ES2225959T3 - Cable de comunicaciones con fibras opticas. - Google Patents

Abstract

EL CABLE DE TELECOMUNICACION SEGUN LA INVENCION COMPRENDE FIBRAS OPTICAS (1) Y FIBRAS DE ESTABILIZACION (6) DISPUESTAS EN UNA ENVOLTURA (4) PARA GARANTIZAR SU ACOPLAMIENTO LONGITUDINAL, PARA QUE UNA PARTE DEL ESFUERZO AL QUE ES SOMETIDO EL CABLE SE REPARTE DE MANERA UNIFORME EN EL CONJUNTO DE LAS FIBRAS.

Description

Cable de comunicaciones con fibras ópticas.

La presente invención se refiere a un cable de telecomunicaciones con fibras ópticas.

De manera general, un cable de fibras ópticas comprende unas fibras ópticas dispuestas en una envolvente. Se sabe que para asegurar una buena transmisión de señales, generalmente es deseable reducir a un mínimo las tensiones mecánicas a las cuales están sometidas las fibras ópticas a raíz de las manipulaciones del cable, en particular a raíz de la instalación y la explotación de éste. Es por esta razón que se ha previsto durante muchos años asociar las fibras ópticas a un órgano portador de dimensiones importantes, tal como un junco central y/o un tubo rígido que asegure un desacoplamiento entre la estructura del cable, en particular el órgano portante, y las fibras ópticas, con el fin de que los esfuerzos mecánicos (especialmente los esfuerzos de tracción longitudinal o de compresión longitudinal) ejercidas sobre el cable sean soportados por el órgano portante. Cables de este tipo se describen especialmente en los documentos US 4.913.515 y 4.550.976.

El desacoplamiento entre el órgano portante y las fibras ópticas puede obtenerse a raíz de la fabricación, previendo una sobrelongitud de las fibras ópticas respecto al órgano portante, o interponiendo unas capas de bajo coeficiente de rozamiento y capas de amortiguación entre las fibras ópticas y el órgano portante. La realización de cables de estos tipos es onerosa y el cable obtenido presenta una ocupación de espacio importante respecto al número de fibras ópticas que contiene.

Con el fin de paliar estos inconvenientes, en el documento FR-A-2.665.266 se ha propuesto realizar un cable de fibras ópticas que asegure un acoplamiento longitudinal entre las fibras ópticas y la envolvente, de manera que los esfuerzos mecánicos, por ejemplo, los esfuerzos de tracción o de compresión, se repartan entre la envolvente y las fibras ópticas. En el modo de realización descrito en dicho documento, las fibras ópticas se dividen en módulos, cada uno de los cuales está envuelto en una funda de módulo en contacto con las fibras ópticas, estando reagrupados los diferentes módulos en una envolvente en contacto con las fundas de los módulos a fin de asegurar un acoplamiento longitudinal con éstas. El acoplamiento longitudinal descrito en ese documento corresponde en la práctica a una disposición de fibras ópticas sin sobrelongitud con relación a la envolvente, es decir, de manera tal que un alargamiento o una compresión de la envolvente comporta un alargamiento o una compresión de las fibras ópticas.

El esfuerzo que se soporta para cada fibra óptica debe estar por debajo de un umbral más allá del cual las propiedades de transmisión de la fibra óptica se verían alteradas en una proporción inaceptable respecto a las prestaciones requeridas. Se comprende fácilmente que el cable así realizado puede soportar un esfuerzo tanto mayor cuanto más grande sea el número de fibras ópticas.

Además, cuando se desea fabricar cables que tengan dimensiones variadas, es necesario no sólo disponer de los utillajes correspondientes para la realización de las envolventes, sino también detener la línea de fabricación para efectuar un cambio de utillaje. Por razones de coste de fabricación, es pues preferible minimizar el número de cables que tengan dimensiones variadas. Además, entrando el coste de las fibras ópticas en una gran proporción en el coste de un cable, no es deseable introducir en un cable un gran número de fibras ópticas con el único objeto de repartir los esfuerzos en éstas.

Según la invención, se propone un cable de telecomunicaciones que comporta fibras ópticas dispuestas en una envolvente de manera que asegure un acoplamiento mecánico longitudinal tal que un esfuerzo de tracción o de compresión incidente en el cable se reparta entre las fibras ópticas y la envolvente, caracterizado porque comporta por lo menos una fibra de estabilización que tiene un diámetro sensiblemente igual a las fibras ópticas y propiedades ópticas de transmisión inferiores a las de dichas fibras ópticas, estando dispuesta la fibra de estabilización en la envolvente asegurando con ésta un acoplamiento mecánico longitudinal del mismo tipo que el de las citadas fibras ópticas, de modo que las fibras de estabilización substituyan fibras ópticas para soportar una parte del esfuerzo de tracción o de compresión.

Así, para un cable que contenga un número reducido de fibras ópticas y tenga una envolvente adecuada para contener un número de fibras mayor que el número de fibras ópticas, el espacio que queda libre entre las fibras ópticas se utiliza ventajosamente para recibir fibras de estabilización que sustenten una parte de los esfuerzos a los cuales se ve sometido el cable, de manera que un cable de dimensiones dadas pueda servir para soportar esfuerzos importantes sea cual fuere el número de fibras ópticas que contiene. A este respecto se observará que las fibras de estabilización son de un coste muy reducido, de modo que para un cable que contenga un número pequeño de fibras ópticas se realiza a un coste bajo y presentando las mismas cualidades de resistencia a la tracción o a la compresión que un cable habitualmente de un coste mucho más elevado. Además, tanto a raíz de la fabricación como a raíz de la utilización, las fibras de estabilización y las fibras ópticas presentan, en razón de su diámetro sensiblemente igual, unas reacciones mecánicas análogas que facilitan la manipulación.

Según un aspecto ventajoso de la invención, las fibras de estabilización pueden seleccionarse para que tengan unas propiedades de transmisión próximas a las de las fibras ópticas. Así, siendo de un coste menos elevado, las fibras de estabilización pueden utilizarse para transmitir señales de baja definición o a distancias cortas.

Según otro aspecto ventajoso de la invención con relación a una envolvente que tenga un coeficiente de dilatación térmica superior a las fibras ópticas, las fibras de estabilización tienen un coeficiente de dilatación térmica inferior a la envolvente. Así, las fibras de estabilización aseguran una resistencia a la dilatación o a la retracción de la envolvente y reducen en consecuencia los esfuerzos a los que se hallan sometidas las fibras ópticas por el hecho de la dilatación o de la retracción de la envolvente. De preferencia, las fibras de estabilización tienen un coeficiente de dilatación térmica inferior o equivalente a las fibras ópticas. Así, la compensación del coeficiente de dilatación de la envolvente resulta aún mejorada y se puede incluso obtener un coeficiente de dilatación global de la envolvente y de las fibras de estabilización igual al coeficiente de dilatación de las fibras ópticas o poco diferente del de ésta, se manera que aquéllas no son solicitadas ni en tracción ni en compresión a raíz de las variaciones de temperatura a las cuales se halla sometido el cable de fibras ópticas.

Según otro aspecto de la invención, en relación con un cable de fibras ópticas que comporta varios módulos que comprenden cada uno por lo menos una fibra óptica encerrada en una vaina de módulo, el cable según la invención comporta varias fibras de estabilización repartidas en los módulos. De preferencia, el cable comporta un número idéntico de fibras en cada módulo. Así, se puede repartir los esfuerzos de manera equilibrada entre los diferentes módulos previendo en cada módulo un número de fibras de estabilización inversa mente proporcional al número de fibras ópticas en el módulo.

Según otro aspecto de la invención, igualmente con relación a un cable de varios módulos, las fibras de estabilización se agrupan en un mismo módulo. La fabricación de los módulos resulta así simplificada.

Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto con la lectura de la descripción que seguirá de tres modos de realización particulares y no limitativos de la invención, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 es una vista en sección de un primer modo de realización del cable de telecomunicaciones según la invención.

La figura 2 es una vista en sección de un segundo módulo de realización del cable de telecomunicaciones según la invención.

La figura 3 es una vista en sección de un tercer modo del cable de telecomunicaciones según la invención.

Con referencia a la figura 1, el cable de telecomunicaciones según la invención comporta, en el modo de realización representado, una serie de fibras ópticas 1 cada una de las cuales está revestida de una capa de identificación coloreada 2. Las fibras ópticas se dividen en módulos que, en el ejemplo representado, comprenden dos o tres fibras ópticas. Cada módulo está envuelto por una vaina de módulo 1 de reducido espesor fácilmente rasgable, por ejemplo, de polietileno, de polipropileno o de una poliamida de preferencia extruida en un módulo de fibras simultáneamente al tendido y a la asociación de las fibras.

Las vainas de módulo 1 están de preferencia coloreadas a fin de distinguir los módulos unos de otros, y el espesor de la vaina varía en algunas milésimas de milímetro, de preferencia entre una centésima de milímetro y una décima de milímetro. El reducido espesor de la vaina de módulo 3 evita someter a las fibras 1 a esfuerzos de alargamiento y de compresión a raíz de los ciclos térmicos y permite una realización económica.

El conjunto de los módulos 3 se reagrupa en una envolvente 4, de preferencia constituido por una capa extruida de un material de reducido coeficiente de dilatación, con bajos efectos de relajación y gran resistencia mecánica dada por un módulo de elasticidad elevado, y reforzada por órganos de refuerzo 5 de preferencia dispuestos según dos pares de fibras tangentes diametral-mente opuestos. Los órganos de refuerzo 5 tienen de preferencia un coeficiente de dilatación térmica inferior al de l material formante de la envolvente 4. Los órganos de refuerzo 5 son, por ejemplo, fibras de vidrio, fibras de carbono o fibras de aramida puestas rígidas o no, presentado estas últimas un coeficiente de dilatación térmica ligeramente negativo que favorece una compensación del coeficiente de dilatación de la materia que constituye la envolvente 4.

Además, en los módulos se disponen unas fibras de estabilización 6. En el modo de realización de la figura 1, las fibras de estabilización están en número suficiente para que el número total de fibras en cada módulo, es decir, las fibras ópticas y las fibras de estabilización, sea igual a cuatro. Las fibras de estabilización tienen un diámetro sensiblemente igual al de las fibras ópticas y presentan propiedades mecánicas próximas a las fibras ópticas. Cuando la envolvente 4 tiene un coeficiente de dilatación térmica superior a las fibras ópticas 1, las fibras de estabilización 6 tiene de preferencia un coeficiente de dilatación térmica inferior al de la envolvente 4 o incluso inferior al de las fibras ópticas, a fin de ejercer una resistencia a las variaciones de longitud de la envolvente si es posible para que el coeficiente térmico global resultante de la envolvente y de las fibras de estabilización sea sensiblemente igual al de las fibras ópticas. A este fin, las fibras de estabilización son de preferencia fibras de vidrio, fibras de carbono o fibras de aramida.

Las fibras ópticas 1 y las fibras de estabilización 6 están dispuestas de manera que aseguren un acoplamiento longitudinal con la envolvente 4. En el modo de realización de la figura 1, el acoplamiento longitudinal entre las fibras y la envolvente 4 se obtiene disponiendo las fibras sin sobrelongitud en la envolvente 4 de manera que una variación de longitud de la envolvente 4 en tracción o en compresión implique un reparto de las tensiones en el mismo sentido en el conjunto de las fibras.

La figura 2 ilustra un segundo modo de realización que se distingue del primer modo de realización por el solo hecho de que la envolvente 4 no comporta ningún órgano de refuerzo. Ese modo de realización es particularmente adecuado para un cable que comporta un gran número de fibras ópticas 1 y/o de fibras de estabilización 6 o esté sometido a un esfuerzo pequeño.

La figura 3 ilustra un tercer modo de realización del cable según la invención en el cual los elementos idénticos se han designado por idénticas referencias numéricas. En ese modo de realización, la envolvente 4 comporta una capa extruida 7 de un material de bajo coeficiente de dilatación, de reducidos efectos de relajación y de alta resistencia mecánica, recubierta por una segunda capa 8 cuya función es asegurar la presentación final del cable y su resistencia a la abrasión, y reducir su coeficiente de frotamiento para minimizar los esfuerzos en el momento de su colocación en un conducto tubular.

En ese modo de realización, las fibras de estabilización 6 están reagrupadas en el seno de un solo módulo envuelto en una vaina de módulo 3 y el acoplamiento longitudinal se asegura aquí poniendo por una parte las fibras en contacto una con otras en el seno de un módulo y poniendo la envolvente 4 en contacto con los módulos a fin apretar ligeramente a éstos sin crear tensiones en ellos.

Se observará que por el hecho de su reducido diámetro, sensiblemente igual al de las fibras ópticas y por el hecho de sus propiedades físicas similares a las de las fibras ópticas, las fibras de estabilización y las fibras ópticas son totalmente intercambiables, de manera que pueden utilizarse un mismo utillaje y una misma línea de fabricación para realizar cables que presenten números variados de fibras ópticas teniendo al mismo tiempo las prestaciones mecánicas y cuyas prestaciones de transmisión para cada fibra óptica.

Debe entenderse que la invención no se limita a los modos de realización descritos y que se pueden aportar variantes de realización sin apartarse del marco de la invención tal como se define en las reivindicaciones.

En particular, aunque la invención se haya descrito con relación a cables en que las fibras ópticas se reparten según los módulos, se puede realizar la invención disponiendo directamente las fibras ópticas 1 y las fibras de estabilización 6 en una envolvente 4 e incluso disponer las fibras de estabilización en el exterior de los módulos que contienen las fibras ópticas.

Se puede igualmente prever el refuerzo de la envolvente 4 mediante una o varias capas de mechas de vidrio o de mechas de aramida a fin de aumentar la resistencia mecánica del cable, conservando un coeficiente de frotamiento reducido con la elección de una capa externa apropiada.

Claims (10)

1. Cable de telecomunicaciones, del tipo que comporta unas fibras ópticas (1) dispuestas en el interior de una envolvente (4) que tiene una resistencia mecánica suficientemente fuerte para asegurar entre la envolvente y las fibras ópticas un acoplamiento mecánico longitudinal tal que un esfuerzo de tracción o de compresión sobre el cable se reparta entre las fibras ópticas y la envolvente, caracterizado porque comporta por lo menos una fibra de estabili-zación (6) que tiene un diámetro sensiblemente igual al de las fibras ópticas y propiedades ópticas de transmisión inferiores a las de las citadas fibras ópticas, estando dispuesta la fibra de estabilización (6) dentro de la envolvente (4), asegurando con ésta un acoplamiento mecánico longitudinal del mismo tipo que el de las fibras ópticas, de manera que las fibras de estabilización substituyan a las fibras ópticas para soportar una parte del esfuerzo de tracción o de compresión.

2. Cable de telecomunicaciones, según la reivindicación 1, caracterizado porque la fibra de estabilización presenta propiedades mecánicas similares a las de las fibras ópticas.

3. Cable de telecomunicaciones, según la reivindicación 1, caracterizado porque la fibra de estabilización presenta propiedades de transmisión similares a las de las fibras ópticas.

4. Cable de telecomunicaciones, según la reivindicación 1, en el cual la envolvente (4) tiene un coeficiente de dilatación térmica superior al de las fibras ópticas (1), caracterizado porque la fibra de estabilización (6) tiene un coeficiente de dilatación térmica inferior al de la envolvente (4).

5. Cable de telecomunicaciones, según la reivindicación 4, caracterizado porque la fibra de estabilización (6) tiene un coeficiente de dilatación térmica inferior o equivalente al de las fibras ópticas (1).

6. Cable de telecomunicaciones, según la reivindicación 5, caracterizado porque el coeficiente global de la envolvente es sensiblemente igual al coeficiente de dilatación de las fibras ópticas.

7. Cable de telecomunicaciones, según la reivindicación 1, caracterizado porque la envolvente (4) contiene varios módulos que comprenden cada uno de ellos por lo menos una fibra óptica (1) envuelta en una vaina de módulo (3), y porque en los módulos están repartidas varias fibras de estabilización (6).

8. Cable de telecomunicaciones, según la reivindicación 7, caracterizado porque comporta un número idéntico de fibras (1, 6) en cada módulo.

9. Cable de telecomunicaciones, según la reivindicación 1, caracterizado porque la envolvente (4) contiene varios módulos que comprenden cada uno de ellos por lo menos una fibra óptica (1) envuelta en una vaina de módulo, y porque en el seno de un mismo módulo están agrupadas varias fibras de estabilización (6).

10. Cable de telecomunicaciones, según la reivindicación 9, caracterizado porque comporta un módulo que sólo comporta fibras de estabilización (6).