ES2225959T3 - Cable de comunicaciones con fibras opticas. - Google Patents
Cable de comunicaciones con fibras opticas.Info
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Abstract
EL CABLE DE TELECOMUNICACION SEGUN LA INVENCION COMPRENDE FIBRAS OPTICAS (1) Y FIBRAS DE ESTABILIZACION (6) DISPUESTAS EN UNA ENVOLTURA (4) PARA GARANTIZAR SU ACOPLAMIENTO LONGITUDINAL, PARA QUE UNA PARTE DEL ESFUERZO AL QUE ES SOMETIDO EL CABLE SE REPARTE DE MANERA UNIFORME EN EL CONJUNTO DE LAS FIBRAS.
Description
Cable de comunicaciones con fibras ópticas.
La presente invención se refiere a un cable de
telecomunicaciones con fibras ópticas.
De manera general, un cable de fibras ópticas
comprende unas fibras ópticas dispuestas en una envolvente. Se sabe
que para asegurar una buena transmisión de señales, generalmente es
deseable reducir a un mínimo las tensiones mecánicas a las cuales
están sometidas las fibras ópticas a raíz de las manipulaciones del
cable, en particular a raíz de la instalación y la explotación de
éste. Es por esta razón que se ha previsto durante muchos años
asociar las fibras ópticas a un órgano portador de dimensiones
importantes, tal como un junco central y/o un tubo rígido que
asegure un desacoplamiento entre la estructura del cable, en
particular el órgano portante, y las fibras ópticas, con el fin de
que los esfuerzos mecánicos (especialmente los esfuerzos de tracción
longitudinal o de compresión longitudinal) ejercidas sobre el cable
sean soportados por el órgano portante. Cables de este tipo se
describen especialmente en los documentos US 4.913.515 y
4.550.976.
El desacoplamiento entre el órgano portante y las
fibras ópticas puede obtenerse a raíz de la fabricación, previendo
una sobrelongitud de las fibras ópticas respecto al órgano portante,
o interponiendo unas capas de bajo coeficiente de rozamiento y capas
de amortiguación entre las fibras ópticas y el órgano portante. La
realización de cables de estos tipos es onerosa y el cable obtenido
presenta una ocupación de espacio importante respecto al número de
fibras ópticas que contiene.
Con el fin de paliar estos inconvenientes, en el
documento FR-A-2.665.266 se ha
propuesto realizar un cable de fibras ópticas que asegure un
acoplamiento longitudinal entre las fibras ópticas y la envolvente,
de manera que los esfuerzos mecánicos, por ejemplo, los esfuerzos de
tracción o de compresión, se repartan entre la envolvente y las
fibras ópticas. En el modo de realización descrito en dicho
documento, las fibras ópticas se dividen en módulos, cada uno de los
cuales está envuelto en una funda de módulo en contacto con las
fibras ópticas, estando reagrupados los diferentes módulos en una
envolvente en contacto con las fundas de los módulos a fin de
asegurar un acoplamiento longitudinal con éstas. El acoplamiento
longitudinal descrito en ese documento corresponde en la práctica a
una disposición de fibras ópticas sin sobrelongitud con relación a
la envolvente, es decir, de manera tal que un alargamiento o una
compresión de la envolvente comporta un alargamiento o una
compresión de las fibras ópticas.
El esfuerzo que se soporta para cada fibra óptica
debe estar por debajo de un umbral más allá del cual las propiedades
de transmisión de la fibra óptica se verían alteradas en una
proporción inaceptable respecto a las prestaciones requeridas. Se
comprende fácilmente que el cable así realizado puede soportar un
esfuerzo tanto mayor cuanto más grande sea el número de fibras
ópticas.
Además, cuando se desea fabricar cables que
tengan dimensiones variadas, es necesario no sólo disponer de los
utillajes correspondientes para la realización de las envolventes,
sino también detener la línea de fabricación para efectuar un cambio
de utillaje. Por razones de coste de fabricación, es pues preferible
minimizar el número de cables que tengan dimensiones variadas.
Además, entrando el coste de las fibras ópticas en una gran
proporción en el coste de un cable, no es deseable introducir en un
cable un gran número de fibras ópticas con el único objeto de
repartir los esfuerzos en éstas.
Según la invención, se propone un cable de
telecomunicaciones que comporta fibras ópticas dispuestas en una
envolvente de manera que asegure un acoplamiento mecánico
longitudinal tal que un esfuerzo de tracción o de compresión
incidente en el cable se reparta entre las fibras ópticas y la
envolvente, caracterizado porque comporta por lo menos una fibra de
estabilización que tiene un diámetro sensiblemente igual a las
fibras ópticas y propiedades ópticas de transmisión inferiores a las
de dichas fibras ópticas, estando dispuesta la fibra de
estabilización en la envolvente asegurando con ésta un acoplamiento
mecánico longitudinal del mismo tipo que el de las citadas fibras
ópticas, de modo que las fibras de estabilización substituyan fibras
ópticas para soportar una parte del esfuerzo de tracción o de
compresión.
Así, para un cable que contenga un número
reducido de fibras ópticas y tenga una envolvente adecuada para
contener un número de fibras mayor que el número de fibras ópticas,
el espacio que queda libre entre las fibras ópticas se utiliza
ventajosamente para recibir fibras de estabilización que sustenten
una parte de los esfuerzos a los cuales se ve sometido el cable, de
manera que un cable de dimensiones dadas pueda servir para soportar
esfuerzos importantes sea cual fuere el número de fibras ópticas que
contiene. A este respecto se observará que las fibras de
estabilización son de un coste muy reducido, de modo que para un
cable que contenga un número pequeño de fibras ópticas se realiza a
un coste bajo y presentando las mismas cualidades de resistencia a
la tracción o a la compresión que un cable habitualmente de un coste
mucho más elevado. Además, tanto a raíz de la fabricación como a
raíz de la utilización, las fibras de estabilización y las fibras
ópticas presentan, en razón de su diámetro sensiblemente igual, unas
reacciones mecánicas análogas que facilitan la manipulación.
Según un aspecto ventajoso de la invención, las
fibras de estabilización pueden seleccionarse para que tengan unas
propiedades de transmisión próximas a las de las fibras ópticas.
Así, siendo de un coste menos elevado, las fibras de estabilización
pueden utilizarse para transmitir señales de baja definición o a
distancias cortas.
Según otro aspecto ventajoso de la invención con
relación a una envolvente que tenga un coeficiente de dilatación
térmica superior a las fibras ópticas, las fibras de estabilización
tienen un coeficiente de dilatación térmica inferior a la
envolvente. Así, las fibras de estabilización aseguran una
resistencia a la dilatación o a la retracción de la envolvente y
reducen en consecuencia los esfuerzos a los que se hallan sometidas
las fibras ópticas por el hecho de la dilatación o de la retracción
de la envolvente. De preferencia, las fibras de estabilización
tienen un coeficiente de dilatación térmica inferior o equivalente a
las fibras ópticas. Así, la compensación del coeficiente de
dilatación de la envolvente resulta aún mejorada y se puede incluso
obtener un coeficiente de dilatación global de la envolvente y de
las fibras de estabilización igual al coeficiente de dilatación de
las fibras ópticas o poco diferente del de ésta, se manera que
aquéllas no son solicitadas ni en tracción ni en compresión a raíz
de las variaciones de temperatura a las cuales se halla sometido el
cable de fibras ópticas.
Según otro aspecto de la invención, en relación
con un cable de fibras ópticas que comporta varios módulos que
comprenden cada uno por lo menos una fibra óptica encerrada en una
vaina de módulo, el cable según la invención comporta varias fibras
de estabilización repartidas en los módulos. De preferencia, el
cable comporta un número idéntico de fibras en cada módulo. Así, se
puede repartir los esfuerzos de manera equilibrada entre los
diferentes módulos previendo en cada módulo un número de fibras de
estabilización inversa mente proporcional al número de fibras
ópticas en el módulo.
Según otro aspecto de la invención, igualmente
con relación a un cable de varios módulos, las fibras de
estabilización se agrupan en un mismo módulo. La fabricación de los
módulos resulta así simplificada.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán de manifiesto con la lectura de la descripción que
seguirá de tres modos de realización particulares y no limitativos
de la invención, con referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
La figura 1 es una vista en sección de un primer
modo de realización del cable de telecomunicaciones según la
invención.
La figura 2 es una vista en sección de un segundo
módulo de realización del cable de telecomunicaciones según la
invención.
La figura 3 es una vista en sección de un tercer
modo del cable de telecomunicaciones según la invención.
Con referencia a la figura 1, el cable de
telecomunicaciones según la invención comporta, en el modo de
realización representado, una serie de fibras ópticas 1 cada una de
las cuales está revestida de una capa de identificación coloreada 2.
Las fibras ópticas se dividen en módulos que, en el ejemplo
representado, comprenden dos o tres fibras ópticas. Cada módulo está
envuelto por una vaina de módulo 1 de reducido espesor fácilmente
rasgable, por ejemplo, de polietileno, de polipropileno o de una
poliamida de preferencia extruida en un módulo de fibras
simultáneamente al tendido y a la asociación de las fibras.
Las vainas de módulo 1 están de preferencia
coloreadas a fin de distinguir los módulos unos de otros, y el
espesor de la vaina varía en algunas milésimas de milímetro, de
preferencia entre una centésima de milímetro y una décima de
milímetro. El reducido espesor de la vaina de módulo 3 evita someter
a las fibras 1 a esfuerzos de alargamiento y de compresión a raíz de
los ciclos térmicos y permite una realización económica.
El conjunto de los módulos 3 se reagrupa en una
envolvente 4, de preferencia constituido por una capa extruida de un
material de reducido coeficiente de dilatación, con bajos efectos de
relajación y gran resistencia mecánica dada por un módulo de
elasticidad elevado, y reforzada por órganos de refuerzo 5 de
preferencia dispuestos según dos pares de fibras tangentes
diametral-mente opuestos. Los órganos de refuerzo 5
tienen de preferencia un coeficiente de dilatación térmica inferior
al de l material formante de la envolvente 4. Los órganos de
refuerzo 5 son, por ejemplo, fibras de vidrio, fibras de carbono o
fibras de aramida puestas rígidas o no, presentado estas últimas un
coeficiente de dilatación térmica ligeramente negativo que favorece
una compensación del coeficiente de dilatación de la materia que
constituye la envolvente 4.
Además, en los módulos se disponen unas fibras de
estabilización 6. En el modo de realización de la figura 1, las
fibras de estabilización están en número suficiente para que el
número total de fibras en cada módulo, es decir, las fibras ópticas
y las fibras de estabilización, sea igual a cuatro. Las fibras de
estabilización tienen un diámetro sensiblemente igual al de las
fibras ópticas y presentan propiedades mecánicas próximas a las
fibras ópticas. Cuando la envolvente 4 tiene un coeficiente de
dilatación térmica superior a las fibras ópticas 1, las fibras de
estabilización 6 tiene de preferencia un coeficiente de dilatación
térmica inferior al de la envolvente 4 o incluso inferior al de las
fibras ópticas, a fin de ejercer una resistencia a las variaciones
de longitud de la envolvente si es posible para que el coeficiente
térmico global resultante de la envolvente y de las fibras de
estabilización sea sensiblemente igual al de las fibras ópticas. A
este fin, las fibras de estabilización son de preferencia fibras de
vidrio, fibras de carbono o fibras de aramida.
Las fibras ópticas 1 y las fibras de
estabilización 6 están dispuestas de manera que aseguren un
acoplamiento longitudinal con la envolvente 4. En el modo de
realización de la figura 1, el acoplamiento longitudinal entre las
fibras y la envolvente 4 se obtiene disponiendo las fibras sin
sobrelongitud en la envolvente 4 de manera que una variación de
longitud de la envolvente 4 en tracción o en compresión implique un
reparto de las tensiones en el mismo sentido en el conjunto de las
fibras.
La figura 2 ilustra un segundo modo de
realización que se distingue del primer modo de realización por el
solo hecho de que la envolvente 4 no comporta ningún órgano de
refuerzo. Ese modo de realización es particularmente adecuado para
un cable que comporta un gran número de fibras ópticas 1 y/o de
fibras de estabilización 6 o esté sometido a un esfuerzo
pequeño.
La figura 3 ilustra un tercer modo de realización
del cable según la invención en el cual los elementos idénticos se
han designado por idénticas referencias numéricas. En ese modo de
realización, la envolvente 4 comporta una capa extruida 7 de un
material de bajo coeficiente de dilatación, de reducidos efectos de
relajación y de alta resistencia mecánica, recubierta por una
segunda capa 8 cuya función es asegurar la presentación final del
cable y su resistencia a la abrasión, y reducir su coeficiente de
frotamiento para minimizar los esfuerzos en el momento de su
colocación en un conducto tubular.
En ese modo de realización, las fibras de
estabilización 6 están reagrupadas en el seno de un solo módulo
envuelto en una vaina de módulo 3 y el acoplamiento longitudinal se
asegura aquí poniendo por una parte las fibras en contacto una con
otras en el seno de un módulo y poniendo la envolvente 4 en contacto
con los módulos a fin apretar ligeramente a éstos sin crear
tensiones en ellos.
Se observará que por el hecho de su reducido
diámetro, sensiblemente igual al de las fibras ópticas y por el
hecho de sus propiedades físicas similares a las de las fibras
ópticas, las fibras de estabilización y las fibras ópticas son
totalmente intercambiables, de manera que pueden utilizarse un mismo
utillaje y una misma línea de fabricación para realizar cables que
presenten números variados de fibras ópticas teniendo al mismo
tiempo las prestaciones mecánicas y cuyas prestaciones de
transmisión para cada fibra óptica.
Debe entenderse que la invención no se limita a
los modos de realización descritos y que se pueden aportar variantes
de realización sin apartarse del marco de la invención tal como se
define en las reivindicaciones.
En particular, aunque la invención se haya
descrito con relación a cables en que las fibras ópticas se reparten
según los módulos, se puede realizar la invención disponiendo
directamente las fibras ópticas 1 y las fibras de estabilización 6
en una envolvente 4 e incluso disponer las fibras de estabilización
en el exterior de los módulos que contienen las fibras ópticas.
Se puede igualmente prever el refuerzo de la
envolvente 4 mediante una o varias capas de mechas de vidrio o de
mechas de aramida a fin de aumentar la resistencia mecánica del
cable, conservando un coeficiente de frotamiento reducido con la
elección de una capa externa apropiada.
Claims (10)
1. Cable de telecomunicaciones, del tipo que
comporta unas fibras ópticas (1) dispuestas en el interior de una
envolvente (4) que tiene una resistencia mecánica suficientemente
fuerte para asegurar entre la envolvente y las fibras ópticas un
acoplamiento mecánico longitudinal tal que un esfuerzo de tracción o
de compresión sobre el cable se reparta entre las fibras ópticas y
la envolvente, caracterizado porque comporta por lo menos una
fibra de estabili-zación (6) que tiene un diámetro
sensiblemente igual al de las fibras ópticas y propiedades ópticas
de transmisión inferiores a las de las citadas fibras ópticas,
estando dispuesta la fibra de estabilización (6) dentro de la
envolvente (4), asegurando con ésta un acoplamiento mecánico
longitudinal del mismo tipo que el de las fibras ópticas, de manera
que las fibras de estabilización substituyan a las fibras ópticas
para soportar una parte del esfuerzo de tracción o de
compresión.
2. Cable de telecomunicaciones, según la
reivindicación 1, caracterizado porque la fibra de
estabilización presenta propiedades mecánicas similares a las de las
fibras ópticas.
3. Cable de telecomunicaciones, según la
reivindicación 1, caracterizado porque la fibra de
estabilización presenta propiedades de transmisión similares a las
de las fibras ópticas.
4. Cable de telecomunicaciones, según la
reivindicación 1, en el cual la envolvente (4) tiene un coeficiente
de dilatación térmica superior al de las fibras ópticas (1),
caracterizado porque la fibra de estabilización (6) tiene un
coeficiente de dilatación térmica inferior al de la envolvente
(4).
5. Cable de telecomunicaciones, según la
reivindicación 4, caracterizado porque la fibra de
estabilización (6) tiene un coeficiente de dilatación térmica
inferior o equivalente al de las fibras ópticas (1).
6. Cable de telecomunicaciones, según la
reivindicación 5, caracterizado porque el coeficiente global
de la envolvente es sensiblemente igual al coeficiente de dilatación
de las fibras ópticas.
7. Cable de telecomunicaciones, según la
reivindicación 1, caracterizado porque la envolvente (4)
contiene varios módulos que comprenden cada uno de ellos por lo
menos una fibra óptica (1) envuelta en una vaina de módulo (3), y
porque en los módulos están repartidas varias fibras de
estabilización (6).
8. Cable de telecomunicaciones, según la
reivindicación 7, caracterizado porque comporta un número
idéntico de fibras (1, 6) en cada módulo.
9. Cable de telecomunicaciones, según la
reivindicación 1, caracterizado porque la envolvente (4)
contiene varios módulos que comprenden cada uno de ellos por lo
menos una fibra óptica (1) envuelta en una vaina de módulo, y porque
en el seno de un mismo módulo están agrupadas varias fibras de
estabilización (6).
10. Cable de telecomunicaciones, según la
reivindicación 9, caracterizado porque comporta un módulo que
sólo comporta fibras de estabilización (6).
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