JP2022101280A - Optical fiber cable - Google Patents

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Abstract

To provide an optical fiber cable capable of suppressing an increase in transmission loss especially at a high temperature.SOLUTION: An optical fiber cable 1 is a slotless type cable not using a slot, and mainly consists of a tension member 9, a sheath 13, a cable core 15, and so on. The optical fiber cable 1 consists of a plurality of coated optical fibers 3. An optical fiber unit 5 is constituted by twisting the plurality of coated optical fibers 3. Further, the cable core 15 is constituted by twisting a plurality of optical fiber units 5. In this case, the plurality of optical fiber units 5 are twisted into a plurality of layers. The actual twisting ratio of optical fiber units 5 in each layer is larger than the reference twisting ratio calculated from the core diameter of each layer and the twisting pitch of optical fiber units 5 in the layer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、特に高温時の伝送損失増加を抑制可能な光ファイバケーブルに関するものである。 The present invention particularly relates to an optical fiber cable capable of suppressing an increase in transmission loss at high temperatures.

近年、インターネットの普及に伴い、光ファイバを一般家庭に直接引き込んで高速通信サービスを実現するFTTH(Fiber To The Home)が急速に拡大している。一般に、FTTHに用いられる光ファイバケーブルには、大容量のデータ通信に対応すべく光ファイバの集合体が収容されている。 In recent years, with the spread of the Internet, FTTH (Fiber To The Home), which realizes a high-speed communication service by directly drawing an optical fiber into a general household, is rapidly expanding. Generally, an optical fiber cable used for FTTH contains an aggregate of optical fibers for large-capacity data communication.

このような光ファイバケーブルとしては、間欠テープ心線を撚って光ファイバユニットを構成し、その光ファイバユニットをさらに撚ってケーブルコアとして、テンションメンバを埋め込んだ外被を被せるケーブルがある(特許文献1)。 As such an optical fiber cable, there is a cable in which an intermittent tape core wire is twisted to form an optical fiber unit, and the optical fiber unit is further twisted to form a cable core, which is covered with an outer cover in which a tension member is embedded (. Patent Document 1).

特開2019-109400号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-109400

このように、一般的な光ファイバケーブルでは、光ファイバ心線同士を撚り合わせて光ファイバユニットを構成し、複数の光ファイバユニットが揃えられて、内側から外側に向けて層を形成しながら同心円状に撚り合わせられる。さらに、最外層の光ファイバユニットの外側には押さえ巻きが巻きつけられ、その外周に外被が押し出される。 In this way, in a general optical fiber cable, optical fiber core wires are twisted together to form an optical fiber unit, and a plurality of optical fiber units are arranged to form concentric circles while forming layers from the inside to the outside. It is twisted into a shape. Further, a presser winding is wound around the outer side of the outermost layer optical fiber unit, and the outer cover is extruded around the outer circumference thereof.

このような光ファイバケーブルが屋外環境に敷設されると、光ファイバケーブルの構成材の線膨張により、高温時には光ファイバケーブルは伸ばされ、低温時では光ファイバケーブルは収縮する。この際、一般にはポリエチレン等のプラスチックからなる外被と、鋼線やFRPからなるテンションメンバとの複合体である外被部の方が、ガラスと紫外線硬化樹脂からなる光ファイバよりも線膨張係数が大きい。このため、温度変化での伸縮が外被部と光ファイバとで異なり、高温環境下では光ファイバが引張歪みを受け、低温環境下では光ファイバが圧縮歪みを受ける。 When such an optical fiber cable is laid in an outdoor environment, the optical fiber cable is stretched at a high temperature and contracted at a low temperature due to the linear expansion of the constituent material of the optical fiber cable. At this time, the coefficient of linear expansion of the jacket, which is a composite of a jacket made of plastic such as polyethylene and a tension member made of steel wire or FRP, is generally higher than that of an optical fiber made of glass and an ultraviolet curable resin. Is big. Therefore, the expansion and contraction due to a temperature change differs between the outer cover and the optical fiber, and the optical fiber receives tensile strain in a high temperature environment and compression strain in a low temperature environment.

図5は、複数の光ファイバユニット100が撚り合わせられた状態を示す概念図である。図示した例では、光ファイバユニット100が撚り合わせピッチpで撚り合わせられた状態を示す。また、図6(a)は、撚り合わせられた光ファイバユニットを展開した状態を示す図である。図示したように、光ファイバユニットの層心径(断面における、その光ファイバユニットが巻き付けられる層の中心径)をdとすると、1ピッチの光ファイバユニットの長さはlで表される。この際、ピッチpに対して、光ファイバユニットの長さlがどれくらい長いかを、撚り込み率と定義する。すなわち、撚り込み率(%)=((l/p)-1)×100と定義される。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing a state in which a plurality of optical fiber units 100 are twisted together. In the illustrated example, the optical fiber unit 100 is twisted at a twisting pitch p0 . Further, FIG. 6A is a diagram showing a state in which the twisted optical fiber unit is unfolded. As shown in the figure, where d 0 is the layer core diameter of the optical fiber unit (the center diameter of the layer around which the optical fiber unit is wound in the cross section), the length of the 1-pitch optical fiber unit is represented by l 0 . .. At this time, how long the length l 0 of the optical fiber unit is with respect to the pitch p 0 is defined as the twisting ratio. That is, the twisting ratio (%) = ((l 0 / p 0 ) -1) × 100 is defined.

このような状態の光ファイバユニットを有する光ファイバケーブルを低温環境下に配置すると、前述したように外被部が収縮する。図6(b)は、外被部が収縮し、ピッチがpからpに変化した状態を示す展開図である。この場合、光ファイバユニット(内部の光ファイバ)が圧縮されるが、光ファイバがうねるように曲がることで圧縮歪が開放される。この際、外被の内部の空間が狭いと、光ファイバが均一に曲がることができず、局所的に小さい曲げ径で光ファイバが曲げられ、マクロベンドロス増の要因となる。これに対し、外被の内側に、ある一定の空隙を確保することで、低温時の伝送損失の増加を少なくすることができる。 When the optical fiber cable having the optical fiber unit in such a state is arranged in a low temperature environment, the outer cover portion shrinks as described above. FIG. 6B is a developed view showing a state in which the outer cover portion contracts and the pitch changes from p0 to p1. In this case, the optical fiber unit (internal optical fiber) is compressed, but the compression strain is released by bending the optical fiber so as to undulate. At this time, if the space inside the outer cover is narrow, the optical fiber cannot be bent uniformly, and the optical fiber is locally bent with a small bending diameter, which causes an increase in macrobend loss. On the other hand, by securing a certain void inside the outer cover, it is possible to reduce the increase in transmission loss at low temperature.

一方で、光ファイバケーブルを高温環境下に配置すると、前述したように外被部が膨張する。図7(a)は、外被部が膨張し、ピッチがpからpに変化した状態を示す展開図である。この場合、光ファイバユニット(内部の光ファイバ)が引っ張られる。この場合、図7(b)に示すように、光ファイバユニットの層心径が小さくなることで(すなわち、層心径dからdに巻き締まることで)、光ファイバの引張歪が開放される。しかし、層心径が大きく変化すると、隣の光ファイバやバンドルテープから側圧を受け、マイクロベンドロス増を引き起こすおそれがある。 On the other hand, when the optical fiber cable is arranged in a high temperature environment, the outer cover portion expands as described above. FIG . 7A is a development view showing a state in which the outer cover portion is expanded and the pitch is changed from p0 to p2. In this case, the optical fiber unit (internal optical fiber) is pulled. In this case, as shown in FIG. 7B, the tensile strain of the optical fiber is released by reducing the layer core diameter of the optical fiber unit (that is, by winding from the layer core diameter d 0 to d 1 ). Will be done. However, if the core diameter of the layer changes significantly, it may receive lateral pressure from the adjacent optical fiber or bundle tape, causing an increase in microbend loss.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、特に高温時における伝送損失の増加を抑制することが可能な光ファイバケーブルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an optical fiber cable capable of suppressing an increase in transmission loss particularly at a high temperature.

前述した目的を達するために本発明は、複数の光ファイバ心線からなる光ファイバケーブルであって、複数の前記光ファイバ心線が撚り合わせられて光ファイバユニットが構成され、複数の前記光ファイバユニットが複数層に撚り合わせられ、各層における前記光ファイバユニットの撚り込み率が、各層における前記光ファイバユニットの撚りピッチと層心径から計算される基準撚り込み率よりも大きいことを特徴とする光ファイバケーブルである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is an optical fiber cable composed of a plurality of optical fiber core wires, wherein the plurality of the optical fiber core wires are twisted to form an optical fiber unit, and the plurality of the optical fibers are formed. The unit is twisted into a plurality of layers, and the twisting ratio of the optical fiber unit in each layer is larger than the reference twisting ratio calculated from the twist pitch and the layer core diameter of the optical fiber unit in each layer. It is an optical fiber cable.

各層における前記光ファイバユニットの撚り込み率と、各層における基準撚り込み率との差が、外層から内層に行くにつれて大きくなることが望ましい。 It is desirable that the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in each layer and the reference twisting ratio in each layer increases from the outer layer to the inner layer.

最内層の前記光ファイバユニットの撚り込み率と、最内層の基準撚り込み率の差が0.04%以上であることが望ましい。 It is desirable that the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in the innermost layer and the reference twisting ratio in the innermost layer is 0.04% or more.

最外層の前記光ファイバユニットの撚り込み率と、最外層の基準撚り込み率の差が0.015%以下であることが望ましい。 It is desirable that the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in the outermost layer and the reference twisting ratio of the outermost layer is 0.015% or less.

本発明によれば、予め、各層における光ファイバユニットの撚りピッチと層心径から計算される基準撚り込み率よりも、実際の光ファイバユニットの撚り込み率を大きくしておくことで、高温時においても、光ファイバユニットの撚りピッチの増加に追従させることができる。このため、光ファイバユニットの引張歪や、巻き締まりによる側圧等の増加に伴う損失増加を抑制することができる。 According to the present invention, the actual twisting ratio of the optical fiber unit is set to be larger than the standard twisting ratio calculated from the twisting pitch and the core diameter of the optical fiber unit in each layer in advance, so that the twisting ratio of the actual optical fiber unit is increased at high temperature. Also, it is possible to follow the increase in the twist pitch of the optical fiber unit. Therefore, it is possible to suppress the tensile strain of the optical fiber unit and the increase in loss due to the increase in lateral pressure due to winding tightening.

また、光ファイバユニットの撚り込み率と、各層における基準撚り込み率との差を、外層から内層に行くにつれて大きくすることで、より厳しい条件である内層側の光ファイバユニットの損失増加に対して効果的である。 Further, by increasing the difference between the entwining ratio of the optical fiber unit and the standard entwining ratio in each layer from the outer layer to the inner layer, the loss increase of the optical fiber unit on the inner layer side, which is a stricter condition, is dealt with. It is effective.

特に、最内層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最内層の基準撚り込み率の差を0.04%以上とすることで、より確実に損失増加を抑制することができる。 In particular, by setting the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in the innermost layer and the reference twisting ratio in the innermost layer to 0.04% or more, it is possible to more reliably suppress the increase in loss.

また、最外周は外被で押さえられるため、最外周の撚り込み率を大きくすると、外被からの側圧によって伝送損失の増加の恐れがあるが、最外層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最外層の基準撚り込み率の差を0.015%以下とすることで、その影響を抑制することができる。 Further, since the outermost circumference is held down by the outer cover, if the twisting ratio of the outermost circumference is increased, the transmission loss may increase due to the lateral pressure from the outer sheath. By setting the difference in the reference twisting ratio of the outermost layer to 0.015% or less, the influence can be suppressed.

本発明によれば、特に高温時における伝送損失の増加を抑制することが可能な光ファイバケーブルを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical fiber cable capable of suppressing an increase in transmission loss particularly at a high temperature.

光ファイバケーブル1の断面図。Sectional drawing of an optical fiber cable 1. 光ファイバケーブル1の断面図であり、各部寸法を示す図。It is sectional drawing of optical fiber cable 1, and is the figure which shows the dimension of each part. (a)は、光ファイバユニット5の撚り合わせ状態を示す図、(b)は、光ファイバユニットの展開図。(A) is a diagram showing a twisted state of the optical fiber unit 5, and (b) is a developed view of the optical fiber unit. 750mmピッチの場合における、層心径と理想状態の撚り込み率(基準撚り込み率)の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the layer core diameter and the twisting ratio (reference twisting ratio) in an ideal state in the case of a pitch of 750mm. 光ファイバユニット100の撚り合わせ状態を示す図。The figure which shows the twisted state of an optical fiber unit 100. (a)は、光ファイバユニットの展開図、(b)は、低温時における光ファイバユニットの展開図。(A) is a development view of an optical fiber unit, and (b) is a development view of an optical fiber unit at a low temperature. (a)は、高温時における光ファイバユニットの展開図、(b)は、巻き締まった状態の光ファイバユニットの展開図。(A) is a development view of the optical fiber unit at a high temperature, and (b) is a development view of the optical fiber unit in a wound state.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は、光ファイバケーブル1の断面図である。光ファイバケーブル1は、スロットを用いないスロットレス型ケーブルであり、主にテンションメンバ9、外被13、ケーブルコア15等により構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical fiber cable 1. The optical fiber cable 1 is a slotless cable that does not use a slot, and is mainly composed of a tension member 9, an outer cover 13, a cable core 15, and the like.

ケーブルコア15は、複数の光ファイバユニット5が撚り合わせられて形成される。光ファイバユニット5は、例えば、複数本の光ファイバ心線3が撚り合わせられて形成される。すなわち、光ファイバケーブル1は、複数の光ファイバ心線3からなる。なお、光ファイバ心線3は、例えば、長手方向に対して間欠的に接着された、間欠接着型の光ファイバテープ心線である。 The cable core 15 is formed by twisting a plurality of optical fiber units 5. The optical fiber unit 5 is formed by, for example, twisting a plurality of optical fiber core wires 3 together. That is, the optical fiber cable 1 is composed of a plurality of optical fiber core wires 3. The optical fiber core wire 3 is, for example, an intermittently bonded optical fiber tape core wire that is intermittently bonded in the longitudinal direction.

ケーブルコア15の外周には、押さえ巻き7が設けられる。押さえ巻き7は、テープ状の部材や不織布等であり、例えば縦添えによってケーブルコア15の外周を一括して覆うように配置される。すなわち、押さえ巻き7の長手方向が光ファイバケーブル1の軸方向と略一致し、押さえ巻き7の幅方向が光ファイバケーブル1の周方向となるようにケーブルコア15の外周に縦添えされる。 A presser winding 7 is provided on the outer circumference of the cable core 15. The presser roll 7 is a tape-shaped member, a non-woven fabric, or the like, and is arranged so as to collectively cover the outer periphery of the cable core 15 by, for example, vertical attachment. That is, the longitudinal direction of the presser winding 7 substantially coincides with the axial direction of the optical fiber cable 1, and the width direction of the presser winding 7 is vertically attached to the outer periphery of the cable core 15 so as to be the circumferential direction of the optical fiber cable 1.

光ファイバケーブル1の長手方向に垂直な断面図において、ケーブルコア15(押さえ巻き7)の両側方にはテンションメンバ9が設けられる。すなわち、一対のテンションメンバ9がケーブルコア15を挟んで対向する位置に設けられる。また、テンションメンバ9の対向方向と略直交する方向に、ケーブルコア15(押さえ巻き7)を挟んで対向するように引き裂き紐11が設けられる。 In the cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber cable 1, tension members 9 are provided on both sides of the cable core 15 (press winding 7). That is, a pair of tension members 9 are provided at positions facing each other with the cable core 15 interposed therebetween. Further, a tear string 11 is provided so as to face the tension member 9 with the cable core 15 (holding winding 7) interposed therebetween in a direction substantially orthogonal to the facing direction of the tension member 9.

ケーブルコア15の外周には、外被13が設けられる。テンションメンバ9および引き裂き紐11は、外被13に埋設される。すなわち、ケーブルコア15及びテンションメンバ9等を覆うように外被13が設けられる。外被13の外形は略円形である。外被13は、例えばポリオレフィン系の樹脂である。なお、テンションメンバ9、引き裂き紐11及び外被13を合わせて外被部と呼ぶ場合がある。 An outer cover 13 is provided on the outer periphery of the cable core 15. The tension member 9 and the tear string 11 are embedded in the outer cover 13. That is, the outer cover 13 is provided so as to cover the cable core 15, the tension member 9, and the like. The outer shape of the outer cover 13 is substantially circular. The jacket 13 is, for example, a polyolefin-based resin. The tension member 9, the tear string 11, and the outer cover 13 may be collectively referred to as an outer cover portion.

次に、ケーブルコア15について詳細に説明する。前述したように、複数の光ファイバ心線3が撚り合わせられて光ファイバユニット5が構成される。また、複数の光ファイバユニット5が撚り合わせられてケーブルコア15が構成される。この際、複数の光ファイバユニット5は、複数層に撚り合わせられる。 Next, the cable core 15 will be described in detail. As described above, the plurality of optical fiber core wires 3 are twisted together to form the optical fiber unit 5. Further, a plurality of optical fiber units 5 are twisted together to form a cable core 15. At this time, the plurality of optical fiber units 5 are twisted into a plurality of layers.

図2は、複数層に形成されるケーブルコア15の概念図である。図示した例では、ケーブルコア15は、第1層17a、第2層17b、第3層17c、第4層17dの4層構造である。なお、ケーブルコア15が複数層に形成されれば、ケーブルコア15の層数は特に限定されない。 FIG. 2 is a conceptual diagram of a cable core 15 formed in a plurality of layers. In the illustrated example, the cable core 15 has a four-layer structure of a first layer 17a, a second layer 17b, a third layer 17c, and a fourth layer 17d. If the cable core 15 is formed into a plurality of layers, the number of layers of the cable core 15 is not particularly limited.

各層において、複数の光ファイバユニット5が撚り合わせられる。この際、各層同士の境界を円形に近似して区切り、区切られた各層の中心線を各層の層心径とする。図示した例では、第1層17aの層心径はD1であり、第2層17bの層心径はD2であり、第3層17cの層心径はD3であり、第4層17dの層心径はD4である。すなわち、各層の層心径は、各層の(外径+内径)/2で算出される(但し、最内層である第1層17aの内径は0とする)。また、各層の厚みは光ファイバユニットの径と略一致する(但し最内層の外径は、光ファイバユニットの径×2と略一致する)。 In each layer, a plurality of optical fiber units 5 are twisted together. At this time, the boundary between the layers is approximately divided into a circle, and the center line of each divided layer is defined as the layer center diameter of each layer. In the illustrated example, the layer core diameter of the first layer 17a is D1, the layer core diameter of the second layer 17b is D2, the layer core diameter of the third layer 17c is D3, and the layer of the fourth layer 17d. The core diameter is D4. That is, the layer core diameter of each layer is calculated by (outer diameter + inner diameter) / 2 of each layer (however, the inner diameter of the first layer 17a, which is the innermost layer, is 0). Further, the thickness of each layer is substantially the same as the diameter of the optical fiber unit (however, the outer diameter of the innermost layer is substantially the same as the diameter of the optical fiber unit × 2).

図3(a)は、光ファイバユニット5の撚り合わせ状態を示す図であり、図3(b)は、光ファイバユニット5の展開図である。図示した例において、光ファイバユニット5の撚り合わせピッチをP、層心径をDとする。この際、理想状態においては、1ピッチにおける光ファイバユニット5の長さは、底辺P、高さπDの直角三角形の斜辺の長さLとなる。この際の撚り込み率は、撚り込み率(%)=((L/P)-1)×100=(√(P+π・D)/P-1)×100となる。すなわち、各層ごとに、理想的な撚り込み率が単純に算出される。 FIG. 3A is a diagram showing a twisted state of the optical fiber unit 5, and FIG. 3B is a developed view of the optical fiber unit 5. In the illustrated example, the twisting pitch of the optical fiber unit 5 is P, and the layer core diameter is D. At this time, in the ideal state, the length of the optical fiber unit 5 at one pitch is the length L0 of the hypotenuse of a right triangle having a base P and a height πD. The twisting rate at this time is the twisting rate (%) = ((L 0 / P) -1) × 100 = (√ (P 2 + π 2 · D 2 ) / P-1) × 100. That is, the ideal twisting ratio is simply calculated for each layer.

図4は、一例として、750mmピッチの場合における、層心径と理想状態の撚り込み率の関係を示す図である。ここで、理想状態の撚り込み率とは、撚り合わせピッチと撚り合わせ径(層心径)にばらつきがなく一定あり、全く弛みなどがなく巻き付けられた場合における撚り込み率であり、以下、基準撚り込み率と称する。 FIG. 4 is a diagram showing, as an example, the relationship between the core diameter of the layer and the twisting ratio in the ideal state in the case of a pitch of 750 mm. Here, the twisting ratio in the ideal state is the twisting ratio when the twisting pitch and the twisting diameter (layer core diameter) are constant without variation and are wound without any slack. It is called the twisting ratio.

図4に示すように、例えば層心径4mmの場合の基準撚り込み率は約0.014%であり、層心径3mmの場合の基準撚り込み率は約0.008%であり、層心径2mmの場合の基準撚り込み率は約0.0035%である。ここで、本発明では、ケーブルコアの各層における実際の光ファイバユニット5の撚り込み率が、各層における光ファイバユニットの撚りピッチPと層心径Dから計算される基準撚り込み率よりも大きい。具体的には、図3(b)に示す点線Aのように、直角三角形の斜辺の長さLよりも、光ファイバユニット5の長さを長く設定し、光ファイバユニット5に若干の弛みを形成する。 As shown in FIG. 4, for example, when the layer core diameter is 4 mm, the standard twisting rate is about 0.014%, and when the layer core diameter is 3 mm, the standard twisting rate is about 0.008%, and the layer core is about 0.008%. When the diameter is 2 mm, the standard twisting ratio is about 0.0035%. Here, in the present invention, the actual twisting ratio of the optical fiber unit 5 in each layer of the cable core is larger than the reference twisting ratio calculated from the twist pitch P and the layer core diameter D of the optical fiber unit in each layer. Specifically, as shown by the dotted line A shown in FIG. 3B, the length of the optical fiber unit 5 is set longer than the length L0 of the hypotenuse of the right triangle, and the optical fiber unit 5 is slightly loosened. To form.

前述したように、高温時に外被部が膨張すると、ピッチPが大きくなるため、光ファイバユニット5には引張力が付与される。また、この引張力を緩和するために、光ファイバユニット5の層心径が小さくなろうとする(図7(a)、図7(b)参照)。 As described above, when the outer cover portion expands at a high temperature, the pitch P becomes large, so that a tensile force is applied to the optical fiber unit 5. Further, in order to relax this tensile force, the layer core diameter of the optical fiber unit 5 tries to be reduced (see FIGS. 7 (a) and 7 (b)).

これに対し、室温において、予め光ファイバユニット5に弛みを形成して、基準の撚り込み率よりも実際の撚り込み率を大きくしておくことで、高温時に、仮にピッチPが大きくなっても、光ファイバユニット5にかかる引張力の増加を抑制することができる。このため、わずかな層心径の変化でも、引張歪を緩和することができる。 On the other hand, by forming a slack in the optical fiber unit 5 in advance at room temperature to make the actual twisting rate larger than the standard twisting rate, even if the pitch P becomes large at high temperature, , It is possible to suppress an increase in the tensile force applied to the optical fiber unit 5. Therefore, even a slight change in the core diameter of the layer can alleviate the tensile strain.

ここで、図4に示すように、層心径が4mmの場合には、層心径が1mm変化すると基準撚り込み率が約0.006%下がるが、層心径が3mmの場合には、層心径が1mm変化しても基準撚り込み率は約0.0045%しか下がらない。すなわち、ピッチを一定とすれば、層心径が大きい場合(すなわち、外層側の場合)には、わずかな層心径の変化でも、基準撚り込み率(すなわち、必要な光ファイバユニットの長さ)を低下させられるが、層心径が小さい場合(すなわち、内層側の場合)には、層心径が変化しても基準撚り込み率(すなわち、必要な光ファイバユニットの長さ)の変化量は小さい。 Here, as shown in FIG. 4, when the layer core diameter is 4 mm, the reference twist rate decreases by about 0.006% when the layer core diameter changes by 1 mm, but when the layer core diameter is 3 mm, the reference twist rate decreases. Even if the core diameter of the layer changes by 1 mm, the standard twisting rate decreases by only about 0.0045%. That is, if the pitch is constant, when the layer core diameter is large (that is, on the outer layer side), even a slight change in the layer core diameter causes a reference twist rate (that is, the required length of the optical fiber unit). ), But when the layer core diameter is small (that is, on the inner layer side), the reference twist rate (that is, the required length of the optical fiber unit) changes even if the layer core diameter changes. The amount is small.

言い換えれば、外層側の光ファイバユニットは、層心径を小さくするようにケーブルコア15の中心側に光ファイバユニットがわずかに移動することで引張歪が緩和される。一方、内側の光ファイバユニットは、層心径を小さくするようにケーブルコア15の中心側に光ファイバユニットがわずかに移動しても、引張歪の緩和量が小さい。このため、ケーブルコア15の中心側に光ファイバユニットが大きく移動しなければ引張歪が緩和されない。 In other words, in the optical fiber unit on the outer layer side, the tensile strain is alleviated by slightly moving the optical fiber unit toward the center side of the cable core 15 so as to reduce the core diameter of the layer. On the other hand, in the inner optical fiber unit, even if the optical fiber unit moves slightly toward the center of the cable core 15 so as to reduce the layer core diameter, the amount of relaxation of tensile strain is small. Therefore, the tensile strain cannot be alleviated unless the optical fiber unit moves significantly to the center side of the cable core 15.

すなわち、外層側の光ファイバユニットは、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差が小さくても、光ファイバユニットの層心径がわずかに変化することで、引張歪が緩和される。これに対し、内層側の光ファイバユニットは、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差が小さいと、光ファイバユニットの層心径がわずかに変化しただけでは引張歪が緩和されない。このため、内層側の光ファイバユニットは、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差を大きくすることが望まれる。 That is, in the optical fiber unit on the outer layer side, even if the difference between the actual twisting ratio and the reference twisting ratio is small, the tensile strain is alleviated by slightly changing the layer core diameter of the optical fiber unit. On the other hand, in the optical fiber unit on the inner layer side, if the difference between the actual twisting ratio and the reference twisting ratio is small, the tensile strain cannot be alleviated even if the layer core diameter of the optical fiber unit is slightly changed. Therefore, it is desired that the optical fiber unit on the inner layer side has a large difference between the actual twisting rate and the reference twisting rate.

このように、層心径が小さいほど、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差を大きくすることが望ましい。すなわち、各層における光ファイバユニットの撚り込み率と、各層における基準撚り込み率との差が、外層から内層に行くにつれて大きくなるように構成することが望ましい。 As described above, it is desirable that the smaller the core diameter of the layer, the larger the difference between the actual twisting rate and the reference twisting rate. That is, it is desirable that the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in each layer and the reference twisting ratio in each layer increases from the outer layer to the inner layer.

また、最内層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最内層の基準撚り込み率の差が0.04%以上であることが望ましく、さらに好ましくは、最内層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最内層の基準撚り込み率の差が0.09%以上である。最内層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最内層の基準撚り込み率の差が小さすぎると、損失増加抑制効果が小さい。 Further, it is desirable that the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in the innermost layer and the reference twisting ratio of the innermost layer is 0.04% or more, and more preferably, the twisting ratio of the optical fiber unit in the innermost layer. The difference in the standard twisting ratio of the innermost layer is 0.09% or more. If the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in the innermost layer and the reference twisting ratio in the innermost layer is too small, the effect of suppressing the increase in loss is small.

一方で、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差を大きくすると、光ファイバユニットの基準状態からの弛み量が大きくなる。通常、この弛みは、長手方向の弛みと、隣り合う外層側への弛みで吸収される。しかし、最外層の光ファイバユニットは、外層側が外被13となるため、外被13によって弛みが押さえられるため、特に低温時における損失増大の要因となる。このため、最外層は、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差は小さいことが望ましい。 On the other hand, if the difference between the actual twisting rate and the reference twisting rate is increased, the amount of slack in the optical fiber unit from the reference state becomes large. Normally, this slack is absorbed by the slack in the longitudinal direction and the slack toward the adjacent outer layer. However, in the optical fiber unit of the outermost layer, since the outer layer side is the outer layer 13, the outer layer 13 suppresses the slack, which causes an increase in loss especially at a low temperature. Therefore, in the outermost layer, it is desirable that the difference between the actual twisting rate and the standard twisting rate is small.

このため、最外層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最外層の基準撚り込み率の差が0.015%以下であることが望ましく、さらに好ましくは、最外層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最外層の基準撚り込み率の差が0.010%以下である。最外層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最外層の基準撚り込み率の差が大きいと、外被による側圧が増加し、伝送損失が増大する。 Therefore, it is desirable that the difference between the twisting rate of the outermost layer optical fiber unit and the reference twisting rate of the outermost layer is 0.015% or less, and more preferably, the twisting rate of the outermost layer optical fiber unit. The difference in the standard twisting ratio of the outermost layer is 0.010% or less. If the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in the outermost layer and the reference twisting ratio in the outermost layer is large, the lateral pressure due to the outer cover increases and the transmission loss increases.

以上説明したように、本実施形態によれば、各層の光ファイバユニット5の撚り込み率を、各層の基準撚り込み率よりも大きくしておくことで、特に高温時における伝送損失の増大を抑制することができる。この際、各層における光ファイバユニットの撚り込み率と、各層における基準撚り込み率との差が、外層から内層に行くにつれて大きくなるように構成することで、各層に適切な弛み量を確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, by setting the twisting ratio of the optical fiber unit 5 of each layer to be larger than the standard twisting ratio of each layer, an increase in transmission loss is suppressed especially at high temperature. can do. At this time, the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in each layer and the reference twisting ratio in each layer is configured to increase from the outer layer to the inner layer, thereby ensuring an appropriate amount of slack in each layer. Can be done.

各種の光ファイバケーブルを作成し、高温時及び低温時の伝送損失の増加を確認した。まず、直径200umの光ファイバ12本を間欠的に接着し、12心の間欠テープ心線を作成した。また、得られた間欠テープ心線を12本撚り合わせ、2mm幅のプラスチックテープを巻付けて、144心の光ファイバユニットを構成した。 Various optical fiber cables were made, and it was confirmed that the transmission loss increased at high temperature and low temperature. First, 12 optical fibers having a diameter of 200 um were intermittently bonded to create a 12-core intermittent tape core wire. Further, 12 of the obtained intermittent tape core wires were twisted and wound with a plastic tape having a width of 2 mm to form a 144-core optical fiber unit.

合計48本の144心の光ファイバユニットを内層側から順に、2本-9本-15本-22本の配列となるように、4層で撚り合わせた。なお、各層の光ファイバユニットの撚りピッチは750mmとした。ここで、光ファイバユニットを撚り合わせる際に、各光ファイバユニットのサプライ張力のバランスを変えることで各層の撚り込み率を調整した。48本の光ファイバユニットをサプライする部位で、吸水性不織布を縦添えし、フォーミング治具で丸めた上に、ナイロン製の押え糸を巻付け、6912心のケーブルコアを作成した。 A total of 48 144-core optical fiber units were twisted in 4 layers in order from the inner layer side so as to form an arrangement of 2-9-15-22. The twist pitch of the optical fiber unit of each layer was set to 750 mm. Here, when twisting the optical fiber units, the twisting ratio of each layer was adjusted by changing the balance of the supply tension of each optical fiber unit. At the site where 48 optical fiber units were supplied, a water-absorbent non-woven fabric was vertically attached, rolled with a forming jig, and a nylon presser thread was wound around it to create a 6912-core cable core.

こうして作成したケーブルコアと、φ2.0mmのガラス繊維強化樹脂を使用したテンションメンバと、外被を切裂く切裂き紐を外被材にて円筒状にシースし光ファイバケーブルを作成した。外被材はLLDPEとした。なお、光ファイバケーブルの外径は29mm、外被の内径は22mmとした。 The cable core thus prepared, a tension member using a glass fiber reinforced resin having a diameter of 2.0 mm, and a tear string for tearing the outer cover were sheathed in a cylindrical shape with the outer cover material to prepare an optical fiber cable. The outer cover material was LLDPE. The outer diameter of the optical fiber cable was 29 mm, and the inner diameter of the outer cover was 22 mm.

製造されたそれぞれ光ファイバケーブルについて、20mを沿線し、外被を除去して各光ファイバユニットを取り出し、長さを実測してケーブル長20mとの差を実測し、層ごとの平均値を算出した。撚り込み率は、光ファイバユニットの撚りピッチをP、ユニットの層心径をDとした際に、(√(P+π・D)/P-1)×100(%)で算出した。 For each of the manufactured optical fiber cables, run along 20 m, remove the outer cover, take out each optical fiber unit, measure the length, measure the difference from the cable length of 20 m, and calculate the average value for each layer. did. The twist ratio was calculated by (√ (P 2 + π 2 · D 2 ) / P-1) × 100 (%) when the twist pitch of the optical fiber unit was P and the layer core diameter of the unit was D. ..

撚り込み率の基準値は、光ファイバユニットの外径を2.85mmとし、1層目の層心径を2.85mm、2層目の層心径を2.85+2.85×2=8.55mm、3層目の層心径を8.55+2.85×2=14.25mm、最外層の層心径を14.25+2.85×2=19.95mmとした。 The standard value of the twisting ratio is 2.85 mm for the outer diameter of the optical fiber unit, 2.85 mm for the core diameter of the first layer, and 2.85 + 2.85 × 2 = 8. The core diameter of the third layer was 8.55 + 2.85 × 2 = 14.25 mm, and the core diameter of the outermost layer was 14.25 + 2.85 × 2 = 19.95 mm.

それぞれの光ファイバケーブルの温度特性について測定した。温度特性は、光ファイバケーブルを胴径1800mmのドラムに巻いて、ドラムごと大型の恒温槽にいれ、恒温槽内の温度を変化させ、伝送損失をOTDRにて1550nmの波長で測定し、常温時の測定値との差分を算出した。各光ファイバユニットの撚り込み率と、伝送損失の温度特性の評価結果を表1に示す。 The temperature characteristics of each optical fiber cable were measured. For temperature characteristics, an optical fiber cable is wound around a drum with a body diameter of 1800 mm, the drum is placed in a large constant temperature bath, the temperature inside the constant temperature bath is changed, and the transmission loss is measured by OTDR at a wavelength of 1550 nm. The difference from the measured value of was calculated. Table 1 shows the evaluation results of the twisting ratio of each optical fiber unit and the temperature characteristics of the transmission loss.

Figure 2022101280000002
Figure 2022101280000002

実施例1~実施例4は、基準値に対して各層の撚り込み率が大きく、高温時(70℃)及び低温時(-30℃)における最大損失増加を0.15dB/km以下とすることができた。これに対し、略基準値通りで製造した比較例は、高温時(70℃)における最大損失増加が0.15dB/kmを超える結果となった。 In Examples 1 to 4, the twisting ratio of each layer is large with respect to the reference value, and the maximum loss increase at high temperature (70 ° C.) and low temperature (-30 ° C.) is 0.15 dB / km or less. Was done. On the other hand, in the comparative example manufactured according to the substantially standard value, the maximum loss increase at high temperature (70 ° C.) exceeded 0.15 dB / km.

より詳細には、実施例1~3は、各層における光ファイバユニットの撚り込み率の基準値との差が、外層から内層に行くにつれて大きくなるように構成した。これに対し、実施例4は、基準値と比べて、全体的に約0.05%撚り込み率を上げたものである。実施例4では、高温及び低温での損失増加は0.15dB/km以下に抑えることができたが、低温(-30度)での損失増加は比較例よりも上がり、0.10dB/kmを超えた。 More specifically, Examples 1 to 3 are configured such that the difference from the reference value of the twisting ratio of the optical fiber unit in each layer increases from the outer layer to the inner layer. On the other hand, in Example 4, the twisting rate was increased by about 0.05% as a whole as compared with the reference value. In Example 4, the increase in loss at high and low temperatures could be suppressed to 0.15 dB / km or less, but the increase in loss at low temperatures (-30 degrees) was higher than in the comparative example, reaching 0.10 dB / km. Beyond.

実施例3は、最内層から最外層まで0.001~0.046%の勾配をつけて撚り込み率を上げたものである。実施例3は、比較例に対し高温での損失増加は減少したが、0.10dB/kmを下回ることができなかった。しかし、最外層の基準撚り込み率との差が0.001%と、0.01%以下であるため、低温での損失増加は、比較例に対してわずかな上昇にとどまった。 In Example 3, the twisting ratio is increased by giving a gradient of 0.001 to 0.046% from the innermost layer to the outermost layer. In Example 3, the increase in loss at high temperature was reduced as compared with the comparative example, but it could not be less than 0.10 dB / km. However, since the difference from the standard twisting ratio of the outermost layer was 0.001%, which was 0.01% or less, the increase in loss at low temperature was only a slight increase compared to the comparative example.

実施例2は、最内層の基準撚り込み率との差を0.09%以上とすることで、高温での損失増加を0.10dB/km以下に抑えることができた。最外層の基準撚り込み率の差も0.01%以下であるため、低温での損失増加は、比較例に対してわずかな上昇にとどまった。 In Example 2, by setting the difference from the reference twisting ratio of the innermost layer to 0.09% or more, the increase in loss at high temperature could be suppressed to 0.10 dB / km or less. Since the difference in the standard twisting ratio of the outermost layer was 0.01% or less, the increase in loss at low temperature was only a slight increase compared to the comparative example.

実施例1は、最内層の基準撚り込み率の差を0.1%以上とすることで、実施例2よりもさらに高温での損失増加を抑制することができた。一方、最外層の基準撚り込み率との差が0.01%を超えているため、実施例2と比較して、低温での損失増加はわずかに上昇したが、最外層の基準撚り込み率との差が0.015%以下であるため、低温での損失増加を0.10dB/km以下に抑えることができた。 In Example 1, by setting the difference in the reference twisting ratio of the innermost layer to 0.1% or more, it was possible to suppress an increase in loss at a higher temperature than in Example 2. On the other hand, since the difference from the standard twisting rate of the outermost layer exceeds 0.01%, the increase in loss at low temperature slightly increased as compared with Example 2, but the standard twisting rate of the outermost layer. Since the difference from the above was 0.015% or less, the increase in loss at low temperature could be suppressed to 0.10 dB / km or less.

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, the technical scope of the present invention does not depend on the above-described embodiments. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs to.

1………光ファイバケーブル
3………光ファイバ心線
5………光ファイバユニット
7………押さえ巻き
9………テンションメンバ
11………引き裂き紐
13………外被
15………ケーブルコア
17a………第1層
17b………第2層
17c………第3層
17d………第4層
100………光ファイバユニット
1 ………… Optical fiber cable 3 ………… Optical fiber core wire 5 ………… Optical fiber unit 7 ………… Press winding 9 ………… Tension member 11 ………… Tear string 13 ………… Cover 15 ………… Cable core 17a ………… 1st layer 17b ………… 2nd layer 17c ………… 3rd layer 17d ………… 4th layer 100 ………… Optical fiber unit

Claims (4)

複数の光ファイバ心線からなる光ファイバケーブルであって、
複数の前記光ファイバ心線が撚り合わせられて光ファイバユニットが構成され、複数の前記光ファイバユニットが複数層に撚り合わせられ、
各層における前記光ファイバユニットの撚り込み率が、各層における前記光ファイバユニットの撚りピッチと層心径から計算される基準撚り込み率よりも大きいことを特徴とする光ファイバケーブル。
An optical fiber cable consisting of multiple optical fiber core wires.
A plurality of the optical fiber core wires are twisted to form an optical fiber unit, and the plurality of the optical fiber units are twisted into a plurality of layers.
An optical fiber cable characterized in that the twisting ratio of the optical fiber unit in each layer is larger than the reference twisting ratio calculated from the twist pitch and the layer core diameter of the optical fiber unit in each layer.
各層における前記光ファイバユニットの撚り込み率と、各層における基準撚り込み率との差が、外層から内層に行くにつれて大きくなることを特徴とする請求項1記載の光ファイバケーブル。 The optical fiber cable according to claim 1, wherein the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in each layer and the reference twisting ratio in each layer increases from the outer layer to the inner layer. 最内層の前記光ファイバユニットの撚り込み率と、最内層の基準撚り込み率の差が0.04%以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光ファイバケーブル。 The optical fiber cable according to claim 1 or 2, wherein the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in the innermost layer and the reference twisting ratio of the innermost layer is 0.04% or more. 最外層の前記光ファイバユニットの撚り込み率と、最外層の基準撚り込み率の差が0.015%以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の光ファイバケーブル。
The optical fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the difference between the twisting ratio of the optical fiber unit in the outermost layer and the reference twisting ratio of the outermost layer is 0.015% or less. cable.
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