DE7705379U1

DE7705379U1 - Optisches nachrichtenkabel

Info

Publication number: DE7705379U1
Application number: DE7705379U
Authority: DE
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1977-02-22
Publication date: 1977-06-23
Also published as: FR2342508B1; JPS52112836U; IT1072734B; CA1088355A; JPS6030729Y2; US4078853A; GB1568546A; FR2342508A1; ES456228A1

Description

Optisches Nachrichtenkabel

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Nachrichtenkabel der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art. Ein derartiges optisches Nachrichtenkabel ist aus der US-Zeitschrift "The Bell System Technical Journal",Band 54, Nr. 2, Februar 1975, Seiten 457 - 465 bekannt.

Bekannte Vorteile der Verwendung von optischen Fasern als Übertragungsmedien sind eine Breitbandübertragung und eine geringe Größe. Aufgrund dieser Eigenschaften ist es wünschenswert, optische Fasern gegen Kabel mit metallischen Adern speziell in stark bevölkerten Gebieten auszutauschen, wo zwar ein erhöhter Übertragungsbedarf, jedoch kein zusätzlicher Plats in den Kabelkanälen vorhanden ist.

Ein Problem bei der praktischen Anwendung optischer Fasern, und zwar speziell dort, wo das optische Übertragungsmedium durch Kanäle hindurchgezogen und dabei mechanischen Längs- und Querbelastungen ausgesetzt wird, besteht darin, daß optische Fasern aus sehr empfindlichem Material bestehen, z.B.

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üblicherweise aus gerauchter Kieselerde oder anderen Glassorten. Obwohl Glasfasern aufgrund ihrer optischen Übertragungseigenschaften äußerst günstig wären, besitzen sie wenig ■ erwünschte mechanische Eigenschaften als Übertragungsmedien. Obwohl die Streckgrenze von Glasfasern theoretisch sehr hoch ist, liegt ihre tatsächliche Streckgrenze (üblicherweise 2,1 χ 10 g/cm bei kilometerlangen Längenabmessungen) beträchtlich tiefer und ändert sich zudem je nach den Einsatzbedingungen. Glasfasern sind ferner einer statischen Ermüdung unterworfen, d.h., daß Glas in feuchter Umgebung bei Dauerbelastungen unterhalb der eigentlichen Streckgrenze infolge des Entstehens Ton Oberflächenrissen bricht. Des weiteren zeigen Glasfasern mit sehr langen Längenabmessungen eine geringe Bruchdehnung, die üblicherweise weniger als ein halbes Prozent Dehnung vor dem Bruchpunkt beträgt. Diese Eigenschaften stellen ernsthafte Probleme dar, die beseitigt v/erden müssen, wenn optische Fasern in zukünftigen optischen Nacnrichtensystemen eingesetzt werden so.Men. Dabei wird angestrebt, zahlreiche Signalkanäle künftig jeder Faser zuzuteilen, was wiederum bedeutet, daß ein Bruch in nur einer Faser einen völligen Nachricht enverlust der in dieser Faser vorhandenen Nachrichtenkanäle darstellt.

Ein weiterer Gesichtspunkt ist der, daß selbst dann, wenn optische Fasern unter den anliegenden äußeren Belastungen nicht brechen, durch eine zufällige Verbiegung der Faserachse eine so große Amplitude in einem kritischen Wellenlängenbe-

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reich vorhanden sein kann, daß sich ein optischer Ubertragungsverlust ergibt (vgl. den Aufsatz von W. B. Gardner "Mikrobiegungsverluste in optischen Fasern", US-Zeitschrift "!he Bell System Technical Journal", Band 54» Nr» 2, Februar 1975» Seiten 457 - 465, wo dieses Phänomen erörtert ist). Das genannte Phänomen kann die Ubertragungszuverlässigkeit der optischen Fasern insbesondere über große Entfernungen hinweg beträchtlich verringern.

Es ist daher wünschenswert, ein optisches Nachrichtenkabel zu schaffen, welches optische Fasern zu einem in der Praxis verwendbaren Übertragungsmedium macht und in der Lage ist, den bei der Installation zu erwartenden Zugkräften standzuhal- · ten. Des weiteren soll das Kabel einen ausreichend kleinen Querschnitt besitzen, um den Platzbedarf in Kabelkanälen auf ein Minimum zu verringern.

Zu den genannten Forderungen kommt hinzu, daß es auch erforderlich ist, die verschiedenen Fasern in jedem Kabelkern in einer gegenseitigen Lage anzuordnen, welche eine schnelle, leichte, zuverlässige und verlustarme Verspleissung eines Kabelkerns mit einem anderen Kabelkern oder eines Kabelkernab- ;

Schnitts mit einem passenden Abschnitt eines anderen Kabel- j kerns begünstigt. j

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, ein opti- | sches Nachrichtenkabel der eingangs erwähnten Art zu schaffen,

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welches optische Fasern zu einem zuverlässigen und dennoch wirtschaftlich herstellbaren Übertragungsmedium macht. Hin weiteres Ziel besteht darin, die Möglichkeiten für eine Dehnung der Fasern unter vorhersehbaren Belastungsbedingungen auf ein Minimum zu verringern. Des weiteren wird angestrebt, die Übertragungsverluste aufgrund einer zufälligen Verbiegung der Faserachse auf einem Minimum zu halten. Schließlich soll das zu schaffende optische Nachrichtenkabel eine Massenverspleissung begünstigen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des optischen Nachrichtenkabels nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 14 gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäßen Lehre liegt der Gedanke zugrunde, die lichtübertragenden optischen Fasern gegen die von der Umgebung herrührenden Belastungen konstruktiv zu isolieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Nachrichtenkabels wird daher die den Kabelkern bildende Vielzahl lichtübertragender optischer Fasern mit einer lose anliegenden Hüllstruktur umgeben, so daß die Fasern des Kabelkerns von dem restlichen Teil der Kabelstruktur in Längsrichtung praktisch entkoppelt sind, d.h., gegen eine Längsdehnung aufgrund der an der benachbarten Kabelstruktur anliegenden

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Zugkräfte in Längsriohtung in hohem Maße unempfindlich sind. Diese konstruktive Isolation verringert ferner vorteilhaft die radialen Belastungsstöße auf die Kernfasern. Neben der einen Hüllstruktur können noch weitere Hüllstrukturen um den Kern angelegt werden *

Die einen Innenmantel bildende Hüllstruktur ist von einem Außenmantel umgeben, der durch Hauptbewehrungsglieder verstärkt ist. Diese Hauptbewehrungsglieder besitzen einen größeren Deh- ^! nungskoeffizienten und eine größere Bruchdehnung als die opti~ sehen Glasfasern. Die Hauptbewehrungsglieder sind eng mit dem Außenmantel gekoppelt, so daß sie die zu erwartenden Belastungen aufnehmen. Unter den erwarteten Belastungsbedingungen werden daher die von außen angelegten Zugspannungen praktisch vollständig von den Hauptbewehrungsgliedern aufgenommen und nicht an die Kernfasern weitergegeben.

Als größte erwartete Belastung eines optischen Nachrichtenkabels wird die Belastung wahrend des Einziehens des Kabels in einen Kabelkanal angesehen, wobei das Kabel vorteilhafterweise so ausgebildet ist, daß es Zugbelastungen von mehr als 9,07 χ 10 g ohne Bruch einer lichtübertragenden optischen Faser aushält. Hierdurch kann das Kabel mit herkömmlichen Schleppvorrichtungen verlegt v/erden, welche das Kabel von seiner Außenseite her umklammern. Die Kabelkonstruktion umfaßt Mäntel aus einem Material mit hohen Elastizitätskoeffizienten, das sowohl den radialen Quetschkräften eines Schleppgreifers

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am Kabelende als auch den über die Kabellänge auftretenden radialen Quetschungen oder Stoßbelastungen einen ausreichenden Widerstand entgegensetzt. Die optiaohen Pasern sind nicht nur praktisch von der restlichen Kabelstruktur entkoppelt, sondern die Fasern sind auch in vorteilhafter Weise soweit wie möglich von den belastungserzeugenden Greifern räumlich entfernt.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Nachrichtenkabels sind die Hauptbewehrungsglieder eng mit dem Außenmantel in der Nähe des äußeren Kabelumfangs gekoppelt, um die von außen anliegenden Belastungen aufzunehmen.

Die optischen Fasern des erfindungsgemäßen Nachrichtenkabels sind ferner in vorteilhafter Weise bei fehlender Belastung in einem spielbehäfteten Zustand gekrümmt. Hierdurch muß während einer Zugdehnung des Kabels erst das Spiel der Kernfasern aufgezehrt werden, bevor diese einer Beiastungsdehnung unterworfen werden. Bevor jedoch das Spiel.der Kernfasern aufgezehrt ist, haben die Hauptbewehrungsglieder die Belastung bereits aufgefangen, so daß die Kernfasern unbelastet bleiben.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die lose anliegende Kabelstruktur für eine Massenverspleissung in hohem Masse geeignet ist. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden daher lineare Gruppen

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optischer Fasern in Form von optischen Faserbändern übereinander gestapelt und innerhalb des Kerns spiralförmig verkrümmt. Die gestapelte Kernanordnung bildet eine regelmäßige XY-Matrix aus optischen Fasern, welche vorteilhaft für die Verwendung mit solchen Kabelverbindern befähigt ist, welche Verspleissungsverbindungen von nicht größer als dem Kabelquerschnitt ermöglichen. Die umgebende Hüllstruktur, welche die Kernfasern gegen die von außen angelegten Belastungen mechanisch isoliert, hält die Stapelanordnung des Kerns über die gesamte Kabellänge zusammen, wodurch an jeder beliebigen Kabelstelle die Verspleissungsvorgänge erleichtert werden. Da ferner an der Verspleißstelle der volle Kabeldurchmesser nicht vorhaanden zu sein braucht, kann das erfindungsgemäße Kabel bereits in der Fabrik vor der Kabelinstallation mit Klemmen versehen werden. Dies erleichtert außerordentlich die Verspleissungsvorgänge auf der Baustelle, da mit einem einzigen Kabelverbindungsvorgang auf der Baustelle die gesamte XY-Fasermatrix ohne Behandlung der einzelnen Fasern wirksam verspleißt werden kann.

Die Erfindung wird mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines kurzen

Stücks eines erfindungsgemäßen optischen Nachricht enkabels;

Figo 2 einen Längsschnitt durch einen Teil des Kabels nach Fig. 1, um die Krümmung der Kernfasern im

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unbelasteten Zustand zu veranschaulichen;

Fig» 3 eine perspektivische Ansicht zweier, durch eine Klemme miteinander verbundener Kabelkerne gemäß Fig. 1;

Fign.4 u. 5 perspektivische Ansichten von Stücken v/eiterer ■ Ausführungsformen des erfindungsgemäßen optischen Nachrichtenkabels, und

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Uachrichtenkabels.

In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Stücks einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Nachricht enkabeis 10 veranschaulicht. Zur Bildung eines Kerns 16 des Kabels 10 ist eine Vielzahl lichtübertragender optischer Fasern 14 vorzugsweise zu Einheiten zusammengepackt, welche als optische Faserbänder 30 bekannt sind und von denen jede Einheit eine lineare Gruppe optischer Fasern umfaßt, welche von einer geeigneten, flexiblen Schutzstruktur in gleichförmig beabstandeter, paralleler Beziehung gehalten wird. Die planare Geometrie und der gleichförmige Mitten-zu-Mittenabstand der Fasern H innerhalb der Bänder 30 erleichtert in vorteilhafter Vfeise die Massenverspleissung der Fasern, ohne daß die einzelnen Fasern angefaßt zu werden brauchen.

Die Bänder 30 sind lose in einem Stapel 11 angeordnet. Der gestapelte Aufbau ergibt vorteilhafterweise einen Kernquer-

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schnitt, bei dem die optischen Kernfasern 14 in einer regelmäßigen XI-Matrix mit praktisch, gleichen Hitten-zu-Mitten-Abständen sowohl in X- als auch in Y-Richtung verteilt sind, was für eine Massenverspleissung äußerst günstig ist.

Der Stapel 11 ist spiralförmig verdrillt, um bei einer Verhiegung eine Spannungsentlastung hervorzurufen, Bei einem •A-usführungsbeispiel wurde für einen Stapel 11 aus zwölf Bändern 30 eine Drallänge von 15,24 cm vorgesehen. Jedes Band enthielt zwölf optische Fasern mit einem Durchmesser von 0,023 cm und hatte eine Querschnittsabmessung von 0,36 χ 0,03 cm. Die Drallänge des Stapels 11 ist so gewählt, daß dieser eine ausreichende Spannungsentlastung hervorruft, ohne daß die Fasern 14 durch einen zu großen Drall, überbeansprucht werden.

Der Kern 16 wird von einem Innenmantel 20 umgeben, welcher die Hüllstruktur zum losen Aufnehmen der Faserbänder 30 darstellt. Durch ihre freie Bewegungsmöglichkeit innerhalb des Innenmantels 20 sind die Bänder 30 ebenso wie die Fasern 14 praktisch vollständig von dem übrigen Teil der Kabelstruktur entkoppelt, was Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist. Der Paßsitz des Innonmantels 20 auf dem Kern 16 ist somit völlig lose. Bei einem quadratischen Stapel 11 aus Bändern 30 ist es günstig, wenn das Verhältnis zwischen der Innenquerschnitt sf lache des Innenmantels 20 und der Querschnittsfläche des Bandstapels 11 im Bereich zwischen 2,0 und 2,5

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liegt. Dieses Verhältnis wird einerseits so gewählt, daß die mechanische Entkopplung maximal ist, und andererseits so gewählt, daß die Gesamtabmessung des Kabels minimal ist. Eines weitere Überlegung besteht darin, daß der Innendurchmesser des Innenmantels 20 so gewählt wird, daß er für "Verspleissungszwecke die Kernform über die gesamte Kabellänge aufrecht erhält.

Der Innenmantel 20 besteht vorteilhafterweise aus einem verhältnismäßig steifen Material, das die Kernbänder 30 gegen die von außen angelegten Druck- und Stußbelastungen mechanisch schützt und gleichzeitig ausreichend elastisch ist, um sich beim Aufhaspeln oder bei der Kabelinstallation verbiegen zu lassen. Ein Material mit einem Elastizitätskoeffizienten von wenigstens 7,03 x 10 g/cm ist günstig, um die zur Erzielung eines Stoßschutzes erforderliche Innenmanteldicke auf einem Minimum zu halten; ein derartiges geeignetes Material ist beispielsweise Hochdruck-Polyäthylen mit einem Elastizitätskoeffizienten im Bereich zwischen 7,03 x 10 und 1,05 x lO^g/cm² Mit steigendem Kernquerschnitt ist ein Innenmantel mit einem höheren Elastizitätskoeffizienten günstiger, um die Innenmanteldicke und damit den resultierenden Querschnitt des optischen Efachrichtenkabels auf ein Minimum zu verringern.

Im dargestellten Beispielsfalle ist der Innenmantel 20 vorteilhaft längs seiner Innenfläche mit einer ersten Schicht aus Wärmeisolationsmaterial ausgekleidet, welche den Kern 16 gegen die bei der Herstellung des Innenmantels erzeugte Wärme

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schützt. Eine au große Erwärmung des Kerns 16 könnte nämlich die Fasern 14 und/oder die Bänder 20 nachteilig beeinflussen. In Abhängigkeit vom ©rad der Erwärmung kann sich ein optischer Verlust oder ein 3?aserbruch ergeben. Als maximale Kerntemperatur wird ein Sicherheitswert von 66 C angenommen. Bei einem ausgeführten Kabel hat sich eine in Längsrichtung aufgebrachte Papierschicht als hervorragend geeignet für die Isolation erwiesen.

Der Innenmantel 20 wird von einem Außenmantel 26 umgeben, welcher mit Hauptbewehrungsgliedern 24 verstärkt ist. Die Hauptbewehrungsglieder 24 sind soweit wie möglich von dem lichtübertragenden Fasern 14 räumlich entfernt und befinden sich so nah wie möglich an der tatsächlich angelegten Zubelastung. Der Außenmantel 26 besteht vorzugsweise ebenso wie der Innenmantel 20 aus einem Material mit hohemElastizitätskoeffizient en, und zwar in vorteilhafter Weise aus einer Schicht Hochdruck-Polyäthylen.

Die Hauptbewehrungsglieder 24 sind erfindungsgemäß eng mit dem Außenmantel 26 gekoppelt, so daß sie zusammen als Sandwichstruktur wirken. Zur Erzielung der engen Kopplung wird der Außenmantel 26 vorteilhafterweise durch eine Druckextrusion in einem Verfahren hergestellt, bei welchem in dem Außenmantel 26 gleichzeitig die Hauptbewehrungsglieder 24 eingebettet werden. Wenn daher das Kabel 10 mit einer Zugspannung belastet wird, beginnen die Hauptbewehrungsglieder 24 die Last aufzu-

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nehmen, bevor eine größere Dehnung des Außenmantels 26 auf-. getreten ist.

Die Hauptbewehrungsglieder 24 besitzen in charakteristischer Weise einen höheren Dehnungskoeffizienten und eine höhere Bruchdehnung als optische Glasfasern. Der hohe Dehnungskoeffi-. zient ist erwünscht, um die erforderliche Materialmenge zur Erzielung der Verstärkungsfestigkeit und damit die Größe des resultierenden optischen Nachrichtenkabels 10 auf ein Minimum zu verringern. Die größere Bruchdehnung gewährleistet, daß das Verstärkungsmaterial nicht vor den Glasfasern bricht. Ein geeignetes Material mit diesen Eigenschaften ist Stahl.

Im dargestellten Beispielsfalle bestehen jedoch die Hauptbewahrungsglieder 24 in vorteilhafter Weise aus Graphitgarn.

Graphitgarne besitzen bei dem dargestellten AUS fÜhrUng Sbe ί-Ο, ,

spiel einen typischen Dehnungskoeffizienten von 1₅27 x 10³ g/cm (im Vergleich zu einem typischen Dehnungskoeffizienten von 7,03 χ 10 g/cm von Glasfasern) und eine größere Bruchdehnung als Glasfasern. Graphitgarne sind ferner aufgrund ihrer fadenförmigen Struktur biegsam, für ihre Festigkeit sehr leicht und im Vergleich zu Stahl nicht-metallisch. Die nichtmetallische Eigenschaft der Garne ist besonders vorteilhaft. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sämtliche strukturellen Werkstoffe nicht-metaiiisch, da hierdurch die Notwendigkeit für eine kontinuierliche Erdung oder für einen Erdungsschutz bei dem resultierenden optischen Nachrichten-

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kabel beseitigt wird. Eb ist in manohen Fällen von Vorteil, , die Graphitgarne mit einem Polymerisat, wie "beispielsweise ein Äthylen^Aorylsäure-Mischpolymerisat, zu imprägnieren, um sowohl ihre Handhabungsfähigkeit als auch ihre Scherfestigkeit zu erhöhen.

Im dargestellten Beispielsfalle ist eine Vielzahl von Graphit garnen in regelmäßigen Abständen in den Außenmantel 26 eingebettet. Die Anzahl der Graphitgarne wird ausreichend groß ge wäit, damit diese die maximal anliegende Zugbelastung aufnehmen können. Obwohl die Hauptbewehrungsglieder 24 in dem Kabel 10 spiralförmig verdrillt sind, ist die Drallänge ausreichend

j groß bemessen, damit die Hauptbewehrungsglieder 24 mit dem

Außenmantel 26 in Längsrichtung praktisch vollständig gekoppelt sind. Bin gewisser Drall ist wünschenswert, um die Biegung des Kabels während der Herstellung und der Installation zu erleichtern. Wenn daher das Kabel 10 unter einer Zugbelastung gedehnt wird, wird die radiale Zusammenziehung des Kabels 10 aufgrund der Graphitgarne 24 auf ein Minimum verringert. Vorzugsweise wird für die Bewehrungsglieder ein maximaler Drallwinkel von 7° vorgesehen.

Der Innenmantel 20 wird von dem Außenmantel 26 durch eine zweite Schicht 22 vollständig getrennt, welche die inneren Kabelschichten gegen die bei der Druckextrusion des Außenmantel 26 entstehenden Wärme thermisch isoliert.

] 7/ie nachstehend noch näher erläutert werden soll, ist es

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günstig, wenn der Außenmantel 26 nioht mehr als um 0,2 fe während seiner Herstellung schrumpft. Der Innenmantel 20 v/irkt dem Schrumpfen des Außenmantels 26 vorteilhaft ent ge-

gen, wodurch der Grad der Außenmantelschrumpfung gesteuert und verringert wird. Gelegentlich kann es günstig sein, die zweite Schicht 22 als Wärmebarriere zu verwenden, um eine thermisch hervorgerufene Schrumpfung des Innenmantels 20 während der Herstellung des Außenmantels 26 zu verhindern. Hierdurch kann vorteilhaft der Innenmantel 20 darin unterstützt werden, der Schrumpfung des Außenmantels 26 entgegenzuwirken. Im dargestellten Beispielsfalle hat sich Eolypropylenzwirn als gut geeignet und ausreichend erwiesen, um den Innenmantel 20 auf einer Temperatur unterhalb von 6O⁰C zu halten, welche als maximale Sicherheitstemperatur für das Nicht-Schrumpfen eines aus Hochdruck-Polyäthylen bestehenden Innanmantels anzusehen ist.

Die zweite Schicht 22 kann gelegentlich aus einem Material zum Abfedern von Stoßbelastungen bestehen, die ansonsten bis zu den inneren Kabelschichten während der Zugbelastung durchgehen würden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird Polypropylenzwirn vorteilhaft aufgeflockt oder aufgefasert, um eine erhebliche radiale Elastizität bzw. ein größeres P-ederungs vermögen zu erzielen. Ein wesentlicher Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Krümmung der Kernbänder 20 oder der !Fasern 14 in einem, spielbehaftet en Zustand unter fehlenden Belastungsbedingungen. Wie in Fig. 2

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vergrößert dargestellt ist, beschreibt der spielbehaftete Kern 16 eine gewelle Bahn bezüglich des relativ geraden Innerjmantels 20. Diese Verbiegung ruft vorzugsweise eine Spannungsentlastung bis zu etwa 0,2 $ hervor und gestattet vorteilhafterweise eine Dehnung der Kernbänder 30, ohne die anliegenden Zugbelastungen aufnehmen zu müssen, und zwar solange, bis das Spiel aufgezehrt ist. Bevor jedoch das Kernspiel vollständig aufgezehrt ist, beginnen die G-raphitgarne 24 die Belastungen aufzunehmen, da sie, wie nachstehend erläutert werden soll, nicht so stark gekrümmt sind wie die Kernbänder 30, wodurch sie die optischen Pasern H entlasten.

Die vorgenannten Erfindungsmerkmale v/erden während der Druckextrusion des Außenmantels 26 auf die übrige ICabelstruktur erzielt. Obwohl der Kabelkern 16 praktisch vollständig von dem Rest des Kabels 10 entkoppelt ist, tritt über einen Längenabschnitt eine Kopplung zwischen dem Kern 16 und den anderen Schichten aufgrund von Paktoren, wie beispielsweise Reibungskräfte infolge des Gewichts der verschiedenen K&belkomponent en, auf.

Nach der Druckextrusion des Außenmantels 26 führt die Abkühlung des Außenmantels 26 zu einer Schrumpfung, die vorzugsweise maximal 0,2 $ beträgt; eine größere Schrumpfung kann zu einem Paserbruch führen. Die von der Schrumpfung des Außenmantels 26 ausgehenden Druckkräfte bewirken eine Längskontraktion des Innenmantels 20 um den gleichen Betrag, was

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wiederum dazu führt., daß der Innenmantel 20 die Kernbänder in einen spielbehafteten Zustand verbiegt. Die innere Oberfläche des Innenmantels 20 steuert und bewirkt vorteilhafterweise eine gleichförmige Verbiegung der Kernbänder 30, so daß diese durch die Verbiegung nicht abbrechen. Die Schrumpfung des Außenmantels 26 führt ferner zu einer gewissen Kompression und Verbiegung der eingebetteten Hauptbewehrungsglieder 24.

Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, verbiegen sich die Graphitgarne 24 vorteilhafterweise nicht so stark wie die Kernbänder 30. Die Kernbänder 30 reagieren auf die von der Schrumpfung des Außenmantels 26 herrührenden Kompressionskräfte mit einer Verbiegung bzw. Verwerfung. Die in den Außenmantel 26. eingebetteten Graphitgarne 24 sind jedoch trotz der lose in dem Kern 16 befindlichen Bänder 30 in ihrer seitlichen Bewegungsfähigkeit beschränkt. Die Garne 24 können sich daher nur teilweise als Reaktion auf die Kompressionskräfte des Außenmantels 26 verbiegen bzw. verwerfen und müssen die restliche Druckbelastung aufnehmen. Als Ergebnis der geringeren Verbiegung bzw. Verwerfung und damit des geringeren Spiels im nicht-belasteten Zustand beginnen die Graphitgarne 24 die angelegten Zugspannungen schon dann aufzunehmen, bevor das Spiel der Kernbänder 30 durch Dehnung aufgebraucht ist.

Wie vorstehend erwähnt wurde, ist das erfindungsgemäße optische Nachrichtenkabel vorteilhafterweise für eine Massenverspleissung ausgebildet. Beispielsweise ist die Kabelausfüh-'

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rungsform nach Fig. 1 für eine "Verspieissung des gesamten

) j Kabels mit einer einzigen Verspleissungsstelle geeignet, die

nicht größer als der Kabelquerschnitt ist. In Fig. 3 ist ein verschalteter Kabelkern 16 eines ersten Kabels 10 gemäß Pig. dargestellt, der mit einem zweiten derartigen Kabel 10^Λ verbunden ist. Die zur besseren Veransohaulichung vergrößert dargestellten Kabelkerne 16 sind in Wirklichkeit stets von den sie umgebenden Kabelhüllstrukturen, von denen nur die Schichten 18 dargestellt sind, entkoppelt. Die Kabel werden miteinander verspleißt, wenn die Verbinder 70 und 71, Vielehe die Gruppen optischer Fasern 14 haltern, stumpf aneinanderstoßen und miteinander verbunden sind, wobei die nach dem Nut- und Federprinzip arbeitenden, umgedrehten Bippenfixierungen 72 und 73 die Verbinder 71 und 70 in gegenseitige axiale Ausrichtung führen. Jeder der Verbinder 70 oder 71 erzeugt ein Kernendenprofil, bei dem die optischen Fasern H in einer XI-Matrix mit gleichförmigen Mitten-zu-Mitten-Abständen sowohl in X- als auch in Y-Richtung verteilt angeordnet sind. Die Verwendung derartiger Verbinder ist aufgrund der gewählten Kabelkernbandgeometrie möglich. Die in Fig. 3 veranschaulichten Verbinder und die zugehörige Verspleissungstechnik sind in der US-PS 3 864 018 im einzelnen erläutert; selbstverständlich können auch andere Verspleissungsverfahren und -vorrichtungen nach dem Stand der Technik verwendet werden.

Anstelle des vorstehend beschriebenen Kabelaufbaues können

ohne weiteres auch andere Kabelkonfigurationen vorgesehen

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werden. Bei einer in Pig. 4 veranschaulichten Ausführungsform sind die Bänder 30 in einem Stapel 50 angeordnet und um ein elastisches Mittelglied 52 in dem Kern 16 spiralförmig verseilt, um eine zusätzliche Spannungsentlastung zu erzielen, wobei der Bänderstapel 50 als Feder wirkt. Der Verseilungsgrad des Stapels 50 um das elastische Glied 52 hängt von der Größe des Stapels 50, der Größe der Pasern 14 und der Größe des elastischen Gliedes 52 aft.

Bei einer weiteren in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsform ist eine Vielzahl kleinerer Bandstapel 56 um ein elastisches Mittelglied 52 innerhalb des Kerns 16 spiralförmig verdrillt. Ba die Stapel 56 eine größere Axialbewegung auszuführen vermögen, wird ein noch flexiblerer Spannungsentlast ungsaufbau erzielt. Diese Ausführungsform mit einer Vielzahl von Stapeln 56 gestattet ferner vorijeilhafterweise eine größere Flexibilität bei der Massenverspleissung. Beispielsweise wird gemäß Fig. 3 jede Faser 14 des ersten Kabels nach Fig» 1 mit einer vorbestimmten Faser H des zweiten Kabels verspleißt, so daß dann, wenn Fasern gebrochen sind, keine Änderungsmöglichkeit besteht, um gebrochene Fasern aufeinander auszurichten. Die Ausführungsform nach Fig. 5 bietet alternativ hierzu die Verwendung eines unterschiedlichen Verbinders für jeden Stapel, so daß nachträglich änderbare Verspleissungsverbindungen teilweise möglich sind, d.h., daß Stapelanordnungen mit gebrochenen Fasern miteinander verspleißt und Stapelanordnungen mit keinen gebrochenen Fasern

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mit ebensolchen Stapelanordnungen verspleißt werden können.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Nachrichtenkabels ist das in Pig. 6 veranschaulichte Mehrkernkabel. Ähnlich wie der Kern 16 bei der Ausführungsform nach Pig. 1 enthält jeder Kern 90 eine Vielzahl optischer Fasern H, die in einem Bandstapel 91 angeordnet sind. Jeder Kern 90 wird von einer lose anliegenden Hüllstruktur bzw» ( Innenmantel 92 umgeben, der vorteilhafterweise aus Hochdruck Polyäthylen besteht und längs seiner inneren Oberfläche mit einer ersten Isolierschicht 93 aus Papier ausgekleidet ist. Im dargestellten Beispielsfalle sind sechs lose anliegende Rohrstrukturen spiralförmig um eine siebte derartige, lose anliegende Rohrstruktur verseilt. Die Vielzahl der lose anliegenden Rohrstrukturen wird von einer zweiten Isolierschicht 94 und dann von einem mit Hauptbewehrungsgliedern 95 verstärkten Außenmantel 96 aus Hochdruck-Polyäthylen umgeben. Diese Ausführungsform gestattet vorteilhafterweise wenigstens zum Teil eine nachträgliche Änderung der Spleißverbindungen. Ferner wird jeder Stapel 91 durch den zugeordneten Innenmantel 92 über die gesamte Kabellänge in einer gleichförmigen Matrix gehalten, was für die Massenverspleissung erwünscht ist_o

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Claims

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\. ' 1. Optisches Nachrichtenkabel mit einem aua licht übertragenden optischen Pasern "bestehenden Kern, einem Innenmantel und einem Außenmantel, dadurch gekennzeichnet , daß der Innenmantel (20) eine lose um den aus optischen Fasern (H) bestehenden Kern (16) anliegende Hüllstruktur bildet, so daß der Kern (16) von dem Innenmantel (20) im wesentlichen entkoppelt ist und daß eine Vielzahl von Hauptbewehrungsgliedern (24) zur Aufnahme von anliegenden Zugbelastungen eng mit dem Außenmantel (26) gekoppelt ist.
2. Optisches Nachrichtenkabel nach Anspruch 1, d a d u r eh. gekennzeichnet , daß der Betrag des von der losen Kopplung verursachten Kernspiels (Kern-Slacks) höchstens 0,2 fo beträgt.
3. Optisches Nachrichtenkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptbewehrungsglieder (24) einen Dehnungskoeffizienten von

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malar als 7>Q2 x 10 g/cra und eine gegenüber den optischen Fasern (14) größere Bruchdehnung "besitzen*
4· Optisches Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptbewehrungsglieder (24) aus Metall bestehen.
5. Optisches Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 1

/ bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Hauptbewehrungsglieder (24) aus Nicht-Metall bestehen.
6. Optisches Nachrichtenkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Innenmantel (20) aus einem Material mit einem Elastizitätskoeffizienten von wenigstens 7,03 χ 10 g/cm, besteht,
7. Optisches Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (10) ferner eine erste Materialschicht (18) zwischen dem Kern (16) und dem Innenmantel (20) aufweist, welche wesentliche Wärmeisolationseigenschaften besitzt.
8. Optisches Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (20) aus einem Material mit einem Elastizitätskoeffizienten von wenigstens 7,03 x 10 g/cm besteht.

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9. Optisches nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 1 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Isoliermaterialschicht (22) zwischen dem Innenmantel (20) und dem Außenmantel (26) angeordnet ist, welche zur Verhinderung einer Schrumpfung des Innenmantels (20) während der Herstellung des Außenmantels (26) wesentliche Wärmeisolationseigenschaften besitzt.
1Oo 'Optisches Nachrichtenkabel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet _f daß die zweite Isoliermaterialschicht (22) zur Verringerung der Stoßbelastung des Innenmantels (20) eine erhebliche radiale Nachgiebigkeit besitzt.
11. Optisches Nachrichtenkabel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Isoliermaterialschicht (22) aus Polypropylenzwirn besteht.
12. Optisches Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Kern (16) vorhandenen optischen Fasern (14) zu Einheiten in Form von optischen Faserbändern (30) zusammengefaßt sind, welche in wenigstens einem Stapel (11) angeordnet und innerhalb des Kerns (16) spiralförmig verdrillt sind.
13. Optisches Nachrichtenkabel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die opti-

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schen Pasern (T4) zur Erleichterung der Massenverspleissung unter gleichförmigem Mitten-zu-EIittenabstand in jedem der Faserbänder (30) angeordnet sindo
14. Optisches Nachrichtenkabel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die optischen Fasern (14) zur Gewährleistung einer Massenverspleissung an jedem Kernquerschnitt in einer XY-Matrix mit im wesentlichen gleichförmigen Hitten-zu-Mittenabständen sowohl in X- als auch in Y-Richtung angeordnet sind.

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