JPH0262506A - 海底光ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ファイバを信号の伝達媒体として使用する海
底光ケーブルに関する。

〔従来の技術〕

海底光ケーブルは多量の情報を遠距離に経済的に伝送す
ることが可能なため、国内回線および国際回線に広く利
用されようとしている。その場合、従来の光ファイバは
、光ファイバの強度劣化を示すパラメータであるｎ値（
亀裂速度指数）は空気中では２０程度であるのに対し、
水中ではｎ値が１０程度と低くなり強度劣化してしまう
ため、海底ケーブルのように２０年程度の長期に亘って
の信頼性が必要な場合には、光ファイバを透湿のない金
属製耐圧管内に収納し、水分から隔離する必要があった
。また、ケーブル中に海水が侵入すると、金属製耐圧管
内で水素が発生して光ファイバの伝送損失が大幅に増加
するため、耐圧管内の間隙に樹脂を充填して走水防止構
造とする必要があった。第５図はこのような海底光ケー
ブルの従来例を示す断面図で、中心鋼線１の周囲に外径
０．２ｕ〜０．４　ｍの光ファイバ心線２を最大１２心
集合して、これらをウレタン系紫外線硬化樹脂３でモー
ルドすることにより外径２ｍｍから３ｍの光ユニット４
を形成する。光ユニット４は海水圧およびケーブル製造
時に作用する側圧から守るため、Ａｔ製の突合せ成形耐
圧管５内に挿入され、また該耐圧管５の外周には抗張力
体としての鋼線６を配設し、さらＫその外側に透湿を防
止するためＡｔ製の溶接耐圧管１を設け、この耐圧管７
の外周面をポリエチレンからなる外被８によって被覆し
ている。鋼線６間の隙間や光ユニット４と突合せ成形耐
圧管５との間の隙間にはケーブル内の走水を防止するた
めウレタン等の樹脂からなる走水防止材９が充填されて
いる。

この他にも諸外国で異表る構造の海底光←プルが考案さ
れているが、いずれの海底光ケーブルでも、耐圧管５に
収納された１本の光ユニット４をケーブルの中心に配置
した構成を採用している点で共通しておシ、光ファイバ
心線数は最大でも１２心である。

一方、第６図は陸上で用いられている従来の光ファイバ
ケーブルの断面図で、図中１０は抗張力体としての中心
支持体、１１は中心に前記中心支持体１０が埋設された
樹脂製のスロット、１２は光ファイバ心線（図示せず）
を横一列に集合したテープ型心線で、このテープ型心線
１２は前記スロット１１の局面に設けた溝１３に収納さ
れ、かつ樹脂もしくは吸水テープ等からなる走水防止材
９によって保護されている。１５は吸水テープからなる
押え巻、１６は内面にアルミニウムをラミネートしたポ
リエチレンからなるＬａｐ外被である。

この場合、テーブル型心線１２をスロット１１の溝１３
に収納することにより、ケーブル外径は１２目程度と細
径であるにも拘わらず、溝１３の数により数１０心以上
の多心構造を実現し得る。このため、陸上光ケーブルと
海底光ケーブルを接続する場合には、−本の陸上光ケー
ブルに対し、高価々海底光ケーブルを複数本接続する必
要が生じ、経費節約の観点から多心海底光ケーブルの出
現が望まれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の海底光ケーブルのように、ケーブル中心
に配置された唯一の光ユニット４で数１０心の光ファイ
バ心線２を収納しようとすると、多数の光ファイバ心線
の集合を行える超大型集合機が必要となるばかシでなく
、光ファイバ心線２の職別および分離が困難になるとい
う欠点が生じる。

また、高価にしてかつ脆弱な光ファイバ心線２を多数−
度に集合して全長数十ｉに及ぶ長尺の光ユニット４を製
造することは、製造自体のリスクが大きい。一方、陸上
光ケーブルのように複数のテープ型心線１２をスロット
１１の溝１３に収納した構造（以下スロット型ケーブル
と呼ぶ）を海底ケーブルに用いた場合、スロット１１の
周囲に耐圧管を設け、かつ溝１３に樹脂からなる走水防
止材９を充填しても、耐圧管内の走水を完全に防止する
ことは困難なため、水素による伝達損失の増加や光ファ
イバ心線の強度劣化を防止することは難しい。ちなみに
１水圧８００気圧におけるケーブル内走水を１月に１ｋ
１１以下にするＫは、ケーブル内の走水パスを等測的に
直径１０μｍの管路以下にする必要があるが、スロット
型ケーブルでは上下に重なシ合ったテープ型心線１２の
間隙に走水防止材９を完全に充填することが困難なため
、完全な走水防止は困難である。このような理由から未
だ多心の海底光ケーブルは実現されていない。

したがって、本発明は上述したような問題点を解決し、
従来の海底光ケーブルと同様に低損失、高帯域といった
光７アイパの特性を損なうことなく多心化することがで
き・、また敷設船による布設が可能なだけの機械的強度
を有し、高水圧が作用する海底下という過酷な環境下で
長期の使用に耐え、しかも水素による伝達損失の増加や
水分による光ファイバ心線の機械的強度劣化の恐れがな
い、といった数々の要求条件を清足し得る海底光ケーブ
ルを提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために１中心に抗張力部材
が埋設され周囲に溝を有するスロットを具備し、前記溝
内に石英系光ファイバの表面に珪素や炭素を含む薄膜を
被覆した光ファイバ心線からなるテープ型心線を収納配
置すると共に該テープ型心線を走水防止材で保護し、前
記スロットの周囲をアルミニウムをラミネートした樹脂
製外被で被覆し、かつその外側に防喰鉄線を配設したも
のである。

〔作用〕

本発明において、珪素や炭素を含む薄膜は、石英系光フ
ァイバを気密シールし、亀裂速度指数ｎを水中下でも１
００以上と大きくする。防喰鉄線はケーブルに所要の機
械的強度を与える。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る海底光ケーブルの一実施例を示す
断面図である。図中第５図および第６図と同一構成部品
１部分に対しては同一符号を以て示す。スロット１１の
中心には直径１ｆｌの鋼線を７本撚シしてなる中心支持
体１０が抗張力体として埋設される一方、周囲に設けた
＄ｔ１３には光ファイバ心線２１を複数本横一列に集合
してなるテープ型心線１２が収納配置され、このテープ
型心線１２をウレタンやシリコンもしくは石油系等の樹
脂からなる走水防止材９によってモールドしている。こ
の場合、走水防止材９としては樹脂に限らず、吸水テー
プを用いてもよい。前記光ファイバ心線２１は石英系光
ファイバからなシ、その表面がＣＶＤ法を用いて珪素や
炭素を含む薄膜２０によって被覆されることによシ気密
シールされている。薄膜２０の形成については、特開昭
５８−１８４１０３号公報およびルウ（Ｋ、　Ｅ、　Ｌ
Ｕ）　、ブレースマン（Ｇ、　８．　Ｇム舊・ｍａｎ！
ｌ）　ｌファ／テペスタイン（Ｒ，Ｖ、　Ｖａｎｄｅｖ
ｏｅａｔｉｎｅ　）　、カール（Ｇ、ｋａｒ）らによる
「ハーメチックコート光ファイバの最近の開発Ｊ　（Ｌ
ＥＥＦＪ、Ｊｏｕｒｎａｔｏｆ　Ｌｌｇｈｔｗａｖｅ　
Ｔｅｃｈｎｏｔｏｇｙ　ｒ　Ｖｏｗ、　６　＋　Ｆｈ２
．２４０〜２４４頁、Ｆｅｂ、１９８８）に詳述されて
いるので、ここではその詳細な説明を省略するが、この
ような気密シールされた光ファイバ心線２１によればｎ
値が水中下でも１００以上と大きく、従って疲労による
強度劣化が殆んど無く、かつ水素雰囲気中でも伝送損失
が増加するととのない高性能な光ファイバを得ることが
できるものである。以下、このような耐疲労性および耐
水素性を有する光７アイパ心線２１をハーメチックコー
ト７アイパと呼ぶ。

なお、薄膜２０の厚みは数１０ＯＡとされる。スロット
１１はポリエチレン族で、外径１０（ｈ＋π、溝幅１．
６欝貫、溝深さ３闘、溝ピッチ４００ｍｎｏハーメチッ
クコートファイバ２１は外径０．１２５ｎ＋被覆外径０
．２５ｔＩＩｏテープ型心線１２は４心構造で、幅１．
１鰭、高さ０．４１１１である。

前記スロット１１の周囲には吸水テープからなる押え巻
１５が配設され、さらにその外側を、内面にアルミニウ
ムをラミネートしたポリエチレンからなる厚さ２ｍ冨、
仕上がシ径１５ｍのＬａｐ外被１６によって保護し、ま
た該Ｌａｐ外被１６の外側に外装鉄線２２を配設してい
る。外装鉄線２１は、鉄線外径６詣で表面がプラスチッ
ク等の樹脂２３で被覆される（被覆外径６．６ｍ）こと
によ、シ耐腐食性を有する鉄線（防喰鉄線）を撚シピッ
チ４００　ｔｎで例えば１０本撚シしたものである。

このような構成から々る海底光ケーブル４０の外径は３
０顛で、空中重畳２．４　ｋｌｉｌ／ｍ　、ケーブル水
中重量１．９１’ｇ／ｍ　、ケーブル破断張力２８ｔで
あった。

第２図にアモルファスカーボンを被覆したハーメチック
コートファイバ２１と、被覆しない石英系光ファイバを
水素分圧１０気圧、６５℃の環境に長期間保持した後の
波長１．２４μｍにおける損失変化の一例を示す。この
図は、１から２μｍの波長範囲において最も水素による
伝送損失の増加の大きい波長１．２４μｍにおいても、
ハーメチックコートファイバ２１の損失は１００日にわ
たって変化せず、また未被覆石英系光ファイバによる損
失に比べて著しく少ないことを示している。このような
特性を有するハーメチックコートファイバ２１を用いれ
ば、光ファイバを水分および水素から保護する必要がな
く、単に側圧から保護するだけで海底光ケーブル４０を
実現できる。したがって、従来の海底光ケーブルでは必
要不可欠とされていた金属製耐圧管が不要となる。同様
に、従来は完全な走水防止が困難なために海底光ケーブ
ルでは実現されていなかったテープ型心線１２を用いた
スロット型ケーブル構造を採用することが可能となシ、
陸上光ケーブルと同等の本数をもつ多心海底光ケーブル
４０を実現できる。また、従来の海底光ケーブルと異な
シ、完全な走水防止構造を採る必要がないため、スロッ
ト１１の溝１３の間隙部に樹脂からなる走水防止材１４
を完全に充填しなくてもよい。この結果、従来の海底光
ケーブルで問題となっていた樹脂充填の不完全性に伴う
光ファイバのマイクロベント損失増加を回避でき、低損
失な海底光ケーブル４０を実現し得るものである。

第３図は海底光ケーブル４０の伸び特性を示す図である
。同図から明らかなように１０ｔの張力が作用したとき
の伸び歪（Ｃ）は０．５％以下である。多心ケーブルの
適用水深である水深１０００　ｍからの引き揚げ時に作
用する張力をケーブル水中重量の２．５倍と仮定すると
、図中の点線が示す通シ、このときの伸び歪（＃）は０
．２２％である。光ファイバの耐疲労性はｎ値で与えら
れる。ハーメチックコートファイバ２１のｎ値を１００
と仮定して第３図のケーブル伸び特性から所要プルーフ
値を求めると約０，５％となる。これは、従来の浅海用
海底光ケーブルでは１係のプルーフ値が必要であったの
に比べて大幅なプルーフ値の低減を意味する。

第４図はＬａｐ外被１６に水圧が作用した時に、スロッ
ト溝部のＬＡＰ外被が落ち込むために生じる伸び歪を示
す図である。長期間水圧が作用すると、ポリエチレンが
クリープ現象を示し、Ｌａｐ外被１６が溝１３内に落ち
込んで中のテープ型心線１２を圧迫する恐れがある。ク
リープ現象を防止するにはアルミニウムに生じる伸び歪
を弾性変形限度である０、１％以内にする必要がある。

第４図よシ水深２００　ｍ　Ｋ相当する水圧２００気圧
が作用しても、厚さ０．１　ｗｉｔのアルミニウムテー
プを施せば、充分にクリープを防止でき、スロット構造
で光ファイバを水圧から保護できることがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る海底光ケーブルによれ
ば、光ファイバ心線を珪素や炭素の薄膜で気密シールす
る構成を採用しているので、光ファイバの強度劣化を示
すパラメータであるｎ値を大きくすることができ、その
ため疲労による強度劣化が少なく、マた水素雰囲気中で
も伝送損失が少なく、従来実現できなかったテープ型心
線を用いたスロット型ケーブル構造による多心の海底光
ケーブルを、従来よシも簡便な構成で実用性および信頼
性を損なうことなく経済的に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はハー
メチックコートファイバと未被覆石英ファイバの耐水素
性を示す図、第３図は海底光ファイバの伸び特性を示す
図、第４図はＬａｐ外被の水圧による伸び歪特性を示す
図、第５図は従来の海底光ケーブルの断面図、第６図は
従来のスロット型ケーブルの断面図である。 ５・・・・突合せ成形耐圧管、６・・・・鋼線、７・・
・・溶接耐圧管、８・拳・・外被、９・・・・走水防止
材、１０・・・・中心支持体、１１・・・・スロット、
１２・・φ・テープ型心線、１３・φ・置溝、１６・命
・・Ｌａｐ外被、２０・・・・薄膜、２１・・・・光フ
ァイバ心線、２２・・・・外装鉄線。 特許出願人　日本電信電話株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心に抗張力部材が埋設され周囲に溝を有するスロット
   を具備し、前記溝内に石英系光ファイバの表面に珪素や
   炭素を含む薄膜を被覆した光ファイバ心線からなるテー
   プ型心線を収納配置すると共に該テープ型心線を走水防
   止材で保護し、前記スロットの周囲をアルミニウムをラ
   ミネートした樹脂製外被で被覆し、かつその外側に防喰
   鉄線を配設したことを特徴とする海底光ケーブル。