JP5415408B2 - ケーブル、ネットワークおよびこのケーブルの使用 - Google Patents

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Description

本発明はケーブル、ネットワークおよびこのケーブルの使用に関する。
信号伝送を目的としたケーブルネットワーク、例えばガラスファイバーネットワーク、の構築は、通常ネットワークの様々な部分の光ガラスファイバーの結合を含む。ガラスファイバーはそのような作業の際壊れる可能性があるため、これは比較的難しい作業である。更に、光学的条件(特にノイズに関する)のために、ガラスファイバーネットワークの2つのノード間では、通常最短の20m程度の距離が用いられ、これにより導線の修理長はこの最短の長さを持つ必要がある。
光ファイバーの溶接は重要なプロセスであり、クリーンな環境を必要とする。通常結合は地上(例えば水路の外側またはケーブルが敷設された溝)で行われる。このため余分なケーブル長を設置することが知られている。この欠点はこの余分なケーブル長が適切な場所、少なくとも例えば分岐が行われる場所に設置されなければならないことである。
従来技術では、例えば、ケーブルはいわゆるSZ螺旋(SZ-stranded)ケーブルで用いられており、このケーブルではワイヤーの螺旋(winding)方向は周期的に反転され、余分なガラスファイバー長が生じる(例えば米国特許公報第6795625号参照)。これはケーブルの熱的および機械的な長さの変化を補償するためである。この場合、この余分なガラスファイバー長はガラスファイバーに辿り着いて容易に取り出すことができるためであり(他のガラスファイバーに影響を与えず、断線を起こさない)、必要なガラスファイバーの長さはケーブルを比較的長く開口することにより得られる。
日本国特開昭63−201611号公報には狭いスロットを備えた扁平な本体のケーブルで、内部に光ファイバーを収容するものが記載されている。
米国特許公報第4146302号には通信ケーブルが記載されている。この通信ケーブルには螺旋状(helically)に巻き付けられた光ファイバーがチューブ内に設けられており、これにより光ファイバーの機械的ストレスを避けるようになっている。チューブの軸方向の伸びは螺旋(helix)の変形(伸長)により生じる。
本発明は上記の問題の解決方法を提供することを目的とする。とりわけ本発明は比較的効率的、低コストかつ信頼性のあるケーブル設置を可能とする、改良されたケーブルを提供することを目的とする。
本発明により、上記の目的は、中空のケーブル内部空間を包囲するケーブル壁を備えたケーブルによって達成される。ここでこのケーブルには、少なくとも1つの信号導線が設けられ、この信号導線は例えばガラスファイバーおよび/またはガラスファイバー束であり、ここで第1の位置において、この信号導線はケーブル内部空間で実質的に伸び、そしてケーブル壁に沿って特定の距離に渡り、少なくとも部分的に曲線の経路に沿って伸びており、これにより信号導線の長さはケーブル壁の長さより大きくなるようになっている。好ましくはこのケーブルは実質的に円柱状のケーブル壁を備える。
本ケーブルは実際は中空のチューブを備え、比較的長い信号導線を収納し、そしてこの信号導線をケーブル自身の第1の位置に保持する。本ケーブルおよびその1つ以上の導線は、例えば、同時に設置できるアセンブリを形成し、例えば地中または他の所望の設置位置に設置できる。
尚、日本国特開平9−117953号公報には、螺旋形状(spiral-shaped)の溝または突起部が形成される押出成形プロセスが記載されている。この段落28によれば、この資料の図7に示すヘッドCによって、光ファイバー用のスペーサ(「円柱に刻んだ溝“fluting groove”」)が外側に設けられる。
好ましくは、本ケーブルは、ケーブルから導線の一部を取り出すために、余分な導線長を提供するように設計されている。余分な信号導線長(これはケーブル内に格納されている)は、例えばケーブルを敷設した後で、ケーブルネットワークを構築し、他のネットワーク部品と結合するために、簡便に用いることができる。1つ以上の比較的長い信号導線の部分を、例えば、接続のためにケーブルの1つ以上の所望の位置で引き出すことができ、またこのために多くの部分のケーブル壁を剥ぎ取る必要がない。取り出された導線部分は、例えば信号受信手段および/または信号送信手段に接続される。これらの信号受信手段および/または信号送信手段は、例えば1つ以上の他の信号導線、信号送信器、信号受信器、プロセッサ、ネットワーク部品、結合手段および/または他の信号受信手段および/または信号送信手段を備えてよい。
更なる具体的な実施形態では、信号導線の螺旋層(helix layer)、そして場合によってはSZ−螺旋層(SZ-spiraled layer)がケーブル(すなわちチューブ)の内壁に押しつけられて安定に設置される。このようなケーブルは製造が比較的容易であり、そしてこれに加え省スペースかつ省資源である。
本発明の1つの有利な実施形態では、信号導線は例えばケーブルの(内側の)壁に押し付けられ、曲線経路で密に積み重ねられて設置されている。この曲線経路は、例えば1つ以上の螺旋(helical)またはSZ−螺旋(SZ-spiraled)の経路部分を備える。尚、密な積み重ねは以下のような意味がある。このような、接線方向の信号導線の間の空間が全て足し合わされた密な積み重ねは信号導線の直径と同程度の大きさ(集積空間)を持つ。信号導線の直径のほんの一部分である集積空間により、曲線を用いずとも、この信号導線は既に安定してケーブル壁に対して設置される。しかしながら、これは必須なものではない。信号導線の曲線経路のおかげで、これらの信号導線もまたもっと大きな集積空間を持つケーブル壁に対して安定して設置される。
好ましくは、上記の密な積み重ねは信号導線の詰まった状態(そして他の積み重なった信号導線に影響を与えることなく引き出すことができない)が回避されるようになっている。好ましくは信号導線間での比較的小さな接線方向の空間/遊びが用いられ、熱収縮の差を補償するようになっており、ここでこれらの信号導線はこのような大きな横方向の圧力によって信号が信号導線で減衰しないようになっている。
本発明の有利な具体的実施形態では、上記の信号導線が第1の位置にある場合は、ケーブル壁の内側には少なくとも1つの信号導線を保持する構造が設けられてよく、特にこの信号導線の接線方向の移動(ケーブルセンターラインから見て)が現場で起こらないようになっている。
このようにして、このケーブル壁には、例えば少なくとも1つの溝(例えば長手方向の溝)が設けられ、上記の第1の位置で壁に沿って伸びる上記の信号導線の一部を収容する。ここで、この溝の長さは、例えば、溝に収容される信号導線の長さに等しくてよい。更に例えば、信号導線を多数回の曲がりで保持するために、この溝には多数回の曲がりが設けられてよい。
もし上記の溝が螺旋形状の経路に沿って伸びている場合、または1つ以上の螺旋形状の部分が設けられた経路に沿って伸びている場合、そして好ましくは周期的に螺旋の向きが反時計回りと時計回りで交代する場合には良い結果が得られる。
本発明の1つの有利な実施形態では、このケーブル壁は少なくとも1つの所望の位置で信号導線に到達し、この信号導線の一部がケーブルから取り出せるように設計されている。
好ましくは、信号導線は(上記の第1の位置から)第2の位置(例えばこの信号導線をケーブルから引き出すことにより)に持ってくることができ、この第2の位置では、このケーブル内部空間で伸びている導線部分は、第1の位置でのケーブル内部空間に伸びている導線部分より短い。特に、第1の位置での曲線経路に沿って特定の長さで伸びている信号導線の少なくとも一部は、第2の導線位置でのもっと曲がりの少ない曲線経路に沿って伸び、例えば該当するケーブル内部空間のセンターラインに対して平行に伸びている。
本発明の1つの実施形態例では、ケーブル壁の内径は導線の断面の大きさの少なくとも10倍となっている。
更に、信号導線の長さはケーブル壁の長さより少なくとも1%大きく、そして好ましくは少なくとも2%大きく、とりわけ好ましくは少なくとも4%大きく、そして更に好ましくは少なくとも10%大きい。
好ましくは、導線取出部分はケーブル内部空間から(引き出されて)取り出せるように設けられており、このケーブルの少なくとも一部は余分な導線長を含み、上記の導線取出部分をもたらすようになっており、この余分な導線長は、この余分な導線長を含むケーブル部分の少なくとも1%であり、好ましくは2%より多く、とりわけ好ましくは4%より多く、そして更に好ましくは10%より多い。
本発明の1つの実施形態では、ケーブルに設けられた信号導線の最少曲げ半径は好ましくは20mmであり、とりわけ好ましくは15mmであり、そして更に好ましくは10mmである。このケーブルの構造は好ましくは、導線部分が少なくとも1mの長さでケーブルから引き出せるようになっており、好ましくは少なくとも10m引き出せるようになっている。
ケーブル内部空間(例えば2つのケーブル終端面の間)で導線の他の部分がケーブルから(比較的小さなケーブル開口を通して)取り出された後で、導線の一部がまだケーブル内部空間の全長に渡って伸びている場合は更に有利である。
更に、本発明は本発明によるケーブルが少なくとも1つ設けられたケーブルネットワークを提供し、このネットワークでは上記の信号導線が種々のネットワーク部品間の信号伝送の目的で接続されている。上記のケーブルを用いることにより、このネットワークは比較的速くそして効率的に設置することができる。
本発明の基本的な目的は従来のチューブのケーブルとの一体化であり、ここで特に内部の溝が導線を収容することに用いられる。本ケーブルはチューブのように導線を保護することができ、そして分岐を行うということに関して幅広く適用できる。従って、本発明を適用するにあたっては、「ケーブル」および「チューブ」という用語は交換可能である。このように、本ケーブルは例えば内部に螺旋状の溝が設けられた、中空のチューブを備えてよく、またはチューブ壁に沿って信号導線を保持する、他の内部で機能する手段を備えてよい。この信号導線は、例えば光ファイバーまたは光ファイバー束を備えてよい。補強部材または充填材の使用は必要ない。
本ケーブルは各信号導線が各々のケーブル内壁の溝から引き出せるように設計されており、例えば直線位置(少なくともケーブルの対応する部分に関して直線となる)となり、そしてこれより、例えば溝の間に伸びているリブの上をスライドすることができる。
本発明の1つの具体的な実施形態では、数十メートルの長さの導線部分をケーブルから引き出すことができ、好ましくはケーブル壁に沿った所望の場所で引き出すことができる。上記のSZ−構造の場合は、ケーブルの長手方向で見て、周期的に反転する螺旋方向(helical winding direction)を持ち、異なる信号導線が互いに独立にスライドするようになっている。更に、本発明のケーブルは一回の押出成形プロセスで簡単に製造できる。更に加えて、本ケーブルは導線を保護でき、例えばチューブのようにケーブルを保護できる。
本発明の様々な実施形態の1つの有利な点はケーブルから長い導線を取り出すことができることであり、そしてこの長い導線をケーブルに設けられた開口から1m以上離れた所で接続できることであり、またはこのような接続を必要とすることなしに所望の最終目的地に到達できることである。
本発明の更に詳細な実施形態が、従属項に記載されている。ここで種々の実施形態例と図を参照して本発明について説明する。
図1は、従来技術で知られているケーブルコアの断面を示す。 図2Aは、図1と同様に断面を示し、ここではリブの変形が示されている。図2Bは、図2Aに示す実施形態の一部の立面概略図である。 図3は従来技術で知られているケーブルコアの一部の275度のSZ-螺旋(SZ-strand)に沿った断面の概略であり、ここで螺旋の折り返し点でのリブが示されている。 図4は本発明の第1の実施形態例の断面を示す。 図5Aは、図4と同様の概略の断面を示し、ここではリブの変形が示されている。図5Bは、図5Aに示す実施形態の一部の立面概略図である。 図6は図4に示す本発明の実施形態例の信号導線の275°のSZ-螺旋に沿った断面の概略であり、ここでは折り返し点でのリブが示されている。 図7は、本発明の第2の実施形態の例を立面図で示す。 図8は、図7のVIII−VIIIラインに沿った断面を示す。 図9は、ケーブルの開口後、ネットワークを構築する方法の手順を概略的に示す。 図10は、本方法による、ケーブルから信号導線の一部を取り出した後の手順を概略的に示す。 図11は、図4と同様に、本発明の他の有利な実施形態を示す。
本発明の適用にあたり、同一または対応する手段は同一または対応する参照記号で示されている。
図1は従来のSZ−螺旋(SZ-stranded)ケーブルコア(米国特許第6795625B1号と相似)の所望の断面を示し、このケーブルはで外側に複数の溝すなわちスロット19を備え、そして特に中央の補強部17を含み、この補強部にはスペーサー18が設けられており、このスペーサー18にはその外側に信号導線10を収容する溝19を備える。この溝19はリブ11の手段により互いに分離されている。当業者にはよく知られているように、この構造は、SZ−構造(SZ-configuration)により複数の導線10が続き、異なる方向の螺旋(spiral)経路を辿る(少なくとも螺旋(helical)経路部分は中間の折り返し曲線を含む)。このようなコアは通常押し出し成型手段により製造される。
上記のSZ−構造を持つ従来のケーブルコアの欠点は、押出成形時の熱収縮の結果、図1に示すような期待される形状が折り返し点で得られず、実際は図2Aのようになることである。特に、押出成形の冷却後の長手方向のリブの収縮の結果、リブの変形が生じる(これはスペーサが設けられて1方向に巻かれた場合には起こらない)。図2A、2Bはこのような変形の結果を示し、この変形は折り返し曲線の内側に向かう、リブ11’の内側への変形を含む。この折り返し曲線の短絡はリブが薄い場合とりわけ重大である(米国特許第6795625号参照)。
図2Bは、図2Aに示す実施形態で、溝19の1つにある信号導線を長手方向で見た概略図を示す。導線10が半径方向外向きに10’で示される位置に溝から突き出る場合、この導線は短絡した折り返し曲線でより短い経路を取ろうとする。これは信号導線の余分な長さを減少させ、これにより該当するケーブルの張力に対する耐性と温度変化に対する耐性を弱める。
この従来のケーブルのもう1つの欠点は信号導線10が自由に動いてケーブルコアから出てしまうことである。これは図3から分かるように、SZ−折り返し構造(SZ-winding configuration)を持つ従来のケーブルコアの信号導線の1つの275°螺旋(strand)に沿った断面の概略を示し、ここではリブ11が折り返し点で示されている。この信号導線10は、本来備えるばね性動作の結果、参照記号10”で示す位置に溝19から外に動こうとする。この動きはコアおよび信号導線の周りに設けられた追加のテープ(図示せず)の手段により妨げられなければならない。
図4は本発明によるケーブル1の1つの実施形態例の断面(ケーブル長手方向に対して直交する)を示す。本ケーブルは延伸されたケーブル内部空間3を包囲する延伸されたケーブル壁2を備える。この実施形態例では、このケーブル壁2は円柱状の構造を持ち、ケーブルセンターラインの長手方向に対して同心円状であり、断面においては実質的に円形の外周を持つ。本ケーブル1には少なくとも1つの信号導線5が設けられ、この例では数個(具体的には少なくとも10個)の信号導線が設けられている。具体的には、導線5の各々はケーブル内部空間3でそれぞれの第1の位置に束縛されている。この第1の位置では、(好ましくは各々の)信号導線5は実質的にケーブル内部空間3で伸びることができ、ケーブル壁2の内側に沿って特定の距離に渡り、少なくとも部分的に曲線経路(少なくともケーブル壁の長手方向に対して曲がっている)に沿って伸びることができる。信号導線5の長手方向で測った信号導線の長さは、好ましくはケーブル壁2の長さ(ケーブル1の長手方向で、ケーブル終端面P1とP2の間で測る、図9参照)より長い。このようにして、本ケーブルはチューブを形成し、このチューブには1つ以上の比較的長い信号導線5(少なくともチューブ自身より長い)が格納されている。
本発明の1つの実施形態では、ケーブル壁2に沿って(ケーブル壁に対し少なくとも部分的に曲線となっている経路に沿って)特定の距離伸びている信号導線の部分(例えば信号導線全体)は、該当する第1の位置において(図4に示すように)、全部がこのケーブル壁に接している。
好ましくは上記の第1の位置において、信号導線5のこの部分は、ケーブル壁2に沿ってこのケーブル壁から比較的短い距離離れて伸びることができ、例えば1mmより少ない距離離れており、そして好ましくは約0.1mm以下の距離離れている。特に第1の位置において、信号導線5とケーブル壁2との間には遊びがあり、導線に対してケーブルの機械的および熱的な長さの変化を補償するようになっている。
この実施形態例では、ケーブル壁2には内側に構造(例えば起伏)6、8が設けられており、この構造は数個の溝すなわちスロット8(具体的には少なくとも10個)が互いにリブ6で隔てられており、信号導線5を収容し、例えばこれらの信号導線5を第1の位置に保持するようにする、有利な構造となっている。この構造6、8は、ケーブルセンターラインの長手方向で見て、信号導線5の接線方向の移動を現場で回避することができる。この構造6、8は、例えば該当する信号導線をケーブル内側に沿って上記の第1の位置に設置するように作用する。更に、溝8の長手方向の底部は、この溝に伸びている導線部分5の半径方向外向きの移動を回避あるいは阻止するように作用する。
この溝8は好ましくは、それぞれが上記の第1の位置において壁に沿って伸びている上記の各信号導線5の一部を収容できる。更に、溝8の長さは、この溝に収容される信号導線5の部分の長さと同じでよい。更に、この溝8(そしてこれに沿って位置する各々のリブ6)には、好ましくは多数の曲がりが設けられ、各信号導線の少なくとも一部を多数の曲がりで保持するようになっている。
各々の溝8の径方向の深さ(ケーブルセンターラインの長手方向で見て)は、例えば少なくとも信号導線5が溝に収容される(図4参照)ための断面の大きさ(例えば直径)よりも大きくてよいが、これはしかしながら必須なものではない。溝8の接線方向の幅は、例えば近似的にこの溝に収容される信号導線5の断面の大きさ(例えば直径)と同じでよく、または僅かに大きくてよい。各々の溝は、種々の形状を備えてよく、断面で見て、例えばU−型(図5のような)または鋭角なV−型、または他の形状であってよい。好ましくはこの溝8はそこに伸びる信号導線5が半径方向内向きに自由に溝から動けるように設計されており、少なくとももし各々の信号導線5がこのために操作または動かされる場合、とりわけ以下に示すようにこの信号導線の該当する導線部分を引き出す際に、自由に溝から動けるように設計されている。同様に、各リブ6は、種々の形状を備えてよく、断面で見て、例えばU−型または鋭角のV−型、または他の形状であってよい。各リブ6は、リブの長手方向で見て、例えば実質的に連続したリブ6を備えてよく、または非連続なリブ6(例えば特定の位置で断続している)を備えてよい。
このようにして、上記の各溝8(およびリブ6)は好適に螺旋形状(spiral-shaped)の経路に沿って伸びることができる。各溝8が、1つ以上の螺旋形状の経路が設けられた経路部分に沿って伸びる場合、そして特に反時計方向と時計方向とに周期的に反転する螺旋方向を持つ経路に沿って伸びる場合はとりわけ有利である。この実施形態例では、溝8(および該当するリブ6)は、ケーブル内側に設けられた(ケーブル長手方向で見て)周期的に反転する螺旋折り返し方向(spiral winding direction)を持つSZ−構造を形成し、このSZ−構造に信号導線5を良好に保持する。
本発明の更にもう1つの有利な実施形態では、構造6、8は信号導線を収容するように設計され、ケーブル1全体に渡って伸びるようにできるが、これはしかしながら必須ではない。他の形態として、この構造6、8は、例えばケーブル内部のほんの1つ以上の部分に渡って、ケーブル内部に沿って局所的に信号導線5を収容するようにしてよい。同様に、上記の各信号導線5は、該当する第1の位置において、ケーブル内壁に完全に沿って(壁に直接接するか、またはこの壁から極めて短い距離にあって)伸びるか、またはほんの一部がケーブル内壁に沿って伸びてよい。
この実施形態例では、各々の溝8はそれぞれただ1つの信号導線5を収容できる。他の実施形態例では、各々の溝8は、例えば限られた数の信号導線5を収容できるようにケーブル内で調整されてよく、例えば各溝は2つ以上の信号導線を収容できる。
本発明の1つの有利な形態では、各信号導線5は第2の位置5’に持ってくることができ、この第2の位置で(特定のケーブル長に渡って)ケーブル内部空間3で伸びている導線長は、第1の位置でケーブル内部空間3において(同じケーブル長に渡って)伸びている導線部分より短い。第2の位置に持ってこられた導線5の残りの部分は、このため好ましくは、ケーブル壁2の適切な開口9を通して、ケーブル1の外に持ち出される(下記参照)。
本ケーブルの構造は好ましくは、(余分な導線長を含む特定のケーブル部分の)特定のケーブル長に渡ってケーブル内部空間3で伸びている導線部分は全て、余分な(上記の取出部分の)導線取出長を提供するために使用できる。この取出部分を取り出した後、余分な導線長を与えた部分である該当する導線5の少なくとも一部は、内部空間3に留まることができる。後に残った導線部分はケーブル内部空間3で、まだ該当するケーブル長全体(上記のケーブル部分の)に渡って伸びている。
図から分かるように、上記の導線5は特にケーブル壁2から少なくとも部分的に離れて、上記の第2の位置に移動することができ、この第2の位置においては導線部分は空間的にケーブル壁2(の内側)から分離されるようになっている。
具体的には、上記の第1の位置で特定の距離に渡り、曲線経路に沿って伸びている信号導線5の少なくとも一部は、第2の位置で、曲がりの少ない経路(少なくとも第1の位置における曲がりに対し、もっと少ない曲がりとなっている)に沿って伸びている。第2の位置において、この信号導線5は、例えば該当するケーブル内部空間3のセンターラインに対し実質的に平行に伸びている。1つの導線に対する1つの上記の第2の位置が図4に参照記号5’で示されている。
本発明の1つの実施形態では、第2の位置に持ってこられた導線部分は、ケーブル断面で見て(図4参照)、少なくともこの導線部分が第1の位置にあった位置から横方向に離れている。好ましくは、この横方向の距離は少なくとも1つの導線の断面の大きさ(例えば直径)であり、例えば少なくとも1mmの距離であり、そして好ましくは約1cm以上の距離である。
この実施形態例では、その第2の位置において、信号導線5は例えば、該当する溝8から完全に引き出されてよく、そしてこれからケーブル内部空間3のセンターラインに対して平行に伸びてよい。信号導線が溝8の外に留まっている限りは、原則としていかなる半径方向位置も可能である。
図4の実施形態例では、ケーブル壁2は少なくとも1つの所望の位置(外側から)(ケーブル終端面P1、P2から離れた所で)で開口されるように用意され、ケーブル内の信号導線に到達して、ケーブルからこの信号導線を部分的に取り出す(図9−10も参照)。このために設けられた開口9は、好ましくは取り出される導線部分の長さより大幅に短い。
該当する開口9の最大の大きさ(例えば断面の大きさ、長さ、直径)は、例えば取り出される信号導線の長さの10%以下であり、好ましくは1%以下である。
好ましくは、開口9の長さ(ケーブル長手方向で測って)は取り出される信号導線部分5Tの長さの10%より小さく、とりわけ好ましくは1%より小さい。開口9の直径は例えば、第2の位置に持ってこられる信号導線の断面の大きさのほぼ1倍または2、3倍である。1つの実施形態では、開口9の長さは10cmより短い。ケーブル壁2を開口するには例えば、切開、剥離、溶融による開口、引裂き、材質除去および/または他の開口に適した方法がある。
更にケーブル壁2には、例えば、1つ以上の適合した位置において、壁の弱い部分が組み込まれており(例えばマーキングされ)、ここで比較的容易にケーブル壁を局所的に開口する作業を行うことができる。1つの上記の位置は特に、ケーブル終端面P1、P2から離れたところにある(図9−10参照)。
他の1つの具体的な実施形態では、ケーブル壁の内径(例えば内部の溝の底とこれに対向する溝の底の間で測って)は少なくとも導線の断面の大きさdの十倍である(図4参照)。他の実施形態では、各々の信号導線5の長さはケーブル壁の長さよりも少なくとも1%大きく、好ましくは少なくとも2%、とりわけ好ましくは少なくとも4%、そして更にとりわけ好ましくは少なくとも10%大きい。これに加えて、ケーブル内に設置されている信号導線の部分5の曲げ半径は、例えば少なくとも20mmであり、とりわけ少なくとも15mmであり、そして更にとりわけ少なくとも10mmである。上記の曲げ半径は例えば、ケーブル内部空間3の内径にほぼ等しいかまたはこれより僅かに小さい。更に、導線5の該当する導線部分を第1の位置から第2の位置に動かすことにより、少なくとも1m(とりわけ少なくとも10m)の長さを持つ導線部分をケーブルから引き出すことができるという利点がある。他の大きさおよび比率もまた可能である。
このようなケーブル壁2は例えば、種々の材質、例えば1つ以上の適合した任意の強化プラスチックまたは他の材質から製造できる。好ましくは、ケーブル壁自体は特定の柔軟性を持ち、ケーブル1が特定の曲がりで敷設できるようになっている。好ましくはケーブル壁2はケーブル内部空間3の耐液性の封止またはスリーブとなっているが、しかしながらこれは必須ではない。
中空のケーブル内部空間3は例えば、流体で満たされてよく、例えばジェルで満たされてよく、そして好ましくは空気、ガスまたはガス混合物で満たされてよい。好ましくは、チューブ1の中空の内部空間は固い充填剤で充填されておらず、従って上記の導線は上記の第1の位置から上記の第2の位置に持ってくることができる。
更に、本ケーブルは漏入止め手段を備えてよく、例えば膨張粉体等の膨張手段を設けて、漏入が起こった場合に、ケーブルの外部から上記の中空内部空間3の長手方向に物質が漏入して広がることを自動的に止めるようにする。しかしながらこれは必須ではない。
各信号導線5は、例えば、1つ以上の、信号を伝導する、線、ガラスファイバー、ガラスファイバー束、銅線または他の信号導線を備える。1つの信号導線5それ自体は、例えば適合した保護ケース内に設けられた1つ以上の信号伝導コアを備える。様々な導線5には、例えばマーキングを施してこれら導線が互いに区別できるようにしてよく、例えばカラーコードおよび/または文字を導線5に付けることによって行う。上記の信号導線5は1つ以上の光信号を伝導するか、または1つ以上の電気信号を伝送するように設計されている。同一ケーブル内の種々の信号導線5は、例えば、各々の信号導線は、使用中は同じタイプの信号(例えば光)を伝導する。更に、1つ以上の信号導線は他の信号導線5と異なるタイプの信号を備えてよい(例えば電気信号および光信号の両方を同じケーブルで伝送する目的の場合)。各信号導線5は1つの材質から製造されてよく、または多くの材質から構成されてよい。各信号導線5は、例えば丈夫な構造であり、および/または好ましくは柔軟性がある(例えば上記の最少曲げ半径が用いられる)。
本ケーブル1の外径Dは例えば、約10−50mmの範囲でよく、とりわけ約10−30mmでよく、または20mmより大きくてよく、または他の大きさでよい。同様のことがケーブル壁2の内径にもあてはまる。ケーブル壁2の径方向の厚さは、上記の外径と内径との間で計測して、例えば約1mm−5cmの範囲でよく、とりわけ約5mmでよく、またはこれら以外の値でよい。上記の信号導線5の外周、例えば外径dは、例えば約0.25−10mmの範囲でよく、とりわけ約1−2mmの範囲でよく、またはこれらと異なる大きさでよい。
1つの実施例による図4に示す実施形態では、中空のケーブルチューブ1は例えば、32mmの外径Dまたは他の外径を持ち、そして例えば24個の溝すなわちスロットが内部に放射状に設けられており、これらに信号導線5(例えば直径d=1.8mmまたは他の直径のもの)が設置されてよい。好ましくはこれらの溝8は螺旋(spiral)の溝8であり、例えば螺旋(helix)または反転撚り(reverse lay)のSZ−螺旋構造(SZ-spiraling structure)になっている。全ての導線5は例えば、1つの信号導線5’に関して示されているように(中央に示す)、溝8から引き出されて実質的に直線ラインとなって良い。しかしながら、溝8から引き出された信号導線は中空のケーブルまたはチューブ内で幾つかの位置にあってよい。このような第2の位置において、導線5それ自体は例えば、ケーブル内部空間の底にあってよく、例えば下側のリブ6の上を向いているものの上にあってよい。
有利なSZ−螺旋構造(SZ-spiraling structure)の場合、導線5は互いに独立に、互いに巻き込みや絡まることなしに、ケーブル壁2から引き出すことができる。SZ−螺旋形状(SZ-spiral-shaped)の導線の撚り構造を用いた最大の余分な長さは、直線ラインに対してケーブルの長さの少なくとも30%であり、例えばおおよそ30−71%の間にあり(30%は、螺旋の折り返し点間で275°の折り返し角の場合に有利であり、71%は折り返し角が無限に続く場合、すなわち極限的な螺旋(helix)の導線の場合に有利である)、最少の導線曲げ半径20mmおよびケーブル直径32mmを持っている。
図5Aは図2Aと同様な図であり、図4に示す実施形態と関連する。信号導線5が該当する溝(ここでは放射状に内向きとなっている)から引き出されて5”で示される位置に動く場合、この信号導線は短絡した折り返し曲線で比較的より短い経路を取ろうとする。これは実際、この信号導線の余分な長さを増加させるが、この余分な長さはこの信号導線の内向きの動きの結果である。これは本実施形態のケーブルを機械的力および温度変化で生じる長さの変化に対し耐性を持たせる。
図6は図4(SZ−螺旋(SZ-stranded))に示す実施例の1つの信号導線の275°螺旋(strand)に沿った断面の概略を示し、ここで折り返し点でのリブ6が示されている。この場合も同様に、導線5はその本来持っているばねの作用の結果、該当する溝から外側に出ようとする。しかしながらこの場合は、ケーブル導線の長さにより、信号導線5はケーブル内部空間に向かって自由に動くことができない。信号導線が自由に動くには、このケーブル導線の長さはもっと短くなければならない(これは参照番号23で示されている)。本発明のこの実施形態例は、導線5をケーブル内の所望の位置に保持するために、テープや紐などの追加の手段を必要としない。
本発明のケーブル実施形態1は更に、低熱膨張係数の補強部品または他の特殊な材質の使用を回避できるので、コスト効率がよく有利である。この実施形態例のものは1回の押出成形で比較的簡単に製造でき、センターコアを持たない。これは、外部に溝または螺旋を持つチューブを持つコアを備えた従来のケーブルと対照的である。更に、この実施形態例1では、導線が外に向かって動こうとする傾向を阻止するための追加のテープ等を用いる必要がない。
図7および8は第2の実施形態例のケーブル1’を示し、このケーブルは図4に示す実施例1と異なり、ケーブル壁の外側に標識すなわちマーキング手段24が設けられ、ケーブル導線5が内部空間に伸びている場所を示すようになっている。具体的には、これらの標識24は内部の溝の位置を表示し、このため例えば内部の溝8の裏側に設けられている(他の形態では、標識24は例えば内部のリブ6の位置を示すようにしてよい)。この標識は例えば、外部の溝を備えてよく、またはこれと異なる方法で設計されてよい。この標識は例えば、所望の位置でケーブルに小さい通路を作ることに用いられ、これにより、例えば分岐を行うために、ケーブル1’内に設置された1つ以上の信号導線に到達することができる。2つ以上のこのような外部の溝の大きさや形を変えることにより、全ての位置が明確にされて見つけられるようになり、例えば計数手段により見つけることができる。
他の可能性としてはケーブルの外側にカラーコードを設けることがあり、例えば印刷または共押出成形手段により、内部の溝の位置をマーキングすることができる。このマーキング手段は色々なやりかたで実施でき、例えば、ケーブル壁の局所的な開口を容易にするために弱い構造とすることを含む。
図11は有利な実施形態であるケーブル1”を示し、これは図4−8に示す、信号導線5が設けられたケーブル1”の構造(信号導線は分離され、これらで互いに直接固着しない)と異なっており、ここでは信号導線は第1の位置において、実質的にケーブル内部空間3で密に積み重なり、曲線の経路で伸びている。具体的には信号導線5は、ケーブルの外周方向で見て互いに接しており、ケーブル壁2”の(この例では円柱の)内側に押しつけられている。この場合、ケーブル壁2”の内側には信号導線を保持するための構造(例えば内部の溝)が設けられておらず、逆に、例えば滑らかな設計となっている。上記のように、信号導線5は例えば、ケーブル内壁に安定して接し、例えば螺旋層(helical layer)またはSZ−螺旋層(SZ-spiraled layer)となっている。例えば1つ(または2、3の)信号導線をSZ−螺旋層として良好に(“in shape”)維持するための場所に、任意で、単一の(または2、3の)リブがケーブル壁2”内に設けられてよい(図示せず)。好ましくは図11に示す実施形態は、熱収縮の差が補償されるように設計されており、例えば信号導線間に比較的小さな接線方向の遊びを用いるようになっている。
図11に示す実施形態では、導線5の1つの層がケーブル内側に押しつけられ、密に重ねられて設置されている。他の実施形態では、例えば導線5の数個(すなわち2、3)の層がケーブル内側に押しつけられ、曲線経路で密に重ねられて設置されてよい。
図9−10は本発明によるケーブルの使用方法を概略的に示し、ここでケーブル1は例えば、上記の方法(例えば図4−8、11を参照)により設計される。本ケーブル1は、例えばケーブルネットワークを構築するために、最初に設置され、次に1つ以上のエンドユーザHをネットワークの他の部分に接続するために分岐される。ここで本ケーブル1は、例えば地中に安全な深さで敷設されてよい。
ケーブル1内に設置された1つ以上の信号導線とこのケーブルのケーブル壁2との長さの差は、好ましくは該当する信号導線の部分を(ケーブル壁2に設けられた適切な開口を通して)ケーブルの内部空間から取り出すのに用いられ、この導線部分は次に、例えば信号受信手段および/または信号送信手段に接続される。
図9−10に示すケーブル分岐は、所望の位置でケーブル壁2(チューブ壁)を局所的に開口し、こうして設けられた比較的小さな開口9から、所望の信号導線5を部分的に引き出して実施することができる。引き出された導線部分5Tは次に、例えば保護機能を持った分岐ユニットに導かれ、例えばY分岐コネクタ50(例えば米国特許第6619697号に記載されているような)が用いられる。ケーブル内に留まっている、信号導線の残りの部分は、好ましくは1つのケーブル終端面P1からもう一方のケーブル終端面P2へ伸びたままである。この残りの部分は、少なくとも信号導線の取出長が引き出される部分に渡るケーブルの部分に対しては、具体的には上記の第2の位置にあり、そして例えば中空のケーブルを通り(少なくともケーブルに平行に)、好ましくは、ケーブル内に設置されて、まだそれぞれに第1の位置にある他の信号導線に接触することなく、実質的に曲がりがもっと少ない曲線かまたは直線ラインを辿るようになっている。
このようにして、ケーブル終端面P1、P2から離れた所で、信号導線5に比較的大きな機械的負荷を与えることなく、信号導線の比較的長い部分5Tをケーブル1から引き出すことができる。更に、ここで信号導線5に到達するために、本ケーブル1は比較的小さな長さ(上記参照)のみに渡って開口されることで十分である。更に、信号導線がケーブル終端面の近くで固定されている場合(例えばハンドホールWにおいて)、この信号導線は得られたケーブル開口9から取り出すことができる。
本発明の他の有利な実施方法では、ケーブル内部空間の所望の長さに渡ってまだ引き出されていない、緩められた導線5は、引出し手段、例えば引き出しワイヤに接続され、ケーブル開口Kはこの後、Y分岐コネクタ手段などを用いて、適切に被覆あるいは閉鎖される。この引出し手段は次に、好ましくは作業のために外部からまだ到達することが可能である。この引出し手段はこの後の段階、例えば該当するエンドユーザがネットワークに接続を希望する場合に、これに接続された導線5をケーブル1から引き出すのに用いられる。
好ましくは、本発明のケーブル構造は、ケーブル内にあって上記の1つの第1の位置にある信号導線の比較的長い部分5を、全部または一部を第2の位置に持ってきて、この導線部分の余分な長さ5Tを取り出して提供できるように、用いることができる。上記の余分な長さは具体的には、ケーブル内に(比較的長いケーブル長に渡って)格納された余分な導線長であり、これは引き出される導線部分5Tを提供するために用いることができるようになっている。ケーブル内に格納された、この余分な導線長は、取り出される所望の長さの導線部分5Tと少なくとも同程度に長いか、またはこれより長い。上記の比較的長い部分は、具体的には局所的に設けられた開口9より遥かに長く、好ましくは少なくとも10mの長さのケーブルに渡り、そしてとりわけ好ましくは100m以上(これは当然ケーブルの長さに依存する)である。このようにして、非常に長い導線部分5Tをケーブル1から引き出すことができる。
本発明の1つの実施形態によれば、ケーブル1内にあって導線長(引き出される導線部分5Tに用いられる)を提供するために用いることができる(少なくとも引き寄せられる)、信号導線の比較的長い部分5は、少なくとも10メートルの長さを持ってよく、具体的には少なくとも100mの長さを持ってよく、および/または、例えばケーブル1の長さ(ケーブル終端面P1、P2の間で測って)をもっていてよい。使用の際、もし導線の取出部分5Tが、この取出部分5Tの所望の長さに依存して、ケーブルから引き出される場合は、この比較的長い信号導線部分は全体的または部分的に、上記の1つの第1の位置から上記の1つの第2の位置に動いてよい。
好ましくはこのようにして、特に該当するケーブル導線5を長手方向に引き寄せることにより、1m以上の長さを持つケーブル導線部分5Tをケーブル1から引き出すことができ、ここで該当する導線部分は上記の1つの第1の位置から上記の1つの第2の位置に動いてよい(そして例えば、該当する内部の溝8から引き出される)。
好ましくは例えば、信号導線取出部分5Tはケーブル内部空間3から取り出す(引き出す)ことができ、ここでケーブル内部空間3の少なくとも一部は、上記の取出部分を与える余分な導線長を含み、ここでこの余分な導線長はこの余分な導線長を含むケーブル内部空間の長さの少なくとも1%であり、好ましくは2%より多く、とりわけ好ましくは4%より多く、更に好ましくは10%より多い(例えば15%より多い)。具体的には、この余分な導線長を含むケーブル内部空間3の長さは少なくとも10mであり、特に少なくとも100mである。
信号導線の取出長は、比較的大きなケーブル直径(これにより導線の比較的大きな螺旋(spiral)コイル径が上記の第1の位置で生じる)を用いることにより更に増加することができ、そしてもっと小さな導線5の曲げ半径が可能な場合、更に増加することができる。ケーブルの直径が導線5の曲げ半径と同程度となる場合、この引出し長は速やかに増加する。
2つ目(次)の信号導線が、例えば他の時間にケーブル1から引き出される時、内部空間3に設置された、この2つ目の信号導線の一部は既に第2の位置に引き寄せられた信号導線5の場所の隣に簡単に来ることができ(特にSZ−螺旋構造(SZ-spiral structure)の場合)、この際この既に引き寄せられた信号導線5は2つ目の導線の引き寄せの邪魔をしない。上記の第2の位置に持ってこられた種々の信号導線は、例えば、ケーブル1内で互いに他の導線に対して少なくとも部分的に、実質的に平行に伸びている。
本発明による1つ以上のケーブルを設置することにより、比較的廉価かつコンパクトなケーブル手段を用いて、ネットワークが比較的信頼性があり、効率的なやり方で構築できる。
本発明はここで説明した実施形態例に限定されないことは当業者にとってはすぐに明白となるであろう。種々の変形実施が、以下に続く請求項に記載した本発明の範囲内で可能である。
このようにして、上記のケーブル内に設置された信号導線の部分の曲線経路は好ましくは、第1の位置において、導線が損傷することなくこの経路を辿ることができ、破損を受けて大幅な信号減衰を起こすことがない。このため、ケーブル長手方向で見て、この曲線経路には1つ以上(好ましくは多数)の緩やかな曲がりまたはコイルが設けられてよい。
更に、本ケーブルは好ましくは追加の被覆無しで設置できるが、これはしかしながら必須ではない。このため、本ケーブルは例えば、固いカバーをかけたり、または外側の1つ以上のチューブまたはダクトの中に敷設されてよい。
更に、例えば、数個の本発明によるケーブルの束またはアセンブリが、この束またはアセンブリを所望の場所に同時に敷設することができるように、準備されてよい。
更に、本発明はケーブルアセンブリ、例えばおよそ1つ以上のケーブルツリーのロールを準備することに使用されてよい。このため、本発明により、ケーブル壁は1つ以上の所望の、事前に定められた分岐点で、工場で開口される。これより、こうして設けられた開口を通して所望の信号導線に到達し、そして例えば切断される。こうして準備された信号導線部品には、任意で接続手段が設けられ、例えば信号送信用プラグが設けられる。この後、このような接続手段は、(該当する上記のケーブル壁の開口を通して)ケーブルに押し込むことにより、ケーブル内に格納される。次に、このケーブルはロールに巻き取られるが、ここで上記の分岐には好ましくは保護手段、例えば着脱可能なカバーが設けられる。更に、例えば分岐導線が事前に準備され、そしてケーブルと共に巻き取られる。このようにして得られた、1つ以上の分岐が設けられたケーブルは、この後所望の最終目的地に持って行かれ、例えばケーブルネットワークの一部となる。

Claims (21)

  1. ケーブルであって、
    中空のケーブル内部空間(3)を包囲する状のケーブル壁(2)を備え、
    前記ケーブル(1)には、たとえばガラスファイバーおよび/またはガラスファイバー束の、少なくとも1つの信号導線(5)が設けられ、
    第1の位置において、前記信号導線(5)は前記ケーブル内部空間(3)で実質的に伸び、そして前記ケーブル壁(2)に沿って特定の距離に渡り、少なくとも部分的に曲線の経路に沿って伸び、これにより前記信号導線(5)の長さは前記ケーブル壁(2)の長さより大きくなるようになっており、
    前記ケーブルはセンターコアを有しておらず、
    前記ケーブル壁(2)は前記ケーブル内部空間(3)側に、前記信号導線(5)が前記第1の位置にある場合は、前記信号導線(5)を収容して保持するための、リブ(6)で隔てられた溝(8)を有する構造(6,8)を備え、
    前記信号導線(5)は前記第1の位置から第2の位置にることができ、この第2の位置において、前記ケーブル内部空間(3)に伸びている導線部分は、特に前記ケーブル内部空間から前記導線の一部を取り出すために、前記第1の位置における前記ケーブル内部空間に伸びている導線部分より短くなっていることを特徴とするケーブル。
  2. 請求項1に記載のケーブルであって、
    前記ケーブル壁(2)に設けられた前記構造(6、8)は、前記信号導線(5)が前記第1の位置にある場合は、前記信号導線(5)がケーブルの中心線に対し接線方向の移動を実質的に回避することを特徴とするケーブル。
  3. 請求項1または2に記載のケーブルであって、
    前記ケーブル壁(2)には、前記第1の位置における前記ケーブル(2)に沿って伸びる少なくとも1つの信号導線(5)の部分を収容する、少なくとも1つの溝(8)が設けられていることを特徴とするケーブル。
  4. 請求項3に記載のケーブルであって、
    前記溝(8)は少なくとも10個設けられていることを特徴とするケーブル
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のケーブルであって、
    各々の前記溝(8)は螺旋形状の経路に沿って、または1つ以上の螺旋形状の経路部分が設けられた経路に沿って伸びており、そして反時計回りの螺旋方向と時計回りの螺旋方向とが周期的に反転するように設けられた経路に沿って伸びていることを特徴とするケーブル。
  6. 請求項1からのいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記信号導線(5)に到達して部分的にこの信号導線を前記ケーブルから取り出すために、前記ケーブル壁(2)は少なくとも1つの所望の位置で開口されるように設計されており、
    該当する開口の長さは取り出される導線部分(5T)の長さより小さいことを特徴とするケーブル。
  7. 請求項1からのいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記信号導線の一部分は、前記第1の位置の曲線経路に沿って所定長に渡ってまた、前記第2の位置の曲がりの少ない曲線経路に沿って、たとえば、前記ケーブル内部空間のそれぞれの中心線対して平行に伸びていることを特徴とするケーブル。
  8. 請求項1からのいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記第2の位置にれた前記導線部分は、ケーブル断面で見て、少なくともこの導線部分が第1の位置にあった位置から横方向に離れていることを特徴とするケーブル。
  9. 請求項1からのいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記ケーブルには数本の前記信号導線が設置されており、特に少なくとも10本の信号導線が設置されていることを特徴とするケーブル。
  10. 請求項1からのいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記円柱状のケーブル壁の内径は導線の断面の大きさの少なくとも10倍であることを特徴とするケーブル。
  11. 請求項1から10のいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記信号導線の長さは前記ケーブル壁の長さよりも少なくとも1%大きく、好ましくは少なくとも2%、とりわけ好ましくは少なくとも4%、そして更にとりわけ好ましくは少なくとも10%大きいことを特徴とするケーブル。
  12. 請求項1から11のいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記ケーブル内に設置された一部の前記信号導線の最少曲げ半径は20mmであり、具体的には最少曲げ半径は15mmであり、更に具体的には最少曲げ半径は10mmであることを特徴とするケーブル。
  13. 請求項1から12のいずれか1項に記載のケーブルであって、
    ケーブル終端面(P1、P2)から離れた位置で、少なくとも1mの長さの導線部分を前記ケーブルから引き出すことができ、そして好ましくは少なくとも10mの長さの導線を引き出すことができることを特徴とするケーブル。
  14. 請求項1から13のいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記内部空間に伸びている前記ケーブル導線(5)の位置をマーキングするためのマーキング手段(24)が外側に設けられていることを特徴とするケーブル。
  15. 請求項1から14のいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記ケーブルは、たとえばジェル、空気、ガスまたはガス混合物である、流体で満たされたチューブを備えることを特徴とするケーブル。
  16. 請求項1から15のいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記第1の位置において前記信号導線は密に重ねられて前記ケーブル壁(2”)に押しつけられて、曲線経路で設置されることを特徴とするケーブル。
  17. 請求項1から16のいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記導線(5)は前記ケーブル壁(2)から少なくとも部分的に離れて前記第2の位置に移動することができ、前記第2の位置においてはこの導線部分は空間的に前記ケーブル壁(2)から分離されるようになっていることを特徴とするケーブル。
  18. 請求項1から17のいずれか1項に記載のケーブルであって、
    前記ケーブル壁(2)に沿って、該当する第1の位置において特定の距離に渡って伸びている前記導線(5)の一部は、該当する第1の位置においてこのケーブル壁(2)に完全に接し、または該当する第1の位置においてこのケーブル壁(2)の内側から1mmより小さい距離離れて伸びていることを特徴とするケーブル。
  19. 請求項16に記載のケーブルであって、
    複数の前記リブを前記ケーブル壁(2”)の内側に有し、
    前記ケーブル(1”)には、実質的に前記ケーブル内部空間(3)の前記第1の位置の曲線の経路に沿って密に重ねられて伸びる複数の信号導線(5)が設けられ、
    複数の前記信号導線(5)は、前記ケーブル壁(2”)の内周方向において互いに接して前記ケーブル壁(2”)の内側に押しつけられており、
    複数の前記信号導線は、当該導線が前記第1の位置にある場合は、前記ケーブル内壁に安定して接していることを特徴とするケーブル。
  20. 請求項1から19のいずれか1項に記載のケーブルが少なくとも1つ設けられたケーブルネットワークであって、
    前記ケーブルの少なくとも1つの前記信号導線は種々のネットワーク部品間の信号伝送接続を形成することを特徴とするケーブルネットワーク。
  21. 請求項1から19のいずれか1項に記載のケーブルの使用であって、
    前記信号導線(5)と前記ケーブル壁(2)との長さの差は、前記信号導線の一部を前記ケーブルの前記内部空間から取り出すために用いられ、この信号導線の一部は次に、たとえば信号受信手段および/または信号送信手段に接続されていることを特徴とするケーブルの使用。
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