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Dokumentenidentifikation DE69837579T2 03.01.2008
EP-Veröffentlichungsnummer 0000893722
Titel Faseroptischeskombinationskabel
Anmelder Prysmian Communications Cables and Systems USA, LLC, Lexington, S.C., US
Erfinder Anderson, Aaron M., Batesburg, South Carolina 29006, US;
Smith, John C., Columbia, South Carolina 29223, US
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 69837579
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 06.07.1998
EP-Aktenzeichen 983053422
EP-Offenlegungsdatum 27.01.1999
EP date of grant 18.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.01.2008
IPC-Hauptklasse G02B 6/44(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft faseroptische Kabel (Glasfaserkabel) und insbesondere faseroptische Kabel, die eine mittlere Röhre und eine Vielzahl von äußeren Röhren, wobei die mittlere Röhre und wenigstens eine der äußeren Röhren jeweils wenigstens eine optische Faser enthalten, und ein Verstärkungssystem umfassen, das die optischen Fasern vor Kräften schützt, wie beispielsweise Installationskräften und thermisch verursachter Expansion und Kontraktion der Röhren, in denen sie enthalten sind.

Hintergrund der Erfindung

Optische Fasern (Glasfasern) sind relativ zerbrechlich und müssen während der Herstellung und Installation geschützt werden. Eine Vielzahl von schützenden Maßnahmen ist daher in Kabeln vorgesehen, die optische Fasern enthalten. Die optische Faser oder Fasern sind typischerweise in einer Kunststofftrennröhre eingeschlossen, die eine Öffnung einer Querschnittsfläche, die größer ist als die Querschnittsfläche der Faser oder Fasern, aufweist. Dies wird als "lose" Konfiguration bezeichnet. Das Material der Röhre weist typischerweise einen relativ hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten und einen relativ kleinen Zugmodul auf. Häufig ist die axiale Länge der Röhre kürzer als die lineare Länge der Fasern oder Bänder. Die Röhre kann sich um einen bestimmten Betrag bewegen und biegen aufgrund äußerer Kräfte oder aufgrund von Wärmeausdehnung oder Kontraktion, ohne die optische Faser zu biegen.

Um ferner einer Wärmeausdehnung und Kontraktion zu widerstehen, können Verstärkungselemente aus Metalldrähten, nichtmetallische Stäbe oder Fasern hoher Festigkeit, wie beispielsweise Glasstäbe oder Fasern oder Aramid in einer Harzgrundmasse, benachbart der Röhre oder Röhren, welche die optischen Fasern enthalten, vorgesehen sein. Vergleiche beispielsweise US-Patent Nr. 5,509,097 und 5,229,851, beide sind der Pirelli Cable Corporation zugeordnet.

Verstärkungselemente wurden in dem äußeren Mantel oder der Hülle vorgesehen, um Zugkräften, beispielsweise Zugkräften, die während der Installation eines Kabels auftreten, zu widerstehen. Zusätzliche Materialschichten, wie beispielsweise eine Armierung gegen Stauchen und ein Schutz gegen Nager, können zusätzlich vorgesehen sein. Bezüglich eines Feuchtigkeitsschutzes ist die Röhre typischerweise mit einer wasserblockierenden Komponente gefüllt, die verhindert, dass Fasern oder Bänder sich innerhalb der Dämpfungsröhre verschieben. Die wasserblockierende Komponente kann ein Gel oder eine Art Fett sein, und nicht-hygroskopisch und/oder thixotropisch sein.

Faseroptische Kabel sind in einer Vielzahl von Konfigurationen erhältlich. Beispielsweise sind faseroptische Kabel verfügbar, die eine oder mehrere optische Fasern, ein Glasfaserband oder ein Glasfaserbündel umfassen, die in einer mittleren Röhre lose enthalten sind. Glasfaserbänder werden typischerweise bevorzugt, wenn hohe Faseranzahlen benötigt werden, wie beispielsweise bei Versorgungskabeln und Verteilungssegmenten eines Glasfasernetzwerks. Sie werden außerdem verwendet, um Orte zu verbinden, die durch große Distanzen getrennt sind, diese werden als Langstreckenanwendungen bezeichnet, wie beispielsweise Verbinden zentraler Telefonstationen an lokale Netzwerke. Solche Kabel könnten außerdem in Kabelfernsehnetzwerken oder als Datenverbindungen zwischen Computern verwendet werden. In dem US-Patent Nr. 5,509,097, das oben beschrieben wurde, enthält die mittlere Röhre lose ein Glasfaserband.

Es sind auch faseroptische Kabel verfügbar, die eine Vielzahl von Röhren umfassen, wobei jede eine Vielzahl von optischen Fasern in einer losen Konfiguration enthalten und die um ein mittleres Verstärkungselement angeordnet sind, um einer Wärmeausdehnung und Kontraktion zu widerstehen. Weitere Verstärkungselemente können außerdem in einem äußeren schützenden Mantel vorgesehen sein. Solche Kabel werden typischerweise verwendet, wenn die Fähigkeit zur Verbindung verschiedener lokaler Punkte benötigt wird. Für Anwendungen höherer Faseranzahlen können Glasfaserbänder in jedem der Röhren angeordnet sein. Vergleiche beispielsweise das US-Patent Nr. 5,229,851.

Es wurden faseroptische Kabel vorgeschlagen, die optische Fasern für Langstreckenanwendungen enthalten, und eine Vielzahl von äußeren Röhren, welche die optischen Fasern für kürzere Verbindungen enthalten, enthalten. Das US-Patent Nr. 4,822,132 von Öestreich offenbart beispielsweise ein optisches Kommunikationskabel zur Verwendung in lokalen Kabelnetzwerken, das eine innere mittlere Röhre umfasst, die mit einer Vielzahl von kleineren Röhren umgeben ist, wobei jede weniger Glasfasern als die mittlere Röhre umfasst. Die äußeren Röhren sind um die mittlere Röhre in einer abwechselnden Verdrillung oder in einer entgegengesetzt oszillierenden Lage verseilt. Die äußeren Röhren sind für ein Verbinden und Verzweigen zugänglich, während die innere Röhre über Verzweigungsorte zu Kabelendstellen fortlaufen kann. Es ist kein Verstärkungselementsystem vorgesehen, um longitudinalen Kräften zu widerstehen, wie beispielsweise Kräften aufgrund von Installation und Wärmeausdehnung und Kontraktion.

Das US-Patent Nr. 4,230,395 von Dean u.a. offenbart ein faseroptisches Kabel, das eine Vielzahl von optischen Fasern umfasst, die lose innerhalb einer Vielzahl von Röhren enthalten sind, die durch eine Hülle umgeben sind. Eine mittlere Röhre, die optische Fasern enthält, kann außerdem vorgesehen sein, und wird von einer Vielzahl von nicht verseilten Röhren umgeben. Verstärkungselemente, die sich parallel zur Kabelachse erstrecken, sind in der Hülle in den Hüllenwänden eingebettet, oder können zwischen der Vielzahl von Röhren und der Hülle, allerdings beabstandet von der mittleren Röhre, sein. Infolgedessen widerstehen die Verstärkungselemente nicht einer longitudinale Ausdehnung und Kontraktion der mittleren Röhre.

Das US-Patent Nr. 4,078,853 von Kempf u.a. offenbart ein Glasfaserkabel, das eine Vielzahl von Röhren umfasst, wobei jede ein Glasfaserband lose enthält, das spiralförmig um eine mittlere Röhre verseilt ist, die auch ein Glasfaserband enthält. Ein äußerer Mantel, der mit Verstärkungselementen verstärkt ist, umgibt die Röhre.

Die US-A-4272155 offenbart ein Glasfaserkabel, das eine mittlere Röhre, die lose wenigstens eine optische Faser enthält und eine Vielzahl von äußeren Röhren umfasst, wobei die äußeren Röhren um die mittlere Röhre angeordnet sind und mit dieser in Kontakt stehen, und wobei wenigstens eine der äußeren Röhren wenigstens eine Glasfaser enthält. Zwischen zwei äußeren Röhren sind zwei isolierte elektrische Leiter angeordnet, die auch im Kontakt mit der mittleren Röhre stehen. Die mittleren Leiter und die äußeren Röhren sind durch eine Hülle umgeben, in der zwei gegenüberliegend angeordnete Strukturverstärkungselemente eingebettet sind.

Die Erfindung stellt ein faseroptisches Kabel nach Anspruch 1 bereit.

Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine Querschnittansicht eines Verbindungsglasfaserkabels 10 entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 ist eine perspektivische Ansicht des Verbindungskabels von 1, wobei seine Hülle und Armierung teilweise entfernt sind;

3 ist eine Querschnittsansicht einer äußeren Röhre, die ein verdrilltes Kupferpaar enthält;

4 ist eine Querschnittsansicht einer äußeren Röhre, die ein Koaxialkabel enthält; und

5 ist eine Querschnittsansicht einer Modifikation der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, in der das wasserblockierende Material außerhalb der Röhren durch einen trockenen wasserquellenden Faden oder ein Band ersetzt ist.

Beschreibung der Erfindung

1 ist eine Querschnittsansicht eines kombinierten faseroptischen Kabels 10 (Glasfaserkabel) entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das eine mittlere Röhre 12 umfasst, die wenigstens eine optische Faser und eine Vielzahl von äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 enthält, die um die mittlere Röhre 12 angeordnet sind, wobei jede von ihnen wenigstens eine optische Faser enthält. Die Röhren 12, 14, 16, 18 und 20 können eine einzelne optische Faser, eine Vielzahl von separaten optischen Fasern, ein Glasfaserband oder ein Glasfaserbündel enthalten. Vorzugsweise sind, wie in 1 gezeigt ist, eine Vielzahl von Glasfaserbändern 22 in der mittleren Röhre 12 enthalten, und eine Vielzahl von einzelnen optischen Fasern 24, die nicht miteinander verbunden sind, sind in vier äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 enthalten. Sechs optische Fasern 24 sind in jeder der äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 für ausschließlich darstellende Zwecke gezeigt, und die Anzahl der Fasern kann mehr oder weniger sein. Die Röhren 12, 14, 16, 18 und 20 weisen innere Durchmesser auf, die so ausgewählt sind, dass die Querschnittsflächen der Öffnungen der Röhren größer sind als die Querschnittsflächen der optischen Fasern, der Vielzahl von Fasern oder Bändern, die darin enthalten sind, so dass die optische Faser oder Fasern und Bänder lose darin enthalten sind. Eine Hülle 26 umgibt die äußeren Röhren. Die Fasern und Bänder sind von bekannter Art, wobei die Bänder eine ebene Anordnung von Fasern umfassen, die in einem Kunststoff eingeschlossen sind. Irgendwelche oder alle der äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 können innere Durchmesser derart aufweisen, dass die Querschnittsfläche der Öffnungen der Röhren im Wesentlichen gleich der Querschnittsfläche der optischen Faser, genauso wie der Vielzahl von Fasern oder Bänder, die darin enthalten sind, ist. Eine solche Konfiguration wird als eng gedämpfte Fasern bezeichnet.

Wenigstens zwei Strukturverstärkungselemente 28 sind zwischen der mittleren Röhre 12 und der Hülle 26 vorgesehen, zwischen den äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20. Die Strukturverstärkungselemente 28 können aus irgendeinem Material mit hohem Zugmodul bestehen, beispielsweise aus einem nicht-metallischen Material, wie beispielsweise Glas, Epoxidstäbe, Grafitfäden oder einem metallischen Material, wie beispielsweise Edelstahl oder Karbonstahl, das mit Kupfer oder Zink überzogen ist, um Korrosion vorzubeugen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Verstärkungselemente 28 ist kleiner als der der mittleren Röhre 12 und der äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20, und das Zugmodul der Verstärkungselemente ist größer als das Zugmodul solcher Röhren. Die Strukturverstärkungselemente 28 sind überzogen mit einer Abdeckung 28a gezeigt, wie beispielsweise Polyethylen, allerdings kann auf die Abdeckung 28a verzichtet werden, im Besonderen dann, wenn das Verstärkungselemente nicht-metallisch ist. Der Durchmesser des Verstärkungselements 28 ist vorzugsweise nicht größer als der, der benötigt wird, um den gewünschten Schutz bereitzustellen. Wenn das Verstärkungselement 28 metallisch ist, ist der Durchmesser des Verstärkungselements 28 typischerweise kleiner als der Durchmesser der äußeren Röhren 16. Die Dicke der Abdeckung 28a ist vorzugsweise ungefähr gleich dem Unterschied zwischen dem Durchmesser des Verstärkungselements 28 und dem Durchmesser der äußeren Röhre 16.

Die mittlere Röhre 12 umfasst vorzugsweise ein Kunststoffmaterial, beispielsweise Polyethylen hoher Dichte ("HDPE"). Die äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 umfassen auch vorzugsweise ein Kunststoffmaterial, wie beispielsweise Polybutylen-terephthalat ("PBT") oder HDPE. Andere Kunststoffmaterialien für die mittleren und äußeren Röhren umfassen Polypropylen, Polyvinylchlorid und Polymethylpenten. Die Plastikmaterialien für die mittleren und äußeren Röhren haben vorzugsweise ein Young's Modul in einem Bereich von 20.000 bis 500.000 psi (ungefähr 138 MN/m2 bis 3,4 GN/m2). Die mittleren und äußeren Röhren können auch metallisch oder Verbundmaterialien, wie beispielsweise ein Epoxid gemischt mit Glasfasern, sein. Die Hülle 26, die auch vorzugsweise ein Kunststoffmaterial ist, kann beispielsweise Polyethylen mittlerer Dichte ("MDPE") sein.

Vorzugsweise sind zwei diametral gegenüberliegende longitudinale Verstärkungselemente 30, die sich im Wesentlichen parallel zur Achse des Kabels 10 erstrecken, in der Hülle 26 eingebettet. die longitudinalen Verstärkungselemente können beispielsweise Stahl sein, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die longitudinalen Verstärkungselemente 30 in der Hülle 26 schützen die optischen Fasern vor longitudinalen Belastungen, wie beispielsweise einem Ziehen während der Installation. Wenn beabsichtigt ist, das Kabel 10 in Anwendungen zu verwenden, in denen ein Ziehen während der Installation nicht auftreten muss, beispielsweise durch die "Blown-in"-Verfahren zu installierende Kabel, sind Verstärkungselemente in der Hülle möglicherweise nicht notwendig. Die Verstärkungselemente 30 erlauben ferner das Biegen des Kabels senkrecht zur Ebene, welche die beiden Verstärkungselemente 30 enthält.

Vorzugsweise ist ein wasserblockierendes Material 32 innerhalb der mittleren Röhre 12, innerhalb der äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 und in den offenen Räumen zwischen der mittleren Röhre 12, den äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 und der Hülle 26 vorgesehen. Das wasserblockierende Material 32 innerhalb der äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 kann ein thixotropisches Fett oder Gel sein, vorzugsweise mit einer Viskosität von 20 Sekunden–1 in einem Bereich von 8.000 bis 25.000 cps bei 25°C. Vorzugsweise ist das wasserblockierende Material in den offenen Räumen zwischen der Hülle 26 und der mittleren Röhre 12 außerhalb der äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 ein thixotropisches Fett oder Gel, das eine Viskosität in einem Bereich von 10 bis 500 cps bei 125°C aufweist, entsprechend mit ASTM D-2699. Das wasserblockierende Material, das in den Pufferröhren 14, 16, 18 und 20 bevorzugt wird, wie oben diskutiert, kann genauso gut in den offenen Räumen außerhalb der Röhren verwendet werden. Das Material kann kleine Teilchen mit einer Größe von vorzugsweise ungefähr 500 Mikrons eines bekannten wasserquellenden Materials, wie beispielsweise Natriumacrylat, enthalten, um zu unterstützen, dass verhindert wird, dass Feuchtigkeit die optischen Fasern angreift. Zusätzlich und als Alternative können auch Komponenten für ein absorbierendes Gas, beispielsweise Wasserstoff, bereitgestellt werden, um den Schutz der optischen Fasern vor schädlichen Gasen zu unterstützen.

Alternativ und anstelle eines wasserblockierenden Materials 32 kann eine bekannte Art eines wasserquellenden Fadens 67 mit den äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20, wie in 5 gezeigt ist, verseilt sein. Obwohl nicht in den Figuren gezeigt, ist die Anordnung des wasserquellenden Fadens 67 derart, dass die Röhren 14, 16, 18, 20, welche die optischen Fasern enthalten, und die Verstärkungselemente 28 in Kontakt mit der mittleren Röhre 12 sind. Anstelle des Fadens 67 oder zusätzlich dazu kann eine bekannte Art eines wasserquellenden Bands 68 um die äußeren Röhren gewunden sein.

Eine Schicht einer gewellten Stahlarmierung 34 ist optional um die äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 und das Band 68, wenn vorhanden, benachbart zur inneren Oberfläche der Hülle 26 vorgesehen, um beispielsweise einen zusätzlichen Schutz gegen Stauchung und Nager bereit zu stellen. Die Armierung 34 kann derart ausgebildet sein, wie sie im US-Patent Nr. 5,509,097 beschrieben ist, das hierin durch Referenz beinhaltet ist.

Vorzugsweise sind auch eine oder mehrere Reißleinen 36, die sich im Allgemeinen parallel zur Achse des Kabels 16 erstrecken, benachbart zur inneren Oberfläche der Hülle 26 oder der inneren Oberfläche der gewellten Stahlarmierung 34, wenn vorhanden, vorgesehen, um die Hülle 26 oder die Armierung 34 und die Hülle 26 zu öffnen, wenn ein Zugang zu den Röhren notwendig ist. Zwei Reißleinen 36 sind in den 1 und 5 gezeigt, wobei eine oder mehr als zwei enthalten sein können. Die Reißleinen können beispielsweise Aramid sein.

Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform stehen die äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 und die Verstärkungselemente 20 mit der mittleren Röhre 12 im Eingriff, wie in der perspektivischen Ansicht des kombinierten Kabels 10 in 2 gezeigt ist. In 2 sind die Hülle 26 und die Armierung 34 teilweise entfernt. Die äußeren Röhren und das Verstärkungselement 28 sind in einer entgegengesetzt oszillierenden Lage gewunden. Eine Schnur 38 aus beispielsweise Polyester, Nylon, Aramid oder Glasfaser ist um die äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 und die Verstärkungselemente 28 gewickelt, um die äußeren Röhren und Verstärkungselemente miteinander und mit der mittleren Röhre 12 enger zu verbinden. Die Schnur kann in der Form einer monolithischen Faser, einer Faser oder eines Garns sein. Die Schnur 38 legt radiale nach innen gerichtete Kräfte an die Strukturelemente 28 und die äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 an, hält den Kontakt zwischen den Verstärkungselementen, den äußeren Röhren und der mittleren Röhre 12 aufrecht, um einer Kontraktion oder einer Expansion der Röhren und Stauchung der Röhren, die durch longitudinale Kräfte auf die Röhren verursacht werden, zu widerstehen. Die Schnur 38 ist unter Spannung in einem Bereich von beispielsweise ungefähr 200 Gramm bis ungefähr 2.000 Gramm gewickelt. Vorzugsweise liegt die Spannung in einem Bereich von 600 bis 1.500 Gramm. Der Durchmesser der Schnur ist vorzugsweise weniger als 2 mm. Seine Zugfestigkeit beim Reißen ist ungefähr 6.000 psi (ungefähr 41,5 MN/m2). Anstelle einer Schnur 38 kann ein Band wie beispielsweise einer herkömmlich erhältlichen Polyesterart mit einer Zugfestigkeit von ungefähr 6.000 psi (ungefähr 41,5 MN/m2) verwendet werden. Das Band kann beispielsweise eine Dicke von ungefähr 0,020 mm bis ungefähr 0,030 mm und eine Breite von vorzugsweise weniger als ungefähr 1 Inch (ungefähr 25,4 mm) aufweisen.

In der entgegengesetzt oszillierenden Lage sind die äußeren Röhren und Verstärkungselemente zunächst in einer Richtung um die mittlere Röhre 12 gewickelt, und anschließend in der entgegengesetzten Richtung gewickelt. Zwischen den entgegengesetzt gewickelten Abschnitten befindet sich ein Abschnitt "S", in dem die äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 zueinander parallel und im Wesentlichen parallel zu der Achse der mittleren Röhre 12 sind. Dies ist ein bevorzugter Abschnitt zum Ausführen von einer Verbindung mit der Glasfaser in den äußeren Röhren.

Es wurde herausgefunden, dass Winden der Verstärkungselemente 28 mit den äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 eine bessere Verbindung zwischen den Verstärkungselementen, den äußeren Röhren 14, 16, 18 und 20 und der mittleren Röhre 12 bereitstellt, was einen besseren Widerstand bezüglich Wärmeausdehnung und Kontraktion der äußeren Röhren und der mittleren Röhre bereitstellt. Das Binden der äußeren Röhren und Verstärkungselemente an die mittlere Röhre durch eine Schnur 38 verfestigt ferner die Verbindung zwischen den äußeren Röhren, Verstärkungselementen und der mittleren Röhre, was ferner den Widerstand der äußeren Röhren und der mittleren Röhre bezüglich Wärmeausdehnung und Kontraktion und bezüglich Stauchung verbessert. Das kombinierte Glasfaserkabel der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann in einem Temperaturbereich von ungefähr –40°C bis ungefähr 70°C und vorzugsweise in einem Temperaturbereich von ungefähr –50°C bis ungefähr 90°C arbeiten.

Ein verdrilltes Kupferpaar oder ein Koaxialkabel kann eine oder mehrere, aber nicht alle, Röhren, die optische Fasern enthalten, ersetzen. 3 ist eine Querschnittsansicht einer äußeren Röhre 50, die eine der Röhren 14 bis 18 ersetzen kann, die ein verdrilltes Paar elektrisch leitender Kupferdrähte 52 enthält, wobei jeder davon durch eine Isolation 54 umgeben ist. 4 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren äußeren Röhre 56, die eine der Röhren 14 bis 18 ersetzen kann, die ein Koaxialkabel 58 enthält. Ein typisches Koaxialkabel enthält eine äußere Isolierschicht 60, einen äußeren Leiter 52, einen inneren Leiter 64 und eine Isolation 66 zwischen den äußeren und inneren Leitern 62, 64, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Wasserblockierendes Material 32 kann in die Röhren 50 und 56 eingebracht werden, es kann aber auch darauf verzichtet werden. Das verdrillte Kupferpaar 52 oder das Koaxialkabel 58 müssen nicht in einer Röhre vorgesehen sein.

Das kombinierte Glasfaserkabel der vorliegenden Erfindung kann verwendet, wo immer es vorteilhaft ist eine Vielzahl von optischen Fasern für eine Vielzahl von Einsatzorten bereitzustellen. Das Kabel der vorliegenden Erfindung ist im Besonderen geeignet, wo immer es vorteilhaft ist Hochleistungsfasern (express fibers) zur Verbindung relativ weit entfernter Orte und Fasern zum Verbinden mit Punkten zwischen den entfernten Orten, in demselben Kabel, bereitzustellen. Beispielsweise können in den innerbetrieblichen Schienenverteilsystemen Ringfasern geringer Geschwindigkeit entlang derselben Route wie innerbetriebliche Verbindungen hoher Geschwindigkeit wünschenswert sein. Mit dem bevorzugten kombinierten Glasfaserkabel der vorliegenden Erfindung können die innerbetrieblichen Verbindungen hoher Geschwindigkeit durch ein Glasfaserband in der mittleren Röhre bereitgestellt werden, während die Ringfasern geringer Geschwindigkeit in den äußeren Röhren bereitgestellt werden können. Auf die optischen Fasern in den äußeren Röhren kann einfach zugegriffen werden und diese können einfach an Schnittstellen entfernter Endgerätstellen (Add/Drop remote terminal sites) verbunden sein, ohne die Hochgeschwindigkeitsverbindungen zu stören.

Das kombinierte Glasfaserkabel der vorliegenden Erfindung stellt außerdem die Flexibilität bereit, um unvorhergesehene und unbestimmte Bedürfnisse abzudecken, wie beispielsweise solche, die typischerweise beim Aufbau von Gemeinden, im Besonderen Gemeinden, die vielleicht keine definierten Fertigungsleitungen haben, oder in Bereichen hohen potentiellen Wachstums auftreten. Mit dem Kabel der vorliegenden Erfindung können, wann immer eine Verbindung zu einem neuen Gebäude oder zu einer Endstelle benötigt wird, auf die optischen Fasern in den äußeren Röhren des Kabels einfach zugegriffen werden, während die mittlere Röhre verschlossen bleibt.

Kabel der vorliegenden Erfindung, die entlang unentwickelter Wegerechte vorgesehen sind, sind auch für Fasern bezüglich Heimanwendungen ("FTTH") verfügbar. Mit fortschreitender Entwicklung können die neuen Gebäude mit den optischen Fasern der äußeren Röhren des Kabels der vorliegenden Erfindung verbunden werden.

Am Mast montierte persönliche Kommunikationsleistungsantennen ("PCS"), beispielsweise netzförmige optische Stellen, können auch mit Netzwerken mit den kombinierten Kabeln entsprechend der vorliegenden Erfindung verbunden werden. Indem sich zellenförmige Stellen verbreiten, können Antennen an Orten benötigt werden, die dafür ursprünglich nicht vorgesehen waren. Wenn die Kabel der vorliegenden Erfindung Standardbreitband oder innerbetriebliche Anwendungen in dem Bereich durch die mittlere Röhre leisten, stehen die optischen Fasern in den äußeren Röhren zur Verbindung mit zukünftigen Antennenschnittstellen zur Verfügung.

Das offenbarte kombinierte Kabel erlaubt außerdem die Trennung von Hochentfernungs- und lokalen Dienstleistungsschnittstellen für administrative oder regulative Gründe derart, dass ein Telefondienst hoher Entfernung durch die mittlere Röhre bereitgestellt werden kann, während lokale Dienste durch die äußeren Röhren bereitgestellt werden können. Rundfunk und digitale interaktive Dienste können auf die gleiche Weise getrennt werden.

Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein kombiniertes Glasfaserkabel eine mittlere Röhre, die wenigstens eine Glasfaser und eine Vielzahl von äußeren Röhren enthält, welche die mittlere Röhre umgeben, wobei jede der äußeren Röhren wenigstens eine Glasfaser enthält. Eine Hülle umgibt die äußeren Röhren. Wenigstens zwei longitudinale Verstärkungselemente sind zwischen der mittleren Röhre und der Hülle angeordnet. Die Strukturelemente und die äußeren Röhren sind um die mittlere Röhre gewunden, und die Strukturelemente stehen mit der mittleren Röhre im Eingriff. Eine Schnur ist um die äußeren Röhren und Strukturelemente gewunden. Die Strukturelemente und die äußeren Röhren sind in einer entgegengesetzt oszillierenden Lage angeordnet. Die mittlere Röhre enthält vorzugsweise eine Vielzahl von Glasfaserbändern, wobei jedes optische Fasern enthält, und die äußeren Röhren enthalten vorzugsweise eine Vielzahl von einzelnen losen optischen Fasern, d.h. optischen Fasern, die nicht miteinander, wie beispielsweise durch Verkapselung in einem Kunststoff, verbunden sind. Allerdings können die Fasern eng in den äußeren Röhren gedämpft bzw. gepuffert sein. Die Strukturelemente können metallische oder dielektrische Materialien umfassen. Longitudinale Verstärkungselemente können außerdem in der Hülle eingeschlossen sein. Die beiden optischen Fasern, die einzelnen Fasern und die Faser enthaltenden Bänder, können lose in der mittleren und der äußeren Röhre enthalten sein. Eine oder mehrere der äußeren Röhren, aber nicht alle der äußeren Röhren, können Koaxialkabel oder ein Kupferpaar anstelle von optischen Fasern enthalten.

In den Ausführungsformen sind äußere Röhren, die optische Fasern enthalten, um eine mittlere Röhre angeordnet, die optische Fasern enthält, und Strukturverstärkungselemente sind zwischen den äußeren Röhren und im Kontakt mit der mittleren Röhre angeordnet. Die äußeren Röhren mit den Strukturverstärkungselementen dazwischen sind um die mittlere Röhre gewunden. Es ist ein unerwartetes Resultat, dass eine solche Anordnung einen besseren Schutz für die optischen Fasern bereitstellt, die innerhalb der äußeren Röhren und der mittleren Röhre angeordnet sind, bezüglich Wärmeausdehnung und Kontraktion, da die Verstärkungselemente im Wesentlichen nicht geradlinig und parallel mit der Kabelachse sind.

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne sich von der Erfindung zu entfernen, wie sie in den Ansprüchen spezifiziert ist.


Anspruch[de]
Faseroptisches Kabel, welches umfasst:

eine mittlere Röhre (12), die lose wenigstens eine optische Faser enthält;

eine Vielzahl äußerer Röhren (14, 16, 18, 20; 50; 56),

wobei die äußeren Röhren um die mittlere Röhre angeordnet sind und mit dieser in Eingriff stehen und wenigstens eine der äußeren Röhren wenigstens eine optische Faser enthält (24); und wenigstens zwei Strukturverstärkungselemente;

dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Strukturverstärkungselemente (28) ein Zugmodul aufweisen, das relativ zum Zugmodul der mittleren Röhre groß ist und einen Temperaturkoeffizient der Ausdehnung aufweisen, der kleiner ist als der Temperaturkoeffizient der Ausdehnung der mittleren Röhre, die äußeren Röhren und die Verstärkungselemente um die mittlere Röhre herum in einer entgegengesetzt oszillierenden Lage angeordnet sind und miteinander und mit der mittleren Röhre im Eingriff stehen, die Strukturverstärkungselemente in einer Umfangsrichtung der mittleren Röhre voneinander beabstandet sind und zwischen dazwischenlegenden Paaren der äußeren Röhren angeordnet sind, so dass sie mit der mittleren Röhre im Eingriff stehen, weiterhin umfassend eine Schnur (38) oder ein Band, das unter Spannung die äußeren Röhren und die Strukturverstärkungselemente umwickelt, um die äußeren Röhren und die Strukturverstärkungselemente gegen die mittlere Röhre zu drängen und einer Bewegung der äußeren Röhre und der Strukturverstärkungselemente weg von der mittleren Röhre zu widerstehen, bei dem die Spannung in einem Bereich von etwa 200 Gramm bis etwa 2000 Gramm liegt, wobei die Strukturverstärkungselemente mit der mittleren Röhre verbunden sind, um eine Zugfestigkeit und einen Kompressionswiderstand bereit zu stellen, die ausreichend sind, um die oder jede optische Faser in der mittleren Röhre vor den Auswirkungen der longitudinalen Kräfte, die aufgrund von Installation und Wärmeausdehnung und Kontraktion auftreten, zu schützen; und eine Hülle (26), die die äußeren Röhren und die Strukturverstärkungselemente umgibt.
Faseroptisches Kabel nach Anspruch 1, bei dem die mittlere Hülle eine Vielzahl optischer Fasern in einem Band (22) enthält. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jede der äußeren Röhren (14, 16, 18, 20), die wenigstens eine optische Faser enthält, eine Vielzahl einzelner Fasern (24) enthält. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die mittlere Röhre (12) und die äußeren Röhren (14, 16, 18, 20) aus Kunststoff gefertigt sind und die Strukturverstärkungselemente (28) aus einem Material gefertigt sind, das ein Zugmodul aufweist, das höher ist als das Zugmodul der äußeren Röhren und ein Temperaturkoeffizient der Ausdehnung aufweist, das kleiner ist als der Temperaturkoeffizient der Ausdehnung der äußeren Röhren. Faseroptisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schnur oder Band eine Zugfestigkeit von etwa 41,5 MN/m2 aufweist. Faseroptisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Strukturverstärkungselemente aus Metall gefertigt sind. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 6, bei dem das Metall aus der Gruppe, bestehend aus Edelstahl und Kohlenstoffstahl, ausgewählt ist. Faseroptisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Strukturverstärkungselemente aus einem nicht-metallischen Material gefertigt sind. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 8, bei dem das nicht-metallische Material aus der Gruppe, bestehend aus Glas, Epoxidstäben und Graphitfäden, ausgewählt ist. Faseroptisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend einen Metallpanzer (34), der die äußeren Röhren und die Strukturverstärkungselemente umgibt, wobei der Metallpanzer zwischen der Hülle (26) und den äußeren Röhren und den Strukturverstärkungselemente angeordnet ist. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 10, bei dem der Metallpanzer geriffelt ist. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 10 oder 11, weiterhin umfassend eine Reißschnur (36), die zwischen dem Metallpanzer und den äußeren Röhren und den Strukturverstärkungselementen angeordnet ist, um den Metallpanzer und die Hülle in Längsrichtung derselben zu trennen, indem die Reißschnur transversal in Bezug auf die Kabelachse gezogen wird. Faseroptisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mittlere Röhre und jede der Vielzahl der äußeren Röhren Öffnungen aufweisen, deren Querschnittsflächen größer sind als die Querschnittsflächen der darin liegenden optischen Fasern. Faseroptisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein Feuchtigkeitsschutzelement, um die Auswirkung der Feuchtigkeit in dem Kabel zu reduzieren. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 14, bei dem das Feuchtigkeitsschutzelement ein Wasser blockierendes Material (32) in der mittleren Röhre, in den äußeren Röhren und im ansonsten leeren Raum in der Hülle, umfasst. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 14, bei dem das Feuchtigkeitsschutzelement einen durch Wasser quellbaren Faden (67) innerhalb der Hülle umfasst, der sich in longitudinaler Richtung des Kabels erstreckt. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 14 oder 16, bei dem das Feuchtigkeitsschutzelement ein durch Wasser quellbares Band (68) umfasst, das die äußeren Röhren und die Strukturverstärkungselemente umgibt und zwischen der Hülle und den äußeren Röhren und den Strukturverstärkungselementen angeordnet ist. Faseroptisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend Strukturverstärkungselemente (30), die in der Hülle (26) eingeschlossen sind und sich im Wesentlichen parallel zu der Kabelachse erstrecken. Faseroptisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine zusätzlich Röhre (50, 56), die zwischen einem Paar der äußeren Röhren entlang der Umfangsrichtung der mittleren Röhre angeordnet ist, wobei die zusätzliche Röhre einen elektrischen Leiter (52; 62, 64) enthält. Faseroptisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem wenigstens eine der äußeren Röhren (50; 56) einen elektrischen Leiter (52; 62, 64) enthält. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 19 oder 20, bei dem der elektrische Leiter (52) elektrisch isoliert ist und einer aus einem Paar elektrisch isolierter Leiter ist. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 19 oder 20, bei dem der elektrische Leiter (64) durch Isolation (66) eingekreist ist, die ihrerseits mit einer elektrisch leitenden Schicht (62) eingekreist ist. Faseroptisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Strukturverstärkungselemente in Umfangsrichtung der mittleren Hülle voneinander beabstandet sind und zwischen dazwischen liegenden Paaren der äußeren Röhren angeordnet sind.






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