JP7199301B2 - 装甲された可撓性光ファイバーアセンブリ - Google Patents

Description

開示された技術は、一般に装甲された可撓性光ファイバーアセンブリに関する。伝統的
に、光ファイバーアセンブリは、音声、ビデオおよび／またはデータを送信するための光を導通する光ファイバを含む。環境のための公式基準も満たすと共に意図された環境において展開するときに、光ファイバーケーブルの構造は、ファイバの光学性能を維持する。例えば、ライザーおよび／またはプレナムスペースのための構内ケーブルは、特定の難燃性の評価がスペースの要求に応ずることを必要としてもよい。これらの難燃性の評価は、スペース（例えば、粉砕性能、許容できる曲げ半径、温度性能、など）の機械的要件または所望の特性に加えてあることができる。これらの特性は、スペースの中でのインストールおよび／または稼動の間、望ましくない光の減衰または損傷性能を禁止することが望ましい。

例えば、いくらかの屋内の適用は、ライザーおよび／またはプレナムスペースにおける改良された粉砕性能を提供するための装甲層内に配置される光ファイバーケーブルを使用する。例えば、従来の装甲構造は、金属的に連結（インターロック）された装甲内に配置される光ファイバーケーブルを有する。装甲の隣接する上包みの端部が例えば７５ｍｍより大きいかなりの曲げ半径、および例えば１２．５ｍｍの大きい外径（ＯＤ）を有する連結された装甲層を形成している機械的に連結するように、このインターロック装甲は、光ファイバーケーブルに巻付けられることができる。

この明細書は、装甲された可撓性光ファイバーアセンブリに関する技術を記載する。１つの実施において、光ファイバーケーブルアセンブリは、非インターロック装甲であって、前記非インターロック装甲は、ほぼ１．５ｍｍ～５．５ｍｍの外径、ほぼ０．７５ｍｍ～５．２５ｍｍの内径、およびほぼ５ｍｍの最小曲げ半径を有し、前記非インターロック装甲は、ステンレス鋼から形成されている、非インターロック装甲、内側ジャケットであって、前記内側ジャケットは、前記非インターロック装甲の前記内径よりもわずかに小さい外径を有する、内側ジャケット、少なくとも１つの光ファイバ繊維、および、補強材料であって、前記補強材料は、アラミド繊維から製作されていて、前記内側ジャケットの下に前記少なくとも１つの光ファイバ繊維を囲んでいる、補強資料、を含む。

いくらかの実施はまた、外側ジャケットであって、前記外側ジャケットは、前記非インターロック装甲の前記外径よりもわずかに大きい内径を有する、外側ジャケット、および、牽引材料であって、前記牽引材料は、アラミド繊維から製作されていて、前記牽引材料は、前記外側ジャケットの下に位置していて、前記非インターロック装甲の上に位置している、牽引材料、を含む。

いくらかの実施において、非インターロック装甲は、各同心リング間のギャップであって、ギャップは、ほぼ０．０５ｍｍ～１ｍｍである、ギャップ、ほぼ０．２５ｍｍ～０．７５ｍｍの厚み、および／またはほぼ≧１００ＫＧｆ／１００ｍｍの粉砕抵抗、のうちの１つ以上を有することができる。光ファイバーケーブルアセンブリは、ほぼ１．６５ｍｍ～５．５ｍｍの外径を有することもできる。

少なくとも１つの光ファイバ繊維は、６２．５／１２５μｍマルチモードファイバ、５０／１２５μｍ １０Ｇ ＯＭ３／ＯＭ４ファイバ、９／１２５μｍシングルモードＧ６５２．Ｄファイバ、８０／１２５μｍシングルモード曲げ無感覚ファイバ、であることができる。

光ファイバーケーブルの利点は、より小さいＯＤおよび非常に可撓性のあるファイバである。ケーブルは、インストールするのが非常により容易であり、データセンターの、ケ
ーブルトレイの、そして上げ床の下のスペースを節約する。

図１は、装甲された可撓性光ファイバーアセンブリの側面図を示す。 図２は、装甲された可撓性光ファイバーアセンブリの断面図を示す。

この明細書は、光ファイバーケーブルアセンブリのための可撓性装甲に関する技術を記載する。開示された技術の光ファイバーケーブルは、装甲されるが、電気通信市場において典型的に使用される従来の装甲された光ファイバーケーブルよりも小さいＯＤによってまだ可撓性である。

光ファイバーケーブルアセンブリは、完全なファイバ（例えば、バッファチューブ、曳索、補強材、補強材料、外側および内側保護被覆、など）のアセンブリに関連する。光ファイバーケーブルアセンブリは、ケーブルがインストールされる環境の範囲内で、光ファイバまたはファイバのための保護を提供する。ファイバの本数およびそれがどのようにしてどこにインストールされかに応じて、光ファイバーケーブルアセンブリは、多くの異なるタイプがある。

ケーブルアセンブリの機能は、インストールにおいておよびその後に遭遇する、例えば、ケーブルが（１）湿るか湿気る、（２）導管におけるインストールのための高い引っ張れ張力または空中インストールのような継続的な張力に耐えなければならない、（３）難燃性でなければならない、（４）きつい曲げの周辺でインストールされる、（５）化学薬品にさらされる、（６）広い温度範囲に耐えなければならない、（７）齧歯動物によってかじられる、および（８）他のいかなる環境問題にもさらされる、などの環境からファイバを保護することである。

曲げ半径は、光ファイバーケーブルの取り扱いにおいて特に重要である。最小限の曲げ半径は、異なるケーブル・デザインによって変化する。すなわち、光ファイバは、応力、特に曲げに影響される。曲げにより応力が加えられるときに、コアの外部部分の光は、ファイバのコアにおいてもはや導かれない。そして、コアからクラッドに結合されて、ファイバの応力を加えられた部分のより高い損失を引き起こす。ファイバーコーティングおよびケーブルは、できるだけ多くの曲げ損失、しかしファイバ設計の性質のその一部、を防止するように設計される。曲げ損失は、ファイバの種類（例えば、シングルモードまたはマルチモード）、ファイバの設計（例えば、コアの直径および開口数）、伝送波長（例えば、より長い波長は応力により影響される）、およびケーブルの設計（例えば、耐炎性および／または粉砕抵抗）の関数である。光ファイバーケーブル曲げ半径の通常の推奨は、引っ張りの間の張力の下の最小曲げ半径がケーブルの直径の２０倍である。張力の下でないときに、最小の推奨される長期間曲げ半径は、ケーブル直径の１０倍である。機械的破壊の他に、光ファイバーケーブルの過剰な曲げは、マイクロベンディングおよびマクロベンディング損失を引き起こすことがありえる。マイクロベンディングは、ファイバの変形によって誘発される光の減衰を引き起こす一方、マクロベンディング損失は、インストールにおけるマンドレルまたはカマー（ｃｏｍｅｒ）の回りの曲げにおいて誘発される消失を意味する。

マイクロベンディングおよびマクロベンディング問題を回避するために、曲げに無感覚なファイバは、開発された。曲げに無感覚な（ＢＩ）光ファイバーケーブルは、環境を要求する際の従来の光ファイバーケーブルよりも大きな柔軟性を提供する。それは、データセンターまたは、きつい曲げおよび柔軟性が必要とされるいかなる空間的に拘束された領域においても、典型的に使用される。応力がそれらをクラッドへと正常に結合させられる
ときに、文字通り「反射する」弱い案内モードがコアへと戻る低い屈折率を有するファイバのコア周辺で、曲げに無感覚なファイバは、ガラスの層を追加してもよい。いくらかのファイバにおいて、溝または濠は、コアへと戻る失われた光を反射するために、ＢＩシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）およびＢＩマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）の両方においてコアを囲む。溝は、効果を最大にするために非常に慎重に設計された幾何学を有するコアを囲んでいる低い屈折率のガラスの環状リングである。曲げに無感覚なファイバは、パッチパネルにおいて明らかな利点を有する。それは、ケーブルがラック周辺できつく曲げられるところで曲げ損失を受けない。建物において、それは、高い損失を誘発することなく、天井または床の周辺で、およびドアまたは窓の周辺で、モールディングの内側にファイバを配置させる。それは、不注意なインストールによって生じる課題に対するガードでもある。

ＢＩ ＳＭＦのための多くの適用は、アパートのような建物インストールにおいて、または、それがインストールおよび使用を単純化するパッチコードのためにある。それによって、より小さく、より軽く、高度のファイバの製造がケーブルをカウントするので、ＢＩ ＳＭＦは、外側のプラントケーブルにおいても使われる。

多くの適用において、ＢＩファイバは使用された。ファイバは、粉砕荷重ならびに齧歯動物にさらされてもよい。起こる課題は、標準ファイバを保護するために用いる装甲が通常＜７５の曲げ半径および１２．５ｍｍのＯＤを有することである。きつい曲げ領域を有する適用で使用されるときに、装甲ケーブルは、その大きいＯＤのためにきついスペースに適合しなくて、および／または必要な曲げに合致しない。これらの場合、非装甲光ファイバーケーブルが使用される。これは、ケーブルが粉砕されるかまたは切断される可能性を開く。

開示された技術の主題は、より小さいＯＤを有する非常に可撓性の装甲を用いて、この課題を解決する。図１および図２に示すように、光ファイバーケーブルアセンブリ１は、外側ジャケット１０、外側牽引材料１２、ステンレス鋼装甲１４、内側ジャケット１６、内側補強材料１８および１つ以上の光ファイバ繊維２０を含む。

外側ジャケット１０は、ケーブル１がインストールされる環境に耐えるために選ばれるファイバ２０用の保護の最外側層である。外側ケーブルのために、外側ジャケット１０は、通常、水分および日光露出に抵抗する黒色ポリエチレン（ＰＥ）である。構内ケーブルのために、外側ジャケット１０は、ケーブル１（例えば、ＰＶＣ、ＬＳＺＨ、ＴＰＵ、ＥＴＦＥまたはＯＦＮＰ）の内部でファイバ２０を識別するために色分けされることができる難燃性ジャケットでもよい。ジャケット１０の厚みは、ほぼ０．２５ｍｍ～１．５ｍｍであることができる。そして、さまざまな色（例えば、黄色、橙色、水、いろ、青色など）がある。

外側ジャケット１０の下は、外側牽引材料１２である。外側牽引材料１２は、インストールの間、ケーブルを引くために必要な張力を吸収するアラミド繊維であることができる。アラミド繊維は、それらの強度の理由で使用され、事実、それらは引き伸ばされない。強く引かれる場合、アラミド繊維は、引き伸ばされなくて、張力がそれらの限界を上回るときに最終的に破損してよい。光ファイバーケーブルを引く適切な方法は、常に、牽引ロープ、ワイヤまたはテープを牽引材料に接続することである。短期間の応力のための最大張力は、ほぼ８００Ｎである。長期間の応力のための最大張力は、ほぼ６００Ｎである。

装甲１４は、非インターロック・ステンレス鋼管（例えばＳＵＳ ２０４）であることができる。非インターロック装甲を使用する利点は、曲げ半径が連結された鋼管の曲げ半径よりも実質的に小さいことである。それは、非常により軽くもあり、そして稼動するのもより容易である。装甲１４は、各螺旋形のリング間のギャップ２２を有する螺旋管であることができる。ギャップ２２は、０．０５ｍｍ～１ｍｍであることができる。螺旋管１４は、ほぼ１．５ｍｍ～５．５ｍｍのＯＤ、ほぼ０．２５ｍｍ～０．７５ｍｍの厚み、およびほぼ０．７５ｍｍ～５．２５ｍｍの内径を有する。装甲は、ほぼ≧１００ＫＧｆ／１００ｍｍの粉砕抵抗を有する。装甲１４は、増加した粉砕保護、より高い軸強度および耐食性を提供する。

下表は、さまざまな外装の例を示す。

内側ジャケット１６は、外側保護層１２および装甲１４を取り除かれた光ファイバーケーブル１のファイバ２０用の保護層である。内側ジャケット１６は、ケーブル１がインストールされる環境に耐えるために選ばれる。内側ジャケット１６は、ケーブル１（例えば、ＰＶＣ、ＬＳＺＨ、ＴＰＵ、ＥＴＦＥまたはＯＦＮＰ）の内部でファイバ２０を識別するために色分けされることができる難燃性ジャケットでもよい。ジャケット１６の厚みは、ほぼ０．２５ｍｍ～１．５ｍｍであることができる。そして、さまざまな色（例えば、黄色、橙色、水、いろ、青色など）がある。ほとんどの場合、内側ジャケット１６の色は、外側ジャケット１０のための色と同じである。

補強材料１８は、光ファイバ２０を少なくとも部分的に囲む。補強材料１８は、いかなる適切な材料でも形成されてよい。いくらかの実施形態によれば、補強材料１８は、アラミド繊維であることができる。他の適切な材料は、ガラス繊維またはポリエステルを含んでよい。補強材料１８は、インナーケーブルを引くために必要な張力を吸収することができて、そして緩衝材をファイバ２０用に提供することができるアラミド繊維であることができる。このように、光ファイバが伸びないかまたはケーブルの範囲内で結合しないことを確実にする。

光ファイバ２０は、２つの間の屈折率の違いに起因して全内部反射用に選択される、コアおよびクラッド層から成る。実用的なファイバにおいて、クラッドは、通常、アクリレート・ポリマーまたはポリイミドの層でコーティングされる。このコーティングは、ファイバを損傷から保護するが、その光導波プロパティに寄与しない。個々のコーティングされたファイバ（または、リボンまたは束に形成されたファイバ）は、それから、ケーブル心線を形成するためにそれら周辺で押し出される堅い樹脂緩衝層および／またはコアチューブを有する。標準ファイバは、ほぼ２５０ミクロンの主要な緩衝コーティングを有する。そして、ファイバ用により簡単な取り扱いおよび直接のターミネーションでさえ許容して、付加的な保護をファイバに提供するために、２５０ミクロンのコーティングされたファイバに直接適用される柔らかい保護コーティングのようなタイトな緩衝コーティングを追加することができる。

いくらかの実施において、光ファイバ２０は、６２．５／１２５μｍマルチモードファイバ、５０／１２５μｍ １０Ｇ ＯＭ３／ＯＭ４ファイバ、９／１２５μｍシングルモードＧ６５２．Ｄファイバ、８０／１２５μｍシングルモード曲げ無感覚ファイバまたは他の任意の適切なファイバであることができる。

この明細書が多くの特殊な実施の詳細を含むとはいえ、これらは、開示された技術の、または、請求されることができるがむしろ開示された技術の特定の実施に特有の特徴の説明としてありえることの範囲に対する制限として解釈されてはならない。別々の実施の文脈においてこの明細書に記載されている特定の特徴は、単一の実施の組合せにおいて実施することもできる。反対に、単一の実施の文脈において記載されているさまざまな特徴は、複数の実施において別々にまたは任意の適切な下位組合せにおいて実施することもできる。さらに、特徴が特定の組合せにおいて作用するとして上で記載されることができて、このように初めに請求されることさえできるにもかかわらず、請求された組合せからの１つ以上の特徴は、場合によっては組合せから削除されることができ、そして、請求された組合せは、下位組合せにまたは下位組合せのバリエーションに向けられることができる。

前述の詳細な説明は、あらゆる点で図示するが、拘束されないとして理解されるべきである。そして、本明細書において開示される開示された技術の範囲は、詳細な説明から決定されるべきでなく、むしろ、特許法によって許される完全な幅に従って解釈される請求項から決定されるべきである。本明細書において図と共に記載される実施は、開示された技術の原則を図示するだけであり、そして、さまざまな修正は、開示された技術の範囲および趣旨を逸脱しない範囲で実施することができることを理解すべきである。

Claims (7)

1. 各螺旋形のリングの間にギャップを有する螺旋管から形成される非インターロック装甲であって、前記ギャップは、光ファイバーケーブルアセンブリが直径の５倍以上の曲げ半径を有することを可能にし、前記非インターロック装甲が１．５ｍｍ～５．５ｍｍの外径、０．７５ｍｍ～５．２５ｍｍの内径、および５ｍｍの最小曲げ半径を有する、非インターロック装甲と、
   前記非インターロック装甲の外径よりもわずかに大きい内径を有する外側ジャケットと、
   前記外側ジャケットの下に、且つ前記非インターロック装甲の上に配置される牽引材料と、
   少なくとも１つの光ファイバ繊維と、
   を備える、光ファイバーケーブルアセンブリ。
2. 前記非インターロック装甲の内径よりもわずかに小さい外径を有する内側ジャケットと、
   前記内側ジャケットの下に前記少なくとも１つの光ファイバ繊維を囲んでいる補強材料と、を更に備える、請求項１に記載の光ファイバーケーブルアセンブリ。
3. 前記螺旋管はステンレス鋼である請求項２に記載の光ファイバーアセンブリ。
4. 少なくとも１つの光ファイバ繊維と、
   前記少なくとも１つの光ファイバ繊維に粉砕抵抗を提供する装甲であって、各螺旋形のリングの間にギャップを有する螺旋管である装甲と、を備え、
   前記ギャップは、光ファイバーケーブルアセンブリが直径の５倍以上の曲げ半径を有することを可能にし、前記装甲が１．５ｍｍ～５．５ｍｍの外径、０．７５ｍｍ～５．２５ｍｍの内径、および５ｍｍの最小曲げ半径を有する、光ファイバーケーブルアセンブリ。
5. 前記螺旋管がステンレス鋼である、請求項４に記載の光ファイバーアセンブリ。
6. 前記装甲の外径よりもわずかに大きい内径を有する外側ジャケットと、
   前記外側ジャケットの下に、且つ前記装甲の上に配置される牽引材料と、を更に備える、請求項５に記載の光ファイバーケーブルアセンブリ。
7. 前記装甲の内径よりもわずかに小さい外径を有する内側ジャケットと、
   前記内側ジャケットの下に前記少なくとも１つの光ファイバ繊維を囲んでいる補強材料と、を更に備える、請求項６に記載の光ファイバーケーブルアセンブリ。

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