DE69312106T2

DE69312106T2 - Optisches Hilfsfaserkabel

Info

Publication number: DE69312106T2
Application number: DE69312106T
Authority: DE
Inventors: James R Holman; Terry Don Mathis; Parry A Moss
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: CA2087295A1; KR930016795A; KR100295357B1; NO308433B1; CA2087295C; DK0553990T3; JPH0682664A; NO930230D0; AU3197793A; EP0553990A1; EP0553990B1; CN1033104C; MX9300375A; AU657193B2; US5345525A; CN1075009A; ES2104046T3; NO930230L; DE69312106D1; NZ245760A

Description

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Hilfsfaserkabel.

Stand der Technik

Die Verwendung von Kommunikationskabeln, die mehrere optische Fasern enthalten, breitet sich rapide aus. Ein faseroptisches Kabel kann mehrere Glasfasern umfassen, die jeweils durch mindestens eine Schicht aus einem Beschichtungsmaterial geschützt sind. Die optischen Fasern können zu Einheiten zusammengefaßt werden, bei denen die Fasern durch Bindemittelbänder zusammengehalten werden, um einen Kern zu schaffen. Beim Kabelsortiment eines bestimmten Herstellers ist der Kern von einem Kunststoffrohr und einem Kunststoffmantel eingeschlossen.
Faseroptische Kabel sind in vielen unterschiedlichen Ausführungen im Handel erhältlich. Es gibt Kabel, die Metallabschirmungen enthalten, nichtmetallische oder metallische sich in Längsrichtung erstreckende Festigkeitsglieder und solche, die schmiermittelartiges Füllmaterial oder hochabsorbierende polymere wassersperrende Materialien enthalten. Ein typisches faseroptisches Kabel, das zwischen Vermittlungsämtern eingesetzt wird, weist einen Außendurchmesser auf, der in der Größenordnung von etwa 0,5 Zoll (1 Zoll = 2,54 cm) liegt.
Obwohl die im Handel erhältlichen faseroptischen Kabel speziellen Anforderungen entsprechen, gibt es einen Bedarf an einem einfachen faseroptischen Kabel, das als Hilfskabel eingesetzt werden kann, und nicht unbedingt alle Vorkehrungen enthalten muß, die in den oben erörter ten Kabel enthalten sind. Es besteht ein Bedarf beispielsweise an einem Kabel, das zum Wiederherstellen des Dienstes um eine Schadenstelle in einem Kommunikationskabel herum eingesetzt werden kann.
Während der Aufliegezeit eines faseroptischen Kabels kann das Kabel beschädigt werden. Dies kann zum Beispiel durch ungewollte Berührung durch verschiedene Arten von Aushubgeräten, durch Blitzeinschlag oder durch wiederholten Angriff durch Tiere wie zum Beispiel Ziesel geschehen. Eine derartige Beschädigung kann einen Teil des Kabels betreffen, wobei in diesem Fall dann möglicherweise eine oder mehrere optische Fasern unterbrochen sind, oder die Beschädigung kann total sein, wie zum Beispiel ein vollständiger Schnitt durch das Kabel.
In jedem Fall ist es erforderlich, den Dienst so schnell wie möglich wiederherzustellen. Dies kann durch eine beschleunigte provisorische Anordnung geschehen, während daran gearbeitet wird, das beschädigte Kabel auszutauschen. In der Regel ist das neue Kabel ein gleichwertiges Kabel oder ein Kabel mit verbesserten Merkmalen.
Eine provisorische Anordnung muß sich leicht installieren lassen und muß preiswert sein. Es muß möglich sein, die Elemente der Anordnung, zu denen ein Kabel gehören muß, in einen Tragkoffer zu packen, der tragbar ist, und wünschenswerterweise in einen, den eine Einzelperson von einem Fahrzeug zu einer Stelle vor Ort tragen kann, wo eine Unterbrechung des Dienstes aufgetreten ist.
Das angestrebte Kabel der provisorischen Anordnung zum Wiederherstellen eines Dienstes, der aufgrund einer Beschädigung an einem existierenden Kabel unterbrochen worden ist, sollte einen einfachen Aufbau aufweisen, dennoch aber in der Lage sein, den Dienst mindestens auf provisorischer Basis bereitzustellen. Es sollte ein geringes Gewicht aufweisen, damit es tragbar ist und leicht zu Schadenstellen getragen werden kann. Da es auf provisorischer Basis verwendet werden kann und nach einer derartigen Verwendung möglicherweise weggeworfen wird, sollte es auch relativ preiswert sein. Es sollte elastisch sein, damit es leicht installiert werden kann, ohne daß maschinelles Installationagerät erforderlich ist. Und da es optische Fasern enthält, muß es natürlich auch Festigkeitsglieder enthalten, so daß die optischen Fasern nicht überbeansprucht werden.
Dementsprechend ist das, was angestrebt wird und was anscheinend in der Technik nicht zur Verfügung steht, ein leichtes, kleines, preiswertes faseroptisches Kabel, das ausreichend Festigkeit aufweist, damit es installiert werden kann, ohne die optischen Fasern darin zu beschädigen. Das angestrebte Kabel sollte sehr elastisch sein und einen kleineren Außendurchmesser und ein geringeres Gewicht aufweisen als typische faseroptische Kabel.
Die US-A-5 016 973 offenbart ein faseroptisches Kabel, das folgendes umfaßt: einen Kern mit mindestens einer in Längsrichtung verlaufenden optischen Faser, einen Außenmantel, der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und eine äußere Umfangsfläche aufweist, die die Außenfläche des Kabels darstellt; und ein Festigkeitsgliedsystem, das aus einem garnähnlichen Material mit einem Schlag besteht und zwischen den optischen Fasern und einer Innenfläche des Mantels angeordnet ist, wobei ein Teil des Festigkeitsgliedsystems eine Innenfläche des Mantels in Eingriff nimmt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kabel nach Anspruch 1 bereitgestellt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Figur 1 ist eine Endansicht eines Kabels dieser Erfindung, die einen aus drei Bündeln von optischen Fasern bestehenden Kern zeigt; und
Figur 2 ist eine schematische Draufsicht des Kabels von Figur 1, das dazu verwendet wird, die Schadenstelle eines Kabels zu überbrücken.

Ausführliche Beschreibung

Nunmehr unter Bezugnahme auf Figur 1 wird ein faseroptisches Kabel dieser Erfindung gezeigt, das allgemein mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist. Das Kabel 20 enthält einen Kern 22, der faseroptische übertragungsmedien 24-24 enthält und allgemein durch die gestrichelte Linie in Figur 1 gezeigt ist. Jedes faseroptische übertragungsmedium enthält eine optische Faser, die in einer oder mehreren Schichten aus Beschichtungsmaterial eingeschlossen ist. Eine Beschreibung eines Beschichtungssystems für eine optische Faser befindet sich in US-Patent 4,962,992.
Das Kabel 20 enthält in der Regel mehrere Bündel aus optischen Fasern 24, wobei jedes Bündel mit dem Bezugszeichen 31 bezeichnet ist. Ebenfalls in der Regel enthält jedes Bündel 31 mehrere optische Fasern 24-24, die durch zwei farbige, fadenähnliche Bindemittel 33-33 zusammengehalten werden, die in entgegengesetzten spiralförmigen Richtungen um die Fasern gewickelt sind. Bindemittel sind in der Regel aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und sind in der Technik wohlbekannt. Die Fasern verlaufen in Längsrichtung entlang dem Kern, ohne irgendeine beabsichtigte Verseilung. Die Bündel sind miteinander mit einem Verdrillschlag in einer Richtung verseilt bzw. mit dem, was als pendelnder oder S-Z-Schlag bezeichnet wird, wobei die Richtung des Schlags periodisch umgekehrt wird. Um einen pendelnden Schlag bereitzustellen, werden die Bündel 31-31 durch eine (nicht gezeigte) pendelnde Planscheibe geführt. Die Schlaglänge der zusammengesetzten Bündel 31-31 liegt im Bereich von etwa 8 bis 14 Zoll. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Kabel 20 drei Bündel 31-31, die jeweils zwölf Fasern enthalten.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, stehen die Bündel 31-31 aus optischen Fasern in der Regel miteinander in Eingriff. Ebenfalls bevorzugterweise sind die Bündel 31-31 innerhalb des Kerns 22 zentriert.
Wie aus Figuren 1 und 2 ersichtlich, enthält der Kern 22 auch ein Festigkeitssystem, das allgemein mit dem Bezugszeichen 35 bezeichnet ist. Das Festigkeitssystem 35 enthält mehrere in Längsrichtung verlaufende garnähnliche Glieder 37-37. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Festigkeitssystem 8 x 1420-Denier-Aramidgarne wie zum Beispiel Kevlar -Garn.
Die garnähnlichen Festigkeitsglieder sind spiralförmig oder mit einem pendelnden Schlag um die Bündel 31-31 aus optischen Fasern 24-24 gewickelt. Die Schlaglänge der Festigkeitsglieder 37-37 beträgt etwa 6 bis 8 Zoll. Werden die Festigkeitsglieder 37-37 nicht spiral förmig oder mit einem pendelnden Schlag gewickelt, so würden sie bei Biegung des Kabels aller Wahrscheinlichkeit nach knicken. Die geknickten Festigkeitsglieder könnten die optischen Fasern einklammen, was zu einer unerwünschten Mikrobiegung führen könnte. Ein bevorzugter Schlag ist etwa 6 Zoll lang und verläuft in einer Richtung.
Um den Kern herum ist ein Mantel 40 angeordnet. Der Mantel 40 ist aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, bei dem es sich in einer bevorzugten Ausführungsform um ein flammhemmendes Kunststoffmaterial wie zum Beispiel Kunststoffmaterial aus Polyvinylchlorid (PVC) handelt. Bei dem Kunststoffmaterial des Mantels 40 kann es sich auch beispielsweise um ein halogenfreies Kunststoffmaterial handeln. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser des Mantels 40 etwa 0,185 ± 0,005 Zoll, wohingegen sein Innendurchmesser etwa 0,115 ± 0,005 Zoll beträgt.
Es wird darauf hingewiesen, daß eine Außenfläche 42 des Mantels 40 eine Außenfläche des Kabels 20 ist. Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß Teile des Festigkeitsgliedsystems 35 eine Innenfläche 44 des Mantels 40 berühren.
Vorteilhafterweise üben die garnähnlichen Festigkeitsglieder 37-37, die im Kern 22 angeordnet sind und die faseroptischen Bündel einschließen eine weitere wichtige Funktion aus. Die garnähnlichen Festigkeitsglieder 37-37 sorgen für den Schutz der optischen Fasern, wenn der Mantel 40 geschlitzt wird, um Zugang zum Kern zu erlangen. Außerdem sorgt das garnähnliche System bei dem Kabel 20 nicht nur für Zugfestigkeit, sondern auch für Schlagfestigkeit. Als solches polstert es die optischen Fasern 24-24 im Kern 22 gegen Schlag ab, wodurch Schäden an den optischen Fasern verhindert werden.
Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, ist zwischen dem Kern 22 und dem Kunststoffmantel 40 keine Kernumwicklung angeordnet. Vorteilhafterweise verhindern die garnähnlichen Festigkeitsglieder 37-37, daß heiß extrudiertes Kunststoffmaterial, das den Mantel 40 bilden soll, an den optischen Fasern 24-24 haftet. Der Außenmantel 40 kann infolgedessen leicht von den darunterliegenden garnähnlichen Festigkeitsgliedern 37-37 und den faseropti schen übertragungsmedien abgezogen werden.
Bei der Herstellung des Kabels 20 wird der Mantel 40, anstatt durch Druck extrudiert zu werden, zu einem Rohr auf dem Kern 22 ausgebildet. Bei einem derartigen Vorgang wird der Mantelkunststoff um die sich bewegende Baugruppe aus optischen Faserbündeln 31-31 und garnähnlichen Festigkeitsgliedern 37-37 herum mit einem Außendurchmesser aufgebracht, der größer ist als seine gewünschte Größe, und danach gestreckt, um ein lose passendes rohrförmiges Glied um die Baugruppe aus optischen Faserbündeln und garnähnlichen Festigkeitsgliedern herumzubilden. Dadurch wird die feste Passung eines unter Druck extrudierten Mantels vermieden, was ein relativ leichtes Entfernen von Teilen des Mantels 40 vor Ort gestattet. Ein derartiger Aufbau resultiert in einem Kabel mit verbesserter Biegsamkeit und verringerter Empfindlichkeit für Mikrobiegung.
Durch das Fehlen irgendwelcher Festigkeitsglieder in dem Mantel wird das Entfernen des Mantels 40 noch weiter erleichtert. Der als Rohr ausgebildete Mantel läßt sich leicht schlitzen und entfernen, um die garnähnlichen Festigkeitsglieder 37-37 und die optischen Faserbündel 31-31 offenzulegen.
Das Kabel 20 weist aufgrund seines Aufbaus ein sehr geringes Gewicht auf, was es einem Techniker vor Ort erlaubt, eine beträchtliche Länge zu tragen. Aufgrund des Materials des Mantels und seiner Stärke ist das Kabel auch sehr biegsam und läßt sich infolgedessen relativ leicht abwickeln und wieder aufwickeln.
Weiterhin wird es aufgrund der Tatsache, daß die garnähnlichen Festigkeitsglieder 37-37 auf die optischen Faserbündel 31-31 unter Verwendung einer relativ langen Schlaglänge von etwa 6 bis 8 Zoll aufgebracht werden, relativ leicht, die garnähnlichen Festigkeitsglieder von den optischen Faserbündeln zu trennen. Außerdem scheint die Verwendung eines pendelnden Schlages der Faserbündel 31-31 die Umverteilung der Belastungen in den Fasern während der Handhabung und Installation zu gestatten, wodurch ein weiterer Verlust aufgrund von Verpackung verringert wird.
Kabelkerne nach der vorliegenden Erfindung weisen ein bedeutend höheres Packungsverhältnis auf als Kabelkerne von vielen anderen faseroptischen Kabeln. Mit Packungsverhältnis ist das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der optischen Fasern 24-24 im Kern 22 zu der durch einen Innendurchmesser des Mantels 40 definierten Querschnittsfläche gemeint. Dieses Verhältnis liegt im Bereich von etwa 0,42. Zwar sind die garnähnlichen Festigkeitsglieder um die Faserbündel gewickelt und der Mantelkunststoff ist als Rohr auf dem Kern ausgebildet und gestreckt, doch wirkt sich das relativ hohe Packungsverhältnis kaum auf die Leistung des Kabels aus, da sich das Kabel in der Regel lediglich ein oder zwei Tage lang im Wiederherstellungsbetrieb befindet, bis ein Kabel permanent installiert werden kann, und da das Kabel eine relativ kurze Länge aufweist.
Das Kabel 20 weist einige bedeutende Vorteile auf. Das Kabel ist sehr biegsam und stellt in einem relativ kleinen Kern eine relativ große Anzahl optischer Fasern bereit. Die optischen Fasern 24-24 weisen keine Hüllen auf, und der Kern ist von schmierstoffartigem wassersperrendem Material frei. Es ist sehr leicht, an den Kern heranzukommen, was dazu führt, daß für das Spleißen und Verbinden kürzere Zeiten erforderlich sind. Da das Kabel von schmierstoffartigem wassersperrendem Material frei ist, da die optischen Fasern keine Hüllen aufweisen und da der Kern leicht zugänglich ist, kann das Kabel 20 leicht installiert und an Teile des Kabels auf jeder Seite der Schadenstelle angeschlossen werden. Der Dienst kann infolgedessen schnell wiederhergestellt werden.
Eine typische Verwendung des Kabels 20 beim Wiederherstellen von Dienst für einen Kunden oder für Kunden, die von einem Kabel 50 bedient werden, ist in Figur 2 gezeigt. In der in Figur 2 dargestellten Situation handelt es sich bei dem Schaden an dem Kabel 50 um eine komplette Unterbrechung an einer Stelle 52, wobei die Endteile 54 und 56 des Kabels durch die Unterbrechung neu gebildet wurden. Das Kabel 20 kann in einem Wiederherstellungsbausatz enthalten sein, wie zum Beispiel der, der in der US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 07/826,703 beschrieben und beansprucht wird, die durch Bezugnahme hier aufgenommen ist. Ein Ende 58 des Kabels ist in einer Muffe 61, die ebenfalls in dem Wiederherstellungsbausatz enthalten ist, mit dem Endteil 54 des Kabels 50 verbunden. Bei der Muffe 61 kann es sich um eine Muffe handeln, wie sie in der US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 07/826,711 beschrieben und beansprucht wird, die durch Bezugnahme hier aufgenommen ist. Das Kabel 20 wird von dem Bausatz abgewickelt, und ein Endteil- 63 zu einer Stelle auf einer gegenüberliegenden Seite der Schadenstelle gezogen und in einer anderen Muffe 65 mit dem Endteil 56 des Kabels 50 verbunden.
Das Kabel 20 eignet sich zwar auf ideale Weise zur Verwendung bei der Herstellung von provisorischem Dienst um Leitungsunterbrechungen in Außenanlagen, doch kann es auch anders verwendet werden. Es könnte beispielsweise als Steigerkabel verwendet werden. Ein standardmäßiges Steigerkabel enthält in der Regel zwölf Fasern und weist einen Außendurchmesser von etwa 0,225 bis 0,275 Zoll auf. Im Gegensatz dazu enthält das erfindungsgemäße Kabel bei einem Außendurchmesser von etwa 0,185 Zoll drei Bündel aus jeweils zwölf Fasern. Somit kann die Ausnutzung des Kanals auf ein Maximum gesteigert werden und bei einem vertikalen Ziehen

Claims

1. Faseroptisches Kabel (20), das folgendes umfaßt:

einen Kern (22), der aus mehreren in Längsrichtung verlaufenden optischen Fasern (24-24) besteht, und einen Mantel (40), der den Kern (22) einschließt, aus einem Kunststoffmaterial besteht und eine äußere Umfangsfläche aufweist, bei der es sich um die Außenfläche des Kabels (20) handelt; und

ein aus einem garnähnlichen Material (37) bestehendes, zwischen optischen Fasern (24-24) und einer Innenfläche (44) des Mantels (40) angeordnetes Festigkeitsgliedsystem (35), wobei ein Teil des Festigkeitsgliedsystems (35) eine Innenfläche (44) des Mantels (40) in Eingriff nimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das garnähnliche Material eine Schlaglänge aufweist, die etwa 6-8 Zoll lang ist (1 Zoll = 2,54 cm),-um Zugriff auf die optischen Fasern zu ermöglichen, und wobei das Verhältnis aus der Summe der Querschnittsflächen der optischen Faser (24) in dem Kern (22) zu der durch den Innendurchmesser des Mantels (40) definierten Querschnittsfläche im Bereich von etwa 0,42 liegt.

2. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 1, bei dem der Kern mehrere Bündel (31-31) aus optischen Fasern umfaßt, wobei jedes Bündel (31) mehrere optische Fasern (24-24) umfaßt, die von einem Bindemittelsystem (33-33) zusammengehalten werden, das jeweils mehreren optischen Fasern zugeordnet und um sie gewickelt ist.

3. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 2, bei dem die Bündel aus optischen Fasern mit einem pendelnden Schlag verseilt sind.

4. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 2, bei dem die Bündel aus optischen Fasern mit einem Schlag in einer Richtung verseilt sind.

5. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 2, bei dem der Mantel aus einem Kunststoffmaterial besteht, das schlauchförmig über dem Kern zu einem Rohr ausgebildet worden ist.

6. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 1, bei dem der Schlag des garnähnlichen Materials des Festigkeitsglied systems ein gependelter Schlag ist.

7. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 1, bei dem der Schlag des garnähnlichen Materials des Festigkeitsgliedsystems ein Schlag in einer Richtung ist.

8. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 1, bei dem das garnähnliche Material aus einem Aramidmaterial besteht.