JPH08211263A - 光ファイバケーブル - Google Patents
光ファイバケーブルInfo
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- JPH08211263A JPH08211263A JP7039442A JP3944295A JPH08211263A JP H08211263 A JPH08211263 A JP H08211263A JP 7039442 A JP7039442 A JP 7039442A JP 3944295 A JP3944295 A JP 3944295A JP H08211263 A JPH08211263 A JP H08211263A
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- G02B6/4479—Manufacturing methods of optical cables
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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Abstract
ァイバ心線を、溝の反転部間中央部ではテープ面を溝底
に向けて、溝の反転部ではテープ側縁を溝底に向けて、
収納する。溝の反転角をθ、溝付きスペーサ中心から溝
底までの距離をa、テープ状光ファイバ心線の幅をWと
したとき、溝の反転ピッチPが次式を満足する。P≧
(πθ/180 ){ 200a(W+0.2 )−a2 }1/2 (単
位mm) 【効果】 テープ状光ファイバ心線に加わる、捻じり
と、テープ面内でテープ側縁を湾曲させる方向の曲げを
小さくでき、テープ状光ファイバ心線の歪みを十分小さ
く抑えることができるので、テープ状光ファイバ心線の
伝送ロスが十分小さく、長期信頼性にすぐれた光ファイ
バケーブルが得られる。
Description
期的に反転するSZ型の溝を有する溝付きスペーサの溝
に、テープ状光ファイバ心線を収納してなる光ファイバ
ケーブルに関するものである。
ーサを使用し、その溝内に光ファイバ心線を収納した光
ファイバケーブルは、接続や端末処理などの際、溝から
光ファイバ心線を取り出すことが容易であるという利点
がある。このタイプのケーブルで、光ファイバ心線とし
て、テープ状光ファイバ心線を使用したものとしては従
来、複数枚のテープ状光ファイバ心線を、溝の深さ方向
に積層して溝内に収納したもの(特開平2−83507
号公報)と、溝の幅方向に積層して溝内に収納したもの
(特開平4−55803号公報)とが公知である。
線は、複数本の光ファイバを同一平面に平行に並べ、共
通被覆を施してテープ状にしたものである。このためテ
ープ面を湾曲させる方向の曲げに対しては各光ファイバ
が一様に曲がり、伝送ロス増がほとんど発生しないが、
テープ面内でテープ側縁を湾曲させる方向の曲げ(エッ
ジワイズ曲げ)が加わると、曲げの内側になる方の光フ
ァイバには圧縮方向の歪が生じ、曲げの外側になる方の
光ファイバには引張方向の歪が生じることになり、大き
な伝送ロス増が発生する。
ーサのSZ型の溝に、複数枚のテープ状光ファイバ心線
が、溝の向きに対して一定の方向に積層された状態で収
納されているため、各テープ状光ファイバ心線に必ずテ
ープ側縁を湾曲させる方向の曲げが加わる部分が生じ
る。例えば複数枚のテープ状光ファイバ心線が溝の深さ
方向に積層されているケーブルでは、各テープ状光ファ
イバ心線は溝の反転部(らせん方向が反転する部分)で
主としてテープ側縁を湾曲させる方向の曲げを受ける。
また複数枚のテープ状光ファイバ心線が溝の幅方向に積
層されているケーブルでは、溝の反転部と反転部の中間
で主としてテープ側縁を湾曲させる方向の曲げを受け
る。
ペーサを使用し、その溝にテープ状光ファイバ心線を収
納するタイプの光ファイバケーブルは、どうしてもテー
プ状光ファイバ心線に無理な曲げ応力が加わり、光ファ
イバの伝送ロス増が大きくなるだけでなく、長期信頼性
の点でも問題があり、実用化が難しいとされていた。
み、溝付きスペーサのSZ溝にテープ状光ファイバ心線
を収納するタイプで、光ファイバの伝送ロス増を十分小
さくでき、しかも長期信頼性にすぐれた光ファイバケー
ブルを提供することにある。
目的を達成するため、外周にらせん方向が周期的に反転
するSZ型の溝を有する溝付きスペーサと、その溝付き
スペーサの溝の中に収納されたテープ状光ファイバ心線
とを備えた光ファイバケーブルにおいて、テープ状光フ
ァイバ心線が、溝の反転部間中央部(溝の1つの反転部
から次の反転部までの間の中央部)ではテープ面を溝底
に向けた状態で、溝の反転部ではテープ面を溝底に向け
たまま溝に収納したと仮定したときに反転部の溝の曲が
りの内側に位置する方のテープ側縁を溝底に向けた状態
で、溝に収納されており、溝付きスペーサの溝の反転角
(溝の1つの反転部から次の反転部までの溝付きスペー
サ周方向における回転角)が180°〜360°であ
り、溝付きスペーサの溝の反転角をθ、溝付きスペーサ
の中心から溝底までの距離をa、テープ状光ファイバ心
線の幅をWとしたとき、溝付きスペーサの溝の反転ピッ
チ(溝の1つの反転部から次の反転部までの溝付きスペ
ーサの中心軸線距離)Pが次式を満足することを特徴と
するものである。
a2 }1/2 (単位:mm)
明する。図1および図2は本発明に係る光ファイバケー
ブルの基本的な構成を示す説明図である。図1(A)は
溝付きスペーサ11の断面を、(B)は溝付きスペーサ11
の側面を模式的に示している。13′は溝付きスペーサ11
の外周に形成されたSZ型の溝の軌跡である。図2
(a)〜(k)はそれぞれ図1(B)のa−a線〜k−
k線における断面図である。
形成されたSZ型の溝、15は溝13の中に収納されたテー
プ状光ファイバ心線である。この例では溝13に3枚のテ
ープ状光ファイバ心線15が積層状態で収納されている。
3枚のテープ状光ファイバ心線15の1枚1枚と、その向
きを識別するため、外側2枚のテープ状光ファイバ心線
15の片側に○印と×印をつけてある。
ーサ11の外周にらせん方向が周期的に反転するように形
成されている。符号17は溝のらせん方向の反転部、19は
溝の反転部間中央部(溝の1つの反転部17から次の反転
部17までの間の中央部)、Pは溝の反転ピッチ(1つの
反転部17から次の反転部17までの溝付きスペーサの中心
軸線距離)である。また図1(A)において、θは溝の
反転角(溝の1つの反転部17から次の反転部17までの溝
付きスペーサ周方向における回転角)である。この例で
はθ= 300°としてある。図2では(a)から(k)ま
での1反転ピッチだけが示されているが、これに続く次
の1反転ピッチでは逆に(k)から(a)までの状態と
なり、以下これが繰り返されることになる。
に示すようにテープ状光ファイバ心線15がテープ面を溝
底に向けた状態で溝13に収納されており、溝13の反転部
17では、図2(a)(k)に示すようにテープ状光ファ
イバ心線15がテープ側縁を溝底に向けた状態で(テープ
が溝の中で立つような状態で)溝13に収納されている。
ただし図2(a)と(k)では溝13の向きに対するテー
プ状光ファイバ心線15の向きが反対である。すなわち図
2(a)ではテープ状光ファイバ心線15の○印・×印と
反対側の側縁が溝底に向いているが、(k)ではテープ
状光ファイバ心線15の○印・×印側の側縁が溝底に向い
ている。この状態は、いずれの反転部でもテープ状光フ
ァイバ心線15が、テープ面を溝底に向けたまま溝に収納
したと仮定したときに「反転部の溝の曲がりの内側」に
位置する方のテープ側縁が溝底を向くように、配置され
ているということである。
3の17aの部分である。図3は1本のSZらせん溝13を
有する溝付きスペーサ11の側面を示している。17は溝13
の反転部、17aは反転部17の溝の曲がりの内側、17bは
反転部17の溝の曲がりの外側、19は反転部間中央部であ
る。
光ファイバ心線15は、反転部17でも、反転部間中央部19
でも、主としてテープ面を湾曲させる方向に曲げられる
ことになる。したがってこの状態がテープ状光ファイバ
心線15の、テープ側縁を湾曲させる方向の曲げが最も少
ない状態である。
状光ファイバ心線15に加わる捻じりも少なくなる。図2
(a)〜(k)を一見すると、溝13の中でテープ状光フ
ァイバ心線15の積層体が回転して捻じられているように
見えるが、実際には(a)から(d)の区間と(h)か
ら(k)の区間では、溝13の向きが変化するだけで、テ
ープ状光ファイバ心線15の向きはほとんど変化しない。
ァイバ心線15に捻じりが加わらないことを意味する。テ
ープ状光ファイバ心線15に捻じりが加わるのは(d)か
ら(h)の区間だけ(反転角 300°のうち 120°だけ)
である。従来のケーブルでは1つの反転部から次の反転
部までの間のどの位置でもテープ状光ファイバ心線に捻
じりが加わっていたが、これに比べると本発明のケーブ
ルは、テープ状光ファイバ心線に加わる捻じりが大幅に
少ない(1反転ピッチで 180°少ない)ことになる。
わる、テープ側縁を湾曲させる方向の曲げと、捻じりが
少なくなることは、テープ状光ファイバ心線内の光ファ
イバの伝送ロス増を小さくすることに有効である。
て説明する。テープ状光ファイバ心線15が、側縁を溝底
に向けている図2(a)の状態から、テープ面を溝底に
向ける(d)の状態になるまでには、溝13の向きが90°
回転する必要がある。同様に(h)の状態から(k)の
状態になるまでにも、溝13の向きが90°回転する必要が
ある。換言すれば、テープ状光ファイバ心線15が、溝の
反転部でテープ側縁を溝底に向け、溝の反転部間中央部
でテープ面を溝底に向ける状態を得るためには、反転部
の両側でそれぞれ溝の向きが溝付きスペーサ周方向に少
なくとも90°回転する必要がある。
角θは 180°以上にする必要がある。ちなみにθ= 180
°はテープ状光ファイバ心線に捻じりが殆ど加わらない
状態である。溝13の反転角θの上限は 360°以下にする
ことが望ましい。溝の反転角が 360°以上になると、溝
からのテープ状光ファイバ心線の取り出し易さが損なわ
れる。溝からのテープ状光ファイバ心線の取り出し易さ
を考慮すれば、溝の反転角は 360°以下にすべきであ
る。したがって溝の反転角は通常 180°〜 360°の範囲
内の適当な値に設定される。溝の反転角の好ましい範囲
は 210°〜 330°、さらに好ましい範囲は 270°〜 300
°である。
とテープ状光ファイバ心線15の向きとの関係は理想的な
状態である。実際にはテープ状光ファイバ心線15は溝13
内でフリーであるため、自身の弾性、剛性あるいは反転
部での曲げの力などにより、溝13内で最も安定な状態に
向きを変える。図4(a)〜(k)にその具体例を示
す。図4(a)〜(k)はそれぞれ図1(B)のa−a
線〜k−k線における断面図である。
ようにテープ状光ファイバ心線15がテープ面を溝底に向
けた状態で溝13に収納されている。この点は図2の場合
と同じである。図4の例では、(f)から溝13の向きが
90°回転したところ、すなわち(c)(i)でテープ状
光ファイバ心線15が溝13内でほぼ直立した状態となり、
さらに溝13の反転部17では(a)(k)に示すようにテ
ープ状光ファイバ心線15が直立状態より反転部17の溝の
曲がりの内側の方へ倒れた状態となる。本発明において
「テープ状光ファイバ心線が溝の反転部でテープ側縁を
溝底に向けた状態で溝に収納されている」とは図4
(a)(k)のような状態をも含むものである。
プ状光ファイバ心線を収納した場合でも、テープ状光フ
ァイバ心線にはわずかながらテープ側縁を湾曲させる方
向の曲げが加わる。この方向の曲げは主に溝の反転部間
中央部と反転部との間で生じる。この方向の曲げは、溝
の反転角およびテープ状光ファイバ心線の寸法等を一定
とすれば、溝の反転ピッチPが大きくなるほど緩くな
り、Pが小さくなるほどきつくなると考えられる。そこ
で、テープ状光ファイバ心線の曲げ歪みと溝の反転ピッ
チPとの関係を求めることとする。
ん形の溝の曲率半径ρは近似的に次式で表される。
ァイバ心線を、テープ面内でテープ側縁が湾曲する方向
に曲げた場合、光ファイバ心線の曲げ歪みは最大で次式
のようになる。
イバ心線が収納された状態では、テープ幅方向が上記曲
率半径の中心方向に向いておらず、テープ状光ファイバ
心線は、曲率半径中心方向に対し傾いた状態で、テープ
側縁を湾曲させる方向の曲げを受けている。そこで、溝
底面に対するテープ幅方向のなす角度をγとすれば、数
5式の歪みは実効的には次式のように表すことができ
る。
≦γ≦90°)
で示される歪みのほかに、テープ面を湾曲させる方向の
曲げによる歪みεb が付加される。εb は、光ファイバ
の直径をdとすると、次式で表される。
約80〜800mmのオーダーに対し、Wは1〜4mm
である。したがってρに対するW sinγ(0≦ sinγ≦
1)は無視できる程度に小さい値である。そこで数7式
は近似的に数8式で表せる。
になる。
スクリーニングレベルの光ファイバ10kmが、99%
の確率で約20年間破断しないという光ファイバの歪み
は0.16%以下であることが知られている。SZ型の
溝に上記のようにテープ状光ファイバ心線を収納する場
合にも、長期信頼性を確保するためには、光ファイバの
許容定常歪みを0.16%以下にすることが重要であ
る。したがって次の関係を満足させる必要がある。
収納構造では、溝の反転部間中央部から反転部までの間
で、γは0°から90°まで順次変化していく。したが
ってsinγの平均値を次式により近似する。
る。したがって数6式は数12式となる。
なる。
数15式に変形できる。
なる。
(W+0.2 )
よい。
−a2 }1/2 (単位:mm)
テープ状光ファイバ心線の収納構造の場合、溝の反転部
間中央部および反転部ではテープ面を湾曲させる方向の
曲げが主となるわけであるが、数17式を満足するよう
にPを設定すると、テープ面を湾曲させる方向の曲げに
よる歪みは、反転部間中央部から反転部の間で生じるテ
ープ側縁を湾曲させる方向の曲げによる歪みより小さく
なる。したがって反転ピッチPを数17式を満足するよ
うに設定すれば、光ファイバの歪みは0.16%以下とな
り、長期信頼性に優れた光ファイバケーブルが得られる
ことになる。
(テープ幅W=1.1 mm)と、16心テープ状光ファイ
バ心線(テープ幅W=4.2 mm)を、本発明の収納構造
でSZ型の溝内に収納する場合、数17式から得られる
溝の反転ピッチPの下限値はそれぞれ表1のようになる
(ただし計算値の1ケタ目は切上げ)。溝の反転角θは
特に好ましい範囲とされる 290°とした。
は、0.5%スクリーニングレベルの光ファイバ10k
mが、99%の確率で約20年間破断しないという光フ
ァイバの歪みは0.12%以下であることが必要である
が、これを満足する反転ピッチは数16式により規定さ
れる反転ピッチの範囲に含まれるものである。
の心数が多くなるほど、幅/厚さが大きくなり、テープ
側縁を湾曲させる方向の曲げによる悪影響が大きくなる
ので、本発明は幅/厚さが比較的大きい4心以上のテー
プ状光ファイバ心線を使用する場合に特に効果的であ
る。
説明する。テープ状光ファイバ心線が溝付きスペーサの
溝の中で、テープ面を溝底に向けた状態と、テープ側縁
を溝底に向けた状態を得るためには、テープ状光ファイ
バ心線の積層体が溝の中で、積層状態を崩すことなく、
相対的に向きを変えられるようにすることが好ましい。
一方、溝の寸法を長手方向で変化させることは溝付きス
ペーサの製造上きわめて困難である。したがって溝の寸
法を全長にわたって一定とすると、溝付きスペーサの溝
の寸法は次のように定めるとよい。すなわち図5に示す
ように、テープ状光ファイバ心線15の幅をW、厚さを
T、積層枚数をNとしたとき、溝付きスペーサ11の溝13
の幅Bおよび深さDはそれぞれ次式を満足するように設
定する。
がテープ状光ファイバ心線の積層体(1枚の場合を含
む)の対角線Lの長さより大きくなり、溝の中でテープ
状光ファイバ心線の積層体が無理なく向きを変えられ
る。またこれによりテープ状光ファイバ心線が屈曲や捻
じりを受けた状態で発生する内部応力が分散されやすく
なる。したがって溝の寸法を上記のように設定すること
は、光ファイバの伝送ロス増を抑制するのに有効であ
る。
ると、溝の反転部で溝の両側壁が、反転部の曲がりの内
側の方へ傾くことがあるが、溝の反転部でこのような溝
の傾きが発生してもテープ状光ファイバ心線の積層体の
収納には差し支えない。溝の反転部で溝の傾きが発生す
る場合は、溝の反転部以外のところで溝の幅Bと深さD
が数18式を満足するように設定すればよい。
に説明する。図6(A)〜(C)は本発明に係る光ファ
イバケーブルの一実施例を示す。(A)は溝13の一方の
反転部における断面図(図1のa−a線に相当)(B)
は溝13の反転部間中央部における断面図(図1のf−f
線断面に相当)、(C)は溝13の他方の反転部における
断面図(図1のk−k線断面に相当)である。
形体で、中心に鋼線のテンションメンバー21を有してい
る。溝付きスペーサ11の外径は10.8mm、溝幅Bは2.0 m
m、溝深さDは1.4 mm、溝付きスペーサ11の中心から溝
底までの距離は4.0 mmである。溝13の反転角θは 290
°、反転ピッチは250 mmである。
し、そのうちの1本の溝13に2枚のテープ状光ファイバ
心線15の積層体を収納した。各テープ状光ファイバ心線
15は図7(A)に示すように平行配置された4心の光フ
ァイバ27に共通被覆29を施したもので、その断面寸法は
幅1.1 mm、厚さ0.4 mmである。2枚のテープ状光ファイ
バ心線15の積層体の断面寸法は図7(B)のとおりであ
る。
13の反転部間中央部では図6(B)のようにテープ面が
溝底を向くように、反転部では図6(A)(C)のよう
にテープ側縁が溝底を向くように、溝13内に収納した。
各テープ状光ファイバ心線15は溝13内に収納された状態
で張力がかからないようにした。なお23は押さえ巻き、
25はシースである。このケーブルの各部の寸法は数3式
を満足するものである。
し、テープ状光ファイバ心線を溝付きスペーサの溝に収
納して押さえ巻き23を巻いた段階と、シース25を施した
段階で、各テープ状光ファイバ心線15の伝送ロスを測定
した。測定波長λは1.55μm である。その結果を表2に
示す。
あるので、このケーブルは十分な性能を有することが確
認された。またケーブルの解体調査によると、ケーブル
内でのテープ状光ファイバ心線の歪みは0.12%を十分下
回る値であった。したがって長期信頼性にも十分に対応
できるケーブルであることが分かった。
ブルの他の実施例を示す。この光ファイバケーブルは、
溝付きスペーサとして、個々に溝13を有する複数本のセ
グメント形溝部材33をテンションメンバー21のまわりに
SZ撚りで撚り合わせたものを使用した例である。それ
以外の構成は図6の実施例と同様であるので、同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。本発明はこのよ
うな構造のケーブルにも適用可能である。
して複数本の溝を有するものを使用したが、本発明に使
用する溝付きスペーサは、溝の本数を制限されるもので
はなく、例えば図2および図3に示すように1本の溝し
か有しないものであってもよい。また溝付きスペーサの
溝に収納されたテープ状光ファイバ心線の積層体は、テ
ープ状光ファイバ心線が相互に拘束されていないので、
積層状態が多少崩れる場合もある。
周にらせん方向が周期的に反転するSZ型の溝を有する
溝付きスペーサの溝内にテープ状光ファイバ心線を収納
した光ファイバケーブルにおいて、テープ状光ファイバ
心線に加わる、捻じりと、主としてテープ面内でテープ
側縁を湾曲させる方向の曲げを小さくでき、しかもテー
プ状光ファイバ心線の歪みを十分小さく抑えることがで
きるので、テープ状光ファイバ心線の伝送ロスが十分小
さく、しかも長期信頼性にすぐれた光ファイバケーブル
を得ることができる。
ための(A)は断面を、(B)は側面を示す模式図。
プ状光ファイバ心線の向きとの関係の一例を示す、図1
のa−a線〜k−k線における断面図。
側面図。
プ状光ファイバ心線の向きとの関係の他の例を示す、図
1のa−a線〜k−k線における断面図。
状光ファイバ心線の寸法と溝付きスペーサの溝の寸法と
の関係を示す断面図。
を示す、(A)(C)は溝の反転部における断面図、
(B)は溝の反転部間中央部における断面図。
心線の積層状態を示す断面図。
例を示す、溝の反転部間中央部における断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】外周にらせん方向が周期的に反転するSZ
型の溝を有する溝付きスペーサと、その溝付きスペーサ
の溝の中に収納されたテープ状光ファイバ心線とを備え
た光ファイバケーブルにおいて、 テープ状光ファイバ心線が、溝の反転部間中央部(溝の
1つの反転部から次の反転部までの間の中央部)ではテ
ープ面を溝底に向けた状態で、溝の反転部ではテープ面
を溝底に向けたまま溝に収納したと仮定したときに反転
部の溝の曲がりの内側に位置する方のテープ側縁を溝底
に向けた状態で、溝に収納されており、 溝付きスペーサの溝の反転角(溝の1つの反転部から次
の反転部までの溝付きスペーサ周方向における回転角)
が180°〜360°であり、 溝付きスペーサの溝の反転角をθ、溝付きスペーサの中
心から溝底までの距離をa、テープ状光ファイバ心線の
幅をWとしたとき、溝付きスペーサの溝の反転ピッチ
(溝の1つの反転部から次の反転部までの溝付きスペー
サの中心軸線距離)Pが次式を満足することを特徴とす
る光ファイバケーブル。 【数1】P≧(πθ/180 )・{ 200a(W+0.2 )−
a2 }1/2 (単位:mm) - 【請求項2】テープ状光ファイバ心線の幅をW、厚さを
T、積層枚数をN(N≧1)としたとき、溝付きスペー
サの溝の幅Bおよび深さDがそれぞれ次式を満足するこ
とを特徴とする請求項1記載の光ファイバケーブル。 【数2】B、D≧{W2 +(NT)2 }1/2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03944295A JP3238034B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 光ファイバケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03944295A JP3238034B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 光ファイバケーブル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08211263A true JPH08211263A (ja) | 1996-08-20 |
JP3238034B2 JP3238034B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=12553138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03944295A Expired - Lifetime JP3238034B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 光ファイバケーブル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3238034B2 (ja) |
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US6424772B1 (en) | 1999-11-30 | 2002-07-23 | Corning Cable Systems, Llc | Fiber optic cable product and associated fabrication method and apparatus |
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- 1995-02-06 JP JP03944295A patent/JP3238034B2/ja not_active Expired - Lifetime
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