DE19940432A1

DE19940432A1 - Coupling device for joining optical fibres to optical components

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Publication number: DE19940432A1
Application number: DE1999140432
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2001-04-05

Abstract

The device has a housing (G) for receiving the optical components (K). One end of a glass fibre (F) is terminated by a male plug (S), and the other end is fed to the optical components via a loose tube sheath (H) fixed to the housing. When it enters the housing, the glass fibre leaves the fixed loos tube sheath, and passes in at least one loop of minimum allowable bending radius before it reaches the optical components. The minimum allowable bending radius is defined as the radius at which light can still be carried in the fibre in accordance with statistical attenuation and/or aging parameters.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

Bei optischen Komponenten mit faseroptischen Eingangs- und Ausgangsports (faseroptische Komponenten), wie z. B. Verzwei gern, Fanout-Komponenten, Isolatoren usw., werden die Ein gangsport- und Ausgangsportfasern mit einem Hohladermantel vesehen. Hierbei handelt es sich um ein zusätzliches ver stärkendes Mantelmaterial, das das vom Hersteller gelieferte Mantelmaterial (Primärcoating) umgibt. Die derart versehenen Komponenten können damit rauhen Umgebungsbedingungen (-25°C . . . . +70°C) standhalten. Ein derart ummantelter Lichtwellen leiter wird mit dem Begriff "ruggedized fiber" bezeichnet.For optical components with fiber optic input and Output ports (fiber optic components), such as B. branch like, fanout components, isolators, etc., the ones gait sport and exit port fibers with a hollow core sheath see. This is an additional ver strengthening sheath material that the one supplied by the manufacturer Jacket material (primary coating) surrounds. Those so provided Components can therefore withstand harsh environmental conditions (-25 ° C. . . Withstand + 70 ° C). Such a sheathed light wave conductor is referred to with the term "ruggedized fiber".

Der Hohladermantel ist in der Regel fest mit dem (meist klei nen) Gehäuse der optischen Komponente verbunden. In Fig. 1 sind die entsprechenden Verhältnisse aufgezeigt. Demgemäß ist ein Gehäuse G vorgesehen, das die optische Komponente K um gibt. Optische Fasern F (Glasfaser) werden beidseitig an die optische Komponente K herangeführt. Der Hohladermantel H wird bis zum offenen Faserende geführt, wo die optische Faser F mit LWL(Lichtwellenleiter)-Stecker S abgeschlossen (konfek tioniert) ist. Der stabile Hohladermantel gewährleistet auf diese Weise eine Zugentlastung zwischen LWL-Stecker und Kom ponentengehäuse und schützt die empfindlichen Fasern vor Druck und Zug.The hollow core sheath is usually firmly connected to the (usually small) housing of the optical component. The corresponding relationships are shown in FIG. 1. Accordingly, a housing G is provided which gives the optical component K around. Optical fibers F (glass fiber) are brought to the optical component K on both sides. The hollow core sheath H is guided up to the open fiber end, where the optical fiber F is terminated with fiber optic (fiber optic) connector S. The stable hollow core jacket ensures strain relief between the fiber optic connector and the component housing and protects the sensitive fibers from pressure and tension.

Als Basismaterial für die Hohladermäntel wurde bislang viel fach PVC verwendet. Aus Umweltschutzgründen wird jedoch zu nehmend auf PVC-Ersatzstoffe zurückgegriffen. Diese sind als halogenarme Kunststoffe ausgebildet. Dabei entsteht jedoch das Problem, daß bei Wärmeeinwirkung auf mit Hohladermantel versehene optische Komponenten insbesondere die aus UL-geli stetem (Widerstandsfähigkeit gegenüber Brennbarkeit) und ha logenarmem Kunststoff bestehenden Hohladermäntel in ihrer Länge um 0,5 oder mehr Prozent im Gegensatz zu den im Inneren angeordneten Glasfasern schrumpfen.So far, a lot has been used as the base material for the hollow vein sheaths PVC used. For environmental reasons, however using PVC substitutes. These are as low-halogen plastics. However, this creates the problem that when exposed to heat with a hollow core jacket provided optical components, in particular those made of UL geli constant (resistance to flammability) and ha low-core plastic existing hollow vein sheaths in their Length by 0.5 or more percent unlike those inside arranged fibers shrink.

Infolge dieser Schrumpfung des Mantelmaterials werden die Glasfasern im Inneren des Hohladermantels gestaucht. Ist die Ausweichmöglichkeit der Fasern im Hüllschlauch ausgeschöpft, werden die Fasern in einem unzulässig kleinen Radius gebogen (Microbending-Effekt). Als Folge ergibt sich eine dramati sche Zunahme der Einfügedämpfung, die zuerst bei der Licht wellenlänge 1550 nm, später auch bei 1300 nm meßbar ist. An Biegestellen mit meßbarem Microbending hat eine Glasfaser außerdem eine entsprechend reduzierte Lebenserwartung. Ziel ist daher, bei faseroptischen Komponenten Microbending-Ef fekte zu vermeiden.As a result of this shrinkage of the jacket material Glass fibers compressed inside the hollow core jacket. Is the The possibility of evading the fibers in the cladding tube has been exhausted, the fibers are bent in an impermissibly small radius (Microbending effect). As a result, there is a dramati cal increase in insertion loss, first in the light wavelength 1550 nm, later also at 1300 nm can be measured. On Bends with measurable microbending have an optical fiber also a correspondingly reduced life expectancy. aim is therefore microbending-Ef avoid fects.

Beim Stand der Technik haben sich zur Lösung dieses Problems Verfahren herauskristallisiert, mit denen der Kunstoff vorher z. B. mit einem Elektronenstrahl behandelt wird. Ein Schrumpf ungsprozeß kann aber auch hier nicht vollständig vermieden werden. Diese Verfahren sind zudem in der Regel sehr aufwen dig, die derart behandelten Mantel daher sehr teuer.The prior art have been found to solve this problem Process crystallized out with which the plastic previously e.g. B. is treated with an electron beam. A shrink The process cannot be completely avoided here either become. These procedures are usually very expensive dig, the coat treated in this way is therefore very expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, wie der Mikrobending Effekt mit einfachen Mitteln vermieden werden kann.The invention has for its object a device specify how the microbending effect with simple means can be avoided.

Die Erfindung wird, ausgehend vom Oberbegriff von Patentan spruch 1, durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merk male gelöst.The invention is based on the preamble of Patentan saying 1, by the note specified in the characterizing part times solved.

Vorteilhaft an der Erfindung ist insbesondere, daß die faser optische Komponente auch bei größeren Temperaturschwankungen funktionsfähig bleibt. Die Einfügedämpfung verändert sich bei Alterung der Komponente ebensowenig, wie die Funktionsfähig keit der faseroptischen Komponente von Schrumpfungseigen schaften der Hüllschlauchmaterialien unberührt bleibt. Vor teilhaft ist insbesondere, daß keine aufwendige Vorbehandlung des PVC-freien Hüllschlauchmaterials erforderlich ist.A particular advantage of the invention is that the fiber optical component even with large temperature fluctuations remains functional. The insertion loss changes at The aging of the component is no more than the functionality of the fiber optic component of shrinkage properties the envelope tube materials remains unaffected. Before It is particularly advantageous that no expensive pretreatment is required PVC-free envelope material is required.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen vorgesehen.Advantageous developments of the invention are in the sub claims provided.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines figürlich dar gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to a figure presented embodiment explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Schema eines herkömmlichen Komponentengehäuses mit einem konfektionierten Hüllschlauch Fig. 1 schematic of a conventional component housing with a prefabricated sleeve

Fig. 2 Schema eines Komponentengehäuses mit der erfindungs gemäßen Längenausgleichvorrichtung Fig. 2 Scheme of a component housing with the length compensation device according to the Invention

Fig. 3 Schema eines Gehäuses mit Längenausgleichvorrichtung für ein 1 × 4 Fanout-Kabel. Fig. 3 Scheme of a housing with length compensation device for a 1 × 4 fanout cable.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgezeigt. Demgemäß ist ein Gehäuse G vorgesehen, in dem eine optische Komponenten K angeordnet ist. Mit dem Gehäuse G sind die als Hüllschläuche H ausgebildeten Hohladermäntel fest verbunden. Die Hüllschläuche H umgeben die Glasfaser F und sind ebenso mit LWL-Steckern S fest verbunden.The device according to the invention is shown in FIG . Accordingly, a housing G is provided in which an optical component K is arranged. The hollow wire sheaths, which are designed as sheathings H, are firmly connected to the housing G. The enveloping tubes H surround the glass fiber F and are also firmly connected to fiber optic connectors S.

Die Glasfaser F der einzelnen Ports verlassen beim Eintritt in das Gehäuse G den hier fixierten Hüllschlauch H und voll führen innerhalb des Gehäuses G auf dem Weg zur optischen Komponente K eine Schleife. Diese weist einen Faserwickel mit einem minimal zulässigem Biegeradius auf. The glass fibers F of the individual ports leave upon entry into the housing G the cladding tube H and full fixed here lead inside the housing G on the way to the optical Component K a loop. This has a fiber roll a minimum permissible bending radius.

Schrumpfen die Hüllschläuche H aufgrund von Wärmeeinwirkung, so ist die Glasfaser F zwar steckerseitig fixiert. Gehäuse seitig kann sie aber in das Gehäuse G hineinwandern ohne ge staucht zu werden. Bei diesem Wandervorgang der Glasfaser F nehmen die im Gehäuseinnern abgelegten Faserwickel im Durch messer entsprechend zu. Das Gehäuse G ist jedoch so ausge legt, daß eine einkalkulierte Zunahme des Wickeldurchmessers möglich ist und fängt den Faserüberstand auf.Shrink the casing tubes H due to heat, so the glass fiber F is fixed on the connector side. Housing but it can migrate into the housing G without ge to be upset. During this migration process of the glass fiber F take the fiber packages stored inside the housing in the through knife accordingly. The housing G is so out, however specifies that a calculated increase in the winding diameter is possible and catches the fiber overhang.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Glasfaser F nicht in einem unzulässig kleinen Radius gebogen wird, womit der Microbending-Effekt vermieden ist. Hierbei werden ferner Schutz- und Zugentlastungsfunktion des Hohladermantels nicht beeinträchtigt.This ensures that the glass fiber F is not is bent in an impermissibly small radius, with which the Microbending effect is avoided. Here, further The protective and strain relief function of the hollow core sheath is not impaired.

In Fig. 3 sind die Verhältnisse für eine faseroptische 1 × N- Fanout Glasfaser MF (Multifiber) aufgezeigt. Ein N-fach aus gebildetes Glasfaserbandkabel MF wird hier zu N Einzelglas faserkabel EF₁ . . . EF_N aufgespalten. Gemäß Fig. 3 ist N = 4.In Fig. 3, the conditions for a fiber optic 1 x N fiber optic fanout MF (multi-fiber) are shown. A fiber optic ribbon cable MF formed N-fold here becomes N single fiber optic cables EF ₁ . , , EF _N split. Referring to FIG. 3 N = 4.

Sowohl das Mehrfaserkabel MF als auch die Einzelglasfaserka bel EF₁ . . . EF₄ sind an ihren äußeren Schnittstellen mit LWL- Steckern S konfektioniert. Die gehäuseseitigen Enden der Hüllschläuche H sind am Gehäuse G fixiert. Ein Längenaus gleich der Einzelglasfaserkabel EF₁ . . . EF₄ bei schrumpfendem Hüllschlauch H ist nur innerhalb des Gehäuses G durch die einkalkulierte Zunahme des Wickeldurchmessers möglich. Das Gehäuse G wird z. B. derart ausgelegt, daß alle Kabel das Ge häuse an derselben Schmalseite verlassen. In diesem Fall muß das Gehäuse eine ausreichende Länge zur Aufnahme der Faser wickel aufweisen. Im Montagefall (bei B. O. L. (Begin of Life) der Komponente) darf der minimale Biegeradius der Faser (25 mm lt. Bellcore-Norm TR_NWT-000078) nicht unterschritten werden. In dieser Norm sind statistische Berechnungen der Dämpfungs- und Alterungsparameter zugrundegelegt. Dabei wird davon ausgegangen, daß im Falle, daß eine Faser zu stark ge bogen wird, die Dämpfungsparameter sich derart verändern, daß das Licht die Faser verläßt. Da die Dämpfungsparameter eine statistische Größe sind, wächst mit dem zu starken Biegen le diglich die Wahrscheinlichkeit dafür, daß das Licht die Faser verläßt.Both the MF multi-fiber cable and the EF ₁ single-fiber cable. , , EF ₄ are assembled with fiber optic connectors S at their outer interfaces. The ends of the casing tubes H on the housing side are fixed to the housing G. A length compensation equal to the single fiber optic cable EF ₁ . , , EF ₄ with shrinking envelope tube H is only possible within the housing G due to the calculated increase in the winding diameter. The housing G is z. B. designed so that all cables leave the Ge housing on the same narrow side. In this case, the housing must have a sufficient length to accommodate the fiber winding. In the case of assembly (for BOL (Begin of Life) of the component), the minimum bending radius of the fiber (25 mm according to Bellcore standard TR_NWT-000078) must not be undercut. This standard is based on statistical calculations of the damping and aging parameters. It is assumed that in the event that a fiber is bent too strongly, the attenuation parameters change such that the light leaves the fiber. Since the attenuation parameters are a statistical quantity, the likelihood that the light leaves the fiber increases with the excessive bending.

Gleiches gilt für die Alterungsparameter. Wird eine Faser zu irgend einem Zeitpunkt zu stark gebogen, sinkt statistich die Lebensdauer. Damit wächst ebenfalls die Wahrscheinlichkeit dafür, daß das Licht zu einem späteren Zeitpunkt (Mikrorisse) die Faser verläßt.The same applies to the aging parameters. Will a fiber too bent too strongly at any point in time, the statistical drop Lifespan. This also increases the probability for the fact that the light at a later time (micro cracks) the fiber leaves.

Claims

1. Device for connecting glass fibers with optical components, with
a housing (G), which is used to hold the optical components (K), one end of the glass fiber (F) being terminated with at least one connector (S) and the remaining end via a hollow core jacket (G) fixed to the housing (G) H) the optical component (K) is supplied,
characterized by
that the glass fiber (F) leaves the fixed hollow core jacket (H) when entering the housing (G) and executes at least one loop with a minimally permissible bending radius in the housing (G) on the way to the optical component (K).

2. Device according to claim 1, characterized, that the at least one connector (S) out as a fiber optic connector forms is.

3. Device according to claim 1, 2, characterized, that the minimum allowable bending radius of a glass fiber (F) as the bending radius is defined, at which the light is given statistical damping and / or aging parameters straight is still feasible in the glass fiber (G).