JP2000131575A - 外圧検知機能を備えた光ケーブル - Google Patents

外圧検知機能を備えた光ケーブル

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JP2000131575A
JP2000131575A JP10303902A JP30390298A JP2000131575A JP 2000131575 A JP2000131575 A JP 2000131575A JP 10303902 A JP10303902 A JP 10303902A JP 30390298 A JP30390298 A JP 30390298A JP 2000131575 A JP2000131575 A JP 2000131575A
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external pressure
groove
optical fiber
fiber core
optical cable
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JP10303902A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Miyano
寛 宮野
Hisashi Tanji
久 丹治
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ケーブルに外圧が印加されたとき、当該光
ケーブルに収容された外圧検知に用いる光ファイバ心線
が外圧印加点で確実に損失増加を生じ、外圧印加点の標
定が可能な外圧検知機能を備えた光ケーブルを得る。 【解決手段】 スペーサー1に底面と側面のいずれにも
切り込みを有するU字溝2aを形成し、前記U字溝に外
圧検知に用いる光ファイバ心線29aを収容し、切り込
みを有するU字溝2aの形状が、外圧が作用して当該U
字溝2aに形成された切り込み3a又は3bが閉じたと
きは、当該光ファイバ心線29aが当該U字溝2aの底
面又は側面に圧接しマイクロベンド損失を発生し、その
個所をOTDRで標定することにより光ケーブルに外圧
が作用した個所を特定することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光ケーブルを構成す
る光ファイバ心線のうち少なくとも1心の光ファイバ心
線を外圧検知用として使用し、光ケーブルに外圧が印加
された場合に外圧印加点の検知が可能な光ケーブルの構
造に関する。
【0002】
【従来の技術】船舶の頻繁に通過する海底に敷設された
光ケーブルに船舶の錨がぶつかることにより光ケーブル
に外圧が印加される場合がある。又、陸上光ケーブルに
おいても地中管路やダクトに敷設された光ケーブルが道
路工事等の際、クレーンのつめ等の接触により外圧を受
ける場合がある。かかる場合に光ケーブルを放置してお
くとその光ケーブルに収容された光ファイバ心線の損失
が増加することにより通信品質の劣化を招いたり光ケー
ブル外被の損傷により光ケーブルの機械特性の劣化を招
くことがあり、その個所を標定し、点検し、必要により
修復することが光ケーブルの信頼性を確保するために必
要である。このような事故の発生を常時モニターし、事
故が発生した場合、事故の発生だけでなくその発生点を
標定可能とする光ケーブルの構成が特開平5―1966
85号公報に示されている。
【0003】特開平5―196685号公報に示された
光ケーブルは、図5に示すように外周にらせん状の溝2
7を有し、中心にテンションメンバー23を有する溝付
きスペーサー25と、溝27内に収容された光ファイバ
心線29と、溝付きスペーサー25の外周に被覆された
保護層31を備え、溝27の底部には突状33が形成さ
れ、溝の深さPと光ファイバ心線の外径dが、保護層3
1に外圧が印加されると光ファイバ心線29が突状33
に圧接する関係となっている。即ち、外圧を受けると、
光ファイバ心線29が突状33に圧接し、小さな曲げ半
径で曲げられる為、その位置で損失の増加が発生する。
従って、既存技術であるOTDRを用いて測定すること
により、損失増加の発生とその位置を検知することが出
来る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
5―196685号公報に示された光ケーブルは、敷設
後のケーブルの保護層31に外圧がかかった場合に、光
ファイバ心線29が突状33に圧接し、光ファイバ心線
29に微小な曲げを生ずることにより損失を発生させ、
損失増加を生じた位置を当該光ファイバ心線に光パルス
を入射し、光ファイバ心線の長手方向の各点から戻って
くる散乱光レベルをオシロスコープで測定し、当該光フ
ァイバ心線の長手方向の損失分布を求める損失測定器で
あるOTDRで標定するものであるので、溝付きスペー
サー25の溝の深さPと光ファイバ心線の外径dはほぼ
同一としなければならない。
【0005】従って、光ケーブルの製造工程において、
光ファイバ心線29の製造時の製造条件の変動により、
光ファイバ心線29の外径dが設計値より大きくなった
個所が、溝付スペーサー25の製造時における製造条件
の変動により溝付きスペーサー25の溝27の深さPが
設計値より小さくなった溝の個所に収容される場合は、
保護層31を形成する製造工程において突状33と光フ
ァイバ心線29が圧接する構成となる可能性がある。こ
の場合、光ケーブルの製造工程で光ファイバ心線29の
損失の増加を招く。
【0006】一方光ケーブルの製造工程で、光ファイバ
心線29が突状33に圧接しないようにするには、光フ
ァイバ心線29および溝付スペーサー25の溝27の製
造ばらつきを考慮して光ファイバ心線29の外径dを溝
27の深さPより十分小さくすればよいが、あまりに光
ファイバ心線29の外径dを溝27の深さPより小さく
すると、光ケーブルに所定の外圧が作用したときにも光
ファイバ心線29が突状33に圧接せず損失増加を生じ
ない光ケーブルの区間が発生し、この区間では光ファイ
バ心線29は外圧検知機能を発揮せず不都合を生じる。
【0007】また、突状33は、光ファイバ心線29に
一方向から圧接する構成となっているので、突状33の
形成面に垂直な方向に外圧が作用した場合は損失増加を
生じるが、外圧が突状33の形成面に平行な方向即ち光
ケーブル横断面内において接線方向に外圧が作用した場
合は、光ファイバ心線29は突状33に圧接せず、従っ
て光ファイバ心線29の損失増加を生じないという不都
合がある。
【0008】本発明は、かかる不具合点を解消し、光ケ
ーブルの製造の際には損失の増加を生じないが、光ケー
ブルの敷設後に2方向の外圧に対して損失の増加が安定
して生じる外圧検知機能を備えた光ケーブルを提供す
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る外圧検知機
能を備えた光ケーブルは、外周に溝を形成したスペーサ
ーとそのスペーサーの溝に収容された光ファイバ心線を
備える光ケーブルにおいて、少なくとも1つの前記溝の
対向する側面にそれぞれ長手方向に連続する切り込みを
有し、且つ溝の底面に長手方向に連続する切り込みを有
することにより当該切り込みを有する溝に収容された光
ファイバ心線に外圧検知の機能をもたせたことを特徴と
する光ケーブルである。
【0010】本光ケーブルに外圧が作用しない場合にお
いては、外圧検知に用いる光ファイバ心線と当該外圧検
知に用いる光ファイバ心線を収納した切り込みを有する
溝の内壁の間に間隙が存在する構造となっており、損失
の増加を生じない。一方敷設後の光ケーブルに所定の外
圧が加わった場合は、当該溝内に向けて開口された切り
込みが閉じる。当該溝内に向けて開口された切り込みが
閉じることにより、当該溝の横断面積が減少し当該外圧
検知に用いる光ファイバ心線とそれを収容した溝の側面
又は底面の間に存在した間隙がなくなるよう、即ち外圧
検知に用いる光ファイバ心線が当該溝の側面又は底面に
圧接するように切り込みを有する溝の断面形状を設計し
ておく。その結果、外圧が印加された場合その個所で光
ファイバ心線に微小な曲げが印加されることによりマイ
クロベンド損失が発生し、OTDRで外圧の印加個所を
標定することが出来る。
【0011】溝の内壁に形成された長手方向に連続する
切り込みは、その底面および側面に形成されているの
で、光ケーブルの横断面内で当該溝に対して光ケーブル
横断面の半径方向に外圧が作用した場合は当該溝の側面
に形成され溝内に向けて開口された切り込みが閉じる。
その結果、当該溝の底面と外圧検知に用いる光ファイバ
心線間に存在した間隙がなくなり、当該外圧検知に用い
る光ファイバ心線が外圧により溝の底面に押し付けられ
ることにより損失増加を生じる。一方光ケーブルの横断
面内で当該溝に対して光ケーブル横断面の接線方向に外
圧が作用した場合は、溝の底面に形成され溝内に向けて
開口された切り込みが閉じる。その結果、溝の側面と外
圧検知に用いる光ファイバ心線間に存在した間隙がなく
なり当該溝に収納された外圧検知に用いる光ファイバ心
線が外圧により溝の側面に押し付けられることにより、
当該外圧検知に用いる光ファイバ心線に損失増加を生じ
る。
【0012】また、任意の方向から光ケーブルに外圧が
印加された場合においても、その外圧の光ケーブル横断
面内の接線方向成分又は半径方向成分により、溝の底面
又は側面に形成され前記溝内に向けて開口された切り込
みが閉じることにより当該溝に収納された外圧検知に用
いる光ファイバ心線が溝の側面又は底面に圧接すること
により、当該外圧検知に用いる光ファイバ心線に損失増
加を生じる。即ち、1心の外圧検知に用いる光ファイバ
心線で任意の方向から印加される外圧を検出することが
可能となる。
【0013】本発明を多心光ケーブルに適用した場合
は、外圧検知に用いる光ファイバ心線を除く他の通信用
の光ファイバ心線を切り込みのない溝に収容しておき、
外圧検知に用いる光ファイバ心線を切り込みを有する溝
に収容する構造となる。このような構造により、以下の
作用を生じる。即ち、外圧が作用した場合に切り込みを
有する溝の横断面形状が先ず変形し、外圧検知に用いる
光ファイバ心線が当該外圧検知に用いる光ファイバ心線
を収容した溝の内壁に圧接し、当該光ファイバ心線に曲
げが印加されることによりマイクロベンド損失を発生す
る。一方、その時点では通信用の光ファイバ心線を収容
した切り込みを有しない溝の横断面形状は変形を生じて
いない。その結果、当該溝の内壁に当該通信用の光ファ
イバ心線が圧接することはなく、損失の増加を生じな
い。即ち、通信用の光ファイバ心線が外圧により損失増
加を受ける前に外圧検知に用いる光ファイバ心線の損失
の増加が発生し、外圧の印加を迅速に検知する。
【0014】尚、外圧検知に用いる光ファイバ心線とし
ては、通信用の光ファイバ心線と同一の構造を有する光
ファイバ心線を用いてもよいが、モードフィールド径の
大きな光ファイバ心線を用いることによりマイクロベン
ド損失の増加を大きくすること、即ち外圧に対する検知
能力を増加することが出来る。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る外圧検知機能
を備えた光ケーブルの実施例を示す横断面図であって1
はスペーサー、23はテンションメンバー、29は光フ
ァイバ心線、29aは外圧検知に用いる光ファイバ心
線、4は押さえ巻き、31は保護層、2はU字溝、2a
は切り込みを有するU字溝、3aはU字溝の側面に形成
された切り込み、3bはU字溝の底面に形成された切り
込み、3cは切り込みのエッヂを示す。光ファイバ心線
を収納する溝は、U字溝だけでなく矩形溝等従来から使
用されているものを用いることが出来る。また、溝は、
ケーブルの長手方向にらせん状、直線状又はSZ状に形
成されている。
【0016】外圧検知機能を備えた光ケーブルに加わる
外圧の方向が切り込みを有するU字溝2aに対して外圧
検知機能を備えた光ケーブル横断面内においてその半径
方向(R方向)の場合は、外圧の印加により前記U字溝
に向けて開口された切り込み3aが閉じることにより溝
の深さが減少し、外圧検知に用いる光ファイバ心線29
aが当該U字溝の底部に押し付けられ、微小な曲げが印
加されマイクロベンド損失が発生する。一方光ケーブル
に加わる外力の方向が切り込みを有するU字溝2aに対
して外圧検知機能を備えた光ケーブル横断面においてそ
の接線方向(T方向)の場合は、外圧の印加により前記
U字溝内に向けて開口された切り込み3bが閉じること
により溝の幅が減少し、外圧検知に用いる光ファイバ心
線29aが当該U字溝の側面に押し付けられ、微小な曲
げが印加されマイクロベンド損失が発生する。
【0017】外圧の印加により溝内に向けて開口された
切り込みが閉じることが必要であるので、切り込みの横
断面形状はV字で、開口の幅を底辺とし、その頂角が鋭
角となる二等辺三角形であることが望ましい。切り込み
をU字溝の側面及び底面に設けたので、切り込みを有す
るU字溝に収容された1心の外圧検知に用いる光ファイ
バ心線29aで外力検知機能を備えた光ケーブル横断面
内でその半径方向及び接線方向の2方向からの外圧に対
して検知能力が得られる。
【0018】外圧検知に用いる光ファイバ心線29aの
外圧検知の動作特性を安定化するには、所定の外圧で前
記U字溝に向けて開口された切り込み3a又は3bが閉
じること、および、その際外圧検知に用いる光ファイバ
心線29aが切り込みを有するU字溝2aの底面又は側
面に圧接すること、即ち、切り込みを有するU字溝2a
の底面又は側面と外圧検知に用いる光ファイバ心線29
aの間の間隙がなくなることが条件となる。一方、外圧
検知機能を備えた光ケーブルを敷設した直後において
は、切り込みを有するU字溝2aの内壁と外圧検知に用
いる光ファイバ心線29aの間に間隙が存在している必
要がある。
【0019】この条件は、図2に示すように切り込みを
有するU字溝2aに収容される外圧検知に用いる光ファ
イバ心線29aの外径をd、当該切り込みを有するU字
溝の幅をW、深さをH、当該切り込みを有するU字溝の
側面に長手方向に連続して形成された切り込みの開口部
の幅をt1、U字溝の底面に長手方向に連続して形成さ
れた切り込みの開口部の幅をt2としたとき、H>d、
W>d、t1<d、t2<d、H―t1<d、W−t2
<dの関係の全てを満たすことにより実現される。
【0020】尚、図1では、外圧検知に用いる光ファイ
バ心線の収容される溝はU字溝であったが、図3に示す
ように矩形溝を採用することも出来る。図3で10は矩
形溝、3aは矩形溝の側面に形成された長手方向に連続
して形成された切り込み、3bは矩形溝の底面に長手方
向に連続して形成された切り込み、4は押さえ巻き、2
9aは外圧検知に用いる光ファイバ心線を示す。矩形溝
を用いた場合も外圧検知に用いる光ファイバ心線が外圧
に対して安定して動作するための条件は、U字溝の場合
の先に示した条件式と同一である。
【0021】一方、外圧が印加されない場合にも、外圧
検知に用いる光ファイバ心線29aの一部が、不用意に
切り込み3a、3bにはまり込むことにより切り込みの
エッヂ3cに当該外圧検知に用いる光ファイバ心線29
aが接触し、応力を受け曲げられることにより損失を発
生する可能性がある。これを防止する目的より、外圧検
知に用いる光ファイバ心線と、当該外圧検知に用いる光
ファイバ心線を収容した溝の内壁の間にプラスチックテ
ープを配設することが、外圧検知に用いる光ファイバ心
線29aの一部が、不用意に切り込み3a、3bにはま
り込まないようにするのに有効である。
【0022】また、外圧の印加による外圧検知に用いる
光ファイバ心線の損失増加量を大きくする、即ち外圧検
知の感度を大きくするには、プラスチックテープの外圧
検知に用いる光ファイバ心線側の面に突起物を島状に形
成し、外圧が印加された際、外圧検知に用いる光ファイ
バ心線が当該突起物に圧接することにより強制的に曲げ
損失が発生する構成を採ることが有効である。
【0023】図4は本発明に係る外圧検知機能を備えた
光ケーブルの外圧検知に用いる光ファイバ心線29aの
切り込みを有するU字溝2aへの収容状態を示す別の実
施例である。図4で、外圧検知に用いる光ファイバ心線
29aは切り込み3a、3bを有するU字溝2aに収納
されており、切り込みを有するU字溝2aの内壁と外圧
検知に用いる光ファイバ心線29aの間にはプラスチッ
クテープ11が配設され、プラスチックテープ11の外
圧検知に用いる光ファイバ心線29a側の面には、突起
物11aが多数形成されている。
【0024】切り込みを有するU字溝2aに外圧検知機
能を備えた光ケーブル横断面内でその半径方向(R方
向)から外圧が加わり、前記U字溝内に向けて開口され
た切り込み3aが閉じたときは、外圧検知に用いる光フ
ァイバ心線29aは当該U字溝2aの底面側の面が突起
物11aを多数形成したプラスチックテープ11に圧接
されるので、突起物11aにより、外圧検知に用いる光
ファイバ心線29aに曲げが誘起され、損失増加を生
じ、その結果OTDRの測定により外圧が印加された個
所の標定が可能となる。
【0025】また切り込みを有するU字溝2aに外圧検
知機能を備えた光ケーブル横断面内でその接線方向(T
方向)から外圧が加わり、前記U字溝内に向けて開口さ
れた切り込み3bが閉じたときは、外圧検知に用いる光
ファイバ心線29aの当該U字溝の側面側の面が突起物
11aを多数形成したプラスチックテープ11に圧接さ
れるので、突起物11aにより、外圧検知に用いる光フ
ァイバ心線29aに曲げが誘起され、損失増加を生じ
る。その結果OTDRの測定により外圧が印加された個
所の標定が可能となる。
【0026】尚、突起物11aは、その高さを外圧検知
に用いる光ファイバ心線29aの外径dの1/10程度
としたものを島状に多数形成したものが、外圧に対して
OTDRにより容易に検出可能な1dB程度の曲げ損失
を誘起するのに効果的である。
【0027】この場合、プラスチックテープ11の突起
物11a迄含めた厚みをhとすると、図2の場合と同様
に当該スペーサーのU字溝の幅をW、深さをH、U字溝
の側面に形成された切り込みの開口部の幅をt1、U字
溝の底面に形成された切り込みの開口部の幅をt2とし
たとき、U字溝の実質的な幅は、W―2h、U字溝の実
質的な深さはH―hとなるので、H―h>d、W―2h
>d、H―h―t1<d、W―2h―t2<dの関係を
満たす必要がある。この場合は、プラスチックテープ1
1が外圧検知に用いる光ファイバ心線29aが切り込み
3a、3bに落ち込むのを防止するため、t1<d、t
2<dの条件は不要である。
【0028】前記プラスチックテープは、その形状がU
字溝の形状にならう必要があるので、厚みが50マイク
ロメートル以下のポリエステルテープを用いることが望
ましい。尚、切り込みを有する矩形溝に外圧検知に用い
る光ファイバ心線を収容する場合においても切り込みを
有するU字溝に外圧検知に用いる光ファイバ心線を収容
する場合と同様に、切り込みを有する矩形溝の内壁と外
圧検知に用いる光ファイバ心線の間に当該光ファイバ心
線側の面に多数の突起物を形成したプラスチックテープ
を配設することにより同様の効果を得ることが出来る
が、この場合は当該プラスチックテープが矩形溝に配設
されるように、予め切り込みがないとした場合の矩形溝
の内壁の形状にならうよう当該プラスチックテープを成
形する必要がある。
【0029】
【発明の効果】以上述べたように本発明に係る外圧検知
機能を備えた光ケーブルは、外圧検知に用いる光ファイ
バ心線を収納した溝の底面および側面に長手方向に連続
して形成した切り込みを設けておくことにより、敷設後
の光ケーブルに外圧が印加されない場合は、外圧検知に
用いる光ファイバ心線と当該切り込みを有する溝の内壁
の間に間隙が維持され、従って当該光ファイバ心線は外
圧による曲げを受けないので損失の増加は生じない。一
方、当該外圧検知機能を備えた光ケーブルに外圧が印加
されると、前記溝内に向けて開口された切り込みが閉じ
て、当該外圧検知に用いる光ファイバ心線と当該切り込
みを有する溝の側面又は底面との間に存在した隙間がな
くなり、外圧検知に用いる光ファイバ心線が当該切り込
みを有する溝の側面又は底面に圧接されることにより微
小な曲げが発生し、マイクロベンド損失が発生する。そ
の外圧検知に用いる光ファイバ心線をOTDRにより検
査し、当該光ファイバ心線の長手方向の損失分布を測定
することにより、外圧が印加された位置を標定すること
ができる。
【0030】また、切り込みを有する溝の内壁と外圧検
知に用いる光ファイバ心線の間に、突起物を多数形成し
たプラスチックテープを、当該突起物を形成した面が当
該外圧検知に用いる光ファイバ心線の側となるよう配設
することにより、外圧が印加されない場合に当該外圧検
知に用いる光ファイバ心線の一部が当該溝の切り込みに
はまり込むことにより切り込みのエッヂに当該外圧検知
に用いる光ファイバ心線が接触し、応力を受け曲げられ
ることにより損失増加を生じることを防ぐ。一方、外圧
印加時は当該外圧検知に用いる光ファイバ心線が当該突
起物に圧接することにより強制的に曲げられ、突起物を
形成したプラスチックテープを配設しない場合に比較し
て損失増加量を大きくすることが出来る。即ち外圧検知
の感度を大きくすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の外圧検知機能を備えた光ケーブルの構
成を示す横断面図である。
【図2】外圧検知に用いる光ファイバ心線とU字溝の内
壁形状の関係を示す部分横断面図である。
【図3】外圧検知に用いる光ファイバ心線と矩形溝の内
壁形状の関係を示す部分横断面図である。
【図4】U字溝にプラスチックテープを配設した、本発
明の実施形態を示す部分横断面図である。
【図5】従来技術による外圧検知用光ケーブルの構成を
示す横断面図である。
【符号の説明】
1:スペーサー 2:U字溝 2a:切り込みを有するU字溝 3a、3b:切り込み 3c:切り込みのエッヂ 4:押さえ巻き 10:矩形溝 11:プラスチックテープ 11a:突起物 23:テンションメンバー 25:溝付きスペーサー 27:溝 29:光ファイバ心線 29a:外圧検知に用いる光ファイバ心線 31:保護層 33:突状

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバ心線を収容する溝が外周に長
    手方向に複数形成されたスペーサーを備えた光ケーブル
    において、前記溝の形状は、外圧が作用しないときは、
    前記光ファイバ心線が溝により圧力を受けることがな
    く、外圧が作用するときは、前記溝の形状が変化し、前
    記光ファイバ心線が溝により圧力を受けるように変化す
    ることを特徴とする外圧検知機能を備えた光ケーブル
  2. 【請求項2】 光ファイバ心線を収容する溝が外周に長
    手方向に複数形成されたスペーサーを備えた光ケーブル
    において、少なくとも1つの前記溝の対向する側面に、
    又は、前記溝の底面に長手方向に連続した切り込みを有
    することを特徴とする外圧検知機能を備えた光ケーブル
  3. 【請求項3】 外圧の印加により、前記溝内に向けて開
    口された切り込みが閉じることにより当該溝の内壁と当
    該溝に収容された光ファイバ心線が圧接することを特徴
    とする請求項1記載の外圧検知機能を備えた光ケーブル
  4. 【請求項4】 前記切り込みを有する溝の形状がU字溝
    又は矩形溝であり、前記U字溝又は矩形溝の幅をW、深
    さをH、対向する側面に形成された切り込みの開口部の
    幅をt1、底面に形成された切り込みの開口部の幅をt
    2、前記切り込みを有するU字溝又は矩形溝に収容され
    た光ファイバ心線の外径をdとしたとき、t1<d、t
    2<d、H―t1<d、W−t2<dの関係を満たすこ
    とを特徴とする請求項1又は請求項2記載の外圧検知機
    能を備えた光ケーブル
  5. 【請求項5】 前記切り込みを有する溝の内壁と前記溝
    に収容される光ファイバ心線の間にプラスチックテープ
    を配設したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載
    の外圧検知機能を備えた光ケーブル
  6. 【請求項6】 前記プラスチックテープが片面に突起物
    を有し、且つ突起物を有する面を光ファイバ心線の側と
    なるように配設し、前記光ファイバ心線が前記突起物に
    圧接したとき前記突起物により曲げ損失を生じることを
    特徴とする請求項4記載の外圧検知機能を備えた光ケー
    ブル
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