СИСТЕМА И СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ СНЯТИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
SYSTEM AND METHOD OF FIXATION OF FIBRE-OPTIC CABLES PROVIDING FOR REMOVAL OF MECHANICAL STRESS

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение, в общем, относится к системам волоконно-оптической связи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к системам и способам крепления волоконно-оптических кабелей связи к корпусам и другим конструкциям.
Уровень техники
Технология волоконно-оптической связи становится все более популярной, отчасти в связи с тем, что поставщики услуг желают обеспечить потребителей высокочастотным каналом связи. Типичная система волоконно-оптической связи включает сеть оптических кабелей. Системы волоконно-оптической связи также могут включать дополнительные элементы, такие как распределяющие волокна концентраторы, которые содержат оптические разветвители для разделения оптических сигналов, и выводы, которые обеспечивают межсетевые подключения для упрощения подключения абонентов к волоконно-оптической сети. Прочие элементы, обычно встречающиеся в волоконно-оптических системах, включают основания, кожухи стыков, устройства сетевого интерфейса, оптические сетевые терминалы и прочие структуры.
Типичный волоконно-оптический кабель содержит, по меньшей мере, одно оптическое волокно, обеспечивающее передачу оптических сигналов. Оптическое волокно обычно помещено внутри защитной внешней оболочки. Оптическое волокно также может быть защищено буферной трубкой, расположенной внутри защитной оболочки. Волоконно-оптические кабели обычно также содержат упрочняющие элементы, расположенные внутри оболочки. Например, могут применяться такие работающие на растяжение упрочняющие элементы, как арамидная оплетка (например, из кевлара) для такого повышения сопротивления кожуха растяжению, при котором оптические волокна не подвергаются растяжению при воздействии на волоконно-оптический кабель растягивающей нагрузки. Поскольку работающие на растяжение упрочняющие элементы, такие как арамидная оплетка, являются гибкими, данные элементы обладают минимальным сопротивлением сжимающим нагрузкам, прикладываемым к волоконно-оптическим кабелям, и не обеспечивают значимого сопротивления изгибанию кабеля. Волоконно-оптические кабели также могут снабжаться упрочняющими элементами, которые обеспечивают сопротивление, как растягивающим, так и сжимающим нагрузкам. Например, некоторые волоконно-оптические кабели снабжаются упрочняющими стержнями, выполненными из такого материала, как армированная стекловолокном эпоксидная смола. Подобные упрочняющие элементы являются относительно жесткими и обеспечивают защиту волоконно-оптических кабелей как от растягивающих, так и от сжимающих нагрузок.
В типичной волоконно-оптической системе связи волоконно-оптические кабели прокладываются в таких конструкциях, как корпусы. Внутри корпусов часто производят снятие внешней оболочки волоконно-оптических кабелей для обеспечения быстрого доступа к оптическим волокнам для сращивания и/или распределения волокон. В подобных приложениях упрочняющие элементы волоконно-оптических кабелей обычно крепятся к корпусу таким образом, что нагрузки, прикладываемые к волоконно-оптическим кабелям снаружи корпуса, передаются от упрочняющих элементов на корпус. Таким образом, данные нагрузки не передаются к оголенным участкам оптических волокон, которые расположены внутри корпуса.
Крепление упрочняющих элементов к корпусам волоконно-оптического оборудования или другим конструкциям (например, панелям, полкам, ящикам, рамам, стойкам и т.д.) может представлять собой трудоемкий процесс. Данная область нуждается в рационализации.
Раскрытие изобретения
Один аспект настоящего изобретения относится в основном к системам и способам, упрощающим крепление упрочняющих элементов волоконно-оптических кабелей к таким элементам, как корпусы, панели, рамы, стойки, ящики, шкафы или другие конструкции.
Другой аспект настоящего изобретения относится к узлу крепления кабеля, содержащему блок крепления оболочки, имеющий участок для обжатия оболочки, и блок крепления упрочняющих элементов, установленный на блоке крепления оболочки. Блок крепления упрочняющих элементов содержит участок для крепления упрочняющего элемента, который определяет крепежное отверстие и входной паз, проходящий наружу от крепежного отверстия. Входной паз имеет первый открытый торец, расположенный около крепежного отверстия, и второй открытый торец, смещенный относительно крепежного отверстия. Входной паз обеспечивает свободный доступ в поперечном направлении в крепежное отверстие. Крепежный элемент приспособлен для вставки в крепежное отверстие.
Другой аспект настоящего изобретения относится к корпусу волоконно-оптического оборудования. Корпус волоконно-оптического оборудования содержит основной элемент корпуса, определяющий внутреннюю зону, узел крепления кабеля, закрепленный на основном элементе корпуса, и первый волоконно-оптический кабель, проложенный во внутренней зоне основного элемента корпуса. Узел крепления кабеля содержит блок крепления оболочки, имеющий участок для зажатия оболочки, и блок крепления упрочняющих элементов, установленный на блоке крепления оболочки. Блок крепления упрочняющих элементов содержит участок крепления упрочняющего элемента, который определяет крепежное отверстие и входной паз, проходящий наружу от крепежного отверстия. Паз для обеспечения доступа имеет первый открытый торец, расположенный около крепежного отверстия, и второй открытый торец, смещенный относительно крепежного отверстия. Входной паз обеспечивает свободный доступ в поперечном направлении в крепежное отверстие. Крепежный элемент приспособлен для вставки в крепежное отверстие. Первый волоконно-оптический кабель содержит оптическое волокно, упрочняющий элемент, который проходит по длине первого волоконно-оптического кабеля, и внешнюю оболочку, которая окружает оптическое волокно. Внешняя оболочка первого волоконно-оптического кабеля крепится к блоку крепления оболочки, а упрочняющий элемент крепится к блоку крепления упрочняющих элементов.
Другой аспект настоящего изобретения относится к способу крепления волоконно-оптического кабеля к корпусу волоконно-оптического оборудования. Способ включает удаление участка внешней оболочки с конца волоконно-оптического кабеля, при котором происходит оголение упрочняющего элемента волоконно-оптического кабеля и оптического волокна волоконно-оптического кабеля. Конец волоконно-оптического кабеля пропускается через канал блока крепления оболочки узла крепления кабеля, который расположен во внутренней зоне корпуса волоконно-оптического оборудования. Внешняя оболочка волоконно-оптического кабеля крепится к блоку крепления оболочки. Упрочняющий элемент пропускается в поперечном направлении через входной паз в блоке крепления упрочняющего элемента и заводится в крепежное отверстие блока крепления упрочняющих элементов. Упрочняющий элемент волоконно-оптического кабеля крепится к блоку крепления упрочняющих элементов путем зацепления крепежного элемента с крепежным отверстием.
Множество дополнительных аспектов будут изложены в нижеследующем описании. Данные аспекты могут относиться к отдельным признакам и к комбинациям признаков. Следует понимать, что и вышеприведенное общее описание, и нижеследующее подробное описание приводятся исключительно в качестве поясняющих примеров и не накладывают ограничений на общие концепции, на которых базируются описываемые варианты осуществления изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан схематический вид корпуса в соответствии с принципами настоящего изобретения для волоконно-оптической системы связи;
на фиг.2 - вид в перспективе спереди и сверху узла крепления волоконно-оптического кабеля в соответствии с принципами настоящего изобретения;
на фиг.3 - вид в перспективе сзади и сверху узла крепления волоконно-оптического кабеля по фиг.2;
на фиг.4 - вид спереди узла крепления волоконно-оптического кабеля по фиг.2;
на фиг.5 - вид сверху узла крепления волоконно-оптического кабеля по фиг.2;
на фиг.6 - вид сбоку узла крепления волоконно-оптического кабеля по фиг.2;
на фиг.7 - вид в перспективе клинового элемента, пригодного для применения в узле крепления волоконно-оптического кабеля;
на фиг.8 - вид сбоку клинового элемента по фиг.7;
на фиг.9 - вид сбоку клинового элемента по фиг.7;
на фиг.10 - местный вид в разрезе клинового элемента, вставленного в канал узла крепления волоконно-оптического кабеля;
на фиг.11 - вид в перспективе спереди и сверху участка узла крепления волоконно-оптического кабеля по фиг.2;
на фиг.12 - вид в перспективе сзади и сверху участка узла крепления волоконно-оптического кабеля по фиг.2.
Осуществление изобретения
Далее приведено подробное описание приводимых в качестве примера аспектов настоящего изобретения, которые проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. На всех чертежах, где это возможно, для обозначения одинаковых или аналогичных элементов использованы одинаковые позиции.
На фиг.1 схематично изображен элемент телекоммуникационного оборудования 18, включающий корпус 20 (например, шкаф) волоконно-оптического оборудования. Корпус 20 волоконно-оптического оборудования содержит основной элемент 22 корпуса, определяющий внутреннюю зону 23, и дверцу 24, через которую обеспечивается простой доступ к внутренней зоне 23 основного элемента 22 корпуса. В одном варианте осуществления изобретения дверца 24 выполнена с возможностью поворота на шарнирах между первым открытым положением, в котором обеспечивается простой доступ к внутренней зоне 23 основного элемента 22 корпуса, и закрытым положением, в котором внутренняя зона 23 основного элемента 22 корпуса изолирована от внешней среды.
Как показано на фиг.1, множество волоконно-оптических кабелей 30 проложено внутри корпуса 20 волоконно-оптического оборудования. Каждый волоконно-оптический кабель 30 имеет внешнюю оболочку 32, по меньшей мере, одно оптическое волокно 34 и упрочняющий элемент 36, который проходит по длине волоконно-оптического кабеля 30 и расположен, по меньшей мере, частично внутри внешней оболочки 32. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1, каждый волоконно-оптический кабель 30 имеет только одно оптическое волокно 34. Следует понимать, что любой из волоконно-оптических кабелей 30 может включать в себя множество оптических волокон.
Внешняя оболочка 32 окружает и защищает оптическое волокно 34. Внешние оболочки 32 и упрочняющие элементы 36 крепятся к узлу 38 крепления кабеля, закрепленному (например, при помощи крепежных элементов, клеевого соединения, полученному совместным прессованием или закрепленному другим способом) на корпусе 20 волоконно-оптического оборудования.
Как показано на фиг.1, внешняя оболочка 32 удалена с внутренних участков 40 волоконно-оптических кабелей 30. Кроме того, упрочняющие элементы 36 были обрезаны относительно внутренних участков 40. В связи с этим, внутренние участки 40 на фиг.1 имеют только оптические волокна 34. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления изобретения оптические волокна 34 внутренних участков 40 могут размещаться внутри защитного элемента, такого как, например, разветвительная трубка или другой тип трубки.
Внутренние участки 40 волоконно-оптических кабелей 30 могут прокладываться внутри различных элементов внутри корпуса 20 волоконно-оптического оборудования. Например, показанный элемент телекоммуникационного оборудования 18 содержит стыковочные участки 42A, 42B и концевой участок 44. Эти стыковочные участки 42A, 42B могут иметь множество стыковочных поддонов, на которых установлено множество стыковочных втулок 46, защищающих участки, на которых внутренние участки 40 волоконно-оптических кабелей 30 стыкуются (т.е. стыкуются путем сваривания) с другими волокнами. Например, как показано на фиг.1, внутренние участки 40 стыкуются со снабженными соединителями отрезками 48 оптоволокна, каждый из которых содержит отрезок оптоволокна 50, завершающийся оптическим соединителем 52.
Концевой участок 44 элемента телекоммуникационного оборудования 18 может содержать панель 56, на которой установлено множество волоконно-оптических адаптеров 58. Волоконно-оптические адаптеры 58 имеют конфигурацию, обеспечивающую механическое соединение двух волоконно-оптических соединителей 52 с оптическим выравниванием, обеспечивающим канал передачи оптических данных между двумя волоконно-оптическими соединителями 52, вставленными в волоконно-оптический адаптер 58.
В других вариантах осуществления изобретения внутренние участки 40 волоконно-оптических кабелей 30 могут непосредственно оканчиваться волоконно-оптическим соединителем 52 без применения промежуточного стыка. Предусматривается, что отдельные соединители 52 могут соединяться друг с другом при помощи волоконно-оптических адаптеров 58 в районе концевого участка 44.
На фиг.2-6 показан пример узла 38 крепления кабеля, который может применяться в корпусе 20 волоконно-оптического оборудования. Узел 38 крепления кабеля содержит блок 60 крепления упрочняющих элементов, установленный на блоке 62 крепления оболочки. Как показано на фиг.2, два различных типа волоконно-оптического кабеля 30 крепятся к узлу 38 крепления кабеля. Например, показанные волоконно-оптические кабели 30A включают в себя оптические волокна 34A, размещенные внутри круглой оболочки 32A. Показанные дополнительные буферные трубки 33A покрывают участки оптических волокон 34A. Волоконно-оптические кабели 30A также содержат упрочняющие элементы 36A в виде гибких усилительных элементов 36A (например, арамидную оплетку), которые по всей длине волоконно-оптических кабелей 30A. Гибкие усилительные элементы 36A обеспечивают повышение сопротивления волоконно-оптических кабелей 30A растягивающим нагрузкам, но не создают существенного сопротивления изгибу. Волоконно-оптический кабель 30B содержит оптоволокно 34B, размещенное внутри внешней оболочки 32B, имеющей продолговатое поперечное сечение. Показанная дополнительная буферная трубка 33B покрывает участок оптоволокна 34B. Внешняя оболочка 32B имеет продолговатые, в основном плоские грани, соединенные скругленными краями. Волоконно-оптический кабель 30B также содержит упрочняющие элементы 36B в виде упрочняющих стержней (например, из армированной стекловолокном эпоксидной смолы), которые являются относительно жесткими по сравнению с гибкими усилительными элементами 36A. Данные упрочняющие стержни обеспечивают волоконно-оптический кабель 30B прочностью на растяжение и создают сопротивление изгибу.
Блок 62 крепления оболочки узла 38 крепления кабеля определяет множество участков 70 обжатия оболочки. Каждый участок 70 обжатия оболочки имеет канал 72, через который может пропускаться участок кабеля, снабженного оболочкой. Участки 70 обжатия содержат скошенные элементы, соответствующие каждому каналу 72.
Как показано на фиг.2, 5 и 7-10 участки 70 обжатия могут иметь скошенные поверхности 75, определяемые пазами 76. Пазы 76 имеют скошенные поверхности 75, которые наклонены в сторону дна 71 каналов 72, при этом наклонные поверхности 75 проходят в направлении вниз. Участки 70 обжатия работают совместно с клиновыми элементами 80, которые при создании на них усилия перемещаются вниз в каналы 72 и зажимают оболочку 32 кабелей 30 в каналах 72. Клиновые элементы 80 содержат противоположные фланцы 81, 82, которые сопрягаются с пазами 76. Фланцы 81, 82 имеют расположенные под углом торцевые поверхности 83, которые определяют углы, сопрягаемые с углами пазов 76. Клиновые элементы 80 имеют зажимающие поверхности 84, которые проходят между фланцами 81, 82. За счет размещения кабеля в канале 72 и вдавливания одного из клиновых элементов 80 в направлении вниз в канал 72 оболочка волоконно-оптического кабеля зажимается между зажимающей поверхностью 84 клинового элемента 80 и дном 71 канала 72 под действием клинового элемента, обеспечиваемым взаимодействием наклонных поверхностей клинового элемента 80 и наклонных поверхностей канала 72.
Как показано на фиг.2-6, блок 60 крепления упрочняющих элементов содержит первую поверхность 90 и противоположную ей вторую поверхность 92 (показанную на фиг.3). В показанном варианте осуществления изобретения первая поверхность 90 является передней поверхностью, а вторая поверхность 92 является задней поверхностью. Блок 60 крепления упрочняющих элементов также имеет первый торец 94 и противоположный ему второй торец 96 и первую сторону 98. Первый и второй торцы 94, 96 проходят между первой и второй поверхностями 90, 92, а первая сторона 98 проходит между первым и вторым торцами 94, 96. Первая сторона 98 определяет множество гнезд 99. В показанном варианте осуществления изобретения гнезда имеют в основном клиновидную форму.
Блок 60 крепления упрочняющих элементов дополнительно содержит множество участков 100 крепления упрочняющих элементов, которые расположены в основном на одном уровне с участками 70 зажатия оболочки. В показанном варианте осуществления изобретения участки 100 крепления упрочняющих элементов размещены на первой поверхности 90. Каждый участок 100 крепления упрочняющего элемента определяет множество крепежных отверстий 102, конфигурация каждого из которых обеспечивает вставку крепежного элемента 103. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения каждый участок 100 крепления упрочняющего элемента определяет два крепежных отверстия 102. В предпочтительном варианте осуществления изобретения крепежные элементы 103 являются резьбовыми крепежными элементами (например, винтами, болтами или другими резьбовыми крепежными элементами), которые могут ввинчиваться в крепежные отверстия 102.
Участки 100 крепления упрочняющих элементов также имеют входные пазы 104, которые обеспечивают доступ в радиальном направлении в крепежные отверстия 102.
Каждый из входных пазов 104 имеет первый открытый торец 106 и противоположный ему второй открытый торец 108. Первые открытые торцы 106 расположены около крепежных отверстий 102. Входные пазы 104 проходят в радиальном направлении наружу от центральных осей крепежных отверстий 102, и их вторые открытые торцы 108 расположены на периферии блока 60 крепления упрочняющих элементов таким образом, что вторые открытые торцы 108 смещены относительно крепежных отверстий 102. В показанном варианте осуществления изобретения вторые открытие торцы 108 расположены на первой стороне 98 блока 60 крепления упрочняющих элементов таким образом, что вторые открытые торцы 108 обеспечивают создание канала между входными пазами 104 и гнездами 99 первой стороны 98.
Ширины входных пазов 104 меньше диаметров крепежных отверстий 102. Каждый входной паз 104 обеспечивает свободный доступ в поперечном направлении для вставки гибкого упрочняющего элемента 36A волоконно-оптического кабеля 30A в основном в радиальном направлении в крепежное отверстие 102 вместо ввинчивания упрочняющего элемента 36A в осевом направлении в отверстие 102. Термин «в основном в радиальном направлении» включает чисто радиальное направление, а также направление, лишь имеющее радиальную пространственную составляющую относительно центральной оси крепежного отверстия 102.
Участки 100 крепления упрочняющих элементов обеспечивают размещение различных типов упрочняющих элементов. Например, каждый участок 100 крепления упрочняющего элемента может применяться для крепления гибких упрочняющих элементов 36A или противодействующих изгибу упрочняющих элементов 36B. Как показано на фиг.2, противодействующие изгибу упрочняющие элементы 36B крепят к блоку 60 крепления упрочняющих элементов путем пропускания противодействующих изгибу упрочняющих элементов 36B между головками крепежных элементов 103 и первой поверхностью 90 блока 60 крепления упрочняющих элементов. За счет ввинчивания крепежных элементов 103 в крепежные отверстия 102 противодействующие изгибу упрочняющие элементы 36B зажимаются между головками крепежных элементов 103 и первой поверхностью 90 блока 60 крепления упрочняющих элементов. Таким образом, противодействующие изгибу упрочняющие элементы 36B надежно фиксируются, соединяются или иным способом крепятся к блоку 60 крепления упрочняющих элементов.
Участки 100 крепления упрочняющих элементов также обеспечивают простую вставку гибких упрочняющих элементов 36A. Для фиксации одного гибкого упрочняющего элемента 36A к боку 60 крепления упрочняющих элементов гибкий упрочняющий элемент пропускается вверх от участка 70 зажатия оболочки к открытому верхнему торцу соответствующего входного паза 104. Гибкий упрочняющий элемент 36A затем перемещается вниз через входной паз 104 к крепежному отверстию 102. Во время перемещения гибкого упрочняющего элемента 36А вниз вдоль входного паза 104 гибкий упрочняющий элемент изгибается и образует угол (например, приблизительно 90°) относительно оси, определяемой участком волоконно-оптического кабеля 30, зажатого блоком 62 крепления оболочки. После пропускания гибкого упрочняющего элемента 36A вниз через входной паз 104 в крепежное отверстие 102 крепежный элемент 103 ввинчивается в крепежное отверстие 102. После ввинчивания крепежного элемента в крепежное отверстие 102 обеспечивается надежная фиксация гибкого упрочняющего элемента 36A внутри крепежного отверстия 102. Фиксация гибкого упрочняющего элемента 36A может обеспечиваться путем зажатия гибкого упрочняющего элемента 36A между витками резьбы крепежного элемента 103 и стенки, определяющей крепежное отверстие 102. Дополнительное крепление гибкого упрочняющего элемента 36A внутри крепежного отверстия 102, кроме того, может осуществляться за счет намотки гибкого упрочняющего элемента 36A на крепежный элемент 103 при ввинчивании крепежного элемента 103 в крепежное отверстие 102.
Предусматривается, что конфигурация крепежного отверстия 102 и входного паза 104 обеспечивает быструю вставку упрочняющих элементов 36А в основном в радиальном направлении в крепежные отверстия 102 без необходимости ввинчивания гибких упрочняющих элементов 36A в крепежные отверстия 102. Кроме того, предварительная намотка упрочняющего элемента 36A на крепежные элементы 103 не является необходимой, поскольку намотка, требуемая для фиксации упрочняющих элементов 36A внутри крепежных отверстий 102, происходит автоматически при ввинчивании крепежных элементов 103 в крепежные отверстия 102. В некоторых вариантах осуществления изобретения резьба крепежного элемента 103 обеспечивает удержание упрочняющего элемента 36A внутри крепежного отверстия 102 без необходимости намотки упрочняющего элемента 36A на крепежный элемент 103.
Как показано на фиг.11 и 12, после пропускания гибких упрочняющих элементов 36A в поперечном направлении через входные пазы 104 в крепежные отверстия 102 гибкие упрочняющие элементы 36A проходят полностью через крепежные отверстия 102 вдоль оси крепежных отверстий. Оси крепежных отверстий 102 расположены под углами к днищам 71 каналов 72, имеющихся на участках 70 обжатия оболочки. Таким образом, когда кабели закрепляются на узле 38 крепления кабелей, участки кабелей, зажатые на участке 70 зажатия оболочки, располагаются под углом к участкам упрочняющих элементов 36А, закрепленных внутри крепежных отверстий 102.
Различные модификации и изменения данного изобретения, не выходящие за пределы объема и сути данного изобретения, очевидны для специалистов в данной области техники, и не следует считать, что объем данного изобретения ограничен иллюстративными вариантами осуществления изобретения, описанными в данном документе.