JP3136946B2 - 光ファイバケーブルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数心光ファイバケー
ブルに関するものであり、例えば、超高速コンピュータ
や大容量電子交換機等の情報処理装置内においてモジュ
ール装置間の相互接続を行なう高速、大容量配線系に用
いるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、大容量電子交換機を構成する複数
のモジュール装置間等の相互接続においては、光ファイ
バに比べ伝送容量の小さい同軸ケーブルを大量に使用し
ていたため、多大な布設スペースを要していた。そのた
め、装置間を複数の心線による光並列伝送路で相互接続
で行なうことが、例えば、松岡隆一他３名、「８０心ア
レイ平型ケーブル」、１９９２年電子情報通信学会秋季
大会予稿集、Ｂ−６３４（Ｐ．４−２７），小沢俊明他
１名、「４０心テープファイバのスキューの低減」、１
９９３年電子情報通信学会春季大会予稿集、Ｂ−１０４
７（Ｐ．４−１８５）で知られている。

【０００３】このような光並列伝送を行なう場合には、
スキュー、すなわち、心線間の遅延時間の差、が大きい
と、信号を複数の心線中に誤りなく並列伝送することが
できない。そのため、上述した従来例においては、複数
の全心線を一括してテープ化している。しかし、具体的
なケーブルの構造については、十分に検討されておら
ず、ケーブル布設および接続作業の効率化の検討までは
なされていなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、光ファイバケーブルにおい
て、スキューを抑えることができるとともに、ケーブル
布設および接続作業の効率化、低損失分岐を図ることが
できる、光ファイバケーブルの構造およびその製造方法
を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数の複数心光ファイバ集合体および外被を有し、
前記複数心光ファイバ集合体は、所定間隔をあけて並列
に配置され、複数心光ファイバ集合体の各外周に前記外
被が被覆され、前記外被により一体化されたものであ
り、前記外被は、平型構造の外形であり、隣接する前記
複数心光ファイバ集合体の境界線上の表面に、ケーブル
長手方向に連続的な窪み部が形成された光ファイバケー
ブルにおいて、前記外被の上面または下面のうち、一方
の面と前記複数心光ファイバ集合体との間にのみ、抗張
力繊維を有することを特徴とするものである。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の光ファイバケーブルにおいて、前記外被は、不燃性ま
たは難燃性樹脂であることを特徴とするものである。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の光ファイバケーブルにおいて、前記外被の一
部であって、隣接する前記複数心光ファイバ集合体の境
界部分の中に抗張力体を有することを特徴とするもので
ある。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
３のいずれか１項に記載の光ファイバケーブルにおい
て、前記外被の上面または下面の一方にラインマークが
施されていることを特徴とするものである。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
４のいずれか１項に記載の光ファイバケーブルにおい
て、前記外被は、前記複数心光ファイバ集合体の挿入空
間を有し、前記複数心光ファイバ集合体の幅をＷ、前記
複数心光ファイバ集合体の厚さをＴとしたとき、前記複
数心光ファイバ集合体の挿入空間の幅は、１．１Ｗ以上
とし、かつ、複数心光ファイバ集合体の挿入空間の高さ
は、２Ｔ以上３．２Ｔ以下とすることを特徴とするもの
である。

【００１０】請求項６に記載の発明は、複数の光ファイ
バ心線を有する複数心光ファイバ集合体を所定間隔をあ
けて複数本並列に配置し、複数心光ファイバ集合体の各
外周に外被を被覆し、前記外被により一体化し、平型構
造の外形を形成する光ファイバケーブル製造方法におい
て、前記複数心の光ファイバ心線は、同一のプリフォー
ムから線引きされ、全心線間において比屈折率差の差が
０．０２％以下のものであり、かつ、前記複数心光ファ
イバ集合体の製造工程における、前記光ファイバ心線に
加える張力を、前記光ファイバ心線の前記複数心光ファ
イバ集合体中の位置に応じて段階的に設定し、前記複数
心光ファイバ集合体中の前記光ファイバ心線の長さの差
を、前記光ファイバ心線の１ｍ当たり５ｍｍ以下にした
ことを特徴とするものである。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、複数心光ファ
イバ集合体が、所定間隔をあけて並列に配置され、複数
心光ファイバ集合体の各外周に外被が被覆され、外被に
より一体化されたものであり、外被が、平型構造の外形
であり、隣接する複数心光ファイバ集合体の境界線上の
表面に、ケーブル長手方向に連続的な窪み部が形成され
たものであるから、窪み部に沿って外被を引き裂くこと
により、光ファイバを接続することなく簡単に分岐がで
き、複数心光ファイバ集合体単位で配線をすることがで
きる。したがって、布設作業の効率化を図ることがで
き、かつ、低損失分岐を実現することができる。また、
外被の上面または下面のうち、一方の面と複数心光ファ
イバ集合体との間にのみ、抗張力繊維を有するものであ
るから、個々の複数心光ファイバ集合体を配線する際
に、抗張力繊維が抗張力体として機能し、かつ、ドラム
巻きまたは丸く束ねる際に、抗張力繊維が挿入された側
の面を外側にして、ドラム巻きまたは丸く束ねることに
より、複数心光ファイバ集合体が蛇行することを防止す
ることができる。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、外被が、
不燃性または難燃性樹脂であるから、室内使用が可能と
なる。

【００１５】請求項３に記載の発明によれば、外被の一
部であって、隣接する複数心光ファイバ集合体の境界部
分の中に、抗張力体を有するものであるから、外被の樹
脂の温度伸縮を防止することができる。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、外被の上
面または下面の一方にラインマークが施されているもの
であるから、目視によりねじれを認識し布設状態を修正
でき、ねじれによるスキューおよび伝送損失の増加を防
止することができる。また、抗張力繊維が挿入された側
を認識することもできる。

【００１７】請求項５に記載の発明によれば、外被が、
複数心光ファイバ集合体の挿入空間を有し、複数心光フ
ァイバ集合体の幅をＷ、複数心光ファイバ集合体の厚さ
をＴとしたとき、複数心光ファイバ集合体の挿入空間の
幅を、１．１Ｗ以上とし、かつ、複数心光ファイバ集合
体の挿入空間の高さを、２Ｔ以上３．２Ｔ以下としたも
のであるから、複数心光ファイバ集合体中の光ファイバ
心線の曲がりおよび複数心光ファイバ集合体の長さの差
を防止することができる。

【００１８】請求項６に記載の発明によれば、複数心の
光ファイバ心線は、同一のプリフォームから線引きさ
れ、全心線間において比屈折率差の差が０．０２％以下
のものであるから、スキューを小さくすることができ
る。また、複数心光ファイバ集合体の製造工程におい
て、光ファイバ心線に加える張力を、光ファイバ心線の
複数心光ファイバ集合体中の位置に応じて段階的に設定
し、複数心光ファイバ集合体中の光ファイバ心線の長さ
の差を、光ファイバ心線の１ｍ当たり５ｍｍ以下にした
ものであるから、スキューを小さくすることができる。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【実施例】図１は、本発明の光ファイバケーブルの実施
例を説明する断面構造図である。図中、１は複数心光フ
ァイバ集合体、２は外被、３は窪み部、４は抗張力体、
５は抗張力繊維、６はラインマーク、７は光ファイバ挿
入空間である。

【００２２】複数の複数心光ファイバ集合体１は、例え
ば、光ファイバテープである。光ファイバテープは、１
次被覆が施された複数の光ファイバが幅方向に配置され
一括被覆されたもので、図示左右方向の幅に比べ、厚さ
が小さいものである。複数の複数心光ファイバ集合体１
は、図示左右方向に並べられ、所定間隔をあけて配置さ
れ、それぞれの外周に外被２が被覆され、かつ、外被２
により一体化されている。

【００２３】外被２の材質としては、ポリテトラフルオ
ロエチレン（登録商標名「テフロン」）、または、ポリ
塩化ビニル等の不燃性または難燃性樹脂を用い、室内で
使用されることを考慮している。外被２は、図示左右方
向の幅に比べ、厚さが小さい平型構造であり、その上
面，下面において、隣接する複数心光ファイバ集合体１
の境界線上に、ケーブル長手方向に連続的に形成された
窪み部３を有する。隣接する複数心光ファイバ集合体１
の境界部分の外被２中には、金属もしくは非金属の抗張
力体４を配置している。外被２が収縮した場合、中の複
数心光ファイバ集合体１がゆるみ、伝送損失が大きくな
ることから、抗張力体４は、外被２の伸縮を防止し、ま
た、ケーブル布設張力に耐え得るようなケーブル強度を
保持している。

【００２４】外被２の上面部分と、複数心光ファイバ集
合体１との間には、アラミド繊維等の抗張力繊維５が配
置されている。この抗張力繊維５により、個々の複数心
光ファイバ集合体１に対して強度を保持する。なお、抗
張力繊維５は、外被２の下面部分と、複数心光ファイバ
集合体１との間に配置してもよい。また、外被２の上面
部分と複数心光ファイバ集合体１との間、および、外被
２の下面部分と、複数心光ファイバ集合体１との間の両
方に配置してもよい。しかし、抗張力繊維５を、両方に
配置した場合、本発明の実施例の光ファイバケーブル
を、抗張力繊維５が挿入された側の面を内側にして、言
い換えれば、曲率半径が小さくなる側にして、ドラム巻
き、または、丸く束ねた状態で使用したときに、複数心
光ファイバ集合体が蛇行してしまう。その結果、複数の
複数心光ファイバ集合体１の間において、長さが異なる
ことになり、スキューが発生する。

【００２５】外被２の表面には、ラインマーク６が連続
的に施され、目視によりねじれを認識し、布設状態をね
じれのない状態に修正することができる。その結果、ね
じれによるスキューおよび伝送損失の増加を防止するこ
とができる。図に示されたラインマーク６は、外被２の
上面部分において、各複数心光ファイバ集合体１の中央
上部の延長線上に位置し、ケーブルの長手方向に連続し
た線状の窪みとして形成されている。窪みと同時に、無
彩色または有彩色で着色印刷してもよく、窪みを設けず
に着色印刷のみでもよい。外被２の下面部分に、窪みお
よびまたは着色印刷を施してもよい。ラインマーク６
は、ケーブルの幅方向に形成し、これをケーブルの長手
方向に所定間隔で連続して形成してもよい。ラインマー
ク６の印刷に代えて、文字を印刷してもよい。なお、こ
のラインマーク６は、抗張力繊維５が配置されている側
の識別にも利用することができる。抗張力繊維５が挿入
された側の面を外側にして、ドラム巻き、または、丸く
束ねた状態で使用することにより、複数心光ファイバ集
合体の蛇行を防止することができる。

【００２６】図２は、複数心光ファイバ集合体の挿入空
間を説明する説明図である。図中、図１と同様な部分に
は同じ符号を用いて説明を省略する。図１，図２に示さ
れた外被２は、単に複数心光ファイバ集合体１を覆うも
のではなく、複数心光ファイバ集合体１を挿入するため
の、光ファイバ挿入空間７を有するものである。同時
に、抗張力繊維５も、この空間に挿入されている。

【００２７】複数心光ファイバ集合体１が、光ファイバ
挿入空間７に挿入されているため、複数心光ファイバ集
合体１と外被２の間にクリアランスが設けられることに
なる。したがって、外被２の収縮により、複数心光ファ
イバ集合体１中の光ファイバが、側圧により押し曲げら
れることがない。ただし、この光ファイバ挿入空間７が
大きすぎると、複数心光ファイバ集合体１が自由に動く
ことになる結果、複数の複数心光ファイバ集合体１の長
さの差が生じ、かえってスキューを発生させる。特に、
複数心光ファイバ集合体の挿入空間の高さを大きくする
とこの影響が大きい。

【００２８】この場合、複数心光ファイバ集合体の幅を
Ｗ、複数心光ファイバ集合体の高さをＴとしたとき、複
数心光ファイバ集合体の挿入空間の幅は、１．１Ｗ以上
とし、複数心光ファイバ集合体の挿入空間の高さは、２
Ｔ以上３．２Ｔ以下である必要がある。複数心光ファイ
バ集合体の挿入空間の幅が１．１Ｗｍｍ未満もしくは複
数心光ファイバ集合体の挿入空間の高さが２Ｔｍｍ未満
の場合は、側圧により複数心光ファイバ集合体の伝送損
失が大きくなる。また、複数心光ファイバ集合体の挿入
空間の高さが３．２Ｔｍｍを超える場合は、複数心光フ
ァイバ集合体が挿入空間でたるみ、複数の複数心光ファ
イバ集合体の長さの差が生じ、スキューを発生させる。

【００２９】上述した光ファイバケーブルを用い、交換
機の架間等の配線作業について説明する。光ファイバケ
ーブルを一度布設しておけば、光ファイバケーブルを、
いずれかの窪み３および抗張力体４に沿って引き裂くこ
とにより、簡単に複数心光ファイバ集合体を単位として
分岐させ配線先を変更でき、布設作業の効率化が図れ
る。ケーブル外被２が柔らかいＰＶＣ等の場合は、手で
容易に引き裂くことができ、固いテフロン等の場合で
も、ナイフ等を用いることで引き裂きは可能である。光
ファイバ同士の接続作業を要しないから、低損失で分岐
させることができる。引き裂かれたケーブルの複数心光
ファイバ集合体１を配線する際には、内部に挿入された
抗張力繊維５がケーブルの抗張力体の機能を果たす。

【００３０】次に、上述した光ファイバケーブルの製造
方法について説明する。並列伝送を考慮すると、スキュ
ーを一定数値以下に抑える必要があるが、その数値を伝
送時間の観点より２００ｐｓｅｃ／１００ｍと規定し
た。スキューの発生要因は、光路長の差にあるため、光
ファイバケーブル内の光ファイバ長および使用光ファイ
バの比屈折率差を規定する必要がある。光ファイバケー
ブルは、光ファイバの製造工程，複数心光ファイバ集合
体の製造工程，ケーブルの製造工程の３工程である。光
ファイバ長の差は、集合体製造工程とケーブル製造工程
に起因し、比屈折率差は、光ファイバ製造工程に起因す
る。同一の光ファイバで、光ファイバ長だけが異なる場
合、光ファイバ長の差の１ｍ当たりで発生するスキュー
は、５０００ｐｓｅｃ／ｍであった。

【００３１】ケーブル製造時の管理としては複数心光フ
ァイバ集合体の長さを揃える必要がある。長さの制御は
複数心光ファイバ集合体のバックテンションを管理する
ことに相違ない。複数心光ファイバ集合体１の製造工程
において、複数の光ファイバのバックテンションを一律
に５０ｇに設定した。この場合、光ファイバ長に、２
６．７ｍｍ／１００ｍの差が発生した。これはスキュー
に換算すると、５０００×２６．７＝１３３．５ｐｓｅ
ｃ／１００ｍに相当する。他工程で生じる光ファイバ長
の差をも考慮すると、このスキューはかなり大きい。こ
の光ファイバ長の差の原因を分析した結果、光ファイバ
集合ダイスへの入線角度が０゜である中心光ファイバ
と、同角度が大きな外側心の光ファイバとでは、製造ラ
イン中で発生する摩擦が異なるため、中心光ファイバほ
ど、光ファイバ長が長くなるという結論を得た。

【００３２】そこで、複数心光ファイバ集合体１の両端
に相当する光ファイバのバックテンションを５０ｇと
し、１心ずつ内側に入るごとに、光ファイバのバックテ
ンションを２０ｇずつ上昇させることにより、光ファイ
バ長差は、４．２７ｍｍ／１００ｍに減少した。スキュ
ーに換算すると５０００×４．２７＝２１．３５ｐｓｅ
ｃ／１００ｍに相当する。

【００３３】複数の複数心光ファイバ集合体１をケーブ
ル化する工程において、複数心光ファイバ集合体１に同
等のバックテンションを与えることにより、本工程に起
因する複数心光ファイバ集合体間のスキューは理論上０
となる。しかし、ケーブル製造時に、それぞれの複数心
光ファイバ集合体１の上下両面に、アラミド繊維等の抗
張力繊維５が挿入された構造のものでは、ケーブルを丸
く束ねた状態で、複数の複数心光ファイバ集合体１の長
さの差が５０ｍｍ／１００ｍになった。スキューに換算
すると、５０００×５０＝２５０ｐｓｅｃに相当する。

【００３４】これに対し、それぞれの複数心光ファイバ
集合体１の一方の面側にのみ、抗張力繊維５が挿入され
た構造のものでは、抗張力繊維５が挿入された側の面を
外側にしてケーブルを丸く束ねた状態で、複数の複数心
光ファイバ集合体１の長さの差は、１５ｍｍ／１００ｍ
に減少する。スキュー換算すると、５０００×１５＝７
５ｐｓｅｃ／１００ｍに相当する。抗張力体繊維の挿入
がない側の複数心光ファイバ集合体の表面は、束ねた際
に複数心光ファイバ集合体挿入空間の表面に接する。

【００３５】また、比屈折率差が０．３６％の光ファイ
バと、比屈折率差が０．３８％の光ファイバとは、比屈
折率差が０．０２％異なり、同じ長さでもスキューが発
生する。光ファイバ長の１００ｍ当たりのスキューは、
１００ｐｓｅｃ／１００ｍであった。

【００３６】したがって、比屈折率差を０．０２％以下
に抑制すれば光ファイバケーブルのスキューが１００
（光ファイバ）＋２１．３５（複数心光ファイバ集合
体）＋７５（ケーブル化）＝１９６．３５ｐｓｅｃ／１
００ｍとなりターゲット値を満足する。

【００３７】比屈折率差の差が０．０２％以下となる光
ファイバを得るには、比屈折率差が選別された光ファイ
バを使用することも可能である。しかし、同一プリフォ
ームから線引きされた複数の光ファイバを測定したとこ
ろ、全数が比屈折率差の差０．０２％以下という条件を
満足することが判明した。

【００３８】ただし、ケーブルを捻った場合、５０ｐｓ
ｅｃ／捻回数のスキューが発生したため、ケーブル捻れ
を防止することができるように、ケーブル外被の片側の
表面上にラインマークを施し、捻り配線を防ぐため、配
線作業者の注意を喚起するようにしている。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、スキューを抑えること
ができ、かつ、ケーブル布設および接続作業の効率化を
図ることができ、低損失分岐を実現することができると
いう効果がある。超高速コンピュータ，大容量電子交換
機等の情報処理装置等において、モジュール装置間を複
数の心線を用いて相互接続する配線系等に用いることに
より、システムの高速化，高密度化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバケーブルの実施例を説明す
る断面構造図である。

【図２】複数心光ファイバ集合体の挿入空間を説明する
説明図である。

【符号の説明】

１…複数心光ファイバ集合体、２…外被、３…窪み部、
４…抗張力体、５…抗張力繊維、６…ラインマーク、７
…光ファイバ挿入空間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−184734（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−56510（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−239642（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−48011（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−366802（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/44 G02B 6/06

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の複数心光ファイバ集合体および外
   被を有し、前記複数心光ファイバ集合体は、所定間隔を
   あけて並列に配置され、複数心光ファイバ集合体の各外
   周に前記外被が被覆され、前記外被により一体化された
   ものであり、前記外被は、平型構造の外形であり、隣接
   する前記複数心光ファイバ集合体の境界線上の表面に、
   ケーブル長手方向に連続的な窪み部が形成された光ファ
   イバケーブルにおいて、前記外被の上面または下面のう
   ち、一方の面と前記複数心光ファイバ集合体との間にの
   み、抗張力繊維を有することを特徴とする光ファイバケ
   ーブル。
2. 【請求項２】 前記外被は、不燃性または難燃性樹脂で
   あることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケー
   ブル。
3. 【請求項３】 前記外被の一部であって、隣接する前記
   複数心光ファイバ集合体の境界部分の中に抗張力体を有
   することを特徴とする請求項１または２に記載の光ファ
   イバケーブル。
4. 【請求項４】 前記外被の上面または下面の一方にライ
   ンマークが施されていることを特徴とする請求項１ない
   し３のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
5. 【請求項５】 前記外被は、前記複数心光ファイバ集合
   体の挿入空間を有し、前記複数心光ファイバ集合体の幅
   をＷ、前記複数心光ファイバ集合体の厚さをＴとしたと
   き、前記複数心光ファイバ集合体の挿入空間の幅は、
   １．１Ｗ以上とし、かつ、複数心光ファイバ集合体の挿
   入空間の高さは、２Ｔ以上３．２Ｔ以下とすることを特
   徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光フ
   ァイバケーブル。
6. 【請求項６】 複数の光ファイバ心線を有する複数心光
   ファイバ集合体を所定間隔をあけて複数本並列に配置
   し、複数心光ファイバ集合体の各外周に外被を被覆し、
   前記外被により一体化し、平型構造の外形を形成する光
   ファイバケーブル製造方法において、前記複数心の光フ
   ァイバ心線は、同一のプリフォームから線引きされ、全
   心線間において比屈折率差の差が０．０２％以下のもの
   であり、かつ、前記複数心光ファイバ集合体の製造工程
   において、前記光ファイバ心線に加える張力を、前記光
   ファイバ心線の前記複数心光ファイバ集合体中の位置に
   応じて段階的に設定し、前記複数心光ファイバ集合体中
   の前記光ファイバ心線の長さの差を、前記光ファイバ心
   線の１ｍ当たり５ｍｍ以下にしたことを特徴とする光フ
   ァイバケーブルの製造方法。