NO301195B1 - Fiberoptisk kabel - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår fiberoptiske kabler og særlig fiberoptiske kabler av monorør-typen.

Optiske fiberkabler er blitt benyttet i de senere år for å overføre informasjon ved store hastigheter og over lange avstander. Overfør ingsmediet består av hårtynne optiske fibre som er beskyttet mot ytre påvirkning ved hjelp av nøyaktig konstruerte og fremstilte kabelutførelser. De benyttede kabelutførelser er: A. Løst rør: En utførelse med flere geléfylte bufferrør som inneholder optiske fibre, og som er snodd rundt et sentralt strekkelement. B. Sporkabel : En utførelse hvor optiske fibre er nøyaktig plassert i geléfylte kanaler eller spor. Kanalene er symmetriske og danner en skrueformet vei langs kabelens langsgående akse. Et strekkelement er anbrakt i senter av kabelutførelsen. C. Monorør: En utførelse hvor alle de optiske fibre er anbrakt i et enkelt sentralt plassert geléfylt bufferrør.

Alle de tre kabelutførelser som er omtalt ovenfor, kan være forsynt med ytterligere beskyttelse i form av radielt anbrakte avstivende elementer, korrugert armering og plast-kapper.

To kabelutførelser som benytter monorør, fremstilles for tiden av AT&T (LXE) og Siecor (Maxitube). Et kabeltverrsnitt av AT&Ts monorør-utførelse er vist i fig. 1 med henvisnings-tall 10, mens Siecors Maxitube-utførelse er vist i fig. 2 med henvisningstal1 30.

Kabelen 10 omfatter et enkelt stort buffer plastrør 11, som er fylt med gelé, og som kan inneholde opp til 96 optiske fibre 12. Bufferrøret 11 er omgitt av et vannsvellbart bånd 14 og korrugert armering 16. En rivetråd 18 er anbrakt under den korrugerte armering til hjelp når kappen skal fjernes. En strimmel av vannsvellbart bånd 15 er viklet skrueformet rundt den korrugerte armering. To strekkelementer 20 av stål er plassert 180° forskjøvet, på utsiden av den korrugerte armering 16. Armeringen 16 og strekkelementene 20 er omgitt av en kappe 22 av høytetthets polyetylen som er forbundet med armeringen 16, og som fullstendiggjør konstruksjonen.

Kabelen 10 har flere svakheter i utførelse, i fremstilling og ved installasjon. For det første vil de to strekkelementer 20 med ytre diameter 0,16 mm gjøre at kabelen blir ekstremt stiv. For det andre vil strekkelementene av stål ha en tendens til å oppføre seg som stempler under installasjon og terminering. Betegnelsen som stempler er benyttet for å beskrive den langsgående bevegelse av stålstrekkelementene i forhold til de andre kabel komponenter. For det tredje vil kappepåførings-prosessen være mere komplisert på grunn av at stål elementene 20 skal impregneres i kappen 22. For det fjerde vil kabelen være sårbar for vanninntrenging mellom stål elementene 20 og armeringen 16 og i områder som ikke har det vannsvel1 bare bånd 15. Endelig vil den ikke-metal1 i ske kabel være mer kostbar å fremstille enn kabelen 30 i fig. 2.

I fig. 2 består kabelen 30 av et enkelt stort dobbelt-vegget bufferrør 32, som er fylt med gelé, og som kan inneholde opp til 12 optiske fibre 34. Bufferrøret 32 er omgitt av radialt strekkgarn 36, som er impregnert med fyllmasse. Mettet korrugert armering 38 er anbrakt over det radielle strekkgarn 36. En rivetråd 40 er anbrakt utenpå den korrugerte armering til hjelp ved fjerning av den ytre kappe 42. Kappen 42 av medium tetthets polyetylen er anbrakt over armeringen for å fullstendiggjøre konstruksjonen.

Kabelen 30 har imidlertid også en rekke mangler. For det første vil bufferrøret 32 inneholde opp til 0,6% fiber overlengde, noe som er vanskelig å prosessere. For det andre har kabelen 30 bare mulighet til å inneholde 12 fibre. For det tredje vil fyllmassen i bufferrøret dryppe ved 65°C på grunn av massens lave viskositet. For det fjerde vil kabelens fleksibilitet kreve redusert avstand mellom opphengingspunkter ved 1uftinstal1asjon . For det femte vil to-lags bufferrøret 32 være vanskelig å fremstille. Endelig vil det være vanskelig eller umulig å komme til kabelen 30 midt i spenn.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å overkomme de begrensninger som gjelder ved de ovenfor kjente kabel konstruksjoner.

Kabelen ifølge den foreliggende oppfinnelse er forsynt med et bufferrør som kan inneholde mellom 0,15% og 0,35% overlengde med fiber i bufferrøret hvorved det vil være mulig å ha et stort antall fibre, sammenlignet med AT&T-utførelsen, inne i bufferrøret. Videre benyttes det fyllmasser med høy viskositet slik at drypping ikke vil inntreffe opp til 80°C. Et enkelt lags polyester (PBT) bufferrør kombinerer høy styrke med god fleksibilitet og forbedret prosessering.

Kabelen ifølge den foreliggende oppfinnelse vil være egnet for mange typer installasjon som omfatter alle typer utendørs i nstal1asjon.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en kabel konstruksjon som reduserer kabelens ytre diameter og kabelens vekt sammenlignet med kjente konstruksjoner, for å lette installering i rør.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fiberoptisk kabel med radialt strekkgarn rundt bufferrøret for å motvirke for sterk strekking av røret under kappepåføri ngen.

Endelig er det et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en kabel som er enkel og økonomisk å fremstille, og som kan ha lang levetid.

Ovenfor nevnte og andre formål og særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse vil klart fremgå av den etterfølgende detaljerte beskrivelse av utførelser av oppfinnelsen sett i sammenheng med figurene, hvor

- fig. 1 viser tverrsnittet av en kjent AT4T konstruksjon,

- fig. 2 viser tverrsnittet av en kjent Siecor kabel-konstruksjon, - fig. 3 viser et perspektivisk snitt av en kabel ifølge oppfinnelsen,

- fig. 4 viser et snitt langs linjen 4-4 i fig. 3, og

- fig. 5 viser et tverrsnitt svarende til fig. 4, men for en annen utførelse av oppfinnelsen.

I figurene 3 og 4 er det vist en armert kabel konstruksjon 50 ifølge oppfinnelsen. Denne omfatter et enkelt stort

geléfylt bufferrør 52, som er laget av polyester (PBT). Geléen er en tixotropisk vannblokkerende gelé. Det geléfylte buffer-rør 52 inneholder et antall optiske fibre 54. Radielt strekk-

garn 56, som er laget enten av aramid eller av fiberglass-materialer, er viklet i motsatte retninger rundt bufferrøret og impregnert med en fyllmasse som f.eks. en petroleumbasert "hot melt" fyllmasse, som fremstilles av firma Witco Corporation, New York, New York, eller Amoco Chemical Company, Chicago. Fortrinnsvis vil minst 50% av den ytre overflate av bufferrøret 52 være dekket av radialt strekkgarn 56. Korrugert stålarmering 58 er anbrakt over det radielle strekkgarn 56. Den korrugerte armering 58 er mettet med en vannsperrende mettemasse 59 slik som et "hot melt" klebemiddel eller en petroleumbasert mettemasse. En rivetråd 60 med høy styrke er anbrakt under armeringen 58 for å medvirke til fjerning av kappen. To strekkelementer 62 av stål og med en diameter på 0,14 mm, er anbrakt 180° forskjøvet på utsiden av den korrugert armering 58. En ytre kappe 64 av medium tetthets polyetylen (MDPE) omgir stålstrekkelementene 62 og den korrugerte armering 58 for å fullstendiggjøre konstruksjonen. Ideelt sett vil strekkelementene befinne seg minst 0,5 mm fra den ytre overflate av kappen 64. Den vannblokkerende mettemasse 59 er anbrakt mellom den korrugerte armering 58 og den ytre kappe 64.

En ikke armert kabel konstruksjon ifølge oppfinnelsen er vist i fig. 5 og angitt med henvisningstal1 70. Den omfatter et enkelt stort geléfylt bufferrør 72 av polyester (PBT). Geleen er en tixotropisk, vannsperrende gelé. Det geléfylte bufferrør 72 omfatter et antall optiske fibre 74. Radialt strekkgarn 76, som er laget enten av aramid eller av fiber-glassmaterial er, er viklet i motsatte retninger rundt buffer-røret og impregnert med en fyllmasse som er en petroleumbasert "hot melt" fyllmasse, som lages av Witco Corporation, New York, New York eller Amoco Chemical Company, Chicago. Fortrinnsvis vil minst 50% av den ytre overflate av bufferrøret være dekket av de radielle strekkelementer 76. To metalliske eller dielektriske strekkelementer 78, med en diameter på 0,14 mm, er anbrakt 180° forskjøvet på utsiden av det radielle strekkgarn 76. En rivetråd 80 med høy styrke er anbrakt over det radielle strekkgarn 76 til hjelp for å fjerne kappen. Den ytre kappe 82 av medium tetthet polyetylen (MDPE) omgir strekkelementene 78 og de radielle strekkgarn 76 for å full-stendiggjøre konstruksjonen. Ideelt sett vil strekkelementene være minst 0,5 mm fra den ytre overflate av kappen 82.

Både den armerte og ikke-armerte utførelse har forbedrede egenskaper i forhold til kjent teknikk. Bufferrøret inneholder mellom 0,15% og 0,35% fiberoverlengde, noe som muliggjør forenklet prosessering av kabelen. Med en lav fiberoverlengde i bufferrøret vil det kunne benyttes et høyt antall fibre, sammenlignet med AT&Ts utførelse, i bufferrøret, mens det kan benyttes fyllmasser med høy viskositet som ikke drypper under 80°C. Polyesterbufferrøret, som består av et enkelt lag, kombinerer høy styrke med god fleksibilitet.

Kabelen ifølge oppfinnelsen har en mindre diameter og har lavere vekt enn AT&T-utførelsen, noe som forbedrer installa-sjonsmulighetene i rør. De to stålstrekkelementer tilveie-bringer en stivere konstruksjon enn den nevnte Maxitube-konstruksjon, noe som letter installering på stolper. De to stålstrekkelementene er 75% mindre enn de som benyttes av AT&T, noe som forbedrer fleksibiliteten. Det radielle strekkgarn som er snodd rundt bufferrøret, motvirker for stort strekk i røret under kappeprosessen. Kombinasjonen av stålstrekkelementer og radielle strekkgarn hjelper til å forene instal1eringsbelastningen over hele kabelen og forbedrer stabiliteten av den ytre kappe. Mengden av radielle strekkgarn kan økes i kabel konstruksjonen for den foreliggende oppfinnelse for å tilveiebringe en ikke-metallisk kabel som er mindre kostbar enn AT&Ts ikke metalliske utførelse.

De fylle- og mettemasser som benyttes i kabelen ifølge oppfinnelsen gir bedre og mindre kostbar vanngjennomtrengings-motstand i forhold til vannsvellbart bånd. Den ytre kappe av medium tetthets polyetylen som brukes ifølge oppfinnelsen, er enklere å prosessere, mer fleksibel og mindre kostbar enn den høytetthets polyetylen som benyttes i AT&T-utførelsen. Videre vil kabelen ifølge oppfinnelsen ha en bedre tilgjengelighet til de optiske fibre.

Som det vil ses av den foregående beskrivelse og tegning-ene har den fiberoptiske kabel ifølge oppfinnelsen en mer effektiv kabel konstruksjon som drar nytte av de positive trekk ved kjent teknikk og reduserer de negative trekk ved denne teknikk. Kabelen er robust og vil funksjonere tilfredsstil-lende over en lang tidsperiode.

Claims (9)

1. Fiberoptisk kabel, karakterisert ved at den omfatter et i og for seg kjent enkelt hult bufferrør (52,72) med minst en optisk fiber (54,74), samt en plastkappe (64,82) som omgir bufferrøret, samt to strekkelementer (62,78) som er innlagt langsgående i kappen omtrent 180° forskjøvet i forhold til hverandre, at strekkgarn (56,76) er viklet i motsatte retninger over bufferrøret (52,72) og dekker minst 50% av den ytre overflate av bufferrøret, at en vannblokkerende fyllmasse impregnerer strekkgarnet, og at plastkappen (64,82) også omgir det viklede impregnerte strekkgarn (56,76).

2. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at det er anbrakt en metallisk skjerm (58) mellom strekkgarnet og kappen.

3. Kabel ifølge krav 2, karakterisert ved at den metalliske skjerm er korrugert.

4. Kabel ifølge krav 3, karakterisert ved at en vannblokkerende mettemasse (59) er anbrakt mellom metallskjermen og kappen.

5. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at den optiske fiber (54,74) har en langsgående lengde som er minst 0,15% lenger enn bufferrørets lengde.

6. Kabel ifølge krav l, karakterisert ved at avstanden mellom strekkelementene (62,78) og den ytre overflate av kappen (64,82) er minst 0,5 mm.

7. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en rivetråd (60,80) som er langsgående anordnet over strekkgarnet.

8. Kabel ifølge krav 7, karakterisert ved at rivetråden (60,80) er anbrakt omtrent 90° forskjøvet i forhold til strekkelementene.

9. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at strekkelementene er metalliske (62) eller ikke-metalliske (78),