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Optisches Ubertragungselement, insbesondere Licht-
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wellenleiterkabel Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Ubertragungselement,
insbesondere Lichtwellenleiterkabel, bei dem im Kabelinneren mindestens ein faserförmiger,
mit einer Schutzschicht versehener Lichtwellenleiter angeordnet und mindestens eine
aus Fasern bestehende Bespinnung vorgesehen ist.
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Eine gepolsterte Faser mit ausgehärteter Hülle aus mechanischen Glasfasern
und Epoxydharz ist bekannt. Dieses Element ist noch relativ leich anzuzapfen, wenngleich
es mechanisch stabil und biegefest ist.
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Lichtwellenleiter sind zwar wesentlich abhörsicherer als elektrische
Ubertragungswege; sie können jedoch mit geeigneten Mitteln immer noch angezapft
werden, solange sie ohne größere Umstände zugänglich sind. Beispielsweise besteht
die Möglichkeit, scharfe örtliche Biegungen des Lichtwellenleiters zum Erzeugen
von Leckwellen zu benutzen und über diese Nachrichten aus dem Lichtwellenleiter
auszukoppela. Weiterhin kann u.U. durch Abschleifen oder Abätzen der optisch wirksamen
äußeren Schutzschicht des Lichtwellenleiters ein Zugang zu den im Inneren vorhandenen
Lichtsignalen geschaffen werden.
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Der vorliegenden Erfindung, welche sich auf ein optisches Ubertragungselement
der eingangs genannten Art bezieht, liegt die Aufgabe zugrunde, die Zugänglichkeit
zu
dem Lichtwellenleiter so weit zu erschweren, daß bereits bei einem Versuch der Anzapfung
eine Zerstörung des eigentlichen Ubertragungsweges auftritt und eine Signalisierung
eines derartigen Zapfversuches zustande kommt. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe
dadurch gelöst, daß auf der Schutzschicht unmittelbar die aus optischen Fasern bestehende,
und mit einem Bindemittel getränkte Bespinnung aufgebracht ist, daß die Bespinnung
von einer Schutzhülle zusammengehalten ist und daß auf der Schutzhülle mindestens
eine weitere aus zugfesten Fasern bestehende, mit einem Bindemittel getränkte Bespinnung
angebracht ist.
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Infolge der mit einem Bindemittel, insbesondere einem härtenden Harz
versehenen (ersten) Bespinnung, welche praktisch unmittelbar auf der Schutzschicht
des Lichtwellenleiters aufliegt, ist es kaum möglich, mit mechanischen Mitteln an
den Lichtwellenleiter heranzukommen, ohne die erste Bespinnung aus optischen Fasern
zu stören oder zu zerstören. Insbesondere bringt jede schärfere Knickuag, jedes
Anätzen oder Anschleifen die Störung oder Zerstörung eines der äußeren Lichtwellenleiter
mit sich und es wird damit sofort angezeigt, daß ein Versuch einer Anzapfung vorgenommen
worden ist.
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Dies kann vorteilhaft noch dadurch gefördert werden, daß die aufgesponnenen
optischen Fasern so gewählt sind, daß sie von Ätzmitteln licht angegriffen werden,
z.B. also nur eine dünne optische Mantelschicht besitzen.
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Durch die auf die erste Bespinnung folgende Schutzhülle wird sichergestellt,
daß die im Inneren befindliche erste Bespinnung vor ungewollter Beschädigung geschützt
wird und außerdem zuverlässig und sicher aushärten kann, wobei durch die mindestens
eine aufgebrachte äußere zweite Bespinnung das Kabel weiterhin versteift und dadurch
nochmals gegen mechanische Manipulation
geschützt ist.
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Die Bespinnung besteht zweckmäßig aus optischen G)asfasern, die mit
entsprechender Schlaglänge auf die Schutzschicht der zentralen optischen Faser aufgebracht
werden. Als Bindemittel wird vorteilhaft ein Epoxydharz verwendet.
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Es ist zweckmäßig, alle etwaigen weiteren Bespinnungen ebenfalls mit
einer Schutzhülle zu umgeben und dadurch deren eigenen Schutz sowie das ungestörte
Aushärten des Bindemittels sicherzustellen. Auf diese Weise kann das gesamte Produkt
in einem Arbeitsgang hergestellt werden.
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Wenn die jeweils äußerste Schutzhülle hinreichend dick ausgebildet
ist , so ken.n sie als Kabelnantel verwendet werden und die so aufgebaute Anordnung
stellt bereits ein fertiges Kabel dar Es ist aber auch möglich, außen einen zusätzlichen
Mantel aus z3. PUR oder PA auf zu bringen und erst die so gestaltete Gesemtanordnung
als Kabel zu verwenden.
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Ohne einen derartigen Mantel kann das so gebildete optische Übertragungselement
z3 als Grundbaustein für die Verseilung mit weiteren analog aufgebauten Übertragungselementen
(Verseilelementen) für ein mehr adriges optisches Kabel herangezogen werden.
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Bei der Erfindung ist das Entfernen des etwaigen Außenmantels, weiterer
Schutzschichten, der Überwachungsfasern und der unmittelbar auf der Lichtwellenleiterfaser
aufsitzenden Polsterschicht über eine hinreichend lange Strecke von z.B. einigen
cm ohne Bruch nur noch mit sehr speziellen Einrichtungen und großen Arbeitsaufwand
möglich und damit sehr zeitaufwendig. Bereits
dadurch ist ein weitgehender
Schutz des Lichtwellenleiterkabels gegen unbefugtes Anzapfen gewährleistet.
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Wird das beschriebene Element als zentrales StUtzelement in einem
normalen Lichtwellenleiterkabel benutzt, ist das Entdecken seiner überwachten optischen
Funktion bereits fraglich.
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Im einfachsten Fall kann an der Beschädigungsstelle eindringendes
Fremdlicht an den Kabelenden registriert werden. Hierzu sind lediglich breitbandige
Empfangsdioden nötig (z.B. Siliziumdioden), die den sichtbaren Bereich bis ins Infrarote
hinein überbrücken. Auch der eigentliche Ubertragungsweg kann auf Fremdlichteinfall
überwacht werden.
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Werden als weiteres Beispiel zwei solche Elemente mit zwei normalen
Lichtwellenleiteradern verseilt, so ist nicht nur die Feststellung schwierig, ob
die Stützelemeute überhaupt Lichtwellenleiter enthalten, sondern beim Versuch, solche
Elemente abzusetzen oder anzuschleifen wird außerdem die Verseilbiegung mit hoher
Wahrscheinlichkeit für die Brüche an der Beschädigungsstelle sorgen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert,
in der ein optisches Ubertragungselement nach der Erfindung im Querschnitt dargestellt
ist.
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In der Mitte der Anordnung ist ein faserförmiger, Lichtwellenleiter
LW vorgesehen, der an seiner Außenfläche mit einer Schutzschicht (Polsterschicht)
PO versehen ist. Diese Polsterschicht kann zweckmäßig ausGummi mit extrem geringem
E-Modul, z.B. Silikongummi bestehen.
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Unmittelbar auf der Polsterschicht PO und mechanisch fest mit dieser
verbunden ist eine erste Bespinnung GEI aufgebracht und zwar in Form von dünnen
optischen
Glasfasern. Diese Glasfasern werden in ein Bindemittel,
insbesondere Epoxydharz getaucht und anschließend fest auf die Posterschicht PO
aufgesponnen. Nach dem Aushärten ergibt das aus der Glasfaser LW, der Polsterschicht
PO und der ersten, nach dem Aushärten versteiften Bespinnung GE1 gebildete optische
Ubertragungselement ein relativ steifes Gebilde, welches bei einer stärkeren Knickbeanspruchung
zum Brechen neigt. Weiterhin ist auf der Bespinnung GEI eine Schutzhülle SH aufgebracht,
die zweckmäßig aus einem elastischen Polymer, insbesondere Silikongummi, PUR oder
elastischem PA besteht. Diese Schutzhülle SH hat u.a. den Zweck, ein zuverlässiges
Aushärten des Härtungsmittels zu gewährleisten, mit dem die Bespinnung GE1 getränkt
ist. Sie wirkt auch als eine gewisse weitere Polsterschicht für den Lichtwellenleiter
LW.
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Unmittelbar auf dieser Schutzhülle SH ist eine zweite Bespinnung GE2
aufgebracht, die in gleicher Weise aufgebaut und getränkt ist wie die erste Bespinnung
GE1.
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Es können, wie hier nicht näher dargestellt, in analoger Weise noch
weitere derartige steife Bespinnungs-Schichten aufgebracht werden, wobei diese zweckmäßig
ebenfalls untereinander durch entsprechende Schutzhüllen SH getrennt sind, um ein
zuverlässiges Aushärten zu gewährleisten.
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Sofern das dargestellte optische Ubertragungselement für die Verseilung
mit anderen, gleich oder ähnlich aufgebauten Ubertragungselementen vorgesehen ist,
werden mehrere derartige Grundelemente zu entsprechenden Anordnungen verseilt oder
gebündelt und so zu einem Kabel zusammengefaßt. Bei einfaserigen Kabeln genügt es
dagegen, auf die äußerste Bespinnung GE2 einen Mantel MA in bekannter Weise aufzuspritzen
und dadurch ein fertiges Lichtwellenleiterkabel zu erhalten.
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Für die Abmessung der verschiedenen Schichten können die nachfolgenden
Angaben als Anhaltspunkte dienen: Zentraler LW 607125 um # (beliebige opt.Qualität)
Polster PO 375 n IT (Silikongummi) Uberw. -Schicht GEI 625 " " (hohe num. Apertur
0,4 Stufenfasern z.B.
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100/125 /um, evtl. aus Bleigläsern o.ä.) Schutzhülle SH 1000 " "
(PU-Gummi) Glas-Epoxy-Mantel GE2 1600 " " (E=30000 N/mm²) Außenmantel MA 2500 "
" (z.B. Polyamidelastomer) Für die erste Bespinnung GE1 wird vorteilhaft eine optische
Faser mit Stufenprofil, hoher numerischer Apertur und dünnem optischen Mantel verwendet.
Dadurch lassen sich bereits Versuche einer Anzapfung durch in die Überwachungs-Fasern
GE1 eindringendes Licht oder durch Störungen der ttbertragungseigenschaften schnell
und einfach feststellen. Besonders wirkungsvoll ist die Verwendung von leicht abätzbarem
Glas für die Bespinnung GEI.
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Wenn die erste Bespinnung GE1 den Lichtwellenleiter LW (im Querschnitt
gesehen) in einem im wesentlichen geschlossenen Ring (wie dargestellt) umgibt, dann
ist ein Zutritt zur Kernfaser LW ohne Zerstörung mindestens einer der Uberwachungsfasern
von GE1 nicht möglich.
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1 Figur 9 Patentansprüche