JP4268075B2

JP4268075B2 - Fiber optic cable

Info

Publication number: JP4268075B2
Application number: JP2004065533A
Authority: JP
Inventors: 徹也安冨; 史紀中嶋; 好寿林津
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2024-03-09
Also published as: JP2005257752A

Description

本発明は、光ファイバケーブルに関するものである。特に、光ファイバの宅内への引き込みに使用するドロップ光ファイバケーブルや宅内、構内での取り回しに使用されるインドア光ファイバケーブルにおいて、用いられる光ファイバケーブルに関するものである。 The present invention relates to an optical fiber cable. In particular, the present invention relates to an optical fiber cable used in a drop optical fiber cable used for drawing an optical fiber into a house or an indoor optical fiber cable used in a house or a premises.

近年、光加入者線路網の構築が急速に進んでいる。従来、幹線光ファイバケーブルから各家庭などの宅内に引き込むための引き込み用光ファイバケーブルとして図４に示すようなドロップ光ファイバケーブルが使用されている。また、各家庭などの宅内や構内でのとり回しには図５に示すようなインドア光ファイバケーブルが使用されている。なお、図４及び図５は一般的な上記光ファイバケーブルの断面図を示すものであり、図において、６は光ファイバケーブル本体部、１は光ファイバ心線、４はシース、図４において支持線３は、光ファイバケーブル本体部６を保持するためのものであり、シース４により連結されている。一般的にこれらの光ファイバケーブルには、シース４内に鋼線等のテンションメンバ２が配置されている。 In recent years, the construction of optical subscriber line networks has been progressing rapidly. Conventionally, a drop optical fiber cable as shown in FIG. 4 is used as a drawing optical fiber cable for drawing from a trunk optical fiber cable into a home such as each home. In addition, an indoor optical fiber cable as shown in FIG. 5 is used in a home or premises of each home. 4 and 5 show cross-sectional views of the above-described general optical fiber cable. In the figure, 6 is an optical fiber cable main body, 1 is an optical fiber core, 4 is a sheath, and is supported in FIG. The line 3 is for holding the optical fiber cable main body 6 and is connected by a sheath 4. Generally, in these optical fiber cables, a tension member 2 such as a steel wire is disposed in a sheath 4.

また、従来技術の一例として、ドロップ光ファイバケーブルにおいて、鋼線からなるテンションメンバにエナメル被覆層を形成し、テンションメンバとシースとの密着力を適正化して光ファイバケーブルの温度変化、曲げ等による光ファイバ心線の伝送損失の増加を抑制するものが提案されていた（例えば特許文献１）。 As an example of the prior art, in drop optical fiber cables, an enamel coating layer is formed on a tension member made of steel wire, and the adhesive force between the tension member and the sheath is optimized to change the temperature of the optical fiber cable, bend, etc. A device that suppresses an increase in transmission loss of an optical fiber core has been proposed (for example, Patent Document 1).

特開２００１−８３３８５号公報JP 2001-83385 A

しかしながら、従来の光ファイバケーブルにおいては、ケーブルを曲げる場合に以下のような挙動を示す。
図２は例えば図５に示すインドア光ファイバケーブルを曲げた場合の概略図である。テンションメンバ２と光ファイバ心線１とがケーブル断面図上で直線状に配置されることから、曲げの方向が図２に示す方向、即ち、２本のテンションメンバ２が等しい円弧を描くような方向に規制される。この際、曲げの内側に圧縮応力が、曲げの外側には引張り応力がかかる。この場合のＡ−Ａ断面における応力中立線の状態を図６に示す。図に示すように、テンションメンバ２を圧縮弾性率と引張り弾性率が同じものとした場合、テンションメンバ２の中心線７と応力の中立線８が一致する（応力中立線の内側には圧縮応力が、外側には引張応力が加えられる）。これにより、光ファイバ心線１においてもファイバガラス表面の曲げの外側に引張応力が加えられ、この引張り応力が大きい場合には、ガラス表面の曲げの外側には引張り歪みが大きくなり、小径曲げが固定されたときには光ファイバ心線の破断寿命に関して長期的な信頼性が低いという問題があった。なお、一般的なケーブルのように、圧縮弾性率及び引張り弾性率がほぼ等しい鋼線（約１９６０００Ｎ/ｍｍ^２）をテンションメンバとして用いた場合、曲げ半径３０ｍｍ程度が実布設環境において限界であった。 However, the conventional optical fiber cable shows the following behavior when the cable is bent.
FIG. 2 is a schematic view when the indoor optical fiber cable shown in FIG. 5 is bent, for example. Since the tension member 2 and the optical fiber core wire 1 are linearly arranged on the cable cross-sectional view, the bending direction is the direction shown in FIG. 2, that is, the two tension members 2 draw an equal arc. Regulated in direction. At this time, compressive stress is applied to the inside of the bend, and tensile stress is applied to the outside of the bend. The state of the stress neutral line in the AA cross section in this case is shown in FIG. As shown in the figure, when the tension member 2 has the same compressive elastic modulus and tensile elastic modulus, the center line 7 of the tension member 2 and the neutral line 8 of the stress coincide with each other (the compressive stress is indicated inside the stress neutral line). However, tensile stress is applied to the outside). Thereby, also in the optical fiber core wire 1, a tensile stress is applied to the outside of the fiber glass surface bend, and when this tensile stress is large, the tensile strain increases outside the bend of the glass surface, and the small-diameter bend is not. When fixed, there is a problem that long-term reliability is low with respect to the fracture life of the optical fiber core. In addition, when a steel wire (about 196000 N / mm ² ) having substantially the same compressive modulus and tensile modulus as a general cable is used as a tension member, a bending radius of about 30 mm is a limit in an actual installation environment. .

本発明は、上記課題を解決するため、光ファイバケーブル内のテンションメンバに圧縮弾性率よりも引張り弾性率の方が高いものを使用するものである。さらに、テンションメンバの引張り弾性率が圧縮弾性率の２倍以上又は１０倍以上とするものである。またさらに、上記の光ファイバケーブルであって、テンションメンバの外径を０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention uses a tension member in the optical fiber cable having a higher tensile elastic modulus than the compressive elastic modulus. Further, the tensile elastic modulus of the tension member is at least twice or at least ten times the compressive elastic modulus. Furthermore, in the above optical fiber cable, the outer diameter of the tension member is 0.2 mm or more and 1.0 mm or less.

本発明に係る光ファイバケーブルは、上述のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
テンションメンバの引張り弾性率を圧縮弾性率よりも高く、つまり、引っ張られにくく圧縮されやすくしたので、ケーブルが曲げられたときに、応力中立線８は図３に示すようにテンションメンバの中心線７よりも外側にシフトし、結果として光ファイバガラス表面の曲げの外側にかかる引張り歪みが低減される。 Since the optical fiber cable according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
Since the tension elastic modulus of the tension member is higher than the compression elastic modulus, that is, it is hard to be pulled and is easily compressed, when the cable is bent, the stress neutral line 8 becomes the center line 7 of the tension member as shown in FIG. The tensile strain applied to the outside of the bending of the optical fiber glass surface is reduced as a result.

テンションメンバの引張り弾性率を圧縮弾性率の２倍以上としたので、ケーブルが半径１０ｍｍ以上の範囲で曲げられたときに光ファイバガラス表面の曲げの外側にかかる歪みは、一般的に光ファイバのスクリーニング試験で光ファイバに付与される１．０％以内に抑えられ、瞬時的な曲げでは光ファイバの破断は避けられる。 Since the tensile elastic modulus of the tension member is set to be twice or more of the compressive elastic modulus, when the cable is bent within a radius of 10 mm or more, the strain applied to the outside of the optical fiber glass surface is generally in the optical fiber. It is suppressed within 1.0% given to the optical fiber in the screening test, and breakage of the optical fiber can be avoided by instantaneous bending.

テンションメンバの引張り弾性率を圧縮弾性率の１０倍以上としたので、ケーブルが半径１０ｍｍ以上の範囲で曲げられたときに光ファイバガラス表面の曲げの外側にかかる歪みは、一般的に光ファイバケーブルの実布設環境で許容される０．３％以内に抑えられる。 Since the tensile elastic modulus of the tension member is 10 times or more the compression elastic modulus, when the cable is bent within a radius of 10 mm or more, the strain applied to the outside of the optical fiber glass surface is generally an optical fiber cable. It is kept within 0.3% that is allowed in the actual installation environment.

テンションメンバの外径を０．２ｍｍ以上としたので、テンションメンバの引張り弾性率と圧縮弾性率の違いで、応力中立線のシフト量が大きく、光ファイバガラス表面の曲げの外側にかかる引張り歪みが効果的に低減される。またテンションメンバの外径を１．０ｍｍ以下としたので、想定している半径１０ｍｍまでのケーブルの曲げが阻害されない。 Since the outer diameter of the tension member is 0.2 mm or more, the stress neutral line shift amount is large due to the difference between the tensile elastic modulus and the compressive elastic modulus of the tension member, and the tensile strain applied to the outside of the bending of the optical fiber glass surface is large. Effectively reduced. In addition, since the outer diameter of the tension member is 1.0 mm or less, bending of the cable up to the assumed radius of 10 mm is not hindered.

本発明を実施するために発明者が認識している最良の形態を以下に説明する。
図１は本発明の１つの実施例を示す断面図である。本実施例はテンションメンバ２の引張り弾性率を圧縮弾性率の約２倍としたものである。図１の光ファイバケーブルはドロップ光ファイバケーブルとして構成され、各部構成は従来技術における図４のものと同様であるので符号の説明は省略する。図１において、光ファイバ心線１は直径１２５μｍの石英製ファイバ素線に外径２５０μｍとなるよう紫外線硬化樹脂にて被覆され、光ファイバ心線１の両側に光ファイバ心線１と一直線状に外径φ０．５ｍｍのガラスＦＲＰ製で引張り弾性率約３０，０００Ｎ/ｍｍ^２、圧縮弾性率約１４，０００Ｎ/ｍｍ^２のテンションメンバ２を配置し、さらにφ１．２ｍｍの亜鉛めっき鋼線からなる支持線３とをノンハロゲン難燃ポリエチレン製シース４で覆っている。ケーブル本体部の断面形状は略長方形となっている。シース４の長辺は一直線状に配置した光ファイバ心線１、テンションメンバ２及び支持線３の並び方向とほぼ平行である。ケーブル全体の断面の長辺寸法は５ｍｍ、短辺寸法は２ｍｍである。シース４の両方の長辺側には光ファイバケーブルの長手方向に沿ってノッチ５が形成されている。 The best mode recognized by the inventors for carrying out the present invention will be described below.
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention. In this embodiment, the tensile elastic modulus of the tension member 2 is approximately twice the compressive elastic modulus. The optical fiber cable of FIG. 1 is configured as a drop optical fiber cable, and the configuration of each part is the same as that of FIG. In FIG. 1, an optical fiber core wire 1 is coated on a quartz fiber strand having a diameter of 125 μm with an ultraviolet curable resin so as to have an outer diameter of 250 μm. A tension member 2 having a tensile elastic modulus of about 30,000 N / mm ² and a compressive elastic modulus of about 14,000 N / mm ² made of glass FRP having an outer diameter of φ0.5 mm and further comprising a galvanized steel wire of φ1.2 mm. The support wire 3 is covered with a non-halogen flame-retardant polyethylene sheath 4. The cross-sectional shape of the cable body is substantially rectangular. The long side of the sheath 4 is substantially parallel to the alignment direction of the optical fiber core wire 1, the tension member 2, and the support wire 3 arranged in a straight line. The long side dimension of the cross section of the entire cable is 5 mm, and the short side dimension is 2 mm. Notches 5 are formed along the longitudinal direction of the optical fiber cable on both long sides of the sheath 4.

本実施例の光ファイバケーブルは、テンションメンバ２の引張り弾性率が圧縮弾性率よりも大きいため、図３に示すように、ケーブルが曲げ時に曲げに伴う応力中立線が寸法上の中心よりも外側にシフトし、結果として光ファイバ心線１におけるガラス表面の曲げの外側にかかる引張り歪みが低減される。 Since the tensile elastic modulus of the tension member 2 is larger than the compressive elastic modulus of the optical fiber cable of this embodiment, as shown in FIG. 3, the stress neutral line accompanying bending when the cable is bent is outside the center of the dimension. As a result, the tensile strain applied outside the bend of the glass surface in the optical fiber core 1 is reduced.

上記テンションメンバ２を使用したケーブルサンプル複数本で、支持線部３を除去した光ファイバケーブル本体部６の曲げ時におけるファイバガラス表面の歪みを測定した。具体的には、まず、ケーブル中の光ファイバ心線１の一端から矩形変調波を挿入し、他端で受光した光の位相の差を曲げの前後で測定し、その差から光ファイバ中心の歪みを実測する。そして、ガラス表面がファイバ中心よりファイバ半径６２．５μｍ分外側にあることから、ファイバ半径分の歪増加分を算出し、その算出値を上記光ファイバ中心歪の実測値に加えてガラス表面の歪みとした。この結果、表１に示す結果が得られ、曲げ半径１０ｍｍ以上の範囲でガラス表面歪みの最大値が１．０％以内に収まることが分かった。なお、表１においては引張りを正とする。 With a plurality of cable samples using the tension member 2, the strain on the fiber glass surface during bending of the optical fiber cable main body 6 from which the support wire portion 3 was removed was measured. Specifically, first, a rectangular modulated wave is inserted from one end of the optical fiber core wire 1 in the cable, and the phase difference of the light received at the other end is measured before and after bending. Measure the distortion. Since the glass surface is outside the fiber center by 62.5 μm from the center of the fiber, the increase in strain corresponding to the fiber radius is calculated, and the calculated value is added to the actual measured value of the optical fiber center strain. It was. As a result, the results shown in Table 1 were obtained, and it was found that the maximum value of the glass surface strain was within 1.0% within a bending radius of 10 mm or more. In Table 1, the tension is positive.

さらに本発明の他の実施例を以下に示す。断面図上は第一の実施例と同様なので図面は省略する。第一の実施例と異なるのは、外径φ０．５ｍｍのアラミドＦＲＰ製で引張り弾性率約４０，０００Ｎ/ｍｍ^２、圧縮弾性率約３，５００Ｎ/ｍｍ^２のテンションメンバ２を使用した点である。即ち、本実施例はテンションメンバ２の引張り弾性率を圧縮弾性率の約１０倍としたものである。 Furthermore, other examples of the present invention are shown below. Since the sectional view is the same as that of the first embodiment, the drawing is omitted. Differs from the first embodiment, the elastic modulus of about 40,000 N / mm ² tensile at aramid FRP having an outer diameter of 0.5 mm in diameter, in that using the tension member 2 of the compression modulus of about 3,500N / mm ² is there. That is, in this embodiment, the tensile elastic modulus of the tension member 2 is about 10 times the compressive elastic modulus.

上記テンションメンバ２を使用したケーブルサンプル複数本で、同様に支持線部３を除去した光ファイバケーブル本体部６の曲げ時におけるファイバガラス表面の歪みを測定した。この結果、表２に示す結果が得られ、曲げ半径１０ｍｍ以上の範囲でガラス表面歪みの最大値が０．３％以内に収まることが分かった。なお、表２においても引張りを正とする。 With a plurality of cable samples using the tension member 2, the strain on the fiber glass surface during bending of the optical fiber cable main body 6 from which the support wire portion 3 was similarly removed was measured. As a result, the results shown in Table 2 were obtained, and it was found that the maximum value of the glass surface strain was within 0.3% within a bending radius of 10 mm or more. In Table 2, the tension is positive.

上述の実施の形態においては、ドロップ光ファイバとして支持線３を備えていたが（測定時は除去）、他の実施例として、図１から支持線３を省いてインドアタイプのものとしてもよい。この場合の断面図は図５に示す従来のインドア光ファイバケーブルと同様のものとなるので図面は省略する。 In the above-described embodiment, the support line 3 is provided as a drop optical fiber (removed at the time of measurement). However, as another example, the support line 3 may be omitted from FIG. The sectional view in this case is the same as the conventional indoor optical fiber cable shown in FIG.

また、テンションメンバ２は圧縮弾性率よりも引張り弾性率の方が高いものであれば他の材質、構造等のものであってもよい。例えば、単線では圧縮弾性率と引張り弾性率がほぼ等しい鋼線であっても、撚線とすることで引張り弾性率の方が高くなるため、鋼線の撚線をテンションメンバとしてもよい。 Further, the tension member 2 may be made of other materials and structures as long as the tensile elastic modulus is higher than the compressive elastic modulus. For example, even if a single wire is a steel wire having a compression modulus and a tensile modulus that are substantially equal, the tensile modulus of elasticity is increased by using a stranded wire. Therefore, a stranded wire of a steel wire may be used as a tension member.

さらに、光ファイバ心線１の素線も石英のみならず、プラスチック製であってもよい。光ファイバ心線１のみならず光ファイバユニットを用いてもよく、光ファイバユニットのテープ心線の心数および積層数は適宜選択可能である。さらに、テープ心線のみならず、光ファイバ心線を複数本撚りあわせたものや、シース４内に適宜配置したものであってもよい。シース４の材質もポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ノンハロゲン難燃ポリエチレンなど適宜選択可能である。 Furthermore, the strand of the optical fiber core wire 1 may be made of plastic as well as quartz. Not only the optical fiber core 1 but also an optical fiber unit may be used, and the number of cores and the number of laminated cores of the optical fiber unit can be appropriately selected. Further, not only the tape core wire but also a plurality of optical fiber core wires twisted or appropriately disposed in the sheath 4 may be used. The material of the sheath 4 can be appropriately selected from polyvinyl chloride, polyethylene, non-halogen flame-retardant polyethylene, and the like.

本発明の光ファイバケーブルの断面図である。It is sectional drawing of the optical fiber cable of this invention. 光ファイバケーブルの曲げ方向を説明する図である。It is a figure explaining the bending direction of an optical fiber cable. 本発明の光ファイバケーブルの応力中立線を示す図である。It is a figure which shows the stress neutral line of the optical fiber cable of this invention. 従来のドロップ光ファイバケーブルの断面図である。It is sectional drawing of the conventional drop optical fiber cable. 従来のインドア光ファイバケーブルの断面図である。It is sectional drawing of the conventional indoor optical fiber cable. 従来の光ファイバケーブルの応力中立線を示す図である。It is a figure which shows the stress neutral line of the conventional optical fiber cable.

Explanation of symbols

１光ファイバ心線
２テンションメンバ
３支持線
４シース
５ノッチ
６光ファイバケーブル本体部
７テンションメンバの中心線
８応力中立線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber core wire 2 Tension member 3 Support line 4 Sheath 5 Notch 6 Optical fiber cable main body part 7 Center line of tension member 8 Stress neutral line

Claims

At least one optical fiber core or optical fiber unit, a sheath covering the optical fiber core or optical fiber unit, and at least an element embedded in the sheath and disposed along the optical fiber core or optical fiber unit An optical fiber cable composed of two tension members,
The optical fiber core or optical fiber unit and the two tension members are arranged in a straight line, and the cross section of the sheath is substantially the same as the alignment direction of the optical fiber core or optical fiber unit and the two tension members. A quadrilateral shape having parallel long sides and short sides perpendicular to the long sides ,
The outer diameter of the tension member is 0.2 mm to 1.0 mm,
When the optical fiber cable is bent, the tensile elastic modulus of the tension member is 2.1 times or more of the compressive elastic modulus so that the stress neutral line is shifted outward from the center line of the tension member. An optical fiber cable characterized by being 11.4 times or less.