Cable autoportante totalmente dieléctrico que tiene un alto número de fibras.

Cable de fibra óptica autoportante totalmente dieléctrico (400),

que comprende: un elemento de refuerzo central,dieléctrico que se extiende longitudinalmente (402); una pluralidad de tubos de protección que se extiendenlongitudinalmente (410) helicoidalmente trenzados en una sola capa alrededor del elemento de refuerzo central enuna configuración S-Z; al menos 864 fibras ópticas agrupadas en haz (412) dentro de los tubos de protección, almenos un elemento de refuerzo dieléctrico externo (420) que se extiende alrededor de la una sola capa de tubos deprotección, y una cubierta exterior (424) que rodea el elemento de refuerzo externo; una cubierta polimérica interior(418) situada entre los tubos de protección trenzados y el elemento de refuerzo externo, en el queel elemento de refuerzo exterior incluye múltiples hebras de material que tienen alta resistencia a la tracción, en elque una primera mitad de las hebras está enrollada en sentido horario alrededor de la cubierta interior y la segundamitad de las hebras está enrollada en el sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de la cubierta interior ,el cable de fibra óptica es autoportante en una instalación aérea,

caracterizado porque

los tubos de protección están trenzados alrededor del elemento de refuerzo central en una configuración S-Z conuna disposición de longitud de menos de 220 mm, y

las fibras ópticas están unidas como haces (412) con hilos codificados por color.

Cable autoportante totalmente dieléctrico que tiene un alto número de fibras

Campo técnico

El campo de la técnica de la presente invención es el de cables autoportantes totalmente dieléctricos (ADSS) que contiene fibras ópticas. Más específicamente, el campo de la presente invención se refiere a los cables ADSS que contienen más de 288 fibras ópticas.

Antecedentes Los cables de comunicaciónes que incluyen fibras ópticas han sido desplegados en muchos tipos de instalaciones. Por ejemplo, los cables de fibra óptica a menudo se instalan bajo tierra, ya sea enterrándolos directamente o soplándolos a través de los conductos. Otra opción de instalación ha sido la de suspender los cables de forma aérea entre postes, al igual que las líneas telefónicas tradicionales.

De estos procedimientos, la instalación aérea ha ganado popularidad. Cuesta menos desplegar cables sobre el suelo que por debajo del suelo, y la instalación aérea hace que el cable de fibra óptica sea de más fácil acceso para su mantenimiento o reparación. Además, los cables instalados encima del suelo tienden a ser menos susceptibles a los daños, los que pueden suceder a cables instalados en el suelo mediante una excavación no intencional.

Mientras que los cables de fibra óptica se instalan típicamente por vía aérea mediante la suspensión de ellos entre los postes, esta técnica aplica tensiones en el cable a las que los cables en otras instalaciones no se enfrentan. Por ejemplo, la instalación aérea imparte tensiones de tracción sustanciales en el cable causada por el peso del cable suspendido entre los postes. El viento, la nieve y el hielo pueden aumentar estas tensiones. La exposición al medio ambiente también puede someter el cable a las tensiones térmicas del clima. Las tensiones de la tracción y térmicas pueden aumentar la atenuación en las fibras ópticas, afectando negativamente su rendimiento como medio de comunicación. Amarrar el cable a alambres de suspensión puede disminuir las tensiones de la tracción, pero introduce otros problemas. Es decir, los alambres de suspensión aumentan significativamente el coste de la instalación y, como conductores, pueden atraer rayos. Los rayos pueden dañar seriamente el cable de fibra óptica.

En resumen, los cables de fibra óptica, instalados de forma aérea tienen que soportar el aumento de las tensiones que surgen de la suspensión y la necesidad de evitar atraer los rayos. Los cables convencionales de este tipo son típicamente de diseño de tubo holgado, donde las fibras están alojadas en una pluralidad de tubos de protección enroscados alrededor de un elemento de refuerzo central. El diseño de tubo holgado permite a las fibras moverse dentro de los tubos de protección y evitar la absorción de tensión o deformación en el cable. Por otra parte, los materiales en el cable son exclusivamente dieléctricos para evitar los rayos y permite que el cable se coloque en la región de potencia del poste. Los cables son, por lo tanto, llamados cables totalmente dieléctricos, autoportantes (ADSS) .

Los cables ADSS están diseñados para reducir las tensiones en las fibras ópticas. La deformación de la fibra es un mecanismo de pérdida en las fibras ópticas que puede ocurrir si el cable está sometido a fuerzas de tracción, ya sea mediante la instalación o la temperatura, o de las fuerzas de compresión. La deformación de la fibra puede causar la pérdida de señal en las fibras ópticas. Un elemento de refuerzo central y elementos de refuerzo generalmente externos se incluyen en cables ADSS para ayudar a soportar la tensión y las tensiones térmicas. También, las fibras ópticas a menudo tienen exceso de longitud para que puedan moverse libremente dentro de los tubos de protección.

La figura 1 muestra una vista en sección transversal generalizada de un típico cable ADSS 102. El cable ADSS 102 incluye, en su núcleo, un elemento de refuerzo central 104, que es capaz de soportar y controlar la resistencia a la tracción significativa y tensiones térmicas a las que el cable ADSS puede estar sujeto. Típicamente, el elemento de refuerzo central 104 puede estar hecho de plástico reforzado con fibra de vidrio. El elemento de refuerzo central 104 puede tener una cubierta o un recubrimiento 106 de material polimérico, tal como, por ejemplo, una poliolefina o un revestimiento de polietileno.

Una pluralidad de tubos de protección 108 rodea el elemento de refuerzo central 104. Cada tubo de protección 108 incluye una pluralidad de fibras ópticas 110 dentro del mismo. Un material de relleno a base de gel puede ser introducido en el interior del tubo de protección 108 para servir como una barrera física para el agua que accidentalmente penetre en el interior del tubo de protección 108. Una cinta 112 hinchable en agua, una cubierta interior 114 que se utiliza para aislar el núcleo óptico, y elementos de refuerzo exteriores 116 respectivamente rodean los tubos de protección 108. Una cubierta exterior 118 protege el exterior del cable. Un cordón de apertura 120 proporciona un medio para abrir fácilmente la cubierta del cable para acceder a las fibras durante la instalación o reparación.

Cables ADSS conocidos que tienen la estructura de la figura 1 han tenido una capacidad máxima de 288 fibras. Los cables ADSS convencionales con número de fibras superior han seguido uno de dos enfoques alternativos.

En un diseño, mostrado en la figura 2, se añade una segunda capa de tubos de protección alrededor de la primera

capa. En este diseño de dos capas, una capa primera o interna de tubos de protección 202 está directamente en contacto con o trenzada con el elemento de refuerzo central 204, similar al diseño en la figura 1. Para aumentar el número de fibras, una segunda capa o capa externa de tubos de protección 206 se coloca sobre y se fija a la capa primera o interna de tubos de protección 202. Los tubos de protección en la segunda capa tienen sustancialmente las mismas dimensiones que los tubos en la primera capa. Una cinta de bloqueo o hinchable en de agua 208 puede ser insertada entre las dos capas 202 y 206. Otras características del diseño de dos capas pueden ser similares a los del cable ADSS de la figura 1.

En otro diseño, las fibras sueltas en el cable ADSS convencional de la figura 1 se sustituyen con las fibras de la cinta. Las cintas de fibra óptica son matrices planas de fibras que están unidas entre sí como una unidad. A través de la unión, las cintas proporcionan una mayor densidad de fibras por unidad de área. Las cintas pueden ser ventajosamente empalmadas por fusión en masa, ahorrando en instalación y costes de mantenimiento. En consecuencia, para la misma estructura de cable, un cable ADSS generalmente puede proporcionar un mayor número de fibras usando cintas en vez de fibras sueltas o agrupadas en haz.

La patente US 6.185.351 describe un cable ADSS que usa fibras de cinta. La figura 3 reproduce una vista en sección transversal del cable de la patente US 6.185.351. Como se muestra en la figura 3, pilas de fibras de cinta 302 están encerradas en seis tubos de protección 304 en el cable 300, que conduce a un recuento total de fibra que excede 288. Dependiendo de la cantidad de fibra, las pilas de cinta 302 en el cable 300 pueden ser rectangulares o de forma cuadrada. Las pilas de cinta 302 están generalmente torcidas en una hélice para ayudar a mantener la forma de la pila. Generalmente, las fibras ópticas de las pilas de cinta 302 se mantienen unidas mediante un material de unión de matriz curable por ultravioleta o de otro material de unión adecuado.

Los solicitantes han observado que los intentos conocidos para un cable ADSS que tiene un número de fibras en exceso de 288 tienen varias desventajas. El diseño de dos capas de la figura 2, por ejemplo, expone las fibras ópticas a una tensión excesiva en una instalación aérea. Específicamente, al estar en contacto inmediato con el elemento de refuerzo central 204, la primera capa de los tubos de protección 202 está generalmente bien protegida contra las tensiones a la tracción y térmica desde el medio ambiente. En aplicaciones estáticas, tales como en enterradas directamente o aplicaciones de conducto, cuando la deformación del cable es mínima, la segunda capa de tubos de protección 206 también puede ser protegida adecuadamente. Sin embargo, la capa interior de los tubos de protección puede llegar a ser desacoplada de la capa exterior y causar problemas, ya sea inmediatamente después de la instalación o en el tiempo. Por otra parte, los cables ADSS en instalaciones aéreas están sujetos a vibración eólica significativa, la exposición directa a las condiciones ambientales hostiles, y otras condiciones que crean tensión sustancial... [Seguir leyendo]

1. Cable de fibra óptica autoportante totalmente dieléctrico (400) , que comprende: un elemento de refuerzo central, dieléctrico que se extiende longitudinalmente (402) ; una pluralidad de tubos de protección que se extienden longitudinalmente (410) helicoidalmente trenzados en una sola capa alrededor del elemento de refuerzo central en una configuración S-Z; al menos 864 fibras ópticas agrupadas en haz (412) dentro de los tubos de protección, al menos un elemento de refuerzo dieléctrico externo (420) que se extiende alrededor de la una sola capa de tubos de protección, y una cubierta exterior (424) que rodea el elemento de refuerzo externo; una cubierta polimérica interior

(418) situada entre los tubos de protección trenzados y el elemento de refuerzo externo, en el que el elemento de refuerzo exterior incluye múltiples hebras de material que tienen alta resistencia a la tracción, en el 10 que una primera mitad de las hebras está enrollada en sentido horario alrededor de la cubierta interior y la segunda mitad de las hebras está enrollada en el sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de la cubierta interior ,

el cable de fibra óptica es autoportante en una instalación aérea,

caracterizado porque los tubos de protección están trenzados alrededor del elemento de refuerzo central en una configuración S-Z con 15 una disposición de longitud de menos de 220 mm, y

las fibras ópticas están unidas como haces (412) con hilos codificados por color.

2. El cable autoportante totalmente dieléctrico de la reivindicación 1, en el que el alargamiento del cable de hasta 0, 55% bajo carga axial resulta menos de 0, 1% de deformación en las fibras ópticas.

3. El cable autoportante totalmente dieléctrico de la reivindicación 1, que comprende además una cinta hinchable en 20 agua (422) situada entre el al menos un elemento de refuerzo exterior y la cubierta exterior.

4. El cable autoportante totalmente dieléctrico de la reivindicación 1, que comprende además material de bloqueo del agua (414) dentro de la pluralidad de tubos de protección.