DE29800181U1 - Arrangement for the transmission of optical signals - Google Patents
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Description
Anordnung zur Übertragung von optischen Signalen ' Arrangement for the transmission of optical signals '
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von optischen Signalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an arrangement for transmitting optical signals according to the preamble of claim 1.
Wärmeisolierte Leitungsrohre werden zur Fernversorgung eines größeren oder auch mehrerer kleiner Verbraucher mit Fernwärme eingesetzt. Dabei werden vorisolierte starre (Kunststoffmantelrohr, Stahlmantelrohr) oder flexible Leitungsrohre verlegt. Während die starren Leitungsrohre aus Einzellängen von 6 -10 m zu der Rohrleitung zusammengefügt werden, können die flexiblen Leitungsrohre in einer Einzellänge von bis zu 500 m wie ein elektrisches Kabel von einer Kabeltrommel abgezogen und verlegt werden.Thermally insulated pipes are used to supply district heating to a large or several small consumers. Pre-insulated rigid (plastic-coated pipe, steel-coated pipe) or flexible pipes are laid. While the rigid pipes are assembled into the pipeline from individual lengths of 6-10 m, the flexible pipes can be pulled off a cable drum and laid in individual lengths of up to 500 m like an electrical cable.
Zur Dichtigkeitsüberwachung und Leckortung können innerhalb der Isolierschicht Meldeadern angeordnet sein.For leak monitoring and leak detection, detection wires can be arranged within the insulation layer.
Verbraucher von hohen Fernwärmeenergiemengen sind häufig auch Verbraucher für andere Dienste wie Elektrizität und/oder Telekommunikation und Datentransfer.Consumers of large amounts of district heating energy are often also consumers of other services such as electricity and/or telecommunications and data transfer.
In konventioneller Praxis werden hierfür gesonderte Versorgungsleitungen entweder parallel mitverlegt oder auf gesonderten Trassen verlegt. Abgesehen von einem höheren verwaltungstechnischen Aufwand bei Genehmigungsverfahren entstehen höhere Kosten durch Verlegung und insbesondere durch die Tiefbaumaßnahmen.In conventional practice, separate supply lines are either laid in parallel or on separate routes. Apart from the higher administrative effort involved in the approval process, higher costs arise from laying and, in particular, from the civil engineering work.
Besondere Probleme tauchen üblicherweise bei der Konzeption von LWL-Netzen auf, in denen aktive Geräte mit Strom über Fernversorgung aus zentralen Punkten des Telekommunikationsnetzes gespeist werden müssen.Special problems usually arise when designing fiber optic networks in which active devices must be supplied with power via remote supply from central points in the telecommunications network.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Telekommunikationsnetz bereitzustellen.The invention is based on the object of providing a cost-effective telecommunications network.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst.This problem is solved by the features covered by the characterising part of claim 1.
Durch die Integration von Lichtwellenleitern in ein wärmeisoliertes Leitungsrohr wird ein Hybridnetz bereitgestellt, mit dem Fernwärmeenergie verteilt werden kann und welches auch für Telekommunikationszwecke verwendet werden kann. Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß Tiefbauarbeiten nur einmal anfallen.By integrating optical fibers into a thermally insulated pipe, a hybrid network is provided that can be used to distribute district heating energy and can also be used for telecommunications purposes. The main advantage of the invention is that civil engineering work only has to be carried out once.
Ein weiterer Vorteil ist noch darin zu sehen, daß an Abzweig- und Verbindungsstellen der Fernwärmeleitungsrohre sogenannte Schächte angeordnet sind, in denen die Verbindungsund Abzweigmuffen für die Lichtwellenleiter sowie die aktiven Geräte des LWL-Netzes geschützt untergebracht werden können.A further advantage is that so-called shafts are arranged at the branch and connection points of the district heating pipes, in which the connection and branch sleeves for the optical fibers as well as the active devices of the fiber optic network can be housed in a protected manner.
Die Lichtwellenleiter können auf unterschiedliche Weise in der Wärmedämmschicht untergebracht sein.The optical fibers can be housed in the thermal insulation layer in different ways.
Sie können parallel zur Rohrlängsachse verlaufen, wenn z. B. eine optische Einheit verwendet wird, in welcher die Lichtwellenleiter mit einer Überlänge verlegt sind. Solche optischen Einheiten sind sogenannte Bündeladern, wobei die Aderhülle aus Kunststoff oder aus einem längsnahtgeschweißten Metallrohr bestehen kann.They can run parallel to the longitudinal axis of the pipe if, for example, an optical unit is used in which the optical fibers are laid with an excess length. Such optical units are so-called bundle cores, whereby the core sheath can be made of plastic or a longitudinally welded metal pipe.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Lichtwellenleiter oder die optische Einheit wendelartig um das Innenrohr mit Abstand zu diesem herumzulegen.Another possibility is to lay the optical fibers or the optical unit in a spiral around the inner tube at a distance from it.
Mit besonderem Vorteil bietet sich an, die Lichtwellenleiter bzw. optischen Einheiten gemeinsam mit einem Abstandshalter wendelartig um das Innenrohr herumzulegen. Der Abstandshalter weist an seiner dem Außenrohr zugekehrten Oberfläche eine durchgehende Nut auf, in welcher die Lichtwellenleiter bzw. optischen Einheiten eingelegt sind. Mit besonderem Vorteil sind die Lichtwellenleiter bzw. die optische Einheit mit den für die Überwachung auf Feuchtigkeit vorgesehenen Meldeleitern verseilt und der Verseilverbund in die Nut eingelegt.It is particularly advantageous to lay the optical fibers or optical units together with a spacer in a spiral around the inner tube. The spacer has a continuous groove on its surface facing the outer tube, in which the optical fibers or optical units are inserted. It is particularly advantageous to strand the optical fibers or the optical unit with the signaling cables intended for monitoring moisture and to place the stranded assembly in the groove.
Fernwärmenetze bestehen aus einer Vor- und einer Rücklaufleitung. Zweckmäßigerweise sind die Lichtwellenleiter bzw. die optische Einheit nur in der Rücklaufleitung installiert.District heating networks consist of a supply line and a return line. It is practical for the optical fibers or the optical unit to be installed only in the return line.
Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, die Meldeleiter durch Lichtwellenleiter zu ersetzen und dabei die Eigenschaft der Lichtwellenleiter, bei Temperaturänderungen dieIn addition, it is possible to replace the signal cables with optical fibers and in doing so, the optical fibers’ property of changing the signal when the temperature changes
Übertragungseigenschaften zu verändern, zur Ermittlung von Leckagen im Innenrohr zu nutzen.To change transmission properties, to use them to detect leaks in the inner pipe.
Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 bis 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail using the embodiments shown schematically in Figures 1 to 5.
In Figur 1 ist der Netzplan für eine Fernwärmeversorgung schematisch dargestellt. Mit 1 ist das Kraftwerk und mit 2a bis 2e sind die Abnehmer bezeichnet. Die Abnehmer 2a bis 2e sind über Fernwärmeleitungen 3a bis 3f mit dem Kraftwerk 1 verbunden. Mit 4 ist ein Abzweig bezeichnet, der die Abzweigleitung 3f mit der Fernwärmeleitung 3e verbindet. Der Abzweig besteht aus einem Schacht, in welchen die Enden der Fernwärmeleitungen 3e und 3f einmünden und innerhalb des Schachtes miteinander verbunden werden.Figure 1 shows a schematic diagram of the network plan for a district heating supply. 1 is the power plant and 2a to 2e are the consumers. Consumers 2a to 2e are connected to power plant 1 via district heating pipes 3a to 3f. 4 is a branch that connects branch pipe 3f to district heating pipe 3e. The branch consists of a shaft into which the ends of district heating pipes 3e and 3f flow and are connected to one another within the shaft.
Die Anbindung der Abnehmer 2a bis 2e an das Fernwärmenetz erfolgt in der Weise, daß die Fernwärmeleitungen 3a bis 3f in die Gebäude durch sogenannte Hauseinführungen eingeführt werden. Der Anschluß des jeweiligen Abnehmers an das Heiznetz efolgt im Innern des Gebäudes.The connection of consumers 2a to 2e to the district heating network is carried out in such a way that the district heating pipes 3a to 3f are introduced into the buildings through so-called building entries. The connection of the respective consumer to the heating network takes place inside the building.
Nach der Lehre der Erfindung weisen die Fernwärmeleitungen 3a bis 3f Lichtwellenleiter auf, d. h. das Fernwärmenetz kann gleichzeitig zur Datenübertragung zwischen dem Kraftwerk und einzelnen Abnehmern 2a bis 2f sowie zwischen den einzelnen Abnehmern selbst genutzt werden. Wird das LWL-Netz an das Netz der Deutschen Telecom bzw. eines privaten Netzbetreibers angeschlossen werden, können die Daten weltweit übertragen werden.According to the teaching of the invention, the district heating lines 3a to 3f have optical fibers, i.e. the district heating network can be used simultaneously for data transmission between the power plant and individual consumers 2a to 2f as well as between the individual consumers themselves. If the fiber optic network is connected to the network of Deutsche Telecom or a private network operator, the data can be transmitted worldwide.
Die Figur 2 zeigt in der Ansicht ein sogenanntes Kunststoffmantelrohr, welches aus einem Innenrohr 5 üblicherweise aus Stahl oder Kupfer, einem Außenrohr 6 aus Kunststoff z. B. Polyethylen sowie einer den Ringspalt zwischen Innen- und Außenrohr ausfüllenden Wärmedämmschicht 7 aus Polyurethanschaum besteht.Figure 2 shows a view of a so-called plastic jacket pipe, which consists of an inner pipe 5, usually made of steel or copper, an outer pipe 6 made of plastic, e.g. polyethylene, and a thermal insulation layer 7 made of polyurethane foam that fills the annular gap between the inner and outer pipes.
In der Polyurethanschicht 7 ist ein Röhrchen 8 eingebettet, in welchen ein oder mehrere nicht dargestellte Lichtwellenleiter untergebracht sind.A tube 8 is embedded in the polyurethane layer 7, in which one or more optical waveguides (not shown) are housed.
Bei diesem Leitungstyp ist es zweckmäßig, bei der Fertigung das Kunststoffröhrchen 8 einzuschäumen. Nach Fertigstellung des Fernwärmenetzes, bei dem einzelne Fabrikationslängen von z. B. 10 m Länge miteinander verbunden sind, werden ein oder mehrere Lichtwellenleiter in das Röhrchen 8 eingezogen oder mit der sog. blown-fibre-Technik eingeblasen. Wesentlich ist dabei, daß die Röhrchen 8 zweier angrenzenderWith this type of line, it is advisable to foam the plastic tube 8 during production. After completion of the district heating network, in which individual production lengths of e.g. 10 m are connected to one another, one or more optical fibers are pulled into the tube 8 or blown in using the so-called blown fiber technique. It is important that the tubes 8 of two adjacent
Kunststoffmantelrohre einander gegenüberliegen und so verbunden werden können, daß sich ein im wesentlichen gestreckt verlaufender Kanal für die Lichtwellenleiter ergibt.Plastic-coated pipes lie opposite each other and can be connected in such a way that an essentially straight channel for the optical fibers is created.
In Figur 3 ist ein anderer Fernwärmeleitungstyp dargestellt. Das Innenrohr 9 besteht ebenso aus Kunststoff wie das Außenrohr 10, welches eine Wellung aufweist, um das Leitungsrohr flexibel zu machen. Der Ringspalt zwischen Innenrohr und Außenrohr ist mit einer Wärmedämmschicht 11 ausgefüllt, die aus Polyurethanschaum besteht. Der Polyurethanschaum füllt den Ringspalt während der kontinuierlichen Fertigung aus. Während der Fertigung wird ein Röhrchen 12 aus Kunststoff oder Metall eingeschäumt. Da dieser Leitungstyp in großen Längen herstellbar ist und von daher in einer Länge ohne Verbindungsarbeiten verlegt werden kann, können die Lichtwellenleiter gemeinsam mit dem Röhrchen 12 eingeschäumt werden. Für diesen Fall wird man eine sog. Bündelader einsetzen, d. h. ein Kunststoff- oder Metallröhrchen, in welchem die Lichtwellenleiter mit Überlänge angeordnet sind. Aber auch hier ist ein nachträgliches Einbringen der Lichtwellenleiter in das Röhrchen 12 durch Einziehen oder Einblasen möglich.Figure 3 shows another type of district heating pipe. The inner pipe 9 is made of plastic, as is the outer pipe 10, which has a corrugation to make the pipe flexible. The annular gap between the inner pipe and the outer pipe is filled with a thermal insulation layer 11 made of polyurethane foam. The polyurethane foam fills the annular gap during continuous production. During production, a tube 12 made of plastic or metal is foamed in. Since this type of pipe can be manufactured in great lengths and can therefore be laid in one length without any connection work, the optical fibers can be foamed in together with the tube 12. In this case, a so-called bundle core is used, i.e. a plastic or metal tube in which the optical fibers are arranged with excess length. But here too, the optical fibers can be subsequently inserted into the tube 12 by pulling or blowing them in.
Figur 4 zeigt einen weiteren Fernwärmeleitungstyp, der aus einem gewellten Metallinnenrohr 13 sowie einem gewellten Metallaußenrohr 14 sowie einer zwischen den Rohren befindlichen Wärmedämmschicht 15 aus aufgeschäumtem Polyurethan besteht. Ein Kunststoffaußenmantel 16 schützt das Außenrohr 14 gegen chemische und mechanische Angriffe.Figure 4 shows another type of district heating pipe, which consists of a corrugated metal inner pipe 13 and a corrugated metal outer pipe 14 as well as a thermal insulation layer 15 made of foamed polyurethane located between the pipes. A plastic outer jacket 16 protects the outer pipe 14 against chemical and mechanical attacks.
In der Polyurethanschaumschicht 15 ist ein Verseilelement 17 aus zwei oder mehreren Einzelelementen angeordnet, von denen zumindest eines ein Lichtwellenleiter oder eine optische Einheit ist.A stranding element 17 made up of two or more individual elements is arranged in the polyurethane foam layer 15, at least one of which is an optical waveguide or an optical unit.
Ein derartiges Fernwärmeleitungsrohr läßt sich in einer kontinuierlichen Fertigung in nahezu unendlichen Längen herstellen. Bei einer Fabrikfertigung ist die Länge nur durch die Kapazität der Kabeltrommel bzw. der Transportbehälter begrenzt.Such a district heating pipe can be manufactured in almost infinite lengths in a continuous production process. In factory production, the length is only limited by the capacity of the cable drum or the transport container.
Wie aus Figur 5 hervorgeht, ist für das in Figur 4 dargestellte Leitungsrohr eine Abstandshalterwendel 18 vorgesehen, die aus Polyurethanschaum besteht. Die Abstandshalterwendel 18 ist zwecks Verbesserung ihrer Flexibilität mit schräg zu ihrer Längsachse verlaufenden Einschnitten versehen, so daß einzelne Blöcke 18a entstehen, die an ihrer dem Innenrohr 13 zugekehrten Oberfläche mit einem nicht bezeichneten Träger verbunden sind. In die Abstandshalterwendel 18 ist eine durchgehende Nut 18b eingearbeitet, die radial nach innen gesehen in eine Verengung 18c übergeht.As can be seen from Figure 5, a spacer coil 18 made of polyurethane foam is provided for the pipe shown in Figure 4. In order to improve its flexibility, the spacer coil 18 is provided with cuts running at an angle to its longitudinal axis, so that individual blocks 18a are created which are connected to a support (not shown) on their surface facing the inner pipe 13. A continuous groove 18b is worked into the spacer coil 18, which, viewed radially inwards, merges into a constriction 18c.
In diese Nut 18b wird das Verseilelement 17 eingelegt und gemeinsam mit der Abstandshalterwendel 18 während der Fertigung auf das Innenrohr 13 aufgewickelt. Durch die Abstandshalterwendel 18 ist das Verseilelement 17 weit genug vom heißen Innenrohr 13 entfernt.The stranding element 17 is inserted into this groove 18b and wound onto the inner tube 13 together with the spacer coil 18 during production. The spacer coil 18 keeps the stranding element 17 far enough away from the hot inner tube 13.
Das Verseilelement 17 besteht vorzugsweise aus einer Bündelader sowie zwei oder drei Meldeleitern, die einen Feuchtigkeitseinbruch melden sollen.The stranding element 17 preferably consists of a loose tube and two or three alarm conductors that are intended to report moisture ingress.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, anstelle der Meldeleiter einen oder mehrere Lichtwellenleiter einzusetzen, die in der Lage sind, einen Feuchtigkeitseinbruch zu detektieren, da sich durch die Benetzung mit Wasser der Brechungsindex des den Lichtwellenleiter umgebenden Mediums verändert. Diese Änderung kann zur Detektierung von Leckagen verwendet werden. Darüberhinaus kann auch eine Temperaturmessung über Lichtwellenleiter erfolgen, sodaß bei einer Änderung der gemessenen Temperatur ein Innenrohrschaden (heiß) von einem Außenrohrschaden (kalt) unterschieden werden kann.However, it is also possible to use one or more optical fibers instead of the detector cables, which are able to detect moisture ingress, since the refractive index of the medium surrounding the optical fiber changes when it is wetted with water. This change can be used to detect leaks. In addition, temperature measurements can also be taken via optical fibers, so that if the measured temperature changes, internal pipe damage (hot) can be distinguished from external pipe damage (cold).
Besteht bei dem Fernwärmeleitungsrohr entweder das Innen- oder das Außenrohr aus Metall, kann das Metallrohr zur Versorgung der aktiven Geräte mit elektrischer Energie verwendet werden.If either the inner or outer pipe of the district heating pipe is made of metal, the metal pipe can be used to supply the active devices with electrical energy.
Zusätzlich zum Lichtwellenleiter kann auch ein Stromkabel wie der Lichtwellenleiter angeordnet sein, welches die aktiven Geräte mit elektrischer Energie versorgen kann.In addition to the optical fiber, a power cable can also be arranged like the optical fiber, which can supply the active devices with electrical energy.
Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, ein sogenanntes CATV-Kabel wie den Lichtwellenleiter anzuordnen. Eine solche Konstruktion kann für Mobilfunk verwendet werden.In addition, it is possible to arrange a so-called CATV cable like the optical fiber. Such a construction can be used for mobile communications.
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| EP1179824A2 (en) * | 2000-08-11 | 2002-02-13 | Alcatel | Temperature-resistant communication cable |
| EP1179824A3 (en) * | 2000-08-11 | 2004-05-12 | Alcatel | Temperature-resistant communication cable |
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