JP2007025233A - 多心光ファイバケーブル - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、フォトニック結晶ファイバをケーブル外被内に弛緩状態で収容することにより、外力による光損失を軽減し、更に、細径・高密度・軽量かつ設計が容易な多心光ファイバケーブルを提供することにある。
【解決手段】本発明は、フォトニック結晶ファイバの外周に被覆を施した単心被覆光ファイバ31を直線状に複数本配列し一括被覆した光ファイバテープ32複数本を、長手方向に集合させると共に、ケーブル外被35内に外被に対して余長を持たせて曲げながら収容したことを特徴とするものである。
【選択図】図4
【解決手段】本発明は、フォトニック結晶ファイバの外周に被覆を施した単心被覆光ファイバ31を直線状に複数本配列し一括被覆した光ファイバテープ32複数本を、長手方向に集合させると共に、ケーブル外被35内に外被に対して余長を持たせて曲げながら収容したことを特徴とするものである。
【選択図】図4
Description
本発明は、フォトニック結晶ファイバを複数本集合した多心光ファイバケーブルに関するものである。
現在、多様で広帯域なマルチメディアサービスを提供するため、通信網に低損失・広帯域という特徴を持つ光ファイバが導入されている。光ファイバを通信網に用いる際には、光ファイバを束ねて、外被を施して光ファイバケーブルとして使用される。これまで、光ファイバケーブルの構造設計を行う際には、ケーブル製造時・敷設時及び長期使用時に光ファイバに加わる張力や曲げなどの外力に対して、(1)光ファイバの損失を増加させず、かつ、(2)長期信頼性を確保することが重要であった。すなわち、光ファイバに張力・曲げなどの外力が可能な限り加わらない構造の選定が重要な課題であった。特に、光ファイバの曲がりによる光損失増加を生じさせないような設計は重要となる。
図13は従来の4心光ファイバテープを実装した100心光ファイバケーブルの例を示す断面図である(例えば、特許文献1参照。)。図13に示すように、プラスチックロッド11の外周に溝(スロット)12を設け、1つのスロット12内に空隙部分を設けつつ、単心、4心または8心光ファイバテープ13を複数実装し、外被14を施した構造である。このプラスチックロッド11や抗張力体15によって外力から光ファイバを保護し、極力光ファイバには大きな力が加わらないようにしている。なお、光ファイバテープとは複数本の光ファイバを直線状に並べ、一括被覆を施したものである。通常、4本または8本の光ファイバが一括被覆された4心光ファイバテープまたは8心光ファイバテープが用いられている。
このような光ファイバケーブルを用いて通信網を構築するが、光ファイバの需要の増大に伴い、地下の管路やビル内の配管等が不足し、1つの管路や配管等に複数本の光ファイバケーブルを布設することもある。この場合、先に布設された光ファイバケーブル径によっては、管路や配管等の空隙が小さく所望の光ファイバケーブルが布設できないことが生じ、管路や配管を増設し、光ファイバケーブルを布設することがある。管路や配管等の増設には、多額の費用を要し、コストアップとなるため、より一層細径・高密度な光ファイバケーブルが望まれている。
一方、近年、光ファイバに関する研究開発も大幅に進展し、大容量のデータを高速に伝送するため、種々の光ファイバ構造および光ファイバシステムの提案が行われている。
図14(a),(b)はフォトニック結晶ファイバを示す断面図である(例えば、非特許文献1参照。)。図14(a),(b)に示すように、ガラスよりなる光ファイバ21の中心部付近に多数個の空孔22を設け、等価的に光ファイバ中心部よりも屈折率を下げることで中心部に光を閉じ込め導波させるフォトニック結晶ファイバと呼ばれる光ファイバが提案されている。この光ファイバは、光ファイバの零分散波長が幅広く変化するため可視領域での零分散、光ファイバを曲げたときの光損失増加を大幅に抑制できるなどのこれまでの光ファイバと異なった大きな特徴を有している。
図15は従来型光ファイバとフォトニック結晶ファイバの曲げによる光損失増加特性比較を示す特性図である。図15に示すように、従来型光ファイバと光ファイバ中心部に6個の空孔を設けた光ファイバの曲げによる光損失増加特性を比較したものであり、光ファイバ中心部に空孔を設けることで光を閉じこめ効果が増大し、光ファイバを曲げ半径5mmまで曲げても光損失が増加しないことがわかる。
1つの管路や配管内に複数本の光ファイバケーブルを布設できるようにするために、できるだけ細い光ファイバケーブルが望まれている。特に、既に光ファイバケーブル等が布設されている管路や配管内に新たに光ファイバケーブルを布設しようとする場合などには、空隙がなく、所望の光ファイバケーブルが布設できないという問題が生じている。このため、一層細径・高密度な光ファイバケーブルが必要となる。ケーブル内に極めて多数の光ファイバを高密度に収納する場合、曲げなどの外力による影響を軽減し、心線の識別を容易にするためにファイバ同士を撚り合わせる製造プロセスが必要である。また、ファイバテープを用いる場合には、外力や曲げの影響を軽減するためにプラスチックロッドを用いて、溝内にテープを積層させて収容し、ケーブルを構成しているが、プラスチックロッドがあるため、100心程度の心線数で細径・高密度な光ファイバケーブルを実現することは困難である。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、曲げに対して光損失が増加しないフォトニック結晶ファイバを、ケーブル外被内に弛緩状態で収容することにより、外力による光損失を軽減し、更に、プラスチックロッドや抗張力体を省略して細径・高密度・軽量かつ設計が容易な光ファイバケーブルを実現し、既存管路の収容スペースの有効利用が可能となる多心光ファイバケーブルを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の多心光ファイバケーブルは、フォトニック結晶ファイバの外周に被覆を施した単心被覆光ファイバを直線状に複数本配列し一括被覆した光ファイバテープ複数本を、長手方向に集合させると共に、ケーブル外被内に外被に対して余長を持たせて曲げながら収容したことを特徴とするものである。
また本発明は、フォトニック結晶ファイバの外周に被覆を施した単心被覆光ファイバを集合した多心光ファイバケーブルであって、前記単心被覆光ファイバを複数本ストレートまたは撚り合わせて集合した外周に識別用糸またはテープを巻いた光ファイバ束の1本もしくは複数本を、長手方向に集合させると共に、ケーブル外被内に外被に対して余長を持たせて曲げながら収容したことを特徴とするものである。
また本発明は、フォトニック結晶ファイバの外周に被覆を施した単心被覆光ファイバを集合した多心光ファイバケーブルであって、前記単心被覆光ファイバを複数本ストレートまたは撚り合わせて集合した外周に第1の識別用糸またはテープを巻いて第1の光ファイバ束を構成し、更に、前記第1の光ファイバ束を複数本ストレートまたは撚り合わせて集合した外周に第2の識別用糸またはテープを巻いた第2の光ファイバ束の1本もしくは複数本を、長手方向に集合させると共に、ケーブル外被内に外被に対して余長を持たせて曲げながら収容したことを特徴とするものである。
また本発明は、前記多心光ファイバケーブルにおいて、外被内に光ファイバを螺旋状または波状にうねらせながら弛緩状態で収容したことを特徴とするものである。
また本発明は、前記多心光ファイバケーブルにおいて、外被内に抗張力繊維を配置したことを特徴とするものである。
本発明は、前記フォトニック結晶ファイバが曲げに対して光損失が増加しないという特徴を生かし、密に光ファイバを実装することにより細径・高密度・軽量な光ファイバケーブルが実現する。具体的には、長期信頼性の確保を考慮した設計のみで十分であり、従来、ケーブルに加わる外力などによって生じる光損失を軽減するためなどに用いられてきたプラスチックロッドなどを除き、フォトニック結晶ファイバを複数本配列したファイバテープまたはフォトニック結晶ファイバの単心被覆光ファイバを、ケーブル外被内に一定の弛みを持たせて収容することで、外力による光損失を軽減し、更に、光ファイバケーブル内における光ファイバ心線密度を可能な限り高めたことを特徴とする多心光ファイバケーブルである。
本発明の多心光ファイバケーブルにより、プラスチックロッドや抗張力体の省略が可能であり、細径・高密度・軽量かつ設計が容易な光ファイバケーブルが実現し、既存管路の収容スペースの有効利用が可能となり、新規光回線布設時に、土木設備投資にかかるコストを大幅に削減するとともに布設工事期間の大幅な短縮ができる。また、既存光ファイバケーブルのように撚り合わせが必要ないため、ケーブル製造プロセスの簡略化とコスト削減が期待できる。さらに、既存光ファイバケーブルよりも細径であることから、ケーブル取り回し性が向上し、ケーブル布設作業者の負担を軽減し、より迅速なケーブル布設が可能となることが期待できる。また、電柱間を架渉する際には、ケーブルが細径・軽量であるために、ケーブル自重による張力が軽減され、ケーブルの長期信頼性が向上するとともに、架空距離の延長も可能である。ケーブルに曲げが生じたときの歪みについても緩和することができる。
以下図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図1は本発明の第1の実施形態例に係る多心光ファイバケーブルを示す横断面図、図2は本発明の第1の実施形態例に係るフォトニック結晶光ファイバテープを示す断面図、図3は本発明の第1の実施形態例に係るフォトニック結晶光ファイバテープの積層と識別用糸の巻き方を説明するための摸式図、図4は本発明の第1の実施形態例に係る多心光ファイバケーブルを示す縦断面図である。図2に示すように、フォトニック結晶光ファイバの外周に同心円状に被覆を施した単心被覆光ファイバ31を直線状に複数本例えば4本配列し一括被覆した光ファイバテープ32を構成し、図3に示すように、前記光ファイバテープ32を複数本例えば3本長手方向に密に集合して積層し、3本積層した光ファイバテープ32の外周に識別用糸または識別用テープ33を巻いて光ファイバ束34を構成する。次に、図1及び図4に示すように、前記光ファイバ束34を7本ケーブル外被35内に収容して多心光ファイバケーブル36を構成する。この場合、光ファイバ束34は、図1及び図4に示すように、光ファイバ束34がケーブル外被35内においてケーブル円周方向に自由に移動できるように、光ファイバ束34とケーブル外被35との間に空隙37を設け、ケーブル外被35による拘束力を弱くし弛緩状態に収容し、さらに光ファイバ束34がケーブル長手方向にも自由に移動できるようにケーブル外被35に対して一定の余長を持たせ、ケーブル外被35内において、螺旋状または波状にうねらせながらまたは弛ませながら曲げて収容することにより、ケーブルに曲げや引張などの外力が加わった場合に光ファイバに加わる歪みを緩和することが可能である。
図1は本発明の第1の実施形態例に係る多心光ファイバケーブルを示す横断面図、図2は本発明の第1の実施形態例に係るフォトニック結晶光ファイバテープを示す断面図、図3は本発明の第1の実施形態例に係るフォトニック結晶光ファイバテープの積層と識別用糸の巻き方を説明するための摸式図、図4は本発明の第1の実施形態例に係る多心光ファイバケーブルを示す縦断面図である。図2に示すように、フォトニック結晶光ファイバの外周に同心円状に被覆を施した単心被覆光ファイバ31を直線状に複数本例えば4本配列し一括被覆した光ファイバテープ32を構成し、図3に示すように、前記光ファイバテープ32を複数本例えば3本長手方向に密に集合して積層し、3本積層した光ファイバテープ32の外周に識別用糸または識別用テープ33を巻いて光ファイバ束34を構成する。次に、図1及び図4に示すように、前記光ファイバ束34を7本ケーブル外被35内に収容して多心光ファイバケーブル36を構成する。この場合、光ファイバ束34は、図1及び図4に示すように、光ファイバ束34がケーブル外被35内においてケーブル円周方向に自由に移動できるように、光ファイバ束34とケーブル外被35との間に空隙37を設け、ケーブル外被35による拘束力を弱くし弛緩状態に収容し、さらに光ファイバ束34がケーブル長手方向にも自由に移動できるようにケーブル外被35に対して一定の余長を持たせ、ケーブル外被35内において、螺旋状または波状にうねらせながらまたは弛ませながら曲げて収容することにより、ケーブルに曲げや引張などの外力が加わった場合に光ファイバに加わる歪みを緩和することが可能である。
また、ケーブル外被35内への光ファイバ束34の収容数は7本に限定されるものではなく複数本の収容が可能である。なお、ケーブル外被35内の空隙37に抗張力繊維を配置して、機械的特性を向上させることも可能である。
また、図1に示すように、ケーブル外被35には、2本の切り裂き紐38が光ファイバケーブル中心に対して互いに対称の位置になるようにケーブル外被35の内側近傍に埋め込まれている。前記切り裂き紐38の埋め込み部のケーブル外被35の厚さは、切り裂き紐38の埋め込み部以外のケーブル外被35の厚さよりも厚くなっている。このような構造とすることで、外部より切り裂き紐38の位置がわかり、カッタ等を用いてケーブル外被35を除去することができる。また、ケーブル外被35の厚くなった部分を除去し、次に、浅い切れ目を形成させることで、切り裂き紐38を容易に取り出し、ケーブル外被35を引き裂けるため、分岐性にも優れている。
図5は本発明の第1の実施形態例に係る多心光ファイバケーブルの他の例を示す横断面図である。図5に示すように、ケーブル外被35内には、光ファイバケーブル中心に対して互いに対称の位置になるように抗張力体39を配置することも可能で、張力などの外力に対する機械的特性を向上させることが可能である。
図6は本発明の第1の実施形態例に係る多心光ファイバケーブルの他の異なる例を示す横断面図である。図6に示すように、多心光ファイバケーブル36の外部に支持線40を一体に設けた構造の光ファイバケーブルであり、架空設置時などにおける信頼性を向上させることが可能である。
図7は本発明の第2の実施形態例に係る多心光ファイバケーブルを示す横断面図、図8は本発明の第2の実施形態例に係るフォトニック結晶光ファイバを複数本集合して識別用糸の巻き方を説明するための摸式図、図9は本発明の第2の実施形態例に係る多心光ファイバケーブルを示す縦断面図である。図8に示すように、フォトニック結晶ファイバの外周に同心円状に被覆を施した単心被覆光ファイバ51を複数本例えば4本長手方向に対してストレートに密に集合させ、4本集合させた単心被覆光ファイバ51の外周に識別用糸または識別用テープ52を巻いて第1の光ファイバ束53を構成する。次に、図7及び図9に示すように、前記第1の光ファイバ束53を複数本例えば7本ケーブル外被54内に長手方向に対してストレートに密に集合させて多心光ファイバケーブル55を構成する。この場合、前記第1の光ファイバ束53は、ケーブル外被54内においてケーブル円周方向に自由に移動できるよう、第1の光ファイバ束53とケーブル外被54との間に空隙56を設け、ケーブル外被54による拘束力を弱くし緩く収容し、さらに第1の光ファイバ束53がケーブル長手方向にも自由に移動できるようにケーブル外被54に対して一定の余長を持たせ、ケーブル外被54内において、螺旋状または波状にうねらせながらまたは弛ませながら曲げて収容することにより、ケーブルに曲げや引張などの外力が加わった場合に光ファイバに加わる歪みを緩和することが可能である。57は切り裂き紐である。
また、ケーブル外被54内への第1の光ファイバ束53の収容数は7本に限定されるものではなく1本もしくは複数本の収容が可能である。また、第1の光ファイバ束53は単心被覆光ファイバ51を複数本撚り合わせて密に集合させた外周に識別用糸または識別用テープを巻いて構成してもよい。また、ケーブル外被54内の空隙56に抗張力繊維を配置して、機械的特性を向上させることも可能である。
なお、ケーブル外被54中に抗張力体を設けてもよく、また、多心光ファイバケーブル55と一体にケーブル支持線を配置することも可能である。
図10は本発明の第3の実施形態例に係る多心光ファイバケーブルを示す横断面図、図11は本発明の第3の実施形態例に係るフォトニック結晶光ファイバの光ファイバ束を複数本集合して識別用糸の巻き方を説明するための摸式図、図12は本発明の第3の実施形態例に係る多心光ファイバケーブルを示す縦断面図である。図8に示すように、単心被覆光ファイバ51を4本長手方向に対してストレートに集合させ、その外周に識別用糸または識別用テープ52を巻いて第1の光ファイバ束53を構成し、更に図11に示すように、前記第1の光ファイバ束53を複数本例えば4本長手方向に対してストレートに密に集合させた外周に識別用糸または識別用テープ61を巻いて第2の光ファイバ束62を構成する。次に図10及び図12に示すように、前記第2の光ファイバ束62を複数本例えば7本ケーブル外被63内に長手方向に対してストレートに密に集合収容して多心光ファイバケーブル64を構成する。前記第2の光ファイバ束62はケーブル外被63内においてケーブル円周方向に自由に移動できるよう、第2の光ファイバ束62とケーブル外被63との間に空隙65を設け、ケーブル外被63による拘束力を弱くして緩く収容し、さらに第2の光ファイバ束62がケーブル長手方向にも自由に移動できるようにケーブル外被63に対して一定の余長を持たせ、螺旋状または波状にうねらせながらまたは弛ませながら曲げて収容することにより、ケーブルに曲げや引張などの外力が加わった場合に光ファイバに加わる歪みを緩和することが可能である。66は切り裂き紐である。
また、ケーブル外被63内への第2の光ファイバ束62の収容数は7本に限定されるものではなく1本もしくは複数本の収容が可能である。また、第2の光ファイバ束62は第1の光ファイバ束53を複数本撚り合わせて密に集合させた外周に識別用糸または識別用テープを巻いて構成してもよい。また、ケーブル外被63内の空隙65に抗張力繊維を配置して、機械的特性を向上させることも可能である。
なお、ケーブル外被63中に抗張力体を設けてもよく、また、多心光ファイバケーブル64と一体にケーブル支持線を配置することも可能である。
以上のように本実施形態例に係る多心光ファイバケーブルによれば、プラスチックロッドや抗張力体の省略が可能であり、細径・高密度・軽量かつ設計が容易な光ファイバケーブルが実現し、既存管路の収容スペースの有効利用が可能となり、新規光回線布設時に、土木設備投資にかかるコストを大幅に削減するとともに布設工事期間の大幅な短縮ができる。また、既存光ファイバケーブルのように撚り合わせが必要ないため、ケーブル製造プロセスの簡略化とコスト削減が期待できる。さらに、既存光ファイバケーブルよりも細径であることから、ケーブル取り回し性が向上し、ケーブル布設作業者の負担を軽減し、より迅速なケーブル布設が可能となることが期待できる。また、電柱間を架渉する際には、ケーブルが細径・軽量であるために、ケーブル自重による張力が軽減され、ケーブルの長期信頼性が向上するとともに、架空距離の延長も可能である。ケーブルに曲げが生じたときの歪みについても緩和することができる。
なお、本発明は、上記実施形態例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
31…単心被覆光ファイバ、32…光ファイバテープ、33…識別用糸または識別用テープ、34…光ファイバ束、35…ケーブル外被、36…多心光ファイバケーブル、37…空隙、38…切り裂き紐。
Claims (5)
- フォトニック結晶ファイバの外周に被覆を施した単心被覆光ファイバを直線状に複数本配列し一括被覆した光ファイバテープ複数本を、長手方向に集合させると共に、ケーブル外被内に外被に対して余長を持たせて曲げながら収容したことを特徴とする多心光ファイバケーブル。
- フォトニック結晶ファイバの外周に被覆を施した単心被覆光ファイバを集合した多心光ファイバケーブルであって、前記単心被覆光ファイバを複数本ストレートまたは撚り合わせて集合した外周に識別用糸またはテープを巻いた光ファイバ束の1本もしくは複数本を、長手方向に集合させると共に、ケーブル外被内に外被に対して余長を持たせて曲げながら収容したことを特徴とする多心光ファイバケーブル。
- フォトニック結晶ファイバの外周に被覆を施した単心被覆光ファイバを集合した多心光ファイバケーブルであって、前記単心被覆光ファイバを複数本ストレートまたは撚り合わせて集合した外周に第1の識別用糸またはテープを巻いて第1の光ファイバ束を構成し、更に、前記第1の光ファイバ束を複数本ストレートまたは撚り合わせて集合した外周に第2の識別用糸またはテープを巻いた第2の光ファイバ束の1本もしくは複数本を、長手方向に集合させると共に、ケーブル外被内に外被に対して余長を持たせて曲げながら収容したことを特徴とする多心光ファイバケーブル。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の多心光ファイバケーブルにおいて、外被内に光ファイバを螺旋状または波状にうねらせながら弛緩状態で収容したことを特徴とする多心光ファイバケーブル。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の多心光ファイバケーブルにおいて、外被内に抗張力繊維を配置したことを特徴とする多心光ファイバケーブル。
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Cited By (4)
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JP2012145758A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Fujikura Ltd | 光ファイバケーブル |
KR101814641B1 (ko) * | 2016-09-01 | 2018-01-04 | 주식회사 옵텔콤 | 광케이블 |
KR20210050700A (ko) * | 2019-10-29 | 2021-05-10 | 진영전선(주) | 식별 테이프를 갖는 전선 |
-
2005
- 2005-07-15 JP JP2005206996A patent/JP2007025233A/ja active Pending
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