JP2001324657A - 海底光ケーブルユニット - Google Patents

海底光ケーブルユニット

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JP2001324657A
JP2001324657A JP2000141467A JP2000141467A JP2001324657A JP 2001324657 A JP2001324657 A JP 2001324657A JP 2000141467 A JP2000141467 A JP 2000141467A JP 2000141467 A JP2000141467 A JP 2000141467A JP 2001324657 A JP2001324657 A JP 2001324657A
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Japan
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optical fiber
young
modulus
resin
filler
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JP2000141467A
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English (en)
Inventor
Kenichi Euchi
謙一 絵内
Rokuro Morikawa
緑郎 森川
Kazuto Yamamoto
和人 山本
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OCC Corp
Original Assignee
OCC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバユニット温度特性と伝送特性の安
定化を図る。 【解決手段】 光海底ケーブルに使用する光ファイバユ
ニットを、ウレタンアクリレートUV系の樹脂で2層に
被覆された複数本の光ファイバ芯線20,20、と、前
記複数本の光ファイバ芯線20を保持している充填材3
0と、該充填材30の外周を被覆している被覆層40に
よって構成し、前記光ファイバ芯線20を被覆して被覆
20aの内層側の樹脂のヤング率をε1、外層側の樹脂
のヤング率をε2、前記充填材30のヤング率をε3、
前記被覆層40のヤング率をε4としたときに、ε1<
ε2であり、ε3<ε4となるように設定すると共に、
ε1<ε3を満足するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、海底に敷設され光
ファイバを通信線路とする海底光ケーブルに関わり、特
に複数本の光ファイバを配置した光ファイバ集合体(ユ
ニット)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2、図3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は中心部の鋼線等からなる中心抗張力線1bを
設けその周辺部に光ファイバ芯線1aを複数本撚り合わ
せた光ファイバの集合体であり、この集合体は紫外線硬
化型合成樹脂(例えば、紫外線硬化ウレタン)、あるい
は熱可塑性合成樹脂によって固めた光ファイバユニット
を構成している。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1層、または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】このようなケーブルのうち図2に示したも
のは、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ものであり、図3では耐圧
層が2層構造で撚り巻きされている抗張力線3a、3b
の競り合いによって耐圧殻となるように構成されてい
る。
【0005】図4はこのような海底光ケーブルの中心部
に設けられている光ファイバユニット1の一例「例えば
特公昭61−50286号公報」を示したものであり、
この図において11は1次被覆がなされている光ファイ
バ素線(芯線)、12は緩衝層、13はナイロン等の熱
可塑性のプラスチックの2次被覆、14はファイバユニ
ットの抗張力体、16はシリコンゴム等の充填材、17
はファイバユニットの熱可塑性プラスチック(ナイロ
ン)の被覆、18は被覆17を包囲する耐圧層を示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のファ
イバ集合体は上記したように、2次被覆13にナイロン
等の熱可塑性プラスチックを使用した光フイアバ素線
(芯線)を使用し、光ファイバの充填材としてシリコン
ゴム等を、被覆材にはナイロン等の熱可塑性プラスチッ
クが使用されていた。しかしながら、充填材16として
シリコンゴムが使用され、ファイバ芯線の2次被覆がナ
イロン、被覆17が熱可塑性のナイロンとされているの
で、製造工程におけるシリコンゴムの硬化度のコントロ
ールが非常に困難であり、硬化度が不十分の個所が発生
すると、後のケーブル加工工程、及びケーブル化後のケ
ーブルの挙動により当該充填材の中に埋設された光ファ
イバの伝送特性を損なうというおそれが生じる。また、
光ファイバ芯線の被覆材と、光ファイバユニットの充填
材、及びその被覆材とにそれぞれ異種の材料を選択した
場合は、それぞれの熱膨張係数の差により光ファイバの
温度特性が大きくなるという恐れがあった。
【0007】また、シリコンゴムに未硬化の個所がある
と、その個所ではOH基と結合する可能性があり、この
場合は光フイアバの伝送特性は安定しないものとなる。
またさらに、光ファイバの充填材16と被覆17、2次
被覆13とが異種の材料で構成されていると温度変化に
よって剥離するおそれが生じ、光ファイバユニットを使
用する樹脂材に熱可塑性の樹脂を採用した場合は、製造
ラインのトラフ等に冷却設備や、温度管理施設を設ける
必要があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の海底光ケーブル
のフイアバユニットはかかる問題点を解消することを目
的としてばされたもので、光海底ケーブルに使用する光
ファイバユニットを、ウレタンアクリレートUV系の樹
脂で2層に被覆された複数本の光ファイバ芯線と、前記
複数本の光ファイバ芯線を保持している充填材と、該充
填材の外周を被覆している被覆層によって構成し、前記
光ファイバ芯線の内層側の樹脂のヤング率をε1、外層
側の樹脂のヤング率をε2、前記充填材のヤング率をε
3、前記被覆層のヤング率をε4としたときに、ε1<
ε2であり、ε3<ε4となるように設定すると共に、
ε1<ε3を満足するようにしたものである。
【0009】上記のように本発明のユニットでは、充填
材と被覆層、及び光ファイバの被覆材の熱膨張係数が同
一系統の樹脂材によって同等となるように設定し、光フ
ァイバの温度特性の安定化を図ると共に、光フイアバの
充填材と被覆層の硬化度の安定化、製造時の効率化・経
済的効果が向上するようにした。さらに充填材と被覆層
の適切なヤング率の組み合わせを選択することにより、
ケーブルの曲げや水圧等によりファイバ芯線に伝わる機
械的な負荷を緩和することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例を示す海
底光ケーブルユニットの断面図を斜視図として示したも
ので、10は外周に被覆(ウレタンアクリレートUV)
10aが施されている鋼線製中心抗張力体、20は鋼線
製中心抗張力体10の周辺部に配置されている光ファイ
バ芯線である。この光ファイバ芯線20は例えばウレタ
ンアクリレート系の材料によって2層の被覆20aが施
されており、通常はこの被覆の外層側に色素を混入して
光ファイバ芯線の選別が容易になるようにしている。3
0は上記光ファイバ芯線20,20,20・・・・を保
持する充填材でありその物理的な特性を示すヤング率
は、例えば1〜50N/mm2程度とされているウレタ
ンアクリレートUV樹脂が使用されている。この充填材
30の外周は充填材30と同一の材料のウレタンアクリ
レートUV樹脂によって被覆層40を形成しており、こ
の被覆層40のヤング率は充填材30より高い数値とす
る。例えばそのヤング率は400〜800N/mm2
度となるようにしている。50の部分は先に説明したよ
うに耐圧層(耐圧殻)が位置することになる。なお、光
ファイバ芯線1aの被覆20aのヤング率は、内層側が
0.5〜5N/mm2、外層側が400〜800N/m
2程度のすることが好ましい。このように、光ファイ
バ芯線の内層側被覆層の樹脂のヤング率をε1、外層側
被覆層の樹脂のヤング率をε2、前記充填材のヤング率
をε3、前記被覆層のヤング率をε4としたときに、本
実施の形態の光ファイバユニットでは、ε1<ε2であ
り、ε3<ε4となるように設定されると共に、ε1<
ε3を満足することになる。
【0011】本実施の形態の光ファイバユニットでは、
上記したようにユニットを形成する樹脂材料を同一系統
の材料によって構成している。すなわち、被覆層40、
または充填材30としてウレタンアクリレートUV樹脂
を採用することにより、ユニットの充填材の硬化度の安
定化が向上し、その結果、加工速度の高速化、製造ライ
ンの小型化による経済効果が得られる。光ファイバユニ
ットの充填材30と光フイアバ芯線を被覆している被覆
材20aを同一系統の樹脂とすることによって、熱膨張
係数が同等になり温度特性が安定化される。さらに光フ
ァイバ心線と充填材の間に適切な密着力が付与される
が、ファイバ芯線を接続するときに芯線を充填材から剥
離する解体作業時には、芯線を容易に剥離させることが
できるようになった。
【0012】光ファイバユニットの充填材とその被覆層
が同一系統の樹脂とされ、かつ両者のヤング率が上記し
たような範囲となっているときは、ケーブル化工程、及
びケーブル化後の使用環境で受ける熱履歴によるユニッ
ト樹脂の、熱膨張/収縮による光ファイバの応力の変動
をよく緩和し、光ファイバの伝送特性を所定の数値で維
持することができるようになった。
【0013】また充填材と、被覆層のヤング率が上記し
たような関係に設定されていると、ケーブルにかかる曲
げや水圧等による光ファイバ芯線に伝達される機械的な
負荷が緩和し、光ファイバの伝送特性の変化が極めて小
さくなるように維持されることが確認された。実際的に
は本発明の光ファイバユニットをケーブル化し、海底6
000mに敷設/回収して、各種の試験、および伝送特
性を測定した結果、海底ケーブルとしての諸条件が十分
に機能することが確認された。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の海底光ケ
ーブルユニットは、光海底ケーブルに使用する光ファイ
バユニットを、ウレタンアクリレートUV系の樹脂で2
層に被覆された複数本の光ファイバ芯線と、この複数本
の光ファイバ芯線を保持している充填材と、充填材の外
周を被覆している被覆層によって構成する際に、光ファ
イバ芯線の内層側被覆層の樹脂のヤング率ε1、外層側
の被覆層の樹脂のヤング率ε2、充填材のヤング率ε
3、充填材を被覆している被覆層のヤング率ε4を、ε
1<ε2であり、ε3<ε4となるように設定し、か
つ、ε1<ε3を満足するように設定することによっ
て、ユニット製造時の充填材の硬化度の安定化が向上
し、その結果、加工速度の高速化、製造ラインの小型化
による経済効果が得られる。
【0015】特に、光ファイバユニットの充填材と光フ
イアバ芯線を被覆している被覆材を同一系統の樹脂とす
ることによって、熱膨張係数が同等になり温度特性が安
定化される。光ファイバユニットの充填材と光ファイバ
のウレタンアクリレート系カラーリング材の選択によっ
て適度な密着力と解体性が得られた。
【0016】光ファイバユニットの充填材とその被覆層
が同一系統の樹脂とされ、かつ両者のヤング率が上記し
たような範囲となっているときは、ケーブル化工程、及
びケーブル化後の使用環境で受ける熱履歴によるユニッ
ト樹脂の、熱膨張/収縮による光ファイバの応力の変動
をよく緩和し、光ファイバの伝送特性を所定の数値で維
持することができるという効果が生じた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の海底光ケーブルユニットの一実施例を
示す斜視図である。
【図2】3分割固片を耐圧層とする海底光ケーブルの断
面図である。
【図3】抗張力線によるシェル効果によって耐圧層を実
現した海底光ケーブルの断面図である。
【図4】従来の光ファイバユニットの断面図である。
【符号の説明】
10 鋼線製中心抗張力体、20 光ファイバ芯線、3
0 光ファイバユニットの充填材、40 ユニットの被
覆層、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 和人 東京都港区芝浦1丁目2番1号 株式会社 オーシーシー内 Fターム(参考) 2H001 BB06 DD04 DD11 DD18 KK02 KK06 KK17 KK25 MM09 5G311 FA03 FB02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光海底ケーブルに使用する光ファイバユ
    ニットを、ウレタンアクリレートUV系の樹脂で2層に
    被覆された複数本の光ファイバ芯線と、前記複数本の光
    ファイバ芯線を保持している充填材と、該充填材の外周
    を被覆している被覆層によって構成し、 前記光ファイバ芯線の内層側の樹脂のヤング率をε1、
    外層側の樹脂のヤング率をε2、前記充填材のヤング率
    をε3、前記被覆層のヤング率をε4としたときに、 ε1<ε2であり、ε3<ε4となるように設定すると
    共に、ε1<ε3を満足するように設定されていること
    を特徴とする海底光ケーブルユニット。
  2. 【請求項2】 上記光ファイバ芯線を被覆しているウレ
    タンアクリレートUV樹脂の少なくとも外層には、色素
    が混入されていることを特徴とする請求項1に記載の海
    底光ケーブルユニット。
  3. 【請求項3】 上記海底光ケーブルユニットの中心部に
    ウレタンアクリレート系の樹脂で被覆されている中心抗
    張力線が挿通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ユニット。
JP2000141467A 2000-05-15 2000-05-15 海底光ケーブルユニット Pending JP2001324657A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009128382A (ja) * 2007-11-19 2009-06-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光ファイバケーブル及び情報配線システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009128382A (ja) * 2007-11-19 2009-06-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光ファイバケーブル及び情報配線システム

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