DE3101577A1

DE3101577A1 - Method for firmly connecting optical fibres

Info

Publication number: DE3101577A1
Application number: DE19813101577
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. 3012 Langenhagen Still
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1981-01-20
Filing date: 1981-01-20
Publication date: 1982-08-26

Abstract

The invention relates to a method with which two optical fibres (4, 5) can be firmly welded to one another. Before welding, conically expanding, lens-like tongues (7) are welded onto the ends of the two optical fibres. The two tongues are then welded to one another with their free end faces (9), which are very large in relation to the end face of the optical fibres. This method substantially simplifies the process of welding. <IMAGE>

Description

Verfahren zum festen Verbinden von LichtwellenleiternMethod for firmly connecting optical fibers

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum festen Verbinden von zwei Lichtwellenleitern, bei welchem die beiden Lichtwellenleiter miteinander verschweißt werden.The invention relates to a method of fixed connection of two optical waveguides, in which the two optical waveguides are connected to each other be welded.

Lichtwellenleiter (LWL) werden in der Nachrichtentechnik als Ersatz für die bisher üblichen metallischen Leiter verwendet.Optical fibers (LWL) are used in communications engineering as a replacement used for the previously common metallic conductors.

Die für die LWL verwendeten Fasern können aus Glas oder Kunststoff bestehen. Zur Herstellung eines fertigen LWL werden einzelne Fasern in geeignete Schutzschichten eingebettet. Gegenüber den metallischen Leitern haben die LWL eine Reihe von Vorteilen. Sie sind sehr breitbandig und dämpfungsarm, so daß über einen LWL gegenüber einem Kupferleiter mehr Kanäle bei vergrößertem Verstärkerabstand übertragen werden können. Sie sind gut biegbar und haben sehr kleine Durchmesser, so daß der Kabelquerschnitt verringert werden kann. Ferner treten keine Beeinflussungen durch äußere elektrische und magnetische Störfelder auf. Der Grundstoff zur Herstellung der LWL ist in ausreichender Menge auf der ganzen Erde vorhanden.The fibers used for the fiber optic cables can be made of glass or plastic exist. To produce a finished fiber optic cable, individual fibers are converted into suitable ones Protective layers embedded. Compared to the metallic conductors, the fiber optic cables have one Number of advantages. They are very broadband and low attenuation, so that over one In comparison to a copper conductor, fiber optic cables have more channels with a larger amplifier spacing can be transferred. They are easy to bend and have very small diameters, so that the cable cross-section can be reduced. Furthermore, there are no influences by external electrical and magnetic interference fields on. The basic material for the production of the fiber optic cable is available in sufficient quantities all over the world.

Für Übertragungszwecke in der Nachrichtentechnik werden die LWL einzeln oder zu mehreren in Kabeln verarbeitet. Zur Herstellung einer kompletten Übertragungsstrecke werden mehrere solcher Kabel miteinander verbunden, wobei jeweils die einzelnen LWL durchverbunden werden müssen. Um möglichst verlustarmeVerbindungsstellen zwischen den jeweiligen LWL zu erreichen, müssen diese Verbindungsstellen mit großer Sorgfalt einwandfrei hergestellt werden.For transmission purposes in communications engineering, the fiber-optic cables are used individually or processed into several in cables. To create a complete transmission line several such cables are connected to one another, each with the individual LWL must be connected through. In order to achieve the lowest possible loss of connection points between To reach the respective fiber optic cable, these connection points must be met with great care can be made flawlessly.

Für die Durchverbindung der einzelnen LWL wird bisher so vorgegangen, daß die Enden der beiden zu verbindenden LWL möglichst plan abgeschnitten und dann stirnseitig aneinander gehalten und in dieser Position miteinander verschweißt werden. Die fertiggestellte Verbindungsstelle wird dann mittels Licht überprüft, das von einem Ende her in den LWL eingespeist und am anderen Ende empfangen wird. Die Person, die die Verbindungsstelle herstellt, steht mit einer anderen Person am "Empfangsende" des Kabels in Verbindung und erhält von dieser zweiten Person Nachricht , ob die Verbindungsstelle den gestellten Anforderungen genügt. Wenn dies nicht der Fall ist, muß die Verbindungsstelle wieder aufgebrochen und neu fertiggestellt werden. Die Herstellung einer solchen Verbindungsstelle ist schon deshalb relativ schwierig, weil die zu verbindenden LWL sehr kleine Durchmesser von beispielsweise 125 lum haben. Schon ein geringer Versatz der beiden LWL in der Verbindungsstelle ist daher schädlich, zumal der lichtführende Kern nur einen Durchmesser von beispielsweise 50 Mm hat.For the through connection of the individual fiber optic cables, the procedure has so far been that the ends of the two fiber-optic cables to be connected are cut off as flat as possible and then be held together at the front and welded to one another in this position. The completed joint is then checked by means of a light emitted by fed into the fiber optic cable from one end and received at the other end. The person, who establishes the connection point stands with another person at the "receiving end" of the cable and receives a message from this second person whether the The connection point meets the requirements. If it doesn't is, the connection point must be broken open again and completed again. The production of such a connection point is therefore relatively difficult, because the fiber-optic cables to be connected have very small diameters of 125 lum, for example to have. Even a slight misalignment of the two fiber-optic cables in the connection point is therefore harmful, especially since the light-guiding core only has a diameter of, for example Has 50mm.

Die Handhabung der LWL muß außerdem sehr behutsam erfolgen, da sie gegen Knicken und auch gegen Zugbeanspruchungen sehr empfindlich sind. Die ganzen Arbeiten werden noch besonders dadurch erschwert, daß die Verbindungsstelle der Kabel in der Regel in einem relativ engen und schlecht belichteten Schacht liegt. Die Überwachung mit einem Mikroskop wird dadurch behindert.The handling of the fiber optic cable must also be done very carefully, as it are very sensitive to kinking and also to tensile stresses. The whole Work is made even more difficult by the fact that the junction of the Cable usually lies in a relatively narrow and poorly exposed duct. This hinders monitoring with a microscope.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum einwandfreien Durchverbinden von LWL anzugeben, das besonders einfach durchführbar ist, wobei aber trotzdem ein einwandfreier und verlustarmer Durchgang für das Licht durch die Verbindungsstelle gewährleistet sein soll.The invention is based on the object of a method for correct Specify through-connection of fiber optic cables, which is particularly easy to carry out, with but still a flawless and low-loss passage for the light through the Connection point should be guaranteed.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an das Ende jedes Lichtwellenleiters zunächst ein sich konisch erweiternder, linsenartiger Ansatz angeschweißt wird, dessen eines Ende die gleichen Abmessungen wie die Lichtwellenleiter hat, während das gegenüberliegende, erweiterte Ende eine plane Stirnfläche aufweist, und daß anschließend die beiden Ansätze bis zur gegenseitigen Berührung an ihren Stirnflächen zusammengeführt und in dieser Position miteinander verschweißt werden.In a method, this task is as described at the beginning Kind according to the invention solved in that at the end of each optical waveguide first a conically widening, lens-like approach is welded on, one end of which has the same dimensions as the optical waveguide, while the opposite, widened end has a flat end face, and that then the two approaches until they touch each other at their end faces be brought together and welded together in this position.

Die für das Verfahren nach der Erfindung einzusetzenden linsenartigen Ansätze können im Wege der Vorfertigung in einer geeigneten Fertigungsstätte mit großer Präzision hergestellt werden. Das Anschweißen dieser Ansätze an die Enden der einzelnen LWL kann optisch überwacht werden, wobei diese Überwachung von der Person selbst durchgeführt werden kann, die die Verbindung herstellen soll. Es braucht dazu nur vom fernen Ende Licht in die LWL eingespeist zu werden, das auf der großen, planen Stirnfläche der Ansätze empfangen werden kann und die Möglichkeit bietet, diese Ansätze sehr genau an die einzelnen LWL anzuschweißen. Nach dem Anschweißen der Ansätze an beiden zu verbindenden LWL können diese beiden Ansätze selbst an ihren Stirnflächen miteinander verschweißt werden. Dieses Verschweißen ist dann sehr einfach, da die als Präsisionsteile ausgeführten Ansätze leicht zusammengeführt werden können und so große Stirnflächen aufweisen, daß das Verschweißen wesentlich vereinfacht wird. Wegen dieser großen Stirnflächen kann auch ein geringer Versatz der beiden Ansätze gegeneinander zugelassen werden, da immer noch genügend Licht durch die linsenartigen Ansätze hindurchtritt, ohne daß die Verbindungsstelle eine zu hohe Dämpfung aufweist.The lens-like to be used for the method according to the invention Approaches can be carried out using prefabrication in a suitable manufacturing facility can be manufactured with great precision. Welding these lugs to the ends the individual fiber optics can be monitored optically, this monitoring from the Person who is to establish the connection. It takes to only be fed light into the fiber optic cable from the far end, which is on the large, flat face of the approaches can be received and offers the possibility to weld these approaches very precisely to the individual fiber-optic cables. After welding of the approaches to the two fiber-optic cables to be connected, these two approaches themselves can be applied their end faces are welded together. This welding is then very simple, as the approaches, which are designed as precision parts, are easily merged can be and have such large end faces that the welding is essential is simplified. Because of these large end faces, a slight offset can also be used the two approaches can be allowed against each other, as there is still enough light passes through the lens-like approaches without the junction a has too much damping.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß sowohl das Anschweißen der Ansätze an die einzelnen LWL als auch das Verschweißen der Ansätze untereinander automatisiert werden können. Es kann hierzu beispielsweise eine Halterung eingesetzt werden, in der eine der Anzahl der LWL entsprechende Anzahl von Ansätzen aufgenommen werden kann, an welche die einzelnen LWL dann automatisch angeschweißt werden.A particular advantage of the method according to the invention is therein to see that both the welding of the approaches to the individual fiber optics and the Welding the approaches to each other can be automated. It can do this For example, a bracket can be used in which one of the number the LWL corresponding number of approaches can be added to which the individual LWL can then be welded on automatically.

Das Verfahren nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert.The method according to the invention is based on the drawings, for example explained.

Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Verbindungstelle zwischen zwei Kabeln mit LWL.They show: FIG. 1 schematically a connection point between two Cables with fiber optic.

Fig. 2 einen LWL und einen Ansatz vor ihrer Verbindung.Fig. 2 shows a fiber optic cable and an approach prior to their connection.

Fig. 3 eine Verbindungsstelle zwischen zwei LWL.3 shows a connection point between two fiber-optic cables.

In Fig. 1 ist durch die gestrichelte Linie ein Schacht 1 angedeutet, der beispielsweise im Bereich eines Bürgersteiges im Erdboden eingelassen ist. In diesen Schacht 1 münden zwei Nachrichtenkabel 2 und 3, die mit LWL 4 bzw. 5 ausgerüstet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist jedes der Kabel 2 und 3 sechs LWL auf. Diese LWL müssen innerhalb des Schachtes 1 so miteinander verbunden werden, daß sich eine möglichst verlustarme Verbindungsstelle ergibt. Für die Durchverbindung werden die einzelnen LWL durch Verschweißen fest miteinander verbunden.In Fig. 1, a shaft 1 is indicated by the dashed line, which is embedded in the ground in the area of a sidewalk, for example. In Two communication cables 2 and 3, which are equipped with fiber optic cables 4 and 5, lead into this shaft 1 are. In the exemplary embodiment shown, each of the cables 2 and 3 has six fiber-optic cables on. These fiber-optic cables must be connected to one another within shaft 1 in such a way that that the result is a connection point with as little loss as possible. For the through connection the individual fiber-optic cables are firmly connected to one another by welding.

Das Verfahren zum festen Durchverbinden der einzelnen LWL wird an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert: Aus Fig. 2 ist das Ende eines LWL 4 zu ersehen, dessen Stirnseite 6 durch ein entsprechendes Schneidwerkzweug völlig plan gemacht ist. An diese Stirnseite des LWL 4 soll ein sich konisch erweiternder, linsenartiger Ansatz 7 angeschweißt werden. Hierzu hat das eine Ende dieses Ansatzes eine Stirnfläche 8, die exakt die gleichen Abmessungen wie die Stirnfläche 6 des LWL 4 hat, während das andere Ende stark erweitert ist und eine plane, ebene Stirnfläche 9 aufweist. Für die Verbindung von LWL 4 und Ansatz 7 werden diese beiden Teile zusammengeführt, so daß ihre Stirnflächen 6 und 8 aneinanderliegen. In dieser Position werden sie miteinander verschweißt.The procedure for firmly connecting the individual fiber-optic cables is on Hand of Fig. 2 and 3 explained: From Fig. 2, the end of a fiber optic cable 4 can be seen, its end face 6 made completely flat by a corresponding cutting device is. A conically widening, lens-like one is to be attached to this end face of the LWL 4 Approach 7 to be welded. For this purpose, one end of this approach has an end face 8, which has exactly the same dimensions as the end face 6 of the LWL 4, while the other end is greatly expanded and has a planar, flat end face 9. For the connection of fiber optic cable 4 and approach 7, these two parts are brought together, so that their end faces 6 and 8 lie against one another. In this position they will welded together.

Bei dem Aneinanderführen von LWL 4 und Ansatz 7 kann eine optische Überwachung durchgeführt werden, die darin besteht, daß Licht vom fernen Ende her in den LWL eingespeist wird, das mit einem geeigneten Empfangsgerät an der Stirnfläche 9 des Ansatzes 7 empfangen werden kann. Wenn hier ein Lichtmaximum empfangen wird, dann ist der Ansatz 7 versatzfrei an den LWL 4 herangeführt und kann in dieser Position verschweißt werden.When LWL 4 and approach 7 are brought together, an optical Monitoring can be carried out, which consists in letting light come from the far end is fed into the fiber optic cable with a suitable receiver on the front face 9 of the approach 7 can be received. If a light maximum is received here, Then the approach 7 is brought up to the fiber optic 4 without offset and can be in this position be welded.

Die Kontrolle kann von der Person durchgeführt werden, die auch das Verschweißen von LWL 4 und Ansatz 7 durchführt, so daß zusätzliche Personen für die Durchverbindung nicht mehr erforderlich sind. Auf diese Weise werden sämtliche LWL 4 des Kabels 2 und auch die LWL 5 des Kabels 3 mit linsenartigen Ansätzen 7 ausgerüstet.The control can be carried out by the person who also does the Welding of LWL 4 and approach 7 carries out, so that additional people for the through connection is no longer required. In this way, all of them become LWL 4 of the cable 2 and also the LWL 5 of the cable 3 with lens-like extensions 7 equipped.

Nachdem alle LWL 4 und 5 mit Ansätzen 7 versehen sind, werden die jeweils zueinander gehörenden LWL miteinander verbunden.After all LWL 4 and 5 are provided with approaches 7, the associated fiber-optic cables are connected to one another.

Eine solche Verbindungsstelle geht aus Fig. 3 hervor. Die beiden LWL 4 und 5 haben jweils einen Ansatz 7 erhalten. Diese beiden Ansätze werden mit ihren planen Stirn-flächen 9 aneinander gelegt und in dieser Position miteinander verschweißt, so daß sich eine Schweißstelle 10 ergibt. Da die Abmessungen der Ansätze 7 in diesem Bereich wesentlich größer als die Abmessungen der LWL sind, wird das Verbinden bereits vereinfacht. Es ergibt sich jedoch noch der Vorteil, daß infolge der linsenförmigen Erweiterung sogar ein geringer Versatz der beiden Ansätze 7 gegeneinander vorliegen kann, ohne daß die Übertragungsqualität in der Verbindungsstelle wesentlich beeinträchtigt wird.Such a connection point is shown in FIG. 3. The two fiber optics 4 and 5 each received an approach 7. These two approaches work with their flat end faces 9 placed against one another and welded to one another in this position, so that a weld 10 results. Since the dimensions of the approaches 7 in this Area is much larger than the dimensions of the fiber optic cable, the connection is already done simplified. However, there is still the advantage that as a result of the lenticular Extension even a slight offset of the two approaches 7 against each other can without significantly impairing the transmission quality at the connection point will.

Um das Verfahren nach der Erfindung zu automatisieren, ist es möglich, in einer geeigneten Halterung zunächst sechs Ansätze 7 aufzunehmen und anschließend die LWL 4 in diese Halterung einzuführen. Nach entsprechender Ausrichtung durch optische Überwachung können die sechs LWL 4 dann an die Ansätze 7 automatisch angeschweißt werden. Auf gleiche Weise kann, ebenfalls im automatischen Verfahren, für die LWL 5 des Kabels 3 vorgegangen werden.In order to automate the method according to the invention, it is possible to in a suitable holder first to include six approaches 7 and then insert the fiber optic cable 4 into this holder. After appropriate alignment The six fiber-optic cables 4 can then automatically be welded to the lugs 7 for optical monitoring will. In the same way, also in the automatic process, for the fiber optic 5 of the cable 3 must be proceeded.

Nach dem Abnehmen der Halterung können dann die so bestückten Enden der LWL 4 und 5 in eine andere Vorrichtung eingesetzt und ebenfalls automatisch verschweißt werden.After removing the bracket, the ends fitted in this way can then the LWL 4 and 5 inserted into another device and also automatically be welded.

Das Verfahren nach der Erfindung kann noch dadurch vereinfacht werden, daß jeweils ein Ende eines Kabels 2 oder 3 schon im Werk für die Durchverbindung so vorbereitet wird, daß die LWL schon dort mit den Ansätzen 7 bestückt werden. Beim Transport und bei der Verlegung der Kabel müssen diese Enden dann besonders geschützt werden. Wenn die Kabel nicht in zu enge Kanäle eingezogen werden müssen und wenn die benötigte Kabellänge bekannt ist, können theoretisch auch beide Kabelenden schon im Herstellerwerk mit Ansätzen 7 ausgerüstet werden.The method according to the invention can be simplified by that each end of a cable 2 or 3 is already in the factory for the through connection it is prepared in such a way that the fiber-optic cables are already equipped with the approaches 7 there. When transporting and laying the cables, these ends must then be special to be protected. When the cables do not have to be pulled into channels that are too narrow and if the required cable length is known, both ends of the cable can theoretically be used can be equipped with approaches 7 at the manufacturing plant.

Die vorangehende Schilderung bezieht sich auf Kabel mit sechs LWL 4 bzw. 5. Selbstverständlich ist die Anzahl der LWL beliebig. Das Verfahren ist auch dann von Vorteil, wenn nur ein einziger LWL durchverbunden werden soll.The above description refers to cables with six fiber optic cables 4 or 5. Of course, the number of fiber-optic cables is arbitrary. The procedure is This is also an advantage if only a single fiber-optic cable is to be connected through.

Claims

Claims 1. A method for firmly connecting two optical waveguides, in which the two optical waveguides are welded together, thereby characterized in that at the end of each optical waveguide (4, 5) initially one itself conically widening, lens-like approach (7) is welded, one end of which has the same dimensions as the optical fiber, while the opposite, extended end has a flat end face (9), and that then the two Approaches brought together until mutual contact at their end faces and are welded together in this position.

2. The method according to claim 1, characterized in that the approaches (7) under surveillance with light emitted from the far end into the optical fiber (4, 5) is fed in, be welded on.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Approaches (7) with a machine that can be equipped with a larger number of approaches is to be welded to the optical waveguides (4, 5).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the approaches (7) are welded together by means of an automatic machine.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that at least one end of the cable is already lens-like in the factory (7) to be welded to the optical waveguides (4, 5).