DE2355855A1 - Optisches kabel - Google Patents

Optisches kabel

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DE2355855A1
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Description

PATENTANWÄLTE D 59 Siegen
DIPL-ING. ERICH SCHUBERT Marburger Tor2 - Postfach
DIPL.-1 NG. ROLF PÜRCKHAUER Telefon: l0271) 54070
Telegramm-Anschrift: Patschub, Siegen
a
1973
British Insulated Callender's Cables Limited, 21 Bloomsbury Street, London W.C.I, England
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 52096/72 beansprucht.
Optisches Kabel
Die Erfindung bezieht sich auf optische Führungen oder Leitwege zur übertragung der ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereiche des elektromagnetischen Spektrums, wobei die Bereiche der Einfachheit halber im nachfolgenden alle in dem allgemeinen Ausdruck "Licht" zusammengefaßt werden, und betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, optische Wellenleiter zur Verwendung auf dem Gebiet der Kommunikation, und zwar zur übertragung von Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,8 - 1,1 Mikrometer.
Zum Zwecke der übertragung von Licht in einem optischen Übertragungssystem wurde bereits vorgeschlagen, optische Führungen bzw. Leitwege oder optische Kabel zu verwenden, die eine oder mehr als eine optische Faser enthalten» Wenn eine optische Führung eine Vielzahl von optischen Fasern aufweist,
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so sind diese allgemein in einem Bündel angeordnet, welches manchmal in einer äußeren Schutzhülle eingeschlossen ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, optische Führungen, die mindestens ein Bündel von optischen Pasern enthalten, und zwar je von zusammengesetzter Form bzw. in Verbundform, mit einem Kern aus transparentem Material, welches über die gesamte Länge mit einem anderen transparenten Material von niedrigerem Brechungsindex ummantelt 1st, das durch totale innere Reflexion von Licht, welches entlang der Faser übertragen wird, zumindest einen größeren Anteil des Lichtes innerhalb der Paser bindet. Eine optische Verbundfaser besteht allgemein, aber nicht unbedingt, aus zwei Glassorten von unterschiedlichen Brechungsindices, wobei das den Kern bildende Glas einen höheren Brechungsindex als das die Ummantelung bildende Glas hat..Bei einer Alternativ-Ausführungsform von optischer Verbundfaser kann der Kern aus einer transparenten Flüssigkeit hergestellt werden, die einen höheren Brechungsindex als den der Ummantelung aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist in erster Linie die Schaffung eines optischen Kabels, welches dank seiner Konstruktion die Beanspruchung zumindest wesentlich reduziert, die sonst dem oder jedem optischen Bündel auferlegt würde, welches einen Teil des Kabels bildet, wenn das Kabel in einer solchen Weise beansprucht wird, daß die Tendenz besteht, daß jede oder irgendeine optische Faser einer Zugkraft ausgesetzt wird.
Erfindungsgemäß weist das optische Kabel einen langgestreckten zentralen Kern auf, der aus mindestens einem Verstärkungsbauteil besteht, ferner eine Vielzahl von optischen Bündeln, wie nachfolgend definiert, die zusammen in mindestens einer Verseil-■lage um den Kern herum angeordnet sind; und ferner um den so gebildeten verseilten Körper herum eine äußere Schutzhülle, wobei der oder jeder Verstärkungsbauteil aus einem solchen Ma terial besteht und einen solchen Querschnitt im Hinblick auf
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das Material oder die Materialien und den Querschnitt der Bündel aufweist, daß der Verstärkungsbauteil oder die Verstärkungsbauteile die Beanspruchung bzw. Spannung zumindest wesentlich reduziert bzw. reduzieren, die sonst jedem Bündel auferlegt würde, wenn das Kabel in solcher Weise beansprucht wird, daß die Tendenz besteht, daß jede oder irgendeine optische Paser des Bündels einer Zugkraft ausgesetzt wird, ·
Mit dem Ausdruck "optisches Bündel", wie er in dieser Beschreibung verwendet wird, ist eine Gruppe von optischen Pasern oder eine Gruppe von Pasern gemeint, die eine oder mehrere optische Fasern und eine oder mehrere nicht-optische Verstärkungsfasern oder andere langgestreckte Verstärkungselemente umfassen. Jede optische Paser eines optischen Bündels kann unabhängig als eine separate Lichtführung verwendet werden, und zwar jede mit ihrer eigenen modulierten Lichtquelle und ihrem eigenen Detektor,- oder eine Vielzahl von optischen Pasern eines Bündels kann zusammen als eine einzige Lichtführung mit einer einzigen Lichtquelle verwendet werden.
eine
Vorzugsweise umfaßt die Verseillage oder mindestens/der Verseillagen zumindest zwei langgestreckte elektrische Leiter, die je vorzugsweise einzeln isoliert sind, wodurch mindestens ein Stromkreis gebildet wird, beispielsweise zum Zuführen von elektrischer Energie nach Verstärkern oder Relaisstellen. Wenn mindestens zwei Verseillagen von Bündeln und elektrischen Leitern vorhanden sind, so kann jede Lage von entgegengesetzter Schlagrichtung zu derjenigen der angrenzenden Lage oder Lagen sein0
Der oder jeder Verstärkungsbautell des zentralen Kerns besteht vorzugsweise aus einem Material, welches einen Elastizitätsmodul von mindestens demjenigen des Glases aufweists das heißt
4 2 '
von mindestens 6S9 χ 10 MN/m . Der zentrale Kern kann eine Vielzahl Von massiven Elementen, die zusammen verseilt sind, ein ein-
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zelnes massives Element, z.B. aus Stahl oder irgendeinem anderen geeigneten Material mit dem notwendigen Elastizitätsmodul, oder ein Bündel von Kohlenstoffasern oder Pasern aus einem anderen geeigneten Material; z.B. nicht-optischen Glasfasern, aufweisen; die Fasern können mindestens teilweise in einem Körper aus Einkapselungsmaterial über im wesentlichen die gesamte Länge des Kerns eingebettet sein. Der Kern kann in einer Schutzhülle, z.B. aus Gummi oder Kunststoff, eingeschlossen sein.
. Mit einer "nicht-optischen Glasfaser" ist eine Glasfaser gemeint, die-für die Verwendung in einem optischen Kabel als optische Führung zur Übertragung von Licht ungeeignet ist.
Um einen zusätzlichen mechanischen Schutz für jedes optische Bündel vorzusehen, kann das Bündel außerdem in einer individuellen Schutzhülle eingeschlossen werden, beispielsweise aus Gummi oder Kunststoff.
Die Fasern jedes Bündels können mindestens teilweise und vorzugsweise ganz in einen Körper aus Einkapselungsmaterial über im wesentlichen die gesamte Länge des Bündels hinweg eingebettet werden. Das Einkapselungsmaterial kann irgendein beliebiges umfassen, welches die eingebetteten Fasern und/oder Gruppen von Fasern gegeneinander im wesentlichen ortsfest halten wird. Bevorzugte Einkapselungsmaterialien umfassen synthetische Harze, z.B. Polyesterharz.
Die äußere Schutzhülle des Kabels ist vorzugsweise eine stranggepreßte Hülle aus Kunststoff und kann so um die Bündel und den Verstärkungsbauteil oder die Verstärkungsbauteile stranggepreßt werden, daß Kunststoff zumindest die äußeren Zwischenräume der Verseillage oder der äußersten Verseillage füllt. Vorzugsweise wird die Hülle aus hartem Polyolefin, wie beispielsweise Polypropylen oder einem modifizierten Propylen, z.B. einem Propylen-Äthylen-Kopolymer, hergestellte Andere geeignete Werkstoffe
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für die Hülle umfassen Polyäthylen, Insbesondere hochdichtes Polyäthylen, sowie Polyvinylchlorid. Die Hülle kann einen zweiten Mantel aus einem Material mit einem niedrigen Reibungsbeiwert, wie beispielsweise Nylon, aufweisen.
Die Erfindung wird nunmehr anhand einer bevorzugten Ausführungsform eines optischen Kabels mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, die einen Schnitt durch das Kabel in vergrößertem Maßstab wiedergibt.
Das optische Kabel weist einen zentralen Kern auf, der durch einen Verstärkungsbauteil 1 gebildet wird, um welchen eine ein» zelne Lage, bestehend aus zwei optischen Bündeln 4 und vier elektrischen Leitern 7, verseilt ists und weist ferner um den verseilten Körper herum eine stranggepreßte äußere Schutzhülle 10 aus .schwarzem Polyäthylen auf. Der zentrale Verstärkungsbauteil 1 besteht aus einem Stahldraht 2 von 1 mm Durchmesser mit einem äußeren überzug 3 aus Polyäthylen bis zu einem Durchmeseer von 1,5 mm. Jedes Bündel 4 weist eine Vielzahl von optischen Verbundfasern 5 auf, wobei die Lücken bzw. Zwischenräume zwischen den Pasern mit Polyesterharz gefüllt sind, und haben einen Durchmesser von 1 mmj das Bündel ist in eine Hülle 6 aus Polyäthylen bis zu einem Durchmesser von 1,5 mm eingeschlossen. Jede optische Verbundfaser 5 jedes Bündels 4 weist einen Glaskern mit einem Durchmesser von 80 /um und einen Mantel aus Glas von niedrigerem Brechungsindex auf, wobei die Paser einen Gesamtdurchmesser von 120/um aufweist. -Jeder elektrische Leiter 7 weist einen Kupferdraht von 1,2 mm Durchmesser mit einem Isolierüberzug 9 aus Polyäthylen bis zu einem Durchmesser von 1,5 mm auf. Das optische Kabel hat einen Gesamtdurchmesser von 6,0 mm«
Patentansprüche
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Claims (4)

  1. 75 058 Kü/G·
    Patent ansprüche
    M./Optisch.es Kabel mit einer Vielzahl von optischen Bündeln, von denen jedes eine Gruppe von optischen Fasern oder eine Gruppe von Fasern aufweist, die mindestens eine optische Faser und mindestens eine nicht-optische Verstärkungsfaser oder ein anderes langgestrecktes Verstärkungselement aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Bündel (4) zusammen in mindestens einer Verseillage um einen langgestreckten zentralen Kern (1) angeordnet sind, der aus mindestens einem Verstärkungsbsuteil besteht, und daß der auf diese Weise gebildete verseilte Körper von einer äußeren Schutzhülle (10) umgeben ist, wobei der oder jeder Verstärkungs- · bauteil (1) von einem solchen Material ist und einen solchen Querschnitt in Bezug auf das Material oder die Materialien und den Querschnitt der Bündel (4) aufweist, daß der Verstärkungsbauteil (1) oder die Verstärkungsbauteile zumindest im wesentlichen die Beanspruchung reduziert bzw. reduzieren, die sonst jedem Bündel (4) auferlegt würde, wenn das Kabel in einer solchen Weise beansprucht wird, daß die Tendenz besteht, daß jede oder irgendeine optische Faser (5) des Bündels (4) einer Zugkraft ausgesetzt wird.
  2. 2. Optisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseillage oder mindestens eine der Verseillagen mindestens zwei langgestreckte elektrische Leiter (7) enthält.
  3. 3. Optisches Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder elektrische Leiter (7) einzeln isoliert ist.
  4. 4. Optisches Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche Λ bis 3·» bei welchem mindestens zwei Verseillagen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lage von entgegengesetzter Schlagrichtung zu derjenigen der benachbarten Lage oder Lagen ist.
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    5. Optisches Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche
    1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Kern (1) in
    einer Schutzhülle (3) eingeschlossen ist.
    6. Optisches Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Verstärkungsbauteil des zentralen Kerns (1) aus einem Material besteht, welches einen Elastizitätsmodul von mindestens 6,9 x 10 MN/m aufweist.
    7. Optisches Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Kern (1) eine Gruppe von nicht-optischen Fasern aufweist.
    8. Optisches Kabel nach Amspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe von nicht-optischen Fasern zumindest teilweise in einem Körper aus Einkapselungsmaterial über im wesentlichen die gesamte Länge des Kerns (1) eingebettet ist.
    9. Optisches Kabel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-optischen Fasern Kohlenstoffasern sind.
    10. Optisches Kabel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-optischen Fasern nicht-optisehe Glasfasern sind. .
    11. Optisches Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Kern (1) ein
    einziges massives Element oder eine Vielzahl von massiven Elementen aufweist, die zusammen verseilt sind=
    12. Optisches Kabel, nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das einzelne Element oder jedes aus einer Vielzahl γοη Elementen aus Stahl besteht.
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    13. Optisches Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche' 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bündel (4) in einer individuellen Schutzhülle (6) eingeschlossen ist.
    Optisches Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1. ' bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (5) jedes Bündels (4) zumindest teilweise in einem Körper aus Einkapselungsmaterial über im wesentlichen die gesamte Länge des Bündels (4) eingebettet
    15· Optisches Kabel nach Anspruch 8 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Einkapselungsmaterial ein synthetisches Harz ist,
    16. Optisches Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1· bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schutzhülle (10) des Kabels eine stranggepreßte Hülle aus Kunststoff ist.
    17· Optisches Kabel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial der stranggepreßten Hülle zumindest die äußeren Zwischenräume der Verseillage oder äußersten Verseillage füllt.
    18. Optisches Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Hülle aus einem Material mit niedrigem Reibungsbeiwert die äußere Schutzhülle (10) des Kabels umgibt.
    4.0 9820/0908
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