FI87700B - Undervattenstelekommunikationskabel foer optiska fibrer - Google Patents

Description

1 87700

Optisia kuituja sisältävä vedenalainen viestityskaapeli Tämä keksintö koskee vedenalaista, televiestintään tarkoitettua optista kuitukaapelia, joka käsittää kaapelin säteittäisesti sisimpään vyöhykkeeseen sijoitetun mekaanisesti kestävän armee-rauksen, jonka ympärillä on useita putkia, jotka pitävät löy sästi sisällään optisia kuituja, ja useita sähköjohtimia, joilla syötetään viime mainittujen siirtämien signaalien optoelektronisia vahvistimia, ja sekä putkia että johtimia ympäröivän ulkovaipan, jolloin optisia kuituja sisällään pitävät putket on täytetty nesteellä.

Tunnetuissa vedenalaisissa optisissa kuitukaapeleissa esiintyy vaippa ja mekaanisesti kestävä armeeraus, jonka muodostavat teräslangat, jotka ympäröivät optista sydäntä, jonka muodostaa profiili, joka on varustettu ulkopinnaltaan urilla, joihin optiset kuidut on sijoitettu.

Tunnettuihin kaapeleihin sisältyvät sähköjohtimet ovat kupari-tai alumiinilankoja yms., jotka on liitetty mekaanisesti kestävään armeeraukseen korvaamaan joitakin sen muodostavia teräs-lankoj a.

Tietäen että kuparilla, alumiinilla yms. on pienempi mekaaninen kestoisuus kuin teräksellä, kaapelin armeerauksen dimensioita on suurennettava kuparista yms. valmistettujen lankojen pienemmän mekaanisen kestoisuuden kompensoimiseksi, joita lankoja siinä on läsnä.

Armeerauksen dimensioiden kasvu, joka tapahtuu johtuen tarpeesta lisätä enemmän materiaalia kaapelien optisen sydämen ulkopuolelle ja näin ollen kohtaan, joka on yhä kauempana kaapelin pituusakselilta, joka myös on taivutuksen neutraaliakseli, aiheuttaa kaapelin jäykkyyden lisääntymisen.

Edellä esitetyn estämiseksi on jo ehdotettu käytettäväksi kaapeliin liitettynä sähköjohtimena optisen sydämen profiilia muodostamalla sanottu profiili metallimateriaalista, jolla on suuri sähkönjohtavuus, kuten kuparista, alumiinista yms.

2 87700 Tämän tunnetun ratkaisun haittana on tarve tehdä urat, joiden on tarkoitus pitää sisällään optiset kuidut, työstämällä me-talliprofiili koneella, mikä osoittautuu sekä monimutkaiseksi että vaikeaksi.

Esimerkkejä tunnetuista, kyseessä olevaa tyyppiä olevista vedenalaisista optisista kuitukaapeleista on kuvattu GB-patentis-sa 2 021 282.

Toisena haittana tunnetuissa optisissa kuitukaapeleissa, joihin sisältyy sähkön johtimia, on vaikeus, joka on koettu toteutettaessa liitoksia johtimien välillä ja optisten kuitujen välillä valmistettaessa kaapeli jatkoksia ja yhdistettäessä optisia kaapeleita niiden signaalien optoelektronisiin vahvistimiin, joita sanotut optiset kuidut siirtävät.

Syynä näihin vaikeuksiin on ei vain mekaanisesti kestävän ar-meerauksen läsnäolo optisten kuitujen ympärillä, vaan myös se, että johdin peittää optisia kuituja tai päinvastoin.

Esimerkiksi tapauksessa, jossa johtimet on liitetty armeerauk-seen, optisten kuitujen välistä liittämistä estää johtimien tai niiden välisten liitäntöjen läsnäolo peittävässä asemassa, jos ne on jo toteutettu.

Siinäkin tapauksessa, että johtimena on profiili, joka muodostaa kaapelin optisen sydämen, liitoksen toteuttamista optisten kuitujen välillä voi ehkäistä jo toteutettujen johtimien ja kaapelin johtimen muodostavan profiilin välisten liitoksien läsnäolo, jotka johtimet tulevat optoelektronisista vahvistimista .

Ottaen huomioon, että aina kun liitäntöjä ja erityisesti liitän-töjä optisten kuitujen välillä, jotka vaativat huomattavaa toteutuksen tarkkuutta ja täsmällisyyttä on vaikea suorittaa, ne osoittautuvat melko epäluotettaviksi, mistä seuraa, että riittämätön luotettavuus vallitsee myös tunnetuissa optisissa 3 87700 kuitukaapeleissa, jotka sisältävät sähköjohtimia.

Muita haittoja tunnetuissa vedenalaisissa optisissa kuitukaapeleissa ovat niiden suuri paino ja niiden huomattava taivutus-jäykkyys, mikä tekee kaapelin lasku- ja/tai nosto-operaatiot vaikeiksi.

Tämän keksinnön tavoitteena on sentyyppinen vedenalainen optinen kuitukaapeli, joka sisältää sähköjohtimia, joita käytetään esimerkiksi optoelektronisten vahvistimien syöttämiseen, ja jossa kaapelissa ei ole edellä esitettyjä haittoja.

Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa vedenalainen, televiestintään tarkoitettu optinen kuitukaapeli, joka käsittää kaapelin säteittäisesti sisimpään vyöhykkeeseen sijoitetun mekaanisesti kestävän armeerauksen, jonka ympärillä on useita putkia, jotka pitävät löysästi sisällään optisia kuituja, ja useita sähköjohtimia, joilla syötetään viime mainittujen siir-tämien signaalien optoelektronisia vahvistimia, ja sekä putkia että johtimia ympäröivän ulkovaipan, jolloin optisia kuituja sisällään pitävät putket on täytetty nesteellä, ja jolle kaapelille on luonteenomaista, että mekaanisesti kestävä armeeraus on tiivis, kiertymistä vastustava köysi, jossa kaikki kompo-nenttilankojen väliset tilat on täytetty oleellisesti kokoon-puristumattomalla nesteellä, mainittujen johtimien ja putkien ollessa kierretty ruuvimaisesti köyden ympärille siten, että ainakin yksi sähköjohdon on sijoitettu vierekkäisten putkipa-rien väliin ja mainitun ulkovaipan käsittäessä muovimateriaa-likerroksen, joka peittää putket ja johtimet rajoittuen niihin oman säteittäisesti sisimmän pintansa mukaisesti siten, että ne tilat putkien ja johtimien yhdistelmän ja köyden välissä, jotka eivät ole muovimateriaalin täyttämiä, on täytetty oleellisesti kokoonpuristumattomalla nesteellä.

Termillä kokoonpuristumaton neste tarkoitetaan tässä tekstissä nestemäisiä aineita, jotka ovat edullisesti viskooseja, jopa suuriviskoosisia; kaasut on suljettu tämän termin ulkopuolelle.

4 87700 Tämä keksintö on paremmin ymmärrettävissä seuraavasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta, joka on tehty pelkästään ei-rajoitta-van esimerkin avulla viitaten liitteenä olevaan piirroksen kuvaan, joka esittää perspektiivikuvantoa tämän keksinnön mukaisesta kaapelipituudesta, josta on poistettu osia rakenteen osoittamiseksi paremmin.

Kuten kuvasta voidaan nähdä kaapeli sisältää armeerauksen, jonka muodostaa tiivis, kiertymistä estävä köysi 1, joka täyttää säteittäisesti sisimmän kohdan.

Köysi 1 on mitoitettu siten, että se vastustaa oleellisesti vetojännityksiä, joita siihen aiheutetaan kaapelin lasku- tai nosto-operaatioiden aikana.

Köysi 1 on muodostettu useista langoista 2, jotka on tehty materiaalista, jolla on suuri mekaaninen jännityskestoisuus, esimerkiksi teräksestä, aromaattisista polyamideista, hiilikuiduista yms.

Sitä paitsi lankojen 2 välissä olevat tilat 3 on täytetty käytännössä kokoonpuristumattomalla nesteellä, esimerkiksi siliko-nirasvalla, vaseliinilla yms.

Köyden 1 ympärille on ruuvimaisesti kierretty johtimet 4, jotka on valmistettu esimerkiksi kuparista tai alumiinista ja muovi-tai metalliputket 5, jotka muodostavat yhden kruunun.

Johtimien 4 ja 5 ruuvimaiset kierrot voivat olla joko umpikier-teisiä tai avokierteisiä, jälkimmäisen tarkoittaessa, että johtimien 4 ja putkien 5 järjestely muodostuu S-muotoisista pituuksista vuorotellen Z-muotoisten pituuksien kanssa.

Putket 5 pitävät löysästi sisällään vähintään yhden optisen kuidun 6 ja on täytetty kokoonpuristumattomalla nesteellä 7, esimerkiksi silikonirasvalla, vaseliinilla yms.

5 87700

Johtimilla 4 voi olla joko suuremmat halkaisijat tai pienemmät halkaisijat kuin putken 5 ulkohalkaisija.

Edullisesti johtimien 4 halkaisija on yhtä suuri kuin putkien 5 ulkohalkaisija. Johtimien halkaisija ja putkien ulkohalkaisija ovat esimerkiksi välillä 1,8-3 mm.

Edelleen esimerkkinä putkien 5 sisähalkaisija on välillä 0,75- 1,5 mm ja niiden seinämänpaksuus on valittu itse putkien ko-koonpuristumattomalla nesteellä tapahtuvan täytön asteen funktiona .

Putket 5 ja johtimet 4 ovat molemminpuolisessa kosketuksessa ja ne ovat myös kosketuksessa köyteen 1 muodostaen kruunun sen ympärille.

Tarkemmin sanoen jokaiseen putkeen 5 on liittynyt kaksi johdinta ja se on kosketuksessa niihin.

Kuvasta voidaan nähdä, että kaksi johdinta 4 on asetettu vierekkäisten putkiparien 5 väliin. Itse asiassa vierekkäisten putkiparien väliin sijoitetuilla johtimilla voi olla mikä tahansa lukumäärä, joka ei voi olla sama kaikille putkipareille. Ratkaisevaa on, että jokainen putki on kahden johtimen vieressä ja kosketuksessa niihin, minkä vuoksi johtimet toimivat myös pitkien seinämien tukena.

Putki- ja johdinyhdistelmän muodostaman kruunun päällä on muovikerros 8, joka on saatu suulakepuristamalla esimerkiksi poly-olefiinia, kuten polyeteeniä tai polyvinyylikloridia, tai polyamidia yms.

Kerros 8 muodostaa kaapelin vaipan. Vaihtoehtoisesti kerroksen 8 päälle voi olla sijoitettu vesitiivis metallivaippa (ei esitetty) , jonka paksuus on luokkaa muutama kymmenesosamillimetriä eikä se vaihtele laskusyvyyden mukaan, johon kaapeli on tarkoitettu.

6 87700

Kaapelin uloimmalle pinnalle voi olla sijoitettu tavalliset kor-roosionestosuojaukset, joita normaalisti sovelletaan vedenalaisissa kaapeleissa.

Kerroksen 8 säteittäisesti pisin pinta yhtyy putkien 5 ja johtimien 4 yhdistelmän säteittäisesti uloimpaan pintaan ja tunkeutuu niiden läpi täyttäen tilat 9, joita on putkien 5 ja johtimien 4 yhdistelmän ja köyden 1 välissä.

Vaihtoehtoisesti (kuten kuvassa on esitetty) tilat 9 on täytetty samalla kokoonpuristumattomalla nesteellä, jolla on täytetty tilat 3, joita on köyden 1 lankojen 2 välissä.

Tässä tapauksessa kerroksen 8 säteittäisesti sisin pinta on rajoitettu kerrostumaan putkien 5 ja johtimien 4 yhdistelmän säteittäisesti uloimmalle pinnalle.

Kerroksen 8 paksuus voi olla mikä tahansa, mutta edullisesti se ei ole alle 2 mm kestääkseen paremmin puumaisen rakenteen muodostumista, jota siinä saattaisi esiintyä.

Todellisuudessa tämän keksinnön mukaisessa kaapelissa paluujoh-timen optoelektronisia vahvistimia syöttävälle tasavirralle muodostaa merivesi.

Tässä tilanteessa, kun kaapelin vaipan muodostava muovikerros 8 on sijoitettu johtimien 4 ja meriveden väliin, joka toimii paluujohtimena, seurauksena on sen joutuminen alttiiksi sähköisille jännityksille.

Yllä esitetystä kuvauksesta ja seuraavista tarkasteluista on ymmärrettävissä, että tämän keksinnön mukaisella kaapelilla ehdotetut tavoitteet voidaan saavuttaa.

Tämän keksinnön mukaisissa kaapeleissa jatkosten toteuttaminen ja liittäminen optisten kuitujen välittämien signaalien opto-elektronisiin vahvistimiin tulee helpommaksi.

7 87700

Itse asiassa tämän keksinnön mukaisissa kaapeleissa ei ole mitään putkia 5 ja johtimia 4 ympäröiviä armeerauksia, jotka voisivat haitata yhdistämistoimenpiteitä.

Lisäksi putket 5 ja johtimet 4 ovat toinen toisensa vieressä ja tämä ehkäisee kaiken keskinäisen estämisen kahden liitostyy-pin toteutuksen aikana, mistä kaikesta on etua näiden liitäntöjen ja tästä johtuen kaapelien luotettavuudelle niiden monimutkaisessa kokonaisuudessa.

Jatkosten ja vahvistimien liitännän toteuttamisen helppous on maksimissaan aina, kun tilat 9, joita on putkien 5 ja johtimien 4 yhdistelmän välissä, on täytetty kokoonpuristumattomalla nesteellä, sillä tämä ratkaisu helpottaa vaipan tai kerroksen 8 osan poistoa kaapeleista, mikä on välttämätöntä näiden toimenpiteiden suorittamiselle.

Tämän keksinnön mukaisissa kaapeleissa putket, jotka pitävät sisällään optiset kuidut, tulevat oikein sijoitetuksi armeerauk-sen ympärille ja stabiilisti paikalleen sen päälle johtuen johtimien 4 läsnäolosta, joiden halkaisija on edullisesti sama kuin putkilla, jotka ovat niiden vieressä ja kosketuksessa niihin. Tämä tarkoittaa, että muovivaipan 8 muodostuksen aikana suulake-puristuksella kaikki vaihtelut putkien 5 muodossa on poissuljettu. Putkien ja johtimien oikea sijoittelu myötävaikuttaa jatkosten ja liitäntöjen toteuttamiseen optoelektronisten vahvistimien kanssa helpottavasti.

Tämän keksinnön mukaisten kaapelien paino on myös pienennetty minimiin ja niillä on maksimitaipuisuus.

Itse asiassa mekaanisesti kestävän armeerauksen aikaansaaminen, joka koostuu tiiviistä, kiertymistä estävästä köydestä, joka on sijoitettu kaapelin säteittäisesti sisimpään vyöhykkeeseen ja mitoitettu kestämään vetorasituksia kaapelin lasku- ja nosto-operaatioiden aikana, merkitsee kaapelille minimipainoa.

s 87700

Lisaksi kaapelin armeerauksen muodostavan köyden oma akseli osuu yhteen kaapelin akselin kanssa, joka edustaa sen neutraalia tai-vutusakselia, ja kaapelin sähkönjohtimet ovat kosketuksessa siihen .

Tästä johtuen langat, jotka muodostavat köyden ja johtimet, ovat mahdollisimman pienellä etäisyydellä kaapelin neutraaliakselilta ja tämä seikka merkitsee, että kaapeleilla on maksimitaipuisuus.

Lisäksi johtimien 4 läsnäolo, jotka ovat umpinaisia metallikap-paleita, jotka nojaavat tiiviiseen köyteen 1 putkien 7 vieressä ja kosketuksessa niihin, antaa tukea putken seinämille ja tekee mahdolliseksi näiden putkien ja niiden sisälle sijoitettujen optisten kuitujen suojaamisen väistämättömiltä iskuilta, joiden alaiseksi kaapeli joutuu kaapelin lasku- ja/tai nosto-operaatioiden aikana huolimatta mekaanisesti kestävän armeerauksen puuttumisesta (jota pidetään välttämättömänä tunnetuissa vedenalaisissa kaapeleissa), joka on sijoitettu ympäröimään kaapelivyö-hykettä, jossa suojattavat optiset kuidut ovat.

Paitsi että tämän keksinnön mukaiset kaapelit (huolimatta minkäänlaisen mekaanisesti kestävän armeerauksen puuttumisesta, joka ympäröi vyöhykettä, johon optiset kuidut on sijoitettu) suojaa-vat viimemainittuja esitetyistä syistä iskuilta, joita ne kohtaavat laskuoperaation aikana, ne muodostavat myös erinomaisen vastuksen hydrostaattiselle paineelle olipa laskusyvyys mikä tahansa johtuen siitä, että kaapelien sisällä ei ole mitään ontelolta, joita ei olisi täytetty materiaalilla.

Vaikka nyt on kuvattu ja esitetty määrättyä tämän keksinnön mukaisen kaapelin toteutusmuotoa, sen suojapiiriin on tarkoitettu sisältyvän myös kaikkien niiden vaihtoehtoisten muunnelmien, jotka ovat alaan perehtyneen saavutettavissa.

Claims (4)

9 87700

1. Vedenalainen, televiestintään tarkoitettu optinen kuitu-kaapeli, joka käsittää kaapelin säteittäisesti sisimpään vyöhykkeeseen sijoitetun mekaanisesti kestävän armeerauksen (1), jonka ympärillä on useita putkia (5), jotka pitävät löysästi sisällään optisia kuituja (6), ja useita sähköjohtimia (4), ' joilla syötetään viime mainittujen siirtämien signaalien opto elektronisia vahvistimia, ja sekä putkia että johtimia ympäröivän ulkovaipan (8), jolloin optisia kuituja (6) sisällään pitävät putket (5) on täytetty nesteellä, tunnettu siitä, että mekaanisesti kestävä armeeraus (1) on tiivis, kiertymistä vastustava köysi (1), jossa kaikki komponenttilankojen (2) väliset tilat (3) on täytetty oleellisesti kokoonpuristumattomalla nesteellä, mainittujen johtimien (4) ja putkien (5) ollessa kierretty ruuvimaisesti köyden (1) ympärille siten, että ainakin yksi sähköjohdon (4) on sijoitettu vierekkäisten putkiparien (5) väliin ja mainitun ulkovaipan (8) käsittäessä muovimateri-aalikerroksen, joka peittää putket (5) ja johtimet (4) rajoittuen niihin oman säteittäisesti sisimmän pintansa mukaisesti siten, että ne tilat putkien (5) ja johtimien (4) yhdistelmän ja köyden välissä, jotka eivät ole muovimateriaalin täyttämiä, on täytetty oleellisesti kokoonpuristumattomalla nesteellä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vedenalainen, televiestin tään tarkoitettu optinen kuitukaapeli, tunnettu siitä, että jokainen kahteen johtimeen (4) liittyvä putki (5) on kosketuksi sessa niihin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vedenalainen, televiestintään tarkoitettu optinen kuitukaapeli, tunnettu siitä, että johtimien (4) halkaisija on yhtä suuri kuin putkien (5) ulko-halkaisija.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vedenalainen, televiestintään tarkoitettu optinen kuitukaapeli, tunnettu siitä, että jokainen tila, joka on putkien (5) ja johtimien (4) yhdistelmän ja kaapelin armeerauksen muodostavan tiiviin, kiertymistä estävän köyden (l) välissä, on täytetty samalla oleellisesti kokoonpuristumattomalla nesteellä, joka täyttää jokaisen tilan sanotun köyden komponenttHankojen välissä. w 87700