JP2004184635A

JP2004184635A - 海底光ケーブル、及び光ファイバ心線

Info

Publication number: JP2004184635A
Application number: JP2002350338A
Authority: JP
Inventors: Rokuro Morikawa; 緑郎森川; Kazuto Yamamoto; 和人山本; Hiroyuki Yoshioka; 弘行吉岡; Hirobumi Wakamatsu; 博文若松
Original assignee: OCC Corp
Current assignee: OCC Corp
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】海底に布設された海底光ケーブルを外部から観察して、ケーブル中心のユニットに挿通された光ファイバ心線の線種を識別する。
【解決手段】断面図（ａ）に示す海底光ケーブルは、ルースチューブ型ユニット１の外周面に配置された分割個片２ａと抗張力線３ａの間隙をコンパウンド７８を充填した後、金属チューブ層４を形成し、更に絶縁層５、シース層６を形成してユニット１の内部の光ファイバ心線を保護する。海底光ケーブルの最外層を顔料を混練してた樹脂で形成した着色絶縁層６ａとする。模式図（ｂ）に示すように、ユニット１に挿通した光ファイバ心線１ａの線種（３２、３３）や、信号の伝送方向（３４ａ、３５ａ）に従って、着色最外層６ａを、例えば、赤２５ａ、青２５ｂ、無着色２５ｄと着色する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムにおいて、敷設時および敷設後の保守点検等の作業に好適な外部から識別できるケーブルおよび目視で識別できる光ファイバ心線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを伝送路として使用した伝送システムでは、システムの拡張性や総合性能およびコストを追求するために高速の時分割多重（ＴＤＭ：ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、以下ＴＤＭと略称する場合あり）で、且つ、波長多重（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、以下ＷＤＭと略称する場合あり）を取り入れる必要が生じてきた。次に、光ファイバを使用したシステムの発展過程を簡単に述べる。
【０００３】
光ファイバの開発当初は０．８μｍ帯で多モード光ファイバを使用した伝送速度百Ｍｂ／ｓ以下、伝送距離十ｋｍ程度の短距離中小容量伝送であったが、８０年代には低損失で分散の少ない１．３μｍ帯と単一モード光ファイバを組み合わせて、４００Ｍｂ／ｓの長距離大容量伝送システムが基幹伝送路に導入された。
その後、光ファイバが最低損失を示す１．５５μｍ帯を積極的に利用するため、この波長で分散が零となる分散シフト光ファイバが開発され、低損失・広帯域性を有効に利用するための超高速半導体技術の進展と相まって、これらの組み合わせにより１Ｇｂ／ｓを超える超高速長距離大容量伝送システムが導入された。
また、ＴＤＭの実用化と並んで光周波数分割多重（ＦＤＭ）も研究された。
【０００４】
１９８９年にエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Ｅｒｂｉｕｍ−ＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）により光信号を低雑音で増幅できることが実証され、システムの一層の長距離化、高速／大容量化のために基幹伝送系に急速に導入された。
国際海底伝送路では１９９６以降大西洋並びにアジア・太平洋に光ファイバ増幅器が導入され、全ての中継器を光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）で構成する完全な線形中継伝送系により５Ｇｂ／ｓの伝送容量を実現した。その後、４〜８波のＷＤＭ技術を導入して２０Ｇｂ／ｓの光増幅中継システムが導入され、更に１６〜３２波のＷＤＭ技術の導入により１６０Ｇｂ／ｓまで進もうとしている。
今後の大容量化の一つの目標として時分割多重（ＴＤＭ）や波長分割多重技術の進展に伴ってテラビット光通信システムに焦点が向けられ、ソリトン伝送やソリトンとＷＤＭの組み合わせ等が検討課題に上がっている。
【０００５】
ところで、ＴＤＭの長距離高速化伝送には光ファイバの波長分散（ＣｈｒｏｍａｔｉｃＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）の影響による信号波形歪みが問題となり、高速化するには伝送路の波長分散をできるだけ零に近づけることが要求される。
一方、ＷＤＭ伝送では非線形現象による伝送劣化がシステム性能を制限する要因としてある。ＷＤＭ伝送では非線形現象の１つである、四光波混合（ＦＷＭ：ＦｏｕｒＷａｖｅＭｉｘｉｎｇ）が伝送劣化を招く大きな要因であるが、ＦＷＭ（四光波混合）は使用波長帯において、波長分散が零に近いほど発生する確率が高くなる。
対策としては、光ファイバ自体の非線形性の軽減と、光ファイバの波長分散を零から遠ざけることが有効であるとされる。
【０００６】
現在使用される長距離通信用光ファイバは石英系のもので、従来型シングルモードファイバ（ＳＭＦ：ＳｉｎｇｌｅＭｏｄｅＦｉｂｅｒ）、分散シフトファイバ（ＤＳＦ：ＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＳｈｉｆｔｅｄＦｉｂｅｒ）、非零分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ：Ｎｏｎ−Ｚｅｒｏｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓｉｆｔｅｄｆｉｂｅｒ）、分散補償ファイバ（ＤＣＦ：ＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇＦｉｂｅｒ）等の種類がある。
一例として、デジタル信号で波長多重（ＷＤＭ）用の光ファイバとして、日本では１．５５μｍで分散を零にする分散シフトファイバ（ＤＳＦ）が布設されているケースが多いが、ＤＳＦファイバの場合１．５５μｍ帯でゼロ分散となり４波混合（ＦＷＭ）による受信劣化が問題となる。
既設分の対策として、１．５８μｍ帯まで適用波長をずらして分散を持たせてＦＷＭによる劣化を抑制する方法なども開発されている。
また、新規にファイバを布設する場合は、１．５５μｍ帯で僅かに分散を持たせた非零分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）を使うことによりＦＷＭの回避を図っている。
【０００７】
上述のように、波長分散に対する要求はＴＤＭとＷＤＭでは相反しており、長距離大容量高速化伝送を成立させるために、分散マネージメントと呼ばれる、光伝送路自体に分散補償機能を持たせる方法が採用される場合があり、このような目的で作られたファイバはＤＭＦ（ＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔＦｉｂｅｒ）と呼ばれる。
即ち、個々の光伝送路自体の波長分散を零でない値にしながら、伝送路１区間としての波長分散を零に近づけるようにする。
また、使用可能な波長帯域を広げるために、光伝送路全体としての波長分散スロープ（波長分散の変化率）を低減することが望ましい。
【０００８】
ＷＤＭ用ケーブルに関しては、例えば特許文献１や、特許文献２等多数の文献がある。
また、本出願人は既に特願平１１−３５６０６１においてＤＭＦファイバの構成と光ファイバの識別用標識について提案している。本明細書は、より具体的な標識の形成方法を提案することを目的とするが、以下にＤＭＦファイバの技術的背景を説明する。
【０００９】
ＤＭＦは使用波長帯域で正と負の波長分散を持つ少なくとも２種の光ファイバを組み合わせて接続して形成する。
図４（ａ）は、このようなハイブリッド光伝送路の構成を概念図として示したもので、光増幅中継器１４、１４間の伝送路の構成を示し、横軸は伝送距離、縦軸に光信号パワーを記入している。
光信号は上流（図で左側）の光増幅中継器１４でパワーアップされ、従来型シングルモードファイバ（ＳＭＦ）３２に入射し、次第にパワーを落として、下流に接続された分散補償ファイバ（ＤＣＦ）３３に入射し、下流の（図で右側）の光増幅中継器１４に至る。光信号はこの光増幅中継器１４で増幅されて、（図示しない）次段の光ファイバに送出される。
【００１０】
上記のＳＭＦおよびＤＣＦの波長分散（ファイバの長さ１ｋｍ当たりの値として定義される）は同図（ｂ）に示され、横軸の波長と縦軸の波長分散に対応してプロットされている。
常用される信号波長帯は、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の増幅波長帯である１．５５μｍ帯近辺とされ、この信号波長帯で見ると、ＳＭＦ１０１の波長分散は＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）近辺の正の値を持ち、波長分散スロープは右肩上がりで正の値を持つ。
【００１１】
同図（ｂ）に示されたＤＣＦの特性の１例によれば、上記のＳＭＦに組み合わされるＤＣＦは波長１．５５μｍ付近の信号波長帯で波長分散の値はほぼ−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）であり、波長分散スロープは右肩下がりの負の値である。
従ってＳＭＦ３２とＤＣＦ３３を或る長さ比で組み合わせれば、ハイブリッド光伝送路として破線で示すように、波長１．５５μｍ付近で波長分散が０の特性が得られ、更に、ＤＣＦ３３の波長分散スロープを適当な値に選べば、波長分散スロープも０に近い（波長によって波長分散がほとんど変化しない）特性が得られる。
また、新設の場合ＮＺ−ＤＳＦが使用されることは既に述べたが、波長多重を行う波長帯によって各種のＮＺ−ＤＳＦがＳＭＦの代わりにＤＣＦと組み合わせてハイブリッド光伝送路として使用される。
【００１２】
このように、非零の波長分散を持つＳＭＦ３２と、このＳＭＦ３２と逆符号の非零の分散特性を持つＤＣＦ３３を適当な長さで接続すれば、前記のＤＭＦが得られる。
ここで１区間の長さが決まれば、ＳＭＦとＤＣＦを組み合わせたＤＭＦの特性はＳＭＦとＤＣＦの長さの比のみによって定まる。同様にＳＭＦ３２の代わりにＮＺ−ＤＳＦ３２を使用すれば、ＤＭＦの特性はＮＺ−ＤＳＦ３２とＤＣＦ３３の長さの比のみによって定まる。
【００１３】
上記のように、少なくとも２種類の特性の違う光ファイバを組み合わせた光ファイバ伝送路として、図５に模式図として示すような構成が使用される。
図５（ａ）はＮＺ−ＤＳＦ３２とＤＣＦ３３の２種類の光ファイバを接続してＤＭＦを構成したもので、光ファイバ心線の接続には中継増幅器または単に光ファイバ心線の接続のみを行うジョイントボックス（ＪＢ）で行われる。
実用的には、複数本の同種の光ファイバ心線のみを挿通した２種の光ファイバケーブルを使用することになる。既設の分散シフトファイバ（ＤＳＦ）で構成された既設の線路の特性改善のために、ケーブルの一部をＤＣＦに交換して図５（ａ）の組み合わせとなるようにする場合もある。
【００１４】
図４（ａ）に示すように、少なくとも２種類の特性の違う光ファイバを組み合わせた、いわゆるハイブリッド（Ｈｙｂｒｉｄ）ファイバとしてのＤＭＦの特性を生かすには、コアの実効断面積の違いに基づき、１本のＤＭＦで上流と下流の区別を付け、信号の伝送する方向を１方向に限定する必要がある。この場合は図５（ｂ）に示すように、上下流の方向の逆なＤＭＦの光ファイバ心線２本を１組のペアとして使用する。実際には数組のペアが１本の光ケーブルに挿通され、ケーブルの両端に中継増幅器１４を配置した構成となる。
なお、このハイブリッドファイバはＳＭＦまたはＮＺ−ＤＳＦとＤＣＦを機械的に接続して形成してもよく、線引き工程でプリフォームの組成を変えたり、線引き条件を変えて、長手方向に特性が変化した継ぎ目のない１本の光ファイバであってもよい。
【００１５】
伝送路として海底光ケーブル等に使用される光ファイバは、プリフォームと呼ばれる石英を主体とした母材を加熱軟化して延伸し、所定の外形の光ファイバに形成する。図６の光ファイバ１ａを軸線に直角な断面とした断面図を参照して説明する。
プリフォームは線引き装置で連続的に線引きされ、光ファイバ本体２１が形成され、光ファイバの本体２１の表面に線引き直後に樹脂による所定の厚さの一次被覆層２２がコーティングされる。
【００１６】
別工程で、一次被覆層２２の上に、更に二次被覆層２３がコーティングされ、通常、一次被覆層２２と二次被覆層２３は無色の樹脂でコーティングされ、接続作業時にケーブルに挿通されたユニット内の光ファイバ心線の種類、伝送方向等を識別の便のため、二次被覆層２３の上に所定の厚さの樹脂をコーティングした着色層２４を設ける。着色層２４の形成には、一次被覆層２２と二次被覆層２３に使用されたのと同種の熱可塑性樹脂や、熱硬化型樹脂、または紫外線（ＵＶ）硬化樹脂に顔料を混合した樹脂が使用される。
なお、一次被覆２２が施された光ファイバを光ファイバ素線、二次被覆層２３形成後の光ファイバを光ファイバ心線と呼んで区別する。
【００１７】
従来、着色層２４の色は１本の光ファイバについて１種類の色とされている。よって、ケーブルに挿通されている光ファイバ心線の本数が多い場合、本数に応じた色の種類が必要となる。
また、着色層を透明層とし、透明着色層の下にリング状の印を付与する方法が併用される場合もある。
【００１８】
実際に伝送路として布設するには、外部の環境変化や布設時の外力等から光ファイバ心線を保護するために、これらの光ファイバ心線を１本乃至複数本挿通して、その外周を補強した光ケーブルとして使用される。
海底光ケーブル用には、通常、光ファイバ心線を複数本をまとめたユニットとして使用される。図７の光ファイバ心線複数本を挿通したユニットの断面図を参照して説明する。
【００１９】
図７（ａ）に示すように、タイト型光ファイバユニット８０は光ファイバユニットの中心部に鋼線等の中心抗張力体８０ｂが設けられ、その周辺部に数本の光ファイバ心線１ａをウレタンアクリレート系の樹脂８０ｃを介して充填して保持し、外周をある程度硬いウレタンアクリレート系の樹脂等の被覆層としたものである。
【００２０】
同図（ｂ）に示す、ルースチューブ型ユニット１は、複数本の光ファイバ心線１ａをジェリー状の充填材１ｃを介して、ポリブチルテレフタレート（ＰＢＴ）や、ポリプロピレン（ＰＰ）等のプラスチックで成形したルースチューブ１ｄ内に挿通したものである。
なお、同図（ｃ）の拡大図Ｅに示すように、光ファイバ心線１ａは予め数本の光ファイバ心線をテープ状に拘束している光ファイバテープ心線１ｅの形で供給することもできる。
近年、次第にルースチューブ型ユニットの使用される比率が増加している。
【００２１】
次に、ルースチューブ型ユニットを使用した海底光ケーブルの構造例を図８の斜視図、図９のケーブルの軸線に直角に切断した断面図により説明する。海底光ケーブルは海水の圧力やケーブルに加わる外力に対抗するよう光ファイバユニットの周囲を数層に被覆して保護したものである。
複数本の光ファイバ心線を挿通したルースチューブ型光ファイバユニット１を中心とし、分割個片２ａを３個縦沿えした耐圧層２、複数本の鋼線３ａを撚り合わせて構成した抗張力体層３、金属チューブ層４で保護されている。
金属チューブ層の周りに、海水との絶縁を主目的とした軟質のポリエチレン樹脂等で形成された絶縁層５及び機械的保護を目的として硬質ポリエチレン等で形成されたシース層６が形成されている。
シース層６は無着色、または紫外線防止のために添加されたカーボン等による単一色とされている。
【００２２】
ケーブルの識別についての従来技術として、特許文献３、特許文献４、特許文献５等がある。
光ファイバの識別についての従来技術として、特許文献６がある。
【００２３】
【特許文献１】
特開平１０−３０８７０６号公報
【特許文献２】
特開平１１−３３１０７７号公報
【特許文献３】
特開２０００−１８２４５０号公報
【特許文献４】
特開平０９−１５９８８８号公報
【特許文献５】
特開平０９−２９３４１７号公報
【特許文献６】
特開２００２−０２９７８７号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
特定個所の海底光ケーブルを敷設船上に引き揚げて修理を行ったり、あるいは中継スパンの一部分を交換する必要が発生したなどの保守作業の場合、例えばＲＯＶ（ＲｅｍｏｔｅＯｐｅｒａｔｉｏｎＶｈｅｉｃｌｅ）等を利用して、水中カメラなどで海中の光ケーブルを観察しても、光ケーブルの外観が従来の海底光ケーブルでは、その外観は無色または単一色なので、現状では目的の個所か否かを判断することは非常に困難である。
布設時に海底光ケーブルの最外層の絶縁層にテープを巻き付け、識別する試みもなされたが、長年の間に海底との摩擦その他でテープが剥離することもあり、確実ではない。
【００２５】
また、海底からケーブルを引き揚げてケーブルを解体した後に、ＯＴＤＲなどの特殊な測定器で光ファイバ心線を測定しないと光ファイバの種類、使用個所の識別ができないことは、保守作業を迅速、且つ低コストで遂行する上で大きな問題である。
【００２６】
また、ケーブルの交換を行えば、必ず光ファイバ心線の接続作業を行わねばならないが、光ファイバ心線の着色層の色数は数種類に過ぎず、識別できる心線数は僅かである。また、光ファイバ心線の着色層の下にリング状の印の付与で識別数を増加するには特殊な設備装置を必要とし、経済的負担が大きく、更にリングマークの光ファイバの光学的特性への影響も懸念される。
また、時分割多重、波長多重の採用以上に通信量の増加しており、光ファイバケーブルの心線数は増加する傾向であり、光ファイバ心線の着色層の色数が不足する場合が増えている。
特殊な測定器に頼って、接続する光ファイバ心線の特性を測定して識別する方法もあるが、測定器の購入費もかなり高額となり、心線の識別作業に要する時間も大きく、保守費用の増大という問題が発生している。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記のような問題点を解決するために、同一特性の光ファイバ、または特性の異なる複数の種類の光ファイバを連結して１本とされた光ファイバ、または長手方向に特性が変化した光ファイバが伝送路として使用される海底光ケーブルであって、複数本の光ファイバ心線を挿通した、ルースチューブ型、またはタイト型の光ファイバーユニットと、前記光ファイバーユニットの外周面に配置された２層以上の被覆層とを備え、前記海底光ケーブルの被覆層の最外層にファイバの種類または構成に応じて識別可能な着色を施したことを特徴とする海底光ケーブルを提供する。
【００２８】
また、本発明の海底光ケーブルは最外層を形成する樹脂に顔料を混練して着色している。
更に、最外層の着色は、海底光ケーブルに挿通された光ファイバ心線の形質に対応して全体に渡り一色とされ、または長手方向に色を変化させ、またはライン状に施されている。
更にまた、最外層の絶縁層の着色とと所定位置への識別テープの貼付とを同時に施してもいる。
【００２９】
第二の本発明は、光ファイバのガラス層の表面に、複数の被覆層が樹脂により被覆されて形成される光ファイバ心線において、
前記複数の被覆層の少なくとも１層にファイバの種類または構成に応じて識別可能な着色をしたことを特徴とする光ファイバ心線を提供する。
また、前記複数の被覆層の上層に着色層を形成してもよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態として海底光ケーブルの最外層に着色した例を図１に従って説明する。
図１（ａ）は海底光ケーブルの軸線（長手方向）に直角に切断した断面図、同図（ｂ）は海底光ケーブルに挿通されたハイブリッドファイバの構成を示す模式図である。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、１はルースチューブ型光ファイバユニットであり、その外周の断面が扇形の鉄等の金属製の分割個片２ａを３個縦沿えして組み合わせ円筒形とした耐圧層２が、ルースチューブ型ユニット１を水圧から保護するためその外周に配置されている。ルースチューブ型ユニットの外周面と耐圧層２の内周面の間に粘着性や接着性を持ったコンパウンド７を充填して、このコンパウンド７を介して、ルースチューブを拘束するようにしている。
【００３２】
耐圧層２の外周に、ケーブルに加わる引張力に十分対応できるように、複数本の鋼線３ａを撚り合わせて構成した抗張力体層３があり、本例では１層とされている。耐圧層２の外周面、金属チューブ層４の内周面及び抗張力線３ａの外周面で区画された空間にコンパウンド８が長手方向に連続して、または間欠的に充填されている。
また、抗張力体層３は、ケーブルに加わる引張力に十分対応できるように、主として鋼線の抗張力線３ａを撚り合わせて構成され、ケーブルの布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。
４は前記抗張力体層３の結束と気密を保ち、中継器への給電路となる金属チューブ層で、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し、チューブ状に形成したものである。
【００３３】
また、５及び６は海水との絶縁及び外力からの保護を目的としてポリエチレン等で形成する絶縁層・シース層であり、ケーブル化の最終工程として絶縁層５を形成した後、最外層のシース層６が形成される。
絶縁層５は軟質のポリエチレン樹脂等で形成され、伝送特性を維持するために周囲の海水から絶縁する。最外層のシース層６は硬質のポリエチレン樹脂等で形成され、外力からの機械的保護を主目的としている。シース層６を構成するポリエチレンには紫外線防止のためにカーボン等が添加される場合もある。
このように、海底光ケーブルは光ファイバ心線を挿通した光ファイバーユニットの外周面に２層以上の被覆層が配置された構造となっている。
【００３４】
絶縁層５は絶縁体としての絶縁性能及び下層の金属チューブ４との密着性が必要とされる。原料に添加物を添加すると絶縁層５の誘電率は変化し易く絶縁性能が劣化する可能性がある。また、金属チューブとの密着力も劣化する可能性がある。このため、絶縁層５に着色料等を添加することは避けることが好ましい。
一方、外力からの保護を目的とする最外層のシース層６は、添加物を添加してもその機械的強度の特性、絶縁層５との密着力にはほとんど影響がない。
絶縁性能や、金属チューブとの密着性等の性能が必要となる絶縁層には着色を施さず、シース層６に着色を施すため、ケーブルとしての性能を低下させる恐れがない。
【００３５】
プラスチック成形材料に染料、顔料等の着色剤を直接加えて着色することは色料の分散、色彩の調節などに問題が多い。例えばポリエチレンの場合、樹脂分と顔料、染料を配合して専門工場で良く混練し、いわゆるカラーバッジ（Ｃｏｌｏｒｂａｄｇｅ）を作ることが行われている。このカラーバッジを成形材料に加えて着色製品とする。
従って、本発明では最外層の押出加工時に成形用樹脂にカラーバッジを混練してケーブルの最外層を任意の色に着色する。ケーブルに挿通する光ファイバ心線の種類、信号の伝送方向等に対応して着色される色を関連付けておけば、ケーブルの外部から最外層の色を観察して、内部の光ファイバ心線の種類、伝送方向を知ることができる。通常は海底光ケーブルの最外層はシース層であり、このシース層に任意の着色をして着色シース層６ａとすればよい。
【００３６】
樹脂の押出加工行う押出機はプラスチック材料を溶融させながら混練し、先端に取り付けたダイスを介して所定の断面形状に押し出してゆく。
最外層の押出成形を行う押出機の樹脂補給用のホッパーに、任意の種類、任意の量のカラーバッジを任意の時期に供給することにより、ケーブル最外層の着色は任意に行うことができる。
ケーブルの着色例を、図１（ｂ）の模式図を参照して説明する。図の最上部に最外層であるシース層６を示す。中段にケーブルに挿通された光ファイバ心線１ａのＡ、Ｂ２組の線種を示す。下段矢印でシース層６の着色範囲を示す。
【００３７】
図１（ｂ）に示すケーブルを挿通する光ファイバ心線はＮＺ−ＤＳＦ３２とＤＣＦ３３の２種類の光ファイバを接続してハイブリッドファイバ３１を構成したもので、ＮＺ−ＤＳＦ３２の端末が上流端３５ａとなり、ＤＣＦ３３の端末が下流端３４ａとなる。従って、Ａ組の上の光ファイバ心線１ａは図の右から左に信号を伝送し、下の光ファイバ心線１ａは図の左から右に信号を伝送する。伝送の向きの異なる２本の光ファイバで１組のペアが成立する。Ｂ組も同様の関係の１組のペアである。
【００３８】
前述のＲＯＶを利用して水中カメラで海中に布設された光ケーブルを観察し、内部の光ファイバ心線の配置を知るには、例えば、ケーブルの最外層６に左端側を赤２５ａに、右端側を青２５ｂに着色し、中央部分は無色２５ｄとすればよい。
塗り分け部は左端側の赤２５ａと中央部分の無色２５ｄの境界のように、境界を判然とさせても良く、ぼかし着色部２６として示したように、右端側の青２５ｂが次第に薄くなって無色２５ｄとなるようにしても良い。最外層のシース層６の被覆形成が右から左に進行すると仮定すると、押出成形機のホッパーに供給する青色２５ｂのカラーバッジの量を次第に絞ればよい。勿論カラーバッジの供給を開始あるいは遮断しても、即座には色が変化せず、ある程度のぼかし範囲は常に存在するが、絞りの程度によりかなり長い範囲のぼかし着色部２６を得ることができる。このように、最外層の着色は１本の海底光ケーブルの全体に渡り一色としても良く、または長手方向に色を変化させることもできる。
【００３９】
押出機のホッパに供給するカラーバッジの切換を素早く行って、ケーブルの軸線に直角なリング状のカラーリングとすることも可能であり、色の配列の仕方で識別することもできる。但し、けーぶるの全表面が一度に見えるわけではなく、また色の切換は急激にはできないから、一方向から見た外見上は、ケーブルの軸線に沿ってライン状にある長さに渡って色の変わった所があるように識別される。色自身でなく、何本かのリング（実際にはライン）の並び方で光ファイバ心線の種類を表示することもできる。
更に、着色シース層の着色と布設時に貼付した識別テープとの組み合わせも採用できる。
【００４０】
図２（ａ）は本発明の別の実施の形態の基本形を示したもので、複数本の光ケーブルを接続して、ＤＭＦを構成した例を示している。光ファイバ心線としてはＮＺ−ＤＳＦ（３２）とＤＣＦ（３３）の２種類を使用し、中継増幅器１４を介して光ファイバ心線を接続してＤＭＦを構成している。
実際は同種の光ファイバ心線のみを挿通するケーブルを組み合わせてＤＭＦを達成している。即ち、複数本のＮＺ−ＤＳＦ（３２）の光ファイバを挿通する光ケーブル３７と複数本のＤＣＦ（３３）の光ファイバを挿通する光ケーブル３８とを接続する。着色は光ケーブル３８の最外層全部を赤２５ｂ、光ケーブル３７は無色２５ｄのままとして、ＤＣＦ（３３）の光ファイバを挿通する光ケーブル３８を外部から識別する。
【００４１】
図２（ｂ）は、より実際に近い形を示し、（ａ）と同じく複数本のＮＺ−ＤＳＦ（３２）の光ファイバを挿通する光ケーブル３７と複数本のＤＣＦ（３３）の光ファイバを挿通する光ケーブル３８とを接続するが、光増幅中継器１４、１４間を１システムと考え、光増幅中継器１４、１４間のケーブル接続は、単に光ファイバ心線の接続のみを行うジョイントボックス（ＪＢ）で行われる。
この場合もＤＣＦ（３３）の光ファイバを挿通する光ケーブル３８を外部から識別できるよう、光ケーブル３８の最外層全部を赤２５ａ、光ケーブル３７は無色２５ｄのままとする。
【００４２】
以上述べたように、ケーブルの最外層の着色の仕方で、ケーブルに挿通されたユニット内部の光ファイバの線種その他を外部から簡単に識別可能となることが知られる。
各種の着色形態を取ることができるので、かなり多様な情報を表示することができる。
【００４３】
ところで、光中継器やジョイントボックス等の光ケーブルの接続点では、ケーブルに挿通された光ファイバ心線相互の接続が必要となる。前述のように、ＤＭＦの導入等で上流下流の識別も必要となり、光ファイバ心線の色分け数の増加が要望されている。本発明の第３の実施の形態を図３（ａ）の光ファイバ心線の軸線に直角な断面図を参照して説明する。
【００４４】
伝送路として海底光ケーブル等に使用される光ファイバは、プリフォームと呼ばれる石英を主体とし添加物で調整された母材を加熱軟化して延伸し、所定の外形の光ファイバに形成する。
プリフォームは加熱炉内でガラスの軟化点を越えて加熱され、線引き装置で溶融したガラスを連続的に引き取ることにより線引きされ、光ファイバ本体２１が形成される。本体２１は中心部のコアと周辺部のクラッドからなるガラス部分である。
【００４５】
通常、光ファイバの本体２１の表面に発生する微小なクラックの成長を止め、水分の付着を防いで、機械的強度の低下を防止するために、線引き直後に樹脂による所定の厚さの一次被覆層２２をコーティングする。
一次被覆層２２のコーティング装置は線引き装置内に組み込まれ、熱可塑性樹脂や、熱硬化型のシリコン樹脂、またはアクリルやエポキシ系の紫外線（ＵＶ）硬化樹脂で被覆される。この時、樹脂に顔料を混合して着色することができる。
【００４６】
別工程で、光ファイバ素線の一次被覆層２２の上に、更に二次被覆層２３がコーティングされる。二次被覆層２３は顔料を混合した樹脂を使用し、二次被覆層２３の色別によっても光ファイバの線種を識別できるようにする。
場合により、二次被覆層２３の上に所定の厚さの樹脂をコーティングした着色層２４を形成してもよい。
二次被覆層２３と着色層２４の形成には、一次被覆層２１に使用されたのと同種の熱可塑性樹脂や、熱硬化型樹脂、または紫外線（ＵＶ）硬化樹脂に顔料を混合した樹脂が使用される。
【００４７】
このように、一次被覆層２２と二次被覆層２３の２層に着色された光ファイバを切断した端面から観察すれば、一次被覆層２２と二次被覆層２３は、それぞれの層に着色された色を判然と区別することができる。端面はルーペ（１５〜３０倍程度）等で観察することにより十分に識別することができる。上記の２層に着色された色の組み合わせで、１層に使用される色数の積が識別できる線種となる。従って、１層で区別可能の色数は少なくても、２層に着色することにより、色の組み合わせで識別本数は飛躍的に増加する。
【００４８】
通常、海底光ケーブル用の一次被覆済みの光ファイバ素線は全数スクリーニング検査を受けて選別されるので、不良廃棄分を考慮すると選別前に形成される一次被覆層２２に着色することは多少の難点がある。実用的には、二次被覆層２３と着色層２４に着色するのが良い。識別の容易さから、１層当たりの色数は着色をしない無色を含めて数色が適当である。
一例として、二次被覆層に無着色も含めて４色、着色層に３色を施した場合の識別例を図３（ｂ）の表に掲げる。
４色×３色＝１２種類の光ファイバ心線を識別できることが示されている。
前述のように、１層に使用して識別の容易な色数は数色に留まるので、着色可能な層を２層にすることは識別本数増加に非常に効果的である。
１層で無色を含め７色程度の識別でき、最大５０本弱の光ファイバ心線の区別が可能となる。
また、リング状のマーキングと併用することにより、更に識別本数を増加しても良い。
【００４９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の最外層を着色した海底光ケーブルは、海底に布設後の保守作業において、無人のＲＯＶ等で外部を観察するだけで簡単にケーブル種類の識別が可能である。従来の敷設船に引き揚げないとケーブル種類を特定できない状態に比べ保守作業の時間短縮効果は大きい。
【００５０】
更に、ケーブル最外層の着色は、最外層を形成する樹脂に顔料を混練して着色するので耐久性が高い点も効果の一つである。
最外層の着色をケーブルの全体に渡り一色としたり、または長手方向に色を変化させ、またはライン状に施す等、着色の境界の形態を変化させ、あるいは着色と所定位置への識別テープの貼付とを組み合わせて、より多くの情報を外部に伝達できる効果もある。
【００５１】
一次被覆層および前記二次被覆層の少なくとも１層を着色して光ファイバ心線の識別用に使用する本発明は、特に時分割多重（ＴＤＭ）、且つ、波長多重（ＷＤＭ）の伝送形態で使用するＤＭＦを光ファイバ心線多数本の識別用として効果を発揮する。即ち、接続作業の際、特定光ファイバの選別時間の大幅短縮が可能で、新規布設作業、保守接続作業のコスト大幅低減が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の海底光ケーブルの実施の形態の一例である識別表示を行った海底光ケーブルの断面図とハイブリッドファイバ心線を挿通したケーブルの識別例を示す模式図である。
【図２】本発明の別の実施の形態である海底光ケーブルの識別表示例である。
【図３】本発明の実施の形態である光ファイバ心線の断面図、及び、１２本の心線を識別する色分け表示例である。
【図４】特性の異なる光ファイバを接続したハイブリッド光伝送路の概念図である。
【図５】ハイブリッド光伝送路を持つ海底光ケーブルの２種類の構成例である。
【図６】光ファイバ心線の構造を示す断面図である。
【図７】海底光ケーブルの中心部に内装される光ファイバユニットの形式を説明する模式図である。
【図８】海底光ケーブルの内部構造を示す斜視図である。
【図９】図８に示すケーブルの長手方向に直角な断面図である。
【符号の説明】
８０タイト型光ファイバユニット、８０ｂ中心抗張力体、
１ａ光ファイバ心線、８０ｃ樹脂、８０ｄ被覆層、
１ルースチューブ型ユニット、１ｃコンパウンド（ジェリー状樹脂）、１ｄルースチューブ、１ｅ光ファイバテープ心線、２耐圧層、２ａ分割個片、３抗張力層、３ａ、３ｂ鋼線（抗張力線）、４金属チューブ層、５、６絶縁層（シース）、６最外層の絶縁層、６ａ着色絶縁層、７コンパウンド（粘着性または接着性）、８コンパウンド（間欠充填）、
５０、５０ａ、５０ｂ海底光ケーブル、１３端局Ａ、１３ａ端局Ｂ、１４光増幅中継器、１５ジョイントボックス（ＪＢ）、
２１本体、２２一次被覆層、２３二次被覆層、２４着色層、
２５彩色、２５ａ赤、２５ｂ青、２５ｃ黄色、２５ｄ無色、２６ぼかし着色部、
３０ハイブリッド光ファイバシステム、３１ハイブリッドファイバ、３２ＮＺ−ＤＳＦ（非零分散ファイバ）またはＳＭＦ（従来型シングルモードファイバ）、３３ＤＣＦ（分散補償ファイバ）、３４上流、３４ａ上流端、３５下流、３５ａ下流端、３６識別テープ、３７すべてＮＺ−ＤＳＦの光ファイバで構成されるケーブル、３８すべてＤＣＦの光ファイバで構成されるケーブル

Claims

同一特性の光ファイバ、または特性の異なる複数の種類の光ファイバを連結して１本とされた光ファイバ、または長手方向に特性が変化した光ファイバが伝送路として使用される海底光ケーブルであって、
複数本の光ファイバ心線を挿通した、ルースチューブ型、またはタイト型の光ファイバーユニットと、
前記光ファイバーユニットの外周面に配置された２層以上の被覆層とを備え、
前記海底光ケーブルの被覆層の最外層にファイバの種類または構成に応じて識別可能な着色を施したことを特徴とする海底光ケーブル。
前記最外層を形成する樹脂に顔料を混練して着色したことを特徴とする請求項１に記載の海底光ケーブル。
前記最外層の着色は、前記海底光ケーブルに挿通された前記光ファイバ心線のファイバの種類または構成に対応して全体に渡り一色とされ、または長手方向に色を変化させ、またはライン状に施されたことを特徴とする請求項１に記載の海底光ケーブル。
前記最外層の着色と所定位置への識別テープの貼付とを同時に施したことを特徴とする請求項１に記載の海底光ケーブル。
光ファイバのガラス層の表面に、複数の被覆層が樹脂により被覆されて形成される光ファイバ心線において、
前記複数の被覆層の少なくとも１層にファイバの種類または構成に応じて識別可能な着色をしたことを特徴とする光ファイバ心線。
前記複数の被覆層の上層に着色層を形成したことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ心線。