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Die
vorliegende Erfindung betrifft optische Kabel und den Einsatz dieser
Kabel beim Reparieren beschädigter
optischer Kabelinstallationen.
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Wenn
die potentielle Kapazität
einer großen optischen
Kabelinstallation realisiert werden soll, ist es erforderlich, (unter
anderem) die chromatische Dispersion zu verwalten, die im allgemeinen
Lichtimpulse aufweitet, während
sie sich durch eine Faser ausbreiten. Eine zufriedenstellende Möglichkeit
dafür besteht
darin, die Installation aus verschiedenen Faserarten zu konstruieren,
deren Längen
und Dispersionseigenschaften (mindestens eine positive und eine
negative) so gewählt
werden, daß sichergestellt wird,
daß die
Gesamtdispersion an keiner Stelle einen Wert übersteigt, bei dem die Zuverlässigkeit
der Signalübertragung
beeinträchtigt
sein würde,
und bevorzugt derart, daß die
Gesamtdispersion eines Signalimpulses über seinen ganzen Weg hinweg
in der Nähe
von Null liegt. Siehe beispielsweise H. S. Chung et al., IEEE Photonics
Technology Letters, Band 12, Nr. 10, Oktober 2004, Seiten 1397–1399 und
WO 98/49586.
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Bei
der anfänglichen
Installation kann dies durch ein sorgfältiges Systemdesign und eine
Steuerung der Abmessungen erzielt werden, und zwar bevorzugt mit
Spleißen
zwischen positive und negative Dispersion aufweisenden Fasern (die
schwieriger sind als solche zwischen ähnlichen Fasern), die an zweckmäßigen Orten,
Idealerweise im Innenbereich, hergestellt werden. In den meisten
Fällen
kann, wenn ein Kabel beschädigt
worden ist, eine Reparatur ohne zu große Schwierigkeiten durchgeführt werden, indem
der beschädigte
Abschnitt herausgeschnitten und eine ähnliche Länge eines neuen Kabels mit
den gleichen Dispersionseigenschaften eingespleißt wird:
eine kleine zusätzliche
Faserlänge
ist erforderlich, um die beiden Spleiße pro Faser herzustellen,
die erforderlich sind, um die Verbindung wiederherzustellen, doch
ist dies normalerweise unbedeutend.
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Probleme
können
jedoch dann auftreten, wenn die Umstände der Beschädigung einen
unmittelbaren direkten Ersatz der beschädigten Kabellänge ausschließen. Wenn
beispielsweise ein entlang einer Eisenbahn installiertes Kabel bei
einem Eisenbahnunfall nebenbei oder wenn ein Kabel irgendwo bei
einem Terroranschlag beschädigt
werden sollte, könnte
der Zugang zu dem unmittelbaren Ort der Beschädigung über mehrere Wochen hinweg vorbehaltlich
verschiedener Arten von Untersuchungen unmöglich sein, und die Wiederherstellung
des Kabels in einem annehmbaren Zeitrahmen kann erfordern, daß es entweder
vorübergehend
oder permanent wieder angeschlossen wird, indem es an den dem beschädigten Abschnitt
nächstliegenden
Punkten, zu denen Zugang gestattet ist, durchgeschnitten wird und
eine Kabellänge
eingespleißt
wird, die ausreichend ist, um die unzugängliche Zone über eine
verfügbare
und zufriedenstellende Route zu umgehen, die möglicherweise mehrere Kilometer
lang ist: ein Kabel mit den gleichen Dispersionseigenschaften wie
das beschädigte
Kabel einfach einzuspleißen, kann
in diesem Fall dazu führen,
daß solche
Eigenschaften überrepräsentiert
sind und das System unsymmetrisch ist, bis zu dem Punkt, bei dem
sich seine Leistung verschlechtert oder es im Extremfall vollständig ausfällt. Um
von der Größenordnung
eine Idee zu geben: zusätzliche
6 km an Kabel könnten etwa
100 ps/nm zusätzlicher
Dispersion (je nach dem Fasertyp entweder positiv oder negativ)
einführen, was
ausreicht, um eine ernsthafte Asymmetrie zu verursachen.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Kabel, das in
erster Linie zum Einsatz bei der Durchführung einer Reparatur unter
Umständen der
beschriebe nen Art gedacht ist, mit mindestens einer optischen Faser,
die aus Abschnitten mit positiver und negativer Dispersion besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß sie
innerhalb des Kabels zusammengespleißt sind.
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Wenn
das Kabel mehrere Fasern enthält,
bestehen sie bevorzugt alle aus Abschnitten mit positiver und negativer
Dispersion, die innerhalb des Kabels zusammengespleißt sind,
und weisen sie bevorzugt alle im wesentlichen die gleiche Gesamtdispersion
auf.
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Bei
einer Alternative zu der Erfindung, die sich für den Einsatz eignet, wenn
die beschädigte,
zu ersetzende Kabellänge
einigermaßen
kurz ist, beträgt
die Gesamtdispersion der oder jeder Faser des Kabels in der Alternative
zu der Erfindung Null oder fast Null. In diesem Fall wird die ganze
Kabellänge anstelle
des beschädigten
Abschnitts eingesetzt (oder zwei oder mehr Kabel gemäß der Alternative
zu der Erfindung könnten
ggf. eingesetzt werden), wobei jede Länge, die von der Länge der
Route nicht gefordert wird, aufgewickelt oder auf andere Weise an einem
zweckmäßigen Ort
plaziert wird.
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Wenn
erwartet wird, daß die
auf die entfernte beschädigte
Kabellänge
zurückzuführende Dispersion
möglicherweise
nicht vernachlässigbar
ist, kann das Kabel der Erfindung alternativ einen Hauptabschnitt
mit einer Dispersion von fast Null und mindestens einen Endabschnitt
mit gleichförmiger
positiver oder negativer Dispersion umfassen (für größte Vielseitigkeit jeweils
einen an seinen gegenüberliegenden
Enden), die bevorzugt der einer der Kabeltypen entspricht, die in
dem System vorliegen, in dem das Kabel möglicherweise verwendet wird.
In diesem Fall würde
eine Länge
des Endabschnitts, der der Dispersion des entfernten Kabelabschnitts
entspricht (eine gleiche Länge,
wenn die Dispersionseigenschaften die gleichen sind) plus sein ganzer
Hauptabschnitt eingesetzt werden, wobei der Rest des Endabschnitts
und ggf. der ganze andere Endab schnitt weggeworfen werden oder,
falls dies gerechtfertigt ist, für
den Einsatz an anderer Stelle reserviert werden.
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Bevorzugt
sind die Fasern an den Enden des Kabels und an einer beliebigen
Position, wo es möglicherweise
durchgeschnitten werden soll, von der gleichen Art (entweder alle
mit positiver Dispersion oder alle mit negativer Dispersion), um
die Notwendigkeit zu vermeiden, Spleiße zwischen verschiedenen Fasern
im Feld herzustellen.
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Das
Kabel gemäß der Erfindung
wird üblicherweise
nicht länger
als etwa 12 oder höchstes etwa
15 Kilometer sein.
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Die
Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Reparieren eines beschädigten optischen
Kabels, das folgendes umfaßt:
Entfernen eines relativ kurzen beschädigten Abschnitts und sein
Ersatz mit dem beschriebenen Kabel und die Verwendung des Kabels zu
diesem Zweck.
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Die
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beispielhaft näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer einfachen Form eines faseroptischen
Kabels als Alternative zu der Erfindung;
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2 und 3 entsprechende
Darstellungen von zwei bevorzugten Formen eines faseroptischen Kabels
gemäß der Erfindung
und
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4 und 5 entsprechende
Darstellungen von zwei anderen Formen eines faseroptischen Kabels
gemäß der Erfindung.
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Der
Einfachheit halber zeigen die Zeichnungen nur die relevante Eigenschaft
eines Teils des Kabels, wobei eine dicke durchgezogene Linie einen Kabelabschnitt
dar stellt, in dem die Faser oder jede der Fasern eine positive Dispersion
aufweist, und eine doppelte Linie einen Abschnitt darstellt, in
dem die Faser oder jede der Fasern eine negative Dispersion aufweist,
und die Struktur nur einer Faser wird beschrieben. Es sei jedoch
angemerkt, daß üblicherweise
mehr als eine Faser vorliegt und daß es in diesem Fall nicht notwendig
ist, daß die
Verteilung von Dispersionseigenschaften in Längsrichtung für alle Fasern
präzise
gleich ist, und im Gegensatz kann es als besser angesehen werden,
daß sie
zumindest soweit differieren, daß Spleiße in verschiedenen Fasern versetzt
sind. Es ist üblicherweise
erwünscht,
daß alle
Faserenden, die an den Enden des Kabels zugänglich sind, an allen beabsichtigten
Schnittpositionen von der gleichen Art sind.
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1 zeigt
eine Alternative zu der Erfindung, bei der eine Länge einer
eine positive Dispersion aufweisenden Faser 1 und eine
Länge einer
eine negative Dispersion aufweisenden Faser 2, die so gewählt sind,
daß sie
gleiche und entgegengesetzte Dispersion aufweisen, innerhalb des
Kabels zusammengespleißt
werden, um von einem Ende zum anderen Ende des Kabels eine Gesamtdispersion
zu erreichen. Dies eignet sich für
den Einsatz als Ganzes, wenn die Dispersion, die auf die entfernte
beschädigte
Kabellänge
zurückzuführen ist,
vernachlässigt werden
kann, oder, falls dies nicht der Fall ist, kann sie gekürzt werden,
indem von dem entsprechenden Ende eine Länge mit einer Dispersion entfernt
wird, die der des zu ersetzenden beschädigten Kabelabschnitts in etwa
gleich, aber entgegengesetzt ist; doch erfordert dies (es sei denn,
der beschädigte
Bereich enthält
einen Spleiß zwischen
Fasern mit positiver Dispersion und negativer Dispersion, was recht unwahrscheinlich
ist) die Ausbildung eines Spleißes zwischen
verschiedenen Fasern an dem einen oder anderen seiner Enden in dem
Feld.
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In
der in 2 gezeigten bevorzugten Form der Erfindung wird
diese Notwendigkeit vermieden (auf Kosten der Herstellung von zwei
Spleißen
in der Fabrik anstelle eines Spleißes), indem zwei Längen einer
eine negative Dispersion aufweisenden Faser 2 verwendet
werden, eine an jedem Ende des Kabels. 3 zeigt
den umgekehrten Fall dieser Anordnung, und das entsprechende dieser
Kabel soll je nach dem, ob das beschädigte Kabel eine negative oder positive
Dispersion aufweist, gewählt
werden.
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4 zeigt
eine Entwicklung der Erfindung mit einer Länge, die eine Gesamtdispersion
von Null aufweist (die mit dem durch 2 dargestellten
Kabel identisch sein kann) und die durch eine Länge 3 mit negativer
Dispersion verlängert
ist; dieses Kabel ist für
den Einsatz bestimmt, wenn das beschädigte Kabel eine negative Dispersion
aufweist und die Länge 3 so
gekürzt
werden soll, daß ihre
Dispersion mindestens ungefähr
gleich der der Länge
des entfernten beschädigten
Kabels ist (in den meisten Fällen wird
die Dispersion pro Längeneinheit
des alten und neuen Kabels ähnlich
sein, und es wird ausreichen, es auf die gleiche Länge wie
die der entfernten Kabellänge
zu kürzen).
Da die Endteile des Kabels gleich sind, könnte alternativ an dem gegenüberliegenden
Ende des Kabels eine gleichwertige Verkürzung bewirkt werden.
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Es
ist offensichtlich, daß das
durch 3 dargestellte Kabel ähnlich verlängert werden könnte, damit
es bei der Reparatur eines eine positive Dispersion aufweisenden
Kabels eingesetzt werden kann, wenn die Dispersion der entfernten
Kabellänge nicht
vernachlässigt
werden kann.
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5 stellt
eine Weiterentwicklung der Erfindung dar, die ein Kabel bereitstellt,
das zum Reparieren entweder eines eine positive Dispersion aufweisenden
oder eines eine negative Dispersion aufweisenden Kabels verwendet
werden kann. Wiederum beträgt
die Gesamtdispersion der Länge
a Null, und sie kann zu der des ganzen Kabels von 2 identisch
sein. Dieses wird an seinem oberen Ende (wie gezeichnet) durch eine
Länge 3 einer
eine negative Dispersion aufweisenden Faser verlängert, etwa wie bei 4,
und auch an seinem unteren Ende durch eine Länge 4 einer eine positive
Dispersion aufweisenden Faser; eine weitere kurze Länge einer
eine positive Dispersion aufweisenden Faser 5 wird zwischen
der Länge
a und der Verlängerung 3 eingesetzt.
Um ein beschädigtes
Kabel mit negativer Dispersion zu reparieren, würde die Länge 4 ganz abgeschnitten
und weggeworfen werden, und die Länge 3 würde verkürzt werden,
um eine Gesamtdispersion zu erhalten, die der des entfernten beschädigten Abschnitts
etwa gleich ist, oder zur Reparatur eines beschädigten, eine positive Dispersion
aufweisenden Kabels würde
die Länge 3 zusammen
mit nur einem Teil der Länge 5 entfernt
werden (um ein eine positive Dispersion aufweisendes Ende zu erhalten)
und die Länge 4 würde verkürzt werden,
um die entsprechende Gesamtdispersion zu erhalten, die der des entfernten
beschädigten
Abschnitts entspricht.
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Ein
alternativer Aufbau, bei dem alle Dispersionseigenschaften umgekehrt
sind, ist ebenfalls möglich.
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Insbesondere
bei den in den 4 und 5 gezeigten
Formen der Erfindung (und ihre umgekehrten analogen Formen) kann
es wünschenswert
sein, das Kabel äußerlich
zu markieren, um die Positionen der Spleiße und/oder andere Referenzpunkte
anzugeben, insbesondere das Ende oder die Enden der Länge a.