DE3108381C2

DE3108381C2 - Optisches Kabel

Info

Publication number: DE3108381C2
Application number: DE3108381A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Oestreich; Werner 8000 München Schubert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-05
Filing date: 1981-03-05
Publication date: 1986-07-03
Also published as: US4496214A; DE3108381A1; CA1181619A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Kabel, bei dem mehrere Lichtleitfasern enthaltende Übertragungselemente (OE) zusammen mit aus mechanischen Gründen vorhandenen strangförmigen Hilfselementen (HE) mit wechselnder Drallrichtung auf einen zentralen Kern aufgeseilt und nach außen durch einen gemeinsamen Mantel abgeschlossen sind. Die optischen Übertragungselemente (OE) und die Hilfselemente (SE) sind so im Inneren des Kabelmantels (MA) gehalten, daß an einer Kabeltrennstelle bei einem Längszug (KR) an mindestens einem der Hilfselemente (SE) auf eine begrenzte Länge die Verseilung sowohl der optischen Übertragungselemente (OE) als auch der Hilfselemente (SE) zur Bildung von Überlängen aufhebbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Kabel, bei dem mehrere Lichtleitfasern enthaltende optische Übertragungselemente zusammen mit aus mechanischen Gründen vorhandenen strangförmigen Hiifselementen mit wechselnder Drallrichtung auf einen zentralen Kern aufgeseilt und nach außen durch einen gemeinsamen Mantel abgeschlossen sind.

Ein optisches Kabel dieser Art ist aus der DE-OS 09 106 bekannt. Dabei sind die optischen Übertragungselemente mit wechselnder Schlagrichtung auf einen zentralen Kern aufgeseilt, wobei die Schlagrichtung maximal etwa zwei Schlaglängen beibehalten ist. Die optischen Übertragungselemente selbst sind locker bzw. in Umfangsrichtung des Kernes verschiebbar angeordnet, was dadurch erreicht wird, daß als Versteifungsstränge ausgebildete, also aus mechanischen Gründen vorhandene Hilfselemente durch einen außen aufgebrachten Mantel fest gegen den Kern gedruckt werden. Zwischen diesen über den Umfang verteilten Elementen entstehen jeweils Kammern, innerhalb deren die optischen Übertragungselemente in einem gewissen Maß hin und her bewegt werden können.

In manchen Fällen ist es wünschenswert, für die optischen Übertragungselemente eine größere, im Bedarfsfall ausnutzbare Reservelange zu erhalten. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn ein bereits verlegtes optisches Kabel an einer bestimmten Stelle beschädigt wird und dort durch Einsatz einer Reparaturmuffe wieder in Stand gesetzt werden soll. In diesem Fall müssen ausreichend große Überlängen der optischen Übertragungselemente zur Verfugung stehen. Andererseits ist es nicht zulässig, auf die optischen Übertragungselemente zur Erzielung der Überlänge einen zu großen mechanischen Längszug auszuüben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Kabel der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ausreichend große Überlängen erzeugt werden können und gleichzeitig bei der Bildung dieser Überlängen jegliche unzulässige mechanische Beanspruchung der optischen Übertragungselemente vermieden wird.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die optischen Übertragungselemente und die Hilfselemente so im Inneren des Kabelmantels gehalten sind, daß an einer Kabeltrennstelle bei einem Längszug an den Hiifselementen auf eine begrenzte Länge die Verseilung sov/ohl der optischen Übertragungselemente als auch der Hilfselemente zur Bildung von Überlängen aufhebbar ist und daß die optischen Übertragungselemente (OE) und d^:e 'Hilfselemente (SE) gegeneinander und gegen den zentralen Kern nur einen geringen Reibungswert aufweisen. Da der Längszug an der Kabeltrennstelle auf die Hilfselemente (und nicht auf die optischen Übertragungselemente) ausgeübt wird, und diese sich zusammen mit den optischen Übertragungselementen unter Auflösung der Verseilung rings um den Kern herum bewegen, sind unzulässige mechanische Beanspruchungen der optischen Übertragungselemente auch bei Erzielung größerer Überlängen ausgeschlossen. Die Auflösung der mit wechselnder Schlagrichtung vorliegenden Verseilung ergibt dabei eine hinreichend große Überlänge, so daß auch Reparaturen an bereits verlegten Kabeln in einfacher Weise durchführbar sind. Andererseits ist der Verseil-Verbund innerhalb des Kernes so ausreichend fest, daß an einer normalen Kabeltrennstelle ohne einen zusätzlichen Längszug an den Hiifselementen die Verseilung beibehalten wird, so daß der Kern nicht unter Auflösung der Verseilung aus dem Inneren des Mantels herausspringt. Außerdem ist das erfindungsgemäße optische Kabel auch für das Spleißen an normalen Abzweigstellen besonders gut geeignet, weil die dort benötigte Überlänge einfach durch Öffnen des SZ-Verseilverbandes erzeugt werden kann. Die SZ-Verseilung kann an nicht abzuzweigenden Elementen zur Umgehung von abzuzweigenden Elementen benutzt werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Aufbau eines Kabels nach der Erfindung im Querschnitt;

Fig.2 den Aufbau eines erfindungsgemäßen Kabels im Längsschnitt, wobei die Verseilung teilweise zur Erzielung von Überlängen aufgehoben ist und

Fig.3 ein die Überlänge in Abhängigkeit vom Verseilradius wiedergebendes Diagramm, wobei als Parameter der Krümmungsradius der Verseilhelix gewählt ist.

Bei der Darstellung nach Fig. 1 ist ein Stützelement ι. B. aus hochfestem Glasfaser-Epoxyharz oder Feder-Stahldraht mit ZK bezeichnet. Um diesen Kern herum

liegt eine Zwischenschicht PO aus glattem Gummi oder Kunststoff. Auf die Schicht PO sind im vorliegenden Beispiel zwei Lagen von Verseüelementen aufgeseilt, wobei je nach Bedarf auch nur mit einer einzigen Lage oder mit mehr als zwei Lagen gearbeitet werden kann. Diese Lagen bestehen zum Teil aus optischen Übertragungselementen OE, die im vorliegenden Beispiel als aus einer rohrförmigen Umhüllung UH mit zwei im Innern angeordneten Lichtwellenleiter-Fasern LWX und LW2 bestehend dargestellt sind. Es lassen sich auch andere Konfigurationen von optischen Übertragungselementen verwenden, beispielsweise solche mit nur einem Lichtwellenleiter oder auch mit mehr als zwei Lichtwellenleitern.

Neben diesen optischen Übertragungselementen OE sind zugfeste Elemente SE vorgesehen, welche nur aus mechanischen Gründen vorhanden sind. Diese Elemente SE können bevorzugt aus zugfesten und gegebenenfalls auch quersteifen Seilen, Schnüren, Rohren oder dergleichen bestehen und auch mehr oder weniger starke polsternde Eigenschaften aufweisen. Die Zuordnung der optischen Übertragungselemente OE und der Elemente Sf sollte so erfolgen, daß möglichst wenige optische Übertragungselemente OE unmittelbar aneinanderliegen, am besten auf jedes zweite bis fünfte optische Übertragungselement O£ein mechanisches Element SE folgt. Die so gebildete Kabelseele ist außen von einer Umspinnung US oder Umwicklung zusammengehalten und durch einen aufextrudierten Mantel MA abgeschlossen.

Die einzelnen Elemente Sf und OEsind in wechselnder Drallrichtung, d. h. im sogenannten SZ-Verseil-Verfahren verseilt, wobei die Umspannung US so gewählt ist, daß an einer Kabeltrennstelle die Verseilung sich noch nicht von selbst in Längsrichtung durch Verschieben der Verseilelemente auflösen kann. Die Umspinnung US liegt also mit einem gewissen Druck auf den die Kabelseele bildenden Elemente OE und SE auf und hält sie im Normalzustand in ihrer Lage fest.

Wenn jedoch in Längsrichtung an den Elementen SE bei einer Kabeltrennstelle ein Zug ausgeübt wird, dann soll eine Längs- und gleichzeitig Querbewegung (in Umfangsrichtung) der einzelnen Verseilelemente möglich sein, wodurch die Verseilung aufgehoben wird und eine entsprechende Überlänge sowohl der optischen Übertragungselemente OEaIs auch der Elemente SE erzielt wird.

In schematischer Form ist ein einfaches Beispiel eines derartigen Kabels in F i g. 2 gezeichnet. Durch .einen Längszug, angedeutet durch die Pfeile KR an den Hilfselementen SE wird in der Art einer Umlaufbewegung um den hier nicht dargestellten Kern ZK, PO die Verseilung aufgehoben und dadurch eine Überlänge der optischen Übertragungselemente OE sowie der Elemente SE gegenüber dem Kern ZK, PO und dem Mantel MA erreicht.

Je kurzer die Schlaglänge gewählt ist, desto größer wird bei der Aufhebung der Verseilung infolge des Längszuges die erzielbare Überlänge.

Das Kabel nach der Erfindung ergibt nicht nur z. B. t>o bei Reparaturen an bereits verlegten Kabeln die Möglichkeit, in einfacher Weise nachträglich Überlängen bereitzustellen, sondern liefert auch einen Kabelaufbau, der z. B. bei der Verlegung wenig empfindlich ist. Wenn nämlich an einer bestimmten Stelle eine besonders star- to ke Zugbeanspruchung auftritt, so kann infolge des Kabelaufbaus sich im Inneren die Kabelseele durch Umfangsbewegung der Umkehrstelle etwas aufseilen und dadurch einer mechanischen Überdehnung und damit möglichen Schädigung der empfindlichen Lichtwellenleiter-Fasern vorbeugen. Bei Kabeln mit mehreren Lagen lassen sich die Verseilelemente der inneren Lagen herausspleißen, ohne daß die äußeren Lagen ebenfalls geschnitten werden müssen.

Zur Erläuterung der möglichen Überlängen ist in F i g. 3 die Überlänge ^(in %) der ungestörten Wendel über die Wendelachse in Abhängigkeit vom Verseilradius R (in mm) dargestellt. Die gezeichneten Kurven geben die erzielbare Überlänge für verschiedene zulässige Krümmungsradien ρ der Lichtwellenleiter-Fasern an. Dabei ist vorausgesetzt, daß durch Auflösen des SZ-Verbandes der Verseilung die gesamte Verseilüberlänge nutzbar gemacht wird. Vernachlässigt man die Minderung der Überlänge an den Umkehrstellen, so ergibt sich die maximale verfügbare Überlänge E entsprechend F i g. 3 für die einzelnen Krümmungsradien p.

Um die Überlänge nutzbar machen zu können, darf die Anzahl der Schläge in jeder Rief-.«ng allerdings nur sehr begrenzt sein, vorzugsweise i bis 2 da andernfalls die Auflösung des Verbandes oder die Verschiebung des Umkehrbereiches am Umfang in ausreichendem Maße nicht mehr ohne weiteres möglich ist.

Bei Kner vollen Schlaglänge und nicht zu großem Verseildurchmesser wird die ausnutzbare Überlänge durch die Umlenkstelle auf rund 80% der Wendelüberlänge reduziert, also z. B. 4% statt 5%. Da jedoch die Annäherung der Periodenlänge an die Schlaglänge technologisch noch nicht erreicht ist, muß man vorläufig mit einer stärkeren Reduktion der effektiven Überlänge gegenüber der Kabelachse rechnen. Wenn in der Muffe jedoch z. B. 4% aus 5 m = 20 cm zur Verfugung stehen, erübrigt sich das Vorsehen von Faserreserveiängen innerhalb der Muffe, ebenso genügen solche Längen für Reparaturen und innere Abzweige.

Um diese" Längen nutzbar machen zu können, sind besondere konstruktive Maßnahmen getroffen worden, da andernfalls als Folge der Reibungskräfte zwischen den Lagen oder zwischen Innenlage und Kern oder Außeiiiage und Mantel beim Verlegen oder Herausziehen die Hüllen UH der optischen Übertragungselemente OE leicht überbeansprucht werden könnten In gewissen Abständen am Umfang der Verseillage sind daher hochbelastbare, als Zugelemente SE bezeichnete Blindadern gleichen oder etwas größeren Durchmessers und gleicher (niedriger) Reibzahl wie die optischen Übertragungselemente OEvorgesehen, die die Verlagerung der optischen Elemente ohne Hüllendeformation erzwingen lassen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Optisches Kabel, bei dem mehrere Lichtleitfasern enthaltende Übertragungselemente zusammen mit aus mechanischen Gründen vorhandenen strangförmigen Hiifselementen mit wechselnder Drallrichtung auf einen zentralen Kern aufgeseilt und nach außen durch einen gemeinsamen Mantel abgeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Übertragungselemente (OE) und die Hilfselemente (SE)so im Inneren des Kabelmantels (MA) gehalten sind, daß an einer Kabeltrennstelle bei einem Längszug (KR) an mindestens einem der Hilfselemente (SE) auf eine begrenzte Länge die Verseilung sowohl der optischen Übertragungselemente (OE) als auch der Hilfselemente (SE) zur Bildung von Überlängen aufhebbar ist, und daß die optischen Übertragungselemente (OE) und die Hilfselement*: (SE) gegeneinander und gegen den zentralen Kern nur einen geringen Reibungswert aufweisen.

2. Optisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Hilfselemente zur Zahl der optischen Verseilelemente im Bereich von 1 :1 bis 1 :10, vorzugsweise 1 :'2bis 1 :4 liegt

3. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselemente (SE) mindestens den gleichen, vorzugsweise einea etwas größeren Durchmesser aufweisen wie die optischen Verseilelemente (OE).

4. Optisches Kabel n-ich einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Übertragungselemente , 3E) und die Hilfselemente (SE) gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind.

5. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Verseilschläge in jeder Richtung sehr klein, vorzugsweise zu 1 bis 2 gewählt ist.