JPH03233507A

JPH03233507A - 低温特性安定化光ファイバケーブル

Info

Publication number: JPH03233507A
Application number: JP2030951A
Authority: JP
Inventors: Takashi Suganou; 菅納　隆
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1991-10-17
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: JP2687650B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、スパイラル状の光ファイバ収納溝を有するス
ペーサに光ファイバを収納してなるスペーサ型光ファイ
バケーブルに関し、特に低温における使用の際に伝送損
失を増大させることなく安定して使用することを可能に
する改良されたスペーサ型光ファイバケーブルに関する
ものである。

［従来の技術］光ファイバケーブルの典型的な構造の一つとして早くか
ら実用化されてきた光ファイバケーブルにスペーサ型光
ファイバケーブルがある。

具体的には、第１図に示すように、亜鉛メツキ鋼線の如
き高抗張力材料よりなるテンションメンバー１の外周に
スパイラル状の光ファイバ収納溝３．３を有するスペー
サ２を押出一体化し、前記光ファイバ収納溝３，３内に
単心あるいは複数心の光ファイバ４．４（素線あるいは
心線）を収納し、押え巻５を施した後プラスチック等の
外被６を被覆してなるものである。

光ファイバ収納溝３をスパイラル状に形成するのは、そ
れによって収納されている光ファイバ４に長手方向の余
長が得られるようにし、ケーブルに張力か負荷されたり
熱により膨張しケーブルの長さか伸びたりしても、前記
余長によってそれを吸収し、光ファイバ４に直接大きな
張力か負荷されたりしないように配慮した構成とするた
めである。

［発明が解決しようとする課題］上記したように、スペーサ型光ファイバケーブルではス
ペーサの溝をスパイラル状に形成するが、その本来の目
的は、ケーブル自体の伸びか光ファイバにまで及び張力
に弱い光ファイバに断線や伝送損失の増大といった悪影
響か生ずるのを防止するためのものである。

しかし、近年になり光ファイバを用いた情報通信や制御
などの技術か著しく発達し、その応用環境も常温や高温
域における使用に止まらす、例えば−４０°Ｃ程度の低
温になる冷凍倉庫内での制御や管理あるいは極寒地など
においての情報通信などにも光ファイバゲープルが使用
されるようになり、当初予期していなかったような新た
な課題に“直面するようになった。

スペーサ型光ファイバケーブルは、テンションメンバー
１として前記第１図に示すように亜鉛メツキ鋼撚線又は
単線を使用している場合には、ケーブルの線膨張係数は
、線膨張係数の小さい鋼線（１１，５Ｘ１０’／℃）と
それに比較すると線膨張係数の大きいプラスチック（１
０’／℃のオーダー）との複合された値となり、ケーブ
ル全体の線膨張係数が余り大きくならないように抑える
ことかできる。

しかし、近年、光ファイバが電磁的影響を受けない点に
着目し、テンションメンバーなどにも金属を使用せず、
カラス繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰという）等の
抗張力の大きい非金属材料を使用した所謂ノンメタリッ
ク梢遣とする場合か多くなった。

とくに、架線状態で使用される光ファイバケーブルの場
合には、落雷対策の意味もあって、テンションメンバー
に前記ＦＲＰを使用した第２図に示すような構造のもの
が使用される。

プラスチック材料は前記の通り、金属に比較するとＩＩ
ＩＡ膨張係数が大きく、高温において伸びが大きくなる
と同様、低温においては収縮量が非常に大きくなる。

従って、第２図に示したような構成のスペーサ型光ファ
イバケーブルの場合、使用温度が２０°Ｃ以下の低温に
なると、スペーサを含めたケーブル全体の収縮量は非常
に大きなものとなり、その結果としてそれら構成材料よ
りも線膨張係数の小さいガラス（５，６ｘ１ｏ−７／”
ｃ）よりなる光ファイバ４がスペーサ涌３内で余ってし
まい、その余った分か第３図に示すように湧３内で周囲
の押え巻に突き当る状態となり、これよりさらに収縮す
ると、余った長さを吸収するために光ファイバ４は蛇行
状態となり、そのことに起因する小商りが各所に生じ、
光の伝送損失が急激に増加するといった現象がみられる
ようになってくる。このような場合に、光ファイバのコ
ーテイング材を選択し対応しようとしても限界がある。

そこで、光ケーブルの構成材料の中ではもつとも線膨張
係数の小さい前記ＦＲＰの断面積を増大させ、周囲の他
のプラスチック材料との複合線膨張係数をＦＲＰのそれ
にできる限り近付けようといった方策もとられている。

しかし、ＦＲＰは高価であり、その断面積を増大させれ
ば、ケーブル自体がかなり高価なものとなってしまうと
いう問題がある上、断面積を増大させるにも構造上から
限界があるし、ケーブル全体の径を小さくして原価低減
を図ろうとする市場要請に反することにもなる。

本発明の目的は、上記したような従来技術の問題点を解
消し、たとえ相当に低い温度例えば４０℃以下といった
低温において使用しても伝送損失がほとんど変化せず、
安定した光伝送を継続保持し得る新規な低温特性安定化
光ファイバケーブルを提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、スペーサの外周に形成されたスパイラル状の
光ファイバ収納溝内に光ファイバ素線あるいは光ファイ
バ心線を収納してなるスペーサ型光ファイバケーブルに
おいて、ケーブルの線膨張係数を・・・α（℃−１＞常温から低
温までの温度差を・・・ΔＴ　（℃）光ファイバ素線又
は心線に付加した張力による伸び歪を・・・εｆ　（％）スペー
サに与えられたバックテンヨンによる伸び歪を・・・εｓ（％）光ファイバ素
線又は心線に伝送ロスか開始するケーブルの収縮歪を・・・εｃ（％）としたとき、 α・ΔＴｘｌＯＯ−（εｆ−εｓ）＜εｃなる関係を満
足するように光ファイバ素線又は心線に予め張力を付加
しておくものである。

［作用］スペーサ型光ファイバケーブルの光ファイバ収納溝内に
光ファイバを収納させる場合、従来は光ファイバに張力
を付加することはせず、光ファイバに歪を与えないよう
にして収納していた。このことが、低温下で溝内におけ
る光ファイバに蛇行を生じさせる原因となっていた。

本発明においては、光ファイバに予め計算された伸び歪
を与えておくものである。この伸び歪はプルーフ応力の
ように大きなものである必要がないから、光ファイバの
寿命にほとんど影響を及ぼすことはない、とくに、低温
の環境下で使用される場合には、予め常温で付加させた
伸び歪が逆に低温下で解放緩和される。そして、スペー
サ全体の収縮があっても、この伸び歪を解放している間
は光ファイバに蛇行が生ずるようなことはないのである
。

［実施例コ以下に、本発明について実施例を参照し説明する。

第５図は、従来構成のスペーサ型光ファイバケーブルと
本発明に係るスペーサ型光ファイバケーブルどの対比実
験を行ない、その温度−伝送ロス増加特性を対比プロッ
トした線区である。

この対比実験方法は、それぞれ別個に光ファイバケーブ
ルを製造することをせず、第４図に示すように６部テン
ションメンバー１としてのＦＲＰを有するノンメタリッ
クスペーサ２の４個の湧３゜３の中の２個所には従来例
におけるように伸び歪を付加しない０％歪の光ファイバ
４Ｂ、４Ｂを収納させ、他の２個所には伸び歪０．１％
を付加した光ファイバ４Ａ、４Ａを収納させ、このよう
にして光ファイバケーブル、を構成して＋５０から４５
℃における光ファイバ４Ａと４Ｂのそれぞれの伝送ロス
の増加量を測定したものである。このように−個のスペ
ーサ２を用いるようにすれば、実験ムラを生ずることな
く、その特性比較を精度よく行なうことができる。

使用した光の波長は、第５図中に示したように１５５μ
ｍであり、Ｃ印でプロ・ソトした曲線Ａが本発明に係る
予め常温で仲ひ歪を付与した光ファイバ４Ａの測定結果
であり、Ｘ印でプロットした点線で示した曲線Ｂが従来
例による光ファイバ４Ｂの測定結果である。

常温における特性には両者とも特に差異はないか、従来
例の４Ｂの場合には一１０℃を境界として伝送ロスの増
大が顕著に生ずるようになる。

１０℃に達したときのケーブルの収縮 εｓ＝０．０８％であったが、従来例の光ファイバ４Ｂ
はケーブルの収縮がこの０．０８％に達したとき長さに
おける収納限界が生じ、それ以後は蛇行を生じて所謂マ
イクロベントが増加の一途を辿ることとなり、第５図曲
線Ｂのような著しい伝送ロスの増加へと進展したもので
ある。

しかしながら、常温で０．１％の伸び歪を与えである本
発明に係る光ファイバ４Ａは一４５℃の低温になるまで
伝送ロスの増加は全くみられない。

４５℃におけるケーブルの収縮 ε。−〇、１８％であった。すなわち、ケーブルの収縮
か０．１８％に達するまでは光ファイバ４Ａは自己の伸
び歪を解放し続けたことになり、予め付与した０、１％
の伸び歪が解放されゲーブルの収縮歪０．１８％との間
に０．０８％の差が生じたことによってはじめて前記従
来型光ファイバ４Ｂが一１０℃において示したと同様の
挙動を示しはじめたものである。

これらの実験結果を総合すると、常温から低温での臨界使用温度までの温度差を・・・ΔＴ　（℃）ケーブルの線膨
張係数を・・・α（℃’）光ファイバ素線又は心線に付加した張力による伸び歪を・・・ε１　（％）スペー
サに与えられたバックテンヨンによる伸び歪を・・・ε　（％）光ファイバ素
線又は心線に伝送ロスが開始するケーブルの収縮歪を・・・ε　（％）としたとき、 α・ΔＴＸ１００−（εｆ−εｓ）＜εｃなる関係を満
足するように光ファイバ素線又は心線に予め張力を付加
しておけばよいことがわかる。

このようなプレテンションを光ファイバに与えることは
常温以上において使用される場合には所謂静荷重疲労の
原因となり好ましくないが、冷凍倉庫内あるいは高緯度
の寒冷地方などで使用する場合には、与えたプレテンシ
ョンそのものが光ファイバの寿命に影響を及ぼさない程
度にまで緩和され、しかも低温下でのスペーサ清白にお
ける蛇行の発生を効果的に防止して伝送ロスの増加を確
実に抑制することができることになるのである。

［発明の効果］以上詳説した通り、本発明に係る低温特性安定化光ファ
イバケーブルによれば、使用する材料などを変更するこ
となく、単にスペーサ清白に収納する光ファイバに所定
値を満足するようなプレテンションを与えておくたけで
、予定される低温環境において伝送損失がほとんど増加
することなく安定した光信号の伝送を保持継続できるも
のであり、コストの増大を伴うことなく低温雰囲気にお
ける光ファイバケーブルの使用範囲を拡大できることに
なる工業上の意義は大きなものかある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の鋼線をテションメンバーとしたスペーサ
型光ファイバケーブルの具体的構成を示す断面図、第２
図は本発明に係るケーブルの断面図、第３図はそれか低
温度で臨界的状態になった様子を示す断面図、第４図は
温度−低温ロス特性実験を行なったケーブルのスペーサ
部分の説明断面図、第５図は温度−低温ロス特性実験結
果を示す線図である。１：テンションメンバー２ニスペーサ、３：光ファイバ収納溝、４：光ファイバ５：押え巻、６：外被。第１図第２図出ｖ人　日立電線株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スペーサの外周に形成されたスパイラル状の光フ
ァイバ収納溝内に光ファイバ素線あるいは光ファイバ心
線を収納してなるスペーサ型光ファイバケーブルにおい
て、ケーブルの線膨張係数を・・・α（℃＾−＾１）常温から低温までの温度差を・・・ΔＴ（℃）光ファイバ素線又は心線に付加した張力による伸び歪を
・・・ε＿ｆ（％）スペーサに与えられたバックテンョンによる伸び歪を・
・・ε＿ｓ（％）光ファイバ素線又は心線に伝送ロスが開始するケーブル
の収縮歪を・・・ε＿ｃ（％）としたとき、 α・ΔＴ×１００−（ε＿ｆ−ε＿ｓ）＜ε＿ｃなる関
係を満足するように光ファイバ素線又は心線に予め張力
を付加してなる低温特性安定化光ファイバケーブル。