УСТРОЙСТВО РАЗДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН Российский патент 1999 года по МПК G02B6/44 G02B6/38 

Настоящее изобретение относится к разным компонентам для использования в оптоволоконной сети, в частности для сращивания, раздели и разделения волокон.

Оптические волокна в основном очень малы, хрупки и поэтому легко повреждаются, и, как результат, при их установке и использовании нужно быть очень осторожным. Для того чтобы избежать повреждений и потерь светового потока, волокно нельзя сильно сгибать и нельзя подвергать неблагоприятным условиям окружающей среды. Как хорошо известно, каждое волокно имеет так называемый критический радиус изгиба, после превышения которого световой поток будет теряться из волокна. Поэтому оптоволоконная система должна иметь такую конфигурацию, чтобы ни одно из ее волокон не было изогнуто свыше этого критического радиуса. Также волокна не должны даже временно изгибаться во время их установки выше еще меньшего радиуса изгиба, при котором произойдет постоянное повреждение. Эти требования налагают ограничения на конструкцию компонентов оптоволоконных сетей.

Компоненты в оптоволоконной системе должны размещать кабели и содержащиеся в них оптические волокна, например, у окончаний кабелей, в местах сращивания кабелей и в устройствах разветвления волокон. Это предполагает тщательное расположение волокон, например, для того, чтобы позволить легкий доступ к каждому из многих мест сращивания волокон и для хранения запасных отрезков волокон.

Для выполнения этих требований было сделано много предложений. Например, в патенте США N 4840449 (фирма AT&T) описывается устройство для размещения и сращивания, позволяющее хранить разные отрезки избыточного волокна.

Устройство размещения волокон имеет пару разделенных цилиндров, расположенных на основании, и лоток для сращивания, имеющий противоположные стороны для входа оптических волокон. Избыточное волокно направляется вокруг одного или обоих цилиндров и под лотком для сращивания через ряд проходов разной длины для обеспечения хранения разных отрезков оптического волокна. Используются петли по часовой стрелке, против часовой стрелки и петли в виде восьмерки для направления каждого оптического волокна к заранее определенной стороне входа лотка для сращивания, не нарушая ограничений по радиусу изгиба волокна.

В патенте США N 4627686 описан лоток для сращивания оптических волокон и кабелей, содержащий основание, ряд средств хранения оптических волокон, связанных с основание, и средство размещения оптического волокна, прикрепленное к основанию. Вокруг периферии основания имеется ряд вертикальных стенок, конечный участок которых изгибается внутрь к центру основания.

Задачей изобретения является создание устройства для размещения оптических волокон, в котором используется устройство для разделения волокон, обеспечивающее удобство направления волокон к устройствам хранения без значительных оптических потерь.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для размещения оптических волокон, содержащее выходное отверстие, ряд входных отверстий и направляющую для волокон, ограничивающую волокно, проходящее между входным и выходным отверстиями, до минимального радиуса изгиба, по крайней мере равного критическому радиусу изгиба волокна, содержит устройства для разделения оптических волокон, расположенные у каждого входного отверстия и включающие в себя средство для его закрепления и возможность снятия с устройства для размещения оптических волокон, первый проход для удерживания большей волоконной трубки и один или большее число вторичных проходов для удерживания меньших волоконных трубок с обеспечением прохождения волокон между больше и меньшей трубками без значительных потерь светового потока.

В частных случаях выполнения устройства
- один или несколько вторичных проходов выполнены в виде одного прохода, частично подразделенного проходящими вовнутрь выступами для отдельного удерживания или для облегчения размещения в нем трубок,
- поперечное сечение одного или нескольких вторичных проходов выполнено, в принципе, в виде ряда перекрывающих друг друга кругов,
- трубки установлены в проходах посредством посадки с натягом,
- один или несколько вторичных проходов имеют форму для удержания от двух до шести отдельных трубок,
- каждый первый проход и один или несколько вторичных проходов выполнены, в принципе, прямыми, при этом первые проходы, в принципе, соосны с осью вторичного прохода или с осью группы вторичных проходов,
- средство для закрепления с возможностью снятия устройства удержания волоконных трубок снабжено упругим упором,
- упругий упор содержит две ножки, как минимум одна из которых выполнена с зубцом, причем ножки выполнены с возможностью плотного вхождения в отверстие устройства для размещения оптических волокон,
- направляющая для волокна выполнена в виде цилиндра устройства для размещения, размещенного по отношению к отверстиям таким образом, что волокно, проходящее между выходным отверстием и любым из указанных входных отверстий, ограничено внешней поверхностью цилиндра до указанного минимального радиуса изгиба,
- оно дополнительно имеет сквозное отверстие, проходящее через лицевую поверхность, на которой расположены входные отверстия, выходные отверстия и направляющие для волокон, к противоположной поверхности устройства,
- направляющая для волокон выполнена в виде цилиндра устройства для размещения, являющегося полым для обеспечения прохода свободного конца волокна от входных отверстий или выходных отверстий ко внутренней части цилиндра для хранения в нем с минимальным радиусом изгиба, большим, чем тот, при котором волокно получает постоянное повреждение,
- каждое входное отверстие имеет средство контроля изгиба, находящееся рядом с ним, для направления волокна, проходящего через это отверстие, к направляющей для волокон.

Устройства согласно этому изобретению предпочтительно используются с устройством для размещения, имеющим ряд таких прорезей, например, как минимум 8, расположенных в ряд вдоль одного конца. Таким образом большое количество входящих волокон можно закрепить в любом большом количестве положений, в зависимости от направления которому нужно следовать. Другие траектории устройства для размещения могут включать в себя лотки для размещения и т.д. для целей сращивания или разветвления волокон.

Изобретение далее иллюстрируется в связи с сопроводительными чертежами, на которых:
Фиг.1 и 2 показывают устройства для размещения оптических волокон предыдущих разработок;
Фиг. 3 - это вид в перспективе устройства для размещения этого изобретения;
Фиг.4 а-е показывают разные другие виды устройства для размещения;
Фиг.5 а-е показывают разные направления волокон в устройстве для размещения;
Фиг.6 а-е показывают устройство разделения оптических волокон;
Фиг. 7 показывает корпус для сращивания волокон, включающий в себя устройство для размещения оптических волокон;
Фиг. 8 показывает ряд лотков устройства для размещения для использования с ним.

На фиг. 1 показано устройство для размещения оптических волокон предыдущих разработок, описанное в патенте США N 4640449 (AT&T). Оптоволоконный кабель 1, содержащий оптические волокна 2, закреплен в устройстве для размещения оптических волокон посредством стойки для привязывания кабеля 3. Волокна проходят через входное отверстие 4 и хранятся вокруг цилиндров 5, выступающих на лицевой поверхности 6. Оптические волокна проходят под лотком для сращивания 7, где закрепляется участок сращивания между ними. Следует заметить, что нет средств для отдельного размещения ряда входящих кабелей или волокон, нет средств обращения с темным волокном, и можно иметь дело только с кабелями, входящими в плоскости лицевой поверхности 6.

Устройство для размещения оптических волокон предыдущих разработок, описанное в патенте США N 4627686 (Siecor), показано на фиг.2. Здесь входящие кабели 1 расположены друг рядом с другом и волокна 2, которые они содержат, просто направлены вокруг основания устройства для размещения и удерживаются его боковыми стенками. Кабели удерживаются на месте зажимом 3. Средство расположения волокон 7 содержит ряд прорезей, которые могут удерживать участки сращивания волокон для соединения с выходящим кабелем, показанным вверху в левой части чертежа. Хотя эта конструкция позволяет разделывать несколько входящих волокон 1, она дает малую гибкость направления и хранения волокон.

На фиг.3 показано устройство для размещения оптических волокон, имеющее первую лицевую поверхность, отчасти ограниченную первой (на чертеже вверху слева) и второй (на чертеже ниже справа) противоположными краевыми частями, причем первая лицевая поверхность
1) содержит ряд входных отверстий 8, 9, расположенных вдоль первой краевой части;
2) содержит выходное отверстие 10, 11 с каждой стороны второй краевой части;
3) содержит два цилиндра устройства для размещения 13, 14, расположенных между первой и второй краевыми частыми;
4) имеет сквозное отверстие 12, которое проходит через нее к противоположной лицевой стороне устройства для размещения;
причем входные отверстия 8, 9 содержат ряд прорезей для размещения устройств разделки волоконных трубок (предпочтительно устройств разделения волокон фиг. 6 а-е) и ряд изогнутых стенок 16, 17 для сдерживания волокон, покидающих эти трубки, до минимального радиуса изгиба, равного, как минимум критическому радиусу изгиба волокна.

(Эти прорези можно удобно называть отверстиями, поскольку их функция - размещать входящие волокна; однако нужно отметить, что волокна не проходят через прорези).

Цилиндры 14, 13 предпочтительно такие, что волокно, проходящее между любыми из стенок 16, 17 и выходными отверстиями 10, 11 ограничено внешней поверхностью одного или обоих цилиндров 13, 14 до минимального радиуса изгиба, по крайней мере равного критическому радиусу изгиба волокна, причем цилиндры 13, 14 предпочтительно полые, позволяя свободному концу волокна проходить от одного из отверстий, обычно из входных отверстий 8, 9, во внутреннюю часть цилиндров. Волокна будут храниться в цилиндрах с минимальным радиусом изгиба, большим, чем тот, при котором они получают постоянное повреждение. Этот минимальный радиус изгиба может быть больше критического радиуса изгиба волокна, поскольку в случае темного волокна заботит более постоянное повреждение, чем потеря светового потока.

Сквозное отверстие 12 проходит от выпуклой части 18 лицевой поверхности устройства для размещения под углом к его вектору радиуса у этой части (т.е. не радиально и предпочтительно близко к касательной), так что волокно, проходящее через отверстие 12 и над выпуклой поверхностью 18, ограничивается максимальным радиусом изгиба, как минимум равным его критическому радиусу изгиба.

Устройство для размещения предпочтительно имеет боковые стенки или другие удерживающие средства 19, а цилиндры предпочтительно имеют крючки или другие удерживающие средства 20, помогающие направлять волокна.

Дальнейшие виды устройства для размещения можно видеть на фиг.4 а-е. Например, на фиг. 4е можно увидеть, что стенки 12А сквозного отверстия 12 изгибаются вдоль траектории к цилиндрам 13, 14. Эта кривизна может возникнуть от все большего расширения поперечного сечения сквозного отверстия 12 по направлению к лицевой стороне, показанной на фиг.4а. В результате сквозное отверстие 12 включает в себя в принципе прямой проход от одной лицевой поверхности к противоположной лицевой поверхности, что позволяет легко вставлять оптические волокна. Вероятно, это лучше всего можно увидеть на фиг.4b. Поэтому можно видеть, что волокно, проходящее через отверстие 12 к цилиндрам 13, 14, ограничено до данного минимального радиуса изгиба.

Как видно особенно из фиг.3, цилиндры 13, 14 полые, что позволяет свободному концу волокна проходить от одного из отверстий к внутренней части цилиндров, где его можно хранить. Полые цилиндры имеют прорези 15 в своих стенках, через которые может проходить такое волокно.

Входные отверстия 8, 9, как видно, имеют средства для контроля изгиба в виде в принципе взаимно концентрических изогнутых стенок 16, 17. Устройство для размещения имеет зеркальную симметрию относительно линии АА и в результате средства для контроля организованы в две группы 16, 17, где стенки искривляются в противоположных направлениях.

На фиг.5 а-е показано, как гибко устройство для размещения размещает разные конфигурации и длины волокон. На фиг.5а волокно входит в устройство для размещения из отверстия 12 и выходит через выходные отверстия 10 и 11. Кроме того, какое-то темное волокно выходит через отверстие 12 и хранится в цилиндре 13. Здесь устройство для размещения предназначено для использования с другими компонентами, такими как лотки для сращивания оптических волокон, размещающие участки сращивания волокон или/и волоконные ответвители. Устройство для размещения выровнено относительно основной пластины, несущей такие лотки, с правой стороны которых может иметься канал для размещения волокон, входящих в лотки для сращивания, и с правой стороны которых может иметься канал, размещающий волокна, выходящие из лотков для сращивания. Эти проходы произвольно можно назвать входной бороздкой и выходной бороздкой, хотя не должно подразумевать какое-либо направление распространения света.

На фиг.5b волокна входят через входные отверстия 8 (показано только несколько из них), проходят через средства контроля изгиба 16 и выходят из устройства для размещения через отверстия 12. Кроме того, волокна входят через входные отверстия 9, проходят через средство контроля изгиба 17 и снова выходят через отверстие 12.

На фиг.5с волокна входят через входные отверстия 8 и выходят через выходное отверстие 10 и входят входные отверстия 9 и выходят через выходное отверстие 11.

На фиг.5d волокна входят через входные отверстия 8 и выходят через выходное отверстие 11.

На фиг.5е волокна входят через выходное отверстие 10 и выходят через выходное отверстие 11.

Устройство разделения оптических волокон показано на фиг.6а-е. Его можно закрепить с возможностью снятия, например, в прорезях, содержащих входные отверстия 8, 9 устройства для размещения фиг.3. Это можно сделать посредством упругих упоров, включающих в себя, например, показанные две ножки, одна из которых зазубрена для зацепления поверхности стенки, образующей прорезь. Как видно, устройство разделения имеет первый проход для удержания большей волоконной трубки (показана пунктиром у верхней правой стороны) и 4 вторичных прохода (на чертеже внизу слева) для удержания ряда меньших волоконных трубок. Как видно, волокна в таких трубках могут проходить между большей трубкой и каждой меньшей трубкой без изгиба, который вызвал бы значительную потерю светового потока. В показанном примере осуществления изобретения 4 вторичных прохода содержат один проход, частично подразделенный проходящими вовнутрь выступами для удержания в них трубок. Точная форма таких выступов не является критической, но в предпочтительном примере осуществления выступы получаются вследствие того, что вторичные проходы имеют поперечное сечение в принципе в виде ряда частично перекрывающих друг друга кругов. Таким образом трубки удерживаются посадкой с натягом. Хотя показаны 4 прохода, могут быть другие количества для примера от 2-6.

На фиг. 7 показано описанное выше устройство для размещения, герметизированное внутри корпуса для сращивания, показанного в частичном разрезе для обозрения устройства размещения 21. Корпус для сращивания содержит основание 22 и куполообразную крышку 23. Основание 22 имеет разные круглые отверстия 24 и овальное отверстие 25. К основанию прикреплена рама или другая опора 26, к которой прикреплено устройство для размещения. Имеется вторая опора или рама 27, отделенная от рамы или опоры 26 промежутком 28. Этот промежуток 28 может содержать петли волокна от входящих и выходящих кабелей, которые не срощены внутри корпуса и потому обходят устройство для размещения 21. Может иметься второе устройство для размещения 21 на задней стороне рамы или опоры 27, и потому его не видно. Затем оба устройства для размещения могут сообщаться через свои сквозные отверстия 12. Могут иметься лотки для размещения в пространстве 29, содержащие участки сращивания или/и разветвления волокон. Таким образом, кабели, входящие в отверстие 25, могут разветвляться так, что некоторые из волокон в этих кабелях входят в устройство для размещения 21, как показано на фиг.5а-е, и могут выходить из устройства 21 к лоткам для сращивания, расположенным в пространстве 29. Здесь волокна будут сращиваться или разветвляться, и волокна, с которыми они сращены или которые разветвлены, могут снова входить в устройство для размещения 21 и наконец выходить из него, как снова показано на фиг.5а-5е. Другие волокна от входящего кабеля могут образовывать петли в пространстве 28 и затем выходить через отверстие. В общем случае, это будет осуществляться путем выбора петли кабеля длиной приблизительно 2 метра, и эта петля вставляется в овальное отверстие 25. Некоторые из волокон, составляющих петлю, будут просто хранится в пространстве 28, а другие будут отрезаться и подаваться в устройство для размещения 21. Эта петля кабеля может образовывать часть кольца или ветки в оптоволоконной сети. Волокна, выходящие из круглых отверстий 24 после из сращивания с обрезанными волокнами этой петли могут проходить к абонентам или использоваться для образования еще одной ветки.

На фиг.8 показаны лотки для оптических волокон, которые можно разместить в пространстве 29 или иначе использовать в сочетании с устройством для размещения 21.

Модуль 30, показанный на фиг.8, в который можно заранее установить волокна, содержит ряд лотков 31, шарнирно установленных на монтажное устройство 32, которое, в свою очередь, фиксировано на основании 33. Как можно видеть, лотки 31 имеют средства для хранения петлей волокон и для закрепления участков сращивания или разветвления волокон. Этот модуль может быть установлен посадкой с защелкой или иным образом прикреплен в пространстве 29 фиг. 7, и содержащиеся в нем волокна затем сращены с волокнами, покидающими устройство для размещения 21.

Во избежании сомнений, следует отметить, что это изобретение предусматривает создание разных компонентов, узлов, систем и способов размещения, хранения и защиты оптических волокон. Любые из разных описанных компонентов можно использовать с любым или любыми такими компонентами.

Устройство для размещения оптических волокон содержит выходное отверстие, ряд входных отверстий и направляющую для волокон, ограничивающую волокно, проходящее между каждым входным и выходным отверстиями, до минимального радиуса изгиба, по крайней мере равного критическому радиусу изгиба волокна. Устройство разделения оптических волокон включает в себя средство удержания волоконных трубок и содержит средство для закрепления с возможностью снятия устройства к устройству для размещения оптических волокон. Средство удержания волоконных трубок содержит первый проход для удержания большей волоконной трубки и один или несколько вторичных проходов для удержания ряда меньших волоконных трубок с обеспечением прохождения волокна между большой трубкой и каждой меньшей трубкой без значительной потери светового потока. Уменьшены оптические потери, устранена возможность повреждения волокон при хранении. 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство для размещения оптических волокон, содержащее выходное отверстие, ряд входных отверстий и направляющую для волокон, ограничивающую волокно, проходящее между входным и выходным отверстиями до минимального радиуса изгиба, по крайней мере равного критическому радиусу изгиба волокна, отличающееся тем, что каждое входное отверстие снабжено устройством для разделения оптических волокон, включающим в себя средство для его закрепления с возможностью снятия с устройства для размещения оптических волокон, первый проход для удерживания большей волоконной трубки и один или большее число вторичных проходов для удерживания меньших волоконных трубок, с обеспечением прохождения волокон между большей и меньшей трубками без значительных потерь светового потока. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что один или несколько вторичных проходов выполнены в виде одного прохода, частично подразделенного проходящими во внутрь выступами для отдельного удерживания или для облегчения размещения в нем трубок. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что поперечное сечение одного или нескольких вторичных проходов выполнено, в принципе, в виде ряда перекрывающих друг друга кругов. 4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что трубки установлены в проходах посредством посадки с натягом. 5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что один или несколько вторичных проходов имеют форму для удержания от двух до шести отдельных трубок. 6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что каждый первый проход и один или несколько вторичных проходов выполнены, в принципе, прямыми, при этом первые проходы, в принципе, соосны с осью вторичного прохода или с осью группы вторичных проходов. 7. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что средство для закрепления с возможностью снятия устройства удержания волоконных трубок снабжено упругим упором. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что упругий упор содержит две ножки, как минимум одна из которых выполнена с зубцом, причем ножки выполнены с возможностью плотного вхождения в отверстие устройства для размещения оптических волокон. 9. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что направляющая для волокна выполнена в виде цилиндра устройства для размещения, размещенного по отношению к отверстиям таким образом, что волокно, проходящее между выходным отверстием и любым из указанных входных отверстий, ограничено внешней поверхностью цилиндра до указанного минимального радиуса изгиба. 10. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит один или большее число лотков для размещения волокна, подаваемого из входных или выходных отверстий. 11. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно имеет сквозное отверстие, проходящее через лицевую поверхность, на которой расположены входные отверстия, выходные отверстия и направляющие для волокон, к противоположной поверхности устройства. 12. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что направляющая для волокон выполнена в виде цилиндра устройства для размещения, являющегося полым для обеспечения прохода свободного конца волокна от входных отверстий или выходных отверстий ко внутренней части цилиндра для хранения в нем с минимальным радиусом изгиба большим, чем тот, при котором волокно получает постоянное повреждение. 13. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что каждое входное отверстие имеет средство контроля изгиба, находящееся рядом с ним, для направления волокна, проходящего через это отверстие, к направляющей для волокон.