DE3910503C2 - Optisches Kalibriernormal - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Kalibriernormal, welches aus einer einen Lichtwellenleiter umfassenden aufgewickelten optischen Ader, die mechanisch geschützt in einem zugeordneten Gehäuse angeordnet ist, und optischen Steckerelementen an ihren Enden besteht.

Ein in der EP-A 294 037 beschriebenes derartiges Kalibriernormal besteht aus einem Wickel einer optischen Leitung, welche eine erhöhte optische Dämpfung aufweist und welche optische Verbindungselemente an eine optische Übertragungsleitung oder auch an ein zu kalibrierendes optisches Gerät anschließbar ist. Die optische Leitung ist zwar in einem Gehäuse mechanisch geschützt. Der im Gehäuse liegende Wickel kann jedoch beispielsweise beim Transport seine Lage verändern. Dadurch können Dämpfungsänderungen entstehen, welche bei einem Dämpfungsnormal natürlich äußerst unerwünscht sind. Ferner können Umgebungseinflüsse das Dämpfungsverhalten der optischen Leitung chemisch verändern. Für das bekannte Kalibriernormal wird eine Sonderausfertigung einer optischen Leitung benötigt.

Durch die US 4 309 105 ist ein optisches Kalibriernormal bekannt, das aus einem aufgewickelten faseroptischen Kabel in einem Prüfgerät besteht und optische Stecker aufweist.

In telcom report 6 (1983), Beiheft "Nachrichtenübertragung mit Licht", S. 177-181, ist ein optisches Kalibriernormal in Form einer Referenzfaser beschrieben.

Im DE-GM 87 10 040 ist ein optisches Kalibriernormal in Form einer Referenzfaser beschrieben, die bei der Dämpfungsmessung von Lichtwellenleiter-Sensoren gebraucht wird.

Durch DE 35 12 186 A1 ist ein optisches Kalibriernormal in Form eines einstellbaren optischen Dämpfungsgliedes bekannt, das bei der Überprüfung von OTDR-Geräten gebraucht wird.

Ein optisches Kalibriernormal in Form eines Kopplers mit Fasern, der beim Kalibrieren oder Eichen eines OTDR-Gerätes gebraucht wird, ist durch FR 25 97 986 bekannt.

Auch in US 4 281 925 ist ein optisches Kalibriernormal beschrieben.

Durch DE 37 20 339 ist es bekannt, daß Lichtwellenleiter in einer Hülle mit Überlänge angeordnet sein können.

Durch "Technisches Messen tm 49. Jg., 1982, Heft 11, S. 417-427", ist es bekannt, Steckerelemente mit Kupplungsteilen auszurüsten, welche zur Verbindung mit einem optischen Gegenstecker dienen. Weiterhin ist es durch diese Druckschrift bekannt, Kupplungsteile axial beweglich zu einem Steckerelement auszubilden.

Weiterhin ist durch die Druckschrift bekannt, Lichtwellenleiter im Steckerkörper "naß" zu fixieren und zu haltern; dabei ist der Lichtwellenleiter im Steckerkörper durch Kleber festgelegt, also hermetisch dicht verbunden; dabei ist der Lichtwellenleiter auch von einer Innenhülse umgeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Kalibriernormal der eingangs genannten Art derart zu verbessern, da8 seine Kalibrierdaten auch bei rauhen Betriebsbedingungen langfristig unverändert bleiben. Ein solches Kalibriernormal soll ferner derart weitergebildet werden, daß es zur Kalibrierung von Lichtwellenleiterdämpfungsmeßgeräten, insbesondere von Rückstreumeßgeräten (OTDR) geeignet ist. Im Falle der Verwendung als Kalibriernormal für ein OTDR muß außer der Kalibrierung der Dämpfungsanzeige auch eine Kalibrierung der Entfernungsanzeige möglich sein.

Die Lösung besteht gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 darin, daß die optische Ader den Lichtwellenleiter und ein Metallröhrchen umfaßt, in dem der Lichtwellenleiter lose und mit Überlänge geführt ist, und daß das Metallröhrchen aus einer korrosionsfesten Legierung, insbesondere aus Edelstahl besteht, und daß der Lichtwellenleiter hermetisch dicht in je einem Steckerstift jedes Steckerelements endet und daß das Metallröhrchen hermetisch dicht mit jedem der Steckerelemente verbunden ist.

Für das Kalibriernormal können handelsübliche dämpfungsarme Lichtwellenleiter (LWL) verwendet werden. Dann sind zwar zum Erreichen eines bestimmten Dämpfungswerts erheblich größere Längen erforderlich als bei Verwendung einer speziell herzustellenden hochdämpfenden optischen Leitung. An sich ist die Empfindlichkeit einer optischen Leitung insbesondere gegen betrieblich rauhe Beanspruchungen bei großen Längen erhöht. Durch die Führung des LWL in einer Hülle und durch die hermetische Abkapselung gegen Umwelteinflüsse, wie insbesondere gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, wird jedoch erreicht, daß die Eichdaten trotz großer Länge des LWL auch bei rauher Beanspruchung praktisch unverändert bleiben. Das erfindungsgemäße Kalibriernormal ist trotz einfachen Aufbaus als Eichnormal für Präzisionsinstrumente geeignet.

Die hermetische Abkapselung des LWL wird mit einer als Metallröhrchen ausgebildeten Hülle erreicht. Das Metallröhrchen besteht aus einer korrosionsfesten Legierung, insbesondere aus einem Edelstahl. Bei einer solchen Ausführung ist darüber hinaus die Temperaturempfindlichkeit besonders gering.

Die Handhabbarkeit wird dadurch verbessert, daß das Steckerelement mit Kupplungsteilen zur Verbindbarkeit mit einem optischen Gegenstecker ausgerüstet ist. Solche Kupplungsglieder konnen einem Stecker eines anzu­ schließenden Gerätes oder einem Stecker einer zum Gerät führenden optischen Leitung angepaßt werden. Vorzugsweise ist ein Kupplungsteil axial gegenüber einem Steckerelement federbeweglich, wie es bei hochwertigen optischen Steck­ verbindungen an sich bekannt ist.

Ein für optische Rückstreumeßgeräte (OTDR) geeignetes Kalibriernormal sollte auch die Kalibrierung der Längen­ anzeige ermöglichen. Deshalb ist gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der LWL ein Monomode-LWL ist mit einer Dämpfung von weniger als 0,5 db/km, gemessen bei einer Lichtwellenlänge von 1300 nm, und mit einer Länge von mehr als 0,5 km, vorzugsweise 2 km, oder daß der LWL ein Multimode-LWL ist mit einer Dämpfung von weniger als 2 db/km, gemessen bei 850 nm Lichtwellenlänge, und mit einer Länge von mehr als 0,15 km, vorzugsweise 0,5 km. Für die Kalibrierung eines OTDR ist es vorteilhaft, wenn der LWL des Kalibriernormals etwa die gleichen Daten wie mit dem OTDR zu vermessende optische Leitungen aufweist.

Die Enden eines Metallröhrchens können besonders zuver­ lässig mit einem gleichfalls aus Metall bestehenden Steckerstift hermetisch dicht verbunden werden.

Als einfachste zuverlässige Lösung ist vorgesehen, daß die Enden der Hülle mit Steckerelementen mittels flüssig eingebrachten und gehärteten Kunststoffs hermetisch verbunden sind. Besonders gut und dauerhaft ist auch die Lösung, daß die Enden des Metallröhrchens mit dem Stecker­ element verlötet sind. Insbesondere im Falle eines aus Edelstahl bestehenden Metallröhrchens ist eine Laser­ verschweißung mit einem insbesondere ebenfalls aus Stahl oder Edelstahl bestehenden Steckerelement möglich. Dabei dringt keine nennenswerte Wärmemenge in den Bereich des LWL.

Damit Steckvorgänge beim optischen Ankoppeln des Kalibriernormals an einen Zuleitungsstecker nicht unkontrolliert mechanisch auf die Hülle des LWL und damit auf den LWL selbst einwirken können, ist vorgesehen, daß das Steckerelement an einem Gehäuse des Kalibriernormals festgelegt ist.

Damit die Windungen der im Gehäuse untergebrachten optischen Leitung ihre Relativlage zuverlässig beibe­ halten, ist vorgesehen, daß die den LWL enthaltende Hülle auf einen Wickelkörper gewickelt ist, welcher am Gehäuse befestigt ist und einen Durchmesser von mehr als 25 cm hat. Da der LWL innerhalb der Hülle lose geführt ist, darf die Hülle fixiert werden, weil die Fixierungskräfte nicht dämpfungserhöhend auf den LWL einwirken können.

Anhand der Zeichnung wird ein vorteilhaftes Ausführungs­ beispiel der Erfindung erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch den prinzipiellen Aufbau eines Kalibriernormals nach der Erfindung,

Fig. 2 zeigt die Anordnung eines Steckerausganges am Gehäuse des Kalibriernormals nach Fig. 1.

Auf einem Wickelkörper 1 sind zwei Kilometer einer optischen Ader 2 gewickelt. Dabei sollten die minimalen Windungsdurchmesser nicht kleiner als 25 cm sein. Der Wickelkörper 1 ist am Gehäuse 3 befestigt. Die Enden der optischen Ader 2 sind über Steckerausgänge 4 und 5 zugänglich und durch diese an einer Wandung des Gehäuses 3 festgelegt.

Der Aufbau der Steckerausgänge 4 oder 5 ist in Fig. 2 detailliert erkennbar. Die optische Ader 2 besteht aus einem LWL 6, welche mit erheblichem radialem Spiel und mit Überlänge gewellt oder gewendelt in einem Edelstahl­ röhrchen 7 verläuft. Der Freiraum im Edelstahlröhrchen 7 ist mit einer gelartigen Masse gefüllt.

Durch das Steckerelement 8 wird das Ende der optischen Ader 2 hermetisch abgeschlossen. Der LWL 6 ist bis zur Stirnfläche des das vordere Ende des Steckerelements 8 bildenden Steckerstifts 9 geführt und darin koaxial einge­ klebt. Das Ende des Edelstahlröhrchens 7 ist mittels einer aushärtbaren Kunststoffvergußmasse 10 in einem Sackloch­ ansatz 11 des Steckerelements 8 festgelegt.

Das Steckerelement 8 ist mit dem Verbindungsteil 12 eines Koppelelements verschraubt. Mittels einer gegenüber dem Verbindungsteil 12 drehbaren Überwurfmutter 13 ist das Steckerelement über das Koppelelement an einer ein Außen­ gewinde tragenden Kupplungshülse 14 verschraubt. Dabei ragt der Steckerstift 9 in eine zentrierende Führungs­ hülse 15. Die Kupplungshülse 14 ragt durch eine Bohrung einer Wandung des Gehäuses 3 und ist beispielsweise mittels der Kontermuttern 16 und 17 festgelegt, von denen eine auch als Flansch der Kupplungshülse 14 ausgebildet sein könnte.

Das außerhalb des Gehäuses 3 zugängliche Ende der Kupplungshülse 14 kann mit einem nicht dargestellten Gegensteckerelement beispielsweise eines OTDR derart verbunden werden, daß dessen Steckerstift die Stirnfläche des Steckerstifts 9 berührt. Dabei sollte mindestens einer der Steckerstifte axial federnd in der Führungshülse nachgiebig gleiten können. Die Federbeweglichkeit eines Steckerstiftes 9 kann auf beliebige bekannte Art verwirklicht werden. Im Ausführungsbeispiel ist die Überwurfmutter 13 axial von dem Verbindungsteil 12 entgegen einer Federkraft wegbewegbar, so daß damit der Steckerstift 9 entgegen dieser Federkraft um ein gewisses Maß in der Führungshülse 15 zurückbewegbar ist.

Claims (10)

1. Optisches Kalibriernormal, welches aus einer einen Lichtwellenleiter umfassenden aufgewickelten optischen Ader, die mechanisch geschützt in einem zugeordnetem Gehäuse angeordnet ist, und optischen Steckerelementen an ihren Enden besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Ader (2) den Lichtwellenleiter (6) und ein Metallröhrchen (7) umfaßt, in dem der Lichtwellenleiter (6) lose und mit Überlänge geführt ist, und daß das Metallröhrchen (7) aus einer korrosionsfesten Legierung, insbesondere aus Edelstahl besteht, und daß der Lichtwellenleiter (6) hermetisch dicht in je einem Steckerstift (9) jedes Steckerelements (8) endet und daß das Metallröhrchen (7) hermetisch dicht mit jedem der Steckerelemente (8) verbunden ist.

2. Kalibriernormal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckerelement (8) mit Kupplungsteilen (12, 13) zur Verbindbarkeit mit einem optischen Gegenstecker ausgerüstet ist.

3. Kalibriernormal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kupplungsteil (13) axial gegenüber dem Steckerelement (8) federbeweglich ist.

4. Kalibriernormal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (6) ein Monomode-Lichtwellenleiter ist mit einer Dämpfung von weniger als 0,5 db/km, gemessen bei einer Lichtwellenlänge von 1300 nm, und mit einer Länge von mehr als 0,5 km, vorzugsweise 2 km.

5. Kalibriernormal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (6) ein Multimode-Lichtwellenleiter ist mit einer Dämpfung von weniger als 2 db/km, gemessen bei 850 nm Lichtwellenlänge, und mit einer Länge von mehr als 0,15 km, vorzugsweise 0,5 km.

6. Kalibriernormal nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Metallröhrchens (7) mit den Steckerelementen (8) mittels flüssig eingebrachten und gehärteten Kunststoffs hermetisch verbunden sind.

7. Kalibriernormal nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Metallröhrchens (7) mit den Steckerelementen (8) verlötet sind.

8. Kalibriernormal nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Metallröhrchens (7) mit den Steckerelementen (8) laserverschweißt sind.

9. Kalibriernormal nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerelemente (8) am Gehäuse (3) des Kalibriernormals festgelegt sind.

10. Kalibriernormal nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das den Lichtwellenleiter (6) enthaltende Metallröhrchen (7) auf einen Wickelkörper (1) gewickelt ist, welcher am Gehäuse (3) befestigt ist und einen Durchmesser von mehr als 25 cm hat.