DE2347408A1

DE2347408A1 - Optischer faserstrang

Info

Publication number: DE2347408A1
Application number: DE19732347408
Authority: DE
Inventors: Frederic Francis Roberts
Original assignee: Post Office
Current assignee: Post Office
Priority date: 1972-09-20
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1974-04-04
Also published as: DE2347408B2; FR2200535A1; FR2200535B1; AU6035073A; AU475429B2; JPS49102362A; NL7312810A; GB1409303A; CA990111A

Description

41-21.427P 20. 9· 1973

THE POST OFFICE, London ( Großbritannien )

Optischer Faserstrang

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Faserstrang mit mehreren längsummantelten, um einen zentralen Kunststoff-Faden angeordneten Fasern.

Ein optisches Faserkabel zum Zwecke der Nachrichtenübertragung muß die wesentlichen optischen Übertragungseigenschaften besitzen, die in erster Linie durch die Eigenschaften jeder optischen Faser im Kabel gegeben sind, außerdem herstellbar sein, installierbar und an- und abschließbar, und zwar unter Bedingungen, die weitgehend vergleichbar sind mit den für die Metall-Leiterkabel geltenden

409814/0946

41-EP/80674-Dr. V.-r (7)

Bedingungen, zu denen das Faserkabel konkurrenzfähig sein soll. Die einzelnen optischen Fasern können einen sehr kleinen Gesamtdurchmesser aufweisen, z. B. weniger als 0,1mm und vielleicht nur 50 um, ihre absolute mechanische Festigkeit ist gering, und sie sind mit freiem Auge nur schwer erkennbar. Daraus ist ersichtlich, daß die genaue Art, in der die einzelnen Fasern geführt und während der Kabelherstellung in das Kabel eingefügt werden, sowie die Art, wie sie beim Einbauen und beim An- und Abschließen "behandelt" werden, eine entscheidende Rolle spielt bei der Bestimmung der Häufigkeit eines Faserbruchs, gegen den ein betriebsmäßiges Nachrichtenübertragungssystem geschützt werden muß.

Für einen Kabelaufbau müssen deshalb folgende Forderungen aufgestellt werden:

Das Kabel muß ein geeignetes Verhältnis von überschüssigen optischen Fasern aufweisen, bezogen auf die Anzahl von Nachrichtenübertragungswegen, die für eine angestrebte Verkehrskapazität nötig sind;

die optischen Fasern müssen vor gegenseitiger Berührung oder vor Berührung mit anderen harten Werkstoffen im Kabel auf ihrer Länge gestützt werden; und

einzelne optische Fasern sollten nicht bei jeder Stufe herausgeführt werden müssen, ausgenommen das An- und Abschließen des Kabels- Sogar in den letzteren Fällen müssen die zu treffenden Maßnah-

409814/0946

men, um trotz eines Faserbruchs den Übertragungsweg aufrecht zu erhalten, minimal sein.

Ein Kabelaufbau, der den obigen Forderungen entspricht, kann aus einer Vielzahl von "Strängen" bestehen, wobei jeder Strang einen Nachrichtenübertragung sweg bildet und eine redundante oder überschüssige Anzahl von einzelnen optischen Fasern enthält. Die optimale Anzahl von optischen Fasern in jedem Strang ist eine Funktion der voraussichtlichen Bruchgefahr auf der Kabellänge zwischen Verstärkern und der Anzahl von Verstärkerabschnitten in der gesamten Länge des Übertragungssystems. Die Bruchgefahr selbst ist eine Funktion der Anzahl der optischen Fasern pro Strang und der beim Herstellen, beim Einbau, beim An- und Abschließen und im Betrieb angewandten Verfahren.

Das Betriebsverfahren zum Beispiel ist wichtig, wenn zwei oder mehrere optische Fasern eines Stranges so betrieben werden, daß sie im wesentlichen dieselben Nachrichtensignale parallel übertragen, ein Verfahren, das den Vorteil eines größeren zulässigen Verstärkerabstandes besitzt.

Erfindungsgemäß wird vorgesehen ein optischer Faserstrang mit mehreren längsummantelten, um einen zentralen Kunststoff-Faden an geordneten Fasern.

Es ist vorteilhaft, daß der Faden einen symmetrischen Querschnitt besitzt und daß alle ummantelten optischen Fasern einen Kreisquer-

'409814/0*4*

schnitt mit gleichem Kreisdurchmesser aufweisen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß jeder Kanal ein abgerundetes Bett bzw. Grund mit einem Krümmungsradius aufweist, der kleiner ist als der Krümmungsradius der ummantelten, in diesen Kanal eingelegten optischen Faser.

Ferner ist vorteilhaft, daß die äußeren Enden der Arme abgerundet sind, und daß die Arme so dimensioniert sind, daß die Hülle mit der gemeinsamen Tangentialebene zwischen irgendeinem Paar aus benachbarten ummantelten optischen Fasern zusammenfällt.

Außerdem ist vorteilhaft, daß jeder Kanal durch im wesentlichen ebene Seitenwände gebildet wird, die zueinander unter einem Winkel von mindestens 90 geneigt sind.

Ein weiterer Vorteil besteht schließlich darin, daß der Faden einen Längsdrall aufweist, so daß im Kabel ein Drall oder Schlag gebildet wird.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Sechs-Faser-Stranges ; und

Fig. 2 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Vier-Faser-Stranges .

4098U/0946

Fig. 1 zeigt einen Strang aus sechs optischen Fasern, wobei jede aus einem Kern 2 und einem Mantel 3 besteht. Die optischen Fasern sind um einen zentralen gestreckten Kunststoff-Faden 4 angeordnet, wobei die Fasern und der Faden in eine dünne Kunststoff-Hülle 5 eingebettet sind. Der Kunststoff-Faden 4 hat einen sechsarmigen sternförmigen Querschnitt und wird beim Herstellen und/oder Einbauen so angeordnet, daß er einen leichten Längsdrall erhält. Jede optische Faser 1 wird beim Einbau des Stranges so angeordnet, daß sie in einer aus mehreren Kanälen 6 zwischen benachbarten Armen liegt. Zusammen mit dem Faden 4 weisen die optischen Fasern eine geeignete Schlag länge auf, um dem Strang die gewünschte Biegsamkeit zu verleihen. Jeder Kanal 6 wird aus im wesentlichen ebenen Seitenwänden 8 gebildet. Der Winkel zwischen den Seitenwänden jedes Kanals 6 kann etwa 120 haben und sollte mindestens 90 haben, um eine zu starke Einspannung der Fasern 1 zu vermeiden. Jeder Kanal 6 hat ein abgerundetes Bett bzw. Grund, jedoch mit einem Krümmungsradius , der kleiner ist als der äußere Radius der im Kanal einzuspannenden optischen Faser. Die Kunststoffhülle 5 schmiegt sich eng an die Außenseiten der optischen Fasern 1 an und verläuft zwischen benachbarten optischen Fasern gerade. Die äußeren Enden der Arme 7 sind abgerundet und erstrecken sich höchstens so weit, daß sie die Hülle 5 berühren, doch bleiben sie vorzugsweise um etwa den 0,2fachen Durchmesser der optischen Fasern 1 von der Innenfläche der Hülle 5 entfernt.

Typische Abmessungen für einen Strang nach Fig. 1 sind: 4098U/0946

Optische Fasern: · 70 yum Außendurchmesser;

Kunststoff-Faden: 280 yum Durchmesser zwischen den

äußeren Enden von entgegengesetzten Armen 7;

195 um Durchmesser zwischen den Kanalbetten von entgegengesetzten Kanälen 6;

Kunststoff-Hülle: 15 - 20 um Dicke.

Der Kunststoff-Faden 4 ist erforderlich, um gute mechanische Eigenschaften bis zu höchsten Temperaturen beizubehalten, damit eine bedeutungsvolle Beschädigung des Stranges bei der Kabelherstellung vermieden wird. Der Kunststoff-Faden 5 ist durch Ausziehen unter Verwendung von Material und Verfahren herstellbar, die Fachleuten der Polymerisation-Kunststoff-Faser-Herstellung gut bekannt sind. Zum Beispiel ist Polypropylen ein.geeignetes Material mit guter chemischer Stabilität und einem hohen Festigkeits-Dichte-Verhältnis.

Die Kunststoff-Hülle 5 ist zum Halten der optischen Fasern 1 in den Kanälen 6 erforderlich, ferner um die optischen Fasern 1 vor Beschädigung durch Querdruckkräfte zu schützen, die zwischen benachbarten Strängen im fertigen Kabel auftreten. Die Kunststoff-Hülle muß außerdem relativ leicht entfernbar sein, ohne daß die optischen Fasern an Stellen, wo das Kabel an- oder abgeschlossen werden soll, beschädigt werden. Die Kunststoff-Hülle 5 kann über den restlichen Teil des Strangs gezogen werden. Andernfalls kann die Hülle 5 in Form eines kontinuierlich gewickelten Streifens geeigneter Breite und Schlaglänge gebildet werden, wobei ein Überlappen benachbarter Windungen

4098 14/0946

nicht erforderlich ist. Ein drittes Verfahren zum Ausbilden der Hülle besteht darin, um den restlichen Teil des Stranges herum einen Kunststoffstreifen zu falten, der anfangs in Längsrichtung liegt und schließlich durch Schweißen oder Kleben längs einer Naht abgedichtet wird. Ein geeignetes Material für eine wärmedichte Hülle ist zum Beispiel hoch- oder mitteldichtes Polyäthylen.

Fig. 2 zeigt einen Strang aus vier optischen Fasern la, wobei jede optische Faser aus einem Kern 2a und einem Mantel 3a besteht. Die optischen Fasern werden um einen zentralen vierarmigen Kunststoff-Faden 4a angeordnet, wobei die Fasern la und der Faden -la mit einer dünnen Kunststoff-Hülle 5a umschlossen werden. Der bevorzugte Winkel zwischen Seitenwänden 8a der Kanäle 6a ist wiederum ungefähr 120 . Die äußeren Enden der Arme 7a können bei diesem Aufbau die gedehnte Hülle berühren, jedoch sollten sie die Hülle nicht deformieren. Weitere Eigenschaften dieses Ausführungsbeispiels sind ähnlich zu denen des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels. Typische Abmessungen sind:

Optische Fasern: 70 yum Außendurchmesser;

Kunststoff-Faden: 210 um Durchmesser zwischen den äußeren

Enden von entgegengesetzten Armen 7a;

120 /um Durchmesser zwischen den Kanalbetten von entgegengesetzten Kanälen 6a;

Kunststoff-Hülle: 15 - 20 ^m Dicke.

4098H/Ü946

Claims

7347^08

Patentansprüche

J Optischer Faserstrang mit mehreren längsummantelten, um einen zentralen Kunststoff-Faden angeordneten Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (4) und (4a) einen mehrarmigen Querschnitt hat und daß die ummantelten Fasern (l) und (la) entlang Kanälen zwischen benachbarten Armen (7) und (7a) liegen und durch eine Kunststoff-Hülle (5) und (5a) um die Fasern und den Faden gegenüber dem Faden gesichert sind.
2. Optischer Faser strang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden einen symmetrischen Querschnitt besitzt und daß alle ummantelten optischen Fasern einen Kreisquerschnitt mit gleichem Kreisdurchmesser aufweisen.
3. Optischer Faserstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal ein abgerundetes Bett bzw. Grund mit einem Krümmungsradius aufweist, der kleiner ist als der Krümmungsradius der ummantelten, in diesen Kanal eingelegten optischen Faser.
4. Optischer Faserstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der Arme abgerundet sind, und daß die Arme so dimensioniert sind, daß die Hülle mit der

409814/0946

gemeinsamen Tangentialebene zwischen irgendeinem Paar aus benachbarten ummantelten optischen Fasern zusammenfällt.
5. Optischer Faserstrang nach einem der Ansprüche I bis 4,. dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal durch im wesentlichen ebene Seitenwände gebildet wird, die zueinander unter einem Winkel von mindestens 90 geneigt sind.
6. Optischer Faser strang nach einem deir Ansprüche 1 his dadurch gekennzeichnet, daß der Faden einen Längsdrall aufweist so daß im Kabel ein Drall oder Schlag gebildet wird.

40 98 U/Q 94 B

L e e r s e i t e