DE19838351A1 - Optisches Kabel und Kabelanordnung - Google Patents

Abstract

Das Kabel (1) umfaßt zumindest ein Lichtwellenleiterband (8) mit mehreren in einer Ebene (10) liegenden Lichtwellenleitern (9). Parallel zu einer Breitseite (10) des Lichtwellenleiterbandes (8) verläuft ein Stützband (14). Stützband (14) und Lichtwellenleiterband (8) sind von einem gemeinsamen Kabelmantel (2) umgeben. Das Stützband bewirkt einen ausreichenden Schutz der Lichtwellenleiter vor zu engen Biegeradien und Querkraftbelastungen bei hoher Flexibilität des Kabels.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet mehradriger Lichtwellen­ leiter-Kabel zur optischen Daten- oder Informationsübertra­ gung, wobei die einzelnen Lichtwellenleiter (Adern) in Form eines Bandes zusammengefaßt sind (Bändchenkabel).

Zur herkömmlichen optischen Verbindung zwischen Sende- und Empfangsstationen dienen Kabel, in deren Kabelmantel ein Lichtwellenleiter (einadriges Kabel) oder zwei Lichtwellen­ leiter (zweiadriges Kabel) verlaufen. Über diese Kabel kann jeweils ein an dem einen Kabelende angeordneter optischer Sender mit einem an dem anderen Kabelende angeordneten kor­ respondierenden optischen Empfänger kommunizieren. Optische Sender bzw. Empfänger dienen in an sich bekannter Weise zur Umsetzung elektrischer in optische (Sender) bzw. optischer in elektrische (Empfänger) Signale. Bei einadrigen Verbindungs­ kabeln erfolgt eine bidirektionale Kommunikation durch die Verwendung richtungsindividuell unterschiedlicher Lichtwel­ lenlängen. Bei einem zweiadrigen Kabel wird üblicherweise je­ der Lichtwellenleiter unidirektional zur Sender/Empfänger- bzw. Empfänger/Sender-Verbindung genutzt.

Durch zunehmenden Bedarf an größeren Datenübertragungskapazi­ täten besteht die Notwendigkeit, eine große Anzahl paralleler optischer Verbindungen über ein einziges Kabel zu realisie­ ren.

Aus der US-PS 4,626,067 ist ein mehradriges Lichtwellenlei­ terkabel bekannt, bei dem an einem Verzweigungspunkt einzelne Lichtwellenleiter aus einem gemeinsamen Kabelmantel in indi­ viduelle Umhüllungen mit individueller Zugentlastung verzwei­ gen (sog. "fan out"). Die separaten Lichtwellenleiter sind von Einzelsteckern abgeschlossen. Der Schutz der einzelnen Lichtwellenleiter gegen Zugbelastungen, Querkraftbelastungen und zu starken Biegungen (Biegungen unterhalb eines zulässi­ gen Mindestbiegeradius) erfordern einen vergleichsweise hohen Aufwand, der sich mit zunehmender Anzahl von parallelen Über­ tragungskanälen erhöht.

Außerdem sind sogenannte Faserbändchen oder Lichtwellenlei­ terbänder bekannt (z. B. J. D. Crow et al.: "The Jitney Parallel Optical Interconnect", 46^th ECTC, IEEE 1996, Procee­ dings Seiten 292 bis 295), bei denen mehrere Fasern parallel nebeneinander verlaufen. Dazu können die (z. B. 12) primärbe­ schichteten Lichtwellenleiter (Glasfasern) beispielsweise durch Beschichtung oder beidseitig vorgesehene Klebfolien in gewünschtem Parallelabstand gehalten sein. Zur weiteren Kapazitätserhöhung ist es denkbar, mehrere Faserbändchen in einer gemeinsamen Umhüllung zu führen.

Bei der Verwendung von Lichtwellenleiterbändern stellt sich aufgrund der Bändergeometrie verstärkt das Problem, daß ein unbeabsichtigtes Abknicken der Umhüllung und damit der darin verlaufenden Lichtwellenleiter erfolgt, wenn die an sich bie­ gesteife Umhüllung über ein zulässiges Maß biegebeansprucht wird (sogenannter "Strohhalmeffekt").

Ein auf diese Problematik gerichteter Lösungsansatz könnte im Einziehen von Überzugselementen mit weiteren Umhüllungen und zwischenliegenden Strängen von Zugentlastungsmitteln (z . B. Kevlar) bestehen; dies würde jedoch die Biegesteifigkeit des Kabelaufbaus erheblich erhöhen, was insbesondere bei der Ka­ belverlegung z. B. innerhalb von Montageschränken nicht akzep­ tabel ist. Außerdem erhöht dies den Fertigungsaufwand und den Handhabungsaufwand bei der Konfektionierung erheblich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines op­ tischen Kabels, das zumindest ein Lichtwellenleiterband um­ faßt und sich bei gutem Schutz der Lichtwellenleiter gegen Biegungen unterhalb des zulässigen Biegeradius und bei einfa­ cher Herstellbarkeit durch gute Verlegungseigenschaften und gute Handhabbarkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein optisches Kabel mit zumindest einem Lichtwellenleiterband, das mehrere im wesentlichen in einer Ebene liegende Lichtwellenleiter aufweist, zumindest einem Stützband, das parallel zu einer Breitseite des Lichtwellenleiterbandes verläuft, und einem Kabelmantel, der das Lichtwellenleiterband und das Stützband umgibt.

Das vorzugsweise äußerst flach ausgebildete Stützband ver­ läuft parallel zu einer Breitseite - d. h. der Ober- oder Un­ terseite - des Lichtwellenleiterbandes und beansprucht nur wenig zusätzlichen Raum innerhalb des Kabelmantels. Durch seine Geometrie und den bevorzugt besonders flachen Recht­ eckquerschnitt wirkt das Stützband bei hoher Flexibilität als signifikanter Schutz der Glasfasern insbesondere hinsichtlich zu starker Biegungen. Das Stützband schützt außerdem vor Querkraftbelastungen, die vor allem die jeweils äußeren Lichtwellenleiter des Lichtwellenleiterbandes gefährden könn­ ten. Der eingangs beschriebene Strohhalmeffekt ist durch die Verwendung des Stützbandes zumindest bei normaler Handhabung des Kabels ausgeschlossen. Das erfindungsgemäße Kabel ist da­ durch äußerst kompakt, leicht verlegbar und einfach konfek­ tionierbar.

Wenn die größere Stabilität des Kabels gegenüber Querkräften im Vordergrund steht, sind nach einer vorteilhaften Weiter­ bildung der Erfindung zwischen zwei Stützbändern ein oder mehrere Lichtwellenleiterbänder angeordnet.

Steht jedoch eine besonders hohe Flexibilität bei möglichst extremer Ausnutzung des Kabelmantelinnenraumes für die Daten­ übertragung im Vordergrund, können vorteilhafterweise zwei oder mehr Lichtwellenleiterbänder unter Zwischenlage eines Stützbandes vorgesehen sein.

Um einen besonders guten Schutz gegen Querkraftbeanspruchun­ gen zu gewährleisten, ist nach einer bevorzugten Weiterbil­ dung der Erfindung die Breite des Stützbandes größer als die Breite des Lichtwellenleiterbandes bemessen.

Insbesondere bei Kabelmänteln mit einem runden, vorzugsweise kreisrunden, Innenquerschnitt wird im Hinblick auf die im we­ sentlichen rechteckige Geometrie der Anordnung von Lichtwel­ lenleiterbändern und Stützband bzw. Stützbändern bevorzugt eine Ausgestaltung gewählt, bei der in dem Kabelmantel ober­ halb und/oder unterhalb des Stützbandes Zugentlastungsmittel oder querkraftdämpfende Füllstreifen verlaufen.

Das erfindungsgemäße Kabel eignet sich hervorragend zum Auf­ bau einer besonders kompakten Kabelanordnung mit mehreren In­ nenkabeln, die von einem gemeinsamen Außenmantel umgeben sind. Bevorzugt sind bei einer derartigen Kabelanordnung die mehreren Kabel sowie zumindest ein Stützstrang innerhalb des äußeren Kabelmantels angeordnet. In mechanischer Hinsicht be­ vorzugt verläuft der Stützstrang dabei zentral innerhalb des äußeren Kabelmantels.

Um an den Enden der Kabelanordnung besonders einfach eine Aufteilung der einzelnen Kabel in individuell anzuschließende und ggf. zu konfigurierende Lichtwellenleiterbänder zu ermög­ lichen, sieht die Kabelanordnung vor, daß in den äußeren und inneren Kabelmänteln Reißleinen angeordnet sind. Eine derartige Reißleine wird auch als Ripcord bezeichnet und verläuft bevorzugt in unmittelbarer Nähe zum bzw. im Material des äußeren Kabelmantels. Durch Ziehen am freien Ende der Reißleine durchtrennt diese das Kabelmantelmaterial und gibt somit die von dem äußeren Kabelmantel aufgenommenen Einzelkabel frei.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung weiter erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein erstes erfindungsgemäßes Kabel,

Fig. 2 eine Variante eines erfindungsgemäßen Kabels und

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Kabelanordnung.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein optisches Kabel 1 mit einem Kabelmantel 2, dessen Außendurchmesser D beispielsweise 7 mm beträgt. Im inneren Hohlraum des Kabelmantels 2 sind im Aus­ führungsbeispiel zwei separate Packungen 5, 6 von Lichtwel­ lenleiterbändern 8 enthalten. Wie andeutungsweise darge­ stellt, umfaßt jedes Lichtwellenleiterband 8 jeweils 12 indi­ viduelle Lichtwellenleiter 9, die in der Querschnittsdarstel­ lung nach Fig. 1 als weiße Punkte erkennbar sind. Die Licht­ wellenleiter 9 eines Lichtwellenleiterbandes 8 verlaufen par­ allel nebeneinander und liegen in einer gemeinsamen Ebene 10.

Zwischen der Unterseite (Breitseite) 11 des unteren Lichtwel­ lenleiterbandes der Packung 5 und der Oberseite des obersten Lichtwellenleiterbandes der Packung 6 ist zentral parallel verlaufend ein Stützband 14 angeordnet, das einen schmal­ rechteckigen Querschnitt 16 von z. B. 4,5 mm.0,7 mm auf­ weist. Dadurch ist das Stützband 14 um die zur Verlaufsrich­ tung der Lichtwellenleiter 9 bzw. der Lichtwellenleiterbänder 8 querverlaufende Biegeachse 18 vergleichsweise einfach bieg­ bar. In der zur Achse 18 senkrecht orientierten Biegeachse 20 stellt das Stützband einen erheblich höheren Biegewiderstand dar. Aber auch die Biegung um die Achse 18 wird von dem Stützband in vorteilhafter Weise dahingehend beeinflußt, daß die Lichtwellenleiterbänder 8 nicht ohne weiteres (d. h. nicht bei üblicherweise im Verlegeprozeß oder bei der Konfektionie­ rung auftretendem Kraftaufwand) unterhalb des zulässigen kri­ tischen Biegeradius gebogen werden. Insbesondere verhindert das Stützband 14 ein Einknicken des Kabelmantels 2, wie es bei der Verwendung von vergleichsweise steifen Umhüllungen oder Röhrchen (sog. "Strohhalmeffekt") bekannt ist. Die Breite B = 4,5 mm des Stützbandes 14 ist breiter bemessen als die Breite b = 3 mm der Lichtwellenleiterbänder 8, so daß das Stützband 14 wie in Fig. 1 ersichtlich beiderseits der Lichtwellenleiterbänder 8 hervorragt. Damit bildet das Stütz­ band einen hervorragenden Schutz insbesondere der jeweils am Rand angeordneten Lichtwellenleiter 9'. Oberhalb und unter­ halb des Stützbandes 14 verbleiben innerhalb des Mantels 2 freie Räume 22, 24, in denen andeutungsweise dargestellte Zugentlastungsmittel bzw. Füllstreifen 26, 28 verlaufen. Das Stützband 14 kann beispielsweise aus flexiblem Kunststoff, z. B. Polyester oder Polyamid, bestehen.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Kabels im Querschnitt, bei der in einem Kabelmantel 40 eine Packung 41 von sechs Lichtwellenleiterbändern oder Faserbändchen 42 vorgesehen ist. Die Lichtwellenleiterbänder 42 umfassen beispielsweise wiederum jeweils 12 individuelle Lichtwellenleiter 44. Selbstverständlich können auch andere Konfigurationen, insbesondere mit nur einem einzigen Licht­ wellenleiterband Anwendung finden. Das einzige Lichtwellen­ leiterband könnte auch mehr oder weniger als 12 Lichtwellen­ leiter enthalten. Nach Fig. 2 sind die Lichtwellenleiterbän­ der 42 an der oberen Breitseite 46 des obersten Lichtwellen­ leiterbandes 42 und an der unteren Breitseite 48 des unter­ sten Lichtwellenleiterbandes 42 von jeweils einem Stützband 50, 52 bedeckt. Die Lichtwellenleiterbänder 42 sind damit sandwichartig zwischen den beiden Stützbändern angeordnet und sowohl im Hinblick auf Querkraftbelastungen in Richtung der Pfeile Q als auch gegen zu starke Biegebeanspruchungen um die Biegeachse 56 geschützt. Im oberen Bereich 57 bzw. unteren Bereich 58 oberhalb bzw. unterhalb der Stützbänder 50, 52 sind Zugentlastungsmittel bzw. Füllstreifen 60, 61 vorge­ sehen, um axiale Zugkräfte oder höhere Querkräfte in Richtung Q aufzunehmen.

Fig. 3 zeigt eine Kabelanordnung, die wie schematisch darge­ stellt fünf Kabel 100 gemäß Fig. 1 mit z. B. einem Außen­ durchmesser D = 7 mm umfaßt. Die Kabel 100 weisen wie vor­ stehend detailliert beschrieben in inneren, flexiblen Kabel­ mänteln 102 jeweils mehrere Lichtwellenleiterbänder 104 auf, wobei in jedem Kabelmantel 102 zwischen den Lichtwellenlei­ terbändern 104 jeweils ein Stützband 106 erkennbar ist. Die Kabel 100 sind in einem gemeinsamen flexiblen äußeren Kabel­ mantel 110 enthalten, in dessen Zentrum 112 ein gemeinsamer Stützstrang 114 verläuft. Der Stützstrang 114 verleiht der Kabelanordnung bei noch ausreichender Flexibilität zusätzli­ chen Schutz vor unzulässigen mechanischen Belastungen. Inner­ halb des Außenmantels 110 ist nahe am Mantelmaterial 116 eine Reißleine 118 erkennbar. Die Reißleine 118 tritt an einem in der Querschnittdarstellung nach Fig. 3 nicht erkennbaren freien Ende der Kabelanordnung aus und steht so weit über, daß sie bequem gegriffen werden kann. Bei radialem Zug nach außen durchtrennt die Reißleine 118 das Kabelmaterial 116, so daß in einfacher Weise eine gewünschte Länge der individuel­ len Kabel 100 zu Verlegungs- und Konfektionierungszwecken freigelegt werden kann.

Diese Reißleinen 118 sind auch in den Einzelkabeln 100 in Fig. 1 und 2 enthalten.

Mit dem erfindungsgemäßen Kabel bzw. der erfindungsgemäßen Kabelanordnung ist eine erhebliche Erhöhung der parallel ver­ laufenden optischen Kanäle des Kabels und damit der übertrag­ baren Datenmengen bei geringstem Raumbedarf für die Kabelver­ legung ermöglicht. Das kompakte Kabel ist leicht konfektio­ nierbar und verlegbar, wobei ein ausreichender mechanischer Schutz der Lichtwellenleiterbänder gewährleistet ist.

Claims (7)

1. Optisches Kabel mit:

• - zumindest einem Lichtwellenleiterband (8), das mehrere im wesentlichen in einer Ebene (10) liegende Lichtwellenlei­ ter (9) aufweist,
• - zumindest einem Stützband (14), das parallel zu einer Breitseite (11) des Lichtwellenleiterbandes (8) verläuft, und
• - einem Kabelmantel (2), der das Lichtwellenleiterband (8) und das Stützband (14) umgibt.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - zwischen zwei Stützbändern (50, 52) ein oder mehrere Lichtwellenleiterbänder (42) angeordnet sind.

3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - oberhalb und unterhalb des Stützbandes (14) zumindest je ein Lichtwellenleiterband (8) angeordnet ist.

4. Kabel nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Breite (B) des Stützbandes (14) größer als die Breite (b) des Lichtwellenleiterbandes (8) bemessen ist.

5. Kabel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in dem Kabelmantel (2) oberhalb und/oder unterhalb des Stützbandes (14) Zugentlastungsmittel (26, 28) oder querkraftdämpfende Füllstreifen verlaufen.

6. Kabelanordnung mit mehreren Kabeln (1) nach einem der vor­ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die mehreren Kabel (1) sowie zumindest ein Stützstrang (114) innerhalb eines gemeinsamen äußeren Kabelmantels (110) angeordnet sind.

7. Kabelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Stützstrang (114) zentral innerhalb des äußeren Kabel­ mantels (110) verläuft.