一种在缆芯绝缘层嵌入传感部件的智能海底光缆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海底光缆，尤其涉及一种在缆结构中嵌入传感部件的智能海底光缆。
【背景技术】
[0002]海底光缆系统以其大容量、高可靠性、优异的传输质量等优势，在通信领域、尤其在超长距离国际通信中起到重要的作用。目前，还没有一种通信技术能与之媲美。
[0003]我国拥有18000多公里的海岸线和分布在沿海的6500多个大小岛屿，建设海底光缆系统具有重大的政治、国防和经济意义。
[0004]海底光缆工作在肉眼不可见、水文和底质情况复杂的水下，尤其是非埋设的海底光缆，容易受水流影响而发生位置改变，受船舶航行和渔业及养殖业活动(如船锚勾拉等)而导致故障或破坏。对某些重要的海底光缆，甚至还存在被窃听的可能。目前，窃听海底光缆的主要方法是剥离所有的保护结构露出光纤，对光纤非破坏性地施加微弯，用高灵敏的接收器探测光纤弯曲部位泄漏的光信号并进行分析。
[0005]海底光缆主要由缆芯和外铠装加强保护层两部分组成，在所有的海底光缆中，夕卜铠装加强保护层是雷同的，主要的区别是缆芯结构。
[0006]从理论上说，常规海底光缆中用的通信光纤也可用于分布式传感，但由于光缆中的通信光纤处于缆芯的中心位置且受多重结构的保护，接收到的信号会很弱，很难准确可靠地判断光缆周边的振动和被窃听。如果将传感光纤直接置于缆芯外又受到外铠加强层的挤压、拉伸和扭转，因而是不合理的。
[0007]现有的技术方案是将传感光纤单元置于内铠装或外铠装加强的绞层中，但是，内铠装或外铠装加强件都是承力部件，传感光纤单元的机械性能(抗拉、抗压强度和弯曲等)很难与之匹配，往往在施工布放时就发生光纤断裂或衰减增大，即使勉强布放入海，其可靠性也较低。
[0008]因此，需要一种既能确保通信性能又能在线监测缆工作状态(如应力、扭转和位置改变等)和同时探测周边事件(如被船锚勾拉、船艇接近等)及防止缆被非法开剥(反窃听)的智能海底光缆。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是提供一种在缆芯绝缘层嵌入传感部件的智能海底光缆。
[0010]为解决上述技术问题，本发明的一种在缆芯绝缘层嵌入传感部件的智能海底光缆，它包括缆芯、传感部件及外铠装加强保护层，所述缆芯具有绝缘护层，所述绝缘护层外表面分布着用于嵌入传感部件的预留凹槽。
[0011]所述传感部件包括基于光传输的传感光纤部件和/或基于电传输的传感组件，其嵌入在绝缘护层外表面的预留凹槽中，避免受到外铠加强件的挤压、拉伸和扭转。
[0012]基于光传输的传感光纤部件由传感用光纤和传感光纤护层组成。
[0013]基于电传输的传感组件由外形为细管形的电学传感器和绝缘信号线组成，所述电学传感器串联或并联在所述的绝缘信号线上成连续线束状。
[0014]所述缆芯包括通信光纤单元、内铠加强件及在外的绝缘护层；所述通信光纤单元包括各类通信光纤、阻水化合物及在外的通信光纤保护管；所述内铠加强件是绞合在通信光纤单元外的一层或多层金属或非金属单线，各单线间和各绞层间填充阻水材料，所述绝缘护层挤包在内铠加强件绞层外。
[0015]所述通信光纤保护管为不锈钢管或铜管。
[0016]所述外铠装加强保护层包括填充防腐沥青的一层或多层外铠加强件及绕包在外的外被层。
[0017]所述外铠加强件为钢丝绞线组成的绞层；所述外被层是一层或多层由多根聚丙烯绳组成的绞层。
[0018]本发明的有益效果:在常规海底光缆的外形、主要机械性能和光通信传输性能保特不变的前提下，在绝缘护层外表面开凹槽，在槽内设置各类传感部件，免受外铠加强件的挤压、拉伸和扭转等影响，利用适用的探测仪器和系统，不但能分布式在线监测到缆本身的位置移动和弯曲、扭转等缆体形态的应变，还能灵敏地探测到离海底光缆一定范围内的水声、地震波、船艇接近、船锚勾拉等信息，由于传感部件设置在缆芯外，相当于为通信光纤建立了一道防窃听的警戒屏障，是集通信和传感为一体的智能海底光缆。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的结构示意图。
[0020]其中:A、缆芯，B、通信光纤单元，C、传感部件，D、外铠装加强保护层，
1、通信光纤，2、阻水化合物，3、通信光纤保护管，4、内铠加强件，5、阻水材料，6、绝缘护层，7、预留凹槽，8、基于电传输的传感组件，8-1、电学传感器，8-2、绝缘信号线，9、基于光传输的传感光纤部件，9-1、传感光纤护层(或套)，9-2、传感用光纤，10、外铠加强件，11、防腐沥青，12、外被层。
【具体实施方式】
[0021]为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。
[0022]如图1所示，本发明的一种在缆芯绝缘层嵌入传感部件的智能海底光缆，它包括缆芯A、传感部件C及外铠装加强保护层D，缆芯A具有绝缘护层6，绝缘护层外表面分布着用于嵌入传感部件C的预留凹槽7。
[0023]现有的技术是将传感单元放在内、外铠钢丝的绞层中，传感元件(无论是光或电的)的抗拉、抗弯、抗扭性能都比钢丝差太多，可靠性很差。本发明在缆芯的绝缘护层外表面开设预留凹槽，因凹槽是螺旋状的，所以槽内元件的长度比缆芯长度要大，不受光缆拉伸和扭转等的影响，即使缆芯内通信光纤受过度张力(受损伤)断了，只要缆不断(缆直接断的概率很低，绝大多数是光纤断或衰减增大)，槽内元件仍是安全的，故传感功能仍能正常工作。另外，传感光纤可应急调度为通信用。总体来说，因凹槽形状和尺寸可根据传感部件而调整，确保传感部件不受挤压且工作环境好，扩展了传感器的应用门类，大为扩大了监测和警戒的功能及范围。
[0024]传感部件C包括基于光传输的传感光纤部件9和/或基于电传输的传感组件8，其嵌入在绝缘护层6外表面的预留凹槽7中。
[0025]其中，基于光传输的传感光纤部件9由传感用光纤9-2和传感光纤护层9-1组成，光纤为单根或多根的松套或紧包光纤。这种光纤是常规光纤或对某些参数敏感的特种光纤