JP7780968B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は、複数の光ファイバテープ心線が集合された光ファイバケーブルに関するものである。

１本の光ファイバケーブルにおける情報伝送量を増加するため、光ファイバケーブルに、例えば多数の光ファイバテープ心線を高密度に収納し、光ファイバの収納心数を増加させている。光ファイバケーブルへの収納心数が増加すると、光ファイバ心線を特定することが困難になるため、複数の光ファイバテープ心線を束ねて識別を容易にする方法が用いられている。このような、複数の光ファイバテープ心線が束ねられたものを光ファイバユニットと称する。使用時には、この光ファイバユニットから必要な光ファイバテープ心線が取り出されて分岐される。

このような光ファイバケーブルにおいては、通常、複数の光ファイバ心線が撚り合わされて光ファイバユニットが形成され、さらに光ファイバユニットが撚り合わせられて光ファイバケーブルが形成される。このように光ファイバ心線等を撚り合わせることで、光ファイバ心線の位置によるばらつきを抑制することができる。

この際、複数の光ファイバの撚り合わせ方向と、複数の光ファイバユニットの撚り合わせ方向とを異なる方向とした光ファイバケーブルがある（特許文献１）。

また、複数の光ファイバの撚り合わせ方向と、複数の光ファイバユニットの撚り合わせ方向とを同じ方向とした光ファイバケーブルがある（特許文献２）。

特開２０１９－１０９４００号公報 特開２０２１－１５７０６２号公報

特許文献１は、光ファイバユニットの撚り合わせ方向と、光ファイバユニットを構成する光ファイバの撚り合わせ方向とを異なるようにすることで、張力が付与された際に、光ファイバユニットが撚り戻ろうとする力と、光ファイバ心線が撚り戻ろうとする力とを打ち消すことを目的としたものである。

図６は、光ファイバユニット１０１における光ファイバ心線１０３の撚り合わせ（左図）と、光ファイバケーブル１００における光ファイバユニット１０１の撚り合わせ（右図）を示す概念図である。

図６の左図に示すように、光ファイバユニット１０１は、複数の光ファイバ心線１０３が撚り合わせられて形成される。図示した例では、光ファイバ心線１０３は時計回りに撚り合わせられる。一方、図６の右図に示すように、光ファイバケーブル１００のコアは、複数の光ファイバユニット１０１が撚り合わせられて形成される。図示した例では、光ファイバユニット１０１は反時計回りに撚り合わせられる。すなわち、光ファイバ心線１０３の撚り合わせ方向と光ファイバユニット１０１の撚り合わせ方向は逆である。この際、特許文献１によれば、光ファイバ心線１０３の撚りピッチと光ファイバユニット１０１の撚りピッチとを逆向きで略同一とすることで、張力が付与された際の撚り戻り力を互いに打ち消しあうことができる。なお、光ファイバ心線１０３及び光ファイバユニット１０１は、いずれも「撚り返しなし」で撚り合わせられるが、上述した条件によれば、ファイバ心線１０３を撚り合わせずに、光ファイバユニット１０１のみを「撚り返し有り」で撚り合わせた場合と略同様の形態となる。なお、撚り返しについては後述する。

しかし、光ファイバユニットの撚り合わせ方向と、光ファイバユニットを構成する光ファイバの撚り合わせ方向とが逆向きであるため、光ファイバユニットの内部における光ファイバ心線の撚りが打ち消され、光ファイバケーブル１００となった状態では、光ファイバユニット１０１内部における光ファイバ心線１０３は常に一定の位置（図中上方）に位置する。すなわち、ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する光ファイバユニット１０１内での光ファイバ心線１０３の撚りがなくなるか（撚りピッチ＝無限大）、又は、仮に光ファイバ心線１０３の撚りピッチと光ファイバユニット１０１の撚りピッチに多少のずれが生じた場合でも、光ファイバユニット１０１内での光ファイバ心線１０３の撚りピッチが極めて長周期となる。

この結果、製造した光ファイバケーブルを運搬するためにドラムに巻いた際や、敷設ルートの途中で光ファイバケーブルが曲げられた際に、光ファイバユニット１０１内におけるそれぞれの光ファイバ心線１０３同士の間で変形が均一化されずに、一部の光ファイバ心線１０３の歪みが過剰に大きくなる恐れがある。しかし、光ファイバ心線１０３の撚りピッチと光ファイバユニット１０１の撚りピッチを大きく変えてしまうと、張力が付与された際の撚り戻り力を互いに打ち消しあうという特許文献１の目的を達成できなくなる。

これに対し、特許文献２は、光ファイバユニットの撚り方向と、光ファイバユニットを構成する光ファイバの撚り方向とを同じ方向とすることで、光ファイバユニットを撚り合わせる際に、光ファイバ心線の撚りが緩和し、光ファイバ心線の撚りピッチが長周期となることを抑制することを目的としたものである。

特許文献２によれば、光ファイバユニットの撚り方向と、光ファイバユニットを構成する光ファイバの撚り方向とが同じ方向であるため、ケーブル化した際にも、光ファイバユニット内部における光ファイバ心線の撚りは打ち消されることはない。また、最終的にケーブル化された際の光ファイバ心線の撚りピッチは、光ファイバユニットを構成する光ファイバの撚りピッチよりもさらに短ピッチとなるが、伝送損失の増大を招かない範囲であれば、特に問題となることはなかった。

一方、特許文献２において、例えば光ファイバユニット同士の撚りピッチを長くすると、光ファイバユニット同士の撚りが均一に保たれずにばらけてしまうおそれがある。このため、光ファイバユニット同士を撚ったコアの上に、押巻きを縦添えした際に、その合わせ目から光ファイバユニットが飛び出すおそれがある。このため、伝送損失の増大の要因となりうる。

ここで、従来の光ファイバケーブルでは、ドラムへの巻き付け時や敷設における伝送損失の増加や破断等を考慮して、光ファイバ心線や光ファイバユニットの撚り合わせピッチが設定されていた。しかし、発明者らは、特に１０Ｇｂｐｓを超えるような光通信システムにおいては、偏波モード分散（ＰＭＤ）が光信号の劣化の主要な原因になりうることに着目した。ＰＭＤは、光ファイバ中を伝搬する光の直交する２つの偏波モード間の群遅延差である。このため、従来のように、損失増加のみに注目したのでは十分ではなく、ＰＭＤの上昇を抑える必要がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、偏波モード分散の上昇を抑制することが可能な光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

前述した目的を達するために第１の発明は、複数の光ファイバユニットが撚り返しなしで撚り合わせられて形成されるコアと、前記コアの外周に設けられる外被と、前記コアの外周に配置されたテンションメンバと、を具備し、前記光ファイバユニットは、複数の光ファイバ心線を撚り合わせて集合して形成され、複数の前記光ファイバ心線の撚り合わせ方向と、前記光ファイバユニットの撚り合わせ方向とが逆方向であり、前記光ファイバ心線の撚りピッチをＰ_１とし、前記光ファイバユニットの撚りピッチをＰ_２とした際に、ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する前記光ファイバユニット内での前記光ファイバ心線の撚りピッチＰ＝１／（｜（１／Ｐ_１－１／Ｐ_２）｜）が８３３ｍｍ～１６００ｍｍであることを特徴とする光ファイバケーブルである。

また、第２の発明は、複数の光ファイバユニットが撚り返しなしで撚り合わせられて形成されるコアと、前記コアの外周に設けられる外被と、前記コアの外周に配置されたテンションメンバと、を具備し、前記光ファイバユニットは、複数の光ファイバ心線を撚り合わせずに集合して形成され、ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する前記光ファイバユニット内での前記光ファイバ心線の撚りピッチＰが８５０ｍｍ～１６００ｍｍであることを特徴とする光ファイバケーブルである。

第１の発明及び第２の発明において、ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する前記光ファイバユニット内での前記光ファイバ心線の撚りピッチＰが１０００ｍｍ～１４００ｍｍであることが望ましい。

また、第１の発明及び第２の発明において、前記光ファイバ心線は、複数の光ファイバが長手方向に対して間欠的に接着された間欠接着型光ファイバテープ心線であり、前記光ファイバユニットにおいて、前記光ファイバ心線の少なくとも一部の非接着部で、隣り合う前記光ファイバが並列方向に対して折り曲げられていてもよい。

第１、第２の発明によれば、光ファイバ心線の撚り合わせ方向と、光ファイバユニットの撚り合わせ方向とが同一方向ではなく、かつ、ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する光ファイバユニット内での光ファイバ心線の撚りピッチを所定の範囲とすることで、光ファイバケーブルを曲げた際の損失増加を抑制することができるとともに、側圧増加に伴うＰＭＤの上昇を抑制することができる。

また、光ファイバ心線が、間欠接着型光ファイバテープ心線であれば、より効率よく光ファイバケーブルを曲げた際の損失増加を抑制することができるとともに、側圧増加に伴うＰＭＤの上昇を抑制することができる。

本発明によれば、偏波モード分散の上昇を抑制することが可能な光ファイバケーブルを提供することができる。

光ファイバケーブル１を示す断面図。 光ファイバテープ心線３を示す図。 光ファイバテープ心線３を撚り合わせる工程を示す図。 （ａ）は撚り返しなしで光ファイバユニットの撚り合わせ方法を示す図、（ｂ）は撚り返しありで光ファイバユニットの撚り合わせ方法を示す図。 光ファイバユニット５を撚り合わせる工程を示す図。 従来の光ファイバ心線１０３の撚り合わせと、光ファイバユニット１０１の撚り合わせの状態を示す概念図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、光ファイバケーブル１を示す断面図である。光ファイバケーブル１は、スロットを用いないスロットレス型ケーブルであり、コア４、押さえ巻き７、テンションメンバ９、引き裂き紐１１、外被１３等から構成される。

コア４は、複数の光ファイバユニット５が撚り返しなしで撚り合わせられて形成される。撚り返しについては後述する。また、光ファイバユニット５は、例えば間欠接着型の複数の光ファイバテープ心線３を撚り合わせて集合して形成される。

図２は、間欠接着型の光ファイバテープ心線３を示す斜視図である。光ファイバテープ心線３は、複数の光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが並列され、互いに接着されて形成される。なお、光ファイバテープ心線３を構成する光ファイバの本数は、図示した例には限られない。また、光ファイバ心線としては、必ずしも間欠接着型光ファイバテープ心線でなくてもよい。

図２に示すように、本実施形態では、それぞれ隣り合う光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ同士が、光ファイバテープ心線３の長手方向に所定の間隔をあけて間欠的に接着部６で接着される。また、幅方向に隣り合う接着部６同士は、光ファイバテープ心線３の長手方向に対してずれて配置されることが望ましい。例えば、互いに隣り合う接着部６が、光ファイバテープ心線３の長手方向に半ピッチずれて形成されることが望ましい。なお、接着部６の長さおよびピッチは図示した例には限られない。

このように、接着部６を光ファイバテープ心線３の長手方向に対して間欠的に配置することで、非接着部においては、隣り合う光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ同士を、光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの並列方向に対して、容易に折り畳む（折り曲げる）ことができる。

図１に示すように、複数の光ファイバユニット５の外周には、押さえ巻き７が設けられる。押さえ巻き７は、テープ状の部材や不織布等であり、例えば縦添え巻きによって複数の光ファイバユニット５の外周を一括して覆うように配置される。すなわち、押さえ巻き７の長手方向が光ファイバケーブル１の軸方向と略一致し、押さえ巻き７の幅方向が光ファイバケーブル１の周方向となるように複数の光ファイバユニット５の外周に縦添え巻きされる。なお、押さえ巻き７は必ずしも必須ではなく、また、押さえ巻き７を含めてコア４と呼ぶ場合がある。

コア４の外周には、外被１３が設けられる。外被１３は、光ファイバケーブル１を被覆して保護するための層である。光ファイバケーブル１の長手方向に垂直な断面において、外被１３の内部には、コア４を挟んで対向する位置に一対のテンションメンバ９が設けられる。また、テンションメンバ９の対向方向と略直交する方向に、コア４を挟んで対向するように引き裂き紐１１が設けられる。テンションメンバ９および引き裂き紐１１は、外被１３に埋設される。

次に、光ファイバテープ心線３の撚り合わせについて説明する。図３は、光ファイバユニット５を構成する光ファイバテープ心線３が撚り合わせられる際の、各光ファイバテープ心線３の向きを示した断面概念図である。なお、以下の説明では、簡単のため、光ファイバユニット５が、４本の光ファイバテープ心線３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ（光ファイバテープ心線３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを合わせて、光ファイバテープ心線３と称する場合がある）からなる例について説明する。

図３の最上段は、光ファイバテープ心線３の撚りの中心Ｚ（黒丸部）の周囲に、光ファイバテープ心線３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが所定の向きに配置された状態である（以下、状態Ｓ１とする）。また、それぞれの光ファイバテープ心線３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにおいて、一方の端部の光ファイバをそれぞれＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１とする。

なお、状態Ｓ１において、図示した例では、全ての光ファイバテープ心線３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、互いに平行に配置され、かつ、全て同一の方向に向けて配置されているが、このような配置である必要はない。例えば、すべてが互いに異なる向きで配置されてもよい。

また、全ての光ファイバテープ心線３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、各光ファイバが一直線上に配列されているが、このような配置である必要はない。例えば、それぞれの光ファイバテープ心線３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはそれぞれ屈曲していてもよい。この場合、前述した様に、隣り合う光ファイバ同士が間欠的に接着された光ファイバテープ心線３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄであれば、自由な形状に屈曲することができる。

例えば、図３の状態Ｓ１において、光ファイバテープ心線３ａ、３ｃのように、全幅が広くなる部位では、光ファイバテープ心線３ａ、３ｃが折れ曲がることで、各光ファイバを撚りの中心Ｚに近づけることができ、安定した配置とすることができる。なお、以下の図では、簡単のため、光ファイバテープ心線３の折り曲りについては考慮せず、一直線上に配置されるものとして示す。

図３において、状態Ｓ１から、光ファイバテープ心線３を撚り合わせる方法としては、大きく２つの方法が考えられる。一方は、状態Ｓ２（図中左側であって矢印Ｅ）、状態Ｓ３（矢印Ｆ）の工程で撚り合わせる方法であり、他方は、状態Ｓ４（図中右側であって矢印Ｇ）、状態Ｓ５（矢印Ｈ）の工程で撚り合わせる方法である。前者は、いわゆる「撚り返しなし」の撚り合わせであり、後者はいわゆる「撚り返しあり」の撚り合わせである。

まず、光ファイバテープ心線３を、撚り返しなしで撚り合わせる場合を詳細に説明する。状態Ｓ２（矢印Ｅ）は、状態Ｓ１から光ファイバテープ心線３を、撚りの中心Ｚに対して時計回り方向に４５°撚り合わせた状態を示し、状態Ｓ３（矢印Ｆ）は、状態Ｓ２から光ファイバテープ心線３を、撚りの中心Ｚに対してさらに時計回り方向に４５°撚り合わせた状態を示す。

状態Ｓ２においては、それぞれの光ファイバテープ心線３の撚りの中心Ｚに対する周方向の配置が、４５°移動し（図中矢印Ｑ）、この際、それぞれの光ファイバテープ心線３の向きが変化する。すなわち、光ファイバテープ心線３の向きも、配置の移動とともに４５°回転する。例えば、光ファイバテープ心線３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのそれぞれのＡ１、Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１の向きが、状態Ｓ１からＳ２で４５°回転する。

同様に、状態Ｓ３においては、それぞれの光ファイバテープ心線３の撚りの中心Ｚに対する周方向の配置が、状態Ｓ２からさらに４５°移動するが（図中矢印Ｑ）、それぞれの光ファイバテープ心線３の向きも同様に変化する。すなわち、光ファイバテープ心線３は、状態Ｓ１～Ｓ３まで、９０°の角度で撚り合わせられるが、撚りの中心Ｚに対して、光ファイバテープ心線３の全体が回転する。

次に、光ファイバテープ心線３を、撚り返しありで撚り合わせる場合を詳細に説明する。状態Ｓ４（矢印Ｇ）は、状態Ｓ１から光ファイバテープ心線３を、撚りの中心Ｚに対して時計回り方向に４５°撚り合わせた状態を示し、状態Ｓ５（矢印Ｈ）は、状態Ｓ４から光ファイバテープ心線３を、撚りの中心Ｚに対してさらに時計回り方向に４５°撚り合わせた状態を示す。

状態Ｓ４においては、それぞれの光ファイバテープ心線３の撚りの中心Ｚに対する周方向の配置が、４５°移動するが（図中矢印Ｐ）、この際、それぞれの光ファイバテープ心線３の向きは変化しない。すなわち、光ファイバテープ心線３は、それぞれ略一定の方向に向いた状態で、撚りの中心Ｚに対する周方向の配置だけが変化する。例えば、光ファイバテープ心線３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのそれぞれのＡ１、Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１の向きが、状態Ｓ１からＳ４で変化しない（図ではすべて左側を向く）。

同様に、状態Ｓ５においては、それぞれの光ファイバテープ心線３の撚りの中心Ｚに対する周方向の配置が、状態Ｓ４からさらに４５°移動するが（図中矢印Ｐ）、それぞれの光ファイバテープ心線３の向きは変化しない。すなわち、光ファイバテープ心線３は、状態Ｓ１、Ｓ４、Ｓ５の工程で、９０°の角度で撚り合わせられるが、それぞれ略一定の方向に向いた状態で、撚りの中心Ｚに対する周方向の配置だけが変化する。

次に、撚り返し有無のそれぞれの光ファイバユニット５の製造方法について説明する。図４（ａ）は、撚り返しなしで光ファイバテープ心線３を撚り合わせる方法を示す図である。図の中心は、撚り合わせの中心Ｚであり、撚り合わせられた光ファイバユニット５が紙面に垂直に流れるものとする。なお、バンドル材などの図示は省略する。

複数の光ファイバテープ心線３が巻き取られたボビン１５が、光ファイバテープ心線の撚りの中心Ｚに対して周方向に所定間隔で配置される（図中Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４）。それぞれのボビン１５からは、光ファイバテープ心線３が撚りの中心Ｚへ供給されるとともに（図中Ｙ）、それぞれのボビン１５は、撚りの中心Ｚの周囲を移動する（図中Ｘ）。例えば、Ｕ１の位置のボビン１５が、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４の位置に順次移動する。このため、それぞれのボビン１５から供給された光ファイバテープ心線３が撚り合わせられる。

この方法では、撚りの中心Ｚに対する位置によって、ボビン１５の向きが異なる。具体的には、ボビン１５は、常に撚りの中心Ｚに向くように回転しながら、それぞれのボビン１５が撚りの中心Ｚの周囲を移動する。逆に、中心Ｚから見ると、それぞれの位置においてボビン１５は回転せずに常に一定の向きで中心Ｚの周囲を回転する。このため、撚り返しなしで光ファイバテープ心線３が撚り合わせられる。

一方、図４（ｂ）は、撚り返しありで光ファイバテープ心線３を撚り合わせる方法を示す図である。

複数の光ファイバテープ心線３が巻き取られたボビン１５が、光ファイバテープ心線の撚りの中心Ｚに対して周方向に所定間隔で配置され（図中Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）、それぞれのボビン１５からは、光ファイバテープ心線３が撚りの中心Ｚへ供給されるとともに（図中Ｗ）、それぞれのボビン１５は、撚りの中心Ｚの周囲を移動する（図中Ｖ）点は、図４（ａ）と同様である。例えば、Ｔ１の位置のボビン１５が、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の位置に順次移動する。

本方法では、撚りの中心Ｚに対するいずれの位置においても、それぞれのボビン１５が略一定の方向に向いた状態で、それぞれのボビン１５が撚りの中心Ｚの周囲を移動する。すなわち、ボビン１５の向きは変わらずに、ボビン１５を撚りの中心Ｚの外周を周方向に移動させる。逆に、中心Ｚから見ると、ボビン１５は、中心Ｚの周囲を回転（公転）しながら、この回転（公転）方向とは逆方向に回転（自転）しているようになる。このようにすることで、撚り返しありで光ファイバテープ心線３を撚り合わせることができる。

光ファイバテープ心線３を撚り返しありで撚り合わせることで、光ファイバテープ心線３の撚り戻りを抑制することができる。すなわち、撚り返しありの場合には、光ファイバテープ心線３を撚りあわせて光ファイバユニット５を形成した際に、光ファイバテープ心線３の撚りが戻りにくく、取り扱いが容易である。

一方、このように撚り返しありで撚り合わせるためには、撚り返しなしで撚り合わせる装置に対して、公転に加えて自転の制御が必要となるため、特殊な装置が必要となる。このため、製造性を考慮して、撚り返しなしで光ファイバテープ心線３を撚り合わせれば、前述したような撚り返しを設けるための特殊な撚り合わせ装置が不要であるため、製造コストを低減することができる。

次に、このようにして製造された光ファイバユニット５を撚り合わせる方法について説明する。本発明では、複数の光ファイバテープ心線３の撚り合わせ方向と光ファイバユニット５の撚り合わせ方向は逆方向とする。光ファイバテープ心線３の撚り合わせ方向と光ファイバユニット５の撚り合わせ方向とを同一方向とすると、光ファイバユニット５を撚り合わせる際に、内部の光ファイバテープ心線３の撚り合わせピッチが短くなる。

図５は、図３と同様に、光ファイバユニット５が撚り合わせられる際の、各光ファイバユニット５の向きを示した断面概念図である。なお、以下の説明では、簡単のため、４組の光ファイバユニット５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ（光ファイバユニット５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを合わせて、光ファイバユニット５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと称する場合がある）を撚り合わせる例について説明する。また、内部の光ファイバ心線の撚り合わせはないものとして図示する。

図５の最上段は、光ファイバユニット５の撚りの中心Ｚの周囲に、光ファイバユニット５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが所定の向きに配置された状態である（以下、状態Ｓ１１とする）。また、それぞれの光ファイバユニット５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄにおいて、一方の端部の光ファイバテープ心線をそれぞれＡ１１，Ｂ１１，Ｃ１１，Ｄ１１とする。

まず、光ファイバユニット５を、撚り返しなしで撚り合わせる方法について説明する。状態Ｓ２２（矢印Ｉ）は、状態Ｓ１１から光ファイバユニット５を、撚りの中心Ｚに対して反時計回りに４５°撚り合わせた状態を示し、状態Ｓ３３（矢印Ｊ）は、状態Ｓ２２から光ファイバユニット５を、撚りの中心Ｚに対してさらに反時計回りに４５°撚り合わせた状態を示す。

状態Ｓ２２、状態Ｓ３３においては、それぞれの光ファイバユニット５の撚りの中心Ｚに対する周方向の配置が、４５°ずつ移動し（図中矢印Ｎ）、この際、それぞれの光ファイバユニット５の向きが変化する。すなわち、光ファイバユニット５の向きも、配置の移動とともに４５°ずつ回転する。例えば、光ファイバユニット５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄのそれぞれのＡ１１、Ｂ１１，Ｃ１１，Ｄ１１の向きが、状態Ｓ１１～Ｓ３３で４５°ずつ回転する。すなわち、光ファイバユニット５は、状態Ｓ１１～Ｓ３３まで、９０°の角度で撚り合わせられるが、撚りの中心Ｚに対して、光ファイバユニット５の全体が回転する。

次に、光ファイバユニット５を、撚り返しありで撚り合わせる方法について説明する。前述と同様に、状態Ｓ４４（矢印Ｋ）は、状態Ｓ１１から光ファイバユニット５を、撚りの中心Ｚに対して反時計回りに４５°撚り合わせた状態を示し、状態Ｓ５５（矢印Ｌ）は、状態Ｓ４４から光ファイバユニット５を、撚りの中心Ｚに対してさらに反時計回りに４５°撚り合わせた状態を示す。

状態Ｓ４４、状態Ｓ５５においては、それぞれの光ファイバユニット５の撚りの中心Ｚに対する周方向の配置が、４５°ずつ移動するが（図中矢印Ｍ）、この際、それぞれの光ファイバユニット５の向きは変化しない。すなわち、光ファイバユニット５は、それぞれ略一定の方向に向いた状態で、撚りの中心Ｚに対する周方向の配置だけが変化する。例えば、光ファイバユニット５のそれぞれのＡ１１、Ｂ１１，Ｃ１１，Ｄ１１の向きが、状態Ｓ１１、Ｓ４４、Ｓ５５で変化しない。すなわち、光ファイバユニット５は、状態Ｓ１１、Ｓ４４、Ｓ５５まで、９０°の角度で撚り合わせられるが、それぞれ略一定の方向に向いた状態で、撚りの中心Ｚに対する周方向の配置だけが変化する。

光ファイバユニット５も光ファイバテープ心線３と同様に、撚り返しありで撚り合わせた方が、撚り合わせた後も撚り戻りを低減することができる。しかし、本発明では、撚り返しなしで光ファイバユニット５を撚り合わせることが望ましい。前述したように、撚り返しありで撚り合わせるためには、特殊な装置が必要であるためである。また、光ファイバユニット５は、撚り合わせる本数が多くなる場合が多いため、撚り返しありで撚り合わせようとすると、装置が大型化するなど製造コストが増大する恐れがある。

ここで、光ファイバテープ心線３と光ファイバユニット５とを互いに逆方向に撚り合わせた際に、光ファイバテープ心線３の撚りピッチをＰ_１とし、光ファイバユニット５の撚りピッチをＰ_２とすると、ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する光ファイバユニット５内での光ファイバテープ心線３の撚りピッチＰは、
Ｐ＝１／（｜（１／Ｐ_１－１／Ｐ_２）｜） （式１）
で表される。本発明では、ケーブル化された状態における光ファイバユニット５内での光ファイバテープ心線３の撚りピッチＰは、８３３ｍｍ～１６００ｍｍであることが望ましく、さらに望ましくは、撚りピッチＰは１０００ｍｍ～１４００ｍｍであることが望ましい。

ケーブル化された状態における光ファイバユニット５内での光ファイバテープ心線３の撚りピッチＰが小さすぎると光ファイバテープ心線３の側圧が大きくなる傾向がある。ここで、発明者らは、光ファイバテープ心線３の側圧が大きくなると、伝送損失の増大への影響は小さい程度であっても、ＰＭＤの上昇の要因となることを見出した。すなわち、ケーブル化された状態における光ファイバユニット５内での光ファイバテープ心線３の撚りピッチＰが小さくなると、ＰＭＤが上昇する要因となる。一方、ケーブル化された状態における光ファイバユニット５内での光ファイバテープ心線３の撚りピッチＰが大きすぎると、特にヒートサイクル時の損失が増加する。

なお、複数の光ファイバテープ心線３の撚り合わせピッチは、５００ｍｍ以上であることが望ましい。また、光ファイバテープ心線３の撚り合わせピッチは、上限は特になく、撚り合わせなし（すなわち光ファイバテープ心線３の撚りピッチＰ_１＝無限大）であってもよい。このように、光ファイバユニット５が、複数の光ファイバテープ心線３を撚り合わせずに集合して形成される場合でも、ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する光ファイバユニット５内での光ファイバテープ心線３の撚りピッチＰは８３３ｍｍ～１６００ｍｍであることが望ましい。すなわち、この場合には、Ｐ＝Ｐ_２となり、光ファイバユニット５の撚りピッチをＰ_２を８３３ｍｍ～１６００ｍｍとすればよい。

なお、複数の光ファイバテープ心線３を撚り合わせる際には、撚り合わせピッチＰ_１は、複数の光ファイバユニット５の撚り合わせピッチＰ_２よりも短いことが望ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、光ファイバテープ心線３と光ファイバユニット５とを逆方向に撚り合わせることで、光ファイバテープ心線３の撚りピッチを過剰に短くすることなく、ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する光ファイバユニット５内での光ファイバテープ心線３の撚りピッチＰを適切に設定することができる。また、光ファイバユニット５が撚り返しなしで撚り合わせられるため、光ファイバユニット５の撚り合わせの際に、撚り返しを行うための装置が不要であるとともに、光ファイバユニット５の撚り合わせ時の光ファイバテープ心線３の撚りの緩和をより確実に抑制することができる。

この際、ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する光ファイバユニット５内での光ファイバテープ心線３の撚りピッチＰを所定の範囲とすることで、ＰＭＤの上昇を抑えつつ伝送損失の増大を抑制することができる。

複数の光ファイバケーブルを作成し、損失増加等について評価した。光ファイバケーブルは、概ね図１に示す構造とした。まず、直径２５０ｕｍのＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５７．Ａ１準拠の光ファイバ８本を間欠的に接着し、間欠接着型の８心の光ファイバテープ心線を作成した。この光ファイバテープ心線を１０本集合して、２ｍｍ幅のプラスチックテープを巻付けた８０心の光ファイバユニットと、５本の光ファイバテープ心線を集合して、２ｍｍ幅のプラスチックテープを巻付けた４０心の光ファイバユニットを構成した。

８０心の光ファイバユニット１２本と、４０心の光ファイバユニット１本をサプライし、撚り返しなしで撚り合わせた上で、吸水性不織布を縦添えし、フォーミング治具で丸めた上に、ナイロン製の押え糸を巻付け、１０００心のコアを作成した。

こうして作成したコアと、φ１．６ｍｍの鋼線を使用したテンションメンバと、外被を切裂く切裂き紐を外被材にて円筒状にシースし、光ファイバケーブルを作成した。なお、外被材はＬＬＤＰＥとした。

光ファイバテープ心線の撚りの有無及び撚りピッチ、光ファイバユニットの撚り方向及び撚りピッチを振って、各種試作品を作成し、各種特性を確認した。結果を表１、表２に示す。

表中の「テープ心線撚り方向」、「テープ心線撚りピッチ」は、光ファイバテープ心線の撚り方向、撚りピッチであり、「ユニット撚り方向」、「ユニット撚りピッチ」は、光ファイバユニットの撚り方向、撚りピッチである。なお、撚り方向の右と左は相対的な向きを示し、「テープ心線撚り方向」が「右」で、「ユニット撚り方向」が「左」とは、互いに逆方向に撚り合わせたものである。なお、光ファイバテープ心線も光ファイバユニットも撚り返しなしで撚り合わせた。また、「テープ心線撚り方向」が「なし」とは、撚り合わせずに集合したものである。

表中の「ケーブル状態でのテープ心線撚り方向」と「ケーブル状態でのテープ心線撚りピッチ」は、ケーブル状態での光ファイバユニット内における光ファイバ心線の周方向位置の変化の方向とピッチを表し、ケーブル状態でのテープ心線撚りピッチＰは、式１で算出される（但し、テープ心線の撚り合わせがない場合は、Ｐ_１＝無限大とする）。

ＰＭＤは、１ｋｍのケーブルを胴径１４００ｍｍのドラムに巻いた状態で、ジョーンズマトリックス法にて測定した。測定値の最大値が０．１５（ｐｓ／√ｋｍ）以上であったものを「×」、０．１０（ｐｓ／√ｋｍ）以上０．１５ｐｓ／√ｋｍ未満であったものを「○」、０．１０（ｐｓ／√ｋｍ）未満であったものを「◎」とした。

ヒートサイクル時の損失増加は、１ｋｍのケーブルを胴径１４００ｍｍのドラムに巻いた状態で恒温槽内に設置し、恒温槽の温度を－３０℃～７０℃の間で変化させ、ＯＴＤＲにて１５５０ｎｍの波長で測定し、差分を測定した。測定値の最大値が０．１５（ｄＢ／ｋｍ）以上であったものを「×」、０．１０（ｄＢ／ｋｍ）以上０．１５（ｄＢ／ｋｍ）未満であったものを「○」、０．１０（ｄＢ／ｋｍ）未満であったものを「◎」とした。

結果より、光ファイバユニット内のテープ心線の撚りピッチを８３３ｍｍ～１６００ｍｍとすることで、ヒートサイクルでの損失変動を押さえつつ、ＰＭＤの低減も図れた。特に、光ファイバユニット内のテープ心線の撚りピッチを１０００ｍｍ～１４００ｍｍにすることで、その効果はさらに高まった。この際、ユニット内のテープ心線の撚り方向とユニット同士を撚る方向を逆にすることで、それぞれの撚りピッチをそれぞれ適切に設定しながら、ユニット内のテープ心線の撚りピッチを所望の値に調整することもでき、ユニット同士を撚る際に、撚りが均一に保たれやすくなり、撚りピッチの設計自由度もあがる。

一方、比較例１、比較例３は、光ファイバユニット内のテープ心線の撚りピッチが小さいためＰＭＤが「×」となった。また、比較例２、比較例４は、光ファイバユニット内のテープ心線の撚りピッチが大きいため、ヒートサイクルでの損失増加が「×」となった。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、スロットレス側の光ファイバケーブルであれば、図１に示す断面形状でなくてもよい。

１………光ファイバケーブル
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ………光ファイバ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ………光ファイバテープ心線
４………コア
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ………光ファイバユニット
６………接着部
７………押さえ巻き
９………テンションメンバ
１１………引き裂き紐
１３………外被
１５………ボビン
１００………光ファイバケーブル
１０１………光ファイバユニット
１０３………光ファイバテープ心線

Claims (4)

1. 複数の光ファイバユニットが撚り返しなしで撚り合わせられて形成されるコアと、
   前記コアの外周に設けられる外被と、
   前記コアの外周に配置されたテンションメンバと、
   を具備し、
   前記光ファイバユニットは、複数の光ファイバ心線を撚り合わせて集合して形成され、
   複数の前記光ファイバ心線の撚り合わせ方向と、前記光ファイバユニットの撚り合わせ方向とが逆方向であり、
   前記光ファイバ心線の撚りピッチをＰ_１とし、前記光ファイバユニットの撚りピッチをＰ_２とした際に、
   ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する前記光ファイバユニット内での前記光ファイバ心線の撚りピッチＰ＝１／（｜（１／Ｐ_１－１／Ｐ_２）｜）が８３３ｍｍ～１６００ｍｍであることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 複数の光ファイバユニットが撚り返しなしで撚り合わせられて形成されるコアと、
   前記コアの外周に設けられる外被と、
   前記コアの外周に配置されたテンションメンバと、
   を具備し、
   前記光ファイバユニットは、複数の光ファイバ心線を撚り合わせずに集合して形成され、
   ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する前記光ファイバユニット内での前記光ファイバ心線の撚りピッチＰが８５０ｍｍ～１６００ｍｍであることを特徴とする光ファイバケーブル。
3. ケーブル化された状態におけるケーブルの軸方向に対する前記光ファイバユニット内での前記光ファイバ心線の撚りピッチＰが１０００ｍｍ～１４００ｍｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバケーブル。
4. 前記光ファイバ心線は、複数の光ファイバが長手方向に対して間欠的に接着された間欠接着型光ファイバテープ心線であり、前記光ファイバユニットにおいて、少なくとも一部の前記光ファイバ心線の非接着部で、隣り合う前記光ファイバが並列方向に対して折り曲げられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ファイバケーブル。