JP3138308B2

JP3138308B2 - 光ファイバケーブル

Info

Publication number: JP3138308B2
Application number: JP03353715A
Authority: JP
Inventors: 直道鈴木
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1990-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 2001-02-26
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: US5222172A; JPH0540208A; EP0491366A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光通信用光ファイバ
ケーブルに係り、特に例えばシングルモードの光ファイ
バの多心一括融着接続を行うのに好適な光ファイバケー
ブルに関するものである。

【０００２】

【従来技術】通信需要の増大に伴い、多数の光ファイバ
を並列的に横に配置してテープ状に集合した光ファイバ
ケーブルが開発されている。またこのような多心の光フ
ァイバケーブルどうしを一括して融着し接続させる融着
接続方法が提案され開発されている。

【０００３】ところで、この光ファイバケーブルに使用
する光ファイバには、中心部側のコア径が５０μｍ程度
以上を有するマルチモードタイプのものと、コア径が８
〜１０μｍ程度と細径のシングルモードタイプのものと
が知られており、特に前者のタイプについてはそれ程問
題ないが、後者のタイプのものはコア径が小さい分だけ
接続作業が厄介であり、このため種々の工夫が試みられ
ている。

【０００４】即ち、単心のシングルモード（以下ＳＭと
略す）光ファイバの場合には、例えば接続しようとする
コアを直接画像でとらえ、所定の調心を行ったのち、ア
ーク放電により発生する熱で双方の光ファイバどうしを
接続する方法が行われている。このような方法を用いる
ことにより、単心ＳＭ光ファイバについては、低損失の
接続、具体的には０．０５dB以下の平均接続損失が実現
できることが確認されている。一方、多心の光ファイ
バについて一括接続を行おうとする場合には、各光ファ
イバを個々に、かつ同時に調心することが実際上非常に
困難になっている。

【０００５】そこで、多心一括融着接続方法が行われて
いる。即ちこれは、まず図６に示すようなＶ溝１００ａ
を刻設した基台１００上に、短時間放電加熱により接続
すべき先端部側の被覆部を除去して素線を露出させた光
ファイバ心線１０１を一本ずつ載置し、上からクランプ
体１０２によりまとめて固定する。次に、各心線１０１
が、軸方向に押出されて突合されるとともに放電加熱さ
れ、接続されるようになっている。即ち、この多心一括
融着接続方法は、各心線の調心を行なわず光ファイバ心
線内の素線が溶融して液状化するときに生ずる表面張力
を利用して軸合せを行うようになっている。つまり、互
いに突合せた心線１０１は、図７〜図９に示すように、
初め双方の心線１０１の軸心方向の位置が多少ずれてい
ても、表面張力によって自然に外径どうしが一致するよ
うに整合かつ軸調心がなされる、所謂自己補正現象を利
用して低損失の接続をはかるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
多心一括融着接続を行う際に、突合せ接続しようとする
光ファイバ心線どうしの軸ずれが大きすぎると、表面張
力を利用した自己補正現象では間に合わず、損失接続を
低く抑えられないといった事態を発生する場合がある。
例えば、軸ずれが１２μｍ程度の場合には、１．５５μ
ｍ用ＳＭ光ファイバでは１dB程度の大きな接続損失が生
じている。これは、溶融する光ファイバ先端面での表面
張力により外径及びコア軸を一応一致させることができ
るのであるが、肝心な接続部分のコア１０３の形状が図
１０から図１１に示すように変形し歪んでしまうことが
原因として考えられている。

【０００７】ところで、初めこのような大きな損失をも
たらす軸ずれの主な発生原因として、突合せようとす
る光ファイバ心線の外径寸法の差（ゴミ等の付着を含
む）によるもの、融着の際に使用する基台のＶ溝刻設
位置のずれによるものが考えられていた。ところが、
については、つまり光ファイバ心線の外径は高精度の加
工製造が行なわれており、またゴミ等の付着についても
適宜適切な処理が施されており、特に問題がないことが
わかってきた。また、については、つまりＶ溝の刻設
位置についても高精度の加工が可能であり、特にこれに
ついても問題がないことがわかってきた。

【０００８】このような事情から、軸ずれをもたらす原
因が何であるか不明であった。そこで、この発明に係る
発明者が、その原因について実験研究を行うとともに各
種原因の可能性があるものについて詳細に検討した結
果、次のような事実が判明した。つまり、コア軸を調心
して接続する単心融着接続及びコア径がおよそ５０μｍ
以上のマルチモード（以下ＭＭと略す）光ファイバの多
心一括接続の際には直接問題とならないが、光ファイバ
自身にはもともと軸線方向からずれた形状的な曲がり、
或は曲がりぐせが多かれ少なかれ生じており、これが特
にＳＭ光ファイバでは突合せたときの軸ずれをおこす主
要因となっていたのである。また、実際にこの曲がりが
原因となり、１dB以上の接続損失をもたらすことが、こ
の発明者により確認されている。そこで、この発明は、
上記した事情に鑑み、その曲がりを起因として大きな接
続損失を発生するおそれのない光ファイバケーブルを提
供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、この「請求項１」
に係る発明は、多数の光ファイバを並列的に配置してテ
ープ状に集合し、端部を一括融着接続する光ファイバケ
ーブル（１）であって、前記光ファイバの少なくとも接
続端部近傍に発生する曲りの曲率半径（Ｒ）が、光ファ
イバの波長帯（λ）においてλ／１．４１よりも大きい
ことを特徴とするものである。また、この発明に係る
「請求項２」の光ファイバケーブルは、１．３μｍ帯用
シングルモード光ファイバにおいて、その光ファイバの
接続端部近傍に発生する曲りが、曲率半径０．９ｍ以上
であって、かつ、最大許容接続損失値が０．５dB以下で
あることを特徴とするものである。また、この発明に係
る「請求項３」の光ファイバケーブルは、１．５５μｍ
帯用シングルモード光ファイバにおいて、その光ファイ
バの接続端部近傍に発生する曲りが、曲率半径１．１ｍ
以上であって、かつ最大許容接続損失値が０．５dB以下
であることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】この発明の「請求項１」に係る光ファイバケー
ブルは、この発明者の実験により得られた曲り具合と接
続損失との定量的な相関関係に基づき、最大許容接続損
失に対応する曲率半径を定量的に導出し、光ファイバの
曲りがその導出した所定の曲率半径より大きくなるよう
に形成されている。これによって、たとえＳＭ光ファイ
バの多心一括融着接続であっても、互いに突合せた光フ
ァイバどうしが大きく軸ずれをおこすおそれがなくな
り、換言すれば大きな接続損失を発生するといったトラ
ブルを招くことが有効に防止できる。

【００１１】

【実施例】以下この発明の一実施例について添付図面を
参照しながら説明する。図１はこの発明に係る光ファイ
バケーブルを示すものであり、この光ファイバケーブル
１は、光ファイバ心線２を複数本テープ状に集合させた
構成となっており、互いに突合せて接続すべき各端部側
の心線２の曲り（なお、この曲りは、光ファイバの被覆
部を剥離した素線の接続端部におけるものである）具合
が、この発明者により導出された特定曲率半径Ｒ以上と
なるように形成されている。

【００１２】光ファイバ心線２は、この実施例では４本
の光ファイバ心線２ａ〜２ｄをテープ状に集合させた４
心構造のものから構成されている。また、この実施例の
光ファイバ心線２には、１．５５，あるいは１．３μｍ
帯用ＳＭタイプのものが使用されている。

【００１３】次に、比較的大きな軸ずれをおこしている
例えば光ファイバ心線２ｄについて、その曲りをおこし
ている部分の曲率半径（Ｒ）と軸ずれ（δ）との関数関
係について説明する。図２において、初等幾何学によ
り、Ｒ²＝Ｓ²＋（Ｒ−δ）² ∴ Ｒ＝（Ｓ²＋δ²）／２δ・・・（イ）（但し、ここでＳは光ファイバ心線２ｄの曲りをおこし
ている部分の長さ）が簡単に求められる。

【００１４】なお、ここで図３に示す如く、多心一括融
着接続の際、基台６のＶ溝６ａに光ファイバを固定させ
ている場合には、被覆部を剥離したのちの接続部分にお
ける曲りをおこしている部位の曲率が一定であるとする
と、その基台６先端面から突出する長さ（Ｓ′）に応じ
て軸ずれ量（δ）も増減する。従って、光ファイバ心線
２の突出量はできるだけ小さく抑える方が好ましいので
あるが、電極７，７′から発生するアーク放電による放
電加熱の際、基台６側に放電パスがかからず安定した放
電加熱を得るためには、下記の間隔Ｇ、例えば最低限５
〜６mm程度の間隔を保持することが必要となっている。

【００１５】

【数１】

【００１６】次に、この発明者が各種曲率の曲りを強制
的におこし、各種の大きさの軸ずれ（δ）を発生させた
光ファイバ心線２を用いて光ファイバ心線２どうしの融
着接続を行い、接続損失について実験を行い測定したと
ころ、図４及び図５に示すデータが得られた。なお、こ
こで図４及び図５は夫々光ファイバ心線２として１．３
μｍ及び１．５５μｍ帯用ＳＭタイプのものを使用した
ものである。

【００１７】図４から、例えば曲率２（１／ｍ）、即ち
曲率半径０．５（ｍ）のものでは、互いに正反対に曲っ
たものどうしを接続させた場合（実線Ａで示す）接続損
失がおよそ１．６（dB）であることがわかる。また一方
のみが同一曲率であって他方は真直なものを接続させた
場合（実線Ｂで示す）には、接続損失およそ０．４（d
B）となることがわかる。

【００１８】また、図５から、例えば同一曲率のものに
ついて、実線Ａ′で示す正反対のものの組合せでは接続
損失がおよそ２．４（dB）となり、また実線Ｂ′で示す
一方が同一曲率であって他方が真直なものでは接続損失
がおよそ０．６（dB）であることがわかる。これは、同
一曲率でも１．５５μｍ帯用のものの方が１．３μｍ帯
用のものに比べコア径（モードフィールド径）が小さい
分だけ影響が大きく作用しているからである。

【００１９】このような実験結果から、コアの軸ずれ量
（δ）と接続損失量（α）との間には、次式のような関
数関係が成立することが判明した。

【００２０】

【数２】

【００２１】なお、この接続損失量（α）については、
光ファイバ通信網の１接続点当り数dB程度であっても原
理的には可能であり、基本的には回線全体の設計，マー
ジンの取り方に大きく依存しているものである。しかし
ながら、光ファイバの伝送損失として現在既に０．２〜
０．３dB／Km以下の値まで実現されており、単心の光フ
ァイバ接続では平均接続損失が０．０５dB程度であるこ
とが周知となっていることなどから、経済的なシステム
を構築する上で、かつ実際問題として多心ファイバの一
括接続においては０．１dB程度の平均接続損失と、許容
すべき最大接続損失として０．５dB程度以下であること
が望ましい。

【００２２】従ってこのような事情から、接続しようと
する光ファイバどうしが互いに正反対方向に曲りを生じ
ていたとしても、先のような接続損失に対する要件、即
ち最大許容接続損失を０．５dB以下に設定するために
は、少なくとも各光ファイバの曲り具合が図５から１．
５５μｍ帯用のものについては、点Ｘ：曲率０．９２以下であり、・・・（ハ）また、図４から１．３μｍ帯用のものについては、点Ｙ：曲率１．１以下であること、・・・（ニ）が必要となることが判明し、換言すれば、１．５５μｍ
帯と１．３３μｍ帯に対して曲率半径は、０．９２ｍと
１．１ｍになり、光ファイバの波長帯λ〔μｍ〕との間
には、それぞれ

【００２３】

【数３】

【００２４】の関係が成立する。すなわち曲率半径がλ
／１．４１以上であれば最大許容損失値を満足できるこ
とが判明した。

【００２５】なお、この実施例では、光ファイバケーブ
ル１として、４心の光ファイバ心線２ａ〜２ｄを並列的
にまとめてテープ状に集合させた構成のものを用いた
が、特にこれに限定されるものではなく、何心であって
もよい。また、この光ファイバケーブルとしては、例え
ば複数の光ファイバ心線をルースチューブ等に集合させ
る構成としてもよく、要は集合された光ファイバを一括
融着接続させるものであれば何れのタイプであってもよ
い。

【００２６】また、実際に条件（ハ），（ニ）を満す光
ファイバを得るためには、曲りの原因は、ファイバ構
造の不均一等であるので製造条件を充分に制御し、先の
条件を満すような曲りの少ないファイバ素線を精度良く
製造するか、製造された光ファイバ素線について曲り
具合を測定し、先の条件を満すものだけを選択して集合
ケーブル化させるかの何れかの方法をとれば良い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
る「請求項１」の光ファイバケーブルによれば、光ファ
イバが少なくとも接続端部近傍において、この発明者に
より定量的に導出された最大許容接続損失値に対応する
曲率半径よりも大きな曲率半径を有するように形成され
ているので、その曲りに伴う軸ずれ量も一定値以下に抑
えられ、多心一括融着接続を行っても許容値をこえる接
続損失を発生するおそれがない。

【００２８】従って、この発明に係る「請求項１」の光
ファイバケーブルによれば、少なくとも曲りに起因した
大きな接続損失を生ずるおそれがなく、その分接続作業
の信頼度が向上するとともに、万一大きな接続損失が発
生した場合、発生原因の特定がより速やかに行え、その
分再接続を行うとしても作業が容易になる。

【００２９】また、この発明に係る「請求項１」の光フ
ァイバによれば、曲りに起因した大きな接続損失が一掃
できるので、これに伴うケーブルの再度の布設、接続作
業のやり直し等の事態を回避することができ、経済的効
果が極めて大きい。また、この発明に係る「請求項２」
又は「請求項３」の光ファイバケーブルによれば、シン
グルモードの光ファイバであっても、この発明者が実験
により得られたデータにより、即ち最大許容接続損失値
０．５dBに対応する曲率半径が１．３μｍ帯用では０．
９ｍ、１．５５μｍ帯用では１．１ｍであるという事実
に基づいて、これらの曲率半径以上に曲りが緩いものを
使用することにより、大きな接続損失を生ずることなく
多心一括融着接続を行うことが可能となり、実用上の効
果は極めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る光ファイバケーブルの接続端部
近傍を示す平面図である。

【図２】この発明に係る光ファイバケーブルの心線の曲
りと軸ずれとの関係を導くための説明図である。

【図３】この発明に係る光ファイバケーブルを接続する
ときの状態を示す斜視図である。

【図４】図４は、１．３μｍ帯用ＳＭ光ファイバの曲率
と接続損失との関係を示すグラフである。

【図５】図５は、１．５５μｍ帯用ＳＭ光ファイバの曲
率と接続損失との関係を示すグラフである。

【図６】多心一括融着接続方法を示す斜視図である。

【図７】軸ずれをおこした光ファイバ素線どうしを接続
する際に自己補正現象により軸ずれが補正されていく様
子を示す説明図である。

【図８】軸ずれをおこした光ファイバ素線どうしを接続
する際に自己補正現象により軸ずれが補正されていく様
子を示す説明図である。

【図９】軸ずれをおこした光ファイバ素線どうしを接続
する際に自己補正現象により軸ずれが補正されていく様
子を示す説明図である。

【図１０】軸ずれが大きい場合、軸ずれが補正されてい
くのに伴い素線端部どうしに歪みが生ずる様子を示す説
明図である。

【図１１】軸ずれが大きい場合、軸ずれが補正されてい
くのに伴い素線端部どうしに歪みが生ずる様子を示す説
明図である。

【符号の説明】

１光ファイバケーブル２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）光ファイバ心線Ｒ曲率半径

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の光ファイバを並列的に配置してテ
ープ状に集合し、端部を一括融着接続する光ファイバケ
ーブル（１）であって、前記光ファイバの少なくとも接続端部近傍に発生する曲
りの曲率半径（Ｒ）が、光ファイバの波長帯（λ）にお
いてλ／１．４１よりも大きいことを特徴とする光ファ
イバケーブル。
【請求項２】１．３μｍ帯用シングルモード光ファイ
バにおいて、その光ファイバの接続端部近傍に発生する
曲りが、曲率半径０．９ｍ以上であって、かつ、最大許
容接続損失値が０．５dB以下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。
【請求項３】１．５５μｍ帯用シングルモード光ファ
イバにおいて、その光ファイバの接続端部近傍に発生す
る曲りが、曲率半径１．１ｍ以上であって、かつ最大許
容接続損失値が０．５dB以下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。