JPH1184188A - 海底光ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量で安価な海底光ケーブルを提供する。 【解決手段】 １１は拡大図に示されているように数本
の光ファイバ心線１１ａを帯状に並べて一体化したリボ
ン状の光ファイバ伝送路で、その周辺部には送水防止材
１２となる吸水性の比較的柔軟な走水防止材１２が挿入
されている。１３は所定の直径とされた複数数の鋼線を
集合機ににかけて均一のピッチで長手方向に撚り巻きし
た第１の抗張力線である。また１４は前記第１の抗張力
線１３と同様に、所定の径からなる複数本の鋼線をから
なり、第１の抗張力線の外周面に撚り巻きされた第２の
抗張力線を示す。これらの抗張力線１３、１４は各抗張
力線が相互に競り合うような寸法とすることによって、
外部から押し潰されないないようなシェル構造を構成し
ている。１５は前記第１及び第２の抗張力線１３，１４
を拘束する金属チューブ層で、金属チューブ層１５の外
周は海水の侵入を防止するシース層１６とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを伝送
媒体とする海底光ケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバを伝送路とした海底光ケーブ
ルの構造としては、例えば図５〜図７に示すようなもの
が提案されている。これらの構造を以下に簡単に説明す
ると、１は光ファイバ芯線１ａを複数本撚り合わせた光
ファイバの集合体、あるいはこの集合体を紫外線硬化型
合成樹脂（紫外線硬化ウレタン）、あるいはこの集合体
を熱可塑性合成樹脂によって固めた光フアイバユニッ
ト、２は前記光ファイバユニット１を水圧から保護する
ための耐圧層、３はケーブルに加わる引張力に十分対応
できるように、主として鋼線を撚り合わせて構成した抗
張力体層である。

【０００３】この抗張力体層３は通常２層構造とされ、
ケーブルの敷設時の負荷に十分耐える抗張力を付加し、
かつ、障害に対してケーブルを保護する役目をする。４
は前記抗張力体層３の結束と気密、中継器への給電路と
なる金属層で、通常、銅またはアルミ等からなる金属テ
ープを縦添え、溶接して縮径（絞り込み）し、チューブ
状に形成したものである。また、５及び６は海水との絶
縁を目的とする低密度と高密度のポリエチレン等で形成
する絶縁層（シース）である。

【０００４】これらのケーブルのうち図５に示したもの
は、特に耐圧層２として銅の溶接パイプを用いたもので
あり、図６では耐圧層２がアルミの突き合わせパイプで
構成されている。また、図７では耐圧層２として３個の
扇形の鉄の分割個片を組み合わせたものを使用してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来の海底光
ケーブルは上記したように伝送路を形成する光フアイバ
ユニット１は、光ファイバ芯線を保護するために、合成
樹脂等で一体化すると共に、深海における海水圧に対し
て十分に対抗できるように耐圧層２を設ける構成とされ
ているため、このような海底光ケーブルを製造する際
は、まずウレタン樹脂等からなる合成樹脂によって光フ
ァイバユニット１なる部分を製造しながらドラム巻きに
し、次にこのドラム巻きされた光ファイバユニット１
を、耐圧層２、抗張力線を巻くための大型の抗張力線集
合機まで移送しなければならないという問題があった。

【０００６】すなわち、このように光ファイバ心線を合
成樹脂等によって固めて光フアイバユニット１とするこ
とは、その製造する工程では熱管理，ＵＶ管理工程等が
必要であり、このユニットの製造工程と、耐圧層、及び
抗張力体層の製造工程をタンデムな配置で同時に進行さ
せることはきわめて困難であり、数１０ｋｍに及ぶよう
な長尺のケーブルを製造する際に製造効率を著しく損な
うという問題があった。

【０００７】また、その為海底光ケーブルの加工費が高
くなり、その普及を阻害する原因になっている。さら
に、このようなケーブルに対して中継器を取り付けた
り、陸上でケーブルのターミネータ工事を行う際に、脆
弱なガラスフアイバによって構成されている個々の光フ
ァイバ心線を光ファイバユニット１から分離することが
困難になるという問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
問題を解決するために海底光ケーブルを、リボン状、又
は単心で集合されている２以上の光フアイバと、前記光
フアイバの周辺に配置されている走水防止材と、前記走
水防止材と光フアイバとを中心部に包囲するように撚り
巻きされた第１の抗張力線と、前記第１の抗張力線の外
周に撚り巻きされている第２の抗張力線と、前記第２の
抗張力線の外周に被着した金属チューブ層によって構成
し、前記第１、及び第２の抗張力線によって前記光フア
イバの耐圧殻が構成されるようにしたものである。

【０００９】走水防止材としては吸水ヤーン、吸水テー
プ、吸水パウダ、および常温硬化性のコンパウンド、ま
たは、常温で軟性のジェリーとすることができる。さら
に走水防止材は、ケーブルの長手方向に間欠的に挿入さ
れるようにしてもよい。

【００１０】海底光ケーブルの抗張力体集合時に光ファ
イバの集合体はリボン状のままルーズにケーブルの中心
部に載置され、その周辺部は抗張力体層のシェル効果に
よって十分に海水圧に対して対抗できるようにしている
ので、海底光ケーブルをタンデムの機械配置によって一
挙に製造することができるようになり、海底光ケーブル
の製造原価を著しく低減することができる。

【００１１】また、海底光ケーブルの光ファイバを接続
するターミネート作業時は、金属チューブ層、および抗
張力体層を剥離すると、内部の光ファイバ心線を簡単に
分別して取り出すことができ、すぐに中継の接続作業を
行うことができるので、接続作業に特別なスキルを必要
とすることなく船上等で容易に中継器等の取り付けを行
うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示す海
底光ケーブルの断面図を示したもので、１１は拡大図に
示されているように数本の光ファイバ心線１１ａを帯状
に並べて一体化したリボン状の光ファイバ伝送路を示
す。この光ファイバ伝送路１１の周辺部には走水を防止
するため吸水性の比較的柔軟な走水防止材１２が挿入さ
れており、例えば、何らかの原因で海水等が侵入したと
きに、その水分を吸収して膨張するような素材が使用さ
れる。

【００１３】このような素材として、繊維状に構成され
ているもの、あるいはテープの表面に吸水性の材料を積
層し、これを光ファイバの周辺部に配置させるもの、あ
るいは、パウダ状になっているもの等があり、近年は、
樹脂材によって構成されているジェリー状の素材も使用
することができる。

【００１４】１３は所定の直径からなる複数本の鋼線を
集合機にかけて均一のピッチで長手方向に撚り巻きした
第１の抗張力線である。また１４は前記第１の抗張力線
１３と同様に、所定の径からなる複数本の鋼線からな
り、第１の抗張力線の外周面に撚り巻きされた第２の抗
張力線を示す。特に第２の抗張力線はやや太めの鋼線１
４ａと、この鋼線１４ａより径の小さい鋼線１４ｂによ
って構成することが好ましく、これらの抗張力線１３、
１４は後で説明するように、各抗張力線が相互に競り合
うような寸法とすることによって外部から押し潰されな
いようなシェル構造を構成している。

【００１５】１５は前記第１及び第２の抗張力線１３，
１４を拘束する金属チューブ層であって、通常は、銅テ
ープをケーブルの長手方向に縦添えし、その合わせ目を
溶接した後、絞り込みダイスによって第２の抗張力線１
４の外表面にめり込むように縮径して構成されている。
この金属チューブ層１５の外周は接着性ポリエチレンと
絶縁ポリエチレンによって包囲され、金属チューブ以下
の導体の絶縁と機械的強度を保持するためのポリエチレ
ンのシース層１６を構成する。

【００１６】このような海底光ケーブルは例えば図２に
示すような海底光ケーブルの集合機で製造される。この
図において、２１はリボン状の光ファイバのサプライド
ラムであり、２２は前記した抗張力線１３、１４を集合
する抗張力線集合機を示す。２１から繰り出された光フ
ァイバ１１は抗張力線集合機２２のホローシャフト２２
ａを挿通し、走水防止材を充填する充填装置２３を通過
して抗張力線１３、１４がその周辺部に巻き回される。

【００１７】抗張力線集合機２２の回転部分には前記抗
張力線１３、１４をドラム巻きした多数の抗張力線ドラ
ム２２ｂ、２２ｂ、・・・・・・・が回転可能に懸架さ
れており、この各抗張力線ドラム２２ｂ・・・・・・・
から引き出された複数本の抗張力線１３，１４が図示さ
れていない目板で整合されながら、集合ダイス２４にお
いて長さ方向に特定のピッチで撚り合わせ集合されるよ
うになされている。

【００１８】なお、抗張力線１３と１４の撚り方向が反
対となるようにする場合は、相互に逆方向に回転する回
転ドラムに抗張力線ドラム２２ｂ、２２ｂ・・・・を配
置するが、本発明の場合は抗張力線によって強力な耐圧
殻を構成するために第１及び第２の抗張力線は同一方向
に撚り巻きされている。集合ダイス２４にはポンプ３０
を介して、例えば本出願人が先に提案した２液混合タイ
プのコンパウンドをタンク３０ａ．３０ａから集合ダイ
ス２４に供給し、抗張力線の間隙部分に間欠的に充填し
ながら撚りを加え、抗張力体層も走水防止効果を持たせ
るようにしている。

【００１９】２５は金属チューブ層１５を形成するため
の金属テープサプライであり、２６は金属テープを縦沿
えしてパイプ状に形成し、溶接機２６ａによってその合
わせ目を溶接する金属チューブ層形成装置である。２７
は金属チューブ成形まで行ったケーブルを巻き取る巻取
ドラムであるが、長尺のケーブルの場合は、この巻き取
りを行う前に、シース１６を抗張力線の外周に積層する
ための押出成型機２８、及び図示されていない冷却ライ
ンをタンデムに配置して、金属チューブ層１５の外周に
シース１６となる合成樹脂を押し出す工程を付加するこ
とができる。

【００２０】走水防止材として吸水パウダや、ジェリー
等を使用する場合は集合ダイス２３にはポンプ３１を介
してタンク３１ａからこれらの材料を供給する。しかし
ながら、走水防止材として吸水ヤーンや、吸水テープを
使用するときは材料サプライドラム３２から吸水ヤー
ン、または吸水テープを繰り出すように配置し、このド
ラムから繰り出された吸水ヤーン、又は吸水テープを光
ファイバ１１と共に集合ダイス２３においてリボン光フ
ァイバの周辺に巻き込むようにする。

【００２１】図３は抗張力線１３、１４によって、リボ
ン状の光ファイバ１１を保護するための耐圧殻の構造が
形成されている点を説明するものであって、この図に見
られるように集合機によって撚り込まれた各抗張力線１
３、１４は、金属チューブ層１５によって内周側に絞り
込まれることにより、各抗張力線１３、１４の接点Ｐに
生じる法線方向のせりあい力が強化され、外部から印加
される、例えば海水圧に対して潰れないようなシェル効
果を持たせることがことができる。

【００２２】したがって、この競り合いによるシェル効
果によって、光ファイバ心線に大きな側圧がかかること
が防止され、伝送特性の劣化も防止される。また、何ら
の事故によってシース１６が損傷し、海水が侵入したと
きは前記した走水防止材１２が吸水によって膨張し、ま
た抗張力線の隙間に充填されているコンパウンドによっ
て、侵入した海水がケーブルの長手方向に走り水となっ
て侵入しケーブル全体の伝送能力を破綻するような事故
となることを防止することができる。

【００２３】図４は光ファイバとしてリボン状に結束さ
れていない単心の光ファイバを使用したときの本発明の
他の実施例を示し、図１と同一番号は同一部分を示す。
この場合も２層の抗張力線１３、１４によって殻構造を
構成し、海水圧等から光ファイバに印加される側圧を防
止し、伝送特性の劣化をなくすると共に、走水防止材と
しては吸水ヤーンや、吸水テープ、吸水パウダ、ジェリ
ー等を単心の光ファイバの周辺部に配置し、万一の事故
に対応して特性の劣化が大きくなることを防止する。ま
た、挿入時は軟性であるが、熱を加えることによって硬
化するような熱硬化性の樹脂を走水防止材１２とするこ
とができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の海底光ケ
ーブルは、リボン状又は単心で集合されている２本以上
の光フアイバ芯線と、この光フアイバ芯線の周辺に配置
されている走水防止材を、直接第１の抗張力線と第２の
抗張力線で構成された耐圧殻によって包囲する構造とし
ているので、海底光ケーブルをタンデムに配置した機械
によって最終の工程まで製造することが可能になり、数
１０ｋｍに及ぶような長尺のケーブルを従来より安価に
製造することができるという効果がある。

【００２５】また、光ファイバはユニット化されていな
いので、船上で中継器等に接続する作業が容易になり、
敷設作業も短縮することが可能になる。また、ケーブル
の重量を従来より軽くすることが可能になるため、ケー
ブルモジュラスが向上し、敷設船に大量のケーブルを移
送することができるので、敷設作業が短縮される。ま
た、敷設後に事故によって海水が侵入したときも、走水
防止材によって走り水が一定の範囲で抑圧されるため、
走り水の発生によって通信システムが一挙にダウンする
という事故をなくすることができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の海底光ケーブルの一実施例を示す断面
図である。

【図２】本発明の海底光ケーブルの製造装置の概要を示
す図である。

【図３】抗張力線によるシェル効果の説明図である。

【図４】本発明に他の実施例を示す断面図である。

【図５】従来の銅パイプを耐圧層とする海底光ケーブル
の断面図である。

【図６】アルミ管を耐圧層とする従来の海底光ケーブル
の断面図である。

【図７】分割個片を耐圧層とする従来の海底光ケーブル
の断面図である。

【符号の説明】

１１ 光ファイバ心線、１２ 走水防止材、１３ 大の
抗張力線、１４ 第２の抗張力線、１５ 金属チューブ
層、１６ シース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石▲ざき▼ 宏 東京都港区芝浦１丁目２番１号 日本大洋 海底電線株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リボン状、又は単線で集合されている２
   以上の光フアイバと、前記光フアイバ芯線の周辺に配置
   されている走水防止材と、 前記走水防止材と光フアイバを中心部に包囲するように
   撚り巻きされた第１の抗張力線と、 前記第１の抗張力線の外周に同一方向に撚り巻きされて
   いる第２の抗張力線と、 前記第２の抗張力線の外周に被着した金属チューブ層と
   を備え、 前記第１及び第２の抗張力線によって前記光フアイバの
   耐圧殻が構成されていることを特徴とする海底光ケーブ
   ル。
2. 【請求項２】 上記走水防止材は吸水ヤーンとされてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の海底光ケーブル。
3. 【請求項３】 上記走水防止材は吸水テープとされてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の海底光ケーブル。
4. 【請求項４】 上記走水防止材は吸水パウダによって構
   成されていることを特徴とする請求項１に記載の海底光
   ケーブル。
5. 【請求項５】 上記走水防止材はジェリーとされている
   ことを特徴とする請求項１に記載の海底光ケーブル。
6. 【請求項６】 上記走水防止材はケーブルの長手方向に
   対して間欠的に挿入されていることを特徴とする請求項
   １、２、３、４、又は５のいずれかに記載されている海
   底光ケーブル。
7. 【請求項７】 前記第１の抗張力線及び第２の抗張力線
   の間隙部分に硬化型コンパウンドを挿入したことを特徴
   とする請求項６に記載の海底光ケーブル。
8. 【請求項８】 上記第２の抗張力線の径は上記第１の抗
   張力線の径より小さい鋼線によって構成されていること
   を特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、又は７の
   いずれかに記載の海底光ケーブル。