DE3922430A1 - Feuchtigkeits- ueberwachungseinrichtung fuer eine optische kabelstrecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuchtigkeits- Überwachungsein­ richtung für eine optische Kabelstrecke, bei der mehrere Licht­ wellenleiter vorgesehen sind.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 32 32 059 ist ein Glas­ faserdetektor zur Feststellung von Verunreinigungen in einer Umgebung, z.B. innerhalb eines Gehäuses bekannt, bei dem eine Lichtleitfaser vorgesehen ist. Diese Lichtleitfaser hat einen Kern mit vorgegebenem Brechungsindex und wird vom Fasermantel bzw. der Claddingschicht befreit. An den Enden der Lichtleit­ faser sind eingangsseitig eine Lichtquelle und ausgangsseitig ein Lichtdetektor angekoppelt. Mit dem Lichtdetektor sind Ver­ gleichseinrichtungen verbunden, mit welchen die über die Licht­ leitfaser übertragenen Lichtsignale ausgewertet werden, wobei eine etwaige Verunreinigung dadurch festgestellt wird, daß sie zu einer Änderung des Brechungsindex der Lichtleitfaser führt.

Es ist bekannt, daß bei Lichtleitfasern, die für optische Über­ tragungsstrecken, d.h. innerhalb optischer Kabel verwendet wer­ den, der Zutritt bereits geringer Mengen von Feuchtigkeit zu einer Dämpfungserhöhung führt. Deshalb sind im Freien verlegte Lichtwellenleiterkabel so aufgebaut, daß ein Wasser- bzw. Feuchtigkeitszutritt möglichst weitgehend verhindert wird. Im einzelnen werden hierzu entsprechende feuchtigkeitshemmende Außenmäntel vorgesehen und/oder im Bereich der Kabelseele bzw. der Lichtwellenleiteradern Füllmassen angeordnet, welche ein Eindringen bzw. Fortwandern von Feuchtigkeit zu den Lichtwellen­ leitern verhindern.

Darüberhinaus bilden sich aber im Bereich der optischen Über­ tragungsstrecke besondere Schwachstellen dort aus, wo die Kabel unterbrochen sind, was insbesondere im Bereich von Spleißmuffen oder von Verstärkergehäusen auftreten kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für der­ artige Gehäuse eine einfache und zuverlässig wirkende Über­ wachungseinrichtung zu schaffen, welche es erlaubt, einen über einen Grenzwert hinausgehenden Feuchtigkeitszutritt zu einer Zeit festzustellen, wo die eigentliche Übertragungsstrecke als solche noch nicht geschädigt ist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Feuchtigkeits- Überwachungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß einer der Licht­ wellenleiter innerhalb eines Gehäuses so angeordnet bzw. ausge­ bildet ist, daß eingedrungene Feuchtigkeit zu einer besonders starken Dämpfungserhöhung bei diesem Lichtwellenleiter führt und daß eine Meßeinrichtung an diesen Lichtwellenleiter ange­ schlossen ist, welche die Dämpfung bestimmt und diesen Wert als Maß für die in das Gehäuse eingedrungene Feuchtigkeit zur Auswertung bereitstellt.

Bei der Erfindung wird somit aus dem Kabelverband mit seiner Vielzahl von Lichtwellenleiter ein einzelner Lichtwellenleiter herausgegriffen und so innerhalb des Gehäuses angeordnet, daß bei ihm ein etwaiger Zutritt von Feuchtigkeit sich wesentlich stärker auswirkt als bei den anderen Lichtwellenleitern. Dieser Feuchtigkeitszutritt führt bei dem speziellen Lichtwellenlei­ ter (Meß-Lichtwellenleiter) zu einer selektiven Dämpfungser­ höhung und zwar noch lange bevor etwa die anderen Lichtwellen­ leiter in dem angeschlossenen optischen Kabel in Mitleiden­ schaft gezogen werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wieder­ gegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung den Aufbau einer Lichtwellenleiter- Übertragungsstrecke mit einer Überwachungseinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 Einzelheiten einer Überwachung im Bereich einer Stoßstelle mit zwei Lichtwellenleitern und bei Einsatz von Immersionsflüssigkeit,

Fig. 3 die Anwendung der Erfindung im Bereich einer mechanischen Spleißstelle und

Fig. 4 eine feuchtigkeitsabhängige Dämpfungserhöhung durch Mikrobiegungen.

In Fig. 1 ist eine optische Sendeeinrichtungen mit OTR be­ zeichnet, an deren Ausgang ein optisches Kabel OC1 angeschlos­ sen ist, welches Bestandteil einer optischen Kabel-Übertragungs­ strecke OS ist. Im Bereich eines Gehäuses GH (im vorliegendem Beispiel einer Kabelmuffe) wird ein zweites optisches Kabel OC2 an das erste optische Kabel OC1 durch Spleißen jedes einzelnen Lichtwellenleiters angeschlossen. Im vorliegenden Beispiel sind zur Vereinfachung der Darstellung nur jeweils drei Lichtwellen­ leiter dargestellt und mit LW11-LW13 (vom optischen Kabel OC1) bzw. LW21-LW23 (vom optischen Kabel OC2) bezeichnet. Das opti­ sche Kabel OC2 ist zu einer optischen Empfangseinrichtung ORE geführt, wobei im vorliegenden Beispiel angenommen ist, daß je­ dem der Lichtwellenleiter LW21-LW23 ein selektiver Empfänger OR1, OR2 und OR3 zugeordnet ist.

Über eine optische Koppeleinrichtung OK ist an den Lichtwellen­ leiter LW23 ein Dämpfungsmeßgerät DM angeschlossen, welches die Dämpfung dieses Lichtwellenleiters fortlaufend mißt. Dabei kann entweder ein über den Lichtwellenleiter LW13 (beim optischen Kabels OC1) und LW23 (beim optischen Kabel OC2) übertragendes Nachrichtensignal zur Meßung herangezogen werden oder es kann beim optischen Sender OTR selektiv ein spezifisches Meßsignal, vorzugsweise dauernd, in den Lichtwellenleiter LW13 einge­ koppelt werden. Über das Dämpfungsmeßgerät DM wird fortlaufend der Pegel des über den Koppler OK aus dem Lichtwellenleiter LW23 ausgekoppelten Signals bestimmt und angezeigt. Wird eine bestimmter Toleranzwert TO überschritten, kann eine Anzeige, z.B. mittels einer Alarmeinrichtung (optisch oder akustisch) betätigt werden.

Der Lichtwellenleiter LW23 ist im Bereich des Gehäuses GH so angeordnet bzw. ausgebildet, daß ein Zutritt von Feuchtigkeit (angedeutet durch den Pfeil WA) zu einer selektiven Dämpfungs­ erhöhung des Lichtwellenleiters LW23 führt, während die Licht­ wellenleiter LW11-LW22 vom Feuchtigkeitszutritt zunächst nicht oder zumindest nicht wesentlich beeinflußt werden. Es muß also der Lichtwellenleiter LW23 so angeordnet bzw. ausgebildet sein, daß eindringende Feuchtigkeit bei ihm sofort und auch bei geringen Mengen schon zu einer erheblichen Dämpfungserhöhung führt. Der Lichtwellenleiter LW23 ist also bezüglich des Zu­ tritts einer etwaigen Feuchtigkeitsmenge in das Gehäuse GH als Feuchtigkeits-Sensor ausgelegt.

Eine erste Möglichkeit für eine Dämpfungserhöhung bei Zutritt von Feuchtigkeit zeigt Fig. 2. Dort ist die Stoßstelle zwischen den Lichtwellenleitern LW13 und LW23 mit einer Immersionsflüs­ sigkeit IM überbrückt. Diese Immersionsflüssigkeit ist so ge­ wählt, daß der Zutritt von Feuchtigkeit (angedeutet durch den Pfeil WA) zu einer Verdünnung bzw. Auflösung oder Veränderung der Zusammensetzung der Immersionsflüssigkeit führt, wodurch es zu einem Dämpfungsanstieg kommt. Im einfachsten Fall kann bei­ spielsweise eine Immersionsflüssigkeit auf der Basis von Alko­ hol verwendet werden, wobei dieser Alkohol durch den Zutritt von Wasser verdünnt wird und dadurch seine Immersionseigen­ schaften zunehmend verliert. Es ist auch möglich, wasser- bzw. feuchtigkeitslösliche Kleber als Immersionsmittel zu verwenden.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist eine mechanische Spleißver­ binder KK, z.B. in Form einer U-förmigen Schiene vorgesehen, wobei unterhalb des Lichtwellenleiters LW23 eine bei Feuchtig­ keitszutritt stark expandierende Substanz WE (Quellmittel bzw. Quellkörper) vorgesehen ist. Beim Zutritt von Feuchtigkeit er­ gibt sich eine Kraft, angedeutet durch den Pfeil P, welche den Lichtwellenleiter LW23 in eine gestrichelt dargestellte Posi­ tion LW23 anhebt und dadurch im Bereich der Stoßstelle einen Spalt SP erzeugt. Dieser Spalt SP führt zu einer sofortigen Er­ höhung der Spleißdämpfung, die von dem Dämpfungsmeßgerät DM auf der Empfangsseite (Fig. 1) festgestellt wird und zu einem Alarm bzw. einer Anzeige führt.

Es ist auch möglich eine besondere Dämpfungserhöhung durch Mikrobiegungen herbeizuführen. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 4 dargestellt, wobei ein den Lichtwellenleiter allseitig umschließender Haltekörper WB vorgesehen ist, auf dessen Boden eine Reihe von Erhöhungen EH1-EHn vorhanden sind. Auf der Ober­ seite ist wieder eine bei Feuchtigkeitszutritt stark quellende Substanz WE vorhanden, wobei über entsprechende Öffnungen PO1-POn in dem Körper WB ein Feuchtigkeitszutritt (wie durch Pfeile WA1-WAn angedeutet) möglich ist. Die Feuchtigkeit führt zu einer Vergrößerung des Volumens der Substanz WE und erzeugt radiale Druckkräfte P1-Pn, die zur einer wellenförmigen, fort­ laufenden Verbiegung des Lichtwellenleiters LW23 führen. Die so erhaltenen Mikrobiegungen ergeben eine erhebliche Vergrößerung der Übertragungsdämpfung und damit die Möglichkeit, den Feuchtigkeitszutritt mittels des Dämpfungsmeßgerätes DM zu bestimmen.

Die Dämpfungsänderung kann durch eine Impulsreflektometer- Messung lokalisiert werden, was bei mehreren Spleißmuffen oder Verstärkern innerhalb einer Übertragungsstrecke von besonderer Bedeutung ist.

Es ist auch möglich, zur Überwachung des Meß- Lichtwellenleiters eine Wellenlänge zu verwenden, die bei Zutritt von Feuchtigkeit eine besonders starke Bedämpfung erfährt. Dies gilt beispiels­ weise für den Wellenlängenbereich um 1390 nm. Wird nur mit dieser Wellenlänge gemessen und diese Wellenlänge allein zur Messung verwendet, dann sind keine besonderen Maßnahmen außer der Einspeisung des Lichts mit dieser Wellenlänge vorzusehen. Es ist aber auch möglich, den Lichtwellenleiter LW13 und LW23 zusätzlich zur Nachrichtenübertragung zu verwenden, wobei diese dann zweckmäßig in einem anderen Wellenlängenbereich abläuft, vorzugsweise im Bereich von 1550 nm. In diesem Fall wird das Licht mit der zur Meßung selektiv benutzten Wellenlänge vor­ teilhaft über ein eigenes Filter (angedeutet durch FI am Aus­ gang der Empfangseinrichtung ORE in Fig. 1) selektiv ausge­ filtert und der Meßeinrichtung DE zugeführt.

Claims (9)

1. Feuchtigkeits- Überwachungseinrichtung für eine optische Kabelstrecke (OS), bei der mehrere Lichtwellenleiter (LW1-LW23) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß einer der Lichtwellenleiter (LW23) innerhalb eines Gehäuses (GH) so angeordnet bzw. ausgebildet ist, daß eingedrungene Feuchtigkeit (WA) zu einer besonders starken Dämpfungserhöhung bei diesem Lichtwellenleiter (LW23) führt und
daß eine Meßeinrichtung (DM) an diesen Lichtwellenleiter (LW23) angeschlossen ist, welche die Dämpfung bestimmt und diesen Wert als Maß für die in das Gehäuse (GH) eingedrungene Feuchtigkeit (WA) zur Auswertung bereitstellt.

2. Feuchtigkeits- Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einge­ drungene Feuchtigkeit (WA) eine im Verlauf des Lichtwellen­ leiters (LW23) vorgesehene Immersionsflüssigkeit (IM) auflöst oder verändert.

3. Feuchtigkeits- Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eingedrungene Feuchtigkeit zu einer mechanischen Verformung des Lichtwellen­ leiters (LW23) führt, derart, daß sich eine Dämpfungserhöhung ergibt.

4. Feuchtigkeits- Überwachungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei Feuchtigkeitszutritt expandierendes Material (WE) vorgesehen ist, durch dessen Ausdehnung eine Verformung oder Verschiebung des Lichtwellenleiters (LW23) herbeigeführt wird.

5. Feuchtigkeits- Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ formung in der Nähe einer Spleißstelle durchgeführt wird, der­ art, daß sich ein zur Erhöhung der Spleißdämpfung führender Spalt (SP) bildet.

6. Feuchtigkeits- Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Licht­ wellenleiter (LW23) über eine Folge von Erhöhungen (EH1-EHn) geführt ist, derart, daß die ausgeübte Druckkraft (P1-Pn) zu einer Folge von Mikrobiegungen führt.

7. Feuchtigkeits- Überwachungseinrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Lichtwellenleiter (LW23) ein Licht einer Wellenlänge eingekoppelt wird, die vom Wasser besonders stark bedämpft wird.

8. Feuchtigkeits- Überwachungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Licht­ wellenleiter (LW23) mit weiteren Wellenlängen zur Nachrichten­ übertragung beaufschlagt ist, wobei die zur Messung dienende Wellenlänge über einen Filter (FI) am Meßort selektiv dem Meß­ gerät (DM) zugeführt ist.

9. Feuchtigkeits- Überwachungseinrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (GH) durch eine Kabelmuffe gebildet ist, in der die übrigen Lichtwellenleiter (LW11-LW22) gespleißt sind.