DE3513858A1 - Unterwasser-nachrichtenuebertragungskabel mit optischen fasern - Google Patents

Description

W 45 169

Unterwasser-Nachrichtenübertragungskabel mit optischen Fasern

Die Erfindung betrifft Unterwasser-Nachrichtenübertragungskabel mit optischen Fasern und insbesondere ein solches Kabel, welches auf großer Tiefe arbeiten kann und daher in einer Umgebung, die insbesondere einen beträchtlichen hydrostatischen Druck auf das Kabel ausübt.

Diese ernsthaften Umgebungsbedingungen, unter denen ein Unterwasserkabel mit optischen Fasern arbeiten muß, erfordern, daß maximale Aufmerksamkeit darauf gerichtet wird, irgendeine Gefahr für ein Zusammendrücken oder Zusammenquetschen des Kabels zu vermeiden und damit die Gefahr eines Kollabierens der Kabelstruktur zu vermeiden.

Tatsächlich würde ein Kollabieren oder Zusammenfallen oder Zusammendrücken des Kabels Änderungen der Gestalt der Struktur seines Querschnitts hervorrufen, und in dem Fall, in welchem diese Strukturänderungen denjenigen Teil betreffen würden, in welchem die optischen Fasern angeordnet sind, würden diese mechanischen Beanspruchungen unterworfen werden.

Die Folge könnte ein Reißen oder Brechen der optischen Fasern sein, die bekanntlich sehr empfindlich sind, und bei einem Brechen der Fasern würde das Kabel außer Betrieb gesetzt werden.

Ein Außerbetriebsetzen des Kabels könnte auch ohne ein Reißen oder einen Bruch der optischen Fasern auftreten, wenn die auf

die Fasern ausgeübten mechanischen Beanspruchungen zu einer Dämpfung oder Schwächung der übertragenen Signale führen würden,

Aus dem genannten Grund ist bei bekannten Ünterwasserkabeln mit optischen Fasern ein Metallgebilde vorgesehen, welches rund um die Zone angeordnet ist, in welcher die optischen Fasern sich befinden. Die Dicke des Metallgebildes vergrößert sich mit zunehmender Verlegungstiefe des Kabels, um das Metallgebilde gegenüber der Wirkung des hydrostatischen Druckes widerstandsfähig zu machen.

Ein Beispiel von bekannten Unterwasser-Nachrichtenübertragungskabeln mit optischen Fasern ist in der englischen Patentschrift 2 021 282 beschrieben.

Das bekannte Kabel, welches als zur Verlegung in großen Tiefen besonders geeignet angesehen wird, ist mit einem Metallgebilde versehen, welches gegenüber in radialer Richtung des Kabels wirkenden Druckbeanspruchungen widerstandsfähig ist, und dieses Metallgebilde ist rund um einen Kern angeordnet, der die optischen Fasern enthält.

Weiterhin ist bei dem gerade genannten bekannten Kabel ein gegenüber Zugbeanspruchungen widerstandsfähiges Gebilde vorgesehen, welches bei allen Unterwasserkabeln erforderlich ist, um die Verlegungsvorgänge ausführen zu können, und bei dem bekannten Kabel ist dieses Gebilde rund um das Metallgebilde angeordnet, welches gegenüber den in radialer Richtung des Kabels wirkenden Druckbeanspruchungen widerstandsfähig ist.

Ein anderes Beispiel eines bekannten Unterwasserkabeis mit optischen Fasern ist in der australischen Patentanmeldung 74368/81 beschrieben.

Auch das in dieser Patentanmeldung beschriebene Kabel ist dort, wo die optischen Fasern in Nuten aufgenommen sind,

die an der Oberfläche eines zylindrischen Kernes vorgesehen sind, mit einem Metallmantel versehen, der um das Gebilde aus optischen Fasern und zylindrischem Kern herum angeordnet ist. Weiterhin ist eine mechanisch widerstandsfähige Bewehrung aus Stahldrähten vorgesehen, die rund um den Mantel angeordnet ist

Aus dem Aufbau der bekannten Unterwasserkabel mit optischen Fasern ist ersichtlich, daß die Fachwelt dieses Gebietes es als erforderlich angesehen hat, eine mechanisch widerstandsfähige Bewehrung vorzusehen, welche das Bündel von optischen Fasern umgibt, und daß die Bewehrung umso größere Abmessungen haben muß, je größer die Tiefe ist, auf welcher das Kabel verlegt werden soll.

Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß die Metallbewehrung, welche die optischen Fasern umgibt, sich in großem Abstand von der neutralen Biegeachse des Kabels befindet, die bekanntlich mit der geometrischen Achse des Kabels übereinstimmt. Der sich hieraus ergebende Nachteil besteht darin, daß ein negativer Einfluß auf die Biegsamkeit des Kabels ausgeübt wird, wodurch die Verlegungsvorgänge schwierig und kompliziert v/erden.

Schließlich ergibt sich durch das Vorhandensein großer Mengen an Metall je Meter Kabellänge bei den bekannten Kabeln eine Erhöhung der Gefahr des Blindwerdens (blinding) der optischen Fasern als Folge des Wasserstoffs, der sich aus den Metallen entwickeln und mit den optischen Fasern in Berührung treten kann.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Unterwasser-Nachrichtenübertragungskabel mit optischen Fasern zu überwinden, insbesondere bei solchen Kabeln, die auf großer Tiefe verlegt werden sollen.

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Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Unterwasser-Nachrichtenübertragungskabel mit optischen Fasern, welches einen zylindrischen Kern aufweist, an dessen Außenfläche schraubenlinienförmige Nuten vorgesehen sind, in deren jeder wenigstens eine optische Faser aufgenommen ist. Der zylindrische Kern ist in einem wasserdichten Metallmantel eingeschlossen. Gemäß der Erfindung ist ein solches Kabel dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kern aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, in welches eine Bewehrung eingebettet ist und welches an der Bewehrung befestigt ist, die radial innen angeordnet ist und deren Achse mit der Achse des Kabels übereinstimmt. Die Bewehrung ist aus einem kompakten, gegen Verdrehung beständigen Strang gebildet, und die zwischen den den Strang bildenden Drähten vorhandenen Räume sind mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt. Die schraubenlinienförmigen Nuten des zylindrischen Kernes nehmen die optischen Fasern auf, die ebenfalls mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt sind. Das Kabel besitzt keine gegenüber mechanischen Beanspruchungen widerstandsfähige Bewehrung, die radial auswärts der Zone, in welcher die optischen Fasern angeordnet sind, und diese Zone umgebend angeordnet wäre.

In der vorliegenden Beschreibung umfaßt der Ausdruck "inkompressibles Fluid" flüssige Substanzen, vorzugsweise viskose Substanzen und auch Substanzen mit hoher Viskosität, mit der Ausnahme von Gas.

Der kompakte, gegen Verdrehung widerstandsfähige Strang, der die Bewehrung eines Unterwasserkabels gemäß der Erfindung darstellt, ist so dimensioniert, daß er im wesentlichen allen Zugbeanspruchungen widerstehen kann, die während des Verlegens des Kabels auftreten.

Weiterhin sind die optischen Fasern in den schraubenlinienförmigen Nuten lose aufgenommen, die mit einem inkompressiblen

Fluid gefüllt sind, und die Fasern können nackt oder bloß vorhanden sein oder sie können einen Schutz haben, und zwar entweder einen sogenannten festen Schutz oder einen losen Schutz.

Im letzteren Fall umgeben die Nuten wenigstens ein Rohr oder einen Schlauch, das bzw. der mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist, wobei wenigstens eine optische Faser lose aufgenommen ist, und wobei der Raum zwischen dem Rohr oder Schlauch und der Nut mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist der Raum zwischen den Rohren oder Schläuchen und den Nuten mit einem Kunststoffmaterial gefüllt, welches in die Nuten eindringt und allen Raum rund um die Rohre oder Schläuche füllt oder schließt. Dieses Kunststoffmaterial gehört zu einer Schicht, die zwischen dem Metallmantel und der Auß-enfläche des zylindrischen Kernes aus Kunststoffmaterial angeordnet ist.

Auf diese Weise hat das zwischen dem Metallmantel und der Außenfläche des zylindrischen Kernes aus Kunststoffmaterial angeordnete Kunststoffmaterial Rippen, die ein Profil annehmen, welches zu dem Profil der in den schraubenlinienförmigen Nuten aufgenommenen Rohre oder Schläuche komplementär ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht eines Teiles eines Unterwasser-Nachrichtenübertragungskabels mit optischen Fasern gemäß der Erfindung, wobei Teile weggebrochen sind, um den Aufbau zu zeigen.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines Kabels gemäß der Erfindung.

Fig. 3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilschnittansicht einer Besonderheit eines Kabels gemäß der Erfindung nach einer weiteren abgewandelten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt ein Unterwasser-Nachrichtenübertragungskabel mit optischen Fasern gemäß der Erfindung, welches insbesondere dafür geeignet ist, auf großer Tiefe verlegt zu werden, wobei unter einer großen Tiefe eine Tiefe von mehr als 1000 Metern zu verstehen ist.

Gemäß Fig. 1 umfaßt das Kabel einen zylindrischen Kern 1 aus Kunststoffmaterial, in welches eine Bewehrung 2 eingebettet ist und welches an der Bewehrung 2 befestigt ist, die derart angeordnet ist, daß sie die radial innerste Stellung des Kernes 1 einnimmt, wobei die Achse" der Bewehrung 2 mit der Achse 3 des Kabels übereinstimmt.

Die Bewehrung 2 ist derart dimensioniert, daß sie im wesentlichen allen Zugbeanspruchungen widerstehen kann, die an das Kabel während der Verlegung angelegt werden, und sie weist einen kompakten gegen Verdrehung beständigen Strang auf, der aus einer Mehrzahl von Drähten 4 aus einem Material gebildet ist, welches einen sehr hohen Widerstand gegen Zugbeanspruchung hat. Beispielsweise ist dieses Material Stahl.

Die Drähte 4, welche den die Bewehrung 2 darstellenden Strang bilden, sind in überlappenden oder übereinanderliegenden gleichachsigen Lagen schraubenlinienförmig vorgesehen, und die Wicklungsrichtung der Drähte 4 einer Lage ist zu der Wicklungsrichtung der Drähte 4 der benachbarten Lagen entgegengesetzt. Auf diese Weise erleidet der Strang, wenn er Zugbeanspruchungen unterworfen wird, keine Verdrehungen und er hat eine sehr gute Biegsamkeit.

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Weiterhin können die Drähte 4 im Querschnitt Kreisgestalt oder eine Gestalt haben, die dazu geeignet ist, die zwischen benachbarten Drähten vorhandenen Räume zu verkleinern, beispielsweise Trapezgestalt, Z-ähnliche Gestalt o.dgl.

Die Räume 5, die zwischen den Drähten 4 unvermeidbar vorhanden sind, sind mit einem praktisch inkompressiblen Fluid gefüllt, beispielsweise mit Petroleumgel, einem Silikonfett o.dgl.

Rund um den die Bewehrung 2 des Kabels darstellenden kompakten/ gegen Verdrehung beständigen Strang und in dem zylindrischen Kern 1 radial innen befindet sich eine Schicht 6 aus Kunststoffmaterial. Die Schicht 6 ist an der Außenfläche der Bewehrung 2 befestigt und irgendein Raum, der zwischen diesen beiden Elementen 2 und 6 vorhanden sein könnte, ist mit einem praktisch imkompressiblen Fluid gefüllt, beispielsweise mit dem gleichen inkompressiblen Fluid, welches die Räume 5 zwischen den Drähten 4 füllt.

Ein Kunststoffmaterial für die Bildung der Schicht 6 kann beispielsweise ein Polyolefin wie Polyäthylen sein. Vorzugsweise, ohne jedoch die Erfindung dadurch zu beschränken, wird das Kunststoffmaterial für die Schicht 6 unter denjenigen Materialien ausgewählt, die den niedrigsten Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, wie beispielsweise Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyamid o.dgl.

Die Außenfläche des Kernes 1 ist mit schraubenlinienförmigen Nuten 7 versehen, die mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt sind ähnlich demjenigen Fluid, welches die Räume 5 zwischen den Drähten 4 der Bewehrung 2 füllt.

Jede schraubenlinienförmige Nut 7, deren Charakteristiken später noch im einzelnen erläutert werden, nimmt wenigstens eine optische Faser 8 lose auf.

Ein wasserdichter Metallmantel 9 ist rund um den zylindrischen Kern 1 vorhanden und befindet sich mit dessen Außenfläche in Berührung.

Der Metallmantel 9 bildet eine Schließwand für die Nuten 7, die vollständig mit inkompressiblem Fluid gefüllt sind und in denen die optischen Fasern 8 lose aufgenommen sind. Daher befinden sich zwischen dem Metallmantel 9 und dem zylindrischen Kern keine Räume, die von Material frei sind.

Der Metallmantel 9 hat nur die Funktion, Wasserdichtheit zu gewährleisten, und er stellt für das Kabel keine Bewehrung dar, die gegenüber den Beanspruchungen in Längsrichtung und in Querrichtung widerstandsfähig ist, und er muß in der Praxis eine solche Bewehrung auch nicht darstellen.

Der Metallmantel hat eine Dicke von beispielsweise einigen zehntel Millimetern. Allgemein hat die Dicke des Mantels 9 den minimalen Wert, der sich aus den Konstruktionsanforderungen ergibt, und diese Dicke bleibt im wesentlichen konstant unabhängig von der Tiefe, auf welcher das Kabel verlegt werden und arbeiten soll.

Wenn der Mantel 9 aus Aluminium besteht, kann er durch Extrusion erhalten werden. Alternativ kann der Mantel 9 erhalten werden durch Längswickeln eines Metallbandes auf den Kern, beispielsweise eines Bandes aus Aluminium oder aus einem anderen Metallmaterial, und zwar derart, daß die Längskanten des Bandes sich in Berührung miteinander befinden und durch einen Lötvorgang festgelegt werden. Wenn die Längskanten des Bandes sich überlappen, werden sie mit Mastix o.dgl. abgedichtet.

Rund um den Metallmantel 9 befindet sich eine Schicht 10 aus Kunststoffmaterial, beispielsweise aus Polyolefin wie Polyäthylen .

Andere in Fig. 1 nicht dargestellte Lagen oder Schichten können auf der Schicht 10 vorhanden sein, beispielsweise eine an sich bekannte Schicht zum Schutz gegen Schiffsschrauben, jedoch braucht keine dieser Schichten in der Praxis durch ihr Vorhandensein eine mechanisch widerstandsfähige Bewehrung für das Kabel darzustellen.

Auf diese Weise hat ein Kabel gemäß der Erfindung keine gegenüber mechanischen Beanspruchungen widerstandsfähige Bewehrung radial außerhalb der Zone, die von den optischen Fasern eingenommen ist, und damit auch nicht außerhalb des wasserdichten Mantels.

Wie zuvor gesagt, sind in den schraubenlinxenformigen Nuten 7, die mit einem praktisch inkompressiblen Fluid gefüllt sind, die optischen Fasern 8 lose aufgenommen.

Die Nuten 7 haben an der Außenfläche des Kernes 1, in welcher sie gebildet sind, eine Breite und eine Tiefe von nicht größer als 5 mm.

Die in den schraubenlinxenformigen Nuten 7, welche mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt sind, lose aufgenommenen optischen Fasern 8 können blank oder bloß sein. Sie können aber auch mit einem Schutz versehen sein, und zwar mit einem sogenannten "festen" Schutz oder mit einem losen Schutz.

Der genannte "feste" Schutz für eine optische Faser besteht daraus, daß die optische Faser mit wenigstens einer Lage oder Schicht aus Kunststoffmaterial überzogen oder bedeckt ist, welches an der Faser anhaftet.

In dem Fall, in welchem die optischen Fasern einen losen Schutz haben, d.h., wenn eine optische Faser in einem Rohr oder Schlauch aufgenommen ist, kann dieses aus Kunststoff-

material oder aus Metallmaterial bestehen und es ist mit einem praktisch inkompressiblem Fluid gefüllt, beispielsweise mit Petroleumgel, einem Silikonfett o.dgl.

Die Dicke der Wand des Rohres oder Schlauches hängt von der Gesamtheit der Räume ab, in denen das praktisch inkompressible Fluid nicht vorhanden ist, wobei solche Räume aus irgendeinem Grunde in dem Rohr oder Schlauch vorhanden sein können.

Tatsächlich ist es bei einem nicht vollständigen Füllen des Rohres oder Schlauches mit dem praktisch inkompressiblem Fluid für das Rohr oder den Schlauch erforderlich, per se einen höheren mechanischen Widerstand gegen die in radialer Richtung wirkende Druckbeanspruchung zu haben, und zwar einen umso höheren Widerstand, je kleiner die Abstützung ist, die an der Innenwand des Rohres oder Schlauches durch das praktisch inkompressible Fluid geliefert wird.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Unterwasserkabels mit optischen Fasern gemäß der Erfindung.

Das Kabel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem Kabel gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß zwischen dem Metallmantel 9 und der Außenfläche des Kernes 1 eine Schicht 11 aus Kunststoffmaterial angeordnet ist. Das die Schicht 11 bildende Kunststoffmaterial kann das gleiche oder ein anderes Material wie dasjenige sein, welches die Schicht des Kernes 1 bildet.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Schicht 11 aus Kunststoffmaterial eine rohrartige Schicht mit einer Innenfläche zylindrischer Gestalt und kreisförmigem Querschnitt, und diese Innenfläche steht in direkter Berührung mit der Außenfläche des Kernes 1.

Demgemäß bildet die Innenfläche der rohrartigen Schicht 11 eine Schließwand für die Nuten 7, die mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt sind und die optischen Fasern 8 lose aufnehmen .

Bei einer nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsform füllt das Kunststoffmaterial der Schicht 11 die Nuten 7, die das praktisch inkompressible Fluid enthalten und die optischen Fasern lose aufnehmen, teilweise. Gemäß dieser abgewandelten Ausführungsform ragen von der Innenfläche der Schicht 11 Rippen vor, die in die Nuten 7 eingreifen.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 2 und bei der gerade beschriebenen und nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsform können die in den schraubenlinienförmigen Nuten 7 lose aufgenommenen optischen Fasern blank oder bloß sein oder mit einem festen Schutz oder einem losen Schutz gemäß vorstehender Beschreibung versehen sein.

Wenn bei einem Kabel gemäß der Erfindung die optischen Fasern mit einem losen Schutz versehen sind, gibt es eine weitere abgewandelte Ausführungsform, die sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet und die in Fig. 3 dargestellt ist.

Gemäß Fig. 3 befindet sich in jeder schraubenlinienförmigen Nut 12 an der Außenfläche des Kabelkernes 1 ein Rohr oder Schlauch 13 aus Kunststoffmaterial oder aus Metallmaterial, welches bzw. welcher mit einem praktisch inkompressiblen Fluid gefüllt ist, beispielsweise mit Petroleumgel, einem Silikonfett o.dgl., und das Rohr bzw. der Schlauch 13 nimmt eine optische Faser 14 auf.

Die schraubenlinienförmigen Nuten 12 haben im Querschnitt einen Boden mit Kreisprofil, dessen Radius der gleiche ist

wie der Radius der Außenfläche des Rohres oder Schlauches 13 (nachstehend der Einfachheit halber als Schlauch bezeichnet), und daher tritt der Schlauch 13 in vollkommene Berührung mit dem Boden der Nut 12.

Weiterhin ist in direkter Berührung mit der Außenfläche des Kernes 1 eine rohrartige Schicht 15 aus Kunststoffmaterial vorgesehen, die mit von ihrer Innenfläche vorragenden Rippen versehen ist, welche in die Nuten 12 eintreten und alle Räume füllen, die von dem Schlauch 13 freigelassen sind, so daß die Rippen 16 ein Profil haben, welches zu dem Profil des Schlauches 13 komplementär ist.

Demgemäß haben die Rippen 16 an ihrem Kopf eine kreisförmige Ausnehmung, deren Radius gleich dem Radius der Außenfläche des Schlauches 13 ist.

Sowohl das Kunststoffmaterial der Schicht 15 als auch dasjenige des Schlauches 13, wenn dieser aus Kunststoffmaterial besteht, ist beispielsweise ein Polyoelfin wie Polyäthylen. Es können aber auch unterschiedliche Kunststoffmaterialien verwendet werden, beispielsweise ein Polyolefin für die Schicht 15 und Polyamid für den Schlauch 13.

Auf der Schicht 15 aus Kunststoffmaterial und in direkter Berührung mit ihr befindet sich ein wasserdichter Metallmantel 17, der dem Metallmantel der Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2 identisch ist und der seinerseits mit einer Schicht 18 aus Kunststoffmaterial bedeckt ist.

Bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen von Kabeln gemäß der Erfindung bestehen die Drähte 4 der durch den kompakten, gegen Verdrehung beständigen Strang gebildeten Bewehrung 2 aus einem Material mit sehr hoher mechanischer Festigkeit, beispielsweise aus Stahl.

■ Ab.

Um den die Bewehrung 2 bildenden, kompakten, gegen Drehung beständigen Strang herzustellen, können anstelle von Stahldrähten Fäden aus einem Material verwendet werden, welches einen mechanischen Widerstand oder eine mechanische Festigkeit hat, die mit demjenigen von Stahl vergleichbar ist, beispielsweise Fäden aus aromatischem Polyamid oder Fäden aus Kohlenstofffasern.

Auch wenn eine Bewehrung aus, Fäden aus aromatischem Polyamid oder aus Kohlenstoffasern verwendet wird, werden die zwischen den Fäden vorhandenen Räume vollständig mit einem praktisch inkompressiblen Fluid gefüllt, beispielsweise mit Petroleumgel, einem Silikonfett ο»dgl.

Als eine Alternative (nicht dargestellt) gegenüber allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann die Bewehrung 2 des Kabels, die aus dem kompakten gegen Verdrehung beständigen Strang besteht, ein Längsmetallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit aufweisen derart, daß ein paralleler elektrischer Leiter gebildet wird, um die optoelektronischen Verstärker für die von den optischen Fasern übertragenen Signale zu speisen, die entlang des Kabels angeordnet sind, wobei der andere Leiter durch den Metallmantel gebildet ist.

Beispielsweise ist das Längsmetallelement hoher elektrischer Leitfähigkeit durch wenigstens einen Kupferdraht gebildet, der in den die Bewehrung 2 des Kabels bildenden Strang eingebettet oder um diesen gewickelt ist.

Aus der vorhergehenden Beschreibung gewisser Ausführungsformen der Erfindung und aus den nachstehenden Gesichtspunkten ergibt es sich bzw. ist zu verstehen, wie die eingangs genannten Zwecke erreicht werden.

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Mit einer Lösung gemäß der Erfindung ist es zuerst möglich, die mechanisch widerstandsfähige Bewehrung eines Unterwasserkabels , insbesondere eines solchen Kabels für große Tiefen, auf ein Minimum zurückzuführen, wobei dasjenige vermieden oder beseitigt ist, was bisher als absolut erforderlich angesehen wurde, um ein Kollabieren oder Zusammenfallen des Kabels unter der Wirkung des hydrostatischen Druckes zu vermeiden. Gemäß der Erfindung ist es gerade vermieden, irgendeine Metallbewehrung, die in der Lage ist, allen mechanischen Beanspruchungen im wesentlichen zu widerstehen, rund um die Zone anzuordnen, die von den optischen Pasern eingenommen wird.

Dieses überraschende Ergebnis ist wahrscheinlich der Tatsache zuzuschreiben, daß die gesamte widerstandsfähige Bewehrung des Kabels in Form eines gegen Verdrehung beständigen Stranges in der radial innersten Zone des Kabelkernes aus Kunststoffmaterial konzentriert ist, wobei die Kabelachse mit der Achse der Bewehrung übereinstimmt, und wobei nicht nur die zwischen den Drähten des Stranges vorhandenen Räume mit einem praktisch inkompressiblen Fluid gefüllt sind, sondern auch jeder Raum mit einem praktisch inkompressiblen Fluid gefüllt ist, der zwischen dem Kabelkern und dem wasserdichten Metallmantel des Kabels vorhanden ist, und insbesondere die schraubenlinienförmigen Nuten, die an der Oberfläche des Kernes vorhanden sind und deren jede wenigstens eine optische Faser lose aufnimmt.

Bei dieser Ausführung ergibt sich, selbst wenn sehr kleine freie Räume in den Bauteilen der Kabelstruktur verbleiben sollten als Folge unvermeidbarer Unvollkommenheiten während der Herstellung, und selbst wenn solche sehr kleinen Räume nicht mit inkompressiblem Fluid gefüllt sind, keine Gefahr des Zusammenfaliens oder Kollabierens für das Kabel, auch nicht unter sehr hohen Drücken, wie sie auftreten, wenn ein Kabel auf großer Tiefe, beispielsweise einer Tiefe von mehr als 10 00 Metern, verlegt wird.

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Weiterhin können, wenn die optischen Fasern in den Rohren oder Schläuchen aus Kunststoff oder Metall lose aufgenommen sind, die mit einem praktisch inkompressiblen Fluid gefüllt sind, die Rohre oder Schläuche auch per se einen mechanischen Widerstand gegen die radialen Druckbeanspruchungen haben derart, daß alle Gefahren als Folge eines nicht vollständigen Füllens der Rohre oder Schläuche mit einem praktisch inkompressiblen Fluid vermieden sind.

Die Tatsache, daß die gesamte Bewehrung eines Kabels in der radial innersten Zone des Kabels konzentriert ist, wobei die Achse der Bewehrung mit der Achse des Kabels zusammenfällt, und daß die Bewehrung derart dimensioniert ist, daß sie in der Praxis nur den während der Verlegung auftretenden Zugbeanspruchungen widerstehen kann, ermöglicht es, die Menge an vorhandenem Metall auf ein Minimum zurückzuführen. Dies bedeutet, daß es möglich ist, Kabel herzustellen, deren Gewicht auf ein Minimum verringert ist und deren Biegsamkeit auf ein Maximum erhöht ist.

Weiterhin ergibt sich durch die Verringerung der vorhandenen Metallmenge je Meter Kabellänge auf ein Minimum, die durch die Lösung gemäß der Erfindung möglich ist, daß die Menge an Wasserstoff auf ein Minimum verringert wird, die von dem Metall abgegeben werden kann, so daß auch die Gefahr verringert ist, daß die optischen Fasern durch den Wasserstoff blind werden.

Schließlich ist dadurch, daß in einem Kabel gemäß der Erfindung ein elektrischer Leiter parallel zu der Metallbewehrung verwendet wird, wodurch deren Leitfähigkeit verbessert wird, ermöglicht, die Metallbewehrung dazu zu verwenden, die optoelektronischen Verstärker für die von den optischen Fasern übertragenen Signale zu speisen und die Funktion des Rückkehrleiters dem Metallmantel zu übertragen anstatt dem das Kabel umgebenden Meerwasser. Auf diese Weise wird die

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Funktion des Dielektrikums von dem Kunststoffmaterial ausgeübt, welches zwischen der Bewehrung und dem Metallmantel angeordnet ist, und nicht durch die den Metallmantel bedeckenden Kunststoffschichten.

Daraus ergibt es sich, daß die den Metallmantel bedeckende Kunststoffschicht, die unvermeidbar der Wirkung des Meerwassers ausgesetzt ist, nicht wie bei bekannten Kabeln elektrischen Beanspruchungen unterworfen wird, wobei diejenigen elektrochemischen Phänomene verhindert sind, die zu einer Bildung von sogenannten Wasserbäumen in der genannten Schicht und zu möglicher Korrosion des Metallmantels führen.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.

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Claims (14)

Patentansprüche

1. Unterwasser-Nachrichtenübertragungskabel mit optischen Fasern, mit einem zylindrischen Kern (1), an dessen Außenfläche schraubenlinienförmige Nuten (7) gebildet sind, deren jede wenigstens eine optische Faser (8) aufnimmt, wobei der zylindrische Kern in einem wasserdichten Metallmantel (9) eingeschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet , daß der zylindrische Kern (1) aus Kunststoffmaterial gebildet ist, in welches eine Bewehrung (2) eingebettet ist und welches an der Bewehrung befestigt ist, die in einer radial inneren Stellung derart angeordnet ist, daß ihre Achse mit der Achse des Kabels übereinstimmt, die Bewehrung aus einem kompakten, gegen Verdrehung beständigen Strang gebildet ist und die Räume zwischen den den Strang bildenden Drähten (4) mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt sind, und daß die schraubenlinienförmigen Nuten (7) des zylindrischen Kernes, welche die optischen Fasern (8) aufnehmen, ebenfalls mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt sind.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung (2) derart dimensioniert ist, daß sie im wesentlichen allen Zugbeanspruchungen widersteht, die während der Verlegung des Kabels auftreten.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung (2) aus einem Strang gebildet ist, dessen Drähte (4) aus Stahl bestehen.

4. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung (2) aus einem Strang gebildet ist, der aus Fäden eines aromatischen Polyamids gebildet ist.

5. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung (2) aus einem Strang gebildet ist, der durch Fäden aus Kohlenstoffasern gebildet ist.

6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung (2) ein metallenes Längselement hoher elektrischer Leitfähigkeit aufweist.

7. Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das metallene Element wenigstens einen Kupferdraht aufweist, der der Bewehrung zugeordnet ist.

8. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede schraubenlinienförmige Nut (7) eine Breite an der Außenfläche des zylindrischen Kernes (1) und eine Tiefe von nicht mehr als 5 mm hat.

9. Kabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenlinienförmigen Nuten jeweils wenigstens eine optische Faser (8) aufnehmen, die mit einem "festen" Schutz versehen ist.

10. Kabel nach Anspruch 8/ dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenlinienförmigen Nuten (12) wenigstens ein Rohr oder einen Schlauch (13) umschließen, welches bzw. welcher mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist und wenigstens eine optische Faser (14) lose aufnimmt, und daß der Raum zwischen dem Rohr oder Schlauch und der Nut mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist.

11. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der wasserdichte Metallmantel (9) sich in direkter Berührung mit der Außenfläche des"zylindrischen Kernes (1) befindet.

12. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht (11) aus Kunststoffmaterial zwischen dem Metallmantel (9) und "der Außenfläche des zylindrischen Kernes (1) angeordnet ist.

13. Kabel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dazwischen angeordnete Schicht (15) unter Bildung von Rippen (16) die schraubenlinienförmigen Nuten (12) des zylindrischen Kernes (1) füllt.

14. Kabel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (16) ein Profil haben, welches zu dem Profil eines Rohres oder Schlauches (13) komplementär ist, welches bzw. welcher in die schraubenlxnienformige Nut (12) eingesetzt ist, wenigstens eine optische Faser (14) lose aufnimmt und mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist.