JPH03209409A - 光ファイバケーブルコア - Google Patents
光ファイバケーブルコアInfo
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- JPH03209409A JPH03209409A JP2286049A JP28604990A JPH03209409A JP H03209409 A JPH03209409 A JP H03209409A JP 2286049 A JP2286049 A JP 2286049A JP 28604990 A JP28604990 A JP 28604990A JP H03209409 A JPH03209409 A JP H03209409A
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- G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
- G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
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- G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
- G02B6/4401—Optical cables
- G02B6/4402—Optical cables with one single optical waveguide
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- G02B6/4429—Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は光ファイバケーブルコアに関する。
[従来の技術]
光ファイバケーブルは通信用途に長い間使用されてきて
いる。現在使用されているケーブルは、多数の異なった
製造メーカーにより供給され、それぞれ独自の構造的配
列を有する。金属導体の代わりに通信媒体としてガラス
ファイバを使用するので、ケーブル中に補強部材を含め
ることが必要になってきた。
いる。現在使用されているケーブルは、多数の異なった
製造メーカーにより供給され、それぞれ独自の構造的配
列を有する。金属導体の代わりに通信媒体としてガラス
ファイバを使用するので、ケーブル中に補強部材を含め
ることが必要になってきた。
幾つかの光ファイバケーブルでは、この補強部材はケー
ブル断面の中心に配置されている。例えば、西独特許公
開公報第2551210号には、複数本の各チューブを
中心補強部材の周囲に配列させている。いわゆる“ルー
スチューブの各々の中には1本以上の光ファイバが配置
されている。
ブル断面の中心に配置されている。例えば、西独特許公
開公報第2551210号には、複数本の各チューブを
中心補強部材の周囲に配列させている。いわゆる“ルー
スチューブの各々の中には1本以上の光ファイバが配置
されている。
このような設計では、光ファイバの長さは一般的に、チ
ューブの長さと等しい。別の態様では、補強部材はケー
ブルの外装系に含まれている。このような構造のケーブ
ルは米国特許第4828278号明細書に開示されてい
る。このような構造のケーブルでは、少なくとも1本の
光ファイバ束が、例えば、ポリ塩化ビニール(PVC)
製の管状部材中に配置されている。この管状部材は遮水
テープおよび外被のような外装系要素内に収納されてい
る。長手方向に延びる補強部材は一般的に、管状部材に
隣接する外被中に配置されている。
ューブの長さと等しい。別の態様では、補強部材はケー
ブルの外装系に含まれている。このような構造のケーブ
ルは米国特許第4828278号明細書に開示されてい
る。このような構造のケーブルでは、少なくとも1本の
光ファイバ束が、例えば、ポリ塩化ビニール(PVC)
製の管状部材中に配置されている。この管状部材は遮水
テープおよび外被のような外装系要素内に収納されてい
る。長手方向に延びる補強部材は一般的に、管状部材に
隣接する外被中に配置されている。
通常、ケーブルの長さよりも長い光ファイバを有する光
ファイバケーブルが供給されている。このようなケーブ
ルは例えば、米国特許第4723831号明細書に開示
されている。光ファイバをケーブルよりも長くするのは
、実装中にケーブルを取り扱ったり、曲がりくねった通
路を通す時に、過度な応力がファイバ中に生じないよう
にするためである。また、過剰長さの量が増大するにつ
れて、ケーブルに必要な引張強さはコストの低下と共に
低下する。ファイバの過剰長さは一般的に、巻取前にケ
ーブルに所定の力をかけてケーブル外装系を伸長し、過
剰な長さのファイバが、伸長力が解放され、そして、外
装系がその伸長前の長さに戻るにつれて、ケーブルの長
さの各増分中に配置されるようにする。言うまでもなく
、伸長は力をコントロールしながら行われる。
ファイバケーブルが供給されている。このようなケーブ
ルは例えば、米国特許第4723831号明細書に開示
されている。光ファイバをケーブルよりも長くするのは
、実装中にケーブルを取り扱ったり、曲がりくねった通
路を通す時に、過度な応力がファイバ中に生じないよう
にするためである。また、過剰長さの量が増大するにつ
れて、ケーブルに必要な引張強さはコストの低下と共に
低下する。ファイバの過剰長さは一般的に、巻取前にケ
ーブルに所定の力をかけてケーブル外装系を伸長し、過
剰な長さのファイバが、伸長力が解放され、そして、外
装系がその伸長前の長さに戻るにつれて、ケーブルの長
さの各増分中に配置されるようにする。言うまでもなく
、伸長は力をコントロールしながら行われる。
[発明が解決しようとする課題]
従来技術では、不本意ながら比較的大過剰な長さのファ
イバが使用されている。不本意ながらこのようにしなけ
ればならない理由は、著しく過剰な長さのファイバは望
ましくないマイクロベンドを生じることに関係があると
思われた。このマイクロベンドは減衰を増大させる。
イバが使用されている。不本意ながらこのようにしなけ
ればならない理由は、著しく過剰な長さのファイバは望
ましくないマイクロベンドを生じることに関係があると
思われた。このマイクロベンドは減衰を増大させる。
光ファイバ装置にかけられる特別な要求のために、マイ
クロベンド損失に関する考慮も重要である。例えば、前
記米国特許第4828278号明細書に開示されたコア
集成装置は様々な設備に好適なので広(受は入れられて
いる。従って、コアの購入者が購入者独自の外装系を施
して特定の要望を満たすことができるようにするため、
ケーブル製造業者からのコア自体に対する要求が存在す
る。ケーブル分野で一般的に呼ばれているような尤ファ
イバケーブルコアが製造業者の最終製品として市販され
るように製造されている場合、特別な要件を満たさなけ
ればならない。このような光ファイバケーブルコアは、
外装系により保護されていないケーブルコアが比較的広
範囲の温度に暴露される場合、ファイバを不当に歪ませ
てはならない。また、管状部材は光ファイバを保護でき
るものでなければならない。
クロベンド損失に関する考慮も重要である。例えば、前
記米国特許第4828278号明細書に開示されたコア
集成装置は様々な設備に好適なので広(受は入れられて
いる。従って、コアの購入者が購入者独自の外装系を施
して特定の要望を満たすことができるようにするため、
ケーブル製造業者からのコア自体に対する要求が存在す
る。ケーブル分野で一般的に呼ばれているような尤ファ
イバケーブルコアが製造業者の最終製品として市販され
るように製造されている場合、特別な要件を満たさなけ
ればならない。このような光ファイバケーブルコアは、
外装系により保護されていないケーブルコアが比較的広
範囲の温度に暴露される場合、ファイバを不当に歪ませ
てはならない。また、管状部材は光ファイバを保護でき
るものでなければならない。
更に、通行権が既に存在する架空で光ファイバを一層広
く使用する要望が存在する。電力線の頭上通行権の存在
および頭−L伝送における地線の存在のために、光ファ
イバを複合地線中へ組込むという意向が生まれた。ここ
では、光ファイバケーブルコアは光ファイバケーブル製
造業者から複合地線の製造業者に供給され、複合地線の
製造業者は、このファイバケーブルコアを複合地線の段
別に組込む。説明するまでもなく、架空ケーブル、特に
、長い支点間距離を有する頭上伝送線は例えば、風およ
び氷の付着により生じる高い外力を受ける。高い外力を
受けるために、架空ケーブルはt−分に過剰な長さを有
するファイバを使用し、過度の歪みを防止しなければな
らない。
く使用する要望が存在する。電力線の頭上通行権の存在
および頭−L伝送における地線の存在のために、光ファ
イバを複合地線中へ組込むという意向が生まれた。ここ
では、光ファイバケーブルコアは光ファイバケーブル製
造業者から複合地線の製造業者に供給され、複合地線の
製造業者は、このファイバケーブルコアを複合地線の段
別に組込む。説明するまでもなく、架空ケーブル、特に
、長い支点間距離を有する頭上伝送線は例えば、風およ
び氷の付着により生じる高い外力を受ける。高い外力を
受けるために、架空ケーブルはt−分に過剰な長さを有
するファイバを使用し、過度の歪みを防止しなければな
らない。
このような特別な用途は光ファイバケーブルコアに対し
て特性を強化する必要性を惹起する。現在必要とされな
がら、市販されていないと思われるものは、単独で販売
に適した光ファイバケーブルコアである。また、使用(
例えば、電力線の架空実装)のために、ケーブルパッケ
ージ中に組込むことができなければならない。望ましく
は、必要とされている光ファイバケーブルコアは前記の
シー・エッチ・ガートサイド(C,H,Gartsid
e)三世らの特許されたケーブルの有利な特徴を全て保
持し、しかも、−層広い用途に適合する強化された特性
も灯しなければならない。
て特性を強化する必要性を惹起する。現在必要とされな
がら、市販されていないと思われるものは、単独で販売
に適した光ファイバケーブルコアである。また、使用(
例えば、電力線の架空実装)のために、ケーブルパッケ
ージ中に組込むことができなければならない。望ましく
は、必要とされている光ファイバケーブルコアは前記の
シー・エッチ・ガートサイド(C,H,Gartsid
e)三世らの特許されたケーブルの有利な特徴を全て保
持し、しかも、−層広い用途に適合する強化された特性
も灯しなければならない。
[課題を解決するための手段]
従来技術が有する前記のような問題点は本発明の光ファ
イバケーブルコアにより解決される。本発明の光ファイ
バケーブルコアは少なくとも1本の光ファイバ伝送媒体
を有する。好ましくは、複数本の光ファイバからなる少
なくとも1本の束を有する。少なくとも1本の束は管状
部材中に配置される。
イバケーブルコアにより解決される。本発明の光ファイ
バケーブルコアは少なくとも1本の光ファイバ伝送媒体
を有する。好ましくは、複数本の光ファイバからなる少
なくとも1本の束を有する。少なくとも1本の束は管状
部材中に配置される。
また、各束中の各ファイバの長さは管状部材よりも所望
量だけ長い。管状部材の長さを超えるファイバの長さの
量は“過剰ファイバ長さ”と呼ばれ、ケーブルが使用環
境中で受ける過度な歪みまたは取り扱い中に被る外力に
よる過度な歪みを防ぐのに十分な量である。一方、過剰
ファイバ長さ、光ファイバ伝送媒体の断面積および管状
部材の内径は、ファイバの望ましからざる微小半径また
は管状部材の内壁とファイバとの過度の相互作用的係合
を避けるような値である。ファイバの望ましからざる微
小半径または管状部材の内壁とファイバとの過度の相互
作用的係合は何れも高いマイクロベンド損失を生じる。
量だけ長い。管状部材の長さを超えるファイバの長さの
量は“過剰ファイバ長さ”と呼ばれ、ケーブルが使用環
境中で受ける過度な歪みまたは取り扱い中に被る外力に
よる過度な歪みを防ぐのに十分な量である。一方、過剰
ファイバ長さ、光ファイバ伝送媒体の断面積および管状
部材の内径は、ファイバの望ましからざる微小半径また
は管状部材の内壁とファイバとの過度の相互作用的係合
を避けるような値である。ファイバの望ましからざる微
小半径または管状部材の内壁とファイバとの過度の相互
作用的係合は何れも高いマイクロベンド損失を生じる。
管状部材はプラスチック材料から形成されている。この
プラスチック材料は、加えられた引張強さと、所定の温
度で伝送媒体の過剰長さに対応する歪みまでほぼ直線的
である歪みとの間の関係により特徴付けられる。
プラスチック材料は、加えられた引張強さと、所定の温
度で伝送媒体の過剰長さに対応する歪みまでほぼ直線的
である歪みとの間の関係により特徴付けられる。
本発明の光ファイバケーブルコアは少なくとも数種類の
方法で使用できる。例えば、電力導体および外装系を有
する架空ケーブルの中心部分として使用できる。または
、光ファイバケーブル製造業者に販売し、その業者が本
発明の光ファイバケーブルコアに独自のデザインの外装
系を施すこともできる。
方法で使用できる。例えば、電力導体および外装系を有
する架空ケーブルの中心部分として使用できる。または
、光ファイバケーブル製造業者に販売し、その業者が本
発明の光ファイバケーブルコアに独自のデザインの外装
系を施すこともできる。
[実施例]
以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明する
。
。
第1図および第2図を参照する。ここには、符号20で
全体を表す光ファイバケーブルコアが図示されている。
全体を表す光ファイバケーブルコアが図示されている。
光ファイバケーブルコアは少なくとも1本の光ファイバ
25を有し、好ましくは、光ファイバ25.25の少な
くとも1本の束23を有する。好ましい実施例では、各
束は、複数本の光ファイバの周囲に螺旋状に捲回された
バインダ27を有する。好ましい実施例として、複数本
の光ファイバからなる少なくとも1本の束を有する光フ
ァイバケーブルコアが図示されている。ファイバ束の代
わりに、光ファイバケーブルコア20は1本以−Lの光
ファイバリボン28.28から構成することもできる(
第3図参照)。各リボン28は2枚の長尺テープ間に保
持された複数本の光ファイバからなる。または、最近の
文献に開示されているように、光ファイバリボンは、例
えば、UV硬化性マトリックス材料中に一緒に保持され
た複数本の光ファイバから構成することもできる。
25を有し、好ましくは、光ファイバ25.25の少な
くとも1本の束23を有する。好ましい実施例では、各
束は、複数本の光ファイバの周囲に螺旋状に捲回された
バインダ27を有する。好ましい実施例として、複数本
の光ファイバからなる少なくとも1本の束を有する光フ
ァイバケーブルコアが図示されている。ファイバ束の代
わりに、光ファイバケーブルコア20は1本以−Lの光
ファイバリボン28.28から構成することもできる(
第3図参照)。各リボン28は2枚の長尺テープ間に保
持された複数本の光ファイバからなる。または、最近の
文献に開示されているように、光ファイバリボンは、例
えば、UV硬化性マトリックス材料中に一緒に保持され
た複数本の光ファイバから構成することもできる。
光ファイバは管状部材30の内部に封入されている。管
状部材30は一般的に、プラスチック材料製である。従
来は、このような管状部材は少なくとも1個のジャケッ
トを有する外装系中に封入されていた。
状部材30は一般的に、プラスチック材料製である。従
来は、このような管状部材は少なくとも1個のジャケッ
トを有する外装系中に封入されていた。
本発明の光ファイバケーブルコアの場合、管状部材30
は、ケーブルコアに外装系が施されるまでは、ファイバ
の唯一の保護部材である。従って、この管状部材は、別
の外装系部品により保護される管状部材の特性よりも高
い特性を何しなければならない。
は、ケーブルコアに外装系が施されるまでは、ファイバ
の唯一の保護部材である。従って、この管状部材は、別
の外装系部品により保護される管状部材の特性よりも高
い特性を何しなければならない。
本発明のコアの重要な特徴はそのバッキング密度である
。バッキング密度(ρp)は、光ファイバと該ファイバ
軸中の全ての被膜の断面積、 nXaf (ここで
、nはファイバの本数であり、afはファイバの断面積
である)と、管状部材30により囲まれた全断面積(a
t )との比率と定義される。バッキング密度が高すぎ
る場合、コア中の光ファイバは比較的高い応力を受け、
ケーブル取り扱い中に破壊することも有り得る。これは
バッキング密度が高すぎる場合に起こる。なぜなら、遮
水用に充填材を使用すると比較的高い応力が発生するの
で、光ファイバは、屈曲中に発生するような応力を緩和
するために管状部材内で十分に移動することができない
からである。従来技術では、この問題は、ファイバまた
はファイバ束をそれぞれ囲む個別の緩衝チューブを撚り
込むことにより解決していた。しかし、周知のように、
撚り込みは極めて低い加工速度を必要とし、その結果、
コスト増を招く。更に、複数個の個別緩衝チューブを有
するケーブルは過大な直径を有する。本発明の光ファイ
バケーブルコアのバッキング密度の所定の値は約0.5
を超えない値である。
。バッキング密度(ρp)は、光ファイバと該ファイバ
軸中の全ての被膜の断面積、 nXaf (ここで
、nはファイバの本数であり、afはファイバの断面積
である)と、管状部材30により囲まれた全断面積(a
t )との比率と定義される。バッキング密度が高すぎ
る場合、コア中の光ファイバは比較的高い応力を受け、
ケーブル取り扱い中に破壊することも有り得る。これは
バッキング密度が高すぎる場合に起こる。なぜなら、遮
水用に充填材を使用すると比較的高い応力が発生するの
で、光ファイバは、屈曲中に発生するような応力を緩和
するために管状部材内で十分に移動することができない
からである。従来技術では、この問題は、ファイバまた
はファイバ束をそれぞれ囲む個別の緩衝チューブを撚り
込むことにより解決していた。しかし、周知のように、
撚り込みは極めて低い加工速度を必要とし、その結果、
コスト増を招く。更に、複数個の個別緩衝チューブを有
するケーブルは過大な直径を有する。本発明の光ファイ
バケーブルコアのバッキング密度の所定の値は約0.5
を超えない値である。
また、光ファイバ25.25は過剰長さ(ε)を有する
。すなわち、各光ファイバは管状部材30の長さ(It
)を超える長さ(If)を有する。
。すなわち、各光ファイバは管状部材30の長さ(It
)を超える長さ(If)を有する。
過剰ファイバ長さ(ε)は−船釣に、過剰長さ百分率、
ε(%)=100X (If −It )/Itの式で
与えられる。その結果、光ファイバケーブルコアに引張
荷重が加えられた場合、管状部材30は、該部材内の光
ファイバに荷重が加わる前に、伸長する。
ε(%)=100X (If −It )/Itの式で
与えられる。その結果、光ファイバケーブルコアに引張
荷重が加えられた場合、管状部材30は、該部材内の光
ファイバに荷重が加わる前に、伸長する。
過剰光ファイバ長さ(または、場合により詰込過剰とも
呼ばれる)の供給は、起こり得る2種類の結果を心に留
めながら行わなければならない。
呼ばれる)の供給は、起こり得る2種類の結果を心に留
めながら行わなければならない。
一つはマイクロベンドであり、もう一つはマクロベンド
である。マイクロベンドは肉眼で見ることのできない、
ファイバ軸中の微小な摂動と定義される。このタイプの
ベンドは大きさが数n−程度のものであり、1箇−の何
分の−の周期を打する。
である。マイクロベンドは肉眼で見ることのできない、
ファイバ軸中の微小な摂動と定義される。このタイプの
ベンドは大きさが数n−程度のものであり、1箇−の何
分の−の周期を打する。
方、マクロベンドはファイバ軸中の比較的大きな人きさ
(すなわち、肉眼でも見ることの出来る数1程度)の摂
動である。マクロベンドおよびマイクロベンドは特に、
例えば、−40℃のような低温で、光ファイバ伝送に望
ましくない損失を発生する最終的効果を有する。これら
のベンド効果は被膜、ケーブル、実装および温度などか
ら生じることができる。
(すなわち、肉眼でも見ることの出来る数1程度)の摂
動である。マクロベンドおよびマイクロベンドは特に、
例えば、−40℃のような低温で、光ファイバ伝送に望
ましくない損失を発生する最終的効果を有する。これら
のベンド効果は被膜、ケーブル、実装および温度などか
ら生じることができる。
光ファイバの過剰長さを決める場合には、マクロベンド
およびマイクロベンドを避けるように注意しなければな
らない。ファイバの過剰長さは、ファイバを管状部材の
長さに沿って螺旋状または正弦状の形状を具備させるこ
とにより得ることができる。管状部材30内のファイバ
の形状は螺旋状または正弦状であることができると述べ
たが、過剰長さの包有は反転往復レイパターンによって
も得ることができる。ファイバの波形は詰込過剰の当然
の帰結である。この結果、゛引張力または圧縮力を受け
たときに、光ファイバは膨張または収縮できる。光ファ
イバに波動形状を具備させる場合、半径が小さくなり過
ぎないように注意しなければならない。半径が小さすぎ
る場合、マクロベンドによる望ましからざる損失が発生
することもある。詰込過剰が増大するにつれて、波動波
長は減少する。ファイバが益々、固定内径を有する管状
部材の各連続的増分を占めるようになるにつれて、ファ
イバは小さな半径の通路を帯びる。この通路はファイバ
中にマクロベンドを生じ、望ましくない損失を発生する
。
およびマイクロベンドを避けるように注意しなければな
らない。ファイバの過剰長さは、ファイバを管状部材の
長さに沿って螺旋状または正弦状の形状を具備させるこ
とにより得ることができる。管状部材30内のファイバ
の形状は螺旋状または正弦状であることができると述べ
たが、過剰長さの包有は反転往復レイパターンによって
も得ることができる。ファイバの波形は詰込過剰の当然
の帰結である。この結果、゛引張力または圧縮力を受け
たときに、光ファイバは膨張または収縮できる。光ファ
イバに波動形状を具備させる場合、半径が小さくなり過
ぎないように注意しなければならない。半径が小さすぎ
る場合、マクロベンドによる望ましからざる損失が発生
することもある。詰込過剰が増大するにつれて、波動波
長は減少する。ファイバが益々、固定内径を有する管状
部材の各連続的増分を占めるようになるにつれて、ファ
イバは小さな半径の通路を帯びる。この通路はファイバ
中にマクロベンドを生じ、望ましくない損失を発生する
。
別の考慮は管状部材30の内径である。管状部材の内径
はコア内で光ファイバが利用できる容量を決定する。ま
た、光ファイバの曲げ半径は、同じ過剰長さのファイバ
について管状部材30の内径が減少するにつれて、減少
する。比較的小さなコアチューブ直径を選択すると、比
較的短い波動長さを生じる。その結果、損失が増大する
ことも有り得る。
はコア内で光ファイバが利用できる容量を決定する。ま
た、光ファイバの曲げ半径は、同じ過剰長さのファイバ
について管状部材30の内径が減少するにつれて、減少
する。比較的小さなコアチューブ直径を選択すると、比
較的短い波動長さを生じる。その結果、損失が増大する
ことも有り得る。
更に、−層大きな過剰長さを形成すると、光ファイバは
管状部材の内壁に擦り付けられる。この係合が起こると
、塗料内部の光ファイバが屈曲することがある。これは
塗料内の光ファイバ軸の比較的小さな変形を起こすこと
があり、マイクロベンドを生じ、その結果、損失を発生
する。
管状部材の内壁に擦り付けられる。この係合が起こると
、塗料内部の光ファイバが屈曲することがある。これは
塗料内の光ファイバ軸の比較的小さな変形を起こすこと
があり、マイクロベンドを生じ、その結果、損失を発生
する。
これらの問題は、本発明の光ファイバケーブルコアの構
造的配列に帰着する数種類のファクタを考慮することに
より解決される。第1に、ケーブルコア中に供給される
光ファイバの本数とバッキング密度を確定する。また、
光ファイバの所望の過剰長さを確定する。最小の減衰を
生じる所定の最小曲げ半径を達成するために、これらの
確定値から、モデルを用いて管状部材の内径を算出する
。
造的配列に帰着する数種類のファクタを考慮することに
より解決される。第1に、ケーブルコア中に供給される
光ファイバの本数とバッキング密度を確定する。また、
光ファイバの所望の過剰長さを確定する。最小の減衰を
生じる所定の最小曲げ半径を達成するために、これらの
確定値から、モデルを用いて管状部材の内径を算出する
。
通常、ファイバの本数および過剰長さのパラメータが与
えられる。管状部材30の直径が知れ、過剰ファイバ長
さが知れ、また、形状が形どられたら、ファイバの半径
は判明し、そして、これらのデータから損失が予想され
る。この方法は、各ファイバの過剰長さ、管状部材30
の内径、各ファイバのレイの長さおよび各ファイバの曲
げ半径が相互に関係するという認識に基づく。これらの
ファクタを調整することにより、減衰を実質的に最小値
に維持することもできる。本発明の光ファイバケーブル
コアの各光ファイバの過剰長さは、許容不lJ能な損失
を生じることなく約1%程度の大きさにすることもでき
ることが決定された。
えられる。管状部材30の直径が知れ、過剰ファイバ長
さが知れ、また、形状が形どられたら、ファイバの半径
は判明し、そして、これらのデータから損失が予想され
る。この方法は、各ファイバの過剰長さ、管状部材30
の内径、各ファイバのレイの長さおよび各ファイバの曲
げ半径が相互に関係するという認識に基づく。これらの
ファクタを調整することにより、減衰を実質的に最小値
に維持することもできる。本発明の光ファイバケーブル
コアの各光ファイバの過剰長さは、許容不lJ能な損失
を生じることなく約1%程度の大きさにすることもでき
ることが決定された。
本発明のケーブルコアは、ケーブルコアに荷重がかかっ
た時に、ファイバ上の歪みを効果的に減少するファイバ
の過剰長さに対して最適化されている。その結果、不精
巧な外装系でも使用できる。
た時に、ファイバ上の歪みを効果的に減少するファイバ
の過剰長さに対して最適化されている。その結果、不精
巧な外装系でも使用できる。
これは、多数のファクタ、すなわち、ファイバの過剰長
さ、本数および断面積、管状部材30の内径、光ファイ
バのレイの長さおよび最小曲げ半径などの相互関係を認
識することにより行われる。
さ、本数および断面積、管状部材30の内径、光ファイ
バのレイの長さおよび最小曲げ半径などの相互関係を認
識することにより行われる。
管状部材30は引き続き加工されるまで独立型のパッケ
ージなので、従来技術の管状部材の強度特性よりも高い
強度特性を有しなければならない。
ージなので、従来技術の管状部材の強度特性よりも高い
強度特性を有しなければならない。
従来技術では、管状部材をポリ塩化ビニル(PVC)ま
たはポリエチレンプラスチック材料から製造することは
普通のことであった。このようなプラスチック材料から
製造される管状部材は、成る点までは直線的で、その後
、非直線的(すなわち、力が付随的に殆ど増加しなくて
も、相当な伸長が起こる)なカー歪み挙動を示す。
たはポリエチレンプラスチック材料から製造することは
普通のことであった。このようなプラスチック材料から
製造される管状部材は、成る点までは直線的で、その後
、非直線的(すなわち、力が付随的に殆ど増加しなくて
も、相当な伸長が起こる)なカー歪み挙動を示す。
本発明のケーブルコアの企図された用途では、管状部材
は、従来の管状部材の範囲よりもかなり大きな範囲にわ
たってほぼ直線的な、付加荷重−歪み間の関係を更に含
有するプラスチック材料からなることが好ましい。所定
の温度で所望の過剰長さに対応する歪みまで直線的であ
ることが好ましい。所望の過剰長さに対応する歪みは、
付加荷重に対応する歪みと、幾何学的歪みおよび温度に
よる歪みを含む補償歪みとの合計に等しい。幾何学的歪
みは、米国特許第4448886号明細書に開示されて
いるように、管状部材が溝車の回りを前進するにつれて
管状部材が伸び、そして、その結果、過剰長さのファイ
バが管状部材中に配置されるようになる時に、管状部材
30の内部と係合するように配置されたファイバが原因
となって生じる。補償歪みを考慮に入れなかった場合、
伸長後の管状部材の緩和は、所望のものよりも少ない過
剰長さを生じるであろう。管状部材30に好適なプラス
チック材料はポリブチレンテレフタレート(PBT)で
あることが判明した。
は、従来の管状部材の範囲よりもかなり大きな範囲にわ
たってほぼ直線的な、付加荷重−歪み間の関係を更に含
有するプラスチック材料からなることが好ましい。所定
の温度で所望の過剰長さに対応する歪みまで直線的であ
ることが好ましい。所望の過剰長さに対応する歪みは、
付加荷重に対応する歪みと、幾何学的歪みおよび温度に
よる歪みを含む補償歪みとの合計に等しい。幾何学的歪
みは、米国特許第4448886号明細書に開示されて
いるように、管状部材が溝車の回りを前進するにつれて
管状部材が伸び、そして、その結果、過剰長さのファイ
バが管状部材中に配置されるようになる時に、管状部材
30の内部と係合するように配置されたファイバが原因
となって生じる。補償歪みを考慮に入れなかった場合、
伸長後の管状部材の緩和は、所望のものよりも少ない過
剰長さを生じるであろう。管状部材30に好適なプラス
チック材料はポリブチレンテレフタレート(PBT)で
あることが判明した。
本発明のケーブルコアは予期された条件ドで申し分なく
作動する。低温状態では、ケーブルは収縮し、ケーブル
中のファイバの曲げ半径は減少する。好都合なことに、
管状部材30の内径は、最悪の環境における最小曲げ半
径が許容可能な損失を生じるような大きさである。
作動する。低温状態では、ケーブルは収縮し、ケーブル
中のファイバの曲げ半径は減少する。好都合なことに、
管状部材30の内径は、最悪の環境における最小曲げ半
径が許容可能な損失を生じるような大きさである。
最小減衰の目標は、米国特許第4838840号明細書
に開示されているような、低クラツド光ファイバを使用
することにより促進することもできる。
に開示されているような、低クラツド光ファイバを使用
することにより促進することもできる。
この問題は、各光ファイバ25.25を、コア31と、
外部クラッド33の屈折率に対して低くされた屈折率を
有する内部クラッド32(第4図参照)を有するように
構成することにより解決される。このようなファイバは
低内部クラッドを有すると呼ばれる。低クラツド光ファ
イバは、このようなファイバをマイクロベンドにより誘
発された光損失に対して比較的高い抵抗性を有するよう
に設計できる点で好都合である。第5図に示されるよう
に、コア31は直径(d)と屈折率35を有する。この
屈折率35は外部クラッド33の屈折>$ (ncLO
)に対応する基準線36に対して相対屈折率差(Δ+)
を有する。内部クラッド32は直径(D)と屈折率(n
cLりを有する。この屈折率(nCLi)は符号37で
示され、同じ基準線36に対して比較的低い屈折率差(
Δ−)を有する。ファイバコアの屈折率から内部クラッ
ドの屈折率までの屈折率の全体的差はΔで示される。
外部クラッド33の屈折率に対して低くされた屈折率を
有する内部クラッド32(第4図参照)を有するように
構成することにより解決される。このようなファイバは
低内部クラッドを有すると呼ばれる。低クラツド光ファ
イバは、このようなファイバをマイクロベンドにより誘
発された光損失に対して比較的高い抵抗性を有するよう
に設計できる点で好都合である。第5図に示されるよう
に、コア31は直径(d)と屈折率35を有する。この
屈折率35は外部クラッド33の屈折>$ (ncLO
)に対応する基準線36に対して相対屈折率差(Δ+)
を有する。内部クラッド32は直径(D)と屈折率(n
cLりを有する。この屈折率(nCLi)は符号37で
示され、同じ基準線36に対して比較的低い屈折率差(
Δ−)を有する。ファイバコアの屈折率から内部クラッ
ドの屈折率までの屈折率の全体的差はΔで示される。
低クラツド光ファイバの利点は、コア直径(d)に対す
る依存性の他に、遮断波長および総屈折率差(Δ)が内
部クラッド直径対コア直径の比(D/d)および内部ク
ラッド屈折率低F率対総屈折率差の比(Δ−/Δ)に依
存することである。例えば、D/dが低下するにつれて
、遮断波長も低ドする。D/dの名目的値は6.5であ
るが、有用な範囲は約3程度の低い値も含む。スポット
サイズ、有効屈折率およびゼロ分散波長は企図された範
囲内におけるこれらの比率に対して鈍感なので、優れた
マイクロベンド性能にとって望ましい一層高いΔ値は、
D/dおよびΔ−/Δの適当な値を選択して遮断波長を
コントロールすることにより相殺することができる。代
表的なり/dおよびΔ−/Δ値は遮断波長を1100n
以上まで低下させることができ、その結果、比較的高い
Δ値のファイバでも単一モード動作が行われる。
る依存性の他に、遮断波長および総屈折率差(Δ)が内
部クラッド直径対コア直径の比(D/d)および内部ク
ラッド屈折率低F率対総屈折率差の比(Δ−/Δ)に依
存することである。例えば、D/dが低下するにつれて
、遮断波長も低ドする。D/dの名目的値は6.5であ
るが、有用な範囲は約3程度の低い値も含む。スポット
サイズ、有効屈折率およびゼロ分散波長は企図された範
囲内におけるこれらの比率に対して鈍感なので、優れた
マイクロベンド性能にとって望ましい一層高いΔ値は、
D/dおよびΔ−/Δの適当な値を選択して遮断波長を
コントロールすることにより相殺することができる。代
表的なり/dおよびΔ−/Δ値は遮断波長を1100n
以上まで低下させることができ、その結果、比較的高い
Δ値のファイバでも単一モード動作が行われる。
好ましい実施例では、本発明のケーブルコアは、1.3
μmにおける単一モード動作を保証する十分に低い波長
における遮断をもたらすΔ、コア直径、D/dおよびΔ
−/Δを有する低分散、低損失ファイバを有する。ダウ
ンドープトクラッドと共にアップドープトコアを有する
ファイバは1゜3μm付近で高いΔ値と低材料分散性を
与えることができる。米国特許第4439007号明細
書に記載されているように、比較的高いΔ値は、信頼性
がダウンドープトクラッドに依拠する場合、1.3μm
付近で必ずしも高い材料分散性を生じない。十分に低い
遮断波長、低分散性および低損失スプライスに好適なス
ポットサイズは、低パッケージング損失を生じる比較的
高いΔ値と共に、d1D/dおよびΔ−/Δを適当に選
択することにより得られる。代表的なΔ−値はΔの10
〜40%の範囲内である。好ましい実施例では、d=8
.3μm1 D=54μm1 Δ+=0.25%、Δ−
=0.12%およびΔ=0.37%である。
μmにおける単一モード動作を保証する十分に低い波長
における遮断をもたらすΔ、コア直径、D/dおよびΔ
−/Δを有する低分散、低損失ファイバを有する。ダウ
ンドープトクラッドと共にアップドープトコアを有する
ファイバは1゜3μm付近で高いΔ値と低材料分散性を
与えることができる。米国特許第4439007号明細
書に記載されているように、比較的高いΔ値は、信頼性
がダウンドープトクラッドに依拠する場合、1.3μm
付近で必ずしも高い材料分散性を生じない。十分に低い
遮断波長、低分散性および低損失スプライスに好適なス
ポットサイズは、低パッケージング損失を生じる比較的
高いΔ値と共に、d1D/dおよびΔ−/Δを適当に選
択することにより得られる。代表的なΔ−値はΔの10
〜40%の範囲内である。好ましい実施例では、d=8
.3μm1 D=54μm1 Δ+=0.25%、Δ−
=0.12%およびΔ=0.37%である。
本発明のケーブルコア20は例えば、充填材40(第6
図参照)のような遮水手段を有することもできる。第6
図に示されているように、充填材40は管状部材30の
内部に配置され、束23゜23の間および各東向のファ
イバ25.25の間の隙間を満たす。好適な充填材40
は、米国特許第4701018号明細書に開示されてい
るようなコロイド状ゲルである。
図参照)のような遮水手段を有することもできる。第6
図に示されているように、充填材40は管状部材30の
内部に配置され、束23゜23の間および各東向のファ
イバ25.25の間の隙間を満たす。好適な充填材40
は、米国特許第4701018号明細書に開示されてい
るようなコロイド状ゲルである。
コロイド状ゲルは一般的に、液状担体中に増粘剤を含有
する半液状物質である。どのタイプのゲル化剤も網状構
造を形成する。液状担体は毛細管現象により網状構造中
に保持される。低い応力がゲルに加えられた場合、この
材料はほぼ固体様に挙動するが、応力が臨界値以上であ
る場合、この材料は流動し、粘度は急速に低下する。こ
の挙動はしばしばチキントロープとして説明される。
する半液状物質である。どのタイプのゲル化剤も網状構
造を形成する。液状担体は毛細管現象により網状構造中
に保持される。低い応力がゲルに加えられた場合、この
材料はほぼ固体様に挙動するが、応力が臨界値以上であ
る場合、この材料は流動し、粘度は急速に低下する。こ
の挙動はしばしばチキントロープとして説明される。
コロイド状ゲルは通信ケーブルの充填材として使用され
てきた。光ファイバケーブルでは、遮水性の他に、充填
ゲルは光ファイバを低応力状態に維持し、それにより信
号減衰を最小にすることが必須要件となる。剪断弾性率
が光ファイバケーブル充填材の最適性能の主変数と考え
られるが、別のパラメータ、例えば、ゲルが降伏する臨
界応力もコントロールされなければならない。
てきた。光ファイバケーブルでは、遮水性の他に、充填
ゲルは光ファイバを低応力状態に維持し、それにより信
号減衰を最小にすることが必須要件となる。剪断弾性率
が光ファイバケーブル充填材の最適性能の主変数と考え
られるが、別のパラメータ、例えば、ゲルが降伏する臨
界応力もコントロールされなければならない。
オイル、コロイド状粒杖充填材および必要に応じてブリ
ード阻止剤を含有するグリース組成物が前記米国特許第
4701016号明細書に開示されている。グリースは
一般的に、20℃で140Pa以下(好ましくは、70
以下または幾つかの用途では35Pa)の臨界降伏応力
と、20℃で約13kPa未満の剪断弾性率を何する。
ード阻止剤を含有するグリース組成物が前記米国特許第
4701016号明細書に開示されている。グリースは
一般的に、20℃で140Pa以下(好ましくは、70
以下または幾つかの用途では35Pa)の臨界降伏応力
と、20℃で約13kPa未満の剪断弾性率を何する。
好ましい組成物は、ASTMタイプ103.104Aま
たは104Bのパラフィン系石油またはナフタレン系石
油もしくはポリブデンオイル77〜95wt%;疎水性
または親水性ヒユームドシリカ2〜15wt%:および
必要に応じて、スチレンラバーまたはスチレンラバー・
スチレンブロックコポリマー若しくは半液状ラバー15
wt%以下からなる。
たは104Bのパラフィン系石油またはナフタレン系石
油もしくはポリブデンオイル77〜95wt%;疎水性
または親水性ヒユームドシリカ2〜15wt%:および
必要に応じて、スチレンラバーまたはスチレンラバー・
スチレンブロックコポリマー若しくは半液状ラバー15
wt%以下からなる。
別の実施例では、遮水手段は適当な遮水テープまたはヤ
ーンを含むこともできる。
ーンを含むこともできる。
本発明のケーブルコア20は多数の方法で使用できる。
例えば、金属導体および外装と共に配設し、架空送電系
の通行権に沿って使用することができる。別法として、
例えば、コアに独自設計の外装系を施すことのできる光
ファイバケーブル製造業者に供給することもできる。
の通行権に沿って使用することができる。別法として、
例えば、コアに独自設計の外装系を施すことのできる光
ファイバケーブル製造業者に供給することもできる。
管状部材系を有することも本発明の範囲内である。単一
の管状部材からなるコアの代わりに、コアは内部および
外部同心管状部材30および50を有することもできる
(第7図参照)。内部管状部材30は比較的低い摩擦係
数を有し、外部管状部材50は優れた機械特性を更に含
有する。
の管状部材からなるコアの代わりに、コアは内部および
外部同心管状部材30および50を有することもできる
(第7図参照)。内部管状部材30は比較的低い摩擦係
数を有し、外部管状部材50は優れた機械特性を更に含
有する。
前記の構成は単に本発明を例証するために挙げられたも
のである。当業者ならば本発明にもとることなく、他の
構成も創案することができる。
のである。当業者ならば本発明にもとることなく、他の
構成も創案することができる。
[発明の効果コ
以を説明したように、本発明の光ファイバケーブルコア
は信号減衰を最小にすることができる。
は信号減衰を最小にすることができる。
その結果、金属導体および外装と共に配設し、既存の架
空送電系の通行権に沿って使用することができる。
空送電系の通行権に沿って使用することができる。
また、光ファイバケーブル製造業者は本発明の光ファイ
バケーブルコアに対し独自設計の外装系を施して使用す
ることもできる。
バケーブルコアに対し独自設計の外装系を施して使用す
ることもできる。
第1図は本発明の光ファイバケーブルコアの部分斜視図
である。 第2図は第1図の光ファイバケーブルコアの断面図であ
る。 第3図は光ファイバリボンを有する光ファイバケーブル
コアの断面図である。 第4図は被覆光ファイバの断面図である。 第5図は本発明のケーブルコアの低クラツド光ファイバ
の屈折率構成の特性図である。 第6図は本発明の別の光ファイバケーブルコアの断面図
である。 第7図は本発明の更に別の実施例の断面図である。 Flに。 l Flに。
である。 第2図は第1図の光ファイバケーブルコアの断面図であ
る。 第3図は光ファイバリボンを有する光ファイバケーブル
コアの断面図である。 第4図は被覆光ファイバの断面図である。 第5図は本発明のケーブルコアの低クラツド光ファイバ
の屈折率構成の特性図である。 第6図は本発明の別の光ファイバケーブルコアの断面図
である。 第7図は本発明の更に別の実施例の断面図である。 Flに。 l Flに。
Claims (10)
- (1)長手方向に伸び、中心に配置された軸を有する光
ファイバケーブルコアであり、前記光ファイバケーブル
コアは少なくとも1本の光ファイバ伝送媒体と、所定の
長さと環状断面を有し、かつ、前記少なくとも1本の光
ファイバ伝送媒体を囲む管状部材とを含み、前記ケーブ
ルコアは、 前記光ファイバ伝送媒体は管状部材の長さを超える長さ
を有し、前記管状部材中の光ファイバ伝送媒体の過剰長
さと断面積および前記管状部材の内径は、光ファイバ伝
送媒体中の過度な曲率および管状部材の内壁と光ファイ
バ伝送媒体との過度な相互作用的係合により発生される
ベンド損失を避けるような値であることを特徴とする光
ファイバケーブルコア。 - (2)前記光ファイバ伝送媒体の長さは前記管状部材の
長さを1%程度まで超える長さである請求項1の光ファ
イバケーブルコア。 - (3)前記管状部材は、所定の温度で光ファイバ伝送媒
体の過剰長さに対応する歪みまでほぼ直線的な歪みと付
加荷重との関係を特徴とするプラスチック材料から構成
されている請求項1の光ファイバケーブルコア。 - (4)前記管状部材内に配置された遮水材料を更に含有
する請求項1の光ファイバケーブルコア。 - (5)前記遮水材料は前記管状部材内に配置された充填
材を含み、前記充填材は20℃で約70Pa以下の臨界
降伏応力と、20℃で13kPa未満の剪断弾性率を有
する請求項5の光ファイバケーブルコア。 - (6)充填材は、 (a)(i)約0.86の最小比重、−4℃未満の流動
点を有し、ASTMタイプ103、104Aまたは10
4Bのものであるパラフィン系石油;(ii)約0.8
6の最小比重、−4℃未満の流動点を有し、ASTMタ
イプ103、104Aまたは104Bのものであるナフ
タレン系石油;(iii)約0.83の最小比重、18
℃未満の流動点を有するポリブテンオイル;および、 (iv)これらの混合物; からなる選択されるオイル77〜95wt%;および、 (b)疎水性ヒュームドシリカのコロイド状粒子2〜1
5wt%; からなる組成物である請求項5の光ファイバケーブルコ
ア。 - (7)前記ケーブルコアは少なくとも1本の光ファイバ
束からなり、前記光ファイバ束は、各束の周囲を螺旋状
に捲回するバインダにより囲まれている請求項1の光フ
ァイバケーブルコア。 - (8)前記光ファイバ束は複数本の被覆光ファイバを含
み、コアを囲む単一の管状部材は前記管状部材の内壁に
より画成される断面積を有し、この断面積は、複数本の
被覆光ファイバの断面積対前記管状部材内の断面積の比
が0.5の値を超えないような断面積である請求項1の
光ファイバケーブルコア。 - (9)前記各光ファイバ伝送媒体はコア、外部クラッド
および内部クラッドを含み、該内部クラッドは、前記外
部クラッドの屈折率よりも小さな屈折率を有し、かつ、
内部クラッド直径対コア直径の比と共に、各光ファイバ
伝送媒体に耐マイクロベンド性を付与するのに十分な高
さの、前記コアと前記内部クラッドの屈折率間の差を特
徴とし、前記内部クラッド直径対コア直径の比は光ファ
イバ伝送媒体の分散特性に悪影響を及ぼすのを避けるの
に十分な大きさであり、内部クラッドと外部クラッドの
屈折率の差対コアと内部クラッドの屈折率の差の比は、
前記各光ファイバ伝送媒体が所定の波長で単一モード様
式で動作できるような値である請求項1の光ファイバケ
ーブルコア。 - (10)前記管状部材は第1の管状部材であり、前記光
ファイバケーブルコアは、前記第1の管状部材の周囲に
同心的に配置され、該部材に係合する第2の管状部材を
更に含有する請求項1の光ファイバケーブルコア。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/427,061 US5015063A (en) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | Optical fiber cable core |
| US427061 | 1989-10-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03209409A true JPH03209409A (ja) | 1991-09-12 |
Family
ID=23693336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2286049A Pending JPH03209409A (ja) | 1989-10-25 | 1990-10-25 | 光ファイバケーブルコア |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5015063A (ja) |
| EP (1) | EP0425160A3 (ja) |
| JP (1) | JPH03209409A (ja) |
| KR (1) | KR100208920B1 (ja) |
| AU (1) | AU627368B2 (ja) |
| CA (1) | CA2027140C (ja) |
| FI (1) | FI905248A7 (ja) |
| MX (1) | MX171322B (ja) |
| NZ (1) | NZ235615A (ja) |
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