DE2347408B2 - Optischer Faserstrang - Google Patents

Description

5. F'aserstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (6; 6a) durch im wesentlichen ebene Seitenwände (8; 8a) der Arme (6; 6a) gebildet ist, die zueinander unter einem Winkel von mindestens 90^c geneigt sind (F i g. 1 und 2).

6. Faserstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Faden (4; 4a) einen Längsdrall aufweist, so daß im Faserstrang ein Drall oder Schlag gebildet ist (F i g. 1 und 2).

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Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Faserstrang mit mehreren gestreckten ummantelten optischen Fasern, die um einen zentralen gestreckten Kunststoff-Faden angeordnet sind.

Mehrere derartige optische Faserstränge können ein optisches Kabel bilden.

Ein optisches Kabel 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 Bedingungen, zu denen das Faserkabel konkurrenzfähig sein soll. Die einzelnen optischen Fasern können einer, sehr kleinen Gesamt durchmesser aufweisen, z. B. weniger als 0.1 mm und z. B. nur 75 μπι. 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 Faser bruchs. gegen den ein betriebsmäßiges Nachrichtenübertragungssystem geschützt werden muß.

Für einen Kabelaufbau müssen deshalb folgende Forderungen aufgestellt werden:

Damit trotz Ausfall bzw. Bruchs einzelner optischer Fasern im Kabel das Kabel insgesamt seine volle Nachrichienübertragungsfunktion erfüllt, sollte das Kabel mehr optische Fasern als Nachnchtenübcrtragungswc ge entsprechend der vorgesehenen Nachrichtenverkehrskapazität aufweisen; die optischen Fasern müssen vor gegenseitiger Berührung oder vor Berührung mn anderen harten Werkstoffen im Kabel auf ihrer Länge gestützt werden; und in manchen Fällen, z. B. beim An- und Abschließen des Kabels, müssen einzelne Fasern vom Kabel weggeführt und gebrochen werden. Der Kabelaufbau sollte daher so getroffen werden, daß auch in diesen Fällen die Nachrichtenverbindung auf rechterhalten wird.

Ein Kabelaufbau, der den obigen Forderungen entspricht, kann aus einer Vielzahl von »Strängen« bestehen, wobei jeder Strang einen Nachrichtenübertra gungsweg bildet und eine redundante 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 gesanren Länge des Übertragungs system:,. Die Bruchgefahr selbst ist eine Funktion der Anzahl der optischen Fasern pro Strang, ferner der beim Herstellen, beim Einbau, beim An und Abschließen der einzelnen Fasern und im Betrieb angewandten Verfahren.

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

Einrichtungen zur Halterung optischer Fasern sind bereits bekannt (vergleiche z.B. US-PS 34 39 578. 36 60 590 und 37 70 342). Diese bekannten Einrichtungen betreffen aber nur die Ausbreitung von Licht über relativ kurze Entfernungen für Beleuchtungszwecke, dienen also lediglich dazu, die optischen Fasern zu haltern bzw. vor Beschädigung zu schützen, ohne daß es auf eine genaue Positionierung ankommt, wie es bei der Verwendung von optischen Fasern zur Nachrichtenübertragung notwendig ist.

Die Lichtübertragung durch optische Fasern ist nämlich mit einem Verlust an Lichtenergie verbunden, d. h., es kommt zu einer Dämpfung. Diese Dämpfung ist nicht kritisch bei der Übertragung von inkohärentem Licht hoher Intensität über kleine Entfernungen für Beleuchtungszwecke, jedoch von großer Bedeutung bei der Übertragung über optische Fasern, die als dielektri-

sehe optische Wellenleiter dienen, bis zu einer Entfernung von mehreren Kilometern.

In dielektrischen optischen Wellenleitern können Lichtverluste 2. B. auftreten, wenn eine plötzliche Änderung der optischen Faser aus ihrer optimalen Übertragungslage eintritt Lichtverluste treten ferner auf, wenn In Längsrichtung benachbarte Fasern endweise gekoppelt werden. Zur Vermeidung derartiger Lichtverluste ist es daher notwendig, die feinen optischen Fasern, die größenordnungsmäßig einen Durchmesser von nur 75 μ haben, genau zu positionieren.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen optischen Faserstrang der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die für Nachrichtenübertragungszwecke verwendeten optischen Fasern im Faserstrang genau, und zwar auch während der ganzen Betriebszeit, positioniert sind.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bringen die Unteransprüche mit sich.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Sechs-Faser-Stranges und

F i g. 2 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Vier- Faser-Stranges.

F i g. 1 zeigt einen Strang aus sechs optischen Fasern, wobei jede aus einem Kern 2 und einem Mantel 3 besteht. Die optischen Fasern 1 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. |ede optische Faser 1 wird beim Einbau des Stranges so angeordnet, daß er einen leichten Langsdrall erhält. Jede optische Faser I wird beim Einbau des Stranges so angeordnet, daß sie in einem aus mehreren Kanälen 6 zwischen je zwei be nachbarten Armen 7 des Kunststoff-Fadens 4 liegt. Zusammen mit dem Faden 4 weisen die optischen Fasern eine geeignete Schlaglänge auf. um dem Strang die gev nnschte Biegsamkeit zu verleihen. Jeder Kanal 6 wird aus im wesentlichen ebenen Seitenwänci. η 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 Arrne 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 F 1 g. 1 sind:

Optische Fasern: 70 μπι Außendurchmesser;

Kunststoff-Faden: 280 μιη Durchmesser zwischen

den äußeren Enden von entgegengesetzten
Armen 7;

195 μΓΓ. Durchmesser zwischen den Kanalbetten von entgegengesetzten
Kanälen 6;

Kunststoff-Hülle: 15 bis 20 μιη Dicke.

Der Kunststoff-Faden 4 ist erforderlich, urn gute mechanische Eigenschaften bis zu höchsten Temperaturen beizubehalten, damit eine unzulässige Beschädigung des Stranges bei der Kabelherstellung vermieden wird.

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 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 warmverschweißbare Hülle ist z. B. hoch- oder mitteldichtes Polyäthylen.

F i g. 2 zeigt einen Strang aus vier optischen Fasern la, wobei jede optische Faser aus einem Kern 2a und einem Mantel Za besteht. Die optischen Fasern werden um einen zentralen vierarmigen Kunststoff-Faden 4a angeordnet, wobei die Fasern la und der Faden 4a mit einer dünnen Kunststoff-Hülle 5a umschlossen werden. Der bevorzugte Winkel zwischen Seitewänden 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 F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels. Typische Abmessungen sind:

Optische Fasern:
Kunststoff-Faden:

70 μιη Außendurchmesser:
210 μιη Durchmesser/wischen den äußeren Enden
von entgegengesetzten Armen 7a;

120 μιη Durchmesser zwischen den Kanalbetten von entgegengesetzten
Kanälen 6a:
Kunstsioff-Hüllc: 15 bis 20 μιη Dicke.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Optischer Faserstrang mit mehreren gestreckten ummantelten optischen Fasern, die um einen zentralen gestreckten Kunststoff-Faden angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern 1: la) als dielektrische optische Wellenleiter ausgebildet sind, daß der Kunststoff-Faden (4; 4a) einen mehrarmigen Querschnitt hat und daß entlang und innerhalb von jeweils durch zwei benachbarte Arme (7; 7a) des Kunststoff-Fadens (4; 4a) gebildeten Kanälen (6; 6a) die ummantelten optischen Fasern (1; la) in Zwei-Punkt-Berührung der jeweils benachbarten Arme (7; 7a) durch eine an die Arme (7; 7a) und die Fasern (1; la) eng anliegende Kunststoff-Hülle (5; 5a) um die optischen Fasern (1; la) und den Kunststoff-Faden (4; 4a) gesichert sind (F i g. 1 und 2).

2. Faserstrang nach Anspruch I, dadurch gekenn- to zeichnet, daß der Kunststoff-Faden (4; 4a) einen symmetrischen Querschnitt besitzt und daß alle ummantelten optischen Fasern (1; la) einen Kreisquerschnitt mit gleichem Kreisdurchmesser aufweisen (F i g. 1 und 2).

3. Faserstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (6; 6a) ein abgerundetes Bett bzw. Grund mit einem Krümmungsradius aufweist, der kleiner als der Krümmungsradius der in diesen Kanal eingelegten ummantelten optischen Faser (1; la) ist (F i g. I und 2).

4. Faserstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der Arme (7; 7a) abgerundet sind und daß die Arme (7; 7a) so bemessen sind, daß die Kunststoff-Hülle (5; 5a) mit der gemeinsamen Tangentialebene zwischen irgendeinem Paar benachbarter ummantelter optischer Fasern (1; la) zusammenfällt (F 1 g. 1 und