DE2741331A1

DE2741331A1 - Grundbuendel und kabel zur optischen nachrichtenuebertragung

Info

Publication number: DE2741331A1
Application number: DE19772741331
Authority: DE
Inventors: Gerhard Olejak; Wolfgang Dipl Phys Weidhaas
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Philips Kommunikations Industrie AG
Priority date: 1977-09-14
Filing date: 1977-09-14
Publication date: 1979-03-22
Also published as: FR2403573B1; NL7809337A; FR2403573A1; DE2741331C2

Description

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Feiten & Guilleaume
Carlswerk AG
Schanzenstraße
5000 Köln 80

Grundbündel und Kabel zur optischen Nachrichtenübertragung Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Grundbündel zur optischen Nachrichtenübertragung, bestehend aus mindestens zwei verseilten Lichtleitfasern mit jeweils einer primären Schutzschicht sowie mit einer diese umgebenden Schutzhülle.

Es sind schon unterschiedliche Varianten von Kabeln und Leitungen zur optischen Nachrichtenübertragung hergestellt worden. Hierbei besteht jedoch die Schwierigkeit, daß durch die Verseilung der einzelnen Lichtleitfasern zum Leitungsbündel oder zum Kabel einerseits die Lichtleitfasern nicht brechen und andererseits das Übertragungsverhalten der Lichtleitfasern im Bündel bzw. im Kabel nicht wesentlich schlechter ist als das der einzelnen Lichtleitfasern im nicht verseilten Zustand. Hierbei ist insbesondere die Übertragungsdämpfung ein wesentliches Kriterium.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Grundbündel und ein Kabel zur optischen Nachrichtenübertragung zu schaffen, das sich durch ein gutes Übertragungsverhalten auszeichnet und nur eine geringe, durch die Herstellung bedingte Zusatzdämpfung aufweist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Lichtleitfasern jeweils von einer zweiten losen schlauchartigen Schutzschicht in gestreckter Lage umgeben und um ein zugfestas Mittenelement verseilt sind. Die schlauchartige lose Schutzschicht bietet einen mechanischen Schutz bei der Verseilung der Lichtleitfasern und dient zugleich als Polsterung im fertigen Grundbündel. Dabei ist es erfindungsgemäß

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von Bedeutung, daß die Lichtleitfasern gestreckt in der schlauchartigen Schutzschicht verlaufen und diese Lage bei Raumtemperatur auch im Grundbündel bzw. Kabel einnehmen, denn nur dadurch wird eine Temperaturunabhängigkeit der optischen Dämpfung der Lichtleitfasern gewährleistet. Die schlauchartige Schutzschicht wird vorzugsweise um die Lichtleitfasern extrudiert. Das zugfeste Mittenelement dient zur Zugentlastung der Lichtleitfasern während des Versei1 Vorganges und der Extrusion der schlauchartigen Schutzschicht, so daß von den Lichtleitfasern selbst keine bzw. nur geringe Zugkräfte aufgenommen werden müssen

Damit die Lichtleitfasern ungehindert die gestreckte Lage in der schlauchartigen Schicht einnehmen können, ist es von Vorteil, wenn diese aus einem Material mit glatter Oberfläche besteht. Insbesondere hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn zwischen jeder Lichtleitfaser und der jeweiligen schlauchartigen Schutzschicht ein Gleitmittel, vorzugsweise Silikon-Öl, vorhanden ist. Durch die beiden vorstehenden Maßnahmen wird der Reibungswiderstand zwischen der Lichtleitfaser und der schlauchartigen Schutzschicht derart verringert, daß beim Abkühlen der Schutzschicht nach ihrer Extrusion die dadurch verursachte Schrumpfung der Schutzschicht keinen Einfluß auf die Lage der Lichtleitfasern in der Schutzschicht ausüben kann. Das Gleitmittel wird vorzugsweise vor der Extrusion auf die Lichtleitfasern aufgetragen.

Als besonders günstige Materialkombination für die primäre Schutzschicht der Lichtleitfasern und der zweiten schlauchartigen Schutzschicht hat sich die Verwendung von Polyimid oder Silikonharz oder Epoxidharz für die erste Schutzschicht und fluorhalt igen Polymeren, insbesondere Polyvinylidenfluorid für die zweite schlauchartige Schutzschicht ergeben. Hierbei ist sichergestellt, daß die Erweichungstemperatur der primären Schutzschicht höher ist als die Extrusionstemperatur an der Lichtleitfaser.

Zur Bildung des erfindungsgemäßen Grundbündels ist vorge-

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sehen, daß die verseilten Lichtleitfasern von einer äußeren Hülle gemeinsam umgeben werden. Diese äußere Hülle dient zum Zusammenhalten der verseilten Lichtleitfasern und zusätzlich als Polsterung und Schutz bei der Weiterverarbeitung des Grundbündels. Im fertigen Kabel bietet sie darüber hinaus mechanischen Schutz und vermeidet dadurch Zusatzdämpfungen. Diese Hülle wird zweckmäßigerweise als lockerer Schlauch aufextrudiert und besteht aus Polyäthylen oder Polyvinylchlorid. Das Schlauchmaterial kann auch faserverstärkt sein, oder es sind Zugelemente in die Wandung des Schlauches aufgenommen. Um die Lichtleitfasern gegen Wärmeeinflüsse sowohl beim Aufbringen des äußren Schlauches als auch beim Aufbringen eines eventuellen Kabelmantels zu schützen, kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn die verseilten Lichtleitfasern von einer Wärmeschutzschicht umgeben sind. Diese Wärmeschutzschicht besteht zweckmäßigerweise aus einer unteren Wicklung aus glatten, gut gleitenden, hochtemperaturbeständigen Folien, einer mittleren Wicklung aus wärmeverzehrendem Folienmaterial und einer äußeren Wicklung aus hochtemperaturbeständigem Folienmaterial. Als geeignete Materialien für die innere und äußere Wicklung hat sich Polyterephtalsäure-Ester und für die mittlere Wicklung eine Polyäthylen-Folie ergeben. Durch die mittlere wärmeverzehrende Wicklung wird die auftretende Extrusionswärme zum Aufschmelzen des Folienmaterials verwendet und die inneren und äußeren Wicklungen verhindern, daß dadurch ein Verkleben der Lichtleitfasern untereinander oder mit dem äußeren Schlauch erfolgt. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn zwischen dem äußeren lockeren Schlauch und der Wärmeschutzwicklung eine Gleitschicht, insbesondere £.us Silikonöl, vorgesehen ist. Dadurch werden auch in diesem Bereich Reibungen vermieden, wodurch eventuelle Stauchungen oder Knickungen der Lichtleitfasern selbst hervorgerufen werden könnten.

Erfindungsgemäß ist damit ein Grundbündel zur optischen Nach-

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richtenübertragung geschaffen, das aus mindestens zwei verseilter» Lichtleitfasern besteht. Vorzugsweise umfaßt das Bündel verseilte Lichtleitfasern, wobei dann der Durchmesser der Lichtleitfasern inklusive der sie jeweils umgebenden äußeren lockeren Schutzschicht dem Durchmesser des Mittenelementes entspricht. Das Mittenelement kann beispielsweise aus einem hochzugfesten Kunststoff bestehen oder aber als gepolsterter Stahldraht ausgeführt sein. Um den äußeren lockeren Schlauch kann ein Schutzmantel aufgebracht werden. In diesem Fall wird das erfindungsgemäße Grundbündel als einzelne Übertragungsleitung verwendet. Das erfindungsgemäße Grundbündel kann jedoch auch mit anderen gleichartigen Grundbündeln zu einem Kabel verseilt werden oder aber auch nrit anderen Kabelkomponenten wie Koaxialtuben, Cu-Vierern, elektrischen Encrgieübertragungsleitungen. Bei der Bildung eines Kabels zur optischen Nachrichtenübertragung mit einem oder mehreren des erfindungsgemäßen Grundbündels ist es zweckmäßig, wenn die aus mehreren Grundbündeln oder einem oder mehreren Grundbündeln mit anderen Kabelkomponenten gebildete Verseileinheit mit einer vVarmeschutzschicht umgeben ist. Diese Wärmeschutzschicht besteht zweckmäßigerweise aus einer inneren Wicklung aus glattem, gut leitenden, hochtemepraturbeständigen Folienmaterial, insbesondere Polyterephtalsäure-Ester-Folie, und einer mittleren Wicklung aus wärmevorzehrendem Material, insbesondere Polyäthylen, sowie einer äußeren Wicklung aus zugfestem, temperaturbeständigen Material, insbesondere Polyterephtalsäure-Ester-Folie. Zum Abschluß des erfindungsgemäßen Kabels ist um die Wärmeschutzschicht ein Schutzmantel locker aufgebracht, z. B. aufextrudiert. Dieser äußere Kabelmantel besteht aus Polyäthylen oder PVC oder aus einem fluorhalt igen Polymer. Die verwendeten Kunststoffe können faserverstärkt sein. Der äußere Mantel kann aber auch als sogenannter Schichtenmantel aufgebaut sein. Als Mantel kinn auch ein gewellter Metallmantel verwendet werden. Im Falle, daß das Kabel als Unterwasserkabel ausgeführt' wird, bietet sich auch als Kabelmantel eine Jutewicklung an. In den Zwickeln zwischen den einzel-

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nen Verseilkomponenten des Kabels können zur Ausfüllung Kabeltrensen eingelegt sein.

ErfindungsgemäG wird also ein Grundbündel zur optischen Nachrichtenübertragung geschaffen, das sich durch eine sehr geringe Zusatzdämpfung auszeichnet und darüber hinaus geeignet ist, entweder als einzelne Übertragungsleitung verwendet zu werden oder aber als Kabelkomponente zum Aufbau eines Übertragungskabels, das entweder nur aus einzelnen, miteinander verseilten Grundbündeln besteht, oder aber auch noch andere konventionelle Kabelkomponenten aufweist.

Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Grundbündel ,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Übertragungskabel mit einem erfindungsgemäßen Grundbündel.

Wie Fig. 1 zeigt, besteht ein erfindungsgemäßes Grundbündel 1 im dargestellten Beispiel aus sechs miteinander verseilten Lichtleitfasern 2. Bei diesen Lichtleitfasern handelt es sich um solche mit einer Primärbeschichtung. Diese PrimarbeBchichtung besteht zweckmäßigerweise aus Polyimid. Der Durchmesser der verwendeten Lichtleitfasern einschließlich der Primärbeschichtung beträgt 1 oo bis 3oo /um. Dabei weist die Primärbeschichtung eine Stärke von 5 bis 4o um auf. Die Lichtleitfasern 2 sind von einer schlauchartigen Schutzschicht 3 lose umgeben. Diese schlauchartige Schutzschicht 2 kann einen tnendurchmesser bis 1 ,5 mm besitren. Die Wandstärke der Schuteschicht 3 liegt zwischen o,1 bis o,5 mm. Die Schutzschicht 3 besteht aus einem Material mit glatter Oberfläche, wobei sich als besonders geeignet Polyvinylidenfluorid ergeben hat. Oie Lichtleitfasern 2 mit ihrer äußeren schlauchartigen Schutzschicht 3 sind um ein zugaufnehmendes Mittenelement 4 ver-

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seilt. Di· Schlagläng· beträgt dabei 3o bis 4oo mm. Das Mittenelement 4 Mann aus einem hochzugfesten Kunststoff bestehen oder aber auch als gepolsterter Stahldraht ausgeführt sein. Zur Verringerung des Reibungswiderstandes zwischen den Lichtleitfasern 2 und der schlauchartigen Schutzschicht 3 sind die Lichtleitfasern von einem Gleitmittel umgeben. Die mit der äußeren Schutzschicht 3 versehenen verseilten Lichtleitfasern 2 sind von einer Wärmeschutzschicht eingeschlossen, die sich aus drei Wicklungen aufbaut. Dabei handelt es sich um eine untere Wicklung 5 aus glattem, gut gleitenden, hochtemperaturbeständigen Material, einer mittleren Wicklung 6 aus einem wärmeverzehrenden Material und einer äußeren Wicklung 7 wiederum aus einem hochtemperaturbeständigen Material. Die untere und äußere Wicklung bestehen vorteilhafterweise aus Polyterephtalsäure-Ester-Folie und die mittlere Wicklung aus Polyäthylen-Folie. Die Wärmeschutzschicht ist von einem Schlauch θ locker umgeben und zwischen dem Schlauch 8 und der äußeren Wicklung 7 ist eine Gleitschicht, insbesondere Silikontfl, vorgesehen. Diese Gleitschicht ist zeichnerisch nicht dargestellt. Der Schlauch 8 besitzt vorzugsweise eine Wandstärke von o,1 bis 1 ,5 mrn und besteht aus Polyäthylen oder Polyvinylchlorid. Das verwendete Kunststoffmaterial kann faserverstärkt sein. Darüber hinaus kann der Schlauch auch Zug-elemente 9 in seiner Wandung aufweisen. Der Schlauch wird im Extrusionsverfahren aufgebracht.

Fig. 2 zeigt ein Kabel 1o mit einem gemäß Fig. 1 aufgebauten Grundbündel 1. Diese» Grundbündel 1 entspricht in seinem Aufbau dem gemäß Fig. 1, so daß gleiche Elemente mit denselben Bezugsziffern versehen sind. Das Grundbündel 1 ist mit anderen Kabelkomponenten verseilt. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei den anderen Kabelkomponenten um zwei Sternvierer 11, die jeweils von einer Hülle 12 umgeben sind. In den Zwickelrciumen, insbesondere in den äußeren Zwickelräumen der Verseilelemente, befinden sich Trensen 13. Die verseilten Kabelkomponenten 1,11,13 sind von einer Wärme-

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schutzschicht umgeben, die sich aus drei Wicklungen aufbaut, und zwar einer inneren Wicklung 14 aus einem hochtemperaturbeständigen, glatten Material, einer mittleren Wicklung 15 aus einem wärmeverzehrenden Material und einer äußeren Wicklung 16 aus einem hochtemperaturbeständigen glatten Material. Als Material für die innere und äußere Wicklung wird zweckmäßigerweise Polyterenhtalsäure-Ester verwendet und für die mittlere Wicklung Polyäthylen. Als äußerer Abschluß dient ein Kabelmantel 17, der die Wärmeschutzschicht 14,15,16 locker umgibt. Der Kabelmantel kann aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder aus fluorhalt igen Polymeren bestehen. Es kann sich dabei um einen faserverstärkten Kunststoff handeln. Auch kann der Kabelmantel als sogenannter Schichtenmantel aufgebaut sein. Darüber hinaus können Zugelemente in der Kabelmantelwandung angeordnet sein.

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Claims

Köln, den 9. September· It Fl 4412 Ansprüche:

1. Grundbündel zur optischen Nachrichtenübertragung, bestehend aus mindestens zwei verseilten Lichtleitfasern mit jeweils einer primären Schutzschicht sowie einer diese umgebenden Schutzhülle, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern (2) jeweils von einer zweiten losen schlauchartigen Schutzschicht (3) in gestreckter Lage umgeben und um ein hochzugfestes Mittenelement (4) verseilt sind.

2. Grundbündel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchartige Schutzschicht

(3) aus einem Material mit glatter Oberfläche besteht.

3. Grundbündel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtleitfaser

(2) und der schlauchartigen Schutzschicht (3) ein Gleitmittel, vorzugsweise Silikonöl, vorhanden ist.

4. Grundbündel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Schutzschicht aus Polyimid oder Silikonharz oder Epoxidharz und die sekundäre schlauchartige Schutzschicht

(3) aus einem fluorhalt igen Polymer, insbesondere Polyvinylidenfluorid, besteht.

5. Grundbündel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die verseilten Lichtleitfasern (2) von einer Wärmeschutz-

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schicht umgeben sind.

6. Grundbündel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeschutzschicht aus einer unteren Wicklung (5) aus glattem, gut gleitenden hochtemperaturbeständigen Folienmaterial, einer mittleren Wicklung (6) aus wärmeverzehrendem Folienmaterial und einer äußeren Wicklung (7) aus hochtemperaturbeständigem, glatten Folienmaterial besteht.

7. Grundbündel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und äußere Wicklung aus Polyterephtalsäure-Ester-Folie und die mittlere Wicklung aus Polyäthylen-Folie bestehen und überlappend gewickelt sind .

8. Grundbündel nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeschutzschicht von einem Schlauch (8) locker umgeben ist.

9. Grundbündel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (8) aus Kunststoff, vorzugsweise Polyäthylen oder PVC, besteht.

10. Grundbündel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial zur Herstellung des Schlauches (8) faserverstärkt ist oder Zugelemente in der Schlauchwandung enthalten sind.

11. Grundbündel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schlauch (8) und der Wärmeschutzschicht eine Gleitschicht, insbesondere aus Silikonöl, vorgesehen ist.

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12. Grundbündel nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß um den Schlauch (8) ein Mantel aus zugfestem Material angeordnet ist .

13. Kabel zur optischen Nachrichtenübertragung, gekennzeichnet durch mindestens ein Grundbündel (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 11, das mit einem weiteren und/oder mit Cu-Vierern und/oder Koaxialtuben und/ oder elektrischen Energieleitungen zu einer Verseileinheit verseilt ist.

14. Kabel nach Anspruch 13, dadurch gekennzei chn e t, daß die Verseileinheit mit einer Wärmeschutzschicht umgeben ist.

15. Kabel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeschutzschicht aus einer inneren Wicklung (14) aus glattem, gut gleitenden_/ hochtemperaturbeständigen FoIienmaterial,insbesondere Polyterephtalsäure-Ester,und einer mittleren Wicklung aus wärmeverzehrendem Material, insbesondere Polyäthylen, sowie einer äußeren Wicklung aus hochtemperaturbeständigem glatten Material, insbesondere Polyterephtalsäure-Ester, besteht.

16. Kabel nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß um die Wärmeschutzschicht ein Kabelmantel (17) locker aufgebracht ist.

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