DE60123985T2 - Glasfaserkabel mit verstärkungselementen - Google Patents
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Description
- Erfindungsgebiet
- Die vorliegende Erfindung betrifft faseroptische Kabel und insbesondere faseroptische Kabel, die mindestens eine optische Übertragungskomponente und mindestens eine Festigkeitskomponente enthalten.
- Allgemeiner Stand der Technik
- Faseroptische Kabel enthalten mindestens eine optische Faser, die Daten-, Computer- und/oder Telekommunikationsinformationen übertragen kann. Herkömmliche Kabeldesigns können jedoch unannehmbare Charakteristiken bei der optischen Leistung aufweisen und/oder können unerwünschte strukturelle Merkmale erfordern, die den faseroptischen Zugang erschweren. Außerdem kann es schwierig sein, herkömmliche Kabel durch Kabeldurchgänge zu verlegen und/oder das Kabel kann in der Produktion teuer sein.
- Kabeldesigns, die einen Hintergrund für die vorliegenden Erfindungen definieren, lassen sich beispielsweise schwierig durch Kabeldurchgänge verlegen und/oder können in der Produktion teuer sein. Aus US-A-5,155,304 ist ein Luftdienstdraht bekannt, der einen PVC-Mantel mit einem im Allgemeinen blockförmigen Querschnitt enthält. Von dem Mantel eingeschlossen sind zwei Gruppen von Festigkeitskomponenten, die jeweils mehrere Fäden enthalten, die mit einem Kunststoffmaterial imprägniert sind. Zudem können herkömmliche faseroptische Luftkabel für einige Anwendungen zu groß sein. Beispielsweise ist aus EP-A1-0629889 ein Luftkabel bekannt, das einen Optikkabelmittelteil mit zwei metallischen Zugentlastungselementen erfordert, die diametral einander gegenüber und neben dem Optikkabelteil platziert sind. Die Zugentlastungselemente sind an dem Kabelteil mithilfe eines Mantels angeschlossen, der bahnartige Verlängerungen zwischen dem Optikkabelteil und den Zugentlastungselementen enthält. Außerdem stellen Optikkabel vom Einfasertyp möglicherweise keine adäquage Datenübertragungskapazität bereit.
-
1 ist eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Faseroptikkabels gemäß der vorliegenden Erfindung. - Ausführliche Beschreibung der Erfindung
- Unter Bezugnahme auf
1 wird das Faseroptikkabel10 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Faseroptikkabel10 umfasst mindestens eine optische Übertragungskomponente, beispielsweise eine Aderhülle12 mit mindestens einer, aber bevorzugt zwei lose darin aufgenommenen optischen Fasern14 . Die optischen Fasern sind bevorzugt Einmodenfasern auf Siliziumoxidbasis, es kann sich bei ihnen jedoch um jede Art von optischer Faser handeln, einschließlich beispielsweise eine Mehrmoden- oder dispersionsverschobene optische Faser. Die Aderhülle12 umfasst bevorzugt einen Außennennradius R1 von etwa 1,5 mm und ist bevorzugt aus Polypropylen und Mischungen davon ausgebildet, doch sie kann beispielsweise aus Polyethylen und Mischungen daraus ausgebildet sein. Die Aderhülle12 enthält bevorzugt mindestens eine wasserblockierende Substanz, beispielsweise ein Gel, Fett und/oder ein superabsorbierendes Material. Bei der bevorzugten Ausführungsform füllt ein wasserblockierendes Fett die Hülle12 . - Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die optische Übertragungskomponente zwischen mindestens zwei Festigkeitskomponenten
20 und vier Festigkeitsgliedern26 angeordnet. Bevorzugt sind die Festigkeitskomponenten20 massive stabartige Glieder, die aus dielektrischen Materialien ausgebildet sind. Beispielsweise umfasst eine Komponente20 mit einem Harz imprägnierte und aneinander geklebte Glasfäden zum Definieren einer einzelnen Einheit mit einem Zugfestigkeitswert von etwa 500 Newton @ 0,5% Belastung. Die Festigkeitskomponenten20 können sowohl Zug- als auch Antiknickeigenschaften aufweisen. Der Biegemodul einer Festigkeitskomponente20 kann etwa min destens das Doppelte der eines Festigkeitsglieds26 betragen, somit sind Festigkeitskomponenten20 relativ steif. - Festigkeitsglieder
26 sind bevorzugt Zugfestigkeitsglieder, aus einer Gruppe aus Faserglaslitzen ausgebildet. Ganz besonders bevorzugt sind die Festigkeitsglieder26 multifunktional, wobei sie faserartige Festigkeitsglieder und ein auf und zwischen den Festigkeitsfasern angeordnetes superabsorbierendes Material enthalten. Die faserartigen Festigkeitsglieder liefern Zugfestigkeit mit einem Zugfestigkeitswert von etwa 90 Newton @ 0,5% Belastung. Das superabsorbierende Material sorgt für einen wasserblockierenden Schutz, um die Migration von Wasser in dem Kabel zu blockieren. Geeignete Festigkeitsglieder26 sind von Owens Corning im Handel erhältlich. Bei weiteren Aspekten der vorliegenden Erfindung beträgt ein Zugfestigkeitswertverhältnis des Festigkeitsglieds26 zur Festigkeitskomponente20 etwa 0,1 bis etwa 0,3. Unter der Annahme zum Beispiel von vier Festigkeitsgliedern26 und unter der Annahme von zum Beispiel zwei Komponenten20 ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Gesamtzugfestigkeitswertverhältnis von etwa 0,25 bis etwa 0,5. Die Kombination aus Festigkeitskomponenten20 und Festigkeitsgliedern26 mit ihren jeweiligen ausgewählten Zugfestigkeitswerten gestattet, dass Kabel der vorliegenden Erfindung hohe Zugbelastungen aushalten können und dennoch eine geeignete Gesamtbiegeflexibilität aufweisen. - Die Festigkeitskomponenten
20 umfassen einen Nennradius R2 und umfassen bevorzugt eine an jeweiligen äußeren Oberflächen davon haftende Beschichtung24 . Die Beschichtung24 kann ein wasserquellbares Pulver in einer Kunststoffmatrix enthalten. Der Nennradius R2 beträgt bevorzugt beispielsweise 0,5 mm bis etwa 1,8 mm, beträgt aber ganz besonders bevorzugt etwa 0,8 mm. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Nennradius R1 der Hülle12 größer als der Nennradius R2 der Festigkeitsglieder20 . - Optische Übertragungskomponente
12 ,14 und Festigkeitskomponenten20 sind bevorzugt von einem aus einem Thermokunststoff, zum Beispiel PVC oder MDPE, ausgebildeten Kabelmantel30 umgeben. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist das Faseroptikkabel10 im Allgemeinen eine flache Konfiguration auf. Der Mantel30 des Faseroptikkabels10 umfasst allgemein bogenförmige Sektionen34 und allgemein flachseitige Sektionen32 . Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt die Breite w des Faseroptikkabels10 etwa 9,0 mm bis etwa 10,0 mm, und die Höhe h des Faseroptikkabels10 beträgt bevorzugt etwa 4,0 mm bis etwa 5,00 mm. - Bei der bevorzugten Ausführungsform befinden sich Festigkeitskomponenten
20 im Allgemeinen neben einer optischen Übertragungskomponente12 ,14 , mit dazwischen platzierten Festigkeitsgliedern26 . Zumindest eine, aber bevorzugt beide der Festigkeitskomponenten20 stehen im Allgemeinen in Kontakt mit zumindest einem Abschnitt der optischen Übertragungskomponente. Mindestens ein, aber bevorzugt alle Festigkeitsglieder26 befinden sich im Allgemeinen in Kontakt mit einer oder der anderen der optischen Übertragungskomponente und einer Festigkeitskomponente, doch stehen ganz besonders bevorzugt die Festigkeitsglieder im Allgemeinen in Kontakt mit beiden (1 ). Mit anderen Worten besteht bei der ganz besonders bevorzugten Ausführungsform zumindest ein allgemeiner Kontakt zwischen der optischen Übertragungskomponente12 ,14 und beiden Festigkeitskomponenten20 und zwischen den Festigkeitsgliedern26 und den Festigkeitskomponenten und der optischen Übertragungskomponente. Alternativ kann Ummantelungsmaterial mit einer Dicke von weniger als etwa 1,0 mm zwischen der optischen Übertragungskomponente und mindestens einer Festigkeitskomponente angeordnet sein (nicht gezeigt). Außerdem sind die jeweiligen Mitten der Festigkeitskomponenten20 und der optischen Übertragungskomponente12 ,14 bevorzugt im Allgemeinen in einer bevorzugten Biegeachse X-X ausgerichtet. - Die bevorzugte Herstellungsart von Kabeln gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Allgemeinen durch Operation eines Druckextrusionsverarbeitungswerkzeugs bewerkstelligt (nicht gezeigt). Das Extrusionsverarbeitungswerkzeug ist operativ, Ummantelungsmaterial
30 um Festigkeitskomponenten20 , Festigkeitsglieder26 und mindestens eine optische Übertragungskomponente12 ,14 zu extrudieren. Während Komponenten12 ,20 ,26 in das Extrusionsverarbeitungswerkzeug eingeleitet werden, wird eine Ummantelungsverbindung, z.B. Polyethylen, unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen dem Verarbeitungswerkzeug zugeführt. Die Ummantelungsverbindung wird in Richtung einer Düse und einer Spitze kanalisiert. Die Ummantelungsverbindung beschichtet dann Komponenten12 ,20 ,26 , wodurch dortherum ein Mantel30 entsteht. Die Druckextrusion der Schmelze durch eine entsprechend geformte Düsenöffnung führt zu der Ausbildung eines Mantels30 mit allgemein flachen Seiten32 , wie durch die Ausführungsform von1 exemplifiziert. Alternativ kann der Mantel30 auch durch Hüllenüberziehen plus Vakuumziehen der Schmelze während der Extrusion ausgebildet werden. - Eine beispielhafte Übertragungskomponentenzugangsprozedur beinhaltet die Verwendung eines Messers, um bogenförmige Sektionen
34 abzuschälen, und Sektionen32 werden von der Aderhülle abgezogen. Die Aderhülle wird dann mit einem Ringschneidwerkzeug entfernt, und die optischen Fasern können dann für Konfektionierungs- oder Spleißprozeduren freigelegt werden. Nach Installation sollten gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Kabel eine lange Gebrauchsdauer aufweisen, da die Kabel die meisten, wenn nicht sogar alle mechanischen und Umweltanforderungen von TELCORDIA GR-20 und/oder ICEA 640 erfüllen. - Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die vorausgegangenen Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei die Ausführungsbeispiele für die vorliegenden erfindungsgemäßen Konzepte veranschaulichend sein sollen, anstatt beschränkend zu sein. Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass Variationen und Modifikationen an den vorausgegangenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Beispielsweise kann die optische Übertragungskomponente
12 ,14 mindestens eine eng gepufferte Faser und/oder ein Bündel optischer Fasern umfassen. Als Alternative zu glasverstärktem Kunststoff können die Festigkeitskomponenten20 Metall- oder Aramidfasern sein, die mit einem geeigneten Kunststoffmaterial imprägniert sind. Außerdem können im Kabel10 mehr als zwei Festigkeitsglieder enthalten sein. Wenngleich ein kreisförmiger Querschnitt für die Festigkeitskomponenten bevorzugt ist, können auch andere Querschnittsgestalten verwendet werden. Die hier beschriebenen Konzepte können auf viele Kabeldesigns angewendet werden, beispielsweise selbsttragende, vergrabene, Innen- und Innen-/Außen-Kabelanwendungen. Flammenhemmende Mantelmaterialien können ausgewählt werden, damit man Verteilerkanal-, Steigleitungs- oder LSZH-Flammenbewertungen erhält. - Zusätzlicher Wasserblockierungsschutz kann hinzugefügt werden. Beispielsweise kann neben der optischen Übertragungskomponente mindestens ein wasserquellbares Band oder Garn (nicht gezeigt) angeordnet werden. Bevorzugt können zwei wasserquellbare Garne entgegengesetzt spiralförmig um die Hülle
12 verseilt werden. Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung können mindestens einen elektrischen Leiter für die Strom- oder Datenübertragung (als Beispiel), mindestens einen koaxialen oder Einzeldraht oder eine verdrillte Doppelleitung enthalten. Reißleinen und/oder eine Bewehrungsschicht können neben der Hülle12 hinzugefügt werden. Die Fasern14 können in loser oder in gebündelter, eng gepufferter und/oder faseroptischer Bandform vorliegen. Ein oder mehrere Festigkeitsglieder26 können von der optischen Übertragungskomponente weg an anderen Stellen als in1 gezeigt angeordnet sein, beispielsweise auf einer Seite der Festigkeitskomponente, der optischen Übertragungskomponente allgemein gegenüberliegend.
Claims (17)
- Faseroptisches Kabel, das folgendes umfasst: mindestens zwei Festigkeitskomponenten (
20 ), eine optische Übertragungskomponente (12 ,14 ) und mindestens ein Zugfestigkeitsglied (26 ), wobei das mindestens eine Zugfestigkeitsglied (26 ) einen ersten Zugfestigkeitswert aufweist und die mindestens zwei Festigkeitskomponenten jeweils einen zweiten Zugfestigkeitswert aufweisen, wobei das mindestens eine Zugfestigkeitsglied (26 ) neben einer der mindestens zwei Festigkeitskomponenten (20 ) angeordnet ist, wobei die mindestens zwei Festigkeitskomponenten (20 ) so ausgelegt sind, dass sie eine bevorzugte Biegeachse bereitstellen, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mindestens zwei Festigkeitskomponenten (20 ) ein stabartiges Glied umfasst, wobei der erste und zweite Zugfestigkeitswert ein Zugfestigkeitswertverhältnis des ersten Zugfestigkeitswerts zum zweiten Zugfestigkeitswert von 0,1 bis 0,3 definiert. - Faseroptisches Kabel nach Anspruch 1, wobei das Zugfestigkeitswertverhältnis etwa 0,18 beträgt.
- Faseroptisches Kabel nach Anspruch 1, wobei jede der mindestens zwei Festigkeitskomponenten (
20 ) mit der optischen Übertragungskomponente (12 ,14 ) in Kontakt steht. - Faseroptisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend Zugfestigkeitsglieder (
26 ) mit jeweils dem ersten Zugfestigkeitswertverhältnis, wobei die Festigkeitsglieder und die Festigkeitskomponenten ein Gesamtzugfestigkeitswertverhältnis des ersten und zweiten Zugfestigkeitswerts von 0,25 bis 0,5 definieren. - Faseroptisches Kabel nach Anspruch 4, umfassend eine Anzahl von vier Zugfestigkeitsgliedern (
26 ) und eine Anzahl von zwei Festigkeitskomponenten (20 ). - Faseroptisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das mindestens eine Zugfestigkeitsglied (
26 ) zwischen der mindestens einen optischen Übertragungskomponente (12 ,14 ) und einer der mindestens zwei Festigkeitskomponenten (20 ) angeordnet ist. - Faseroptisches Kabel nach Anspruch 6, wobei das mindestens eine Zugfestigkeitsglied (
26 ) dadurch multifunktional ist, dass es Zugfestigkeit und Wasserblockierung bereitstellt. - Faseroptisches Kabel nach Anspruch 7, wobei die mindestens eine optische Übertragungskomponente (
12 ,14 ) eine Faserhülle (12 ) mit mindestens einer optischen Faser (14 ) darin umfasst. - Faseroptisches Kabel nach Anspruch 7 mit mindestens zwei Zugfestigkeitsgliedern (
26 ), angeordnet auf gegenüberliegenden Seiten der optischen Übertragungskomponente (12 ,14 ). - Faseroptisches Kabel nach Anspruch 7, wobei mindestens eine der Festigkeitskomponenten (
20 ) auf einem dielektrischen Material ausgebildet ist. - Faseroptisches Kabel nach Anspruch 7, wobei mindestens eines der Zugfestigkeitsglieder (
26 ) ein superabsorbierendes Material umfasst. - Faseroptisches Kabel nach Anspruch 7, wobei mindestens zwei Festigkeitskomponenten (
20 ) und die mindestens eine optische Übertragungskomponente (12 ,14 ) jeweilige Mitten aufweisen, die im Allgemeinen die bevorzugte Biegeachse definierend ausgerichtet sind. - Faseroptisches Kabel nach Anspruch 7, umfassend mindestens ein spiralförmig um die mindestens eine optische Übertragungskomponente (
12 ,14 ) verseiltes wasserquellbares Garn. - Faseroptisches Kabel nach Anspruch 5, wobei jedes der Anzahl von 4 Festigkeitsgliedern (
26 ) aus einer Gruppe von Faserglasbündeln ausgebildet ist. - Faseroptisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, weiterhin umfassend einen Mantel (
30 ), wobei der Mantel (30 ) die mindestens eine optische Übertragungskomponente (12 ,14 ) kontaktiert. - Faseroptisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei eine Anzahl von vier Zugfestigkeitsgliedern (
26 ) vierseitig um die mindestens eine optische Übertragungskomponente (12 ,14 ) angeordnet ist. - Faseroptisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die optische Übertragungskomponente (
12 ,14 ), die mindestens zwei Festigkeitskomponenten (20 ) und das mindestens eine Zugfestigkeitsglied (26 ) von einem Kabelmantel (30 ) mit einer Breite (w) von 9,0 mm bis 10,0 mm und mit einer Höhe (h) von 4,0 mm bis etwa 5,0 mm umgeben sind.
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