DE19525816A1 - Optische Faser mit Farbkennzeichnung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Faser mit einer Umhüllung des den Faserkern umschließenden Mantels aus einer oder mehreren Kunststoffschichten sowie einer Farbkennzeichnung in Form einer Ringsignierung auf oder in der außen liegenden Kunststoffschicht.

Fasern der gattungsgemäßen Art sind hinlänglich bekannt. Zur Farbkennzeichnung und damit zum Auseinanderhalten der Adern bei der Spleiß- oder Anschlußtechnik wird auf die äußerste Kunststoffumhüllung der Ader eine Ringsignierung, beispielsweise mittels durch Anwendung von Infrarotstrahlung aushärtender Kunststoffe aufgebracht, üblich sind aber auch Strich- oder Streifensignierungen aus farbigen Kunststoffen, die durch Anwendung von ultravioletter Strahlung (UV) ausgehärtet werden. Da die mit einer Farbkennzeichnung versehenen Fasern weiter verarbeitet werden müssen, beispielsweise dadurch, daß sie in elektrische oder optische Kabel eingebracht, in aus Kunststoff oder Stahl bestehende Schutzröhrchen eingeführt bzw. aus solchen Fasern Faserbändchen hergestellt werden, genügt die heute übliche Farbkennzeichnung, beispielsweise durch eine IR- Ringsignierung, nicht immer den gestellten Anforderungen, beispielsweise hinsichtlich der Abriebfestigkeit. Wegen der durch die bekannte Ringsignierung bedingten inhomogenen rauhen Faseroberfläche kann es auch immer wieder Probleme bei der Weiterverarbeitung der Faser geben, ebenso ist oft eine Dämpfungserhöhung bei Temperaturwechseln im optischen Übertragungsweg nicht zu vermeiden. Aber auch eine einfache Strich- und Streifensignierung kann ihre Nachteile haben, da abgesehen von dem erhöhten technischen Aufwand eine solche Farbkennzeichnung oft schwer zu unterscheiden ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit der Farbkennzeichnung zu finden, die eine Beeinflussung der Übertragungseigenschaften der Fasern auch bei Temperaturwechsel von vornherein ausschließt oder mindestens auf vernachlässigbare Werte begrenzt. Ferner soll die Kennzeichnung einer beliebigen Anzahl von Fasern gewährleistet sein, wobei sicherzustellen ist, daß die einmal während des Fertigungsprozesses aufgebrachte Farbkennzeichnung unabhängig von den anschließenden Verfahrensschritten bei der Weiterverarbeitung erhalten bleibt.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Ringsignierung aus jeweils offenen Farbringen besteht. Die Abkehr von der bisher üblichen Kennzeichnung optischer Fasern in Form geschlossener Farbringe führt zu einer wesentlichen Vergleichmäßigung des sog. Temperaturganges, d. h. der Dämpfungsabhängigkeit in dB/Km von der Temperatur in °C. Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, daß die geschlossenen Farbringe bisheriger Ausführungsformen, in Abständen angeordnet, an diesen diskreten Stellen druckbelastend auf die optische Faser einwirken, daß eine solche Druckbelastung mit den Folgen erhöhter Dämpfung aber unterbleibt, wenn statt einer Ringsignierung in Form in sich geschlossener Farbringe Farbringe die Kennzeichnung der Faser übernehmen, die offen sind.

Der Öffnungswinkel bei den erfindungsgemäßen Farbringen kann an sich beliebig sein, aus Gründen des sicheren Auseinanderhaltens der gekennzeichneten Fasern hat es sich jedoch als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Öffnung der Farbringe höchstens 180°, gemessen über den Umfang der optischen Faser, beträgt.

Zweckmäßig wird man als offene Farbringe Halbringe wählen, oder auch solche, bei denen der Verlauf des offenen Farbringes längs des Faserumfanges unterbrochen ist. Beispielsweise kann der einen Halbring bildende Farblack auch als gepunktete oder gestrichelte Linie dargestellt sein.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn die offenen Farbringe dadurch gebildet werden, daß der Verlauf der Farbringe längs des Faserumfanges in Abständen unterbrochen ist. So wird man zweckmäßig die durch den unterbrochenen Verlauf längs des Faserumfanges gebildeten offenen Farbringe aus einer Aneinanderreihung von Farbpunkten und/oder -strichen bestehen lassen. Selbstverständlich ist es auch in diesem Fall möglich, und oft besonders vorteilhaft, wenn die durch die Farbpunkte und/oder -striche gebildeten Farbringe eine Öffnung aufweisen, die, gemessen über den Umfang, höchstens 180° beträgt.

Vorteilhaft kann es mitunter auch sein, die Öffnungen in Faserrichtung aufeinanderfolgender Farbringe in Umfangsrichtung versetzt anzuordnen, etwa auch in Weiterführung der Erfindung so, daß die räumliche Versetzung der Öffnungen längs einer die Faser umgebenden Wendel erfolgt. Damit ist trotz des Fehlens eines den erfindungsgemäßen Farbring zu einem Vollring ergänzenden Kreisringabschnittes, eine eindeutige Identifizierung der jeweiligen Faser möglich.

Besondere Vorteile ergeben sich in Weiterführung der Erfindung durch eine durchsichtige oder durchscheinende weitere Schicht, die die Ringsignierung aus den offenen Farbringen überdeckt und sich durchgehend über die Faserlänge erstreckt. Eine solche weitere Schicht läßt nämlich einen darunter befindlichen z. B. farbigen Halbring optisch als Vollring erscheinen. Damit unterscheidet sich eine erfindungsgemäß aufgebaute optische Faser optisch nicht von einer üblichen Vollring- Farb-Markierung, sie hat aber gegenüber dieser verbesserte Dämpfungseigenschaften. Darüberhinaus ist der Schutz der Farbkennzeichnung gegen mechanischen Abrieb gewährleistet, durch den glatten Oberflächenschutz mit vergleichmäßigtem Außendurchmesser ist ein problemloses Weiterverarbeiten der gekennzeichneten Faser sichergestellt. Durch entsprechende Auswahl der für die weitere Schicht verwendeten Werkstoffe sind hohe Festigkeiten der weiteren Schicht zu erreichen, das bedeutet auf der anderen Seite, daß bei den während der Weiterverarbeitung der Faser oft unvermeidbaren erhöhten mechanischen Belastungen die optischen Eigenschaften des Lichtwellenleiters keine Beeinträchtigung erfahren, im Gegenteil, eine Verbesserung der Übertragungseigenschaften feststellbar ist. Durch entsprechende Werkstoffauswahl läßt sich zudem die weitere Schicht als zusätzlicher Oberflächenschutz gegen Feuchtigkeit und Lösungsmittel verwenden, das bedeutet, daß mit einer entsprechend der Erfindung ausgebildeten Faser weitere Anwendungsbereiche der optischen Übertragungstechnik erschließbar sind. Da jede Farbkennzeichnung von der durchscheinenden oder durchsichtigen weiteren Schicht entsprechend der Erfindung unmittelbar nach Herstellung der Faser, d. h. vor jeder Weiterverarbeitung des Lichtwellenleiters, mechanisch geschützt ist, können auch beliebige Farbkombinationen auf der erfindungsgemäßen Faser für beliebige Anwendungszwecke sicher angebracht werden.

Da die die Farbkennzeichnung überdeckende weitere Schicht zur späteren Identifizierung jeder einzelnen Faser aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Werkstoff bestehen muß, kann es in Weiterführung der Erfindung zweckmäßig sein, Klarlacke einzusetzen.

Eine andere, besonders vorteilhafte Variante der Erfindung ist die, wenn die weitere durchsichtige oder durchscheinende Schicht farbig ist, beispielsweise aus einem farbigen Lack besteht. Damit ergibt sich eine Vielzahl von weiteren Farbkombinationen bei Durchführung der Erfindung.

Als für die Zwecke der Erfindung geeignete Lacke sind beispielsweise solche auf Basis Polyimide, Polyester, Polyether, Polysulfon oder Polyurethan zu nennen.

Die Lacke für die weitere Schicht aber auch für die offenen Ringe der Farbmarkierung können solche sein, die aufgrund Infrarotstrahlung aushärtbar sind, und daher als sogenannte IR-Lacke Eingang in die Technik gefunden haben, mit besonderem Vorteil wird man auch durch ultraviolette Strahlung aushärtende Lacke verwenden, das sind sogenannte UV-Lacke, die gegenüber den IR-Lacken eine höhere Viskosität aufweisen, und daher z. B. zur Vergleichmäßigung der weiteren Schicht wegen der darunter befindlichen und auf die ummantelte Faser aufgetragenen Farbkennzeichnung besonders geeignet sind. So hat sich für die Zwecke der Erfindung beispielsweise eine Lackkombination als besonders zweckmäßig erwiesen, bei der die offenen Farbringe aus einem IR-härtenden und die weitere Schicht aus einem UV-härtenden Lack bestehen.

Kommt es darauf an, die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, kann es oft vorteilhaft sein, sowohl für die offenen Farbringe als auch für die weitere Schicht UV- härtende Lacke einzusetzen. Eine andere Möglichkeit ist in Weiterführung der Erfindung die, die IR-härtenden und/oder die UV-härtenden Lacke durch lösungsmittelhaltige Lacke zu ersetzen.

Da es für die Zwecke der Erfindung darauf ankommt, neben einer sicheren und dauerhaften Farbkennzeichnung die mit der weiteren Schicht versehene optische Faser gegen von außen wirkende mechanische Kräfte zu stabilisieren und gleichzeitig weiter gegen Feuchtigkeit, Säuren und dergl. zu schützen, wird man in Durchführung der Erfindung die Dicke der weiteren Schicht in der Größenordnung von 1-10 µm, vorzugsweise 3-6 µm wählen.

Insbesondere dann, wenn die weitere Schicht als durchgehende Schutzschicht die Faser umschließt, kommt es darauf an, eine für die Zwecke der Erfindung geeignete Dicke der diese Ringsignierung bildenden Farbschicht zu wählen. Die Dicke der die Ringsignierung bildenden Farbschicht beträgt deshalb 0,5-5 µm, vorzugsweise 1-3 µm; dies führt zu einer besonders gleichmäßigen Oberflächenqualität der optischen Faser.

Die Erfindung sei anhand der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die in der Fig. 1 dargestellte optische Faser 1 mit dem Faserkern 2 und dem Mantel 3, z. B. aus einem Quarzglas, weist das sogenannte Coating 4 auf, das sind eine oder mehrere Kunststoffumhüllungen zum Schutz der Faser. Unmittelbar auf diesem Coating 4 ist eine Farbkennzeichnung in Form aus in Abständen angeordneten, in Umfangsrichtung offenen Farbringen 5 vorgesehen, deren Material aus einem IR- oder UV-härtenden Lack besteht. Die Schichtdicke der Farbringe 5 beträgt im Ausführungsbeispiel 3-4 µm, der von einem vollen Farbring entsprechend der Erfindung ausgesparte Teil ist mit 6 bezeichnet. Um einen solchen offenen Farbring 5 optisch zur besseren Identifizierung jeder Faser 1 als Vollring erscheinen zu lassen, und gleichzeitig einen Abrieb der Farbkennzeichnung bei der Weiterverarbeitung mit Sicherheit auszuschließen, ist die durchsichtige oder durchscheinende weitere Schicht 7 vorgesehen, diese überdeckt die mit der Farbkennzeichnung versehene Faser über die gesamte Länge. Als Material für diese weitere Schicht 7 dient beispielsweise ein UV-härtender Lack auf Basis Polyimide, Polysulfon oder Polyurethan. Bei der angenommenen Dicke der offenen Farbringe 5 von 3 µm beträgt die Dicke der weiteren Schicht 7 beispielsweise 5 µm, so daß sämtliche Farbringe 5 überdeckt und die Bereiche 8 zwischen jeweils zwei Farbringen 5 von dem Material der weiteren Schicht ausgefüllt sind. Ein durchgehender mechanischer Schutz der Farbkennzeichnung ist so erreicht, die Faser weist verbesserte Übertragungseigenschaften auf, sie ist aufgrund der optisch wahrnehmbaren geschlossenen Farbringe problemlos identifizierbar.

Weitere Farbvariationen und damit weitere Unterscheidungsmöglichkeiten sind dann gegeben, wenn erfindungsgemäß die weitere Schicht 7 farbig oder eingefärbt ist, beispielsweise aus einem farbigen Lack besteht. So können etwa schwarze oder blaue Einfach- oder Doppelringe 5 jeweils in offener Ausführung aus einem IR- härtenden Lack von einer gelb, rot oder grün eingefärbten, vorteilhaft UV-härtenden und damit höher viskosen weiteren Lackschicht 7 überdeckt sein. Die farbigen an sich offenen Einfach- oder Doppelringe 5 sind problemlos als Vollringe identifizierbar, da die farbige weitere Lackschicht 7 mindestens durchscheinend ist. Die Wahl kontrastreicher Farbenkombinationen erleichtert die Identifizierbarkeit der gekennzeichneten Faser.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann die optische Faser auch eine Kunststoffaser sein, als weitere Lackschicht 7 kann auch eine Schicht aus einem UV-härtenden Lack auf Basis Polyester oder Polyether verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Kennzeichnung einer optischen Faser aus Glas oder Kunststoff mit einer Signierung aus offenen Farbringen, die vorzugsweise Halbringe sind, führt zu besonders günstigen Übertragungswerten. Für eine optische Glasfaser zeigt die Fig. 2 den Verlauf des sog. Temperaturganges bei einer Farbmarkierung der Faser mittels heute üblicher geschlossener Farbringe, während, unter den gleichen Meßbedingungen, in der Fig. 3 das Ergebnis für eine optische Faser dargestellt ist, die eine Farbkennzeichnung mit offenen Farbringen beschreibt.

Die Fig. 2a und 2b unterscheiden sich durch die jeweils gewählte Dämpfungsänderung bei 1310 und 1550 nm, die gleichen Parameter wurden bei der Aufnahme des Temperaturganges bei einer erfindungsgemäßen Faser entsprechend den Fig. 3a und 3b gewählt.

Der Vergleich der Fig. 2 und 3 zeigt eine deutliche Abnahme der Dämpfung in den ausgewiesenen Temperaturbereichen für die erfindungsgemäß mit offenen Farbringen gekennzeichnete optische Faser. Mit der Ausbildung der Farbkennzeichnung als offene Ringe, die zudem noch in gepunkteter oder gestrichelter, also unterbrochener Form dargestellt werden können, wird an den Stellen der "ringförmigen" Kennzeichnung das unmittelbare Umfeld der optischen Faser von mechanischen Kräften frei gehalten. Aus dem für einen bestimmten Anwendungszweck gewählten Schichtenaufbau herrührende Kräfte werden durch die Maßnahme nach der Erfindung neutralisiert.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Variationen eines offenen Farbringes nach der Erfindung. Entsprechend dem Faseraufbau der Fig. 1 für eine Glasfaser 1 sind hier, ohne sich auf Glasfasern zu beschränken, die gleichen Aufbauten gewählt, nämlich mit einem Faserkern 2, einem Mantel 3 und dem sog. Coating 4.

Entsprechend der Fig. 1 zeigt die Fig. 4 einen offenen Farbring 9 mit durchgehendem Farbzug, die Öffnung beträgt hier etwa 100°-110°. Ein solch offener Farbring 9 ist optisch unter der weiteren Schicht als Vollring identifizierbar, gegenüber einem tatsächlich als Vollring auch mechanisch wirkenden Farbring ergeben sich nach der Erfindung jedoch verbesserte Übertragungseigenschaften.

Abweichend von der Fig. 4 veranschaulicht die Fig. 5 eine andere Ausführungsform des gemäß der Erfindung vorgeschlagenen offenen Farbringes. Bei gleichem Faseraufbau besteht hier der offene Farbring 10 aus einem über den gesamten Umfang unterbrochenen Farbzug. Um das zu erreichen, wird der Farbring 10 aus einer Vielzahl in Abständen in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Farbpunkten und/oder Farbstrichen 11 gebildet.

Claims (16)

1. Optische Faser mit einer Umhüllung des den Faserkern einschließenden Mantels aus einer oder mehreren Kunststoffschichten sowie einer Farbkennzeichnung in Form einer Ringsignierung auf oder in der außen liegenden Kunststoffschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsignierung aus jeweils offenen Farbringen besteht.

2. Optische Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Farbringe höchstens 180°, gemessen über den Umfang der optischen Faser, beträgt.

3. Optische Faser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Farbringe farbige Halbringe sind.

4. Optische Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Farbringe längs des Faserumfanges in Abständen unterbrochen ist.

5. Optische Faser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den unterbrochenen Verlauf längs des Faserumfanges gebildeten offenen Farbringe aus einer Aneinanderreihung von Farbpunkten und/oder -strichen bestehen.

6. Optische Faser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Farbpunkte und/oder -striche gebildeten Farbringe eine Öffnung aufweisen, die, gemessen über den Umfang, höchstens 180° beträgt.

7. Optische Faser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in Faserrichtung aufeinanderfolgender Farbringe in Umfangsrichtung versetzt angeordnet ist.

8. Optische Faser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Versetzung der Öffnung der Farbringe längs einer die Faser umgebenden Wendel erfolgt.

9. Optische Faser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine durchsichtige oder durchscheinende weitere Schicht, die die Ringsignierung aus den offenen Farbringen überdeckt und sich durchgehend über die Faserlänge erstreckt.

10. Optische Faser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durchsichtige oder durchscheinende weitere Schicht aus einem farbigen Lack besteht.

11. Optische Faser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Farbringe aus einem IR-härtenden und die weitere Schicht aus einem UV-härtenden Lack bestehen.

12. Optische Fasern nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Farbringe und die weitere Schicht aus UV-härtenden Lacken bestehen.

13. Optische Faser nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die IR-härtenden und/oder die UV-härtenden Lacke durch lösungsmittelhaltige Lacke ersetzt sind.

14. Optische Faser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der die offenen Ringe bildenden Farbschicht 0,5 bis 5 µm, vorzugsweise 1 bis 3 µm, und die Dicke der weiteren Schicht 1 bis 10 µm, vorzugsweise 3 bis 6 µm beträgt.

15. Optische Faser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser aus Glas, insbesondere Quarzglas besteht.

16. Optische Faser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser eine Kunststoff-Faser ist.