JP2001091801A - 光導波路ケーブル - Google Patents

光導波路ケーブル

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光導波路部材を収容するための室を有する基
体が設けられている形式の光導波路ケーブルを改良し
て、マクロベンディングおよびミクロベンディングに基
づく減衰損失をできるだけ小さく保つことができるよう
な光導波路ケーブルを提供する。 【解決手段】 各室６が平滑な表面を有しており、該表
面が、各光導波部材にとって不都合な空間周波数領域に
おいて粗さの回避に応じるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光導波路ケーブルで
あって、光導波路部材を収容するための室を有する基体
が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路を収容するケーブルは特に縁部
に位置する、ファイバー束のファイバにおいて様々な横
方向の負荷を受けている。横方向の負荷の大きさに相応
して種々異なる減衰損失を予期することができる。ファ
イバ束の移動性が保証されている場合には、マクロベン
ディングに基づき一般的に減衰損失を無視することがで
きる。しかしこのような形式の光導波路ケーブルにおい
てさらに生じる問題は、光学的な信号伝送領域において
所望でないマイクロベンディングに基づいた減衰損失で
ある。このマイクロベンディングは、例えばペーターマ
ンによるマイクロベンディング形式論と拡張されたモデ
ルとに基づく簡単な公式 ΔαMikro＝Ｃmech＊Ｐo によって論理上十分に説明されている。式中、Δα
Mikroはマイクロベンディングによって引き起こされた
減衰変化を示し、Ｐoは横方向の圧力を示している。係
数Ｃmechには信号減衰に対するファイバ特性および表面
特性の影響が集結されている。特に、例えば海底ケーブ
ルのような遠方距離接続においては０．０１ｄＢ／ｋｍ
の範囲の減衰損失はすでに有害である。対応策として、
作用する横方向圧力Ｐoが、ケーブル寸法によって公知
の形式でできるだけ小さく保たれるようになっている。
しかし横方向圧力Ｐoを無視できるほど小さく保つこと
ができないような使用例（顧客の要望に応じて）が生じ
る。
【０００３】マイクロベンディング損失は第１コーティ
ングおよび第２コーティングの壁厚さおよび弾性率に影
響されることもまた公知である。しかも別の影響係数と
してＭＡＣ値が公知であり、このＭＡＣ値は係数Ｃmech
に対するガラス影響を反映する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、マク
ロベンディングおよびミクロベンディングに基づく減衰
損失をできるだけ小さく保つことができるような光導波
路ケーブルを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、各室が平滑な表面を有しており、
該表面が、各光導波部材にとって不都合な空間周波数領
域において、粗さの回避に応じているようにした。有利
な実施例は請求項２以下に記載されている。
【０００６】
【発明の効果】本発明に基づきケーブルには表面粗さに
関連して最適化された光導波路室が設けられており、こ
の最適化によって、減衰の高まりに対する別の影響係数
として克服することが必要であるとわかった係数Ｃmech
をできるだけ小さく保つことができる。
【０００７】本発明では適した材料の選択および相応し
た製造パラメータの選択によってケーブルの光導波路室
の表面品質は左右される。この場合、平滑な室表面がＲ
ａ＜０．５μｍの表面粗さで押出成形される、かつ／ま
たは有害な空間周波数が２０ｍｍ-1より大きい領域また
は２ｍｍ-1より小さい領域に移行される（例えばマイク
ロプローブを用いて表面を検査することによって得られ
た粗さ信号の自己相関関数のフーリエ変換は「空間周波
数スペクトラム」「パワースペクトラム」と称され
る）。この構成の利点は、改良された室表面質によって
有害な横方向負荷がほとんど問題ではなくなる、つまり
Ｃmechが比較的小さくなることにある。例えば直径製造
誤差もしくはファイバの過剰寸法問題による狭隘を、マ
クロベンディング損失が生ぜしめられない限り、補償す
ることができることを意味している。そのために例えば
ファイバ素線、ファイバ束またはファイバ帯のような光
導波路部材がストックされている室の表面には、各光導
波路にとって有害な空間周波数領域において粗さの回避
に関連した基準に相応した表面が設けられている。
【０００８】この最適化された室表面は、有利にはケー
ブルの、光導波路室を収容した基体と同時に押出成形さ
れた薄いプラスチックコーティングによって実現され
る。しかも室表面のために有利には基体より柔軟なかつ
／または平滑な材料、例えば基体のための収縮の少ない
ＨＤＰＥおよびコーティング用のＬＤＰＥが使用され
る。
【０００９】ミニ結束線またはマキシ結束線（ｍｉｎｉ
ｂｕｅｎｄｅｌ−ｏｄｅｒ Ｍａｘｉｂｕｅｎｄｅｌａ
ｄｅｒ）のような、室を形成するケーブル部材または室
ケーブルの室が、形状安定性の理由から頻繁に、２ｍｍ
-1〜２０ｍｍ-1、有利には５ｍｍ-1〜１２ｍｍ-1の不都
合なつまり有害な空間周波数領域において粗さを有して
いない材料から製造されている。この部材を１０μｍ〜
１００μｍ、有利には２０μｍ〜６０μｍの薄い特別な
プラスチックコーティングでコーティングすることによ
って、このようなケーブルでは表面に生じるマイクロベ
ンディング損失は著しく減少し、しかも２ｍｍ-1〜２０
ｍｍ-1の空間周波数領域においてこのプラスチックコー
ティングではＲａ＞０．５の表面粗さは生じないという
効果を認めることができる。
【００１０】上記した層の厚さは有利には、光導波路室
を収容する、高結晶性ＰＥ、ＰＰ、ＰＢＴ、ＰＡまたは
ＰＣからなる基体の粗さが、上記空間周波数領域におい
て光導波路に接触する表面に影響を与えない程度に大き
く選択されている。
【００１１】そのような空間周波数における粗さ平滑層
の同時押出成形の他に保護シートを使用してもよい。こ
の保護シートは同様に敏感な空間周波数領域において粗
さ閾値を下回っている。
【００１２】目的に合わせた製造パラメータおよび相応
した材料選択によって、値Ｃmechは次のように調整され
ている。すなわち、
【００１３】
【数３】
【００１４】有利には
【００１５】
【数４】
【００１６】である。
【００１７】本発明による別の特性および利点は図面に
基づき詳説した有利な実施の形態の説明から得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図面に記
載した実施例に基づき詳説する。
【００１９】図１には、外装２と、この外装２の内側の
基体４とを有する光導波路ケーブルの横断面図が示され
ている。この基体４は例えば光ファイバのような光導波
路部材を収容するための室６を有しており、これらの室
６はウェブ８によって互いに隔てられている。基体４の
中央にはセンタ部材１０が位置しており、光導波路ケー
ブルの形状安定性および引張り強さのために作用する。
室６はここではコーティングされていない状態で示され
ている。
【００２０】図２には、室６の壁部を本発明に相応して
平滑に形成するための、室６の壁部におけるコーティン
グの第１実施例が示されている。このコーティングの変
化実施例ではコーティングが、室底部のコーティング１
２と、基体４の室６の壁部の、外装２に隣り合った領域
におけるコーティング１４とに分割されている。このよ
うな形式のコーティングは基体４とコーティング１２，
１４との間の良好な付着を前提条件としている。良好な
付着を保証するために基体４とコーティング１２，１４
とのためにＰＥ材料が使用されているか、または基体４
とコーティング１２，１４との間に接着材が使用されて
いる。ＰＥ材料、ここでは基体４のための収縮の少ない
ＭＤＰＥと、コーティング１２，１４のためのＬＤＰＥ
またはＭＤＰＥとが互いに結合するようになっている。
例えばテフロン（商標）、ＰＦＡまたはその他の材料の
ような基体材料に類似していないプラスチック材料から
なるコーティングも実現することができる。したがって
フッ化ポリマおよび、例えばヴィトン（Ｖｉｔｏｎ）の
ようなフッ化エラストマを用いることができる。別の可
能性は、基体４のために硬い有利には収縮の少ないＨＤ
ＰＥを使用することおよびコーティング１２，１４のた
めにＬＤＰＥまたはＭＤＰＥを使用することとによって
生じる。最終的に基体のためにＨＤＰＥ、ＰＰまたはＭ
ＤＰＥと、コーティング１２，１４のためのマクロメル
ト（Ｍａｃｒｏｍｅｌｔ）との組み合わせの可能性も生
じる。
【００２１】当然これらの材料対偶を以下に続く室６の
コーティングのためにも使用することができる。
【００２２】図３には基体４の室６のコーティングの第
２実施例が示されている。ここで１つのコーティング１
６が基体４の室６の内壁全体を覆っている。このような
形式のコーティングでも基体４とコーティング１６との
間の良好な付着条件を必要としている。そのため図２に
示した第１変化実施例において述べた説明は相応して図
３の第２変化実施例においても有効である。
【００２３】図４には基体４の室６の壁部に設けられた
平滑なコーティングの第３変化実施例が示されている。
ここでは基体４全体が、連続するコーティング１８によ
って覆われている。
【００２４】最後に図５には室６のコーティングの第４
実施例が示されている。ここではコーティング２０はケ
ーブルの外装２と基体４のウェブ８との接触面上に延在
しており、かつ部分的にこの接触面に隣り合った、室６
の壁部にわたって延在している。
【００２５】これらのコーティングによって室６の自由
空間が著しく縮小されないように、層をできるだけ小さ
く選択する、つまり層の厚さを０．２ｍｍよりも小さ
く、有利には０．０１〜０．１ｍｍに選択することが望
ましい。
【００２６】さらに室コーティングのために使用される
ような低粘性のプラスチック材料との同時押出成形は、
押出成形工具内における摩擦を著しく減少させる。この
ため押出温度もしくは溶融温度を下げることができ、こ
れにより次のような効果が得られる。すなわち、−基体
の押出体が押出成形工具の出口において高い形状安定性
を有している。
【００２７】−次いで行われる冷却時に基体の収縮が減
少される。
【００２８】コーティング厚さを、室横断面の表面に沿
って種々異なって形成してよい。最大の押付け力のかわ
りにコーティング厚さを十分に大きく形成することは重
要である。図２および図５に示したようにコーティング
厚さを目的に合わせて設計することによって室ジオメト
リを変えることができる。
【００２９】図２の第１変化実施例および図５の第４変
化実施例では、外装２とウェブ８との間のクランプ効果
ならびに危険な領域における表面の粗面化が減少すると
いう利点が生じている。
【００３０】第１変化実施例から第４変化実施例までに
記載した全てのコーティングは有利には基体より柔軟に
構成されている、つまり基体より小さな弾性率を有して
いる。コーティングと基体との間の固定は形状結合（形
状による束縛：Ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｓｓ）または融着ま
たは接着によって得られる。
【００３１】当然第１変化実施例から第４変化実施例ま
での個々の特徴を組み合わせることも考えられるしまた
そのことは重要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】光導波路ケーブルの横断面図である。
【図２】図１によるケーブルの光導波路室のコーティン
グの変化実施例を示した図である。
【図３】図１によるケーブルの光導波路室のコーティン
グの変化実施例を示した図である。
【図４】図１によるケーブルの光導波路室のコーティン
グの変化実施例を示した図である。
【図５】図１によるケーブルの光導波路室のコーティン
グの変化実施例を示した図である。
【符号の説明】
２ 外装、 ４ 基体、 ６ 室、 ８ ウェブ、 １
０ センタ部材、 １２，１４，１６，１８，２０ コ
ーティング
フロントページの続き (72)発明者 ライナー シュナイダー ドイツ連邦共和国 エーベルスドルフ フ ルーアシュトラーセ 32 (72)発明者 アンドレアス シュティングル ドイツ連邦共和国 クローナッハ グリュ ーネ アウ ２

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波路ケーブルであって、光導波路部
    材を収容するための室（６）を有する基体（４）が設け
    られている形式のものにおいて、 各室（６）が平滑な表面を有しており、該表面が、各光
    導波部材にとって不都合な空間周波数領域において粗さ
    の回避に応じるようになっていることを特徴としてい
    る、光導波路ケーブル。
  2. 【請求項２】 光導波路ケーブルが外装（２）と、該外
    装（２）の内側に設けられた、光導波路室（６）を有す
    る基体（４）とからなっている、請求項１記載の光導波
    路ケーブル。
  3. 【請求項３】 単数のもしくは複数の光導波路室（６）
    が設けられており、該光導波路室（６）が押出成形され
    て閉じられている、請求項１または２記載の光導波路ケ
    ーブル。
  4. 【請求項４】 基体（４）が高結晶性ＰＥ、ＰＰ、ＰＢ
    Ｔ、ＰＡまたはＰＣからなっている、請求項１から３ま
    でのいずれか１項記載の光導波路ケーブル。
  5. 【請求項５】 各室（６）の平滑な表面が、Ｒａ＜０．
    ５μｍの値を有している、請求項１から４までのいずれ
    か１項記載の光導波路ケーブル。
  6. 【請求項６】 各室（６）の平滑な表面が、２ｍｍ-1〜
    ２０ｍｍ-1の空間周波数領域においてＲａ＞０．５μｍ
    の表面粗さを生ぜしめないように形成されている、請求
    項１から５までのいずれか１項記載の光導波路ケーブ
    ル。
  7. 【請求項７】 各室（６）の平滑な表面が、同時押出成
    形された薄いプラスチックコーティング（１２，１４，
    １６，１８，２０）によって形成されている、請求項１
    から６までのいずれか１項記載の光導波路ケーブル。
  8. 【請求項８】 前記同時押出成形された薄いプラスチッ
    クコーティング（１２，１４，１６，１８，２０）の厚
    さが、基体（４）の粗さが２ｍｍ-1〜２０ｍｍ-1の空間
    周波数領域において、光導波路に接触する表面に対して
    無視し得る程度の影響を有するように選択されている、
    請求項７記載の光導波路ケーブル。
  9. 【請求項９】 前記同時押出成形された薄いプラスチッ
    クコーティング（１２，１４，１６，１８，２０）が、
    １０μｍ〜１００μｍの厚さを有しているか、またはと
    ころどころでほぼ０でありかつその他の位置ではそれに
    応じて比較的厚く（〜５００μｍ）形成されている、請
    求項７記載の光導波路ケーブル。
  10. 【請求項１０】 前記同時押出成形された薄いプラスチ
    ックコーティング（１２，１４，１６，１８，２０）が
    有利には２０μｍ〜６０μｍの厚さを有している、請求
    項７記載の光導波路ケーブル。
  11. 【請求項１１】 前記同時押出成形された薄いプラスチ
    ックコーティング（１２，１４，１６，１８，２０）が
    柔軟かつ平滑な材料からなっており、前記基体（４）が
    部分結晶性プラスチックまたは非晶質プラスチックから
    なっている、請求項７から１０までのいずれか１項記載
    の光導波路ケーブル。
  12. 【請求項１２】 前記同時押出成形された薄いプラスチ
    ックコーティング（１２，１４，１６，１８，２０）
    が、ＬＤＰＥから形成されており、前記基体（４）がＨ
    ＤＰＥから形成されている、請求項７から１０までのい
    ずれか１項記載の光導波路ケーブル。
  13. 【請求項１３】 各室（６）の表面のコーティングが保
    護シートによって形成されている、請求項１から６まで
    のいずれか１項記載の光導波路ケーブル。
  14. 【請求項１４】 前記保護シートが、２ｍｍ-1〜２０ｍ
    ｍ-1の空間周波数領域において粗さ閾値を下回るように
    なっている、請求項１０記載の光導波路ケーブル。
  15. 【請求項１５】 前記コーティング（１２，１４，１
    ６，１８，２０）が前記基体（４）よりも柔軟に形成さ
    れている、請求項７から１４までのいずれか１項記載の
    光導波路ケーブル。
  16. 【請求項１６】 前記コーティング（１２，１４，１
    ６，１８，２０）と基体（４）との間の固定が形状結合
    によって得られるようになっている、請求項７から１５
    までのいずれか１項記載の光導波路ケーブル。
  17. 【請求項１７】 前記コーティング（１２，１４，１
    ６，１８，２０）と基体（４）との間の付着が接着材ま
    たは融着によって得られるようになっている、請求項７
    から１５までのいずれか１項記載の光導波路ケーブル。
  18. 【請求項１８】 係数Ｃmechが、基体（４）の室（６）
    の平滑な壁部の公式ΔαMikro＝Ｃmech＊Ｐoに基づき、 【数１】 の領域にある、請求項１から１７までのいずれか１項記
    載の光導波路ケーブル。
  19. 【請求項１９】 係数Ｃmechは、基体（４）の室（６）
    の平滑な壁部の公式ΔαMikro＝Ｃmech＊Ｐoに基づき、 【数２】 の領域にある、請求項１から１７までのいずれか１項記
    載の光導波路ケーブル。
  20. 【請求項２０】 前記平滑な表面が、０．３より小さい
    摩擦値（ファイバ束とコーティングとの間の付着摩擦係
    数および滑り摩擦係数）を有している、請求項１から１
    ９までのいずれか１項記載の光導波路ケーブル。
  21. 【請求項２１】 前記表面にコーティングが設けられて
    おり、該コーティングのプラスチックマトリックスに摩
    擦値を減少させるための滑動手段が混入されている、請
    求項２０記載の光導波路ケーブル。
  22. 【請求項２２】 前記滑動手段がワックス状であって、
    表面へのコーティング後に分散されるようになってい
    る、請求項２１記載の光導波路ケーブル。
  23. 【請求項２３】 前記滑動手段が、押出成形コーティン
    グを溶かさない材料からなっている、請求項２１記載の
    光導波路ケーブル。
  24. 【請求項２４】 前記表面にコーティングが設けられて
    おり、該コーティングが吸水性ポリマのような吸水性物
    質を液体の形で有しており、該吸水性物質が、基体
    （４）に塗布された後付着するように形成されている、
    請求項２０記載の光導波路ケーブル。
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