DE19734274A1 - Kommunikationsnetz mit Lichtwellenleitern zwischen Teilnehmern und Kommunikationzentralen in bestehenden Versorgungsleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationsnetz mit Lichtwel­ lenleitern zwischen Teilnehmern und Kommunikationszentralen in bestehenden Versorgungsleitungen für fließende Medien wie Wasser, Abwasser, Gas oder für Fernwärme.

Aus der Patentanmeldung WO 97/20236 ist ein Verfahren zum Einbringen eines optischen Kabels in einen festen Verlege­ grund bekannt, wobei dort Mikrokabel verwendet werden, die aus einem Rohr und lose darin eingebrachten Lichtwellenlei­ tern bestehen. Derartige Mikrokabel können auch in bestehende Systeme von Versorgungsleitungen für Wasser, Abwasser, Gas oder für Fernwärme eingebracht werden. Bei einem Leck des Rohres des Kabels besteht jedoch die Gefahr, daß das eindringende Gas bzw. die Flüssigkeit sich trotz der Füll­ masse längs der Lichtwellenleiter ausbreiten kann. Dieses ist wahrscheinlich, wenn die Versorgungsleitung unter Druck steht. Eine absolute Abdichtung des Innenraums eines solchen Mikrokabels ist nicht möglich, so daß zum Beispiel Absperr­ vorrichtungen oder Schieber in den Versorgungsleitungen über das Leck des Mikrokabels umgangen und unwirksam gemacht wer­ den. Außerdem würden die Lichtwellenleiter im Schadensfall, zum Beispiel bei einem Gasleck, zusätzlich durch Aufnahme von Wasserdampf, Wasserstoff oder anderen Medien bleibend im me­ chanischen Aufbau bzw. in den optischen Übertragungseigenschaften geschädigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist nun, ein Kommunikationsnetz mit Lichtwellenleitern zu schaffen, bei dem die vorgenannten Schwierigkeiten nicht in Erscheinung treten, das heißt, daß die Lichtwellenleiter nicht geschädigt werden und daß die Einrichtungen der Versorgungsleitungen auch im Schadensfall ihre Funktion voll erfüllen können. Die gestellte Aufgabe wird nun mit einem Kommunikationsnetz der eingangs beschrie­ benen Art dadurch gelöst, daß die Lichtwellenleiter über Durchführungseinheiten in die Versorgungsleitungen ein- bzw. ausgeführt sind und daß die Lichtwellenleiter eine gegen Ein­ wirkung der Medien schützende Beschichtung aufweisen.

Die Vorteile von Lichtwellenleitern mit einer gegen schädi­ gende Einwirkung der in Versorgungsleitungen verwendeten Me­ dien schützenden Beschichtung aus Kunststoff wie zum Beispiel Silikon oder aus Metall ergeben sich vor allem darin, daß da­ mit eine einfache Abdichtung gegenüber den Medien erreicht wird und daß bei einer Beschädigung der Beschichtung keine weiterreichenden Probleme bezüglich der Einwirkung der Medien auftreten. Außerdem erhalten Lichtwellenleiter eine hohe me­ chanische Belastbarkeit und sind weniger kerbempfindlich. Die Zugabfangung der Lichtwellenleiter kann ebenfalls in einfa­ cher Weise zum Beispiel durch Löten, Schweißen oder Kleben erfolgen, wobei auf das herkömmliche "Kunststoffcoating" ver­ zichtet werden kann. Dies hat zur Folge, daß sich sehr kleine Durchmesser der Lichtwellenleiter ergeben, wodurch diese hochflexibel sind. Durch Zusammenfassung mehrerer Lichtwel­ lenleiter läßt sich ein einfaches "Kabel" aufbauen, wobei eine sehr hohe Packungsdichte erreicht werden kann. Dabei er­ gibt sich bei einem derartigen Lichtwellenleiteraufbau eine gute Wasserdampfsperre. Weiterhin sind derartige Lichtwellen­ leiter in hohem Maße abhörsicher. Durch den Aufbau derartig gestalteter Lichtwellenleiter ist sichergestellt, daß keine Beeinflussung des Strömungsverhaltens innerhalb der Versor­ gungsleitungen erfolgt und daß sie auch in Rohren mit gerin­ gen Durchmessern und bei nahezu rechtwinkligen Abzweigungen mit kleinem Biegeradius eingesetzt werden können. Schließlich lassen sich metallisierte Lichtwellenleiter auch einfach an einen Elektronikchip ankoppeln.

Vorteile bei der Verwendung der mit einer Beschichtung verse­ henen Lichtwellenleiter in Versorgungsleitungen der beschrie­ benen Art ergeben sich bereits dadurch, daß die bereits vor­ handene Infrastruktur der Versorgungsunternehmen bis zum Teilnehmer konsequent benutzt werden kann. Infolge der gerin­ gen Durchmesser der Lichtwellenleiter können auch mehrere Lichtwellenleiter in bestehende Versorgungsleitungen einge­ führt werden, ohne daß eine Beeinflussung der ursprünglichen Funktionen stattfindet. Die geringen Durchmesser erlauben auch den Einsatz in sehr engen Rohren bei geringen Biegera­ dien, wo auch 90°-Winkelstücke Verwendung finden. Die Verle­ gung der Lichtwellenleiter erfolgt zweckmäßigerweise vom Teilnehmer aus in Richtung des Versorgungsunternehmens, wobei auch mehrere Lichtwellenleiterelemente in einer Versorgungs­ leitung untergebracht werden können. Bei längeren, parallel verlaufenden Lichtwellenleitern ist von Vorteil, wenn diese zu einem Mehrfaserelement zusammengefaßt werden. Die Be­ schichtung auf den Lichtwellenleitern schützt jeweils den Glaskörper eines Lichtwellenleiters vor schädigendem Einfluß von seiten des in der jeweiligen Versorgungsleitung befindli­ chen Mediums, wobei weder eine mechanische noch eine physika­ lische Beeinflussung möglich ist. Die aus- bzw. einzuführen­ den oder abzuzweigenden Lichtwellenleiter können bereits auch werkseitig in den Durchführungseinheiten vorkonfektioniert werden, so daß komplizierte Maßnahmen beim Einsatz der Licht­ wellenleiterelemente an der Strecke der Versorgungsleitungen entfallen.

Die Lichtwellenleiterelemente, einzeln oder zusammengefaßt im Verbund, werden in den bestehenden Versorgungsleitungen bis in die unmittelbare Nähe des Teilnehmers geführt und werden dort heraus- bzw. eingebracht ohne das Medium der Versor­ gungsleitungen zu beeinflussen oder von diesen beeinflußt zu werden. Die Ein- bzw. Auskopplung der Lichtwellenleiterele­ mente erfolgt vorzugsweise vor Absperrvorrichtungen, späte­ stens vor dem Zähler beim Teilnehmer. So kann dann beispiels­ weise für ein Rohrbogenstück eine T-förmige Durchführungsein­ heit eingesetzt werden, wobei in einem der T-Schenkel die ei­ gentliche Ein- bzw. Ausführung der Lichtwellenleiterelemente erfolgt.

Die Erfindung wird nun anhand von acht Figuren näher erläu­ tert.

Fig. 1 zeigt ein Kommunikationsnetz mit Lichtwellenleitern in Versorgungsleitungen.

Fig. 2 zeigt einen Einzellichtwellenleiter mit Beschich­ tung.

Fig. 3 zeigt einen Verbundlichtwellenleiter aus mehreren Einzellichtwellenleitern.

Fig. 4 zeigt ein Bogenstück einer Versorgungsleitung.

Fig. 5 zeigt eine T-förmige Durchführungseinheit, bei der die zu einem Verbund zusammengefaßten Lichtwellen­ leiter vereinzelt werden.

Fig. 6 zeigt einen Stopfen für eine Durchführungseinheit.

Fig. 7 zeigt eine gasdichte Lichtwellenleiterdurchführung

Fig. 8 zeigt eine weitere gasdichte Lichtwellenleiter­ durchführung.

In Fig. 1 wird zunächst ein Verzweigungsnetz von Versor­ gungsleitungen der beschriebenen Art aus Rohren skizziert, wobei von einer Hauptversorgungsleitung 14 zunächst abzwei­ gende Versorgungsleitungen 6 und schließlich Teilnehmerver­ sorgungsleitungen 4 abzweigen. In diese Versorgungsleitungen wird nun gemäß der Erfindung ein Kommunikationsnetz mit Lichtwellenleitern eingebracht, so daß die gesamte Infra­ struktur der bereits vorhandenen Versorgungsleitungen ausge­ nützt wird. In diese Versorgungsleitungen 14, 6 und 4 werden die Lichtwellenleiter je nach Kommunikationsbedarf durch Durchführungseinheiten an den Einführungspunkten 9 und 9a gasdicht eingeführt. In den Hauptversorgungsleitungen 14 wer­ den vorzugsweise mehrere Einzellichtwellenleiter 7 zu einem oder mehreren Verbundlichtwellenleitern 8 zusammengefaßt. An einem Verzweigungspunkt 9 wird dann ein solcher Verbundlicht­ wellenleiter 8 aus der Hauptversorgungsleitung 14 herausge­ führt und die einzelnen Lichtwellenleiter 7 werden aus dem Verbundlichtwellenleiter 8 in einer Entkopplungseinheit 10 ausgekoppelt und gegebenenfalls über Spleiße und Verbindungen 23 wieder in die Versorgungsleitungen 6 durch die gleiche oder eine andere Durchführungseinheit am Einführungspunkt 9 eingeführt. Schließlich erfolgt über die Teilnehmerversor­ gungsleitung 4 die Auskopplung einzelner Lichtwellenleiter 3, die zum Teilnehmer 2 führen. Meist ist die Auskopplungsstelle 9a im Keller eines Hauses vor dem Zähler des Teilnehmers an­ geordnet. Hier erfolgt dann der Anschluß an entsprechende An­ schlußeinheiten, zum Beispiel an einen optisch/elektrischen Wandler.

Fig. 2 verdeutlicht den Aufbau eines Einzellichtwellenlei­ ters 7 gemäß der Erfindung, der aus einem Glaskörper 11, ei­ ner Beschichtung 12 und einer Umhüllung 13, dem sogenannten Coating besteht. Die Beschichtung 12 kann aus einem geeigne­ ten Kunststoff, zum Beispiel aus Silikon oder aus Metall, vorzugsweise aus einem Edelmetall wie Gold, aus Chrom oder Kupfer gebildet werden. Diese Beschichtungen 12 schützen den Glaskörper gegen schädigenden Einfluß, der von den Medien der Versorgungsleitungen ausgehen könnte.

Die Fig. 3 vermittelt den Aufbau eines Verbundlichtwellen­ leiters 8 gemäß der Erfindung, der aus mehreren Einzellicht­ wellenleitern 7 zusammengefaßt wird. Die Einzellichtwellen­ leiter 7 tragen jeweils eine Beschichtung 12 aus einem den Glaskörper 11 schützenden Material. Die Zwi­ schenräume bzw. Zwickel zwischen den Einzellichtwellenleitern 7 werden mit einer geeigneten Füllmasse, zum Beispiel mit dem an sich bekannten Coating für Lichtwellenleiter, aufgefüllt. Bei Bedarf wird der Verbundlichtwellenleiter 8 außerhalb der Versorgungsleitungen aufgetrennt und in die Einzellichtwel­ lenleiter 7 wieder aufgeteilt, die dann zur weiteren Vertei­ lung und Führung wieder in die Versorgungsleitungen 6 bzw. 4 zurückgeführt werden.

Die Auftrennung kann erleichtert werden, wenn die Beschich­ tung mit einem dünnen Film aus Siliconöl beschichtet wird.

Fig. 4 zeigt einen beim Aufbau eines Netzes für Versorgungs­ leitungen üblichen Winkel oder ein Bogenstück 15, mit dem Richtungsänderungen beim Verlegen des Leitungssystems vorge­ nommen werden, wobei hier zum Beispiel eine Hauptversorgungs­ leitung 14 in Richtung des Versorgungsunternehmens und eine weiterführende Versorgungsleitung 6 in Richtung von Teilneh­ mern skizziert sind. Für die Aus- bzw. Einkopplung eines Lichtwellenleiters, der in einem solchen Netz von Versor­ gungsleitungen verlegt werden soll, eignet sich eine solche Stelle besonders gut, weil hier lediglich das Bogenstück 15 gegen eine Durchführungseinheit zum Ein- bzw. Ausführen der Lichtwellenleiter ausgewechselt werden muß.

Fig. 5 zeigt eine Durchführungseinheit 16, die beispiels­ weise gegen ein in Fig. 4 gezeigtes Bogenstück 15 ausgewech­ selt werden kann. Diese Durchführungseinheit 16 besteht aus einem T-förmigen Rohrverbindungsstück 17, wobei die beiden senkrecht zueinander stehenden T-Schenkel die beiden Versor­ gungsleitungen 14 und 6 wieder miteinander verbinden. Im dritten T-Schenkel wird die Durchführung für die Lichtwellen­ leiter 8 bzw. 7 vorgenommen. Hierzu ist ein Stopfen 21 vorge­ sehen, in dem Durchführungsöffnungen 19 enthalten sind. Durch diese Durchführungsöffnungen 19 werden zum Beispiel der Ver­ bundlichtwellenleiter 8 ausgeführt und die Einzellichtwellen­ leiter 7 wieder eingeführt. Im Außenbereich des Versorgungs­ leitungsnetzes wird das Ende 20 des Verbundlichtwellenleiters 8 in Einzellichtwellenleiter wieder aufgetrennt und gegebe­ nenfalls an die Enden 22 der wieder eingeführten Einzellicht­ wellenleiter 7 über Spleiße 23 angekoppelt, wenn nicht eine direkte Weiterführung der Einzellichtwellenleiter vorgenommen wird. Bei der Führung der Lichtwellenleiter insgesamt muß be­ achtet werden, daß die minimal zulässigen Biegeradien für Lichtwellenleiter, zum Beispiel bei Richtungsänderungen wie an den Biegestellen 33, nicht unterschritten wird. Die Ein­ zellichtwellenleiter 7 werden schließlich zu den einzelnen Teilnehmern über die Teilnehmerversorgungsleitungen 4 ge­ führt, wo sie dann in gleicher oder ähnlicher Weise aus der Versorgungsleitung ausgekoppelt und zum Beispiel an optische Koppler oder optisch elektrischen Wandlern angeschlossen wer­ den.

In Fig. 6 wird der Stopfen 21 im Längsschnitt gezeigt. Das Einsatzteil 35 ist mit einem Außengewinde versehen, so daß es leicht in das ausgewechselte Rohrverbindungsstück 17 einge­ schraubt werden kann. Im hinteren Teil des Stopfens 21 befin­ den sich die Durchführungsöffnungen 19, durch die das Ende 20 des Verbundlichtwellenleiters 8 bzw. die Enden 22 der Ein­ zellichtwellenleiter 7 gasdicht hindurchgeführt werden. In­ folge der Beschichtung der Lichtwellenleiter gemäß der Erfin­ dung kann eine einfache Abdichtung hergestellt werden. Bei einer Metallbeschichtung der Lichtwellenleiter 8 bzw. 7 und einem Stopfen 21 aus Metall kann beispielsweise eine gegen­ seitige Verlötung an den Durchführungsöffnungen 19 vorgenom­ men werden. Auch eine Einglasung ist möglich ohne daß die me­ tallische Beschichtung der Lichtwellenleiter entfernt werden muß. Der Stopfen 21 mit dem Gewinde wird zweckmäßigerweise am hinteren Teil als Sechskant ausgebildet, so daß er mit einem Schraubenschlüssel eingedreht werden kann. Dieser Stopfen 21 kann beispielsweise auch bereits werkseitig mit dem Verbund­ lichtwellenleiter 8 oder/und den Einzellichtwellenleitern 7 angebracht werden, so daß man ein vorkonfektioniertes Licht­ wellenleiterende zum Einsatz in den bereits vorgesehenen Durchführungseinheiten im Versorgungsleitungsnetz bereitstel­ len kann.

In Fig. 7 wird eine gasdichte Lichtwellenleiterdurchführung gezeigt, die vorzugsweise im Werk vorkonfektioniert werden kann. Das vorbereitete Kabel 3 kann dann vor Ort mitsamt der Hülse 28 in die Versorgungsleitung eingezogen werden. Die gas-, wasserdichte Abdichtung z. B. zu einer Rohrleitung 25 erfolgt über die Hülse 28. Diese sollte möglichst aus dem gleichen Material sein wie die Versorgungsleitung. Dadurch wird Korrosion ausgeschlossen und die Verbindungen durch Krimpen, Einpressen, Löten oder Schweißen sind leichter rea­ lisierbar. Die Hülse 28 kann wie hier dargestellt über Schrauben 36 befestigt werden. Eine Flach- oder Ringdichtung bzw. Stopfbuchse (nicht dargestellt) verschließt die Durch­ führung in der Wandung 25 der Versorgungsleitung gas- bzw. wasserdicht.

Die Hülse 28 ist vorzugsweise so aufgebaut, daß werkseitig ein durchgehender Lichtwellenleiter oder ein Kabel 3-21 mit­ samt dem Coating durchgefädelt werden kann. Im Bereich der Hülsenlänge wird das Coating von dem Lichtwellenleiter 37 entfernt, damit der Lichtwellenleiter 37 werkseitig gasdicht fixiert wird. Dieses kann durch eine Einglasung 26, Verkle­ bung oder Vergießung mit Epoxid erfolgen. Falls der Lichtwel­ lenleiter metallisch beschichtet ist, kann die Beschichtung zum Einlöten mit Metall genommen werden.

Ein flexibler Knickschutz 18, 20, 27 bewahrt den Lichtwellen­ leiter (das Kabel) vor mechanischer Belastung bei Montage und während des Betriebs.

Fig. 8 zeigt ebenfalls eine werkseitig gasdicht vorgefer­ tigte Lichtwellenleiterdurchführung, die z. B. in ein Versor­ gungsrohr 16 eingesteckt und mit diesem entlang der Trennli­ nie 38 verschweißt wurde. Die Abdichtung des Lichtwellenlei­ ters (29) in der Hülse 32 erfolgt wie in Fig. 7 beschrieben mit einer Hülse 28 und einer Einglasung 26. Im Bereich der Einglasung 26 ist das Coating 24 des Lichtwellenleiters 29 entfernt. Die Besonderheit bei dieser Variante ist, daß der Lichtwellenleiter 29 oder das Kabel außerhalb des Versor­ gungsrohrs mit der Wandung 25 endet. An diesem Lichtwellen­ leiterende 31 kann ein Lichtwellenleiter 30 bei Bedarf z. B. nach dem Prinzip "Fuselight" angespleißt werden. Es ist aber auch möglich, das Lichtwellenleiterende 29 gleich in einen Stecker in einer Kupplung zu fassen, die in der Hülse 32 in­ tegriert wird (nicht dargestellt). Die Bohrung 22 der Hülse 32 ist dann so zu erweitern, daß eine Führung für einen Stecker entsteht. Dadurch ergibt sich eine Ankopplungsmög­ lichkeit bei Servicearbeiten.

Bei Bedarf kann auch ein Kabel, z. B. ein Mikrokabel ange­ schnitten werden und durch die Öffnung einer Versorgungslei­ tung eingeführt werden. Die Befestigung erfolgt dann zweckmä­ ßigerweise an der Hülse für die Durchführung.

Claims (18)

1. Kommunikationsnetz mit Lichtwellenleitern zwischen Teilneh­ mern und Kommunikationszentralen in bestehenden Versorgungs­ leitungen für fließende Medien wie Wasser, Abwasser, Gas oder für Fernwärme, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (7, 8) über Durchführungseinheiten (16) in die Versorgungsleitungen (4, 6, 14) ein- bzw. ausge­ führt sind und daß die Lichtwellenleiter (7, 8) eine gegen Einwirkung der in den Versorgungsleitungen (4, 6, 14) benutz­ ten Medien schützende Beschichtung (12) aufweisen.

2. Kommunikationsnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (12) der Lichtwellenleiter (7, 8) aus einem gegen Einwirkung der Medien schützenden Kunststoff, vorzugsweise aus Silikon, besteht.

3. Kommunikationsnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (12) der Lichtwellenleiter (7, 8) aus Metall, vorzugsweise aus Kupfer Chrom oder Gold gebildet ist.

4. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß Einzellichtwellenleiter (7) in die Versorgungsleitungen (4, 6, 14) eingeführt sind.

5. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einzellichtwellenleiter (7) zu einem Verbund­ lichtwellenleiter (8) zusammengefaßt sind.

6. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungseinheit (16) einen entfernbaren Stopfen (21) aufweist, daß der Stopfen (21) Durchführungsöffnungen (19) für Lichtwellenleiter (7, 8) aufweist und daß an den Durchführungsöffnungen (19) gas- und wasserdichte Abdichtun­ gen angeordnet sind.

7. Kommunikationsnetz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungen durch Lötstellen (38) zwischen der me­ tallischen Beschichtung (12) der Lichtwellenleiter (7, 8) und dem metallischen Stopfen (21) hergestellt sind.

8. Kommunikationsnetz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungen durch Einglasungen (26) hergestellt sind.

9. Kommunikationsnetz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungen durch Verklebungen hergestellt sind.

10. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungseinheit (16) als T-Stück ausgebildet ist, wobei die Lichtwellenleiterdurchführungen in einem der T-Schenkel angeordnet sind und daß die beiden anderen T- Schenkel der Weiterführung der Versorgungsleitung dienen.

11. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß an den Durchführungseinheiten (16) Anschlußelemente, vor­ zugsweise Spleiße (23), für Einzellichtwellenleiter (7) ange­ ordnet sind.

12. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Verbundlichtwellenleiter (8) zusammengefaß­ ten einzelnen Lichtwellenleiter (7) in einer Entkopplungsein­ heit (10) an den Durchführungseinheiten auseinandergeteilt werden.

13. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien der Hülse (28) und der Wandung (25) der Rohrleitung vorzugsweise gleich sind.

14. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (3, 29) oder Kabel mit Hülsen (28) werkseitig vorkonfektioniert sind und vor Ort in die Wandung (25) einer Versorgungsrohrleitung einsetzbar sind.

15. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (29) mit Epoxid in der Hülse (28) vergossen sind.

16. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel angeschnitten durch die Öffnung in der Versor­ gungsleitung geführt ist und daß es an der Hülse befestigt ist.

17. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (29) oder das Kabel unmittelbar hinter der Wandung (25) der Rohrdurchführung endet und daß am Lichtwellenleiterende (31) ein weiterer Lichtwellenleiter (30) angespleißt ist.

18. Kommunikationsnetz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (30) in einem Stecker gefaßt ist und daß die Hülse (32) eine Aufnahme für den Stecker zur An­ kopplung an den durchgeführten Lichtwellenleiter (29) auf­ weist.