DE2930643A1

DE2930643A1 - COVER FOR OPTICAL FIBERS

Info

Publication number: DE2930643A1
Application number: DE19792930643
Authority: DE
Inventors: Charles Martin
Original assignee: Societe Industrielle de Liaisons Electriques SA
Current assignee: Societe Industrielle de Liaisons Electriques SA
Priority date: 1978-07-31
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1980-02-28
Also published as: JPS5521098A; GB2026718A; FR2432721B1; FR2432721A1

Description

Optical fiber sheath

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hülle für optische Fasern , die sowohl allein verwendbar ist als auch zum Aufbau von Kabeln zur Aufnahme einer großen Anzahl von z.B. Nachrichtenüberini ttlungsfasern dienen kann.The present invention relates to an optical fiber sheath which can be used both alone and for construction of cables can be used to accommodate a large number of e.g. communication fibers.

Aufgrund der Anfälligkeit optischer Fasern bezüglich mechanischer Dehnungs- oder Drehungsbeanspruchungen ist die Herstellung optischer Kabel schwierig und teuer, wenn gute Übertragungseigenschaften verlangt werden und leichtes Anschließen. Due to the susceptibility of optical fibers to mechanical elongation or torsion stresses, the production optical cable difficult and expensive when good transmission properties are required and easy connection.

Es wurden bereits zahlreiche Aufbauten vorgeschlagen,die sich an den herkömmlichen Kabelaufbau anlehnten und wobei Zug- ader Tragteile mit vorgesehen wurden, umso mechanische Einflüsse auf die Fasern und daraus resultierende Deformationen zu vermeiden. Numerous structures have been proposed that can based on the conventional cable structure and with tension wire support parts being provided, all the more mechanical influences to avoid the fibers and resulting deformations.

Unterranderem wurden bereits bandförmige Aufbauten vorgeschlagen, bei denen die optischen Fasern zwischen Kunststoffilmen verschiedenartiger Natur eingelegt wurden. Die Filme werden dabei anschließend um einen Drahtkern gerollt, entweder aufeinander, um derart eine Verseilung zu erhalten, oder um die Achse, um mechanische Einflüsse auf die eingerollten oder eingezogenen Erzeugenden während des Aufrollens des Kabels zu vermeiden. Diese Kabel weisen jedoch noch den Nachteil auf, daß zu starke Beanspruchungen auf die Fasern ausgeübt werden, die mit den sie haltenden Bändern verbunden sind.Ribbon-like structures have already been proposed, among other things, in which the optical fibers are more diverse between plastic films Nature were inserted. The films are then rolled around a wire core, either on top of one another, in order to obtain such a stranding, or around the axis, in order to avoid mechanical influences on the rolled or drawn-in Avoid generating generators while rolling the cable. However, these cables still have the disadvantage that they are too strong Stresses are exerted on the fibers that are connected to the tapes that hold them.

Ein anderer schwieriger und teurer Aufbau weist einen zylindrischen Mittenkern auf, der in Längsrichtung mit Aussparungen oderAnother difficult and expensive construction is cylindrical Center core on, which is in the longitudinal direction with recesses or

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Kanälen versehen ist, in welche die optischen Fasern eingelegt werden.Channels is provided in which the optical fibers are inserted.

Die bisher bekannten Kabel ermöglichen es nicht,sowohl diejenigen Probleme zu lösen, die aufgrund der Zerbrechlichkeit der Fasern bezüglich bestimmter mechanischer und/oder thermischer Beanspruchungen bestehen, als auch die Schwierigkeiten zu beseitigen, die beim Verbinden der Kabel miteinander oder der Käbelteile bestehen.The cables known so far do not allow both those To solve problems due to the fragility of the fibers with respect to certain mechanical and / or thermal stresses exist, as well as eliminate the difficulties encountered in connecting the cables to each other or to the Cable parts exist.

Die wichtigsten Parameter , die bei der Herstellung von Glasfaserkabeln zu berücksichtigen sind, beispielsweise für die Nachrichtenübermittlung hoher Leistung, sind die folgenden:The main parameters involved in the manufacture of fiber optic cables To consider, for example for high performance messaging, are the following:

- in mechanischer Hinsicht weisen die derzeit bekannten Fasern eine erhöhte Bruchfestigkeit auf, jedoch praktisch keine Längsdehnung. Ein Kabel, das mehrere Fasern enthält, muß demzufolge derart aufgebaut sein, daß auf die Fasern selbst keinerlei mechanische Druck-, Zug-, Drehungs-, Torsionsbeanspruchung usw. ausgeübt wird. Bei gewissen mechanischen Beanspruchungen können nämlich Haarrisse und Mikrokrümmungen auftreten, die zu einer sehr schnellen Schwächung der weiterzuleitenden optischen Signale in den Fasern führen;- From a mechanical point of view, the currently known fibers have an increased breaking strength, but practically none Elongation. A cable that contains several fibers must therefore be constructed in such a way that on the fibers themselves no mechanical compressive, tensile, twisting or torsional stress etc. is exercised. With certain mechanical loads, hairline cracks and microbends can occur occur, which lead to a very rapid weakening of the optical signals to be forwarded in the fibers;

- in thermischer Hinsicht spielt die Umhüllung der Fasern eine Rolle, die oftmals als mechanischer Schutz vorgesehen wird und besonders schwierig aufzubringen ist, da dabei die Faser schädlichen mechanischen Zug- und Torsionsbeanspruchungen unterworfen wird, sowie vor allem thermischen Beanspruchungen, wodurch die mechanischen und die optischen Ubertragungseigenschaften erheblich beeinträchtigt werden können. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist es daher notwendig, einen Kabelaufbau vorzusehen,mit dem eine solche Umhüllung vermieden wird und damit auch erhebliche thermische Belastungen während der Umhüllung des Kabels;- From a thermal point of view, the sheathing of the fibers plays a role, which is often provided as mechanical protection and is particularly difficult to apply because the fiber is exposed to damaging mechanical tensile and torsional stresses is subject to, and above all thermal stresses, whereby the mechanical and the optical transmission properties can be significantly affected. To avoid these difficulties, it is therefore necessary to have a Provide cable structure with which such a sheathing is avoided becomes and thus also considerable thermal loads during the sheathing of the cable;

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- hinsichtlich des Verbindens der Fasern miteinander oder- with regard to connecting the fibers to one another or

mit den Anschlußgeräten erfordern die Art und die Abmessungen der optischen Fasern äußerst genaue und schwierig herzustellende Verbindungsstücke, wobei es weniger schwierig ist eine Verbindung eines Glasfaserbündels zu erzielen , das in Form übereinanderliegender Schichten vorliegt, im Gegensatz zu aufeinanderfolgenden zylindrischen Schichten.with the connecting devices require the type and dimensions of the optical fibers are extremely accurate and difficult to make, but less difficult to achieve a connection of a glass fiber bundle, which is in the form of superimposed layers, in contrast to successive cylindrical layers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Umhüllung für optische Fasern zu schaffen sowie ein optisches Kabel, das
alle oben genannten Nachteile vermeidet und für eine vorgegebene Anzahl von Fasern geringe Abmessungen aufweist.The object of the present invention is to provide a sheath for optical fibers and an optical cable that
avoids all of the above-mentioned disadvantages and has small dimensions for a given number of fibers.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ein erfindungsgemäßes optisches Kabel besteht also aus einem geeigneten Zusammenbau der erfindungsgemäßen Umhüllungen.The solution to this problem is carried out with the in the characterizing
Part of claim 1 specified features. Advantageous refinements are described in the subclaims. An optical cable according to the invention therefore consists of a suitable assembly of the sheaths according to the invention.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung räher erläutert, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt
sind. Es zeigen:In the following the invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which preferred embodiments are shown
are. Show it:

Figur 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Umhüllung;Figure 1 is a section through a first embodiment
a casing according to the invention;

Figur 2 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umhüllung;FIG. 2 shows a section through a second exemplary embodiment of a casing according to the invention;

Figur 3 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Kabels undFigure 3 shows a section through a first embodiment
a cable according to the invention and

Figur 4 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels.FIG. 4 shows a section through a second exemplary embodiment of a cable according to the invention.

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Wie Figur 1 zeigt sind die mit 1 bezeichneten optischen Fasern, die eine dünne Mantelschicht von üblicherweise einigen Mikron Dicke aufweisen , jedoch keine Schutzhülle besitzen, in Kanäle eingelecjb, welche durch überlagerung von Streifen 3 entstehen, die transversal gewellt sind und an ihren Berührungslinien 4 miteinander fest verbunden sind.As shown in FIG. 1, the optical fibers labeled 1 have a thin cladding layer of usually a few microns Have thickness, but do not have a protective cover, in channels einecjb, which are created by superimposing strips 3, which are corrugated transversely and are firmly connected to one another at their contact lines 4.

Gemäß einem vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel stehen diese Streifen aus Polyester oder Polypropylen , welche eine große Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung und Zusammendrücken aufweisen. Die Streifen oder Bänder können anschließend thermoverschweißt werden,indem sie über eine heizbare Rolle geschickt werden. Gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel können die Bänder aus Aluminium oder aus rostfreiem Stahl geringer Dicke bestehen und mit einer besonderen Schicht bedeckt sein um ein Thermoschweißen zu ermöglichen. According to an advantageous embodiment of the invention These strips are made of polyester or polypropylene, which have a great resistance to tensile stress and Have compression. The strips or bands can then be thermowelded by placing them over a heatable Role will be sent. According to another embodiment of the invention, the strips made of aluminum or made of stainless steel of small thickness and with a special one Layer must be covered to enable thermal welding.

In jedem Fall wird das Material der gewellten Streifen oder Bänder derart gewählt, daß der Reibungskoeffizient bezüglich der optischen Fasern möglichst gering ist. Obendrein kann ein Schmiermittel wie z.B. Silikonöl in die Kanäle eingebracht werden.In any case, the material of the corrugated strips or bands is chosen so that the coefficient of friction with respect to of the optical fibers is as small as possible. In addition, a lubricant such as silicone oil can be introduced into the channels will.

Der bevorzugte Durchmesser der nicht umhüllten optischen Fasern liegt zwischen 100 und 150 Mikron und derpnige der Kanäle oder Aussparungen in den Bändern vorzugsweise zwischen 0,3 und 1 mm, so daß die Fasern 1 frei und unter Spiel in die Aussparungen 2 eingelegt werden können aufgrund ihres geringen Reibungskoeffizienten. The preferred diameter of the unclad optical fibers is between 100 and 150 microns and that of the channels or Recesses in the bands preferably between 0.3 and 1 mm, so that the fibers 1 freely and with play in the recesses 2 can be inserted due to their low coefficient of friction.

Im Gegensatz zu der in Figur 1 gezeigten Darstellung befinden sich jedoch die Fasern nicht in der Mitte der Kanäle, sondern stützen sich zum Teil an den Kanalwänden ab. Die Außenseiten derIn contrast to the representation shown in Figure 1, however, the fibers are not in the middle of the channels, but are partly supported on the canal walls. The outsides of the

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Bänder werden durch einen beispielsweise extrudierten Kunststoff 5 bedeckt , in die Zugelemente 6, beispielsweise aus Kevlar oder Glasfasern eingebettet werden. Der so erhaltene Aufbau kann auf beiden Seiten oder einer einzigen Seite mit Kunststoff oder Metall 7 beschichtet werden, das mit der darunterliegenden Schicht verklebt oder verschweißt wird und sowohl als mechanischer Schutz als auch als Feuchtigkeitsschutz dient.Bands are covered by an extruded plastic 5, for example, in the tension elements 6, for example from Kevlar or fiberglass can be embedded. The structure obtained in this way can be on both sides or on a single side Plastic or metal 7 are coated, which is glued or welded to the underlying layer and serves as both mechanical protection and moisture protection.

Ein derartiger Aufbau weist vorteilhafterweise eine Dicke zwischen 0,8 und 2,5 mm auf, wobei seine Breite von der Anzahl der aufzunehmenden optischen Fasern abhängt. Die Breite kann dabei zwischen 8 und 25 mm betragen, wobei gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Anzahl der optischen Fasern auf 10 begrenzt ist.Such a structure advantageously has a thickness between 0.8 and 2.5 mm, the width of which depends on the number depends on the optical fibers to be picked up. The width can be between 8 and 25 mm, wherein according to a preferred embodiment of the invention, the number of optical fibers is limited to 10.

Figur 2 zeigt ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Umhüllung, bei der die Kanäle 2, in die die optischen Fasern eingelegt werden, durch Verschweißen oder Verkleben der Flächen 9 zweier langgestreckter mit Rillen 8 versehener Bänder oder Streifen erhalten werden, die wiederum mittels Extrusion eines besonderen Kunststoffs hergestellt werden, wie z.B. Polyäthylen hoher Dichte, in welches Zugelemente 6 eingebettet sind, die z.B. aus Kevlar oder Glasfasern bestehen.Figure 2 shows another preferred embodiment of the envelope according to the invention, in which the channels 2, in the the optical fibers are inserted by welding or gluing the surfaces 9 of two elongated ones with grooves 8 provided tapes or strips are obtained, which in turn are produced by extrusion of a special plastic such as high-density polyethylene, in which tensile elements 6 are embedded, e.g. made of Kevlar or glass fibers exist.

Jedes langgestreckte gerillte Element 8 kann auf seiner Außenseite mit einer Schicht 7 versehen sein, die z.B. aus Aluminium besteht, dessen eine Seite mit einem Kunststoff versehen sein kann, der z.B. aus Äthylen-Mischpolymerisat besteht. Diese Schicht dient sowohl der mechanischen Verstärkung als auch als Feuchtigkeitsschutz.Each elongated grooved element 8 can be on its outside be provided with a layer 7, for example made of aluminum, one side of which is provided with a plastic which consists, for example, of an ethylene copolymer. This layer serves both for mechanical reinforcement and as Moisture protection.

Die in den Figuren 1 und 2 teilweise dargestellten Hüllen können ohne weiteres zu dickeren Kabeln miteinander verbunden werden,The covers partially shown in Figures 1 and 2 can can easily be connected to thicker cables,

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können aber auch einzeln als Kabel verwendet werden. Die Kabel sind besonders einfach herzustellen und leicht miteinander zu verbinden. Bei der Herstellung ist zubeachten, daß die Glasfasern eine größere Länge als diejenige der Hüllen im Ruhezustand aufweisen. Damit ist gewährleistet> daß jede Faser in ihrem Kanal eine S-Form oder Sinusform einnehmen kann.but can also be used individually as cables. The cables are particularly simple to manufacture and easy to connect with one another connect to. During manufacture, care should be taken that the glass fibers have a greater length than that of the sheaths when at rest exhibit. This guarantees> that each fiber in its channel can adopt an S-shape or sinusoidal shape.

Figur 3 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Kabels, das aus dem Zusammenbau von erfindungsgemäßen Hüllen hergestellt worden ist, deren jede z.B. 10 optische Fasern aufweist.FIG. 3 shows a possible embodiment of a cable which is produced from the assembly of sheaths according to the invention each of which comprises, for example, 10 optical fibers.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Hüllen 10 mit den optischen Fasern 1 übereinandergelegt, miteinander durch einen kräftigen Kleber verbunden, wobei sie ausreichende Geschmeidigkeit beibehalten und anschließend mit einer ersten Schutzschicht 11 umgeben, die wiederum mit einer zweiten Schutzschicht 12 versehen wird, beispielsweise aus PoIyäthlyen, deren Innenseite mit einer beschichteten Aluminiumverbindung 13 versehen sein kann, zur Erzielung einer besonders guten; Dichtigkeit.In this embodiment, the sleeves 10 shown in Figures 1 and 2 with the optical fibers 1 are superimposed, connected to each other by a strong adhesive, maintaining sufficient flexibility and then surrounded by a first protective layer 11, which in turn is provided with a second protective layer 12, for example made of polyethylene, the inside of which can be provided with a coated aluminum compound 13, in order to achieve a special good; Tightness.

Während dieses Herstellungsverfahrens , das in einem einzigen Schritt erfolgt, wird der Aufbau Verwindungen um seine Längsachse unterworfen, so daß mechanische Spannungen beim Aufwickeln auf eine Kabeltrommel oder beim Abwickeln während des Verlegens vermieden werden. Der Grad der Verbindung entspricht dabei in der Größenordnung wenigstens dem halben zulässigen Krümmungsradius für das fertige Kabel.During this manufacturing process, which takes place in a single step, the structure is twisted around its longitudinal axis subject, so that mechanical stresses when winding on a cable drum or when unwinding during the Misplacing can be avoided. The degree of connection corresponds in the order of magnitude to at least half the permissible Radius of curvature for the finished cable.

Figur 4 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Kabels mit einer Vielzahl von optischen Fasem_; ausgehend von besonderen Hüllen 3, die vorverseilte Abschnitte bilden, die anschließend miteinander verbunden werden.FIG. 4 shows a further exemplary embodiment according to the invention of a cable with a plurality of optical fibers _; starting from special sleeves 3 which form pre-stranded sections which are then connected to one another.

Dabei ist zu beachten, daß Figur 4 nur ein Beispiel darstellt.It should be noted that FIG. 4 is only an example.

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ohne daß damit Abmessungen, Anzahl, Form oder Anordnung der Hüllen beschränkt werden soll, ebenso wie auch beliebige Kabelaufbauten damit möglich sind.without the dimensions, number, shape or arrangement of the covers should be limited, as well as any cable structures are possible with it.

Auch bei dem in Figur 4 dargestellten Beispiel weisen die Hüllen jeweils Kanäle 2 auf, in denen unter Spiel die optischen Fasern 1 enthalten sind, sowie Zugelemente 6. Jede Grundhülle ist mit der vorhergehenden und der nachfolgenden entweder durch besondere Aussparungen 15 oder durch einen elastischen Kleber oder durch beide gleichzeitig verbunden. Alle Hüllen eines selben Abschnittes werden durch eine Kunststoffschicht 16, beispielsweise aus Polyester zusammengehalten, die während des Zusammenbaus der Hüllen zu Abschnitten aufgewickelt wird.In the example shown in FIG. 4, too, the sheaths each have channels 2 in which the optical fibers 1 are included, as well as tension elements 6. Each basic cover is with the previous and the following either by special Recesses 15 or connected by an elastic adhesive or by both at the same time. All cases of the same Section are through a plastic layer 16, for example Made of polyester held together during assembly the casings are wound up into sections.

Die Abschnitte 17 werden anschließend zusammen, verseilt und in einer an und für sich bekannten Maschine umwickelt, um so einen Aufbau aus Abschnitten zu ermöglichen, bei dem mechanische Beanspruchungen der optischen Fasern vermieden sind.The sections 17 are then stranded together and in wrapped around a machine known per se, in order to enable a structure from sections in which mechanical stresses of the optical fibers are avoided.

Die derart erhaltene Kabelseele wird anschließend ummantelt, mit einer Schicht, die einen thermoplastischen Stoff 18 enthält, beispielsweise aus Polyäthylen, die wiederum in an und für sich bekannter Weise mit einer Metallhülle 19, z.B. aus Aluminium, in herkömmlicher Art und Weise versehen sein kann. Dieser Mantel kann mit Zugelementen versehen sein oder auch mit weiteren Schichten zum mechanischen Schutz der Seele und/oder zum Verhindern des Eindringens von Feuchtigkeit in die Seele,wie es in der Kabelherstellung bekannt ist.The cable core obtained in this way is then sheathed with a layer containing a thermoplastic material 18, for example made of polyethylene, which in turn is covered in a manner known per se with a metal shell 19, e.g. made of aluminum, can be provided in a conventional manner. This jacket can be provided with tension elements or with additional ones Layers to mechanically protect the soul and / or to prevent moisture from entering the soul, like it is known in cable production.

Der in Figur 4 beispielsweise gezeigte Aufbau ermöglicht die Herstellung eines Kabels mit 60 optischen Fasern, die in sechs Abschnitte oder Bündel zu jeweils zehn Fasern verteilt sind. Die Außenform dieses Kabels ist dabei zylindrisch, wobei sein Durchmesser vorteilhafterweise zwischen 20 und 25 mm liegt.The structure shown in Figure 4, for example, enables the production of a cable with 60 optical fibers, which in six Sections or bundles of ten fibers each are distributed. The outer shape of this cable is cylindrical, with its The diameter is advantageously between 20 and 25 mm.

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Es ist auch ohne weiteres möglich, metallische Leiter als Einzelleiter, Doppelleiter oder Viererleiter anstelle einer oder mehrerer optischer Fasern in einen oder mehrere Kanäle gemäß den in den Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispielen einzulegen. Diese metallischen Leiter können auch die Zugteile verstärken oder ersetzen.It is also easily possible to use metallic conductors as single conductors, double conductors or quad conductors instead of one or a plurality of optical fibers in one or more channels according to the exemplary embodiments described in FIGS. 1 to 4 to insert. These metallic conductors can also reinforce or replace the pulling parts.

Wird eine optische Faser durch einen metallischen Leiter ersetzt, so kann dieser vorher mit einer thermoplastischen Schicht,beispielsweise aus Polyäthlyen, versehen werden. Wird eine Faser durch zwei oder vier metallische Leiter ersetzt; so werden diese vorher mit einem Isoliermaterial beschichtet und gemeinsam verdrillt um so ein Seil aus den zwei oder vier Leitern zu formen.If an optical fiber is replaced by a metallic conductor, this can previously be covered with a thermoplastic layer, for example made of polyethylene. If one fiber is replaced by two or four metallic conductors; so will these Coated beforehand with an insulating material and twisted together to form a rope from the two or four conductors.

Die metallischen Leiter im Kabel können entweder zur Versorgung der einzelnen Verstärker entlang des Kabels dienen oder auch zur Vermittlung bestimmter Signale.The metallic conductors in the cable can either be used to supply the individual amplifiers along the cable or else to convey certain signals.

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Claims

Uwe M. Haft Patent attorney MaximiManstrasse 15 D-8Ü00 Munich 22 Tel .: [089) 294818 Telex: 523514 Telegr: NOVAPAT H 447 Societe Industrielle de Liaisons Electriques (Silec), 64bis, rue de Monceau / 75008 Paris, France Patent claims

1. Sheath for optical fibers, characterized that it comprises two elongated ribbons which are grooved longitudinally and along their opposing sides Elevations are connected to one another, so that parallel longitudinal channels are created for receiving the optical fibers.

2. Case according to claim 1, characterized in that each band is in the form of a strip corrugated in the transverse direction.

3. Case according to claim 2, characterized in that the outside this strip is covered with a filler material.

4. Case according to claim 1, characterized in that the grooved Longitudinal bands are obtained by extrusion.

5. Case according to one of claims 1 to 4, characterized in that that it is provided with pulling parts.

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6. Cable for optical fibers, characterized in that it consists of the assembly of at least two sheaths according to one of the preceding claims and is provided with a jacket.

7. Cable according to claim 6 / characterized in that several sheaths are assembled such that they are upward
have decreasing dimensions and so have a section
form and that several sections are arranged together in the jacket.

8. Cable according to claim 7, characterized in that the assembled Sleeves are twisted before sheathing.

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