JPH06102443A - 光ファイバケーブルおよび光ファイバケーブルコア - Google Patents

光ファイバケーブルおよび光ファイバケーブルコア

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JPH06102443A
JPH06102443A JP5093908A JP9390893A JPH06102443A JP H06102443 A JPH06102443 A JP H06102443A JP 5093908 A JP5093908 A JP 5093908A JP 9390893 A JP9390893 A JP 9390893A JP H06102443 A JPH06102443 A JP H06102443A
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optical fiber
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cable
core
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JP5093908A
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Tek-Che Chu
チュ テック―チェ
Kenneth M Kroupa
マーティン クローパ ケニス
Jr Clyde J Lever
ジェファーソン レヴァー クライド
Parbhubhai D Patel
ディー．パテル パーブバイ
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American Telephone and Telegraph Co Inc
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    • G02B6/44384—Means specially adapted for strengthening or protecting the cables the means comprising water blocking or hydrophobic materials

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバとコア部材の強固な結合を含むと
ともに、光ファイバに容易にアクセスできる光ファイバ
ケーブルを実現する。 【構成】 光ファイバケーブルは、外面に開く溝を有す
る長手方向に延びたコア部材と、溝内に配置された少な
くとも１つの光ファイバと、力がケーブルに加えられた
場合に光ファイバとコア部材の間の相対的移動をほぼ阻
止するために光ファイバをコア部材に十分結合する手段
と、コア部材の周りに配置されたシース手段とからな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溝付きコア部材に結合
された光ファイバを有する水中光ファイバケーブルに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の海底光ファイバケーブルの構造の
１つに、強結合として分類されるものがある。このケー
ブルでは、光ファイバは、プラスチック材料を通じてキ
ングワイヤに強固に結合され、それによって、他のケー
ブル要素とほぼ等しい歪みを受ける。そのため、製造お
よび設置中にケーブルに軸方向に加えられた負荷が取り
除かれるときに、ケーブル長に沿ってファイバが一様に
回復するという利点を有する。
【０００３】一方、もう１つの構造として、スロットコ
アケーブルがある。このケーブルでは、中心に位置する
コア部材がプラスチック材料からなり、複数の光ファイ
バ収納溝を有し、各溝はコア部材の外面に開口する。ス
ロットコアケーブルは、光ファイバとコア部材の間の弱
い結合によって特徴づけられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】強結合ケーブルでは、
個々の光ファイバにアクセスすることがやや困難であ
る。さらに、ケーブル製造中にコアに側方から加えられ
る圧縮力が、ファイバが埋め込まれているプラスチック
材料を通して光ファイバにかかる。
【０００５】一方、スロットコアケーブルでは、光ファ
イバへのアクセスは容易であり、側方から加えられる圧
縮力から溝内の光ファイバを分離するが、ケーブルにか
かった負荷が取り除かれる際にケーブルが一様に回復し
ないため、マイクロベンディングを生じることがある。
【０００６】このように、従来技術は、水中環境に十分
適した光ファイバケーブルを実現していない。好ましい
ケーブルは、光ファイバとコア部材の強固な結合を含む
とともに、光ファイバに容易にアクセスできなければな
らない。求められるケーブルは、安価に製造され、強固
であり、複数の光ファイバを収容し、伝送損失が低くな
ければならない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】以上の問題点は、本発明
の光ファイバケーブルによって解決される。本発明の光
ファイバケーブルは、外面に開く溝を有する長手方向に
延びたコア部材と、溝内に配置された少なくとも１つの
光ファイバと、力がケーブルに加えられた場合に光ファ
イバとコア部材の間の相対的移動をほぼ阻止するために
光ファイバをコア部材に十分結合する手段と、コア部材
の周りに配置されたシース手段とからなる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細
に説明する。
【０００９】図１は光ファイバケーブル２０を示す。図
示されているように、ケーブル２０はコア２２と外装系
２４を有する。
【００１０】ケーブル２０は理想的には水中で使用され
る。従って、このケーブルはその利点により、従来のケ
ーブルの代わりに使用される。従来の代表的な水中ケー
ブルを図２に示す。図示されているように、従来のケー
ブル２５は中心に配置された、長手方向に延びる補強部
材２６からなるコアを有する。この補強部材はキングワ
イヤと呼ばれる。補強部材２６は例えば、銅張りスチー
ルのような導電性材料から形成することができる。補強
部材２６の周囲には、高曲げ弾性率を有するプラスチッ
ク材料２７が配設されている。
【００１１】このような材料は例えば、Ｈｙｔｒｅｌ
（登録商標）という商品名で市販されているようなプラ
スチック材料である。それぞれガラスコア、クラッド層
および１層以上の被覆層からなる複数本の光ファイバ２
８，２８が層２７の周囲に螺旋状に離間されて配置され
ている。Ｈｙｔｒｅｌ（登録商標）プラスチック材料か
らなる追加層２９を光ファイバ２８，２８の周囲に配置
し、光ファイバをＨｙｔｒｅｌ（登録商標）プラスチッ
ク材料内に埋入させる。ナイロンプラスチック材料層３
０からなる外装系が第２のＨｙｔｒｅｌ（登録商標）プ
ラスチック材料層の周囲に配置されている。
【００１２】図２の従来のケーブルのナイロン層３０の
周囲には補強部材系が配置されている。この補強部材系
は複数本の撚スチールワイヤ３１，３１から構成されて
いる。複数本の撚スチールワイヤ３１，３１はコアの周
囲の重複層内に捲回されている。ケーブルのＤＣ路を完
成させるために、銅またはアルミニウム製の非孔質導電
性シールド３３をワイヤ３１，３１の外層上に形成させ
る。ケーブルに沿って所定の間隔で配置された光中継所
（図示されていない）に電力を供給するための効率的な
ＤＣ導電路の形成に加えて、シールド３３は光ファイバ
用の極めて効果的な防湿層としても機能する。
【００１３】シールド３３はワイヤ３１，３１に対して
積極的な締付け作用も果たす。シールド３３上にはプラ
スチックジャケット３５が形成されている。このような
従来技術のケーブルは米国特許第４，１５６，１０４号
公報に開示されている。シールド３３の外面にはジャケ
ット３５を接合させるための接着剤が塗布されている。
ワイヤ間の隙間およびワイヤの内層とコアの間には遮水
材３７が配置されている。
【００１４】図１のケーブル２０のコア２２を図３に詳
細に示す。コア２２は長手方向に延びる、中心に配置さ
れた導電性の補強部材３２およびコア部材３４を有す
る。コア部材３４はコアの長手軸に対して垂直な面内で
円形の断面を有する。補強部材３２は例えば、ステンレ
ススチールのような金属材料から形成されており、コア
部材３４は例えば、ポリブチレンテレフタレートまたは
ポリプロピレンのようなプラスチック材料から形成され
ている。別法として、中心部に配置された補強部材３２
は例えば、アラミド糸のような繊維材料から形成した
り、あるいは、銅をクラッド層とするスチールワイヤか
ら形成することもできる。コア部材は金属製であっても
よい。
【００１５】図３に示されるように、長手方向に延びる
コア部材３４は複数個の溝３６，３６を有する。各溝は
コア部材の半径方向に形成されている。更に、各溝は、
コア部材の外方向に向かう面から僅かに内方向へ向かう
傾斜面が側壁に存在するように形成することができる。
すなわち、各溝を画成する側壁はコア部材の中心に向か
って僅かにずれている。このような構成を採用するの
は、溝内の光ファイバのコア部材に対する機械的連結力
を高めるためである。側壁は平行にすることもできる
し、あるいは、長手軸に向かって集中させたり、また
は、不整形に成形することもできる。
【００１６】少なくとも１本の光ファイバ２８が少なく
とも１個の溝３６，３６内に配置される。図３では、各
溝３６，３６は、溝内に収容される光ファイバの外径よ
りも大きな幅を有する。言うまでもなく、溝内に収容さ
れる光ファイバは塗膜を１層以上有するので、“光ファ
イバの外径”とは、コアおよびクラッド層の他、光ファ
イバに塗布される塗膜も含めた外径という意味で使用さ
れている。図３では、各溝内に２本の光ファイバが配置
されている。２本の光ファイバは半径線に沿って配置さ
れている。各溝３６の深さは溝内に収容される光ファイ
バの外径の２倍よりも大きい。更に、溝３６，３６は撚
られていないコア部材の長さに沿って直線状である。溝
はコア部材に沿って螺旋状または往復的に設けることも
できる。
【００１７】各溝３６内に配置される光ファイバはコア
部材と緊密に連結される。この緊密な連結は各溝３６内
にマトリックス材料３８を配置することにより行われ
る。マトリックス材料３８は、例えば、米国特許第４，
９００，１２６号公報に開示されたような紫外線硬化プ
ラスチック材料からなる。
【００１８】マトリックス材料３８は光ファイバと共に
現場形成光ファイバリボンを形成することができる。一
般的に、若干のマトリックス材料は隣接する光ファイバ
間に配置されるようになる。また、図３に示されるよう
に、各溝内のマトリックス材料の外面は凹状を呈する。
このような形状によれば、各溝内のマトリックス材料は
周囲の外装系による応力を逃がすことができる。
【００１９】各溝は光ファイバの寸法の幅および深さよ
りも大きな幅および深さを有する。これは各溝内のマト
リックス材料により調整される。例えば、図３では、各
溝の外径は約０．０１０インチであり、溝の深さは約
０．０３０インチである。
【００２０】溝内に光ファイバを保持するのに紫外線硬
化材料を使用することは様々な利点がある。このような
材料は熱硬化性材料であり、この熱硬化性材料はプラス
チックジャケットの塗布中のような別のケーブル加工過
程で歪まない。また、ＵＶマトリックス材料は付随する
溝に寸法が合致する光ファイバリボンを形成するのに効
果的である。更に、ＵＶ硬化マトリックス材料の使用に
より、各溝内の光ファイバに簡単にアクセスすることが
できる。
【００２１】図３に示されたコア部材３４は単なる一例
である。図４に示されるように、ケーブルは別のコア部
材４４を有する。このコア部材４４は、中心に配置され
た補強部材４６と４個の溝４８，４８を有する。この溝
４８，４８は前の溝に対して９０°に配置された連続的
な溝を有する。また、各溝はコア部材４４の外面と中心
配置補強部材の外面との間の間隔のかなりの部分に及ん
でいる。各溝内には３本の光ファイバが配置されてい
る。
【００２２】図５では、コア部材５０は３個の溝５２，
５２を有する。各溝は３本の光ファイバを収容すること
ができる。図６では、コア部材５４は複数個の半径方向
に配置された溝５６，５６を有する。各溝は３本の光フ
ァイバを収容することができる。図７では、コア部材５
８は３個の溝５７，５７を有する。この溝は中心に配置
された補強部材５９に向かって延びており、４本の光フ
ァイバを収容することができる。
【００２３】図８では、４個の溝６２，６２を有するコ
ア部材６０が図示されている。各溝は３本の光ファイバ
を収容することができる。溝内の光ファイバの中心を通
過する各溝の長手軸はコア部材の円形横断面の弦と平行
である。更に、各円周と連続的な溝は先の溝に対して垂
直である。
【００２４】図９は図８に示されたコア部材６０の変形
例である。コア部材６６は複数個の溝を有し、各溝は断
面の弦状ラインに沿って配置されている。各溝の各内端
はコア部材の半径に沿って配置され、コア部材の長手方
向中心軸に向かって配置された各溝の側壁は、中心に配
置された補強部材と同心であるが直径が若干大きな円に
対する接線と平行である。更に、図９の各溝は４本の光
ファイバを収容する。
【００２５】コア部材は、各溝の深さが１層以上の塗膜
層を有する１本の光ファイバに適合するように構成する
こともできる。図１０に示されるように、コア部材７０
は複数個の溝７２，７２を有することもできる。この各
溝内には２本の光ファイバが収容される。コア部材の半
径方向の測定された各溝７２の深さは塗布光ファイバの
外径よりも大きい。コア部材７０はプラスチック材料製
であり、中心に配置された長手方向に延びる補強部材７
４の周囲に配置される。
【００２６】図１１では、コア部材７６は３個の溝７
８，７８を有する。各溝は塗布光ファイバの外径よりも
大きい半径方向深さを有する。コア部材７６の各溝７８
は横向きに４本の光ファイバを保持することができる。
【００２７】図１２では、コア部材８０は１個の溝８２
を有する。この溝内には、それぞれ４本の光ファイバを
有する列が３列配置されている。溝８２は、その幅が光
ファイバの外径の４倍よりも大きく、コア部材の半径方
向に計測されたその深さは光ファイバの外径の３倍より
も大きい。コア部材８０は中心に配置された補強部材８
４も有する。図１３では、溝を１個有し、この溝内に
は、１列に３本の光ファイバを有する列が４列配置され
ている。
【００２８】図１４のコア部材９０は、中心に配置され
た補強部材９２を有する。複数個の溝９４，９４が、各
軸が半径方向に向かうように、補強部材内に形成されて
いる。各溝９４は１本の光ファイバと紫外線硬化プラス
チック材料の一部分に適合するように形成されている。
【００２９】図１に戻る。図１の外装系２４は長手方向
に延びる複数本の補強部材１０１，１０１（スチールワ
イヤまたはストランド）を有する。この補強部材はコア
２２の周囲の内層内に配列されている。内層内の補強部
材１０１，１０１の周囲には、複数本のスチール製補強
部材１０５，１０５（例えば、スチールワイヤまたはス
トランド）からなる層１０３が配置されている。ワイヤ
１０５，１０５からなる隣接層の間に補強部材１０７が
挿間されている。この補強部材１０７はスチールワイヤ
またはストランドである。
【００３０】ケーブル２０はコア部材に外装系を連結さ
せる手段も有する。適当な遮水材料が補強部材１０１，
１０１とコア部材３６の間および補強部材１０１，１０
１，１０５，１０５および１０７，１０７と、補強部材
１０１，１０１とコア部材３６のまわりに配置されてい
る。
【００３１】銅シールド１１は補強部材を包装する。銅
シールド１１０は長手方向に延びる継目を有するよう
に、補強部材の周囲に形成される。銅シールド１１０の
隣接する長手方向部分は一緒に溶接される。銅シールド
１１０の周囲には、接着剤およびプラスチックジャケッ
ト１１２が配置される。プラスチックジャケットは中密
度ポリエチレン製であり、銅シールドに接着される。
【００３２】従来のケーブルの場合と同様に、銅シール
ドは幾つかの機能を有する。銅シールドは適当な導電性
を付与し、気密シールを形成する。また、銅シールドは
補強部材とコア部材のパッケージを一緒に保持するのに
役立つ。
【００３３】本発明のケーブルに外力が加えられたと
き、ファイバとコア部材との間の大幅な相対運動を阻止
するのに十分な、光ファイバとコア部材との間の結合力
をもたらす本発明のケーブルは、光ファイバへのアクセ
スも改善する。コア部材が露出された後、溝内のファイ
バに比較的容易にアクセスできるようになる。従来のケ
ーブルでは、ファイバはマトリックス材料でコア部材内
に埋め込まれていた。更に、コア部材の溝内のファイバ
は加工過程でケーブルに加えられる圧縮力から保護され
ている。
【００３４】１本の光ファイバがコア部材の溝内に単独
で、あるいは、多数纏めて配置されるが、本発明では、
米国特許第４，９００，１２６号公報に開示されたよう
な光ファイバリボンを１個または全ての溝内に配置させ
たようなケーブルおよびコア部材も実施可能である。
【００３５】コア部材内の全ての溝は、必ずしも溝内に
光ファイバを有する必要はない。例えば、ケーブル製造
者は半径方向に配置された６個の溝を有する特別なコア
部材を標準とし、特定の注文に応じて、例えば、これら
の溝のうち３個の溝にだけ光ファイバを配置させること
もできる。このような場合、マトリックス材料は未使用
の溝内に配置されるように構成することもできるし、あ
るいは、コア部材を補強し、コア部材内の応力を均等に
するためにファイバが配置された溝内に配置されるよう
に構成することもできる。
【００３６】言うまでもなく、ケーブル製造者は図５に
示されるような３個の溝を有するコア部材のようなコア
部材構造を最適化させることもできる。別法として、伝
送ファイバが配置されていない溝内、または実際に配置
することのできる本数よりも少ない本数の光ファイバし
か配置されていない溝内に安価なファイバ充填材を配置
させることもできる。このような溝を充満させるのに追
加のマトリックス材料を使用する際のコストに比べて、
安価な充填材を使用するとコストが大幅に軽減される。
【００３７】光ファイバを識別するために、着色コード
を施すことができる。これは光ファイバ自体に着色コー
ドを施すことにより実施できる。別法として、各溝内の
マトリックス材料を選択的に着色するか、または、各溝
内のマトリックス材料の頂部に着色キャップを施すこと
もできる。溝内のファイバをコア部材に結合させるため
に各溝内に配置された硬化マトリックス材料は比較的低
弾性率の材料と、溝の外側をキャップするのに使用され
た着色部を有する比較的少量の高弾性率材料とからな
る。
【００３８】別法として、各溝の内面上の着色剤のベッ
ドをマトリックス材料に接着させ、光ファイバが各溝か
ら除去されるときに、マトリックス材料と共に除去する
こともできる。各溝内のマトリックス材料は機械的にマ
ーク付けするか、またはレーザ光によりマーク付けする
こともできる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バケーブルは水中環境下で使用するのに最適であり、光
ファイバとコア部材とが強固に結合されているが、光フ
ァイバへのアクセスは極めて容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバケーブルの断面図である。
【図２】従来の光ファイバケーブルの断面図である。
【図３】本発明の光ファイバケーブル内に含まれるコア
の断面図である。
【図４】半径方向に配置された溝を有するコアの断面図
である。
【図５】半径方向に配置された溝を有するコアの断面図
である。
【図６】半径方向に配置された溝を有するコアの断面図
である。
【図７】半径方向に配置された溝を有するコアの断面図
である。
【図８】半径方向に配置されたもの以外の溝を有するコ
アの断面図である。
【図９】半径方向に配置されたもの以外の溝を有するコ
アの断面図である。
【図１０】１本の光ファイバだけが半径方向に配置され
ている溝を有するコアの断面図である。
【図１１】１本の光ファイバだけが半径方向に配置され
ている溝を有するコアの断面図である。
【図１２】各溝内に配置された複数本の光ファイバを有
する１個の溝がコア内に形成されているコアの断面図で
ある。
【図１３】各溝内に配置された複数本の光ファイバを有
する１個の溝がコア内に形成されているコアの断面図で
ある。
【図１４】溝内に１本のファイバが配置されている、複
数個の溝を有するコアの断面図である。
【符号の説明】
２０ ケーブル ２２ コア ２４ 外装系 ２５ 従来の水中ケーブル ２６ 補強部材 ２７ プラスチック材料層 ２８ 光ファイバ ２９ プラスチック材料追加層 ３０ ナイロンプラスチック材料層 ３１ スチールワイヤ ３３ シールド ３５ プラスチックジャケット ３２ 補強部材 ３４ コア部材 ３６ 溝 ３８ マトリックス材料 ４４ コア部材 ４６ 補強部材 ４８ 溝 ５０ コア部材 ５２ 溝 ５４ コア部材 ５６ 溝 ５７ 溝 ５８ コア部材 ５９ 補強部材 ６０ コア部材 ６２ 溝 ６６ コア部材 ７０ コア部材 ７２ 溝 ７４ 補強部材 ７６ コア部材 ７８ 溝 ８０ コア部材 ８２ 溝 ８４ 補強部材 ８６ コア部材 ９０ コア部材 ９２ 補強部材 ９４ 溝 １０１ 補強部材 １０３ 補強部材層 １０５ スチール製補強部材 １０７ 補強部材 １０８ 遮水材 １１０ 銅シールド １１２ プラスチックジャケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケニス マーティン クローパ アメリカ合衆国 30075 ジョージア ロ スウェル、パイングローブ ポイントドラ イヴ 920 (72)発明者 クライド ジェファーソン レヴァー アメリカ合衆国 30518 ジョージア バ フォード、リバーサイドドライヴ 1235 (72)発明者 パーブバイ ディー．パテル アメリカ合衆国 30338 ジョージア ダ ンウッディー、バックライン クロッシン グ 5001

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外面に開く溝を有する長手方向に延びた
    コア部材と、 溝内に配置された少なくとも１つの光ファイバと、 力がケーブルに加えられた場合に光ファイバとコア部材
    の間の相対的移動をほぼ阻止するために、光ファイバを
    コア部材に十分結合する手段と、 コア部材の周りに配置されたシース手段とからなること
    を特徴とする光ファイバケーブル。
  2. 【請求項２】 前記結合手段が、前記溝内に配置され
    た、コア部材に対する移動に対して光ファイバを固着す
    る手段を有することを特徴とする請求項１の光ファイバ
    ケーブル。
  3. 【請求項３】 前記固着手段が硬化プラスチック材料か
    らなることを特徴とする請求項１の光ファイバケーブ
    ル。
  4. 【請求項４】 各溝内の硬化性プラスチック材料が、硬
    化後に、凹型の外側に面する表面を有することを特徴と
    する請求項３の光ファイバケーブル。
  5. 【請求項５】 各溝の側壁が、コア部材の長手軸に向か
    って内側に分かれることを特徴とする請求項１の光ファ
    イバケーブル。
  6. 【請求項６】 コア部材は複数の放射状溝を有し、その
    うちの少なくとも１つに、少なくとも１つの光ファイバ
    が配置されることを特徴とする請求項１の光ファイバケ
    ーブル。
  7. 【請求項７】 コア部材は複数の溝を有し、各溝はコア
    部材の横断面内に軸を有し、この軸はコア部材の外面と
    同心である円に接することを特徴とする請求項１の光フ
    ァイバケーブル。
  8. 【請求項８】 コア部材は複数の溝を有し、各溝内に少
    なくとも２つの光ファイバが配置され、コア部材の周囲
    に沿って測った各溝の幅が、光ファイバのうちの１つの
    直径より大きいことを特徴とする請求項１の光ファイバ
    ケーブル。
  9. 【請求項９】 コア部材は複数の溝を有し、各溝内には
    半径方向にｎ本の光ファイバが配置され、コア部材の半
    径方向に測った各溝の深さが、ｎと光ファイバの外径の
    積より大きいことを特徴とする請求項１の光ファイバケ
    ーブル。
  10. 【請求項１０】 外面に開く溝を有する長手方向に延び
    たコア部材と、 溝内に配置された光ファイバと、 力がケーブルに加えられた場合に光ファイバとコア部材
    の間の相対的移動をほぼ阻止するために、光ファイバを
    コア部材に十分結合する手段とからなることを特徴とす
    る光ファイバケーブルコア。
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