DK173311B1 - Kabel til overføring af signaler ad elektrisk og optisk vej - Google Patents

Description

i DK 173311 B1

Kabel til overføring af signaler ad elektrisk og optisk vej

Den foreliggende opfindelse angår et kabel af den i krav 5 1's indledning angivne art.

Elektriske kabler bliver anvendt inden for næsten alle områder af teknikken. Således bliver for eksempel antennesignaler ført over koaksialkabler til modtageren, 10 for eksempel et fjernsyns- eller radioapparat. Inden for telefonteknikken er koaksialkabler ikke mere utænkelige. Imidlertid bliver koaksialkabler netop inden for dette område af teknikken i stadig stigende grad erstattet af lyslederkabler, fordi disse i forhold til koaksialkabler 15 har en væsentligt større båndbredde og en mindre dæmpning, og fordi der ikke findes nogen form for afskærmningsproblemer, der skal løses på grund af anvendelsen af lys som energibærer. Den ved koaksialkabler forekommende krydstale, som kun vanskeligt kan 20 undertrykkes, optræder overhovedet ikke ved den optiske informationsoverføring.

Mange apparater, som for eksempel fjernsynsapparater og videorekordere, er imidlertid udrustet til koaksial-25 kabler. Således bliver videosignalerne overført fra videorekorderen over et koaksialkabel til fjernsynsapparatet. Til drift af en kombination af videorekorder og fjernsynsapparat er det imidlertid fordelagtigt mellem de to enheder ud over billed- og lydsignalerne at 30 overføre styresignaler. På grund af den ringe båndbredde, men navnlig på grund af de af styresignalerne forårsagede forstyrrelser af videosignalet og adskillelsen af video-og styresignaler, som kun på kostbar måde kan udføres i apparaterne, er det ikke tilrådeligt at overføre 35 styresignalerne sammen med videosignalerne over koaksialkablet. Fagmanden er derfor tvunget til til overføringen af styresignalerne at anvende en særskilt DK 173311 B1 2 ledning, hvilket imidlertid fører til en uønsket omkostning.

Ved andre apparater inden for underhoidnings-5 elektronikken, for eksempel hifi-anlæg med pladespiller, CD-spiller, radiomodtager, kasetteoptager og forstærker er de enkelte enheder forbundet med hinanden ved hjælp af simple kabler. Såfremt der foruden musik og tale også skal overføres styresignaler kræves der for styresignal-10 erne af de samme grunde ligeledes en særskilt ledning.

Fra US patentskrift nr. 4.660.928 kendes et kabel med høj trækstyrke, hvor en elektrisk leder er omgivet af en rørformet lysleder med yder- og inderbeklædning af 15 glasfibre. Dette kabel er egnet til at nedsænke tunge geologiske måleapparater i boringer eller skakter, at forsyne måleapparaterne med strøm ved hjælp af den elektriske leder, og at overføre måledata over glasfibrene til en på jordoverfladen stående 20 modtagerstation. En ulempe ved dette kabel er de relativt høje omkostninger ved den komplicerede fremstilling af lysledere og sammenføjningen af denne med de ligeledes dyre glasfibre.

25 Formålet med den foreliggende opfindelse er at anvise en vej til, hvorledes det således kendte princip kan udnyttes til at overføre information mellem to apparater, der er forbundet med hinanden ved hjælp af et kabel uden, at der hertil kræves brug af komplicerede 30 fremstillingsmetoder og kostbare materialer, og dette formål opnås ved et kabel af den indledningsvis nævnte art, som ifølge opfindelsen tillige udviser de træk, der er angivet i krav l's kendetegnende del. Et sådant kabel kan f.eks. let fremstilles på samme måde som et 35 konventionelt koaksialkabel, blot med den forskel, at der som dielektrikum anvendes et lysledende materiale. Hensigtsmæssige udførelsesformer for kablet ifølge opfindelsen, hvis virkninger er forklaret i den 3 DK 173311 B1 efterfølgende specielle del af nærværende beskrivelse, er angivet i krav 2-5.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under 5 henvisning til tegningen, hvor figur 1 viser et tværsnit i et enlederkabel ifølge opfindelsen, 10 figur 2 et længdesnit i et kabel ifølge opfindelsen med et forbindelsesstykke ved den ene ende, figur 3 et længdesnit i et kabel ifølge opfindelsen med et forbindelsesstykke ved den ene ende, og 15 figur 4 et informationsoverføringssystem af en videorekorder, et fjernsynsapparat og kablet ifølge opfindelsen.

20 I figur 1 er vist tværsnittet i et enlederkabel K ifølge opfindelsen, hvis leder A af tråd forløber i det indre af et rørformet optisk ledende isolationslag I.

I figur 2 er vist et længdesnit i det i figur 1 i 25 tværsnit viste kabel K, hvis ene ende er indesluttet i et som stik udført forbindelsesstykke VS. Stikket VS er udadtil afsluttet af et rørformet hylster H, der delvis stikkes over kablet K. I det indre af hylsteret H er der centralt anbragt en stift s, som er elektrisk ledende 30 forbundet med lederen A i kablet K. Mellem stiften S og det rørformede hylster H er indlejret en rørformet optisk kobling L af lysgennemtrængeligt materiale, der har det samme tværsnit som isolationslaget I for kablet K. Isolationslaget I for kablet K kan ligge an mod den 35 optiske kobling L, men behøver det dog ikke, fordi den optiske forbindelse højst dæmpes, men på ingen måde ' afbrydes af et tomt rum mellem isolationslaget I og den optiske kobling L.

DK 173311 B1 4

Det af pile antydede lys stråler fra isolationslaget I ind i den optiske kobling L, ved hvis endeflade det træder ud og for eksempel stråler ind i den optiske 5 kobling i en til stikket VS passende stikdåse VB, der eksempelvis kan være anbragt i huset for et apparat, jf. fig. 3 og 4.

Stikdåsen VB i figur 3 er udadtil afsluttet af et hylster 10 H, der delvis stikkes over kablet K. I det indre af hylsteret H er der centralt udformet en rørformet åbning R til optagelse af stiften S i stikket VS, som er ledende forbundet med lederen A i kablet K. Mellem den rørformede åbning R til optagelse af stiften S i stikket VS er der 15 indlagt en ligeledes rørformet optisk kobling L, for hvilken der fortrinsvis er valgt det samme tværsnit som for isolationslaget I for kablet K. Som ved stikket VS i figur 2 kan isolationslaget I for kablet K ligge an mod den optiske kobling L, men behøver det ikke, fordi den 20 optiske forbindelse ikke afbrydes af et tomt rum mellem isolationslaget I og den optiske kobling L. Det af pile antydede lys træder fra den optiske kobling L i det i figur 2 viste stik VS ind i den optiske kobling L i stikdåsen VB, ved hvis ende det stråler ind i 25 isolationslaget I for kablet K.

Kablet K kan for eksempel ved hjælp af kendte skrue-, klemme- eller loddeforbindelser være fastgjort i stikket VS eller stikdåsen VB. Ved hjælp af en fjeder- eller 30 glidekontakt bliver stiften S i stikket VS fastholdt i den rørformede åbning R i stikdåsen VB og den elektriske forbindelse etableret mellem stiften S og den rørformede åbning R.

35 Når lyset for eksempel som i figur 2 stråler fra det lysgennemtrængelige isolationslag I for kablet K ind i den optiske kobling L, er det fordelagtigt at vælge tværsnittet af den optiske kobling L større end 5 DK 173311 B1 * tværsnittet af isolationslaget I, så at alt fra isolationslaget I udstrålende lys samles af den optiske kobling L.

5 Hvis lyset derimod som i figur 3 udstråles fra den optiske kobling L ind i det optisk ledende isolationslag I for kablet K er det fordelagtigt at vælge tværsnittet af den optiske kobling mindre end tværsnittet af isolationslaget, så at alt fra den optiske kobling 10 udstrålende lys indfanges af isolationslaget I for kablet K.

Hvis lys skiftevis overføres i begge retninger, er det imidlertid gunstigere at vælge det samme tværsnit for den 15 optiske kobling L og isolationslaget I.

Ved hjælp af det i figur 4 afbildede informationsoverføringssystem skal der forklares en mulighed for anvendelse af kablet ifølge opfindelsen.

20

En videorekorder V er over et koaksialkabel KA, hvis som dielektrikum virkende isolationslag ifølge opfiridelsen'ér fremstillet af optisk godt ledende materiale, forbundet med et fjernsynsapparat F. Enderne af koaksialkablet KA 25 er for eksempel indesluttet i stik VS, som vist i figur 2, dog med tilslutning for yderlederen (skærmen). På apparaterne, videorekorderen V og fjernsynsapparatet F, er anbragt til stikkene VS passende stikdåser VB, som på det sted, hvor den optiske kobling L i stikket VS ligger 30 an, ligeledes er udstyret med en optisk kobling, på hvis bort fra stikket VS vendende side, der er tilsluttet en optisk sender og/eller modtager. Ved det til ethvert tidspunkt sendende apparat udstråler lyset fra den optiske sender gennem den optiske kobling i stikdåsen til 35 den optiske kobling i stikket, derfra gennem koaksialkablet KA over den optiske kobling i stikket og stikdåsen ” til den optiske modtager i det til enhver tid modtagende

apparat. Såvel videorekorderen V som fjernsynsapparatet F

DK 173311 B1 6 kan være udstyret med en optisk sender, for eksempel en infrarød lysdiode, og en optisk modtager for at muliggøre informationsoverføring i begge overføringsretninger.

5 Da videosignalerne overføres ad elektrisk vej, men styresignalerne ad optisk vej, påvirker de ikke hinanden indbyrdes og behøver desuden i videorekorderen V og i fjernsynsapparatet F ikke adskilles fra hinanden. Endelig skal der for informationsoverføringen ikke tilvejebringes 10 to forskellige kabler og to tilslutningsdåser på både videorekorderen v og fjernsynsapparatet F for de to kabler. Et enkelt kabel er tilstrækkeligt.

En yderligere fordel skal ses i, at den optiske 15 information, der overføres på koaksialkablet, ikke kan forstyrres af infrarødtstrålende fjernbetjeningsapparater.

Kablet ifølge opfindelsen, en kombination af kabel og 20 lyslederkabel, er imidlertid ikke begrænset til det beskrevne anvendelsestilfælde. Ved hjælp af kablet ifølge opfindelsen kan der mellem to apparater, for eksempel mellemforstærkere, udgangsapparater, datastationer o.s.v., overføres vilkårlig information af enhver art 25 samtidig såvel ad elektrisk som ad optisk vej.

Ved et fladbåndskabel kan for eksempel isolationerne for de enkelte tråde være fremstillet af optisk ledende materiale, så at der fås ligeså mange optiske 30 overføringskanaler, som der findes tråde. Men også ved netkabler og andre kabler, som tjener til energioverføringen, kan der ved hjælp af optisk ledende isolationer tilvejebringes optiske overføringskanaler uden at skulle forøge kablets tværsnit. Et netkabel eller 35 energikabel ifølge opfindelsen overfører derfor ikke kun elektrisk energi, men også information af vilkårlig art, uden at informations- og energioverføringen indbyrdes forstyrrer hinanden.

7 DK 173311 B1

Isolationslaget for kablet kan for eksempel være opdelt i flere optisk i forhold til hinanden isolerede overføringsveje ved hjælp af i længderetningen forløbende 5 optisk isolerende mellemlag. Derved tilvejebringes ved samme kabeltværsnit flere optiske informationskanaler, så at overføringskapaciteten for kablet forøges betydeligt.

Hvis man sammenligner et sædvanligt kabel med et kabel 10 ifølge opfindelsen af samme type og samme tværsnit, overstiger overføringskapaciteten af kablet ifølge opfindelsen det kendte mange gange.

Claims (5)

1. Kabel (K) med i længderetningen forløbende mindst én elektrisk ledende leder (A) og mindst én optisk ledende 5 lysleder (I), kendetegnet ved, at hver optisk ledende lysleder (I) udgør det isolerende lag omkring den/de respektive elektrisk ledende ledere (A).

2. Kabel ifølge krav 1, kendetegnet ved, a) 10 at mindst den ene ende af kablet (K) er indesluttet i et forbindelsesstykke (VS, VB), som på det sted, hvor det optisk ledende isolationslag (I) for kablet (K) ligger an, er udformet lysgennemtrængeligt til optisk kobling, og b) at den del af forbindelsesstykket (VS, VB), som 15 danner den optiske overføringskanal, er fremstillet af optisk ledende materiale (L).

3. Kabel ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det er et koaksialkabel (KA), hvis mellem den 20 indre og den ydre leder som dielektrikum virkende isolationslag (I) er optisk ledende.

4. Kabel ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at isolationslaget (I) for kablet (K) er 25 opdelt ved hjælp af mindst en i længderetningen forløbende, optisk isolation, så at der dannes mindst to i forhold til hinanden optisk isolerede overføringskanaler.

5. Kabel ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det er et fladbåndskabel, hvori isolationslagene for de enkelte ledere er optisk isolerede i forhold til hinanden. 9