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DE4312121B4 - Optisches Kabel mit mehreren in einer vorgegebenen Struktur angeordneten Lichtwellenleitern - Google Patents

Optisches Kabel mit mehreren in einer vorgegebenen Struktur angeordneten Lichtwellenleitern Download PDF

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DE4312121B4
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Walter Dr. Pfandl
Reiner Dipl.-Ing. Schneider
Waldemar Dr. Stöcklein
Clemens Unger
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CCS Technology Inc
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Abstract

Optisches Kabel (OC1) mit mehreren Lichtwellenleitern, die in mindestens einer Gruppe mit einer vorgegebenen Struktur (ST1) angeordnet sind, wobei die einzelnen Lichtwellenleiter innerhalb der Struktur (ST1) jeweils unterschiedlichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, und bei dem innerhalb der Struktur (ST1) Lichtwellenleiter (U111 bis U114; E112 bis E133) mit unterschiedlicher mechanischer Empfindlichkeit aufgrund eines unterschiedlichen Lichtwellenleiteraufbaus vorgesehen sind, wobei Lichtwellenleiter mit einer geringeren mechanischen Empfindlichkeit (U111 bis U134) in einem oder mehreren Bereichen der vorgegebenen Struktur (ST1) angeordnet sind, in welchen erhöhte mechanische Beanspruchungen als Folge von der Struktur innewohnenden Konfigurationseigenschaften auftreten.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optisches Kabel mit mehreren Lichtwellenleitern, die in mindestens einer Gruppe mit einer vorgegebenen Struktur angeordnet sind, wobei die einzelnen Lichtwellenleiter innerhalb der Struktur jeweils unterschiedlichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind.
  • Es ist bekannt, optische Kabel mit einer größeren Anzahl von Lichtwellenleitern herzustellen, wobei diese gruppenweise in einer bestimmten Struktur angeordnet sind. Eine Möglichkeit für eine derartige vorgegebene Struktur ist etwa die Anordnung von Lichtwellenleiterbändchen innerhalb eines Stapels bei einem sogenannten Kammerkabel. Ein Beispiel für eine derartige Struktur ist in der EP-A1 492 206 wiedergegeben, wobei dort zusätzlich zur Erzielung einer größeren Packungsdichte die Zahl der Lichtwellenleiter innerhalb eines eine Gruppe bildenden Bändchenstapels von innen nach außen zunimmt.
  • Bei derartigen Gruppen mit vorgegebenen Strukturen, die im allgemeinen wendelförmig zur Kabellängsachse verlaufend angeordnet sind, ist es den einzelnen Lichtwellenleitern nicht mehr bzw. nicht mehr ohne weiteres möglich, mechanischen Beanspruchungen auszuweichen bzw. eine sie weniger beanspruchende Position einzunehmen, weil sie innerhalb der vorgegebenen Struktur an vorgeschriebene Positionen, weitgehend mechanisch gebunden sind. Derartige mechanische Beanspruchungen (auch unter dem Namen Micro- oder Macrobending bekannt) haben eine äußerst unerwünschte und relativ starke Dämpfungserhöhung zur Folge.
  • In JP 04 163 411 A ist eine optische Bandleitung beschrieben, innerhalb deren eine Einheit aus zwei Lichtwellenleiterfasern angeordnet ist. Die Lichtwellenleitereinheit wird von einem weichen Harz umgeben, die übrigen, diese Einheit flankierenden Lichtwellenleiterfasern werden von einem harten Harz umgeben. Der in JP 04 163 411 A vorgestellte Aufbau einer Bandleitung erlaubt ein vergleichsweise leichtes Trennen der Lichtwellenleitereinheit zwischen den beiden Lichtwellenleiterfasern.
  • In EP 0 498 308 A1 ist ein optisches Kabel mit mehreren Bändchen beschrieben, die mit ihrer Längsseite im wesentlichen sich in radialer Richtung erstreckend in der Kabelseele angeordnet sind. Dabei sind die untereinander gleich aufgebauten Lichtwellenleiter im vorgefertigten Bändchen derart eingebracht, daß die in radialer Richtung gesehen außenliegenden Lichtwellenleiter eine größere Länge aufweisen als die innenliegenden Lichtwellenleiter.
  • In EP 0 492 293 A2 wird ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels beschrieben, bei dem jeweils eine Gruppe von untereinander gleich aufgebauten Lichtwellenleitern zu einem Bändchen mechanisch zusammengefaßt werden und die Lichtwellenleiter hierbei bei der Bildung des Bändchens einer Vortorsion unterworfen werden. Der anschließende Aufseilvorgang wird so durchgeführt, daß die dabei auftretende Aufseiltorsion der Vortorsion der Lichtwellenleiter entgegengesetzt gerichtet ist, so daß die resultierende Torsion der Lichtwellenleiter im fertigen Kabel verringert wird.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie unter Beibehaltung der vorgegebenen Struktur eine allzu große Dämpfungserhöhung aufgrund einer mechanischen Beanspruchung der Lichtwellenleiter möglichst weitgehend vermieden werden kann. Gemäß der Erfindung wird bei einem optischen Kabel der eingangs genannten Art diese Aufgabe gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Während bei den bekannten vorgegebenen Strukturen (z.B. bei Bändchenstapeln im Rahmen von Kammerkabeln) innerhalb einer Struktur bzw. eines derartigen Stapels stets gleichartige Lichtwellenleiter verwendet wurden, sieht die Erfindung vor, von diesem Prinzip der Verwendung gleichartiger Lichtwellenleiter innerhalb einer Struktur abzugehen. Dabei sind im Rahmen der Erfindung Lichtwellenleiter mit unterschiedlichen Empfindlichkeit eingesetzt, derart, daß dort, wo größere mechanische Beanspruchungen auftreten, in erster Linie solche Lichtwellenleiter angeordnet bzw. eingesetzt werden, welche für erhöhte mechanische Beanspruchungen (z.B. Microbiegungen) ausgelegt bzw. diesen gegenüber weniger empfindlich sind. In den übrigen Bereichen innerhalb der Struktur können Lichtwellenleiter eingesetzt werden, die eine höhere Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen aufweisen, weil dort die mechanische Beanspruchung der Lichtwellenleiter und damit eine Dämpfungserhöhung von Haus aus geringer ist bzw. gar nicht auftritt. Zwar weisen im allgemeinen Lichtwellenleiter, die mechanisch weniger empfindlich sind, eine etwas höhere Übertragungsdämpfung auf. Diese geringfügige Erhöhung der Übertragungsdämpfung ist aber um Größenordnungen kleiner als eine Erhöhung der Dämpfung infolge zu großer mechanischer Beanspruchungen bei solchen Lichtwellenleitern, die gegen mechanische Beanspruchung empfindlicher sind.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wiedergegeben.
  • Die Erfindung und ihre Weiterbildung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch ein erstes optisches Kabel gemäß der Erfindung,
  • 2 mit 4 Abwandlungen der Ausführungsform nach 1.
  • 5 ein Diagramm über den Zusammenhang zwischen MAC-Wert und Dämpfungserhöhung durch Microbiegeverluste
  • 6 ein Diagramm über den Dämpfungsverlauf in Abhängigkeit von der Grenzwellenlänge für verschiedene MAC-Werte
  • 7 Dämpfung der Fasern L1 – L12 im oberen, mittleren und unteren Bändchen eines Bändchenstapels
    •
  • Das optische Kabel 0C1 nach 1 weist im Zentrum ein zugfestes Element CE1 auf, auf dem eine extrudierte Kunststoffschicht CP1 z.B. aus Polyäthylen angeordnet ist. Auf der Kunststoffschicht CP1 sind zwei im Querschnitt etwa U-förmige Kammerelemente CA11 und CA1n gezeichnet. Im Rahmen eines Verseilvorganges werden diese Kammerelemente CA11 – CA1n, bei denen zur Vereinfachung der Darstellung hier und in 2 auf eine Schraffur verzichtet wurde, auf die Unterlage CP1 helixförmig verlaufend aufgeseilt. Beim fertigen Kabel ist natürlich der gesamte Innenraum zwischen dem Auflenmantel MA1 und der Auflage CP1 von n derartigen Kammerelementen CA1 – CAn erfüllt. Außen ist ein Mantel MA1 aufgebracht. In jedem Kammerelement ist (wie bei CA11 dargestellt) eine Gruppe von Lichtwellenleitern in einer vorgegebenen Struktur angeordnet.
  • Im vorliegenden Beispiel wird die Struktur ST1 bei dem Kammerelement CA11 durch einen Stapel von Lichtwellenleiterbändchen B11, B12 und B13 gebildet, die jeweils 4 Lichtwellenleiter enthalten. Die vorgegebene Struktur ST1 ergibt als Verbindungslinie für die jeweils außen liegenden Lichtwellenleiter eine rechteckförmige Figur.
  • Infolge des Aufseilvorganges des Kammerelementes CA11 auf die Unterlage CP1 erfahren die Lichtwellenleiter innerhalb der Struktur ST1 unterschiedliche mechanische Beanspruchungen. Im wesentlichen treten dabei auf: Torsionsbeanspruchungen, durch die Umschlingung längs der Verseilachse (= Mittelpunkt von CE1) sowie Biegebeanspruchungen durch die gekrümmte Führung der helixförmigen Bahn. Diese Beanspruchungen werden um so größer, je größer die Ausdehnung der die Lichtwellenleiter enthaltenden Struktur ST1 in radialer und/oder Umfangsrichtung ist. Besonders beansprucht werden dabei die am weitesten außen liegenden Lichtwellenleiter, weil diese sowohl hinsichtlich der Torsion als auch hinsichtlich der Biegung am meisten von einer (gedachten) neutralen Achse AX1 entfernt sind, die etwa im Schnittpunkt der Diagonalen der Struktur ST1 liegt.
  • Größere mechanische Beanspruchungen der Lichtwellenleiter ergeben (ab einem bestimmten noch zulässigen Grenzwert) einen starken Anstieg der Übertragungsdämpfung der Lichtwellenleiter. Um eine solche Beeinträchtigung der Lichtwellenleiter im besonders beanspruchten Teilbereich z.B. in der äußersten linken und rechten Ecke der Struktur ST1 zu vermeiden, werden dort als dunkle Punkte dargestellte Lichtwellenleiter U111 und U114 angeordnet, die besonders mechanisch unempfindlich sind. Dagegen weisen die als Kreisringe dargestellten und ihnen benachbarten Lichtwellenleiter E112 und E113 des äußeren Bändches B11 eine größere mechanische Empfindlichkeit als die Lichtwellenleiter U111 und U114 auf. Auf diese Weise sind zu große Dämpfungserhöhungen z.B. durch den Verseilvorgang oder infolge von Mikrobiegeeffekten weitgehend vermeidbar.
  • Als Lichtwellenleiter, die ebenfalls erhöhten mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt werden, sind auch die beiden äußersten Lichtwellenleiter U131 und U134 des untersten Bändchens B13 des Stapels ST1 anzusehen. Es kann deshalb zweckmäßig sein, auch hierfür Lichtwellenleiter mit besonders geringer mechanischer Empfindlichkeit vorzusehen. Dagegen sind die beiden weiter innen liegenden Lichtwellenleiter E132 und E133 des Lichtwellenleiterbändchens B13 (da sie näher an der neutralen Achse der Struktur ST1 liegen) weniger mechanisch beansprucht und. werden deshalb ihre Dämpfung bei mechanischer Beanspruchung (z.B. im Rahmen eines Verseilvorganges) kaum wesentlich erhöhen.
  • Die Auswahl derjenigen Lichtwellenleiter z.B. U111 – U134, die innerhalb einer Struktur eine geringere mechanische Empfindlichkeit aufweisen sollen, hängt von den jeweiligen Parametern des Kabelaufbaus und des Verseilvorganges ab. Hierbei geht beispielsweise die Schlaglänge, mit der die einzelnen Strukturen verseilt werden, derart mit ein, daß bei kürzer werdender Schlaglänge eine erhöhte mechanische Beanspruchung auftritt. Darüber hinaus gehen die Außenabmessungen der jeweiligen Struktur derart mit ein, daß bei größeren Strukturen (d.h. einer größeren Anzahl von Lichtwellenleitern innerhalb der Struktur) die mechanische Beanspruchung der einzelnen Lichtwellenleiter in den Außenbereichen ebenfalls zunimmt. Wieviele der Lichtwellenleiter innerhalb einer Struktur deshalb jeweils als mechanisch unempfindliche Lichtwellenleiter z.B. U111 – U134 auszulegen sind, hängt somit von den jeweiligen Gegebenheiten und den der jeweiligen Struktur innewohnenden Konfigurationseigenschaften ab. Im Einzelfall läßt sich neben theoretischen Überlegungen die Anzahl und Lage der jeweils besonders mechanisch beanspruchten Lichtwellenleitern innerhalb der Struktur auch einfach durch einen praktischen Versuch ermitteln, indem nämlich bei einem Musterkabel diejenigen Lichtwellenleiter bestimmt werden, die infolge z.B. des Verseilvorganges eine Dämpfungszunahme über einen zulässigen Grenzwert hinaus erfahren haben.
  • Zur Verdeutlichung des vorstehenden Gesagten wird auf 2 Bezug genommen, wo ein optisches Kabel OC2 mit einem Außenmantel MA2, einem zugfestem Element CE2 und einer darauf angebrachten Kunststoffbeschichtung CP2 dargestellt ist. Hier ist eine Struktur ST2 dargestellt, die – um eine besonders hohe Übertragungskapazität zu erreichen – aus drei unterschiedlichen Lichtwellenleiterbändchen B21, B22 und B23 besteht, wobei die Bändchen von außen nach innen gesehen, jeweils eine abnehmende Anzahl von Lichtwellenleitern enthalten. Der gesamte Innenraum der Kabelseele ist mit einer bestimmten Anzahl derartiger Strukturen gefüllt, wobei im vorliegenden Fall zur Vereinfachung der Darstellung nur die, in einem Kammerelement CA21 enthaltene Struktur ST2 gezeichnet ist, während für die analog aufgebauten anderen drei nur die Umrahmungen angedeutet sind.
  • Das äußerste Lichtwellenleiterbändchen B21 enthält 8 Lichtwellenleiter, wobei die jeweils links- und rechtsaußen liegenden drei Lichtwellenleiter U211, U212 und U213 sowie U216, U217 und U218 besonderen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind und deshalb einen inneren Aufbau aufweisen, der sie gegen mechanische Beanspruchungen besonders unempfindlich macht. Dagegen liegen die mehr in der Mitte angeordneten Lichtwellenleiter E214 und E215 nicht allzu weit von der neutralen Achse AX2 der Struktur ST2 entfernt und werden deshalb mechanisch weniger beansprucht. Für sie brauchen deshalb keine Lichtwellenleiter verwendet zu werden, die sich durch eine besonders geringe Empfindlichkeit ihres Dämpfungsverhaltens gegenüber mechanischen Beanspruchungen auszeichnet.
  • Bei dem zweiten Lichtwellenleiterbändchen B22 mit insgesamt 6 Lichtwellenleitern sind die beiden jeweils äußeren Lichtwellenleiter links und rechts U221, U222 sowie U225 und U226 als mechanisch besonders wenig empfindliche Lichtwellenleiter ge staltet, während die beiden näher zur neutralen Achse AX2 liegenden inneren Lichtwellenleiter EP223 und E224 eine größere Empfindlichkeit hinsichtlich mechanischer Beanspruchungen aufweisen können.
  • Bei dem untersten Lichtwellenleiterbändchen LB23 mit insgesamt 4 Lichtwellenleitern sind nur die beiden außen liegenden Lichtwellenleiter U231 und U234 als mechanisch unempfindliche Lichtwellenleiter ausgelegt, während die weiter innen liegenden Lichtwellenleiter E232 und E233 eine größere Empfindlichkeit gegen mechanische Beanspruchungen aufweisen können, weil sie näher bei der neutralen Achse AX2 liegen.
  • Aus der vorliegenden schematischen Darstellung nach 1 und 2 wird deutlich, daß innerhalb einer Struktur die Anzahl und die Verteilung der mechanisch unempfindlicheren Lichtwellenleiter U111 bis U234 je nach den für die jeweilige Struktur ST1 oder ST2 spezifisch auftretenden mechanischen Beanspruchungen ausgewählt werden können, wobei bei größerem Abstand von der neutralen Achse AX1 bzw. AX2 mechanisch unempfindliche Lichtwellenleiter einzusetzen sind, während in einem Kernbereich um die neutrale Achse AX1 bzw. AX2 herum Lichtwellenleiter E112 bis E233 mit größerer mechanischer Empfindlichkeit ihres Dämpfungsverhaltens gegenüber mechanischen Beanspruchungen angeordnet werden.
  • Bei der Anordnung nach 3 ist ein optisches Kabel OC3 dargestellt, bei dem um einen zentralen zugfesten Kern CE3 ein mit etwa rechteckförmigen Kammern CA31 bis CA3n versehener größerer Kunststoffkörper CP3 vorgesehen ist, auf den – gegebenenfalls unter Einfügung von weiteren hier nicht dargestellten Deck- und Zwischenschichten – ein Außenmantel MA3 aufgebracht wird. In den helixförmig verlaufenden rechteckförmigen Aussparungen CA31 bis CA3n sind Lichtwellenleiter enthaltende Strukturen, z.B. in Form von Bändchenstapeln angeordnet, wobei im vorliegenden Beispiel nur eine Struktur näher dargestellt und mit ST3 bezeichnet ist. Ihr Aufbau und ihre Zusammensetzung entspricht derjenigen von 1, d.h. es sind 4 jeweils an den Ecken angeordnete Lichtwellenleiter U311 bis U334 vorgesehen, die gegen mechanische Beanspruchungen besonders unempfindlich sind.
  • 4 zeigt ein Verseilelement OE, das eine äußere Schutzhülle SH aufweist, in deren Innerem eine Struktur ST4 aus insgesamt 16 Lichtwellenleitern untergebracht ist. Diese 16 Lichtwellenleiter teilen sich zu je 4 auf Lichtwellenleiterbändchen B41 – B44 auf, wobei die an den Ecken jeweils angeordneten Lichtwellenleiter U411, U414, U441 und U444 als gegen mechanische Beanspruchungen besonders unempfindliche Lichtwellenleiter ausgebildet sind, während die weiter Innen liegenden, als Kreise dargestellten Lichtwellenleiter, die näher zur neutralen Achse AX4 der Struktur ST4 liegen, demgegenüber eine größere mechanische Empfindlichkeit aufweisen. Die Empfindlichkeit einer Faser gegenüber Microbiegungen ist in der Literatur z.B. in Bell "Syst. Techn. Journal 55, 1976, S. 937 – 955 beschrieben. Ihre Bestimmung kann z.B. nach dem sogenannten "mesh wire test" erfolgen, wie er z.B. in "International Wire and Cable Symposiom" (IWCS) Proceedings 1989, Seite 450 beschrieben ist. Die Mikrobiegeempfindlichkeit einer Faser bzw. eines Lichtwellenleiters kann insbesondere auch durch den sogenannten MAC-Wert charakterisiert werden, wie er in IWCS, Proceedings 1988, Seite 704 – 709 beschrieben ist. Nachfolgend wird zur Erläuterung der Zusammenhänge der MAC-Wert herangezogen. Dabei gilt:
    Figure 00090001
  • Wie sich aus dieser Gleichung ergibt, nimmt (λceff = effektive Grenzwellenlänge) die Biegeempfindlichkeit ab, wenn der Modenfelddurchmesser MFD kleiner gemacht wird. Lichtleitfasern, die einen definierten ersten Brechungswert für den Kernbereich und einen zweiten definierten Brechungswert für den Mantelbereich aufweisen, haben im allgemeinen einen MAC-Wert, der bei etwa 7,5 liegt. Wenn man den MAC-Wert von 7,5 auf et wa 6,5 erniedrigt (z.B. durch Verringerung des Modenfelddurchmesseres MFD), wird die Mikrobiegeempfindlichkeit um mehr als den Faktor 2 verringert, so daß derartige Lichtwellenleiter erhöhten mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt werden können, ohne daß es dadurch zu unerwünscht großen Dämpfungserhöhungen kommt. Derartige Lichtwellenleiter mit niedrigeren MAC-Werten (d.h. insbesondere unter 7,4, bevorzugt unter 7,0 und am besten sogar unter 6,5) sind also besonders für die Lichtwellenleiter U111 bis U444 der 1 bis 4 geeignet. Der Unterschied in den MAC-Werten von empfindlichen (E112 – E223) und unempfindlichen (U111 – U444) Lichtwellenleitern sollte zweckmäßig mindestens 0,2, vorzugsweise mehr als 0,5 und am besten sogar mehr als 1,0 betragen. Die vorstehenden Werte sind auf ein λ von 1300 nm bezogen.
  • Um die gewünschte Unempfindlichkeit der Lichtwellenleiter zu erreichen, kann das Design der Lichtleitfaser entsprechend geändert werden. So ergibt z.B. eine Erhöhung des Brechzahlunterschiedes zwischen dem Kern und dem Mantel der Lichtleitfaser eine Verbesserung der Führungseigenschaften der Faser und damit eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Biegungen. Mit einer derartigen Verbesserung der mechanischen Robustheit der optischen Faser geht allerdings im allgemeinen eine geringfügige Erhöhung der Dämpfung einher, die jedoch weitaus kleiner ist als die Dämpfungserhöhung einer mechanisch empfindlichen Lichtleitfaser bei erhöhter mechanischer Beanspruchung.
  • Nachfolgend werden die Zusammenhänge in einer vereinfachten Ableitung dargestellt, die den vorstehend geschilderten Sachverhalt beschreibt.
  • In 5 sind die Mikrobiegeverluste ~ in Abhängigkeit vom MAC-Wert dargestellt und zwar für ein a = 4 bis 4,3 μm (a = Kernradius) und ein Δ (normierte Brechzahldifferenz) von 0,0033 – 0,0039% (n1 = Kern-Brechzahl, n2 = Mantelbrechzahl des Lichtwellenleiters)
  • Figure 00110001
  • Für die nachfolgenden Berechnungen wird von folgenden Werten ausgegangen:
    Vc = 2,405
    λc = λceff + 100 nm (λc = theoretische Grenzwellenlänge)
    n1 = 1,451; für λ = 1300 nm
  • Aus (1) bis (4) folgt:
    Figure 00110002
  • Rechnet man die normierte Brechzahldifferenz Δ in die Brechzahldifferenz Δn um und setzt das Ergebnis in (5) ein, so ergibt sich die in 6 dargestellt Abhängigkeit der (Rayleigh) Dämpfung as als Funktion von λceff, für unterschiedliche MAC-Werte. Die Kurve K1 gilt für MAC = 6,5, die Kurve K2 für MAC = 7 und die Kurve K3 für MAC = 7,5.
  • Man erkennt aus 6, daß selbst für MAC = 6,5 die kilometrische Dämpfung (bei 1300nm) noch kleiner 0,4 dB/km ist. Gegenüber dein Dämpfungswert bei MAC = 7,5 ist die Dämpfung um nur ca. 5·10–2 dB/km gestiegen. Die Mikrobiegeempfindlichkeit hat jedoch weit stärker abgenommen.
  • Damit ist eine derartige Faser insbesondere für solche Positionen von Kabelkonstruktionen geeignet, in denen die Fasern stärkeren Mikrokrümmungen ausgesetzt sind.
  • 7 zeigt Dämpfungswerte α der Lichtwellenleiter L1– L12 des oberen, eines mittleren und des unteren Bändchens aus einem Bändchenstapel mit 10 Faserbändchen, der sich in einem in 4 dargestellten U-Profil-Kabel befand. Die gestrichelte Linie gibt den Dämpfungswert der Faserbändchen im unbelasteten Zustand wieder, d.h. alle Lichtwellenleiter L1– L12 haben etwa die gleiche Dämpfung von 0,2 dB/km bei einer Wellenlänge von 1550 nm. Werden biegeempfindliche Fasern verwendet, dann steigt bei der beschriebenen Beanspruchung, z.B. bei der Verseilung selbst oder bei einem inneren Temperaturwechseltest des Kabels die Dämpfung für die beiden äußersten Lichtwellenleiter L1 und L12 des äußeren Bändchens stark an und liegt bei Werten, die durch Kreise EL1 und EL12 bezeichnet sind. Der Dämpfungsanstieg beträgt also etwa 1,0 dB/km. Dabei ist ein MAC-Wert von 8,2 angesetzt. Wird dagegen für die beiden äußersten Lichtwellenleiter L1 und L12 eine biegeunempfindliche Faser verwendet und zwar mit einem MAC-Wert von 6,8, dann ist der Dämpfungsanstieg bei den beiden äußeren Lichtwellenleitern wesentlich geringer und erreicht nur die Werte, die durch die Punkte UL1 (etwa 0,33 dB/km) und UL12 (etwa 0,45 dB/km) bezeichnet sind.
  • Durch die erfindungsgemäße Verwendung von weniger biegeempfindlichen Lichtwellenleitern an den kritischen Bereichen einer Struktur lassen sich somit erhebliche Verbesserungen des Gesamtverhaltens der Struktur erzielen. Im einzelnen können:
    • – entweder unter Beibehaltung der Struktur insgesamt niedrigere Dämpfungswerte erhalten werden,
    • – bei vorgegebenen Dämpfungswerten ungünstige Verarbeitungsparameter (stärkere Krümmungen, geringere Schlaglängen) zugelassen werden
    • – bei gleichbleibenden Verarbeitungsparametern und gleichbleibender Dämpfung kann innerhalb einer Struktur eine größere Anzahl von Lichtwellenleitern angeordnet werden.
  • Beispielsweise kann innerhalb eines Stapels anstelle von nur 6 Lichtwellenleiter innerhalb eines Bändchens ein Stapelaufbau von 8 Lichtwellenleitern innerhalb eines Bändchens realisiert werden, ohne daß zulässige Toleranzwerte überschritten würden.
  • Es ist auch möglich, innerhalb einer vorgegebenen Struktur alle Lichtwellenleiter mit geringer Biegeempfindlichkeit auszubilden, d.h. z.B. alle mit einem MAC-Wert von unter 7,4 bevorzugt unter 7,0 und ggf. sogar unter 6,5 auszulegen.

Claims (15)

  1. Optisches Kabel (OC1) mit mehreren Lichtwellenleitern, die in mindestens einer Gruppe mit einer vorgegebenen Struktur (ST1) angeordnet sind, wobei die einzelnen Lichtwellenleiter innerhalb der Struktur (ST1) jeweils unterschiedlichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, und bei dem innerhalb der Struktur (STl) Lichtwellenleiter (U111 bis U114; E112 bis E133) mit unterschiedlicher mechanischer Empfindlichkeit aufgrund eines unterschiedlichen Lichtwellenleiteraufbauei vorgesehen sind, wobei Lichtwellenleiter mit einer geringeren mechanischen Empfindlichkeit (U111 bis U134) in einem oder mehreren Bereichen der vorgegebenen Struktur (ST1) angeordnet sind, in welchen erhöhte mechanische Beanspruchungen als Folge von der Struktur innewohnenden Konfigurationseigenschaften auftreten.
  2. Optisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer Struktur (ST1) Lichtwellenleiter mit einer geringeren mechanischen Empfindlichkeit (U111, U112) dort angeordnet werden, wo Lichtwellenleiter den größeren Abstand von der der Struktur zuzuordnenden neutralen Achse (AX1) aufweisen.
  3. Optisches Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtwellenleiter, die einen vorgegebenen Mindestabstand von der neutralen Achse (AX1) der Struktur (ST1) aufweisen, als Lichtwellenleiter mit geringerer mechanischer Empfindlichkeit (U111 bis U134) ausgebildet sind.
  4. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Strukturen mit einer eine Ecke ergebende Verbindungslinie zwischen den außen liegenden Lichtwellenleitern diejenigen Lichtwellenleiter (U111–U134) eine geringere mechani sche Empfindlichkeit aufweisen, die in Bereichen der Ecken der Struktur (ST1) liegen.
  5. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter mit der geringeren mechanischen Empfindlichkeit (U111 bis U134) einen geringeren MAC-Wert aufweisen als die übrigen Lichtwellenleiter, wobei MAC gegeben ist durch
    Figure 00160001
    wobei MFD der Modenfelddurchmesser der Lichtleitfaser und λceff die effektive Grenzwellenlänge ist.
  6. Optisches Kabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Lichtwellenleiter mit einer geringeren mechanischen Empfindlichkeit (U111 bis U134) bei λ = 1300 nm MAC-Werte unter 7,4 gewählt sind.
  7. Optisches Kabel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die empfindlichen (E112 bis E133) und die unempfindlichen (U111 bis U134) Lichtwellenleiter sich in ihrem MAC-Wert um mindestens 0,5, vorzugsweise um mindestens 1 unterscheiden.
  8. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtwellenleiter innerhalb einer Struktur (ST1), die auf Grund der Anordnung der Struktur im fertigen Kabel eine Dämpfungserhöhung jenseits eines zulässigen Grenzwertes erfahren würden durch Lichtwellenleiter mit geringerer mechanischer Empfindlichkeit (U111 bis U134) ersetzt sind.
  9. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter in Lichtwellenleiterbändchen angeordnet sind, wobei außenliegende Lichtwellenleiter innerhalb der Bändchenstruktur eine geringere mechanische Empfindlichkeit aufweisen, als weiter innen liegende Lichtwellenleiter.
  10. Optisches Kabel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtwellenleiterbändchen zu einem die Struktur (ST1) ergebenden Stapel zusammengefaßt sind.
  11. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (ST1) innerhalb eines U-förmigen Kammerelementes (CA1) angeordnet ist, das zusammen mit anderen derartigen Elementen verseilt ist.
  12. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (ST2) innerhalb eines Kammerelementes (CA21) untergebracht ist, daß etwa trapezförmigen Querschnitt hat.
  13. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur innerhalb eines mit kammerartigen Vertiefungen (CA31–CA3n) versehenen Profilkörpers (CP3) angeordnet ist.
  14. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (ST4) innerhalb einer geschlossenen Schutzhülle (SH) untergebracht ist und daß mehrere derartige Verseilelemente zu einer Kabelseele verseilbar sind.
  15. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß alle Lichtwellenleiter der Struktur MAC-Werte unter 7,4, vorzugsweise unter 7,0 aufweisen.
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