FR2679045A1 - Land optical cable - Google Patents
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Abstract
Description
Câble optique de terrain.Optical field cable.
La présente invention est relative à un câble optique de transmission approprié pour une utilisation banalisée, en particulier un câble de terrain. Le problème que vise à résoudre l'invention est de proposer un câble optique capable de résister à l'agressivité d'un environnement sévère, tant sur le plan mécanique que thermique, et permettant un emploi sur site par un personnel non qualifié. En outre, il est recherché un câble présentant une grande souplesse facilitant son implantation et son raccordement. The present invention relates to an optical transmission cable suitable for common use, in particular a field cable. The problem which the invention aims to solve is to propose an optical cable capable of withstanding the aggressiveness of a harsh environment, both mechanically and thermally, and allowing use on site by unqualified personnel. In addition, a cable having great flexibility is sought, making it easier to install and connect.
A cet effet, l'invention concerne un câble optique de transmission, caractérisé en ce qu'il comprend un noyau central ; plusieurs éléments cylindriques ayant sensiblement un même diamètre nominal, répartis tout autour du noyau, chacun d'eux s'étendant le long de celui-ci et étant en contact d'une part avec lui, d'autre part avec deux éléments cylindriques adjacents, lesdits éléments incluant un nombre déterminé d'éléments optiques et un nombre correspondant d'éléments non optiques, chaque élément optique comprenant une fibre optique, un revêtement secondaire incluant une première couche en un matériau mou et une seconde couche en un matériau dur, ce revêtement enserrant sans jeu la fibre optique, et un tube agencé pour supporter un effort de compression radiale et entourant le revêtement secondaire avec jeu ;; et une gaine extérieure cylindrique entourant lesdits éléments cylindriques et s'appliquant sur chacun d'eux ; au moins ledit noyau central ou ladite gaine extérieure incluant des moyens de renfort agencés pour supporter une majeure partie d'un effort de traction exercé le long du câble. To this end, the invention relates to an optical transmission cable, characterized in that it comprises a central core; several cylindrical elements having substantially the same nominal diameter, distributed all around the core, each of them extending along the latter and being in contact on the one hand, and on the other hand with two adjacent cylindrical elements, said elements including a determined number of optical elements and a corresponding number of non-optical elements, each optical element comprising an optical fiber, a secondary coating including a first layer of soft material and a second layer of hard material, this coating enclosing the optical fiber without play, and a tube arranged to withstand a radial compression force and surrounding the secondary coating with play; and a cylindrical outer sheath surrounding said cylindrical elements and applying to each of them; at least said central core or said outer sheath including reinforcing means arranged to withstand a major part of a tensile force exerted along the cable.
D'autres détails et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une forme de réalisation préférée mais non limitative, en regard des dessins annexés, sur lesquels
La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un câble optique de transmission selon l'invention ; et
La Ifigure 2 est une vue en coupe transversale agrandie d'un élément optique de transmission inclus dans le câble de la figure 1.Other details and advantages of the invention will appear during the following description of a preferred but non-limiting embodiment, with reference to the appended drawings, in which
Figure 1 is a cross-sectional view of an optical transmission cable according to the invention; and
Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of a transmission optical element included in the cable of Figure 1.
Le câble représenté sur la figure 1 comprend un noyau central 1 allongé, s'étendant selon un axe longitudinal 2 du câble et agencé pour résister à des efforts de traction longitudinaux. I1 est composé d'un assemblage cylindrique 3 de fibres aramides, avantageusement de fibres en KEVLAR (marque déposée) commercialisé par la
Société Du Pont de Nemours, et d'une gaine cylindrique 4 extrudée - en polyuréthanne dans cet exemple - enserrant l'assemblage 3. Les fibres de l'assemblage 3 s'étendent longitudinalement sur toute la longueur du câble. Par "assemblage", il faut entendre un agencement quelconque des fibres en mèche, tresse, natte, etc....The cable shown in Figure 1 comprises an elongated central core 1, extending along a longitudinal axis 2 of the cable and arranged to withstand longitudinal tensile forces. I1 is composed of a cylindrical assembly 3 of aramid fibers, advantageously of KEVLAR (registered trademark) fibers marketed by the
Société Du Pont de Nemours, and an extruded cylindrical sheath 4 - made of polyurethane in this example - enclosing assembly 3. The fibers of assembly 3 extend longitudinally over the entire length of the cable. By "assembly" is meant any arrangement of the fibers in wick, braid, mat, etc.
Dans cet exemple, le noyau central 1 est un cylindre de section circulaire. Dans d'autres cas, il pourra être constitué d'un cylindre de forme différente, par exemple d'un cylindre présentant des arêtes longitudinales. In this example, the central core 1 is a cylinder of circular section. In other cases, it may consist of a cylinder of different shape, for example of a cylinder having longitudinal edges.
En variante, l'assemblage 3 pourra être constitué d'autres fibres textiles notamment de fibres de carbone, de verre, de lin, de polyester, ou de fibres en résine cristaux liquides.As a variant, the assembly 3 may consist of other textile fibers, in particular carbon fibers, glass, linen, polyester, or fibers in liquid crystal resin.
Dans tout le texte, le mot "gaine" désignera un élément tubulaire obtenu par extrusion ou tout autre procédé tel que tresse, ruban, guipage, etc...Throughout the text, the word "sheath" will designate a tubular element obtained by extrusion or any other process such as braid, ribbon, wrapping, etc.
Autour du noyau 1, sont disposés d'une part des éléments optiques de transmission 5 et d'autre part des éléments de bourrage 6 s'étendant le long du câble. Chaque élément optique 5 comprend (figure 2) une fibre optique 7 non représentée en détail et constituée de façon connue en soi d'un coeur recouvert d'une gaine optique, elle-meme recouverte d'un revêtement primaire de protection. I1 peut s'agir de toute fibre monomode ou multimode. Un revêtement secondaire recouvre la fibre optique 7 : il comprend une première couche 10 constituée d'un matériau mou tel que la silicone, en contact avec la fibre optique 7, et une seconde couche 11 constituée d'un matériau dur et recouvrant la première couche 10.L'empilement des première et seconde couche sur la fibre optique 7 est tel qu'une force de serrage est imprimée d'une part par la première couche 10 sur la fibre optique 7 et d'autre part par la seconde couche 11 sur la première couche 10 : le revêtement secondaire est donc du type communément appelé "tight", c'est-à-dire serrant, de sorte qu'un coulissement axial de l'une de ces couches l'une par rapport à l'autre ou par rapport à la fibre optique n'est pas possible. La seconde couche 11 du revêtement secondaire est notamment constituée de polyamide ou de polyester. Around the core 1 are arranged on the one hand optical transmission elements 5 and on the other hand stuffing elements 6 extending along the cable. Each optical element 5 comprises (FIG. 2) an optical fiber 7 not shown in detail and constituted in a manner known per se of a core covered with an optical sheath, itself covered with a primary protective coating. It can be any single-mode or multi-mode fiber. A secondary coating covers the optical fiber 7: it comprises a first layer 10 made of a soft material such as silicone, in contact with the optical fiber 7, and a second layer 11 made of a hard material and covering the first layer 10.The stacking of the first and second layer on the optical fiber 7 is such that a clamping force is imparted on the one hand by the first layer 10 on the optical fiber 7 and on the other hand by the second layer 11 on the first layer 10: the secondary coating is therefore of the type commonly called "tight", that is to say tightening, so that an axial sliding of one of these layers relative to the other or compared to optical fiber is not possible. The second layer 11 of the secondary coating consists in particular of polyamide or polyester.
Un tube 12 cylindrique entoure le revêtement secondaire de la fibre optique 7 en ménageant un jeu 13 constitué d'un espace tubulaire. Un matériau solide ou un fluide remplit le jeu 13. Il est choisi de façon à autoriser un coulissement axial de l'un des éléments, constitués par le tube 12 et la fibre optique 7 équipée de son revêtement secondaire, par rapport à l'autre. Il peut notamment s'agir de l'air, d'une huile ou d'un solide ayant des propriétés de glissement tel qu'une couche de polytétrafluoréthylène. A cylindrical tube 12 surrounds the secondary coating of the optical fiber 7 by providing a clearance 13 consisting of a tubular space. A solid material or a fluid fills the clearance 13. It is chosen so as to allow axial sliding of one of the elements, constituted by the tube 12 and the optical fiber 7 equipped with its secondary coating, relative to the other . It may in particular be air, an oil or a solid having sliding properties such as a layer of polytetrafluoroethylene.
Le tube 12 est réalisé en un matériau lui conférant de bonnes propriétés de résistance mécanique, notamment de résistance à l'écrasement. Il sera constitué de préférence en polyester, polyéther, en un polymère fluoré, en polyoléfine, polytétrafluoréthylène, polyamide ou polyacrylate. Par le mot "tube", il faut entendre un élément réalisé non seulement par extrusion d'une matière pâteuse, mais notamment aussi par enroulement d'un ruban ou par application d'une matière fluide telle qu'un vernis. The tube 12 is made of a material which gives it good mechanical resistance properties, in particular resistance to crushing. It will preferably consist of polyester, polyether, a fluoropolymer, polyolefin, polytetrafluoroethylene, polyamide or polyacrylate. By the word "tube" is meant an element produced not only by extruding a pasty material, but in particular also by winding a ribbon or by applying a fluid material such as a varnish.
Chaque élément de bourrage 6 comprend une âme 14 constituée notamment d'une mèche de fibres aramides ou d'un métal tel que le cuivre, disposée sur un axe longitudinal d'un cylindre 15 réalisé en un matériau tel que le polyuréthanne. Each stuffing element 6 comprises a core 14 consisting in particular of a wick of aramid fibers or of a metal such as copper, disposed on a longitudinal axis of a cylinder 15 made of a material such as polyurethane.
Selon une première variante, chaque élément de bourrage-ne comprend pas d'âme. En seconde variante, chaque élément de bourrage 6 est remplacé par un conducteur électrique nu ou isolé. According to a first variant, each stuffing element does not include a core. In the second variant, each stuffing element 6 is replaced by a bare or insulated electrical conductor.
Chaque élément de bourrage 6 présente un diamètre extérieur nominal, c'est-à-dire de valeur située au milieu d'une plage de tolérance, sensiblement égal à celui de chaque élément optique 5. Dans cet exemple, il est prévu six éléments de bourrage 6 et quatre éléments optiques 5. Autour de l'axe 2 du câble optique, sont disposés successivement deux éléments de bourrage 6, un élément optique 5, un élément de bourrage 6, un élément optique 5, deux éléments de bourrage 6, un élément optique 5, un élément de bourrage 6 et un élément optique 5. Les éléments optiques 5 sont donc répartis de façon approximativement symétrique autour de l'axe 2 du câble optique. L'invention n'est cependant limitée ni au nombre des éléments optiques 5 et de bourrage 6, ni à leur répartition particulière autour du noyau.Les éléments optiques 5 et les éléments de bourrage 6 s'étendent le long de l'axe 2 du câble optique selon plusieurs configurations possibles. Chacun peut s'étendre en ligne droite ou autour du noyau : dans ce dernier cas, il peut soit être disposé en hélice selon un pas judicieusement choisi, soit être disposé en "S-Z" selon un pas variable. Each stuffing element 6 has a nominal outside diameter, that is to say of value situated in the middle of a tolerance range, substantially equal to that of each optical element 5. In this example, six elements are provided. stuffing 6 and four optical elements 5. Around the axis 2 of the optical cable, are successively arranged two stuffing elements 6, an optical element 5, a stuffing element 6, an optical element 5, two stuffing elements 6, a optical element 5, a stuffing element 6 and an optical element 5. The optical elements 5 are therefore distributed approximately symmetrically around the axis 2 of the optical cable. The invention is however not limited either to the number of optical elements 5 and stuffing 6, nor to their particular distribution around the core. The optical elements 5 and stuffing elements 6 extend along the axis 2 of the optical cable in several possible configurations. Each can extend in a straight line or around the nucleus: in the latter case, it can either be arranged in a helix according to a judiciously chosen pitch, or be arranged in "S-Z" according to a variable pitch.
Une fine couche de maintien 16 enserre l'ensemble constitué par les éléments optiques 5 et les éléments de bourrage 6 : elle est constituée d'un ruban enroulé en spirale ou mis en long, réalisé en un matériau tel que le téréphtalate d'éthylène-glycol, le polytétrafluoréthylène ou en une autre matière synthétique. La spirale pourra être du type à spires jointives, en recouvrement, ou à espacement. A thin retaining layer 16 encloses the assembly consisting of the optical elements 5 and the packing elements 6: it consists of a ribbon wound in a spiral or laid lengthwise, made of a material such as ethylene terephthalate- glycol, polytetrafluoroethylene or another synthetic material. The spiral may be of the type with contiguous turns, overlapping, or spacing.
Une gaine 17 cylindrique entoure la couche de maintien 16. Elle est notamment réalisée en polyuréthanne. A cylindrical sheath 17 surrounds the retaining layer 16. It is in particular made of polyurethane.
Les éléments optiques 5 et les éléments de bourrage 6 sont disposés de façon qu'ils soient en contact mutuel et en contact avec d'une part la gaine 4, d'autre part la couche de maintien 16, ces différents contacts s'effectuant, pour chaque élément optique ou de bourrage, selon sensiblement quatre génératrices. En variante, la couche de maintien 16 et la gaine 17 ne forment qu'une seule couche rubanée.The optical elements 5 and the stuffing elements 6 are arranged so that they are in mutual contact and in contact with the sheath 4 on the one hand, and the retaining layer 16 on the other hand, these various contacts being made, for each optical or stuffing element, according to substantially four generatrices. As a variant, the retaining layer 16 and the sheath 17 form only one banded layer.
Une couche de renfort 20 entoure la gaine 17 pour absorber principalement des efforts de cisaillement appliqués au câble optique et, à titre secondaire, des efforts de traction. Elle est constituée par un assemblage de fibres textiles en un matériau qui peut être choisi parmi ceux indiqués pour la réalisation de l'assemblage 3 du noyau 1, et également en un métal tel que le cuivre. A reinforcing layer 20 surrounds the sheath 17 to mainly absorb shear forces applied to the optical cable and, on a secondary basis, tensile forces. It consists of an assembly of textile fibers made of a material which can be chosen from those indicated for producing the assembly 3 of the core 1, and also of a metal such as copper.
Enfin, une gaine extérieure cylindrique 21 recouvre la couche de renfort 20. Elle présente une bonne résistance à l'abrasion et est réalisée à cet effet notamment en polyuréthanne, en poly(chlorure de vinyle), ou en d'autres matières plastiques synthétiques, thermoplastiques ou non, (en polyéthylène ou polytétrafluoréthylène notamment). Finally, a cylindrical outer sheath 21 covers the reinforcing layer 20. It has good abrasion resistance and is produced for this purpose in particular in polyurethane, in poly (vinyl chloride), or in other synthetic plastics, thermoplastic or not, (in polyethylene or polytetrafluoroethylene in particular).
Bien que l'inclusion de produits électriquement conducteurs dans le câble optique selon l'invention soit envisagée, une structure préférée et illustrée sur les dessins n'inclut que des matériaux électriquement isolants. Although the inclusion of electrically conductive products in the optical cable according to the invention is envisaged, a preferred structure and illustrated in the drawings only includes electrically insulating materials.
A titre purement indicatif et non limitatif, on indique ci-après les dimensions du câble représenté sur les figures . noyau 1
- diamètre de l'assemblage cylindrique 3 : 2,3 mm
- diamètre extérieur de la gaine
cylindrique 4 : 3,4 mm . fibres optiques monomodes 9,5/125/250Am revêtement secondaire
- diamètre extérieur de la première
couche : 0,4 mm environ
- diamètre extérieur de la seconde
couche : 0,9 mm environ tube 12
- diamètre intérieur : 1 mm
- diamètre extérieur : 1,5 mm . gaine 17 recouvrant la couche de maintien 16
- diamètre extérieur : 8 mm . couche de renfort 20
- diamètre extérieur : 9 mm environ . gaine extérieure 21
- diamètre extérieur : 11,3 mm, environ
Bien que le câble représenté sur les figures comporte des moyens de résistance à la traction situés essentiellement au voisinage de l'axe 2 du câble, selon une variante de câble ces moyens sont situés essentiellement à la périphérie du câble : dans ce dernier cas, le noyau peut ne comprendre que des moyens de bourrage tandis que la couche de renfort est dimensionnée pour absorber l'essentiel des efforts de traction. Par ailleurs, l'âme 14 des éléments de bourrage 6 apporte une petite contribution à la résistance en traction. Purely as a non-limiting indication, the dimensions of the cable shown in the figures are indicated below. core 1
- diameter of the cylindrical assembly 3: 2.3 mm
- outer diameter of the sheath
cylindrical 4: 3.4 mm. single-mode optical fibers 9.5 / 125 / 250Am secondary coating
- outside diameter of the first
layer: about 0.4 mm
- outer diameter of the second
layer: about 0.9 mm tube 12
- inside diameter: 1 mm
- outside diameter: 1.5 mm. sheath 17 covering the retaining layer 16
- outside diameter: 8 mm. reinforcement layer 20
- outside diameter: about 9 mm. outer sheath 21
- outside diameter: 11.3 mm, approx.
Although the cable shown in the figures includes tensile strength means located essentially in the vicinity of axis 2 of the cable, according to a cable variant these means are located essentially at the periphery of the cable: in the latter case, the core may include only stuffing means while the reinforcing layer is dimensioned to absorb most of the tensile stresses. Furthermore, the core 14 of the stuffing elements 6 makes a small contribution to the tensile strength.
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