JP2009288479A

JP2009288479A - 光ファイバ心線および光ファイバケーブル

Info

Publication number: JP2009288479A
Application number: JP2008140467A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ozawa; 裕小澤; Kiyofumi Nishizawa; 清文西澤; Masahide Sugimoto; 雅秀杉本; Hiroshi Ishihara; 浩志石原
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Advanced Cable Systems Corp; Nippon Telegraph and Telephone East Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Advanced Cable Systems Corp; Nippon Telegraph and Telephone East Corp
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2009-12-10

Abstract

【課題】温度低下による被覆層の収縮に起因する光ファイバの歪みを抑制することができる光ファイバ心線および光ファイバケーブルを提供すること。
【解決手段】光ファイバ２と、光ファイバを覆う複数の被覆層４、６とを備えた光ファイバ心線１であって、各被覆層を構成する被覆材の−４０℃におけるヤング率の平均値が、３０Ｎ／ｍｍ²以下に設定され、−４０℃ないし７０℃の温度範囲での温度変化による前記光ファイバの歪が０．０２％以下に抑制されていることを特徴とする光ファイバ心線が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は光ファイバ心線および光ファイバケーブルに関し、より詳細には、温度変化による歪みを抑制することができる光通信用の光ファイバ心線および光ファイバケーブルに関する。

コアとクラッド層からなるガラス製の光ファイバが樹脂製の保護層で覆われた光ファイバ心線を束ねることによって構成されている光ファイバケーブルが、光通信用ケーブルとして用いられている。
このような光ファイバケーブルに使用される光ファイバ心線のうち、基幹回線で多用されている外径０．２５ｍｍの光ファイバ心線では、直径０．１２５ｍｍのガラス製の光ファイバが２層の被複層で覆われている。

このような外径が０．２５ｍｍ程度の光ファイバ心線では、被覆層の厚さが比較的、薄いため、温度低下によって被覆層を構成する被覆材が収縮しても、被覆層に覆われた光ファイバの歪みは、実用上の問題とはならない程、小さい。

しかしながら、被覆層の厚さが０．５ｍｍの光ファイバ心線においては、被覆層の厚さが厚くなるため、温度低下による被覆材の収縮に起因する光ファイバの歪みが無視できない大きさとなる。

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、温度低下による被覆層の収縮に起因する光ファイバの歪みを抑制することができる光ファイバ心線および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、本発明によれば、光ファイバと、該光ファイバを覆う複数の被覆層とを備えた光ファイバ心線であって、前記各被覆層を構成する被覆材の−４０℃におけるヤング率の平均値が、３０Ｎ／ｍｍ²以下に設定され、−４０℃ないし７０℃の温度範囲での温度変化による前記光ファイバの歪が０．０２％以下に抑制されている、ことを特徴とする光ファイバ心線が提供される。

このような構成によれば、被覆層に使用される被覆材のヤング率を３０Ｎ／ｍｍ²以下に設定することにより、光ファイバケーブルが使用される温度範囲において光ファイバの歪みが０．０２％以下に抑制されるので、温度変化による性能低下が生じない光ファイバ心線および光ファイバケーブルが提供される。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記複数の被覆層は３層の被覆層からなり、前記各被覆層を構成する被覆材の−４０℃におけるヤング率が、内側の被覆層から順に、１０Ｎ／ｍｍ²以下、５０Ｎ／ｍｍ²以下、３０Ｎ／ｍｍ²以下に設定されている。

本発明の他の態様によれば、光ファイバと、該光ファイバを覆う複数の被覆層とを備えた多数の光ファイバ心線を撚りながら束ねることによって構成された光ファイバケーブルであって、前記撚りの１ピッチが、１５０ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする光ファイバケーブルが提供される。

このような構成によれば、光ファイバケーブル内での光ファイバ心線の所定ピッチの撚りによって温度変化によって光ファイバケーブルが伸縮しても、光ファイバ心線の撚りが強くなったり弱くなったりすることで吸収され、光ファイバケーブルを構成する光ファイバ心線自身の収縮は軽減され、温度変化による光ファイバの歪みを低減できる。
例えば、被覆層の伸縮率が０．２〜０．３％であったとしても、光ファイバ心線に発生する歪量を０．０２％以下に抑制することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記撚りの１ピッチが１３０乃至１４０ｍｍである。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記光ファイバ心線の各被覆層を構成する被覆材の−４０℃におけるヤング率の平均値が、３０Ｎ／ｍｍ²以下に設定されている。

本発明によれば、温度低下による被覆層の収縮に起因する光ファイバの歪みを抑制することができる光ファイバ心線および光ファイバケーブルが提供される。

次に、本発明の好ましい実施形態の光ファイバ心線の構成を図面に沿って説明する。図１は、本発明の他の好ましい態様の光ファイバ心線１の構造を模式的に示す断面図である。

光ファイバ心線１は、コアとクラッド層からなる直径０．１２５ｍｍの光ファイバ２が第１被覆層４と第２被覆層６で囲まれた外径０．２５ｍｍの光ファイバ心線を、さらに、第３被覆層８で覆った構造を備えている。第１被覆層４の厚さは約０．０３７５ｍｍ、第２被覆層６の厚さは約０．０２５ｍｍ、第３被覆層８の厚さは約０．１２５ｍｍである。

第１被覆層４、第２被覆層６および第３被覆層８は、紫外線硬化樹脂で形成されている。これらの第１被覆層４、第２被覆層６および第３被覆層８を構成する紫外線硬化樹脂は、これらの樹脂の−４０℃におけるヤング率の平均が３０Ｎ／ｍｍ²以下となるように選択されている。

第１被覆層４、第２被覆層６および第３被覆層８を構成する材料の−４０℃におけるヤング率が、それぞれ、１０Ｎ／ｍｍ²以下、５０Ｎ／ｍｍ²以下、３０Ｎ／ｍｍ²以下となるように設定されるのが好ましく、本実施形態では、第１被覆層４、第２被覆層６および第３被覆層８を構成する材料の−４０℃におけるヤング率が、それぞれ、１０Ｎ／ｍｍ²、５０Ｎ／ｍｍ²、３０Ｎ／ｍｍ²となるように設定されている。

また、他の例として、第１被覆層４、第２被覆層６および第３被覆層８を構成する材料の−４０℃におけるヤング率を、それぞれ、１０Ｎ／ｍｍ²、５０Ｎ／ｍｍ²、１５Ｎ／ｍｍ²となるように、また、１０Ｎ／ｍｍ²、５０Ｎ／ｍｍ²、１０Ｎ／ｍｍ²となるように設定してもよい。

図２の温度温度（Ｔ）に対する光ファイバの歪み（ε）の測定結果を表すグラフに示されているように、本実施形態およびその他の光ファイバ心線は、−４０℃における光ファイバの歪みを０．０２％以下に抑えることができるが、被覆層のヤング率が本件発明の範囲外である例では０．０２％以下に抑えることができないことが分かる。

上記実施形態では、コアとクラッド層からなる光ファイバ２の直径が０．１２５ｍｍ、第１被覆層４の厚さが約０．０３７５ｍｍ、第２被覆層６の厚さが約０．０２５ｍｍ、第３被覆層８の厚さが約０．１２５ｍｍに設定されていたが、本発明はこの寸法の限定されるものではなく、例えば、光ファイバ２の直径が０．０８ｍｍ，第１被覆層４の厚さが約０．０２４ｍｍ、第２被覆層６の厚さが約０．０１６ｍｍ、第３被覆層の厚みが約０．０８ｍｍであってもよい。

図１に示す構成を有する光ファイバ心線１は、多数本、例えば、２４本または４０本が束ねられ、光ファイバケーブルとして使用される。このような光ファイバケーブル１０は、図３に示されているように、円柱状に束ねられた２４本（２４心）または４０本（４０心）の光ファイバ心線１によって構成されたケーブルコア１２の周囲にクッション層１４が環状に配置されている。２４心のケーブルコア１２の外径は約２．５ｍｍであり、４０心のケーブルコア１２の外径は、約３．５ｍｍである。

クッション層１４は、市販のポリプロピレン等の合成樹脂のテープによって形成されている。このテープには、テープの長手方向に延びる長さ約２ないし４ｃｍの複数のスリットが千鳥状に形成され、柔軟性が増加させられている。２４心のケーブルコア１２では、５〜７枚のテープをケーブルコア１２の周囲でケーブルコア１２の長さ方向に沿って配置して、厚さ約１．２ないし１．５ｍｍのクッション層１４が形成されている。

更に、クッション層１４の外方に環状の外被１６が設けられている。外被は、ポリエチレン等の合成樹脂で形成され、平均的な厚みは約１．２ｍｍである。

環状の外被１６の直径方向に対向する位置には、２本のテンションメンバー１８が埋設されている。テンションメンバー１８は、直径約０．７ｍｍのピアノ線であり、光ファイバケーブル１０の全長にわたって延びている。

外被１６を含む光ファイバケーブル１０の外径は、ケーブルコア１２が２４心の場合には約１１ｍｍ、４０心の場合には約１２ｍｍである。

本実施形態の光ファイバケーブル１０では、ケーブルコア１２内に２４本または４０本が束ねて配置されている光ファイバ心線１は、一定の周期でコイル状に撚られている。本実施形態では、この撚りの周期（１ピッチ）Ｐが１５０ｍｍ以下に設定されることが好ましく、１３０乃至１４０ｍｍであることがより好ましい。

一実施例として、２４本の外径０．５ｍｍの光ファイバ心線をよりピッチ１３５ｍｍで集合させ、外径が約２．５ｍｍのケーブルコアを形成した。各心線は、コアおよびクラッド層からなる光ファイバを３層の被覆層で被覆した構成を備えている。各被覆層を構成する材料は、摂氏−４０°でのヤング率が、内側の被覆層から１０Ｎ／ｍｍ、５０Ｎ／ｍｍ、３０Ｎ／ｍｍとなるように選択した。このようなケーブルコアを、上記実施形態の光ファイバケーブルと同様に、直径０７ｍｍの２本のテンションメンバーを配置した光ファイバケーブルとした。

このようにして形成した光ファイバケーブルの摂氏−４０ないし＋７０°の範囲における温度特性を計測した結果、心線の歪量は０．０１５％であり、ケーブルの歪、つまり２本のテンションを含むケーブル外被の伸び（歪）は０．０２％であり、ケーブルの伸縮に対しても、ケーブルの切断端面における心線の引き込み、突き出し現象は発生しなかった。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

本発明の実施形態の光ファイバ心線の構造を示す模式的な断面図である。本発明の実施形態の光ファイバ心線の温度と光ファイバの歪みとの関係を示すグラフである。図１の光ファイバ心線が組み込まれた光ファイバケーブルの構造を示す模式的な断面図である。図１の光ファイバ心線が組み込まれた光ファイバケーブルの破断した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１：光ファイバ心線
２：光ファイバ
４：第１被覆層
６：第２被覆層
８：第３被覆層
１０：光ファイバケーブル

Claims

光ファイバと、該光ファイバを覆う複数の被覆層とを備えた光ファイバ心線であって、
前記各被覆層を構成する被覆材の−４０℃におけるヤング率の平均値が、３０Ｎ／ｍｍ²以下に設定され、−４０℃ないし７０℃の温度範囲での温度変化による前記光ファイバの歪が０．０２％以下に抑制されている、
ことを特徴とする光ファイバ心線。
前記複数の被覆層は３層の被覆層からなり、
前記各被覆層を構成する被覆材の−４０℃におけるヤング率が、内側の被覆層から順に、１０Ｎ／ｍｍ²以下、５０Ｎ／ｍｍ²以下、３０Ｎ／ｍｍ²以下に設定されている、
請求項１に記載の光ファイバ心線。
光ファイバと、該光ファイバを覆う複数の被覆層とを備えた多数の光ファイバ心線を撚りながら束ねることによって構成された光ファイバケーブルであって、
前記撚りの１ピッチが１５０ｍｍ以下に設定されている、
ことを特徴とする光ファイバケーブル。
前記撚りの１ピッチが１３０乃至１４０ｍｍである、
請求項３に記載の光ファイバケーブル。
前記光ファイバ心線の各被覆層を構成する被覆材の−４０℃におけるヤング率の平均値が、３０Ｎ／ｍｍ²以下に設定されている、
請求項３または４に記載の光ファイバケーブル。