DE60319660T2

DE60319660T2 - Verankerung für faseroptische Unterseekabel

Info

Publication number: DE60319660T2
Application number: DE60319660T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Yokohama Matsueda; Ryo Yokohama Kanda; Mareto Yokohama Sakaguchi
Original assignee: OCC Corp
Current assignee: OCC Corp
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2023-12-03
Also published as: EP1426803B1; JP3867273B2; EP1426803A2; US6922517B2; EP1426803A3; DE60319660D1; US20040165853A1; JP2004184760A

Description

Hintergrund der Erfindung
a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verankerung für Anschlüsse optischer Fasern eines optischen Kabels, welches eine Baugruppe vom Typ mit loser Umhüllung verwendet oder eine ähnliche Bauform hat, und insbesondere eine Verankerung, die vorzugsweise für ein Unterseekabel, auf welches von außen eine hohe Zugkraft aufgebracht wird, verwendet wird.
b) Beschreibung des Stands der Technik
Es gibt einen Trend, anstelle einer optischen Fasereinheit vom Volladertypus, die herkömmlicherweise als optische Fasereinheit zur Anordnung im Inneren eines Unterseekabels verwendet wurde, eine Baugruppe vom Typ mit loser Umhüllung zu verwenden, die entwickelt wurde, um eine größere Anzahl optischer Fasern hindurchzuführen, um einen Bedarf nach einer größeren Anzahl von Kommunikationsverbindungen zu erfüllen.
Unter Bezugnahme auf 1A, 1B und 1C wird eine Beschreibung des Unterschieds zwischen der Baugruppe vom Volladertypus und der Baugruppe vom Typ mit loser Umhüllung gegeben.
Wie in 1A als schematische Schnittansicht gezeigt, hat eine Volladerfasereinheit 80 einen Aufbau, in dem ein zentraler Körper 80b mit hoher Zugfestigkeit wie etwa ein Stahldraht im Zentrum einer optischen Fasereinheit angeordnet ist, mehrere optische Fasern 1a um den zentralen Körper 80b mittels eines Harzes 80c auf Urethanacrylatbasis verfüllt und gehalten werden, und ein äußerer Umfang als Abdeckschicht geformt ist, die aus einem Harz auf Urethanacrylatbasis hergestellt ist, welches bis zu einem gewissen Ausmaß hart ist.
Eine Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung, die in 1B gezeigt ist, hat einen Aufbau, in dem eine Mehrzahl optischer Fasern 1a in eine lose Röhre 1d aus extrudiertem Harz wie etwa Polybutylen-Terephtalat (PBT), Polypropylen (PP) mittels eines gelartigen Füllstoffes (Verbundstoff) 1c eingeführt ist.
Zusätzlich können die optischen Fasern 1a auch in Form eines Streifens 1e mit optischen Fasern zugeführt werden, der im Voraus mehrere optische Fasern in Form eines Streifens zusammenhält, wie in vergrößerter Ansicht E in 1C gezeigt ist.
Dann wird unter Bezugnahme auf eine perspektivische, in 2 gezeigte Ansicht und eine in 3 gezeigte Schnittansicht senkrecht zu einer Achse des Kabels eine Beschreibung eines Aufbaubeispiels eines optischen Unterseekabels gegeben, welches eine Baugruppe vom Typ mit loser Umhüllung verwendet. In diesen Zeichnungen stellt ein Bezugszeichen 1 eine optische Fasereinheit vom Typ mit loser Umhüllung dar und ein Bezugszeichen 2 bezeichnet in 2 eine druckresistente Schicht zum Schutz der Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung gegen den Wasserdruck, die aus drei unterteilten Teilen 2a besteht, die in Sektoren aufgeteilt sind und aus einem Metall wie etwa Eisen gemacht sind.
Ein klebriges und verleimbares Verbundmaterial 7 wird zwischen eine lose Röhre 1d und eine innere Oberfläche der druckresistenten Schicht 2 gefüllt, so dass die lose Röhre 1d mittels des Verbundmaterials 7 begrenzt wird. Eine Zugfestigkeitskörperschicht 3, die durch ineinander Verdrehen einer Vielzahl von Stahldrähten 3a aufgebaut ist, ist um einen äußeren Umfang der druckresistenten Schicht 2 angebracht, um in ausreichendem Maße eine auf das Kabel aufgebrachte Zugkraft aufzunehmen, wobei die Zugkraftkörperschicht 3 in diesem Beispiel als einzelne Lage geformt ist. Ein Verbundmaterial 8 ist intermittierend in Längsrichtung in einen Raum, der von einer äußeren Umfangsoberfläche der druckresistenten Schicht 2, einer inneren Umfangsoberfläche einer Metallröhrenschicht 4 und einer äußeren Umfangsoberfläche eines Zugdrahtes 3 gebildet wird, eingefüllt.
Die Zugkraftschicht 3, die in 2 als einzelne Lage geformt ist, ist aufgebaut, indem hauptsächlich Stahldrähte miteinander verdreht werden, so dass die Schicht 3 in ausreichendem Maße die auf das Kabel aufgebrachte Zugkraft aufnehmen kann.
Die Zugkraftkörperschicht 3 besteht aus einer einzelnen Schicht oder einer Mehrzahl von Schichten und ermöglicht eine genügend hohe Zugfestigkeit, um eine während des Kabelverlegens aufgebrachte Last zu tragen und schützt das Kabel vor Behinderung.
Ein Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Metallrohrschicht, die den Zusammenhalt und die Luftdichtigkeit der oben beschriebenen Zugkraftkörperschicht 3 aufrecht erhält, als Energiezufuhr zu einem Repeater dient und üblicherweise durch Schweißen eines Metallbands aus Kupfer, Aluminium oder ähnlichem entlang der Zugkraftschicht als Röhre geformt ist, um den Durchmesser zu verringern.
Fernerhin bezeichnen Bezugszeichen 5 und 6 Isolierschichten (Umhüllungen) aus Polyethylen oder ähnlichem, die zur Isolierung vom Meerwasser und zum mechanischen Schutz aufgebaut sind.
Auch ein Kabel, welches eine von dem oben beschriebenen Aufbau unterschiedliche Konfiguration hat, wird als Zugkraftkörperschicht verwendet. In einem Beispiel, das als perspektivische Ansicht und als Schnittansicht in 4 und 5 gezeigt ist, ist ein Aufbau einer druckresistenten Schicht verändert. Konkret ausgedrückt ist eine druckresistente Schicht so aufgebaut, um eine druckresistente Schale um den äußeren Umfang der Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung durch ein Gegeneinanderwirken zwischen Zugdrähten, die zu zwei Schichten ineinander verdreht sind, nämlich eine innere Schicht, die aus Zugdrähten 3a besteht, und eine äußere Schicht, die aus Zugdrähten 3b besteht, zu verwirklichen.
Das klebrige und verklebbare Verbundmaterial 7 ist zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung und einer gebogenen Oberfläche auf einer Seite, wo die Zugdrähte 3a der Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung gegenüberliegen, eingefüllt, so dass die Druckwiderstandsschale (im Wesentlichen eine Schale mit einem Durchmesser, der durch die inneren Oberflächen der Zugdrähte 3a bestimmt wird) die lose Röhre 1d begrenzt.
Die Metallrohrschicht 4 und die Isolierschichten 5 und 6, die um die Metallrohrschicht 4 herum angeordnet sind, sind so aufgebaut wie die in 2 und 3 Gezeigten.
Nachdem ein derartiges optisches Unterseekabel üblicherweise zwischen zwei Kontinenten oder zwischen einem Kontinent und einer Insel verlegt wird, werden lange Kabel mit Hilfe von Repeatern zur Weiterleitug der übertragenen Signale auf einem Meeresgrund verlegt. Da es erforderlich ist, die langen Kabel mit den Repeatern und den langen Kabeln an einer Vielzahl von Stellen zu verbinden, ist eine optische, elektrische und mechanische Verbindung (die so genannte Verankerung) für diese Art optischer Unterseekabel erforderlich, indem die optischen Fasern 1a und die Metallrohrschichten 4 miteinander verbunden werden und die so genannten Zugkraftfkörper wie etwa die unterteilten Teile, die die oben beschriebenen druckresistente Schicht 2 und die Zugdrähte 3a und 3b, die die Zugkraftkörperschicht 3 aufbauen, fest verbunden werden, so das die Unterseekabel in der Tiefsee verlegt werden können und aus der Tiefsee wieder eingebracht werden können.
Als Verankerungsvorrichtung für optische Faser vom Typ mit loser Umhüllung ist eine Verankerungsvorrichtung für optische Fasern bekannt, die eingerichtet ist, optische Fasern zu verankern, indem eine Verankerungsstelle für optische Fasern mit einem Verbindungsmittel in Form eines Bandes gebildet wird, diese optischen Fasern in Form des Bandes in ein Durchführungsloch einer schrumpfbaren Röhre eingeführt werden, die Fasern mit der Röhre durch Erhitzen zusammengeschlossen werden, die schrumpfbare Röhre in ein Fixierelement aufgenommen wird und das Fixierelement fixiert wird (zum Beispiel eine Verankerungsvorrichtung für optische Fasern, die in der japanischen Patent-Veröffentlichung Kokai 2001-108840 offenbart ist). Eine weitere Verankerung für faseroptische Kabel Fasern, die ein Befestigungselement in Form eines Stabes beinhaltet, ist aus der US 4,790,626 bekannt.
Die in dieser Veröffentlichung offenbarte Verankerungsvorrichtung für optische Fasern ist eingerichtet, optische Fasern durch einen seitlichen Druck einer schrumpfbaren Röhre und eine Reibungskraft eines Bindungsmittels zu verankern.
Optische Unterseekabel werden mittels Anschlussverbindungsvorrichtungen verbunden. In den Anschlussverbindungsvorrichtungen werden verbundene Abschnitte von optischen Fasern in druckresistenten Zylindern aufgenommen, so dass die Kabel unter hohem Druck auf einem Meeresgrund funktionieren. Da die druckresistenten Zylinder nicht nur eine genügend große Festigkeit haben, um den hohen Druck des Seewassers zu tragen, sondern auch die Zugkräfte von den Kabeln auf beiden Seiten, werden Zugkräfte der optischen Unterseekabel mittels der druckresistenten Zylinder in den Anschlussverbindungsvorrichtungen aufeinander übertragen.
Um die optischen Unterseekabel mit diesen Anschlussverbindungsvorrichtungen zu verbinden, werden die optischen Unterseekabel daher mit Hilfe von Befestigungsanschlüssen verankert, wie etwa die unterteilten Teile 2a und die Zugdrähte 3a mit den druckresistenten Zylindern oder Elementen, die an den druckresistenten Zylindern befestigt sind.
Da angenommen wird, dass eine Maximalzugkraft, die auf jedes Unterseekabel aufgebracht wird, in der Größenordnung der Bruchlasten von Komponentenelementen des Kabels ist, ist es wünschenswert, alle Komponentenelemente zu verankern. Weiterhin tritt gerne der Fall auf, in dem die Komponentenelemente durch Zugkraft in das Kabel hineingezogen werden, so dass es notwendig ist, die optische Faser selbst fest an einem festen Abschnitt der Anschlussverbindungsvorrichtung zu verankern.
Die vom Erfinder angemeldete japanische Patentanmeldung Nr. 2002-63172 schlug ein Verfahren zur gleichzeitigen Verankerung eines inneren gelartigen Füllers und optischer Fasern mittels einer losen Röhre, indem die lose Röhre um eine trommelartige Ankerscheibe gewunden wird, wie in 6A gezeigt, und ein Verfahren zur unabhängigen Verankerung optischer Fasern in einer losen Röhre unter Verwendung eines Bindungsmittels wie in 6B gezeigt, vor.
6A ist eine Schnittansicht eines Abschnitts eines Anschlusskastens (joint box JB) 20, der eine Art von Anschlussverbindungsvorrichtung ist, entlang einer Ebene, die eine Achse eines optischen Unterseekabels enthält.
Eine Oberfläche eines druckresistenten Zylinders 28, der ein Hauptkörper der JB 20 ist, ist mit einem isolierenden Material 27 bedeckt. Der druckresistente Zylinder 28 ist ein aus einem Metall hoher Festigkeit hergestellter Zylinder, und eine Ankerscheibe 11 ist in Löcher in der Mitte von flachen Platten, die an beiden Enden des Zylinders geformt sind, eingesetzt und wird vom druckresistenten Zylinder 28 bei Farbabschnitten der Ankerscheibe 11 gehalten.
Ein optisches Unterseekabel 50 wird von einer rechten Seite in ein Loch im Zentrum des isolierenden Materials 27 eingeführt. Das optische Unterseekabel 50 ist zum Beispiel von einer Art, die die in 2 gezeigte Baugruppe von Typ mit loser Umhüllung enthält.
Eine Metallbandschicht 4 und isolierende Schichten 5 und 6 werden vom Kabel 50 entfernt, die unterteilten Teile 2a, die eine druckresistente Schicht 2 bilden und Zugdrähte 3a, die eine Zugkraftkörperschicht 3 bilden, werden in aufgespreiztem Zustand in einem konischen Loch im Zentrum der Ankerscheibe 11 untergebracht und durch das Einpressen eines konischen Bolzens 13 verklemmt. Zur Positionierung wird der konische Bolzen 13 mit einer Klemmbuchse 15 mittels eines Flansches 14 verpresst.
Eine auf das Kabel 50 aufgebrachte Zugkraft wird von den unterteilten Teilen 2a und den Zugdrähten 3a mittels der Ankerscheibe 11 und des konischen Bolzens 13 auf den druckresistenten Zylinder 28 übertragen und weiter auf ein (nicht gezeigtes) am linken Ende befestigtes Kabel.
Das in 6A verwendete Bezugszeichen 60 bezeichnet eine Verankerungsvorrichtung für optische Fasern, die zur selben Zeit eine lose Umhüllung und optische Fasern verankert. Eine Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung des Kabels 50 wird durch den konischen Bolzen 13, den Flansch 14 und ein Durchgangsloch der Klemmbuchse 15 geführt, wird von einer Wickelführung 16 geführt und erreicht das Innere des druckresistenten Zylinders 28. Im druckresistenten Zylinder ist eine nahezu zylindrische Wickelscheibe 61 an einer am druckresistenten Zylinder 28 befestigten Basisplatte 62 befestigt, und die Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllen wird mehrere Male um eine zylindrische äußere Oberfläche der Wickelscheibe 61 gewunden, und ein Ende der Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung wird mit einem Anschlussbefestigungsinstrument 63 an der Basisplatte 62 befestigt.
Eine von dem Anschlussbefestigungsinstrument 63 auf die Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung ausgeübte Kraft wird durch eine Reibungskraft des verdrehten Abschnitts der Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung, die um den äußeren Umfangsabschnitt der Wicklungsscheibe gewunden ist, vergrößert und verankert die Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung, und die innen liegenden optischen Fasern 1a werden durch die Reibungskraft des eingefüllten gelartigen Füllmaterials 1c ebenso verankert.
Andererseits ist eine in 6B gezeigte Verankerungsvorrichtung 70 für optische Fasern eine Verankerungsvorrichtung, die ein Bindungsmittel verwendet und an einer Stelle angeordnet ist, die im Wesentlichen dieselbe ist wie eine Stelle einer in 11A gezeigten Verankerungsvorrichtung 60 für optische Fasern. Die aufgeteilten Teile 2a und Zugdrähte 3a werden in ähnlicher Weise verankert wie die in 6A gezeigten und eine Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung wird gerade in einen druckresistenten Zylinder 28 geführt.
Eine lose Umhüllung 1d der Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung wird an einem Bindungsinstrument 72 für lose Umhüllungen mit einem Bindungsmittel oder ähnichem verankert.
Dann wird die lose Umhüllung 1d von der Baugruppe 1 vom Typ mit loser Umhüllung entfernt, die optischen Fasern 1a werden herausgenommen, ein gelartiges Füllmaterial 1c wird abgewischt und die optischen Fasern 1a werden in Rillen in einem Bindungsinstrument 73 angeordnet und mittels eines Bindungsmittels mit den Rillen verbunden. Als Bindungsmittel wird Epoxidharz oder ein UV-härtbares Harz verwendet.
Um die Anzahl der Komponentenelemente eines optischen Unterseekabels zu verringern, wird vorgeschlagen, eine innere Umfangsoberfläche einer druckresistenten Schale so einzurichten, dass sie die Funktion einer losen Umhüllung übernimmt.
Zum Beispiel ist 7 eine perspektivische Ansicht, die zwei Arten von Konfigurationen optischer Unterseekabel zeigt, die keine lose Umhüllung verwenden, aber Aufnahmestrukturen für optische Fasern haben, deren Funktionen äquivalent zu der der Baugruppe vom Typ mit loser Umhüllung sind.
In einer ersten in 7 gezeigten Konfiguration wird eine zylindrische druckresitive Schicht 2 durch die Kombination unterteilter Teile 2a mit sektorartiger Aufteilung gebildet, ein Verbundmaterial 7 wird dicht in den von den unterteilten Teilen 2a gebildeten Spalt eingebracht, optische Fasern werden in einen Innenraum in den unterteilten Teilen 2a eingebracht und ein gelartiges Füllmaterial 1c wird dicht in den Spalt gefüllt. Eine lose Umhüllung zur Bildung der Baugruppe vom Typ mit loser Umhüllung wird durch die druckresistente Schicht 2 und das Verbundmaterial 7 ersetzt, wodurch die lose Umhüllung selbst nicht vorhanden ist.
Ein in 7 gezeigtes Beispiel verwendet keine lose Umhüllung, hat aber einen Raum, der einer inneren Umfangsoberfläche einer losen Umhüllung entspricht, und erlaubt die Durchführung und Einfüllung der optischen Fasern 1a und des gelartigen Füllmaterials 1c in diesen Raum und hat die Funktion, die optischen Fasern 1a zu halten, die dieselbe ist, wie diejenige der Baugruppe vom Typ mit loser Umhüllung.
Nachdem eine zur Verbindung eines Unterseekabels verwendete Anschlussverbindungsvorrichtung kompakt sein muss, wenn man ihre mechanischen und Handhabungseigenschaften etc. in Betracht zieht, ist Kompaktheit auch für eine Verankerungsvorrichtung für den Zugkraft aufnehmenden Körper des Kabels erforderlich. Eine Kabelverankerungsvorrichtung muss ebenso kompakt sein, da optische Kabel so gehandhabt werden müssen, dass keine übermäßige mechanische Zugkraft auf die verbundenen optischen Fasern ausgeübt wird, und ein Überschusslängenaufnahmekörper für die Aufnahme überschüssiger Längen optischer Fasern und ähnlichem in einem druckresistenten Zylinder angeordnet ist.
Ein Durchmesser der im herkömmlichen Beispiel verwendeten Wickelscheibe ist durch den zulässigen Krümmungsradius begrenzt, der die Übertragungscharakteristik der optischen Fasern nicht beeinträchtigt. Auch in einem Fall, in dem die optischen Fasern linear mit einem Bindungsmittel gebunden werden, müssen die optischen Fasern über eine ziemlich lange Strecke gebunden werden, um die optischen Fasern sicher zu verankern. Weiterhin neigen die Wickelscheibe und das Bindungsinstrument für optische Fasern, die in dem druckresistenten Zylinder unterzubringen sind, dazu, das Problem der Vergrößerung des druckresistenten Zylinders aufzuwerfen.
Weiterhin wird eine Aushärtezeit von acht Stunden oder mehr erforderlich sein, wenn es erwartet wird, die optischen Fasern vollständig mit einem üblichen Bindungsmittel zu binden.
Jede der herkömmlichen Methoden bringt die Probleme der Verlängerung der Arbeitszeit, Erhöhung der Ausrüstungspreise, Erfordernis von hochpreisigen Materialien und ähnlichem mit sich, die alle zu einer Erhöhung der Herstellungskosten führen.
Weiterhin ist es offensichtlich, dass eine Verankerungsvorrichtung für optische Fasern, die einen ähnlichen Aufbau hat wie die in 6A Gezeigte, die optische Fasern indirekt mit einer losen Umhüllung verankert, für ein optisches Unterseekabel, das eingerichtet ist, den Effekt einer Baugruppe vom Typ mit loser Umhüllung ohne Verwendung einer losen Umhüllung zu erzielen, nicht anwendbar ist.
Weiterhin wird in einem Fall, in dem optische Fasern verankert werden, indem Abschnitte optischer Fasern mittels eines Bindungsmittels in die Form eines Bands gebunden werden, die optischen Fasern in Form eines Bands in ein Durchgangsloch einer schrumpfbaren Röhre eingeführt werden, die optischen Fasern durch Erhitzen und Unterbringen der schrumpfbaren Röhre in einem festen Element eingebunden werden, die Röhre, in die die optischen Fasern eingeführt sind, an einer Stelle, die zur Befestigung am festen Element vorgesehen ist, geschrumpft, und es muss die Befestigungsstelle so ausgewählt werden dass eine zu starke Lösung oder Zugbelastung der optischen Fasern vermieden wird, wodurch Probleme entstehen, dass es schwierig ist, eine Befestigungsstelle der schrumpfbaren Röhre auszuwählen, eine lange Zeit zum Aushärten des Bindungsmittels zur Bindung der optischen Fasern in die Form des Bands mittels des Bindungsmittels erforderlich ist, ein seitlicher Druck die Übertragungscharakteristik der optischen Fasern beeinträchtigen kann, wenn die schrumpfbare Röhre durch eine mechanische Methode befestigt wird, wie etwa das Halten der optischen Fasern mit dem festen Element an einem Abschnitt zur Aufnahme der schrumpfbaren Röhre in das feste Element oder ähnliches.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebene Verankerung für optische Fasern kompakt aufzubauen, die Arbeitszeit zu verkürzen und weiterhin eine Verankerungsvorrichtung für optische Fasern vorzusehen, die auch für optische Kabel mit einem einfachen Aufbau ohne Verwendung einer losen Umhüllung anwendbar ist.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Verankerung für optische Fasern entsprechend dem Anspruch 1 und ein Verfahren zur Verankerung einer optischen Faser oder Fasern entsprechend Anspruch 6 vor.
Weiterhin hat der Verankerungsabschnitt der Verankerungsvorrichtung für optische Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Länge von 30 bis 100 mm.
Weiterhin wird das Bindungsmittel vom heißschmelzendem Typ vorher in den hohlen Abschnitt der hitzeschrumpfbaren Röhre eingeführt und wird mit der hitzeschrumpfbaren Röhre verbunden, um einen einheitlichen Körper zu bilden.
Weiterhin wird der Haltestab vorher an dem festen Abschnitt des Bindungsmittels vom heißschmelzendem Typ befestigt oder an einem äußeren Umfangsabschnitt des Bindungsmittels vom heißschmelzendem Typ angeordnet.
Weiterhin wird das Bindungsmittel vom heißschmelzendem Typ vorher auf einem äußeren Umfangsabschnitt des Haltestabes aufgebracht.
Weiterhin wird eine Haltehülse (Klemmhülse) an einem Ende des Haltestabes befestigt, der an der Anschlussverbindungsvorrichtung zu befestigen ist, wobei der Haltestab von der Anschlussverbindungsvorrichtung mittels der Haltehülse gehalten wird.
Weiterhin werden Ausbuchtungen und Höhlungen in einer äußeren Umfangsoberfläche eines Abschnitts des Haltestabs geformt, der an dem Bindungsmittel vom heißschmelzendem Typ befestigt werden soll.
Kurze Beschreibung der Figuren
1A, 1B und 1C sind schematische Darstellungen, die einen Typ einer optischen Fasereinheit, die im Inneren eines optischen Unterseekabels anzuordnen ist, beschreiben;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen inneren Aufbau des optischen Unterseekabels darstellt;
3 ist eine Schnittansicht senkrecht zu einer Längsrichtung des in 2 gezeigten optischen Unterseekabels;
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen inneren Aufbau eines optischen Unterseekabels darstellt, welches einen vom dem in 2 Gezeigten unterschiedlichen Aufbau hat;
5 ist eine Schnittansicht senkrecht zu einer Längsrichtung des in 4 gezeigten optischen Unterseekabels;
6 zeigt ein herkömmliches Beispiel eines Verfahrens zur Verankerung eines optischen Kabels in einer losen Umhüllung;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die zwei Arten von optischem Unterseekabel darstellt, die keine lose Umhüllung haben, aber druckresistente Schalen verwenden, die die Funktion einer losen Umhüllung haben;
8A und 8B sind perspektivische Ansichten, die Zustände einer Ausbildungsform der Verankerungsvorrichtung für optische Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung vor und nach dem Erhitzen darstellen;
9A, 9B, 9C und 9D sind als Schnittansichten dargestellte ebene Projektionen der Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung, die in Form von perspektivischen Ansichten in den 8A, 8B und 8C gezeigt ist;
10 ist eine Schnittansicht einer Verankerungsvorrichtung für optische Fasern entsprechend einer anderen Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung, genommen in einer zu einer axialen Richtung einer optischen Faser senkrechten Richtung;
11A, 11B und 11C sind Schnittansichten, die ein Beispiel eines Verankerungsverfahrens für einen Anschlusskasten (joint box, JB) unter Verwendung der Verankerungsvorrichtung für optische Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung und eines Haltestabs darstellt; und
12 ist ein Graph, der die Verankerungsfähigkeiten der Verankerungsvorrichtung für optische Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt.
Eingehende Beschreibung der bevorzugten Ausbildungsformen
Eine Verankerung für optische Fasern entsprechend einer Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 8A, 8B, 9A, 9B, 9C und 9D dargestellt. 8A und 8B sind perspektivische Ansichten, die einen Verankerungsabschnitt 30a darstellen, der ein Hauptabschnitt einer Verankerung 30 für optische Fasern ist, wobei 8A einen Zustand des Verankerungsabschnitts 30a vor der Erhitzung zeigt und 8B einen Zustand nach dem Erhitzen zeigt, wo der Verankerungsabschnitt 30a als solcher fertiggestellt ist. 9A, 9B, 9C und 9D sind Schnittansichten genommen entlang einer Ebene, die eine Axiallinie einer optischen Faser und eine zu der Axiallinie senkrechten Ebene einschließt, wobei 9A und 9C den Zustand vor der Erhitzung zeigen und die 9B und 9D den Zustand nach der Erhitzung zeigen.
Im Verankerungsabschnitt 30a sind ein röhrenartiges Bindungsmittel 31 vom heißschmelzenden Typ mit nahezu ellipsoidem Querschnitt und ein länglicher Haltestab 32 in einem hohlen Abschnitt einer hohlen, durch Hitze schrumpfbaren Röhre 33 mit nahezu kreisförmigem Querschnitt eingebracht.
Die durch Hitze schrumpfbare Röhre 33 und das Bindungsmittel 31 vom heißschmelzendem Typ haben Längen, die einer Länge L des in 9A gezeigten Verankerungsabschnitts nach der Erhitzung entsprechen sollen.
Zusätzlich zeigen die Figuren auf einer rechten Seite und einer linken Seite in den Figuren eine Seite eines optischen Kabels und eine Anschlussseite einer Anschlussverbindungsvorrichtung.
Der Haltestab 32 ist zum Beispiel aus einem Metalldraht wie etwa einem Draht aus rostfreiem Stahl aufgebaut. Um die von dem Bindungsmittel 31 vom heißschmelzenden Typ und der durch Hitze schrumpfbaren Röhre 33 in axialer Richtung des Haltestabs 32 aufgebrachten Haltekraft nach der Erhitzung zu verstärken, können Ausbuchtungen und Höhlungen durch Gewindeschneiden auf einer Oberfläche des in 9A gezeigten Haltestabs 32 geformt werden. Nach der Erhitzung wird ein Gewinde des Haltestabs 32 durch das in eine Gewindevertiefung eingefüllte Bindungsmittel vom heißschmelzendem Typ festgehalten, wodurch eine Bewegung in axialer Richtung verhindert wird. Sofern die in axialer Richtung des Haltestabs 32 ausgeübten Rückhaltekräfte verstärkt werden, können die Ausbuchtungen und Höhlungen eine große Anzahl von Ringen oder ungleichförmigen Rillen oder ähnliches, auch in anderer Form als ein Gewinde, sein.
Ein Ende des Haltestabs 32 (auf der rechten Seite in 9) fluchtet nahezu mit einem Ende der durch Hitze schrumpfbaren Röhre 33, und das andere Ende (auf der linken Seite in 9A) ist um einen vorherbestimmten Abstand verlängert, um eine Klemmhülse 34 zu befestigen, die eine später beschriebene Haltehülse zur Verankerung des Haltestabs ist.
Anschlussabschnitte einer Vielzahl optischer Fasern 1a, die aus einem optischen Kabel herausgenommen sind, werden in ein Loch des Bindungsmittels 31 vom heißschmelzenden Typ eingeführt. Wenn die optischen Fasern 1a zum Beispiel optische Fasern in der in 2 und 3 gezeigten Baugruppe vom Typ mit loser Umhüllung sind, werden die optischen Fasern nach der Entfernung einer losen Umhüllung 1d und dem Abwischen eines gelartigen Verbundstoffs 1c eingeführt. Wenn die in 7 gezeigte lose Umhüllung nicht verwendet wird, sind die optische Fasern durch eine druckresistente Schicht oder eine druckresistente Schale zu ziehen und nach dem Abwischen des gelartigen Verbundstoffs 1c einzuführen.
Führende Endabschnitte optischer Fasern, die aus einer Verbindungsseite sind, haben ausreichende Längen für die Anschlussarbeit.
Zusätzlich werden isolierende Schichten (Hüllen) 5 und 6 wie in 11A, 11B und 11C oder 6A, die später eingehend beschrieben werden, die einen äußeren Umfangsabschnitt eines optischen Unterseekabels bilden, entfernt, und Komponentenelemente einer druckresistenten Schicht 2 und einer Zugkraftschicht werden separat verankert.
In dem in 8A und 9A gezeigten Zustand vor der Erhitzung wird die Mehrzahl optischer Fasern 1a vernünftigerweise in das Loch des Bindungsmittels 31 vom heißschmelzendem Typ eingeführt und das Bindungsmittel 31 vom heißschmelzendem Typ und der Haltestab 32 werden vernünftigerweise in das Loch der durch Hitze schrumpfbaren Röhre 33 eingeführt, wie in 9C, die eine Schnittansicht darstellt, gezeigt. In diesem Stadium sind die Komponentenelemente nicht miteinander verbunden und in einem Zustand, in dem die Elemente einzeln bewegt werden können, wenn eine äußere Kraft aufgebracht wird.
Wenn die durch Hitze schrumpfbare Röhre 33 unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Heizers erhitzt wird, wird das Bindungsmittel vom heißschmelzendem Typ erweicht und geschmolzen und fließt in Spalte, die zwischen den optischen Fasern 1a und dem Haltestab 32 geformt sind, und Abschnitte der durch Hitze schrumpfbaren Röhre 33 werden geschrumpft und der Durchmesser der Röhre wird insbesondere aufgrund der Erhitzung verringert.
Wie in 8A, 8B, 9B und 9D gezeigt, wird das Bindungsmittel vom heißschmelzenden Typ, das ohne Spalt um die optischen Fasern 1a und den Haltestab 32 eingefüllt ist, in das Loch der durch Hitze schrumpfbaren Röhre, die den verringerten Durchmesser hat, eingefüllt.
Wenn die Temperatur zurückgeht, nachdem die Erhitzung gestoppt ist, verfestigt sich das Bindungsmittel 31 vom heißschmelzendem Typ und verbindet die optischen Fasern 1a und den Haltestab 32, wodurch die optischen Fasern 1a und der Haltestab mit der durch Hitze schrumpfbaren Röhre 33 vereinigt werden, um den Verankerungsabschnitt 30a zu bilden.
Da die Volumenänderung des Bindungsmittels 31 vom heißschmelzendem Typ vernachlässigbar ist, machen es vorherige Einstellungen eines inneren Volumens des Lochs der durch Hitze schrumpfbaren Röhre 33 und eines Volumens des Bindungsmittels 31 vom heißschmelzendem Typ nach dem Schrumpfen es möglich, eine ausreichende Bindungskraft zu erzielen, ohne zuzulassen, dass die Übertragungscharakteristik der optischen Fasern aufgrund eines äußeren Drucks nach dem Schrumpfen beeinträchtigt wird.
Erste und zweite Harzüberzüge werden auf die Kerne der optischen Fasern 1a aufgebracht, sowie ein Glasmaterial, welches wie oben beschrieben hauptsächlich zum Schutz vor äußeren Kräften und zur Verbesserung der mechanischen Widerstandsfähigkeit eine Verkleidung bildet.
Auch wenn wärmehärtbares Silikonharz, UV-härtbares Acrylharz, Epoxidharz oder ähnliches für eine erste Umhüllung und das UV-härtbare Harz, Nylon oder ähnliches für eine zweite Umhüllung verwendet werden, gibt es in jüngerer Zeit eine Tendenz, das UV-härtbare Harz häufig zu verwenden.
Als Bindungsmittel 31 vom heißschmelzendem Typ werden EVA (Ethylen-Vinylacetatkopolmer) und andere mit einem thermoplastischen Harz als Grundlage in praktischen Einsatz gebracht. Das Bindungsmittel vom heißschmelzendem Typ wird durch Erhitzung mit einem Heizer geschmolzen. Da geschmolzenes Harz eine Viskosität hat, die um ein gewisses Maß verringert ist, wird das Harz wie oben beschrieben leicht in die Spalten zwischen den optischen Fasern 1a und dem Haltestab 32 gefüllt. Wenn sich die Temperatur nach der Beendigung der Erhitzung mit dem Heizer verringert, wird das Harz verfestigt und gebunden, wie es in einem gefüllten Zustand ist.
Das Harz, welches als Bindungsmittel 31 vom heißschmelzendem Typ verwendet wird, verwendet wie oben beschrieben das thermoplastische Harz als Grundlage und unterscheidet sich ziemlich vom UV-härtbarem Harz oder ählichem aus einer Reihe von wärmehärtbaren Harzen, die als Umhüllung für optische Fasern verwendet werden.
Als Material der durch Hitze schrumpfbaren Röhre 33 sind thermoplastischer Silikongummi oder ähnliches wohlbekannt. Der Silikongummi, der in seiner Hitzebeständigkeit und Kältebeständigkeit ausgezeichnet ist, kann ohne erhebliche Verschlechterung seine Charakteristiken in einem weiten Bereich von –70 bis 200°C verwendet werden. Als spezieller Silikongummi wird autohäsiver oder hitzeschrumpfbarer Silikongummi als wärmebeständiges Isolationsband oder eine durch Hitze schrumpfbare Röhre verwendet.
Die durch Hitze schrumpfbare Röhre wird auch zur Bündelung von Drähten für Verdrahtungen zwischen Anschlussblechen in elektronischen Geräten eingesetzt und wird in geschrumpftem Zustand verwendet, wenn sie einem äußeren heißen Luftstrom von einem Heizer oder ähnlichem ausgesetzt wird. Die durch Hitze schrumpfbare Röhre wird auch als Hülle für verbundene Abschnitte optischer Fasern verwendet.
Die durch Hitze schrumpfbare Röhre 33 wird durch die Erhitzung geschrumpft und die optischen Fasern 1a werden an den Haltestab 32 gebunden, indem das heißschmelzende Bindungsmittel 31 geschmolzen wird, wodurch diese Elemente zusammengefügt werden, um den Verankerungsabschnitt 30a zu bilden.
Es ist üblicherweise günstig, eine Klemmhülse 34 (strichpunktiert dargestellt) in der Umgebung eines Führungsendes des Haltestabs 32 zu befestigen, wie am linken Ende in 9B gezeigt ist, und den Haltekörper 32 an einem druckresistenten Zylinder oder einem äquivalenten Element der Anschlussverbindungseinrichtung mittels der Klemmhülse 34 zu verankern.
Zusätzlich wird eine Verankerungsmethode unter Verwendung der Klemmhülse 34 später eingehender erläutert.
Da der Verankerungsabschnitt 30a vor der Erhitzung nahezu keine Kraft zum Zusammenhalten der Komponentenelemente hat, können die Elemente während der Erhitzungsarbeit ihre Positionen zueinender verändern. In 10 ist hauptsächlich eine Querschnittsform des heißschmelzenden Bindungsmittels 31 verändert, um eine Arbeitseigenschaft zu verbessern.
10 (a1), (b1), (c1) sind Schnittansichten des Verankerungsabschnitts 30a vor der Erhitzung, genommen senkrecht zu einer axialen Linie der optischen Fasern 1a, und 10 (a2), (b2), (c2) sind Schnittansichten des Verankerungsabschnitts 30a, der nach der Erhitzung durch Zusammenfügung gebildet wurde, senkrecht zu der axialen Linie.
Zusätzlich zeigen 10 (a2), (b2) und (c2) einen Zustand, welcher der gleiche wie der in 9 gezeigte ist.
In einem in 10 (a1) gezeigten Zustand, in dem ein heißschmelzendes Bindungsmittel 31a in eine durch Hitze schrumpfbare Röhre 33 eingeführt wird, bevor es erhitzt und leicht an die Röhre gebunden wird, wird das heißschmelzende Bindungsmittel mit der durch Hitze schrumpfbaren Röhre 33 zusammengefügt. Die optischen Fasern 1a und der Haltestab 32 werden in ein Loch des heißschmelzenden Bindungsmittels 31a eingeführt. Wenn das heißschmelzende Bindungsmittel 31a verfestigt wird, nachdem es durch die Erhitzung erhitzt und geschmolzen worden ist, wird das Bindungsmittel 31a zwischen die optischen Fasern 1a und den Haltestab 32 gefüllt, wie in 10 (a2) gezeigt ist.
In 10 (b1) wurde eine Oberfläche des Haltestabs 32 vorher mit einem heißschmelzenden Bindungsmittel 31a bedeckt, um mit Sicherheit einen direkten Kontakt zwischen Höhlungen und Wölbungen, die auf der Oberfläche des Haltestabs 32 geformt sind, und optischen Fasern 1a zu verhindern. Eine Gesamtsumme der Querschnittsflächen des heißschmelzenden Bindungsmittels 31a mit zylindrischem Querschnitt und dem heißschmelzenden Bindungsmittel 31b auf der Oberfläche des Haltestabs ergibt eine vorherbestimmte Menge des heißschmelzenden Bindungsmittels. Das heißschmelzende Bindungsmittel 31a wird vor der Erhitzung in die durch Hitze schrumpfbare Röhre 33 eingeführt und wird leicht befestigt, wie in 10 (a1) gezeigt ist.
In einer in 10 (c1) gezeigten Ausbildungsform, die eine beste Betriebseigenschaft aufweist, wird der Haltestab 32 vorbereitend in einem festen Abschnitt eines heißschmelzenden Bindungsmittels 31d eingebettet und fixiert, und das heißschmelzende Bindungsmittel 1d wird vor der Erhitzung und leichten Verbindung in die durch Wärme schrumpfbare Röhre 33 eingeführt.
In diesem Fall kann eine Positionsbeziehung zwischen den optischen Fasern 1a und anderen Elemeneten automatisch bestimmt werden, indem die optischen Fasern 1a in ein Loch des heißschmelzenden Bindungsmittels 31d eingeführt werden und die optischen Fasern 1a positioniert werden.
Dann wird eine eingehende Beschreibung einer Anschlussverbindungseinrichtung zur Verwendung bei der Verbindung von Unterseekabeln mit Bezugnahme auf 11A, 11B und 11C gegeben. Anschlussverbindungsvorrichtungen werden eingeteilt in Arten von JB, CPL, EB und ähnliche, wobei jede von diesen zur mechanischen, elektrischen und optischen Verbindung von Kabeln verwendet wird. Konkret gesprochen wird jede Art von Anschlussverbindungsvorrichtung verwendet, um optische Fasern mit einem Energieversorgungsschaltkreis zu verbinden, Zugkraftübertragungskörper und ähnliches zu verankern und zur Übertragung von Zugkräften zwischen Kabeln. Es wird hier eine Beschreibung eines Anschlusskastens (joint box, JB), der für die Verbindung von zwei Unterseekabeln verwendet wird, gegeben.
11A zeigt eine äußere Form des Anschlusskastens als ebene Projektion und optische Unterseekabel 50a und 50b, die von den linken und rechten Seiten eingeführt werden, treten durch zentrale Bohrungen von Muffen 25 hindurch und werden in einen JB-Hauptkörper 20a in der Mitte geführt.
Die optischen Unterseekabel 50a und 50b werden vom JB-Hauptkörper in einer zylindrischen Abdeckung 21 in der Mitte mechanisch, elektrisch und optisch verbunden. Der JB-Hauptkörper 20a hat einen inneren Aufbau, der mit Bezug auf die Mitte zwischen links und rechts als nahezu symmetrisch betrachtet werden kann, wobei das Innere des mit dem Kreis A bezeichneten Bereichs einer rechten Hälfte entspricht und als Schnittansicht entlang einer Ebene, die eine axiale Linie des optischen Kabels enthält, in 11B gezeigt ist.
Da die Unterseekabel 50a und 50b mit Verfahren, die im Wesentlichen dieselben sind, verbunden und verankert werden, und im Aufbau zueinander ähnlich sind, wird lediglich ein Abschnitt einer Verankerungsvorrichtung betreffend das Kabel 50b dargestellt. Es ist zu berücksichtigen, dass ein Aufbau für das Kabel 50a sich im Wesentlichen in symmetrischer Beziehung zu 11B befindet.
Die Unterseekabel 50a und 50b werden zum Beispiel als Kabel, die die in 2 gezeigte Baugruppe vom Typ mit loser Umhüllung enthalten beschrieben, aber die Verankerungsvorrichtung für optische Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung kann auch für das Kabel, das die druckresistente Schicht oder die druckresistente Schale, die als lose Umhüllung fungieren, verwendet, eingesetzt werden.
Die aus Gummi oder ähnlichem hergestellten Muffen 25 sind und innere Muffeneinsätze 26 schützen die optischen Kabel 50a und 50b vor äußeren Kräften und können zusammen mit den verbundenen optischen Kabeln auf eine Rolle aufgewickelt werden.
In 11B ist das Kabel 50b in ein zentrales Loch eines Formrings 23 in einem Zustand, in dem die isolierenden Schichten 5 und 6 vom Kabel entfernt sind, eingeführt.
Es wird eine Beschreibung eines Aufbaus des JB-Hauptkörpers 20a gegeben.
Eine Verankerungsscheibe 11 wird in zentrale Löcher von Endplatten, die an beiden Enden eines zylindrischen druckresitiven Zylinders 28 aus Metall geformt sind, eingeführt.
Der druckresistente Zylinder 28 schützt darin aufgenommene verbundene Abschnitte optischer Fasern gegen äußere Kräfte wie etwa Wasserdruck, Biegekräfte und ähnliches, überträgt Zugspannungen zwischen den verbundenen optischen Kabeln 50a und 50b und verbindet einen Energieversorgungsschaltkreis elektrisch. Der druckresistente Zylinder 28 ist daher aus einem Metall mit hoher Widerstandsfähigkeit hergestellt, und ein Umfang des Zylinders ist mit einem isolierenden Material 22 und einem Formring 23 zur Isolation gegenüber dem Seewasser umhüllt.
Der druckresistente Zylinder 28 in weiterhin mit einer zylindrischen Abdeckung 21 aus Metall abgedeckt, und die Muffeneinsätze 26 sind mit beiden Enden der Abdeckung 21 durch Verschraubung oder ähnliches verbunden.
Die verbundenen Abschnitte der optischen Fasern 1a der zwei optischen Kabel 50a und 50b, die im druckresistenten Zylinder 28 aufzunehmen sind, müssen eine ziemlich große zusätzliche Länge oder Überschusslänge für eine Verbindungsarbeit aufweisen. Zur Aufnahme der optischen Fasern ohne Verschlechterung der Übertragungseigenschaften ist ein Überschusslängenaufnahmekörper 24 zur Aufnahme der optischen Fasern 1a an einer Innenseite des druckresitiven Zylinders 28 angeordnet.
Unterteilte Teile 2a, Stahldrähte (Zugdrähte) 3a, 3b und ähnliches werden an einer konischen inneren Umfangsoberfläche der Verankerungsscheibe 11 so angebracht, dass sie sich nicht überlappen und werden durch eine Klemmung zwischen der inneren Umfangsoberfläche und einer äußeren Umfangsoberfläche eines konischen Bolzens 13 verankert.
Der konische Bolzen 13, der von der linken Seite hineingedrückt wird, verankert mittels eines Flansches 14 die geteilten Teile 2a und die Stahldrähte (Zugdrähte) 3a und 3b fest. Der konische Bolzen 13 wird ferner mit einer Klemmbuchse 15 befestigt, um unbeweglich zu sein. Die Klemmbuchse 15 wird beispielsweise mittels eines auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Klemmbuchse 15 geformten Gewindes, welches mit einem am linken Ende der Verankerungsscheibe 11 geformten Innengewinde eingreift, befestigt.
Auch wenn die lose Umhüllung 1d mittels der Haltekraft des Verbundmaterials 7 zwischen den unterteilten Teilen 2a und der losen Umhüllung 1d verankert wird, ist es eher zu bevorzugen, die lose Umhüllung 1d mit einer Haltekraft zwischen der losen Umhüllung 1d und einem mit dem druckresistenten Zylinder 28 verbundenen Element, zum Beispiel der Verankerungsscheibe 11, zu verankern.
Die optischen Fasern 1a wurden bereits mittels des heißschmelzenden Verbindungsmittels 31 und der durch Hitze schrumpfbaren Röhre 33 zusammen mit dem Haltestab 32 befestigt, wodurch der Verankerungsabschnitt 30a gebildet wird.
Der Verankerungsabschnitt 30 tritt durch Löcher 13a, 14a und 15a, die in den Zentren des konischen Bolzens 13, des Flansches 14 und der Klemmbuchse 15 geformt sind, hindurch. Das führende Ende des Haltestabs 32 reicht bis ins Innere des druckresistenten Zylinders 28.
Die optischen Fasern 1a werden verankert, indem der auf den optischen Fasern 1a geformte Verankerungsabschnitt 30a mittels der Verankerungsscheibe 11 gehalten wird. Es ist überflüssig zu sagen, dass der Verankerungsabschnitt 30a auch von einer als integrales Element erkennbaren Struktur gehalten werden kann, zum Beispiel indem der Verankerungsabschnitt 30a an der Verankerungsscheibe 11 befestigt wird, anstelle dass er direkt von der Verankerungsscheibe 11 gehalten wird.
Die optischen Fasern 1a können zum Beispiel verankert werden, indem eine Klemmhülse 34 an einem linken Führungsende des Haltestabs 32 befestigt wird.
Auch wenn die Klemmhülse 34 zum Beispiel mittels Klemmung am Haltestab 32 befestigt werden kann, können die optischen Fasern auch mit optimaler Kraft verankert werden, indem die Klemmhülse 34 verklemmt wird, nachdem die unterteilten Teile 2a und die Stahldrähte (Zugdrähte) 3a und 3b verankert wurden. Konkret ausgedrückt sollte die Klemmhülse 34 in einem Zustand befestigt werden, in dem eine angemessene Kraft auf die optischen Fasern aufgebracht wird, indem der Haltestab 32 in der Zeichnung nach links gezogen wird.
Die Klemmhülse 34 ist ein nahezu zylindrisches Element, welches eingerichtet ist, befestigt zu werden, indem der Haltestab in ein zentrales Loch eingebracht wird, und die Klemmhülse 34 in einem Zustand, in dem die Klemmhülse 34 zum Beispiel durch Aufbringen einer Kraft von Außen verformt wird, gegen den Haltestab 32 gepresst wird.
Auch wenn die Klemmhülse 34 mit verschiedenen Methoden verankert (gehalten) werden kann, wird die Klemmhülse 34 zum Beispiel in 11B durch die Befestigung eines Metallhalteinstruments 17, welches aus einer Metallplatte hergestellt ist und in 11C gezeigt ist, an der Verankerungsscheibe 11 mit einer Schraube 17b befestigt, wobei der Haltestab 32 durch eine Nut 17a an der Spitze eingeführt wird und ein rechtes Ende der Klemmhülse 34 von dem Metallhalteelement 17 gehalten wird.
Um von praktischen Arbeitsvorgängen zu sprechen, wird die Klemmhülse 34 mit dem Haltestab 32 verpresst und fixiert, indem der Haltestab 32 durch die Nut 17a des Metallhalteinstruments 17, welches an der Verankerungsscheibe 11 befestigt ist, geführt wird und die Klemmhülse 34 an einer Stelle verklemmt wird, wo die Klemmhülse 34 in Kontakt mit dem Metallhalteinstrument 17 ist, während eine angemessene Kraft über den Verankerungsabschnitt 30a auf die optischen Fasern 1a aufgebracht wird, indem ein führendes Ende des Haltestabs 32 gezogen wird. Die Klemmhülse 34 ist danach von dem Metallhalteinstrument 17 gehalten und verankert die optischen Fasern 1a beständig.
Für eine bestimmte Konfiguration einer Anschlussverbindungsvorrichtung kann der Verankerungsabschnitt 30a gehalten werden, indem nicht die Klemmhülse 34 verwendet wird, sondern indem das rechte Ende des Verankerungsabschnitts 30a von einem druckresistenten Zylinder der Anschlussverbindungseinrichtung oder von einem gleichwertigen Element, welches auf der rechten Seite in 9B in einer strichpunktierten Linie gezeigt ist, gehalten wird.
In diesem Fall ist der Haltestab 32 in dynamischer Hinsicht unnötig. Allerdings ist es zu bevorzugen, den Haltestab 32, der eine Länge hat, die der Länge L des Verankerungsabschnitts 30a nahezu gleich ist, einzuführen, um die Stabilität des Verankerungsabschnits 30a aufrecht zu erhalten.
Unter Bezugnahme auf einen in 12 gezeigten Graph wird eine Beschreibung der Verankerungsleistung der Verankerung entsprechend der vorliegenden Erfindung gegeben. 12 zeigt die Verankerungskräfte, die erzielt werden, wenn die Länge L des Verankerungsabschnitts 30a in 9 verändert wird. Die Verankerungskräfte sind berechnet, indem die für eine Verlängerung der optischen Faser um 1% erforderliche Kraft als 100% angesetzt wird.
Die Verankerung kann eine Verankerungskraft von 130% aufrecht erhalten, wenn der Verankerungsabschnitt 30a eine Länge von 30 mm hat, oder eine Verankerungskraft von 300%, wenn der Verankerungsabschnitt 30a eine 60 mm übersteigende Länge hat. Da optische Fasern, die für Unterseekabel zu verwenden sind, in der Regel Eignungstests erfordern, die unter einer Kraft stattfinden, die einer Verlängerung um 1% entsprechen, wenn die Kabel unter seichtem Wasser verwendet werden sollen oder 2,2%, wenn die Kabel unter Wasser von 5000 Meter Tiefe verwendet werden sollen, hat die Verankerung entsprechend der vorliegenden Erfindung eine ausreichende Stärke zur Verwendung in seichtem Wasser sogar wenn der Verankerungsabschnitt 30a eine Länge von 30 mm hat oder unter tiefem Wasser, wenn der Verankerungsabschnitt 30a eine Länge von 60 mm hat.
Zusätzlich werden alle Mengen (Gesamtlängen) von optischen Fasern dem Eignungstest unter Belastungen, die einer vorherbestimmten Verlängerung entsprechen, unterworfen, und nur erfolgreiche optische Fasern werden für Kabel verwendet.
Weiterhin wurde bestätigt, dass das Aufbringen einer Last (100%) entsprechend einer Verlängerung von 1% auf den Verankerungsabschnitt 30a der Verankerung entsprechend der vorliegenden Erfindung keine Veränderung der Übertragungscharakteristiken von optischen Fasern verursacht.
Das heißschmelzende Bindungsmittel und die durch Hitze schrumpfbare Röhre, die für die Verankerung entsprechend der vorliegenden Erfindung ursprünglich verwendet werden, erzielen Erfolge im praktischen Langzeiteinsatz als faserverbindende Schutzhülsen zur Verbindung optischer Fasern auf dem Weg. Eine gewöhnliche Methode zur Verbindung optischer Fasern besteht in einem Schritt der Abschälung von Hüllen bis hinunter auf erste Hüllen von Einzelfasern von zu verbindenden Abschnitten, einem Schritt der Bestätigung der Orte von Kernen der Fasern und Verschmelzen der Kerne mit einer Faserspleißvorrichtung und einem Schritt des Schützens von Umfängen vereinigter Abschnitte durch die Abdeckung der Abschnitte mit einem heißschmelzenden Bindungsmittel und einer durch Hitze schrumpfbaren Röhre. Zu diesem Zeitpunkt kann ein Stahldraht entlang der vereinigten Abschnitte gelegt werden, um äußere Biegekräfte aufzunehmen.
Weiterhin wurde bestätigt, dass durch einen vom Verankerungsabschnitt auf die optischen Fasern aufgebrachten seitlichen Druck keine Veränderung der Übertragungscharakteristik verursacht wird.
Dementsprechend kann in Betracht gezogen werden, Alterungsbeständigkeiten des heißschmelzenden Bindungsmittels und der durch Hitze schrumpfbaren Röhre aus einer Alterungsbeständigkeit von verbundenen Abschnitten optischer Fasern, die wieder eingeholt wurden, nachdem sie auf einem Meeresboden ausgelegt wurden und dort für eine längere Zeit gelassen wurden, zu garantieren.
Da die Anfangsleistung und Langzeitstabilität der Verankerung für optische Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung durch die oben beschriebenen experimentellen Ergebnisse und die Verbesserungen im Einsatz der in Unterseekabel verwendeten, faserverbindenden Schutzhülle gewährleistet sind, kann die Verankerung für optische Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung ohne Befürchtungen eingesetzt werden.
Auch wenn die oben gegebene Beschreibung ein Beispiel betrifft, in dem die Verankerung für optische Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung auf optische Unterseekabel angewendet wurde, ist die Verankerung für optische Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung nicht nur auf Unterseekabel anwendbar, sondern auch in breitem Umfang auch auf Land verwendete optische Kabel.
Die Verankerung für optische Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung erfordert keine zylindrische Wickelscheibe oder lineare Bindungsrille wie oben beschrieben. Eine herkömmliche Vorrichtung erlaubt nur eine geringere Grenze eines Durchmessers einer Verankerungsscheibe, der von einem zulässigen Biegeradius einer optischen Faser bestimmt ist und macht es schwer, eine lineare Bindungslänge zu verkürzen, wodurch eine Anschlussverbindungsvorrichtung vergrößert wird, wogegen die Verankerung entsprechend der vorliegenden Erfindung es ermöglicht, eine lineare Bindungslänge innerhalb eines konischen Bolzens zu begrenzen, wodurch ein Effekt erzielt wird, eine Anschlussverbindungsvorrichtung kompakt zu gestalten.
Weiterhin erfordert ein Bindungsmittel, welches in der Umgebung einer normalen Temperatur getrocknet wird, eine lange Aushärtezeit und spezielle Ausrüstung zum Einsatz eines UV-härtenden Harzes, wogegen ein heißschmelzendes Bindungsmittel für den Effekt sorgt, die Arbeitszeit zu verkürzen, da das heißschmelzende Bindungsmittel in kurzer Zeit ohne spezielle Ausrüstung behandelt werden kann.
Weiterhin hat die Verankerung für optische Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung ein hohes Arbeitsvermögen, welches hoch genug ist, um hilfreich zu sein, die Herstellungskosten zu verringern, da die Verankerung für optische Fasern die Einstellung einer präzisen Position eines Verankerungsabschnitts in Längsrichtung im Endstadium der Verbindung einer Klemmhülse mit einem Haltestab zulässt und kein durch die Genauigkeit des Verankerungsabschnitts, die ursprünglich etwas gering ist, aufgeworfenes Problem zulässt.

Claims

Verankerung für optische Fasern zur Verwendung in einer Anschlussverbindungsvorrichtung (20) zur Verbindung eines optischen Kabels (50a, 50b) mit einer Baugruppe (1) vom Typ mit loser Umhüllung, in der eine einzelne optische Faser (1a) oder eine Mehrzahl optischer Fasern (1a) in einer zylindrischen Röhre (1d, 2a), die aus einem Metall oder einem synthetischen Harz zusammen mit einem gelartigen Füllmaterial (1c) hergestellt ist, eingeführt ist oder sind, wobei die Verankerung für optische Fasern zur Verankerung der einzelnen optischen Faser (1a) oder der Mehrzahl optischer Fasern (1a), die durch das optische Kabel (50a, 50b) durchgeführt ist oder sind zu verwenden ist, wobei die Verankerung für optische Fasern ein Halteelement (32) in Form eines Stabs aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung für optische Fasern ferner ein heißschmelzendes Bindungsmittel (31, 31a, 31d) in Form einer Röhre mit einem hohlen Abschnitt und eine durch Hitze schrumpfbare Röhre (33) in Form einer Röhre mit einem hohlen Abschnitt umfasst, dass die Verankerung für optische Fasern einen Verankerungsabschnitt (30a) umfasst, der ausgebildet wird durch die Einführung des heißschmelzenden Bindungsmittels (31, 31a, 31d) in den hohlen Abschnitt der durch Hitze schrumpfbaren Röhre (33), das Anordnen des Halteelements (32) in dem hohlen Abschnitt des heißschmelzenden Bindungsmittels, in einem festen Abschnitt des heißschmelzenden Bindungsmittels oder auf einem äußeren Umfangsabschnitt des heißschmelzenden Bindungsmittels (31, 31a, 31d), die Einführung der einzelnen optischen Faser oder mindestens einer aus der Mehrzahl optischer Fasern (1a) in den hohlen Abschnitt des heißschmelzenden Bindungsmittels (31, 31a, 31d), und Erhitzen der durch Hitze schrumpfbaren Röhre (33), wodurch das heißschmelzende Bindungsmittel (31, 31a, 31d) geschmolzen wird und die durch Hitze schrumpfbare Röhre (33) geschrumpft wird, so dass diese mit dem Halteelement (32) und mit der einzelnen optischen Faser oder mindestens einer aus der Mehrzahl optischer Fasern (1a) vereinigt wird, wodurch es der optischen Faser oder den optischen Fasern (1a) ermöglicht wird, durch das Fassen eines Endes des Halteelements (32) durch einen festen Abschnitt der Anschlussverbindungsvorrichtung (20) verankert zu werden.
Verankerung für optische Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungsabschnitt durch die vorherige Einführung des heißschmelzenden Bindungsmittels (31, 31a, 31d) in den hohlen Abschnitt der durch Hitze schrumpfbaren Röhre (33) und die Verbindung des heißschmelzenden Bindungsmittels (31, 31a, 31d) und der durch Hitze schrumpfbaren Röhre (33) zu einer Einheit gebildet wird.
Verankerung für optische Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungsabschnitt durch die vorherige Befestigung und Vereinigung des Halteelements (32) mit dem festen Abschnitt des heißschmelzenden Bindungsmittels (31d) gebildet wird.
Verankerung für optische Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungsabschnitt durch das vorherige Aufbringen des heißschmelzenden Bindungsmittels (31b) auf dem äußeren Umfangsabschnitt des Halteelements (32) gebildet wird.
Verankerung für optische Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltehülse (34) an einem Ende des Halteelements (32) befestigt ist, die an der Anschlussverbindungsvorrichtung (20) so zu befestigen ist, dass das Halteelement (32) von der Anschlussverbindungsvorrichtung (20) mittels der Haltehülse (34) gehalten werden kann.
Verfahren zur Verankerung eines optischen Kabels (50a, 50b) vom Typ mit loser Umhüllung an einer Anschlussverbindungsvorrichtung (20), wobei das optische Kabel vom Typ mit loser Umhüllung eine einzelne optische Faser oder eine Mehrzahl optischer Fasern (1a), die in einer in einer zylindrischen Umhüllung (1d), die aus einem Metall oder einem synthetischen Harz zusammen mit einem gelartigen Füllmaterial (1c) hergestellt ist, eingeführt ist oder sind, umfasst, wobei eine Verankerung für optische Fasern die in das optische Kabel (50a, 50b) eingeführte einzelne optische Faser (1a) oder Mehrzahl optischer Fasern verankert, wobei die Verankerung ein Halteelement (32) in Form eines Stabs umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung für optische Fasern ferner ein heißschmelzendes Bindungsmittel (31, 31a, 31d) in Form einer Röhre mit einem hohlen Abschnitt, eine durch Hitze schrumpfbare Röhre (33) in Form einer Röhre mit einem hohlen Abschnitt und ein Halteelement (32) in Form eines Stabs umfasst, und dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Einführen des heißschmelzenden Bindungsmittels (31, 31a, 31d) in den hohlen Abschnitt der durch Hitze schrumpfbaren Röhre (33), – Anordnen des Halteelements (32) in dem hohlen Abschnitt des heißschmelzenden Bindungsmittels (31, 31a, 31d), in einem festen Abschnitt des heißschmelzenden Bindungsmittels (31, 31a, 31d) oder auf einem äußeren Umfangsabschnitt des heißschmelzenden Bindungsmittels (31, 31a, 31d), – Einführen der einzelnen optischen Faser oder mindestens einer aus der Mehrzahl optischer Fasern (1a) in den hohlen Abschnitt des heißschmelzenden Bindungsmittels (31, 31a, 31d), und – Bilden eines Verankerungsabschnitts (30a) durch Erhitzen der durch Hitze schrumpfbaren Röhre (33), wodurch das heißschmelzende Bindungsmittel (31, 31a, 31d) geschmolzen wird und die durch Hitze schrumpfbare Röhre (33) geschrumpft wird, so dass diese mit dem Halteelement (32) und mit der einzelnen optischen Faser oder der mindestens einen aus der Mehrzahl optischer Fasern (1a) vereinigt wird, wodurch es einem Ende des Verankerungsabschnitts (30a) ermöglicht wird, durch einen festen Abschnitt (11) der Anschlussverbindungsvorrichtung (20) gehalten zu werden, wodurch die einzelne optische Faser oder die mindestens eine aus der Mehrzahl optischer Fasern (1a) verankert wird.