JP2004199072A

JP2004199072A - 引張り部材を含むリボン光ファイバ

Info

Publication number: JP2004199072A
Application number: JP2003419644A
Authority: JP
Inventors: Ho-Soon Lee; 晧淳李
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2004-07-15
Also published as: KR20040052408A; US6885799B2; US20040114889A1

Abstract

【課題】リボン光ファイバの抗張力を向上させることにより、リボン光ファイバのみでも通信システムと連結して動作可能であり、このような強化されたリボン光ファイバを提供して、これを使用した光ファイバケーブルの全体的な体積と重さを減少させられるようにする。
【解決手段】本発明によるリボン光ファイバ３００は、一列に配列された複数の光ファイバ３１０と、抗張力を強化するために、一列に配列された光ファイバを間に挟んで両側にそれぞれ配列される一対の引張り部材３３０と、これら光ファイバ及び引張り部材の外周面を覆って固定するリボンコーティング層３２０と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明はリボン光ファイバに関し、特に引張り部材を含むリボン光ファイバに関する。

光ファイバケーブルは、金属ケーブルに比べて広い帯域幅、小さい直径及び高い情報伝送率と広帯域、低損失、無誘導、軽量などの利点を有しているので、従来の金属ケーブル通信網の代わりにその適用範囲を広げている。このように光ファイバケーブルが有する各種利点のうち、特に広い帯域幅、小さい直径及び高い情報伝送率と広帯域、低損失などの特徴は電話音声と多数のＡＶ信号など異なる体系の信号を同時に伝送させることもでき、これによって公衆通信を始めに、総合有線放送(ＣＡＴＶ)、工場、ビルディング、研究所などの各種通信手段として普及し、今では総合情報通信網(ＩＳＤＮ)の基盤になる技術になった。

図１は、一列板状に配列された光ファイバで構成されたリボン光ファイバの従来例を示す。図１を参照すると、リボン光ファイバ１００は、一列に並んで配列された多数の光ファイバ１１０と、光ファイバ１１０の外周面を覆うリボンコーティング層１２０と、を備えている。

光ファイバ１１０は、その中心にコア１１１と、コア１１１の外周面を取り囲んでいるクラッド１１３と、を有し、クラッド１１３の外周面にはコア１１１とクラッド１１３を保護するためのコーティング層１１２が積層される。また、コーティング層１１２の外周面は、光ファイバ１１０それぞれを相互区分するために相異なる色の着色層で覆うこともある。光ファイバ１１０に入射した光信号はコア１１１とクラッド１１３の屈折率差により、その境界面で全反射され、コア１１１の内部を進行するようになる。

リボンコーティング層１２０には紫外線硬化剤などを使用可能であり、一列に配列された光ファイバ１１０の外周面を覆って光ファイバを固定する。

図２は、内部にスペースを含む場合のリボン光ファイバの従来例を同じく断面で示す。図２を参照すると、リボン光ファイバ２００は、一列に並んで配列された複数の光ファイバ２１０と、光ファイバ２１０の外周面を覆うリボンコーティング層２２０と、光ファイバ２１０の間に整列させた一つ以上のスペーサ２３０と、を備えている。

光ファイバ２１０は、コア２１１と、クラッド２１２と、クラッド２１２の外周面を取り囲んでいるコーティング層２１３と、を有する。

スペーサ２３０は、光ファイバ２１０の配列時に光ファイバ２１０の間に介在し、光ファイバ２１０と同一の大きさ（直径）を有する。スペーサ２３０は光ファイバ２１０の配列時、その間の空間を一定に維持し、リボン光ファイバ２００の強度を向上させる役割をする。リボンコーティング層２２０は、一列に配列された光ファイバ２１０とスペーサ２３０の外周面に積層される。

しかし、光ファイバは、母材特性による光ファイバの自体的な抗張力及び強度が弱いという短所がある。従って、リボン光ファイバを使用するためには多数の引張り部材及び環境特性を向上させるための多数の部材を含む光ファイバケーブルを構成すべきである。

これに関して特に、強化層が形成されたリボン光ファイバを含む光ファイバケーブルが、カーチス・ジョン・ハットン(Curtis John Hutton)などにより発明された特許文献１“REINFORCED BUFFERED FIBER OPTIC RIBBON CABLE”に詳細に開示されている。

米国特許第６，４２１，４８７号明細書

特許文献１のリボン光ファイバケーブルは、外周面に強化層がさらに積層されたリボン光ファイバを有する構造であり、強化層を設けたリボン光ファイバと、リボン光ファイバケーブルの抗張力を向上させるための中心引張り部材と、多数の補助引張り部材と、を備え、その他に光ファイバケーブル内の防湿性を向上させるための多数の防湿部材をさらに備えることにより、外部環境に対する物理的な特性を向上させている。

しかし、このリボン光ファイバケーブルは製造工程が複雑であり、外径が大きくなるとの問題点がある。即ち、抗張力を補強するための多数の引張り部材と、多数の防湿部材を使用することにより、外部環境に対する物理的特性は向上するが、その体積が増加し、生産費が上昇するなどの問題がある。

以上の問題点を解決するための本発明の目的は、リボン光ファイバの抗張力を向上させることにより、リボン光ファイバのみでも通信システムと連結して動作可能であり、このような強化されたリボン光ファイバを提供して、これを使用した光ファイバケーブルの全体的な体積と重さを減少させられるようにすることにある。

このような目的を達成するために本発明によるリボン光ファイバは、一列に配列された複数の光ファイバと、抗張力を強化するために、一列に配列された光ファイバを間に挟んで両側にそれぞれ配列される一対の引張り（抗張力）部材と、これら光ファイバ及び引張り部材の外周面を覆って固定するリボンコーティング層と、を備えることを特徴とする。

このような引張り部材は、光ファイバのうち少なくとも一つの光ファイバに相応する断面形状を有するもの、又は、光ファイバのうち少なくとも一つの光ファイバの直径に相応する長さの辺を有する断面四角形態のもの、あるいは、光ファイバのうち少なくとも一つの光ファイバと同一の外径を有する半円形態のものとすることができる。

また、本発明によれば、一列に配列された複数の光ファイバと、抗張力を強化させるために、その光ファイバの間に配列され、光ファイバに相応する断面形状をもつ一つ以上の引張り部材と、これら光ファイバ及び引張り部材の外周面を覆って固定するリボンコーティング層と、を備えたことを特徴とする引張り部材を含むリボン光ファイバを提供する。

さらに、本発明によれば、一列に配列された複数の光ファイバと、抗張力を強化させるために、その光ファイバと共に整列させた一つ以上の引張り部材と、これら光ファイバと引張り部材を固定するリボンコーティング層と、を備えたことを特徴とする引張り部材を含むリボン光ファイバを提供する。この場合、引張り部材は、光ファイバを整列させた列の端に配列される、あるいは、光ファイバの間に配列されるものとすることができる。また、コーティング層は、光ファイバ及び引張り部材の外周面を覆って固定するものとすることができる。

本発明は、リボン光ファイバ内に多様な形態の引張り部材を実装することにより、自体の抗張力及び強度が向上し、これによって張力、またはベンディングのような外部衝撃に対する耐久力が向上する。また、多数の引張り部材を含む強化リボン光ファイバを使用することにより、光ファイバケーブルの製造工程が単純化される利点がある。さらに、強化リボン光ファイバ自体の物理的な特性の向上により、強化リボン光ファイバのみでも埋設可能であるとの利点がある。

また、本発明は強化リボン光ファイバ内に半円または四角形態のような多様な構造の引張り部材を実装することにより、強化リボン光ファイバの体積を増加させなくても抗張力を向上させられる利点がある。さらに、強化リボン光ファイバは、向上した抗張力により追加的な光ファイバケーブルの構成なしでも独立的に通信システムと連結して運用可能である。従って、光ファイバ容量の集積化及び費用が節減される利点がある。

以下、本発明の好適な実施形態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。

図３は、本発明に従う光ファイバと共に配列された引張り部材を有するリボン光ファイバの第１実施例を断面図で示す。図３を参照すると、リボン光ファイバ３００は、横一列に配列された多数の光ファイバ３１０と、並べられた光ファイバ３１０の両側に整列させた引張り部材３３０と、リボンコーティング層３２０と、を備えている。

光ファイバ３１０は、その中心にコア３１１と、コア３１１の外周面を取り囲んでいるクラッド３１２と、コア３１１及びクラッド３１２を保護するためにクラッド３１２の外周面に積層されたコーティング層３１３と、を有する。コーティング層３１３はその外周面に光ファイバ３１０を相互区分するために相異なる色の着色層を積層することもできる。光ファイバ３１０に入射した光信号はコア３１１とクラッド３１２との間の屈折率差によりコア３１１とクラッド３１２の境界面で全反射され、コア３１１を媒体にして進行するようになる。

引張り部材３３０は、一列に配列された光ファイバ３１０の両側に光ファイバ３１０と並んで整列させられることにより、リボン光ファイバ３００の抗張力を向上させ、光ファイバ３１０と同一の直径と形態を有する。また、引張り部材３３０は熱膨張係数が５.０×１０^-６/Ｋ〜１.０×１０^-８/Ｋの値を有し、弾性係数が１.０×１０^３Ｎ/ｍｍ^２以上の値を有する材質を使用する。

引張り部材３３０は、熱膨張係数がリボンコーティング層の熱膨張係数より小さい値を有する材質で構成することにより、温度変化に応じて光ファイバ３１０に発生するマイクロベンディング(Microbending)を最小化する。また、引張り部材３３０は、弾性係数が１.０×１０^３Ｎ/ｍｍ^２以上である材質を使用することにより、強化リボン光ファイバ３００の抗張力を向上させる。

リボンコーティング層３２０は、熱膨張係数が１.０×１０^-３/Ｋ〜１.０×１０^-５/Ｋの値を有する紫外線硬化樹脂、ＰＶＣ、ナイロン(Nylon)、ポリオレフィン(Poly-Olefin)などの熱可塑性プラスチック(Thermoplastics)物質を使用可能であり、このような熱可塑性プラスチック材質を光ファイバ３１０の外周面に覆うことにより、光ファイバ３１０と引張り部材３３０を固定する。

図４は本発明の第２実施例を示し、断面が半円形態（三日月状）である引張り部材を実装したリボン光ファイバの断面を示す。図４を参照すると、リボン光ファイバ４００は、一列に配列された多数の光ファイバ４１０と、光ファイバ４１０の両側に整列された引張り部材４３０と、リボンコーティング層４２０と、を備えている。

光ファイバ４１０は、その中心にコア４１１と、コア４１１の外周面を取り囲んでいるクラッド４１２と、コア４１１及びクラッド４１２を保護するためにクラッド４１２の外周面に積層されたコーティング層４１３と、から構成される。

引張り部材４３０は、その断面が光ファイバ４１０と同一の半径を有する半円形態として、光ファイバ４１０の両側に光ファイバ４１０と並んで整列させてある。図４に示した引張り部材４３０は、リボンコーティング層４２０が積層される時に外部から加わる圧力により光ファイバ４１０と密着し、その形態が半円形態になる。

引張り部材４３０は、リボン光ファイバ４００内に実装されることにより、強化リボン光ファイバ４００の体積を最小化しながらも、その抗張力を向上させることができる。引張り部材４３０は、熱膨張係数が５.０×１０^-６/Ｋ〜１.０×１０^-８/Ｋの値を有する強化ガラス繊維材質(ＦＲＰ)などを使用する。

引張り部材４３０は、リボンコーティング層４２０の熱膨張係数(１.０×１０^-５/Ｋ)より小さい熱膨張係数を有する材質を使用することにより、急激な温度変化により光ファイバ４１０に発生するマイクロベンディング(Microbending)現象を最小化することができる。また、引張り部材４３０は、弾性係数が１.０×１０^３Ｎ/ｍｍ^２以上の材質を使用することにより、強化リボン光ファイバ４００の抗張力を向上させる。

リボンコーティング層４２０は、一列に配列された光ファイバ４１０と引張り部材４３０の外周面を覆うことにより、光ファイバ４１０と引張り部材４３０を固定する役割をもつ。

図５は本発明の第３実施例を示し、断面が四角形態である引張り部材を有するリボン光ファイバの断面を示す。図５を参照すると、リボン光ファイバ５００は、一列に配列された多数の光ファイバ５１０と、引張り部材５３０と、リボンコーティング層５２０と、から構成される。

引張り部材５３０は断面が四角形態であり、光ファイバ５１０の外径に相応した長さの長辺を有する。また、引張り部材５３０は、一列に配列された光ファイバ５１０の両側に並んで配列される。即ち、リボン光ファイバ５００は、その断面が四角形態である引張り部材５３０を実装することにより、体積を最小化しながらも抗張力は効率的に強化させることができる。

図６は本発明の第４実施例を示し、引張り部材を実装するリボン光ファイバの断面を示す。図６を参照すると、リボン光ファイバ６００は、一列に配列された多数の光ファイバ６１０と、引張り部材６３０と、リボンコーティング層６２０と、から構成される。

引張り部材６３０は、光ファイバ６１０と同一の大きさと形態を有しており、並べられた光ファイバ６１０の間に介在することにより、リボン光ファイバ６００の抗張力などの物理的特性を向上させる。

光ファイバ６１０は、その中心に位置するコア６１１と、コア６１１の外周面を取り囲んでいるクラッド６１２と、クラッド６１２の外周面を取り囲んでいるコーティング層６１３と、を有し、クラッド６１２とコア６１１の屈折率差により光信号を送信する役割をする。また、コーティング層６１３は外部の衝撃を緩衝し、クラッド６１２とコア６１１を保護する役割をもつ。

従来技術によるリボン光ファイバを示す断面図。従来技術によるスペーサを介在させたリボン光ファイバを示す断面図。本発明による引張り部材が実装されたリボン光ファイバの第１実施例を示す断面図。本発明による引張り部材が実装されたリボン光ファイバの第２実施例を示す断面図。本発明による引張り部材が実装されたリボン光ファイバの第３実施例を示す断面図。本発明による引張り部材が実装されたリボン光ファイバの第４実施例を示す断面図。

符号の説明

３００，４００，５００，６００リボン光ファイバ
３１０，４１０，５１０，６１０光ファイバ
３２０，４２０，５２０，６２０リボンコーティング層
３３０，４３０，５３０，６３０引張り部材（抗張力部材）

Claims

一列に配列された複数の光ファイバと、
抗張力を強化するために、一列に配列された前記光ファイバを間に挟んでその両側にそれぞれ配列される一対の引張り部材と、
前記光ファイバ及び前記引張り部材の外周面を覆って固定するリボンコーティング層と、を備えたことを特徴とする引張り部材を含むリボン光ファイバ。
引張り部材の熱膨張係数は、５.０×１０^-６/Ｋ〜１.０×１０^-８/Ｋの値を有する請求項１記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
引張り部材の弾性係数は、１.０×１０^３Ｎ/ｍｍ^２以上の値を有する請求項１記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
引張り部材は、光ファイバのうち少なくとも一つの光ファイバに相応する断面形状を有する請求項１記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
引張り部材は、光ファイバのうち少なくとも一つの光ファイバの直径に相応する長さの辺を有する断面四角形態である請求項１記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
引張り部材は、光ファイバのうち少なくとも一つの光ファイバと同一の外径を有する半円形態である請求項１記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
光ファイバが横に配列される請求項１記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
一列に配列された複数の光ファイバと、
抗張力を強化させるために、前記光ファイバの間に配列され、前記光ファイバに相応する断面形状をもつ一つ以上の引張り部材と、
前記光ファイバ及び前記引張り部材の外周面を覆って固定するリボンコーティング層と、を備えたことを特徴とする引張り部材を含むリボン光ファイバ。
引張り部材の熱膨張係数は、５.０×１０^-６/Ｋ〜１.０×１０^-８/Ｋの値を有する請求項８記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
引張り部材の弾性係数は、１.０×１０^３Ｎ/ｍｍ^２以上の値を有する請求項８記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
光ファイバが横に配列される請求項８記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
一列に配列された複数の光ファイバと、
抗張力を強化させるために、前記光ファイバと共に整列させた一つ以上の引張り部材と、
前記光ファイバと前記引張り部材を固定するリボンコーティング層と、を備えたことを特徴とする引張り部材を含むリボン光ファイバ。
光ファイバが横に配列される請求項１２記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
引張り部材は、光ファイバを整列させた列の端に配列される請求項１２記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
引張り部材は、光ファイバの間に配列される請求項１２記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
コーティング層は、光ファイバ及び引張り部材の外周面を覆って固定する請求項１２記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
引張り部材の熱膨張係数は、５.０×１０^-６/Ｋ〜１.０×１０^-８/Ｋの値を有する請求項１２記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。
引張り部材の弾性係数は、１.０×１０^３Ｎ/ｍｍ^２以上の値を有する請求項１２記載の引張り部材を含むリボン光ファイバ。