层绞式海底光缆的出产。
本文研讨了一种层绞式海底光缆及其不锈钢光纤单元过渡接头，经过在不锈钢光纤单元成缆绞合出产进程中对不锈钢光纤单元进行在线接续，完成大长度层绞式海底光缆出产，并经过实验验证过渡接头处层绞式海底光缆的功能，验证过渡接头对层绞式海底光缆功能的影响。
一、层绞式海底光缆缆型规划
层绞式海底光缆由中心加强件、不锈钢光纤单元、内护层、钢丝铠装，以及外被层构成。不锈钢光纤单元以加强件为中心进行绞合，构成多管结构，层绞式海底光缆由6根96芯不锈钢光纤单元绞组成缆，其光纤总芯数为576芯，层绞式海底光缆结构示意图见下图。
本作业拟完成契合GB/T 18480、YD/T 2283相关光学功能、力学功能、环境功能等要求的双铠型结构，层绞式海底光缆首要功能规划目标见下表。
二、过渡接头方案规划
为打破层绞式海底光缆的不锈钢光纤单元成缆绞合设备的约束，完成大长度层绞式海底光缆连续出产，本作业研讨一种不锈钢光纤单元过渡接头接续办法，在不锈钢光纤单元绞合出产时进行在线接续，然后添加层绞式海底光缆连续出产长度。
在层绞式海底光缆不锈钢光纤单元成缆绞合进程中，需要在接续不锈钢光纤单元母管和不锈钢光纤单元母管中光纤进行熔接后，选用钢管外套结构，将外套不锈钢管套接在熔接后光纤外，并别离与两头的不锈钢光纤单元母管搭接一段距离，外套不锈钢管内径较不锈钢光单元母管外径略大，外套不锈钢管壁厚与不锈钢光单元母管壁厚相同，层绞式海底光缆光单元过渡接头示意图见下图。
确保过渡接头接续的质量，要求光纤在1550nm波长的熔接损耗单向最大值不大于0.1dB，双向平均值不大于0.05dB。在外套不锈钢管套接与不锈钢光纤单元母管处选用适宜的工艺密封构成全体，坚持光纤单元的密封功能好，防止水分和气体经过搭接处的空隙渗进不锈钢管内发生氢损，形成光纤衰减的添加。
三、不锈钢光纤单元过渡接头研讨
不锈钢光纤单元过渡接头的接续质量影响其成缆绞合功能，本作业选用A、B、C等3种不同接续工艺进行实验。A工艺选用胶水黏连套接段，使不锈钢光纤单元母管外壁与外套不锈钢管内壁密封黏结；B工艺选用工装压接套接段，使套接段外套不锈钢管压接在不锈钢光纤单元母管外表；C工艺选用激光焊接外套不锈钢管与不锈钢光纤单元母管交界面。A、B、C等3种工艺接续样品见下图。
A、B、C三种接续工艺下的光单元接续管测验成果见下表。选用A工艺制造的过渡接头，其抗拉强度较差，抗拉强度仅能到达本体的50%；选用B工艺制造的过渡接头的抗曲折功能较差，曲挠30次后，外套不锈钢管与不锈钢光纤单元母管之间开裂，静水压实验后，过渡接头内有水迹；C工艺制造的过渡接头经过了拉力、曲挠、改变和抗静水压实验，具有杰出的功能。因而实验选用C工艺可保证不锈钢光单元的接续质量。
四、大长度层绞式海底光缆实验验证
（一）光学功能与电气功能
在1550nm波长下，大长度层绞式海底光缆制品的光学功能、电气功能测验成果见表3。由此可知，层绞式海底光缆光学、电气功能均契合技能目标的要求。
（二）机械功能
关于海底光缆，其机械功能的规划首要是为了维护光纤。经过实验模仿海底光缆在施工进程中遭到的侧压、拉伸、曲折、改变等工况，验证海底光缆的工程使用才能，实验安置见下图。
因为大长度层绞式海底光缆存在不锈钢光纤单元过渡接头，其过渡接头为层绞式海底光缆的结构薄缺点，在施工进程中存在过渡接头受力失效的状况，对其机械功能的研讨更为要害。参照 ITU-T G.976、GB/T 18480-2001 和YD/T 2283-2011等相关规范要求，对大长度层绞式海底光缆在各承力状态下进行实验，同步测验光纤附加衰减及光纤应变状况。
压扁实验用于验证层绞式海底光缆在施工或许运转进程中遭到外力的侧压，因为大长度层绞式海底光缆存在过渡接头，其压扁功能是最重要的机械功能之一。将层绞式海底光缆过渡接头在100mm的压块下，压力以100N·s-1的速率添加至40kN，保压3min，其附加衰减最大为0.011dB。
为了进一步验证过渡接头处与本体层绞式海底光缆的差异，在上述实验的基础上持续添加压力至50kN，在50kN的压力下，层绞式海底光缆压扁实验状况见下图。
由上图（a）可知，本体处光纤附加衰减正常；由（b）可知，过渡接头处3个通道光纤附加衰减显着超支，已无法接受50kN压力。
张力曲折实验用于模仿施工进程中海底光缆经过鼓轮的工况，在此条件下，海底光缆在必定的曲折半径下，一起接受轴向的拉力、鼓轮对光缆的侧压力，为海底光缆施工进程中最苛刻的工况，或许呈现海缆改变、弯折等状况，导致过渡接头失效。
将层绞式海底光缆过渡接头点在时间短拉伸载荷下经过曲折半径1.5m的轮盘3次，层绞式海底光缆张力曲折实验状况见下图。
由图可知，拉伸载荷下，层绞式海底光缆的附加衰减最大为0.015dB，过渡接头未失效。
（三）环境功能
层绞式海底光缆光纤余长由不锈钢光纤单元造管进程的套管余长和不锈钢光纤单元成缆绞合形成的绞合余长组成，因而层绞式海底光缆光纤余长较中心管式海底光缆更大；光纤余长过大时，将导致海底光缆低温功能劣化。
为验证层绞式海底光缆作业、储存的环境温度，将层绞式海底光缆置于高低温实验箱内，别离在-20℃、-30℃、50℃、60℃的温度下进行两个温度循环实验，温度循环状况见下图。
经温度循环实验后，测得光纤的最大附加衰减为0.009dB，即层绞式海底光缆作业、储存的环境下光纤根本不受温度影响。
