JP6136126B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバを屋内に引き落とすドロップケーブルとして用いるのに適した光ファイバケーブルに関する。

近年の映像配信、ＩＰ電話、データ通信等のブロードバンドサービスの拡大により、光ファイバによる家庭向けのデータ通信サービス（ＦＴＴＨ：Fiber To The Home）が進展している。各家庭への光ファイバの布設は、一般に電柱上に布設された幹線光ケーブルからクロージャ等を介して光ファイバを分岐し、ドロップケーブルと呼ばれている光ファイバケーブルにより行われる。ＦＴＴＨへの加入者増加で、幹線光ファイバケーブルからのドロップケーブルの引き落としも、複数本が同時に並行して行われることが多く、ドロップケーブルの心線対照が必要となっている。また、この他に、光ファイバ布設の増加に伴い、光ファイバに通信光が通じているかを確認して障害個所等を検出するニーズも増えている。

光ファイバケーブルの心線対照や障害個所の検出には、光ファイバケーブルを曲げてその漏れ光をＩＤテスタ等で検出する方法が知られている。
一方、ドロップケーブルは、通常は屋外で使用されるため、紫外線によるケーブル外被の劣化（これによる内蔵光ファイバの劣化）を防ぐために、紫外線を吸収するカーボンブラックを含有させた黒色の外被が用いられている。しかし、このカーボンブラックは、紫外線領域の光以外に光通信に使用される赤外線領域（〜１６５０ｎｍ）の光も吸収する。

このため、上記の光ファイバケーブルを曲げてその漏れ光を検出して、心線対照や障害個所を検出することは、ケーブル外被がカーボンブラックで黒色化された光ファイバケーブルに対しては、漏れ光がカーボンブラックに吸収されてしまうため使用することができない。
これに対して、例えば、特許文献１には、ケーブルの外被を内層外被と外層外被の２層で形成し、内層外被を非黒色の樹脂で形成し、外層被覆を耐寒性・耐候性のある樹脂で形成し、内層外被を露出させて心線対照を行うことが開示されている。

特開２０１０−２５６４６７号公報

しかしながら、上記の特許文献１に開示のように、ケーブルの外被を２層構造とする場合、光ファイバの心線対照や障害検出を行うために、外層外被を除去して内層外被を露出させるという手間を要する上に、心線対照等を行った後は、内層外被を露出させたままでは劣化するおそれがあるので、再度、内層外被を保護する補修を行う必要がある。このため、心線対照等を行うのに、多くの手間を要するという問題がある。

本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、ケーブルの外被が耐候性と漏れ光検出性の両方を備え、手間を要することなく心線対照等を容易に行うことが可能な光ファイバケーブルの提供を目的とする。

本発明による光ファイバケーブルは、光ファイバ心線とテンションメンバとを平行に並べて共通の外被で被覆した光ファイバケーブルであって、共通の外被は、単一の樹脂で成形され、少なくとも紫外線領域での光の透過率が１％未満であり、波長８００ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲の光の透過率が１％以上となるように、紫外線劣化防止処理が施されていることを特徴とする。
上記共通の外被は、例えば、ベース樹脂にカーボンブラック以外の紫外線吸収剤が０.０１〜２.０重量部、光安定剤が０.０１〜２.０重量部、ルチル型酸化チタンが０.１〜５.０重量部、添加されたもので形成される。

本発明によれば、ケーブルの外被は、カーボンブラック以外の紫外線吸収剤等が添加された単一の樹脂で成形され、紫外線に対する耐候性と光ファイバ内の信号光の漏れ光検出性の両方を備えていることから、単にケーブルを曲げるだけで、手間を要することなく簡単に心線対照や障害検出を行うことができる。

本発明による光ファイバケーブルの一例を示す図である。 本発明で用いるケーブル外被用樹脂の光透過率の一例を示す図である。 光ファイバケーブルの漏れ光を検出するＩＤテスタの一例を示す図である。

図１は、本発明の対象となる光ファイバケーブルの一例で、ドロップケーブルとも言われているものである。光ファイバケーブル１０は、例えば、断面が長方形状の本体部１２と、断面が円形状の支持線部１３を切断容易な細幅の首部１４で連結した自己支持型の構造で形成される。本体部１２は、中心に光ファイバ心線１５を１本配し、その両側にテンションメンバ（抗張力体ともいう）１６を平行に配し、外被１７（シースともいう）で一体に被覆してなる。また、本体部１２の両側面には、光ファイバ心線１５の取り出しを容易にするためのＶ字状のノッチ１８が設けられる。

支持線部１３には、単心線又は撚り線からなる鋼線１９（外径１.２ｍｍ程度）が用いられ、光ファイバ心線１５とテンションメンバ１６の中心を結ぶラインＹの延長線上に設けられる。支持線部１３の鋼線１９は、切断容易な首部１４を介して本体部２と連結されるように、本体部１２の外被１７の成形時に同じ樹脂材で押出し成形により一括して被覆される。

本発明における光ファイバ心線１２とは、例えば、標準外径が１２５μｍのガラスファイバで、被覆外径が２５０μｍ前後で１層又は２層で被覆されたもので、光ファイバ素線と称されるものや被覆表面に着色が施されたものを含むものとする。
光ファイバ心線１５に平行に配されるテンションメンバ１６は、外径０.４ｍｍ程度の鋼線あるいはガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（Ｋ−ＦＲＰ）などを用いることができる。光ファイバケーブルの本体部１２および支持線部１３の被覆を構成する外被１７は、後述するように、紫外線劣化防止処理が施されている。

上述した構成の光ファイバケーブル１０は、例えば、光ファイバ心線１５が１心である場合、本体部１２の長辺側は３ｍｍ程度、短辺側の横幅Ｗは２ｍｍ程度、支持線部１３の直径Ｄは２ｍｍ程度、首部１４の長さを０.２ｍｍ程度の標準的な外形寸法で形成することができる。また、Ｖ字状のノッチ１８は、深さが０.２ｍｍ程度、幅が０.３ｍｍ程度で形成される。

本発明による光ファイバケーブルは、本体部１２を構成する外被１７にカーボンブラックによることなく耐候性をもたせ、且つ、光通信に使用する光波長領域において、光ファイバケーブルを曲げて検出可能な漏れ光を生じさせるようにしたものである。すなわち、外被１７は、少なくとも紫外線領域の１０ｎｍ〜４００ｎｍの光透過率は０％であり、光通信に使用可能な波長の８００ｎｍ〜１７００ｎｍの赤外線領域では、漏れ光の検出が可能な光透過率が１％以上とされる。

上記のための、具体的なケーブルの外被の樹脂材としては、例えば、波長が８００ｎｍ未満の光の透過率が１％未満であり、波長８００ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲の光の透過率が１％以上となるように紫外線劣化防止処理が施されたものを用いる。
カーボンブラックを用いずに紫外線劣化防止処理を行うには、ベース樹脂に紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化チタンを所定量外被に添加することで実現することができる。
なお、本発明において、カーボンブラックの含有量が全くゼロということではなく、波長８００ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲の光の透過率が１％以上を確保できる量の添加（例えば、１％以下）は、許容される。

紫外線吸収剤は、紫外線が樹脂材（外被）を攻撃するまでに紫外線を吸収し、光エネルギーをプラスチックに無害な熱エネルギーに変換することで外被を保護することができる。紫外線吸収剤としては、例えば、トリアゾール系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリレート系、オギザニリト系などが挙げられるが、特にトリアジン系のものがポリエチレンをベース樹脂とする外被を劣化させる領域の紫外線の吸収能に優れ、また、耐揮発性に優れていて好ましいと言える。

光安定剤は、光が樹脂材に照射されると、その光は透過するか、反射散乱するか、吸収されるが、吸収される光は樹脂材に化学変化をもたらすことがある。樹脂中の不純物や成形加工時の熱酸化で生成した活性ラジカルが光酸化の開始種となって分子切断等を起こす。光安定剤は、紫外線吸収剤や酸化防止剤との併用作用で相乗効果を発揮するとされていて、ポリオレフィン系のベース樹脂には、ラジカル捕捉作用をもつヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）が一般的に有効であるとされている。

また、樹脂材が光を遮蔽（反射させる）することは耐光性の観点から有効であり、紫外線吸収を軽減させることができる。この光を反射するものとして酸化チタンが知られているが、酸化チタンには、ルチル型とアナターゼ型があるが、アナターゼ型は光触媒作用によりプラスチックの劣化を促進させる可能性もあり、本発明の光ファイバケーブルに対しては、光遮蔽効果の大きいルチル型が適している。

図２は、ポリオレフィン系樹脂に上記の紫外線吸収剤を０.０１〜２.０重量部、光安定剤を０.０１〜２.０重量部、ルチル型酸化チタンを０.１〜５.０重量部を添加したときの光の波長と光の透過率を測定し、その平均的な値を示した図である。この図２からは、上記の添加材が添加された樹脂材は、紫外線領域の１０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光の透過率が０％で完全に吸収されているが、８００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域での光の透過率は１％以上である。

なお、光の透過率は、８００ｎｍ〜１７００ｎｍの領域で波長の変化に応じて山と谷が大きく変動するが、谷の部分の狭帯域で光の透過率は１％以下になる場合も、平均的に１％を超えていれば光の透過率は１％以上であるとする。
この結果、通常の光通信に使用されている１３００ｎｍ、１５００ｎｍ、１６５０ｎｍ域の光は、光ファイバケーブルを曲げることにより外被から外に漏れ光として放射することが可能となる。

光ファイバケーブルに使用される外被材の耐候性については、ＪＩＳ Ｂ７７５３で規定されるサンシャインウエザーメータにて、被測定サンプルを紫外線劣化させ、引張強さと引張伸び特性に関して、劣化前の値との変化値で評価した。
図２に示した光透過特性を有するように処理した樹脂材からなる外被とカーボンブラック含有の外被の耐候性について、一般的に屋外使用で指標とされている紫外線４０００時間劣化後の状態について上述の評価方法に基づいて確認した。

この結果、従来のカーボンブラック含有の外被の紫外線劣化後の引張強さの変化率が８４％であり、引張伸びの変化率が７３％であった。これに対し、図２に示した光透過特性を有するように処理した樹脂材からなる外被の紫外線劣化後の引張強さの変化率が８０％であり、引張伸びの変化率が７９％であった。すなわち、本発明で用いる図２に示した樹脂材を用いた外被の耐候性については、カーボンブラック含有の従来の外被と比べて大差はなく、十分、屋外使用が可能であることが確認された。

図３は、光ファイバケーブルの漏れ光を検出するＩＤテスタの一例を示す図である。このＩＤテスタ２０は、筐体２１の上面に操作レバー２２と表示部２３を有し、先端部に湾曲部２５を有するヘッド２４が設けられている。筐体２１内には、漏れ光を検出する回路装置の他に、受光素子２７を搭載した支持体２６が、操作レバー２２により移動可能に配されている。
光ファイバケーブル１２の漏れ光検出は、ヘッド２４の湾曲部２５と支持体２６との間で光ファイバケーブル１２を挟んで部分的に曲げ、この曲げ部分からの漏れ光を受光素子２７で検知することにより行われる。

図２に示した光透過特性を有するように処理した外被材で被覆した本発明による光ファイバケーブルについて、１６５０ｎｍの光信号を送出して、上記のＩＤテスタにより漏れ光の検出を行った。この結果、５０〜６０ｄＢｍの漏れ光を検出することができた。一方、カーボンブラック含有の外被材で被覆した従来の光ファイバケーブルについては、ＩＤテスタでは漏れ光の検出はできなかった。

上述したように、光ファイバケーブルの外被を、カーボンブラック以外の添加材を用いて紫外線劣化防止処理を行うことにより、光ファイバケーブルを曲げてその漏れ光を検出することできる。この結果、ケーブルの外被に手を加えることなく心線対照や障害検出を行うことができる。

また、ケーブルの外被は、黒色以外の淡い色（灰色も含む）で形成されているため、支持線部を切り離すことでインドアケーブルとして、屋内での使用も可能とされる。このため、ドロップケーブルとして屋外に布設された状態から、そのまま屋内に引き込み、光コネクタ等の光接続を介することなく屋内の光配線を行うことができる。この結果、光ファイバケーブルの布設作業を容易にし、光接続による損失増加もなくすことができる。

１０…光ファイバケーブル、１２…本体部、１３…支持線部、１４…首部、１５…光フィアバ心線、１６…テンションメンバ、１７…外被、１８…ノッチ、１９…鋼線、２０…ＩＤテスタ。

Claims (2)

1. 光ファイバ心線とテンションメンバとを平行に並べて共通の外被で被覆した光ファイバケーブルであって、
   前記共通の外被は、単一の樹脂で成形され、少なくとも紫外線領域での光の透過率が１％未満であり、波長８００ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲の光の透過率が１％以上となるように、紫外線劣化防止処理が施されていることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記共通の外被は、ベース樹脂にカーボンブラック以外の紫外線吸収剤が０.０１〜２.０重量部、光安定剤が０.０１〜２.０重量部、ルチル型酸化チタンが０.１〜５.０重量部、添加されてい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。

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