DE3319370A1

DE3319370A1 - Optical aerial cable having a tubular support element

Info

Publication number: DE3319370A1
Application number: DE19833319370
Authority: DE
Inventors: Ernst Ing.(Grad.) 8130 Starnberg Mayr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-05-27
Filing date: 1983-05-27
Publication date: 1984-11-29

Abstract

The tubular support element (TR) contains tension-proof fibres inserted into a resin filling. The optical fibres (LW1, LW2) are accommodated with excess length in a filler (FB) which is designed to be so soft that it remains possible for the optical fibres to be spatially displaced in the radial direction. The filler (FB) containing the optical fibres (LW1, LW2) is surrounded by a tubular covering (UB) on which the tubular support element (TR) rests directly. <IMAGE>

Description

Optisches Luftkabel mit einem rohrförmigen TragelementOptical aerial cable with a tubular support element

Die Erfindung bezieht sich auf ein optischesLuftkabel mit einem rohrförmigen Tragelement, das von einem Außenmantel umschlossen ist und im Inneren mindestens einen Lichtwellenleiter enthält.The invention relates to an optical aerial cable having a tubular shape Support element that is enclosed by an outer jacket and inside at least contains an optical fiber.

Ein optisches Luftkabel dieser Art ist aus der DE-OS 31 12 422 bekannt. Dort sind die Lichtwellenleiter zusammen mit Blindadern von einer aufgewickelten Folie fest umschlossen, so daß Dehnungen des armierten Kabelmantels zumindest in gewissem Umfang mit auf die im Bereich der Kabelseele liegenden Lichtwellenleiteradern übertragen werden. Dabei ist nicht auszuschließen, daß die Lichtwellenleiter einer unzulässigen mechanischen Dehnung unterworfen werden.An optical aerial cable of this type is known from DE-OS 31 12 422. There the fiber optic cables are coiled up together with dummy wires from one Foil tightly enclosed, so that expansion of the armored cable jacket at least in to a certain extent with the fiber optic wires lying in the area of the cable core be transmitted. It cannot be ruled out that the optical waveguides are a be subjected to impermissible mechanical expansion.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Luftkabel der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Möglichkeit einer mechanischen Beanspruchung der faserförmigen optischen Lichtwellenleiter stark verringert wird. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Tragelement in eine Harzfüllung eingebrachte, zugfeste Fasern enthält, daß die Lichtwellenleiter mit Uberlänge in einer FUllmasse untergebracht sind, die so weich ausgebildet ist, daß die räumliche Verlagerung der Liahtwellenleiter in radialer Richtung möglich bleibt, daß die die Lichtwellenleiter enthaltende Füllmasse von einer rohrförmigen Umhüllung umschlossen ist, auf der das rohrförmige Tragelement aufliegt und daß der Durchmesser der rohrförmigen Umhüllung wesentlich größer gewählt ist als eine die Lichtwellenleiter einschließende gedachte Linie.The present invention is based on the object of an optical To develop aerial cables of the type mentioned so that the possibility of a mechanical stress on the fiber-shaped optical light waveguide is greatly reduced will. According to the invention this is achieved in that the support element in a Resin filling contains, tensile strength fibers that the optical waveguide with Excessive length are housed in a filling compound which is so soft that the spatial displacement of the Liaht waveguide in the radial direction remains possible, that the filling compound containing the optical waveguide of a tubular Enclosure is enclosed on which the tubular support element rests and that the diameter of the tubular casing is chosen to be significantly larger than one the imaginary line enclosing the optical waveguide.

Die zugfesten, in einer Harzfüllung eingebrachten Fasern des rohrförmigen Tragelementes ergeben bereits einen Aufbau, der eine unzulässig starke Dehnung des optischen Luftkabels z.B. bei Wind- und/oder Eislast von Haus aus weitgehend verringert. Da die Füllmasse so gewählt ist, daß eine räumliche Verlagerung der Lichtwellenleiter in radialer Richtung möglich bleibt und außerdem der Durchmesser der rohrförmigen, die Füllmasse enthaltende Umhüllung wesentlich größer gewählt ist, als eine die Lichtwellenleiter einschließende gedachte Umfassungslinie, können sich die Lichtwellenleiter im Verlegungs-bzw. im Betriebszustand in eine Position begeben, in der sie praktisch kräftefrei gegenüber den jeweiligen äußeren Beanspruchungen verlaufen. Somit ist sowohl ein besonders effektiver äußerer Schutz in Form des zugfeste Elemente enthaltenden rohrförmigen Tragelementes als auch für die restliche noch verbleibende Längenänderung eine Ausweichmöglichkeit der Lichtwellenleiter gewährleistet, so daß ein Gesamtaufbau entsteht, der einen besonders günstigen und wirkungsvollen Schutz der Lichtwellenleiter gewährleistet.The high-tensile fibers of the tubular, embedded in a resin filling Support element already result in a structure that causes an unacceptably strong expansion of the optical aerial cable, e.g. in the event of wind and / or ice load, is largely reduced. Since the filling compound is chosen so that a spatial displacement of the optical waveguide remains possible in the radial direction and also the diameter of the tubular, the casing containing the filler is chosen to be much larger than one of the The imaginary line enclosing the optical waveguide can be the optical waveguide in the laying or. put in the operating state in a position in which it is practical run force-free against the respective external loads. So is both a particularly effective external protection in the form of the tensile elements containing tubular support element as well as for the rest of the remaining change in length an alternative option for the optical waveguide is guaranteed, so that an overall structure which is a particularly cheap and effective protection of the fiber optic cables guaranteed.

Für die Füllmasse werden zweckmäßig Stoffe verwendet, die thixotropierende Eigenschaften aufweisen. Derartige Substanzen verhalten sich im Bereich von Scher- oder Biegebeanspruchungen nahezu wie Flüssigkeiten und lassen somit eine Verlagerung der Lichtwellenleiter in eine mechanisch spannungsfreie Zone ohne große Schwierigkeiten zu. Nach Wegfall der Biege- oder Scherspannung verfestigen sich diese Substanzen wieder, so daß die Lichtwellenleiter in der eingenommenen Lage fixiert bleiben, die einem von mechanischen Spannungen freien Zustand entspricht.For the filling compound, substances are expediently used that have thixotropic properties Have properties. Such substances behave in the range of shear or bending loads almost like liquids and thus allow a shift the optical fiber into a mechanically stress-free zone without great difficulty to. After the bending or shear stress has ceased, these substances solidify again so that the Optical fiber fixed in the assumed position remain, which corresponds to a state free of mechanical stresses.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wiedergegeben.Other developments of the invention are given in the subclaims.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its developments are explained below with reference to Drawings explained in more detail.

Es zeigen Fig. 1 im Querschnitt in vergrößerter Darstellung den Aufbau eines optischen Luftkabels nach der Erfindung und Fig. 2 den Aufbau des erfindungsgemäß aufgebauten optischen Luftkabels in Seitenansicht.1 shows the structure in cross section in an enlarged representation an optical aerial cable according to the invention and FIG. 2 shows the structure of the according to the invention constructed optical aerial cable in side view.

Bei dem etwa im Maßstab 10:1 gezeichneten Kabel nach Fig. 1 ist der aus einem witterungsbeständigen Kunststoff (insbesondere Polyäthylen-oder Polypropylen-Mischung) bestehende Außenmantel mit AM bezeichnet.In the approximately 10: 1 drawn cable according to FIG. 1 is the made of a weather-resistant plastic (especially a polyethylene or polypropylene mixture) existing outer sheath designated with AM.

Nach innen zu folgt auf den Außenmantel AM ein elastisch biegbares Tragrohr TR, welches in eine Harzfüllung eingebrachte zugfeste Fasern enthält. Beispielsweise können die faserförmigen zugfesten Elemente aus einer Mischung von Glas- und Aramidgarnen bestehen, die in einer Harzmischung eingebettet bzw.Towards the inside, the outer jacket AM is followed by an elastically bendable one Support tube TR, which contains tensile fibers inserted into a resin filling. For example the fibrous tensile strength elements can be made from a mixture of glass and aramid yarns that are embedded or embedded in a resin mixture

mit dieser vergossen sind. Dabei hat sich ein Gewichtsverhältnis von etwa 45 : 15 : 40 für die Elemente Glasfaser : Aramidfaser : Harzmischung als zweckmäßig erwiesen. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, um ein Kriechen der Aramidfasern zu vermeiden, diese in vorgerecktem Zustand in die Harzmischung einzubetten.are shed with this. A weight ratio of about 45:15:40 for the elements glass fiber: aramid fiber: resin mixture as appropriate proven. In some cases it can be useful to prevent creep of the aramid fibers to avoid embedding these in the pre-stretched state in the resin mixture.

Um ein Gleiten des Außenmantels AM gegenüber dem rohrförmigen Tragelement TR zu vermeiden und damit den Außenmantel AM mit in die Tragkonstruktion einzubeziehen, ist eine das Tragelement TR festumschlingende Wendel WE: vorgesehen, die vorzugsweise aus Aramidgarn bestehen kann.To allow the outer jacket AM to slide with respect to the tubular support element Avoid TR and thus the Outer jacket AM with in the supporting structure to be included, a helix WE: firmly wrapped around the supporting element TR is provided, which can preferably consist of aramid yarn.

Die Kabelseele des optischen Luftkabels besteht aus einer elastischen Umhüllung UB, welche rohrförmig ausgebildet ist und die in ihrem Inneren enthaltende Füllmasse FB sowie die Lichtwellenleiter LW1 und LW2 dicht umschließt. Im vorliegenden Beispiel sind nur zwei Lichtwellenleiteradern dargestellt; in der Praxis können bis zu zehn oder zwölf derartige Lichtwellenleiteradern in der Kabelseele untergebracht sein. Zum Schutz der Lichtwellenleiterfasern können polsternde Beschichtungen aufgebracht werden, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit L31 und LB2 bezeichnet sind. Die Füllmasse FB ist so auszubilden, daß sie bei Betriebstemperatur nicht aus dem Kabel herausläuft, d.h. ausreichend zähflüssig ausgestaltet ist. Sie sollte aber andererseits so weich sein, daß sie eine seitliche Verlagerung der Lichtwellenleiter LW1, LW2 bei einer Biegung oder sonstigen Beanspruchung des optischen Luftkabels zuläßt. Hierfür sind besonders Substanzen mit Thixotropierungsmitteln geeignet, weil diese bei entsprechenden Scher- oder Biegebeanspruchungen praktisch kurzfristig in flüssigen Zustand übergehen und dadurch eine Verlagerung der Lichtwellenleiter in den neutralen Bereich ermöglichen, so daß diese spannungsfrei und damit dehnungsfrei verlaufen.The cable core of the optical aerial cable consists of an elastic one Enclosure UB, which is tubular and contains in its interior Filling compound FB and the optical waveguides LW1 and LW2 tightly encloses. In the present As an example, only two optical fiber cores are shown; in practice you can up to ten or twelve such optical fiber cores housed in the cable core be. Cushioning coatings can be applied to protect the optical waveguide fibers which are designated in the present exemplary embodiment with L31 and LB2. The filling compound FB is to be designed in such a way that it does not come out of the Cable runs out, i.e. is made sufficiently viscous. But she should on the other hand, be so soft that they cause a lateral displacement of the optical waveguide LW1, LW2 in the event of a bend or other stress on the optical aerial cable allows. Substances with thixotropic agents are particularly suitable for this, because these are practically short-term in the case of corresponding shear or bending loads pass into a liquid state and thereby a shift in the optical waveguide Allow in the neutral area, so that this is tension-free and therefore free of stretching get lost.

Die Füllmasse kann vorteilhaft auch mit den Ei gens chaften einer Newtonschen Masse ausgebildet sein, bei der sich die Scherspannung linear zur Schergeschwindigkeit verhält.The filling compound can advantageously also work with the egg Newtonian mass, in which the shear stress is linear to the shear rate behaves.

Die die Füllmasse FB und die Lichtwellenleiter LW1, LW2 enthaltende rohrförmige Umhüllung UB bildet praktisch das Ausgangs element für die Herstellung des optischen Luftkabels nach der Erfindung. Dabei kann dieses aus den Elementen UB, FB und LW1, LW2 bestehende Grundelement praktisch auch als Grundelement für andere, also nicht als Luftkabel verwendete optische Kabelsysteme verwendet werden. Dies hat den Vorteil, daß für das erfindungsgemäße Luftkabel nicht ein besonderer Seelenaufbau realisiert werden muß und spezielle Herstellungsverfahren und Maschinen für den Aufbau des optischen Luftkabels nicht bereitgestellt werden müssen.The one containing the filling compound FB and the optical waveguides LW1, LW2 tubular casing UB forms practically the starting element for the manufacture of the aerial optical cable according to the invention. This can Basic element consisting of the elements UB, FB and LW1, LW2 practically also as Basic element for other optical cable systems, i.e. not used as aerial cables be used. This has the advantage that not for the aerial cable according to the invention a special soul structure must be realized and special manufacturing processes and machines for constructing the optical air cable are not provided have to.

Die Lichtwellenleiter LW1, LV2 werden mit einer Überlänge von der Gro'ßenordnung 10-3 eingebracht und zwar vorteilhaft wendelförmig.The optical waveguides LW1, LV2 are with an excess length of the The order of magnitude 10-3 is introduced, advantageously in a helical manner.

Für eine derartige Wendel gilt: Es ergibt sich z.B. für einen Wendelradius von r = 0,75 mm und eine Schlaglänge von p = 50 mm #1 ## # 4,5 . 10-3, wobei die Umkehrstellen der Wendel diesen Betrag etwas mindern, was aber vernachlässigbar ist.The following applies to such a helix: This results, for example, for a spiral radius of r = 0.75 mm and a lay length of p = 50 mm # 1 ## # 4.5. 10-3, whereby the reversal points of the helix reduce this amount somewhat, but this is negligible.

Ein Kabelaufbau dieser Art läßt also eine Kabeldehnung bis zu Werten von einigen 10-3 zu, ohne daß die Fasern selbst eine Beanspruchung erfahren. Bei Überschreiten dieser Grenzdehnungswerte werden die Lichtwellenleiterfasern zwar gedehnt, doch unterbleibt durch das gestreckte Liegen der Lichtwellenleiter und durch die Möglichkeit der seitlichen Verschiebung innerhalb der Füllmasse FB eine unzulässige mechanische Beanspruchung und damit ein unerwünschter Dämpfungsanstieg.A cable structure of this type allows cable expansion up to values by a few 10-3 without the fibers themselves being stressed. at If these limit strain values are exceeded, the optical waveguide fibers will stretched, but not due to the stretched lying of the optical waveguides and by the possibility of lateral displacement within the Filling compound FB an impermissible mechanical stress and thus an undesirable increase in attenuation.

2 Figuren 6 Patentansprüche2 figures 6 claims

Claims

Patent claims 9 Optical aerial cable with a tubular support element (TR), which is enclosed by an outer jacket (AM) and at least one inside Contains optical waveguides (LW1, LW2), characterized in that the support element (TR) contains tensile fibers inserted into a carcass filling that make up the optical waveguide (lkw1, LW2) with excess length are housed in a filling compound (F3) that is so soft is designed that the spatial displacement of the optical waveguide in radial Direction remains possible that the optical waveguide (LW1, LW2) containing filler (FB) is enclosed by a tubular casing (UB) on which the tubular Support element (TR) rests and that the diameter of the tubular casing (UB) is chosen to be much larger than one imagined including the optical waveguide Line.

2. Optical aerial cable according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n shows that the filling compound (FB) approximates the properties of a Newtonian Has mass.

3. Optical aerial cable according to one of the preceding claims, d a d u r c h e k e n n z e i c h -n e t that the filling compound (FB) is thixotropic Has properties.

4. Optical aerial cable according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h -n e t that the optical waveguides (LWi, LW2) from are surrounded by a soft, resilient cushioning layer (ob1, LB2).

5. Optical aerial cable according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n II z e i c h n e t that the tubular support element (TR) of an outer jacket (AM) made of weather-resistant material, in particular polyethylene or polypropylene is closed.

6. Optical aerial cable according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that between the outer jacket (AM) and the tubular support element (TR) a helix (WE) is provided, which shifts the two elements against each other prevented.