JPH06102444A - 光ファイバケーブルとそのコア - Google Patents

光ファイバケーブルとそのコア

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JPH06102444A
JPH06102444A JP5093910A JP9391093A JPH06102444A JP H06102444 A JPH06102444 A JP H06102444A JP 5093910 A JP5093910 A JP 5093910A JP 9391093 A JP9391093 A JP 9391093A JP H06102444 A JPH06102444 A JP H06102444A
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optical fiber
core member
groove
cable
grooves
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JP5093910A
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Tek-Che Chu
チュー テク−チェ
Kenneth M Kroupa
マーチン クローパ ケニス
Jr Clyde J Lever
ジェファーソン リヴァー クライド
Parbhubhai D Patel
ディー.パテル パーブバイ
Seymour Shapiro
シャピロ シイモア
Marsha S Stix
スパルディング スティックス マーシャ
Roger A Willby
アラン ウィルビー ロジャー
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AT&T Corp
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American Telephone and Telegraph Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケーブルの外部から光ファイバへのアクセス
が容易で、かつ、ケーブルに外部からの力が加わった場
合でも内部の光ファイバの性能の劣化を引き起こすこと
のない光ファイバケーブルを提供する。 【構成】 光ファイバケーブル20は、コア部材34、
光ファイバ28、結合手段38、およびシース手段24
を有する。コア部材34は、金属製であり、外周面に開
口する溝36を有する。少なくとも一本の光ファイバ2
8が、コア部材34の溝36内に配置される。結合手段
38は、ケーブル20に外力が加わった場合に、光ファ
イバ28とコア部材34との間の相対的な移動を阻止す
るようにして、光ファイバ28をコア部材34に結合す
る。シース手段24は、コア部材34の周囲に配置さ
れ、銅の導電率よりも実質的に低い導電率を有する材料
を含む金属製シールド110を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバケーブルに
関し、特に、海底などの水中用として使用される光ファ
イバケーブルのコア構造の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバケーブルの劣化は、ケーブル
に加わる応力と湿度によって生じる。このような従来の
光ファイバケーブルとして、水中ケーブルの一例を図2
に示す。この水中ケーブル25はコアを有し、このコア
は、中央に配置されて軸方向に伸びる補強部材26を有
する。この補強部材26は、例えば、銅クラッドスチー
ルのような導電性材料製である。水中ケーブル25の周
囲には、柔軟性材料のプラスチック材料層27が配置さ
れている。このプラスチック材料としては、例えば、
「Hytrelプラスチック材料」という商品名で市販
されている材料が使用できる。プラスチック材料層27
の周囲には、グラス状のコアとクラッドとコーティング
材料層を有する複数の光ファイバ28〜28が配置され
ている。光ファイバ28〜28の周囲には補助プラスチ
ック材料層29が配置され、光ファイバが補助プラスチ
ック材料層29内に埋め込まれるように構成されてい
る。補助プラスチック材料層29の周囲には、ナイロン
プラスチック材料層30を含むシースシステムが配置さ
れている。
【0003】さらに、図2のナイロンプラスチック材料
層30の周囲には、補強部材システムが配置されてい
る。この補強部材システムは複数のスチールワイヤ31
〜31から形成され、このスチールワイヤ31〜31は
コアの周囲に複数の層を形成するように配置されてい
る。スチールワイヤ31〜31の外層の周囲には、ケー
ブルのDCパスを形成するために、銅またはアルミ製の
シールド33が配置されている。このシールド33は、
ケーブルに沿って所定間隔で配置される図示していない
光再生器を起動するDC通路を形成するとともに、光フ
ァイバ用の高効率湿気バリアとして機能する。このシー
ルド33はまた、スチールワイヤ31〜31を締め付け
るように機能する。シールド33の上にはプラスチック
ジャケット35が形成される。この場合、シールド33
の外周表面は、接着剤によってプラスチックジャケット
35の内周表面に接着される。さらに、ワイヤの間及び
ワイヤの内部層とコアとの間には、防水材料37が配置
されて、ワイヤとコアとが結合される。このような従来
のケーブルは、米国特許4,156,104号公報に開
示されている。しかしながら、このような構成の光ファ
イバケーブルは、外から光ファイバにアクセスすること
が難しいという欠点がある。
【0004】これに対し、ケーブルの外から光ファイバ
に容易にアクセスするために、例えば、米国特許第4,
548,664号公報においては、コアの外周面に複数
の溝を設け、その中に複数の光ファイバを配置し、粘性
のある充填材をその間に配置し、コアと光ファイバ間で
相対的な移動が可能な構成が提案されている。また、米
国特許第4,422,889号公報においては、コアの
外周面に設けた複数の溝に、ケーブルの動作温度で粘性
を有する材料を充填し、その中に複数の光ファイバを配
置する技術が開示されている。しかしながら、これらの
技術の光ファイバケーブルは、前述の米国特許第4,1
56,104号に開示された構成とは異なり、光ファイ
バとコアとの間がルーズに結合されている。このよう
に、光ファイバとコアとがルーズに結合されていると、
光ファイバケーブルに力が加わり、それが除去された際
に、内部の光ファイバに過度の波動が生じ、マイクロベ
ンディングと称される損失が発生する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ケー
ブルの外部から光ファイバに容易にアクセス可能で、か
つ、ケーブルに外部からの力が加わった場合でも内部の
光ファイバの性能の劣化を引き起こすことのない光ファ
イバケーブルを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバケー
ブルは、コア部材、光ファイバ、結合手段、およびシー
ス手段を有する。コア部材は、金属製であり、外周面に
開口する溝を有し、ケーブルの軸方向に伸びるように形
成される。そして、少なくとも一本の光ファイバが、コ
ア部材の溝内に配置される。結合手段は、ケーブルに外
力が加わった場合に、光ファイバとコア部材との間の相
対的な移動を実質的に阻止するようにして、光ファイバ
をコア部材に実質的に結合する。シース手段は、コア部
材の周囲に配置され、銅の導電率よりも実質的に低い導
電率を有する材料を含む金属製シールドを有する。
【0007】
【実施例】図1は、本発明を、海底ケーブルなどの水中
ケーブル用の光ファイバケーブルに適用した一実施例を
示す断面図である。この図1に示すように、光ファイバ
ケーブル20は、コア22とシースシステム24とを有
する。図1の光ファイバケーブル20のコア22は、図
3に詳細に示されている。このコア22は、軸方向に伸
びる中央コア部材34を有し、その横断面は円形状であ
る。この中央コア部材34は、金属材料製であり、好ま
しくは銅製である。
【0008】図3において、中央コア部材34は複数の
溝36〜36を有し、それらは中央コア部材34の半径
方向に形成されている。さらに、各溝36は平行な側壁
を有している。あるいはまた、各溝36は、側壁が若干
テーパ状となるように、すなわち、各溝を形成する側壁
が中央コア部材34の中心方向に向かって若干広がるか
あるいは狭まるようにして形成されている。
【0009】溝36〜36の少なくとも一つには光ファ
イバ28が配置される。図3に示す実施例において、各
溝36〜36は、その中に収納される光ファイバ28の
外径よりも大きな幅を有する。この溝の中に収納される
光ファイバ28はコーティング材料層を有し、光ファイ
バ28の外径とは、そのコーティング材料層の外径を意
味する。図3の実施例において、各溝内には、2本の光
ファイバ28が半径に沿って配置される。溝36の深さ
は、その中に収納される光ファイバの直径の2倍以上と
されている。また、この溝36〜36は、コア部材の長
さ方向に沿って直線状に形成されている。他の実施例に
おいて、この溝36〜36は、コア部材に沿って螺旋状
または波状に形成されることも可能である。
【0010】溝36内に配置される光ファイバ28は、
中央コア部材34にしっかりと固定されるのが好まし
い。こうすることにより、光ファイバ28の不都合な動
作を防止することができる。本実施例において、このよ
うな光ファイバ28の固定は、マトリックス材料38を
溝36内に配置することにより行われる。マトリックス
材料38としては、例えば、米国特許4,900,12
6号公報に開示されているように、紫外線硬化プラスチ
ック材料が使用される。このマトリックス材料38は光
ファイバとともに、その場で光ファイバリボンを形成す
る。一般的に、隣接する光ファイバ28の間には、マト
リックス材料38の一部が配置される。図3に示すよう
に、マトリックス材料38の外側表面は凹面状をしてい
る。このように構成することにより、溝36のマトリッ
クス材料38によって、周囲のシースシステムによる悪
影響を阻止することができる。さらに、溝36は、光フ
ァイバ28列のみの幅と深さ以上の幅と深さを有する。
この寸法関係は、溝36内にマトリックス材料38を収
納するために設定される。例えば、図3の実施例におい
て、各光ファイバの外径は約0.010インチであり、
溝36の深さは約0.030インチである。
【0011】以上のように、光ファイバを溝36内に収
納するのに紫外線硬化材料を使用することにより、次の
ような利点が得られる。まず、紫外線硬化材料は熱硬化
性材料であり、その上にジャケットとしてプラスチック
を巻き付ける際の処理によって影響を受けることがな
く、安定性に優れている。また、紫外線硬化材料を使用
することによって、対応する溝に適合した大きさの光フ
ァイバリボンを容易に形成することができる。さらに、
紫外線硬化材料を使用することにより、各溝36内の光
ファイバに簡単にアクセスできる。
【0012】光ファイバケーブルのコア部材の溝の形状
は、図3に示されるものに限らず、図4〜図8に示すよ
うな各種の形状とすることが可能である。例えば、図4
の実施例において、コア部材50には3個の溝52〜5
2が形成され、これらの溝52〜52は、それぞれ3本
の光ファイバを収納するように構成されている。また、
図5の実施例において、コア部材66の溝は半径方向に
は形成されていない。すなわち、コア部材66の3個の
溝は、断面のコーダルラインに沿って配置されている。
各溝の内側端部はコア部材50の半径に沿って配置され
ている。コア部材66の溝の側壁は、コア部材50の外
周円の接線と平行に、すなわち、半径に平行に配置され
ており、コア部材50の縦軸方向に伸びている。さら
に、図5の実施例の各溝は、それぞれ4本の光ファイバ
を収納するように構成されている。
【0013】また、本発明のコア部材は、各溝の深さが
コーティング材料層を有する1本の光ファイバを収納す
る深さを有するように構成されることも可能である。例
えば、図6の実施例において、コア部材70は複数の溝
72〜72を有し、各溝72〜72は、それぞれ2本の
光ファイバを収納するように構成されている。各溝72
の深さ(コア部材70の半径方向寸法)は、コーティン
グされた光ファイバの直径以上とされている。このコア
部材70は、好ましくは銅製である。一方、図7の実施
例のコア部材80は、一個の溝82のみを有し、この溝
82には、3×4本の光ファイバが配置されている。こ
の溝82は、その幅が光ファイバの外径の4倍以上で、
深さ(コア部材80の半径方向寸法)が光ファイバの外
径の3倍以上となるように構成されている。さらにま
た、図8の実施例においては、コア部材90の外周部に
多数の溝94〜94が形成され、各溝94の軸は半径方
向に伸びている。各溝94は、それぞれ1本の光ファイ
バと紫外線硬化材料製の固定材料部分を有する。
【0014】再び、図1の実施例に戻って、シースシス
テム24について説明する。図1に示すように、シース
システム24は、複数の補強部材101〜101を有す
る。それらの補強部材101〜101は好ましくは鉄製
ワイヤまたは鉄製ストランドであり、コア22の周囲に
内部層として配置されている。内部層の補強部材101
〜101の周囲には、銅製の補強部材105〜105を
含む外部層103が配置されている。例えば、この実施
例において、外部層103は16本のワイヤで構成さ
れ、そのうちの8本は銅製である。すなわち、銅製の8
本の補強部材105〜105の隣接するものの間に、鉄
製の補強部材107がそれぞれ配置されている。
【0015】補強部材はコア部材に結合されている。こ
の結合は、補強部材をコア部材の周囲に螺旋状に巻回す
ることにより行われる。この巻き付けは、特に、銅製の
コア部材を使用した場合には、内部層の補強部材をコア
部材の周囲に圧縮状態で巻くようにして行われる。補強
部材101〜101とコア部材とを圧縮係合するには、
さらに防水材料108で補強する。この防水材料108
は、補強部材101〜101、補強部材105〜10
5、補強部材107〜107の間に、また内部層の補強
部材101〜101と中央コア部材34との間に分散配
置されている。なお、このように、補強部材をコア部材
の周囲に巻き付けるプロセスは、プラスチック製のコア
部材を使用した場合には、それほど正確に行われる必要
はない。また、プラスチック製のコア部材を使用した場
合には、補強部材をコア部材の周囲に注意深く巻き、コ
ア部材に不当なストレスがかからないようにする必要が
ある。
【0016】さらに、本実施例においては、強固なコア
部材を使用しているため、全ての補強部材を鉄製にする
必要がない。すなわち、補強部材は、DCパスを形成す
るための銅製ワイヤを含んでいるため、銅製のシールド
を設ける必要性がない。そのため、本実施例において
は、銅製のシールドの代わりに鉄製のシールド110を
設けている。この鉄製のシールド110は、銅製のシー
ルドよりも導電性が低いが、銅製のワイヤと鉄製のワイ
ヤを包囲して、十分な機械的強度を与えるとともに、優
れた気密シールとして作用する。このシールド110は
ワイヤの周囲に形成されており、軸方向のシームを有す
る。このシームは、シールド110の隣接する軸方向部
分の溶接によって形成されている。シールド110の周
囲にはプラスチックジャケット112が配置されてお
り、このプラスチックジャケット112は中密度のポリ
エチレン材料製である。このシールド110の外周表面
は、接着剤によって、プラスチックジャケット112の
内周表面と接着されている。
【0017】本発明においては、単体の光ファイバをコ
ア部材の溝の中に一本または複数本配置することも可能
であるが、前述したような光ファイバリボンを含むコア
部材を溝内に収納することも可能である。また、コア部
材内の全ての溝に光ファイバを収納する必要はない。例
えば、6本の溝を有するコア部材を標準化しておき、こ
れらの溝のうちの3本にのみ光ファイバを配置すること
もできる。このような状況において、マトリックス材料
を未使用の溝の中に配置することにより、コア部材を補
強し、その中のストレスを均一化することもできる。ま
た、図4に示す3本の溝のコア部材のような構造を最適
化することもできる。他の実施例において、光ファイバ
が配置されない溝に安価なファイバ充填剤を配置するこ
とにより、低コストで溝を充填することができる。
【0018】また、光ファイバを識別するために、色を
付けることもできる。各溝内のマトリクス材料に色付け
し、あるいは色の付いたカバーをその表面に設けること
もできる。光ファイバをコア部材に結合させるために各
溝内に配置される硬化材料として、比較的低い弾性率の
材料と、溝の表面を覆うための比較的小量の色の付いた
高い弾性率の材料を使用することもできる。他の実施例
においては、各溝の内側表面に着色材料層を設け、この
着色材料層を、マトリックス材料に接着させ、かつ、光
ファイバが溝から取り出されるときに、マトリックス材
料とともに取り除かれるように構成することもできる。
もちろん、各溝内のマトリックス材料またはコア部材自
身には、レーザ等によりマークを付けておく。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光ファイバ
ケーブルは、コアの外周面に複数の溝を設け、その中に
複数の光ファイバを配置しているため、コア部材内に光
ファイバを埋設していた従来技術に比べて、比較的簡単
に光ファイバにアクセスできる。すなわち、コア部材を
露出させることにより、溝の中の光ファイバに簡単にア
クセスできる。特に、本発明においては、結合手段によ
って、コア部材に対する光ファイバの移動を阻止するこ
とができるため、ケーブルに外部からの力が加わった場
合でも、内部の光ファイバの性能の劣化を引き起こすこ
とがない。また、シース手段の金属製シールドとして、
銅よりも導電率の低い金属製のシールド、すなわち、例
えば、鉄製のシールドを使用することにより、従来の銅
製シールドに比べて、圧縮に対する機械的強度を向上で
きるとともに、低コストで気密シールを行うことができ
る。さらに、従来のプラスチックコア部材に代えて銅製
のコア部材を使用し、銅製のワイヤによる補強部材層を
形成することにより、良好な導電パスを提供することが
できる。このように銅製コア部材を使用した場合、プラ
スチックコア部材よりもコストが高くなるが、この分の
コストは、銅製シールドの代わりに鉄製シールドを使用
することによって相殺することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバケーブルの一実施例を示す
断面図である。
【図2】従来の光ファイバケーブルの一例を示す断面図
である。
【図3】図1の光ファイバケーブルに用いられるコアを
示す断面図である。
【図4】本発明の別の実施例を示す図であり、特に、半
径方向に溝を有するコアを示す断面図である。
【図5】本発明の別の実施例を示す図であり、特に、半
径方向とは異なる方向に溝を有するコアを示す断面図で
ある。
【図6】本発明の別の実施例を示す図であり、特に、一
本の光ファイバを収納する深さの溝を有するコアを示す
断面図である。
【図7】本発明の別の実施例を示す図であり、特に、一
本の溝のみを有するコアを示す断面図である。
【図8】本発明の別の実施例を示す図であり、特に、一
本の光ファイバが収納される複数の溝を有するコアを示
す断面図である。
【符号の説明】
20 光ファイバケーブル 22 コア 24 シースシステム 25 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 補助プラスチック材料層 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 34 中央コア部材 35 プラスチックジャケット 36 溝 37 防水材料 38 マトリックス材料 50 コア部材 52 溝 60 コア部材 70 コア部材 72 溝 80 コア部材 82 溝 90 コア部材 94 溝 101 補強部材 103 内部層 105 補強部材 107 補強部材 108 防水材料 110 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 マーチン クローパ アメリカ合衆国 30075 ジョージア ロ スウェル、パイングローヴポイント ドラ イヴ 920 (72)発明者 クライド ジェファーソン リヴァー アメリカ合衆国 30518 ジョージア バ フォード、リヴァーサイド ロード 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 (72)発明者 シイモア シャピロ アメリカ合衆国 11229 ニューヨーク ブルックリン、ベッドフォード アヴェニ ュー 3685 (72)発明者 マーシャ スパルディング スティックス アメリカ合衆国 07724 ニュージャージ ー ティントンフォールズ、リヴァーデー ル アヴェニュー ウエスト 387 (72)発明者 ロジャー アラン ウィルビー アメリカ合衆国 30087 ジョージア ス トーンマウンテン、アンテベルム ドライ ヴ 4929

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバケーブルにおいて、 外周面に開口する溝を有し、前記ケーブルの軸方向に伸
    びるように形成された金属製のコア部材と、 前記溝内に配置される少なくとも一本の光ファイバと、 前記ケーブルに外力が加わった場合に、前記光ファイバ
    と前記コア部材との間の相対的な移動を実質的に阻止す
    るようにして、前記光ファイバを前記コア部材に実質的
    に結合する結合手段と、 前記コア部材の周囲に配置され、銅の導電率よりも実質
    的に低い導電率を有する材料を含む金属製シールドを有
    するシース手段とを有することを特徴とする光ファイバ
    ケーブル。
  2. 【請求項2】 前記コア部材が、その外周面に開口する
    複数の溝を有し、前記複数の溝のうちの少なくとも一つ
    の溝内に少なくとも一本の光ファイバが配置され、か
    つ、前記結合手段が、前記複数の溝内に配置されたこと
    を特徴とする請求項1に記載の光ファイバケーブル。
  3. 【請求項3】 前記結合手段が、前記光ファイバの前記
    コア部材に対する移動を阻止するために前記溝内に配置
    された移動阻止手段を有す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。
  4. 【請求項4】 前記移動阻止手段が、前記溝内に配置さ
    れ硬化後に溝の表面に凹面を形成する硬化性プラスチッ
    ク材料を有することを特徴とする請求項3に記載の光フ
    ァイバケーブル。
  5. 【請求項5】 前記シース手段が、複数の層状に配置さ
    れたワイヤ状の補強部材を有し、この補強部材の複数の
    層のうちの内部層が、前記コア部材と圧縮係合するよう
    に配置され、かつ、少なくとも一つの層の補強部材のい
    くつかが、銅製であ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。
  6. 【請求項6】 前記溝が、その側壁が互いに平行になる
    ように形成された異を特徴とする請求項1に記載の光フ
    ァイバケーブル。
  7. 【請求項7】 前記コア部材が、半径方向に形成された
    複数の溝を有し、この複数の溝の各々が、少なくとも一
    本の光ファイバを配置できるように形成されたことを特
    徴とする請求項1に記載の光ファイバケーブル。
  8. 【請求項8】 前記コア部材が、複数の溝を有し、この
    複数の溝の各々が、その前記コア部材の外周面に沿って
    測定される幅寸法が前記光ファイバの外径よりも大きく
    なるようにして、少なくとも2本の光ファイバを配置で
    きるように形成された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。
  9. 【請求項9】 前記コア部材が、半径方向に形成された
    複数の溝を有し、この複数の溝の各々が、その前記コア
    部材の半径方向に沿って測定される深さ寸法が前記光フ
    ァイバの外径のn倍よりも大きくなるようにして、n本
    の光ファイバを配置できるように形成されたことを特徴
    とする請求項1に記載の光ファイバケーブル。
  10. 【請求項10】 光ファイバケーブルコアにおいて、 外周面に開口する溝を有し、前記ケーブルの軸方向に伸
    びるように形成された金属製のコア部材と、 前記溝内に配置される光ファイバと、 前記コア部材に外力が加わった場合に、前記光ファイバ
    と前記コア部材との間の相対的な移動を実質的に阻止す
    るようにして、前記光ファイバを前記コア部材に実質的
    に結合する結合手段とを有することを特徴とする光ファ
    イバケーブルコア。
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