JP2004198582A - 光ケーブル群の製造方法及び光ケーブル群 - Google Patents

Abstract

【課題】通常の融着接続でＭＦＤの差に起因する接続損失成分を低減するとともに、ＯＴＤＲ法による片側測定で実際の接続損失とズレの少ない光ケーブル群の製造方法及び光ケーブル群を提供する。
【解決手段】光ファイバ２ａ〜ｄを融着接続して一連の光ファイバ伝送線路を構成するための光ファイバテープ心線２を用いた複数本の光ケーブル１，１’からなる光ケーブル群の製造方法であって、複数本の光ケーブルにテープ化して収納するために集められた多数の光ファイバを、テープ化される光ファイバ心線数に対応する数の小集団に分け、かつ小集団内における光ファイバの設定されたモードフィールド径の公差がそれぞれ所定の範囲内となるように分け、複数本の光ケーブルにおいて同じ配列位置となる光ファイバは、全て同じ小集団から選別してテープ化し収納するようにする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本の光ケーブルで光ファイバ伝送線路を構成するための光ファイバテープ心線を用いた光ケーブル群の製造方法及び光ケーブル群に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の光通信網の発展により、光ファイバ伝送線路を敷設するのに、複数の光ファイバをテープ状に一体化した光ファイバテープ心線（以下、テープ心線という）を収納した光ケーブルの使用が増大している。光ファイバ伝送線路の敷設には、通常、複数本の光ケーブルを接続して敷設されるが、これに使用される複数本の光ケーブルは、それぞれが同一の生産ロットで製造されるとは限らず、異なる生産ロットで製造された光ケーブルと組合せて用いられることもある。また、複数本の光ケーブルは、同一の生産ロットで生産される場合であっても、起源の同じもの（１つの光ファイバ母材）から生産された一連長の光ファイバを使用するとは限らず、長手方向に起源の異なる光ファイバを使用することがある。
【０００３】
また、複数本の光ケーブルのそれぞれの長さは、製造上の制限に加えて敷設されるとう道の構造等の敷設形態によって異なり、接続を行なうマンホールの配設位置によって異ならせることもある。なお、１つの光ファイバ伝送線路を敷設するに際して、その敷設に要する複数本の光ケーブルが選択され、選択された複数本の光ケーブルは、接続順序等を含めて１つの単位体と見なされ、光ケーブル群として扱われる。
【０００４】
光ケーブルの敷設で、テープ心線を用いた光ケーブル間の接続は、通常、テープ心線単位で多心一括融着接続で行なわれ、光ケーブル内の相対的に同じ位置にある光ファイバ同士が接続される。光ケーブルは、それぞれの光ケーブル内に収納される光ファイバの特性が一定範囲内に入るように規定されており、この規定の範囲内であれば、光ファイバ間のバラツキは任意とされている。光信号が光ファイバ内部を伝搬する際の光の広がり直径を意味するモードフィールド径（以下、ＭＦＤという）についても、「ＪＩＳ Ｃ ６８３５ 表３注（３）」によれば、「中心値±１０％」が許容値として規定されている。
【０００５】
通常、光ケーブルの接続損失は、１接続あたり０.６ｄＢ以下を要求されることが多い。（例えば、国土交通省施工基準「光ファイバケーブル施工要領・同解説」）。また、光ファイバ伝送線路の接続損失を測定する方法として、光ファイバの一方から光パルスを入射し、そのレイリー後方散乱光を利用するＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）法がよく知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
図５は、ＯＴＤＲ法を用いた損失測定の概略を示す図である。この図に示すように、ファイバＡとファイバＢの２本の光ファイバを接続したとき、その接続点で段差のある波形が観測される。この段差は、接続点での接続損失を表しているが、実際には接続損失Ｓのみではなく、ファイバＡとファイバＢの後方散乱係数の違いによるレベル差Ｒも含んだ形で観測される。
【０００７】
ファイバＡの後方散乱係数よりファイバＢの後方散乱係数が小さい場合、図５（Ａ）に示すように、ファイバＡ側から光パルスを入射すると、ファイバＢから戻ってくる光のレベルが低下してしまい、実際の接続損失Ｓより見かけ上の接続損失が大きくなってしまう。反対に、図５（Ｂ）に示すように、ファイバＢ側から光パルスを入射すると、ファイバＡから戻ってくる光のレベルが高くなり、実際の接続損失Ｓより見かけ上の接続損失が小さくなってしまうという現象が生じる。このため、ファイバＡ側からの測定値とファイバＢ側からの測定値との接続損失の和をとり、その値を２で割ることにより、後方散乱係数の違いによるレベル差Ｒを相殺し、実際の接続損失Ｓを求めている。
【０００８】
【非特許文献１】
貝淵俊二監修，電気通信協会偏，「光ファイバ技術２００のポイント」，初版，オーム社，平成２年５月２５日，ｐ．３０４−３０５
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
光ファイバ特性の中で、ＭＦＤは光ファイバを融着接続した際に、接続損失に関係してくる。ＭＦＤの差が大きい光ファイバ同士を融着接続すると、ＭＦＤの差に起因する接続損失成分が大きくなり、他の要因と合わせると接続部の損失がかなり大きくなる。従来は、ＭＦＤが規格の範囲内にあれば、バラツキは任意であるためＭＦＤの差が大きくてもそのまま接続されていた。このため、光ファイバ伝送線路の伝送損失が大きくなり、伝送特性の低下を招いていた。
【００１０】
ＭＦＤのバラツキの許容値を「中心値±１０％」とすると、最悪の場合は２０％のＭＦＤの差をもつ光ファイバ同士が接続されることになる。この場合、ＭＦＤの差に起因する接続損失成分だけで、０.１ｄＢとなり、伝送線路全体の損失を大きくする要因となる。この光ファイバのＭＦＤの差による接続損失成分は、光ケーブルの敷設において無視できないものとなる。
【００１１】
また、接続損失の測定は、光ファイバ伝送線路の両端からＯＴＤＲを行ない、後方散乱係数の違いによるレベル差を相殺させればよいが、光ファイバ伝送線路の両端側からの測定はで大変であり、実際上は片側からの測定しか行なわれないことがある。このため、測定値が実際の値と相違するような場合もある。後方散乱係数は、光ファイバのモードフィールド径の２乗に反比例していることから、接続される光ファイバでのモードフィールド径の差が大きいと、片側測定の場合、その測定値も実際の損失値から大幅にずれたものとなる。
【００１２】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、通常の融着接続でＭＦＤの差に起因する接続損失成分を低減するとともに、ＯＴＤＲ法による片側測定で実際の接続損失とズレの少ない光ケーブル群の製造方法及び光ケーブル群の提供を課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ケーブル群の製造方法は、光ファイバを融着接続して一連の光ファイバ伝送線路を構成するための光ファイバテープ心線を用いた複数本の光ケーブルからなる光ケーブル群の製造方法であって、複数本の光ケーブルにテープ化して収納するために集められた多数の光ファイバを、テープ化される光ファイバ心線数に対応する数の小集団に分け、かつ小集団内における光ファイバの設定されたモードフィールド径の公差がそれぞれ所定の範囲内となるように分け、複数本の光ケーブルにおいて同じ配列位置となる光ファイバは、全て同じ小集団から選別してテープ化し収納するようにする。
【００１４】
また、本発明による光ケーブル群は、光ファイバを融着接続して一連の光ファイバ伝送線路を構成するための光ファイバテープ心線を用いた複数本の光ケーブルからなる光ケーブル群であって、複数本の光ケーブルにおいて、光ファイバテープ心線の同じ配列位置にある光ファイバは、設定されたモードフィールド径の公差が±０.２μｍ以下となるように選定されているようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は光ファイバ伝送線路を構成するための複数本の光ケーブルからなる光ケーブル群を示す図、図１（Ｂ）は接続する光ケーブル間の接続状態を示す図、図２は光ファイバテープ心線を収納した光ケーブルの他の例を示す図である。図中、１，１’は光ケーブル、２は光ファイバテープ心線（テープ心線）、２ａ〜２ｄは光ファイバ、３は接続部、４は外被、５はテンションメンバ、６は緩衝材、７はスロットロッド、７ａはスロットを示す。
【００１６】
図１（Ａ）に示すように、一連の光ファイバ伝送線路ａ，ｂ，ｃ・・・・を敷設するに際して、その敷設に要する複数本の光ケーブルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・・が選択され、選択されたこれらの複数本の光ケーブルは、接続順序等を含めて１つの単位体と見なされる。本発明で「光ケーブル群」とは、所定距離の範囲内で、複数本の光ケーブルを連続的に接続して一連の光ファイバ伝送線路とする場合に、これに使用する複数本の光ケーブルを集合させた単位を意味するものとする。また、長距離の光ファイバ伝送線路においては、始端から終端までを、いくつかの区間で区切り、区切られた範囲で使用する複数本の光ファイバを１つの光ケーブル群とする場合もある。
【００１７】
図１（Ｂ）に示すように、光ケーブル群で互いに接続される光ケーブルを、光ファイバテープ心線２（以下、テープ心線という）を収納した光ケーブル１，１’とする。テープ心線２は、例えば、４心の光ファイバ２ａ〜２ｄを平行一列に並べ、これを共通被覆で一体化してテープ化したものが用いられる。テープ心線２としては、この他、２心、８心、１２心のものがある。このテープ心線２を必要な枚数積層し、緩衝材６等を介して外被４で覆い、また、テンションメンバ５を添わせて光ケーブルとする。
【００１８】
また、図２（Ａ）に示すように、中央にテンションメンバ５を有するスロッドロッド７の複数のスロット７ａに複数枚のテープ心線２を積層収納し、数十〜数百心の光ファイバを収納し、外被４で覆った光ケーブルも多く用いられている。
この他、図２（Ｂ）に示すように、１枚のテープ心線２を緩衝材６等を介して外被４で覆ったコード型の光ケーブルもある。本発明で対象とする光ケーブルは、これらのテープ心線を用いた多心の光ケーブルを用いて光ケーブル群を構成する全てを含むものとする。
【００１９】
図１（Ａ）に示すように、複数本の光ケーブルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・・・を順次接続して光ファイバ伝送線路ａ，ｂ，ｃ・・・・を敷設する場合、通常、図１（Ｂ）に示すように、同じ形状の光ケーブルが使用される。また、接続する光ケーブル１と１’との接続は、通常、同じ位置にあるテープ心線２同士を一括融着接続機を用いて一括接続され、共通の補強部材を用いて接続部３を形成している。
このため、光ケーブル１，１’内の同じ配列位置にあるテープ心線２及びその各光ファイバ２ａ〜２ｄ同士が相互に接続される。
【００２０】
複数本の光ケーブルを接続して光ファイバ伝送線路を形成する場合、光ケーブル内に収納される光ファイバは、通常、シングルモードの光ファイバで、ＭＦＤが７μｍ〜１４μｍ、クラッド外径が１２５μｍの光ファイバが用いられ、本発明においても、この範囲の光ファイバを用いた光ケーブルを対象とするものである。しかし、これらの光ファイバを融着接続した場合、ＭＦＤの差が大きいと、課題の解決手段の項で説明したように、ＭＦＤの差に起因する接続損失成分が大きくなると共に、ＯＴＤＲ法を用いた損失測定で実際の接続損失とは異なる見かけ上の損失が測定されてしまう。
【００２１】
図１（Ｂ）で示したように、光ケーブルを接続する場合、同じ配列位置にある光ファイバ同士が接続されるということから、光ケーブル群を構成する複数本の光ケーブルで、少なくとも同じ配列位置にある光ファイバのＭＦＤの差が小さければよいということになる。本発明は、この点に着目して、光ケーブル群を製造する場合、光ケーブル内での配列位置が同じである光ファイバ間のＭＦＤの差が、最小になるように割付けて光ケーブルの製造を行なうようする。
【００２２】
次に、図３により、光ケーブル群の製造に用いる光ファイバの割付方法の一例を説明する。同じプリフォームから製造された光ファイバは、多少のＭＦＤのバラツキはあるものの大きくバラツクことは少ないと考えられる。したがって、上述した光ケーブル群を得るには、同一のプリフォームから製造した起源が同じ光ファイバを収納して光ケーブルを製造し、さらに、これを複数の光ケーブルに分割して１つに光ケーブル群とするのが好ましい。
【００２３】
しかし、光ファイバの心数が多かったり、光ケーブル群で敷設する総距離が長くなったり、また、納期上の問題から、在庫中の光ファイバから選んで光ケーブルを製造し、光ケーブル群を構成することも多い。この場合、異なるプリフォームから製造又は異なる条件で製造された、いわゆる起源が異なる光ファイバを組合せて光ケーブルが製造され、この光ケーブルを複数本集合させて光ケーブル群とされる。この場合、光ファイバの組合せ形態や光ケーブルの接続順序によっては、接続される光ファイバ同士のＭＦＤの差が大きくなってしまう。
【００２４】
そこで、本発明においては、図３に示すように、光ケーブルに収納する候補となる多数の光ファイバを集め、ＭＦＤの値と度数（数量）の分布をとる。そして、ＭＦＤの中心値±１０％の範囲で、複数の小集団（例えば、Ｅ〜Ｈ）に分ける。小分けする小集団の数は、例えば、４心のテープ心線を用いる場合は４つの小集団に分け、８心のテープ心線を用いる場合は８以下の小集団に分ける。また、図１（Ｂ）のように４心のテープ心線を５枚積層する場合は、２０の小集団に分けてもよいが、分ける小集団の数が多くなると管理が難しくなる。そこで、使用するテープ心線の心数以下の小集団に分けるのが好ましい。
【００２５】
また、それぞれの小集団内の光ファイバのＭＦＤ値の公差は、その小集団内で設定された設定値から所定の範囲内となるように分けられる。小集団（Ｅ〜Ｈ）は、図３（Ａ）に示すように、それぞれの小集団のＭＦＤが重ならないように分けてもよく、図３（Ｂ）に示すように、それぞれの小集団のＭＦＤが部分的に重なるように分けてもよい。そして、複数本の光ケーブルにおいて、同じ配列位置（テープ心線の配列位置）となる光ファイバは、全て同じ小集団の中から選別してテープ化する。
【００２６】
具体的には、図３（Ａ）の例で、光ケーブル群を製造するために用意された光ファイバのＭＦＤの中心値が、例えば、９.３μｍであったとする。この場合、各小集団（Ｅ〜Ｈ）内での公差が設定値の±０.２μｍとなるように分ける。すなわち、小集団Ｅは設定値（８.７μｍ）±０.２μｍ、小集団Ｆは設定値（９.２μｍ）±０.２μｍ、小集団Ｇは設定値（９.５μｍ）±０.２μｍ、小集団Ｈは設定値（９.９μｍ）±０.２μｍとする。小集団Ｅ〜Ｈの全体としては、８.５μｍ〜１０.１μｍで１.６μｍの幅があるが、各小集団では±０.２μｍの公差（０.４μｍの幅）となる。なお、この範囲を外れる両端のＭＦＤ値の光ファイバは、使用範囲からは除外する。
【００２７】
また、図３（Ｂ）の例では、光ケーブル群を製造するために用意された光ファイバのＭＦＤの中心値が、例えば、９.２５μｍであったとする。そして、各小集団（Ｅ〜Ｈ）内での公差を図３（Ａ）の場合と同様に設定値の±０.２μｍとし、重なり部分を０.１μｍする。この場合、小集団Ｅは設定値（８.８μｍ）±０.２μｍ、小集団Ｆは設定値（９.１μｍ）±０.２μｍ、小集団Ｇは設定値（９.４μｍ）±０.２μｍ、小集団Ｈは設定値（９.７μｍ）±０.２μｍとなる。
小集団Ｅ〜Ｈの全体としては、８.６μｍ〜９.９μｍで１.３μｍの幅があるが、各小集団では±０.２μｍの公差（０.４μｍの幅）となる。
【００２８】
以上のように、光ケーブル群を製造するための多数の光ファイバを小集団に分けた後、これをケーブル化するに際して、図１（Ｂ）に示す光ケーブル１，１’のテープ心線２の所定の配列位置にある光ファイバ（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）は、それぞれ同じ小集団から選別して各光ケーブルに割付ける。例えば、光ファイバ２ａは小集団Ｅから割付し、光ファイバ２ｂは小集団Ｇから割付し、光ファイバ２ｃは小集団Ｈから割付し、光ファイバ２ｄは小集団Ｆから割付する。
【００２９】
図３の割付方法を用いることにより、図１（Ａ）に示した複数本の光ケーブルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・・により形成される一連の光ファイバ伝送線路ａ，ｂ，ｃ・・・は、互いに接続される光ファイバ同士のＭＦＤの差は全て±０．２μｍ以下（約４％以下）となり、ＭＦＤによる接続損失成分を実質的にゼロとすることができる。また、ＯＴＤＲによる損失測定において、散乱係数の差を小さくでき、散乱係数によるレベル差Ｒを実質的に無視できる程度に低減することができ、損失測定を光ファイバ線路の一方の側から行なうだけで済ますことができる。
【００３０】
次に、図４により、本発明による光ケーブル群を製造する他の割付方法の例を説明する。図３の割付け方法で光ケーブル群を製造する場合、光ケーブルの敷設距離が長くなったりすると、特定小集団の光ファイバの度数（数量）が不足し、選別が難しくなることがある。このような場合、図３（Ｂ）で示した隣接する小集団のＭＦＤの重なり部分を独立の小集団とする。
【００３１】
すなわち、図４に示すように、光ファイバのＭＦＤの差が最も近接する小集団の間（小集団ＥとＦの間、小集団ＦとＧの間、小集団ＧとＨの間）に、双方の小集団の公差内にある小集団（ｉ，ｊ，ｋ）を作る。この小集団（ｉ，ｊ，ｋ）の光ファイバは、そのＭＦＤが両側の小集団の何れにも含めることができる範囲である。この場合、小集団（Ｅ〜Ｇ）の公差を±０．２μｍとすると、小集団（ｉ，ｊ，ｋ）は前記の公差より半分以下の±０．１μｍ以下とするのが望ましい。
【００３２】
図４のような形態で小集団を分けることにより、例えば、小集団Ｅの光ファイバが不足する場合は、小集団Ｅとしては小集団ｉを含めた（Ｅ＋ｉ）で選定する。また。小集団ＥとＦの間、小集団ＦとＧの間でも同様にして、光ファイバの数量の調整を行なう。これにより、光ケーブル群を構成する全体の光ファイバの数量を、所定のＭＦＤの公差範囲内で確保することが可能となる。
【００３３】
また、ＭＦＤの値で小集団に分けられた光ファイバを、テープ心線の配列位置で割付けるにあたって、テープ心線の両端側（外側）に割付ける光ファイバをＭＦＤの値が小さい小集団から選定するのが好ましい。テープ心線は、一般に厚さ方向からの荷重に対しては、それぞれの光ファイバが外力を分担するので比較的強いが、幅方向からの荷重に対しては、テープ心線の外側に配列される光ファイバに直接外力が加わるので、厚さ方向からの荷重に比べると弱い。このため、光ケーブル製造時に、外側に配列される光ファイバは、内側に配列される光ファイバより幅方向の側圧を受けやすく、伝送損失が増加しやすい。
【００３４】
一方、光ファイバのＭＦＤが小さい方が大きい方より側圧に強いといわれている。したがって、本発明においては、上述したように、テープ心線の外側の配列位置に配される光ファイバは、ＭＦＤの小さい側の小集団Ｅ及びＦから選別し、内側の配列位置に配される光ファイバは、ＭＦＤの大きい側の小集団Ｇ及びＨから選別するようにする。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、複数本の光ケーブルからなる光ケーブル群で光ファイバ伝送線路を敷設した場合、互いに接続される光ファイバ同士のＭＦＤの差を所定値以下とすることができる。このため、融着接続したときに、ＭＦＤに起因する接続損失成分はゼロないしは無視できる程度のものとなり、伝送線路全体での伝送損失を低減することができる。
【００３６】
また、ＯＴＤＲによる損失測定において、散乱係数の差を小さくでき、散乱係数による見かけ上の損失発生を無視できる程度に低減することができ、損失測定を光ファイバ伝送線路の一方の側から行なうだけで済ますことが可能となり、敷設コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略を説明するための図である。
【図２】本発明の対象とする光ケーブルの他の例を示す図である。
【図３】本発明における光ファイバの割付方法を説明する図である。
【図４】本発明における光ファイバの他の割付方法を説明する図である。
【図５】従来のＯＴＤＲ法による光ファイバ伝送線路の損失測定を説明する図である。
【符号の説明】
１，１’…光ケーブル、２…光ファイバテープ心線（テープ心線）、２ａ〜２ｄ…光ファイバ、３…接続部、４…外被、５…テンションメンバ、６…緩衝材、７はスロットロッド、７ａはスロット。

Claims (6)

1. 光ファイバを融着接続して一連の光ファイバ伝送線路を構成するための光ファイバテープ心線を用いた複数本の光ケーブルからなる光ケーブル群の製造方法であって、
   前記複数本の光ケーブルにテープ化して収納するために集められた多数の光ファイバを、前記テープ化される光ファイバ心線数に対応する心数に応じた小集団に分け、かつ前記小集団内における光ファイバの設定されたモードフィールド径の公差がそれぞれ所定の範囲内となるように分け、前記複数本の光ケーブルにおいて同じ配列位置となる光ファイバは、全て同じ小集団から選別してテープ化し収納することを特徴とする光ケーブル群の製造方法。
2. 前記小集団内における前記光ファイバの設定されたモードフィールド径の公差を±０.２μｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の光ケーブル群の製造方法。
3. 前記光ファイバの設定されたモードフィールド径が最も接近する前記小集団同士の間に、双方の小集団における前記光ファイバのモードフィールド径の公差内にある光ファイバを、さらに小集団として分けることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ケーブル群の製造方法。
4. テープ化される複数本の光ファイバの内、外側に配列される光ファイバのモードフィールド径が、内側に配列される光ファイバのモードフィールド径より小さくなるように選定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ケーブル群の製造方法。
5. 光ファイバを融着接続して一連の光ファイバ伝送線路を構成するための光ファイバテープ心線を用いた複数本の光ケーブルからなる光ケーブル群であって、
   前記複数本の光ケーブルにおいて、前記光ファイバテープ心線の同じ配列位置にある光ファイバは、設定されたモードフィールド径の公差が±０.２μｍ以下となるように選定されていることを特徴とする光ケーブル群。
6. 前記光ファイバテープ心線の外側に配列される光ファイバのモードフィールド径は、内側に配列される光ファイバのモードフィールド径より小さくなるように選定されていることを特徴とする請求項５に記載の光ケーブル群。

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