JPH11160593A - 海底光ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量で安価な海底光ケーブルを提供する。 【解決手段】 複数本の光ファイバ心線１１ａを帯状に
並べて一体化したリボン状の光ファイバ１１と、吸水性
の比較的柔軟な走水防止材１２とを中空状の中心支持体
１７の内部に配置する。そして、この中心支持体１７を
包囲するように第１の抗張力線１３を撚り巻きすると共
に、この第１の抗張力線１３の外周面に第２の抗張力線
１４を撚り巻きする。そして、これらの第１及び第２抗
張力線１３，１４が相互に競り合うような寸法とするこ
とによって、外部から押し潰されないないようなシェル
構造を構成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを伝送
媒体とする海底光ケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバを伝送路とした海底光ケーブ
ルの構造としては、例えば図６〜図８に示すようなもの
が提案されている。これら図６〜図８に示した従来の海
底光ケーブルの構造を簡単に説明すると、１は光ファイ
バ１ａを複数本撚り合わせた光ファイバの集合体を紫外
線硬化型合成樹脂（紫外線硬化ウレタン）、或はこの集
合体を熱可塑性合成樹脂によって固めた光ファイバユニ
ット、２は前記光ファイバユニット１を水圧から保護す
るための耐圧層、３は海底光ケーブルに加わる引張力に
十分対応できるように、主として鋼線を撚り合わせて構
成した抗張力体層である。

【０００３】抗張力体層３は、通常、２層構造とされ、
海底光ケーブルの敷設時の負荷に十分耐える抗張力を付
加し、かつ、障害に対してケーブルを保護する役目をす
る。４は前記抗張力体層３の結束と気密を保つと共に、
中継器への給電路となる金属層で、通常、銅またはアル
ミ等からなる金属テープを縦添え、溶接して縮径（絞り
込み）し、チューブ状に形成したものである。また、５
及び６は海水との絶縁を目的とする低密度と高密度のポ
リエチレン等で形成する絶縁層（シース）である。

【０００４】これら図６〜図８に示した海底光ケーブル
のうち、図６は特に耐圧層２として銅の溶接パイプを用
いたものであり、図７は耐圧層２がアルミの突き合わせ
パイプで構成されている。また、図８は耐圧層２として
３個の扇形の鉄の分割個片を組み合わせたものが使用さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな従来の海底光ケーブルの伝送路を形成する光ファイ
バユニット１は、光ファイバ１ａを保護するために、合
成樹脂等で一体化すると共に、深海における海水圧に対
して十分に対抗できるように耐圧層２を設ける構成とさ
れている。このため、このような海底光ケーブルを製造
する際は、まずウレタン樹脂等からなる合成樹脂によっ
て光ファイバユニット１なる部分を製造しながらドラム
巻きにする。次に、このドラム巻きした光ファイバユニ
ット１に耐圧層２及び抗張力体層３とされる抗張力線を
巻くため、当該光ファイバユニット１を、耐圧層２及び
抗張力体層３とされる抗張力線を巻くための大型の抗張
力線集合機まで移送しなければならないという問題があ
った。

【０００６】すなわち、このように複数本の光ファイバ
１ａ，１ａ・・・を合成樹脂等によって固めて光ファイ
バユニット１とすることは、その製造する工程では熱管
理、ＵＶ管理工程等が必要であり、このような光ファイ
バユニット１の製造工程と、耐圧層２及び抗張力体層３
を光ファイバーユニット１に巻回する製造工程とをタン
デムな配置で同時に進行させることは極めて困難であっ
た。このため、数１０ｋｍに及ぶような長尺の海底光ケ
ーブルを製造する際に製造効率を著しく損なうという問
題があった。この結果、海底光ケーブルの加工費が高く
なり、その普及を阻害する原因になっている。

【０００７】さらに、複数本の光ファイバ１ａ，１ａ，
・・・を合成樹脂によって固めて光ファイバユニット１
が構成された海底光ケーブルに対して中継器を取り付け
たり、陸上で海底光ケーブルのターミネータ工事を行っ
た場合は、脆弱なガラスファイバによって構成されてい
る個々の光ファイバ１ａ，１ａ，・・・の心線を光ファ
イバユニット１から分離するのが困難になるという問題
があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
問題を鑑みてなされたものであり、海底光ケーブルをリ
ボン状又は単線で集合されている２以上の光ファイバ
と、走水防止材と、光ファイバと走水防止材とをその内
部に収納することができる中空状の中心支持部材と、こ
の中心支持部材を包囲するように撚り巻きされた第１の
抗張力線と、第１の抗張力線の外周に同一方向に撚り巻
きされている第２の抗張力線と、第２の抗張力線の外周
に被着した金属チューブ層とを備え、第１及び第２の抗
張力線によって前記光ファイバの耐圧殻が構成されるよ
うにしたものである。

【０００９】そして、第２の抗張力線の径は第１の抗張
力線の径より小さい２種類の鋼線によって構成するよう
にした。また、走水防止材は、吸水ヤーン、吸水テー
プ、吸水パウダとし、中心支持部材の長手方向に対して
間欠的に挿入するようにした。また、中心支持部材はＣ
管によって構成するようにした。

【００１０】なお、第１の抗張力線及び第２の抗張力線
の間隙部分には、硬化型コンパウンドを挿入するように
した。

【００１１】本発明によれば、海底光ケーブルの抗張力
体集合時に、中心支持部材内の光ファイバの集合体は、
リボン状又は単線のままルーズに海底光ケーブルの中心
部に載置されると共に、中心支持部材の周辺部は抗張力
体層のシェル効果によって十分に海水圧に対して対抗で
きるようにしているので、海底光ケーブルをタンデムの
機械配置によって一挙に製造することができるようにな
り、海底光ケーブルの製造原価を著しく低減することが
できる。

【００１２】また、海底光ケーブルの光ファイバを接続
するターミネート作業時は、比較的薄い層で形成されて
いる中心支持部材を裂き、その内部の光ファイバ心線を
簡単にバラバラに分別して取り出すことができ、すぐに
中継の接続作業を行うことができるので、接続作業に特
別なスキルを必要とすることなく、船上等で容易に中継
器等の取り付けを行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態とさ
れる海底光ケーブルの断面図を示したものであり、この
図（ａ）は海底光ケーブル全体の断面図、同図（ｂ）
は、その中心部を拡大して示した断面図である。この図
（ａ），（ｂ）において、１１は複数本の光ファイバ心
線１１ａ，１１ａ・・・を帯状に並べて一体化したリボ
ン状の光ファイバとされる。このリボン状の光ファイバ
１１は、例えばステンレスなどの金属や硬質プラスチッ
ク、アルミ等からなる比較的薄い中空状の中心支持体１
７の内部に、走水を防止するための吸水性を有する比較
的柔軟な走水防止材１２と共に収納されている。

【００１４】走水防止材１２は、例えば何らかの原因で
海水等が中心支持体１７の内部に侵入したときに、その
水分を吸収して膨張し、中心支持体１７の内部に侵入し
た海水が、その長さ方向に走り、光ファイバケーブルの
大部分が海水圧によって強い圧力を受けることによって
伝送損失が増加することを防止するものである。このよ
うな素材としては、例えば繊維状に構成されているも
の、テープの表面に吸水性の材料を積層し、これを光フ
ァイバの周辺部に配置させるもの、或はパウダ状になっ
ているもの等がある。

【００１５】１３は、所定の直径からなる複数本の鋼線
を集合機にかけて均一のピッチで長手方向に撚り巻きし
た第１の抗張力線である。また１４は、前記第１の抗張
力線１３と同様に、所定の径からなる複数本の鋼線から
なり、第１の抗張力線１３の外周面に撚り巻きされた第
２の抗張力線である。特に第２の抗張力線１４は、やや
太めの鋼線が撚り巻きされた第１の抗張力線１４ａと、
この第１の抗張力線１４ａの鋼線より径の小さい２種類
の鋼線が撚り巻きされた第２の抗張力線１４ｂによって
構成することが好ましく、これらの第１及び第２の抗張
力線１３，１４からなる抗張力体層は、後で説明するよ
うに、各抗張力線が相互に競り合うような寸法とするこ
とによって外部から押し潰されないようなシェル（殻）
構造を構成している。

【００１６】１５は、前記第１及び第２の抗張力線１
３，１４を拘束する金属チューブ層であって、通常は銅
テープをケーブルの長手方向に縦添えし、その合わせ目
を溶接した後、絞り込みダイスによって第２の抗張力線
１４の内表面にめり込むように縮径して構成されてい
る。この金属チューブ層１５の外周は、接着性ポリエチ
レン１６ａと絶縁ポリエチレン１６ｂによって包囲さ
れ、金属チューブ１５内部の導体の絶縁と、機械的強度
を保持するためのポリエチレンの絶縁層（シース）１６
を構成する。

【００１７】ここで、図２に上記したような海底光ケー
ブルを製造することができる集合機の一例を示し、この
集合機における海底光ケーブルの製造過程の一例を図３
に示す模式図を参照しながら説明する。図２において、
２１はリボン状の光ファイバ１１のサプライドラム、４
１は中心支持体１７の材料サプライドラム、２３はポン
プ３１を介してタンク３１ａから供給される吸水パウダ
等の走水防止材１２を中心支持材１７の内部に充填する
充填装置である。

【００１８】材料サプライドラム４１から充填装置２３
に供給される中心支持体１７の材料は、例えば図３
（ａ）に示すような比較的薄い平板状のステンレス部材
１７ａとされる。このような平板状のステンレス部材１
７ａからなる中心支持体１７は、充填装置２３におい
て、同図（ｂ）に示すように、徐々にＣ型の形状に成形
されると共に、その内部に材料サプライドラム２１から
繰り出されるリボン状の光ファイバ１１が包み込まれる
ように挿入される。そして、同図（ｃ）に示すように中
心支持体１７の内部には、ポンプ３１を介してタンク３
１ａから吸水パウダ等の走水防止材１２が充填された
後、同図（ｄ）に示すように中心支持体１７が中空パイ
プ形状に成形される。なお、この場合に中空パイプ形状
とされた中心支持体１７の長手方向の継ぎ目を、例えば
超音波、またはレーザ光線を使用して接合するようにし
ても良い。

【００１９】また、走水防止材１２として吸水ヤーン
や、吸水テープを使用するときは、図２において例えば
破線で示した材料サプライドラム３２から吸水ヤーン、
又は吸水テープを繰り出し、このサプライドラム３２か
ら繰り出された吸水ヤーン、又は吸水テープがリボン状
の光ファイバ１１と共に中心支持体１７に収納されるよ
うにすれば良い。なお、走水防止材１２は、中心支持体
１７の内部全体に充填してもよいが、例えば中心支持体
１７の長手方向に対して所定の間隔で間欠的に充填して
も良い。

【００２０】このようにして、その内部の空間にリボン
状の光ファイバ１１、及び走水防止材１２が十分な余裕
空間を持って収納された中心支持体１７は、抗張力線集
合機２２のホローシャフト２２ａを挿通して、例えば図
３（ｅ）に示すような第１の抗張力線１３と図示してい
ない第２の抗張力線がその周辺部に巻き回される。

【００２１】抗張力線集合機２２の回転部分には前記第
１及び第２の抗張力線１３，１４をドラム巻きした多数
の抗張力線ドラム２２ｂ，２２ｂ、・・・が回転可能に
懸架されており、この各抗張力線ドラム２２ｂ，２２
ｂ、・・・から引き出された複数本の第１及び第２の抗
張力線１３，１４が図示されていない目板で整合されな
がら、集合ダイス２４において長さ方向に特定のピッチ
で撚り合わせ集合されるようになされている。

【００２２】なお、第１の抗張力線１３と第２の抗張力
線１４の撚り方向を反対となるようにする場合は、相互
に逆方向に回転する回転ドラムに抗張力線ドラム２２
ｂ，２２ｂ・・・・を配置するが、本実施の形態におい
ては、第１及び第２の抗張力線１３，１４によって強力
な耐圧殻を構成するために、第１及び第２の抗張力線１
３，１４が同一方向に撚り巻きされている。

【００２３】集合ダイス２４にはポンプ３０を介して、
例えば本出願人が先に提案した２液混合タイプのコンパ
ウンドがタンク３０ａ、３０ａから供給されており、中
心支持体１７に巻回された第１及び第２の抗張力線１
３，１４の間隙部分に間欠的に充填しながら撚りを加え
ることで、第１及び第２の抗張力線１３，１４からなる
抗張力体層にも走水防止効果を持たせるようにしてい
る。

【００２４】２５は金属チューブ層１５を形成するため
の金属テープサプライであり、２６は金属テープを縦沿
えしてパイプ状に形成し、溶接機２６ａによってその合
わせ目を溶接する金属チューブ層形成装置である。２７
は金属チューブ成形まで行ったケーブルを巻き取る巻取
ドラムであるが、長尺のケーブルの場合は、この巻き取
りを行う前に、シース１６を抗張力線の外周に積層する
ための絶縁性ポリエチレン樹脂の押出成型機２８、及び
図示されていない冷却ラインをタンデムに配置して、金
属チューブ層１５の外周にシース１６となる合成樹脂を
押し出す工程を付加することができる。

【００２５】図４は、第１及び第２の抗張力線１３，１
４によって、リボン状の光ファイバ１１を保護するため
の耐圧殻の構造が形成されている点を説明するものであ
って、この図に見られるように、上記集合ダイス２４に
よって撚り込まれた例えばその半径がｒ１とされる第１
の抗張力線１３、及びその半径がそれぞれｒ２，ｒ３と
される第２の抗張力線１４ａ，１４ｂは、金属チューブ
層１５によって内周側に絞り込まれることにより、各抗
張力線１３，１４の接点Ｐに生じる法線方向の競り合い
力が強化され、外部から印加される例えば海水圧に対し
て潰れないようなシェル効果を持たせることができる。

【００２６】したがって、この競り合いによるシェル効
果によって、光ファイバ心線に大きな側圧がかかること
が防止され、伝送特性の劣化も防止される。また、何ら
の事故によってシース１６が損傷し、海水が侵入したと
きは前記した走水防止材１２が吸水によって膨張し、ま
た抗張力線１３，１４の隙間に充填されているコンパウ
ンドによって、侵入した海水がケーブルの長手方向に走
り水となって侵入し、海底光ケーブル全体の伝送能力を
破綻するような事故となることを防止することができ
る。

【００２７】図５は、上記図２に示したような海底光ケ
ーブルを製造する集合機において、製造可能な他の海底
光ケーブルの製造過程の一例を示した模式図である。こ
の場合は、中心支持体１７の材料とされる、例えば図５
（ａ）に示すような平板状のステンレス部材１７ａを、
充填装置２３において、例えば同図（ｂ）に示すよう
に、その一部が重なり合うように徐々に螺旋状に巻回さ
せながら引き出して中空パイプ形状に成形すると共に、
その内部にサプライドラム２１から繰り出されるリボン
状の光ファイバ１１が包み込むように挿入される。そし
て、その内部にはポンプ３１を介してタンク３１ａから
吸水パウダ等の走水防止材１２を充填するようにしてい
る。これにより、その内部にリボン状の光ファイバ１１
と走水防止材１２が収納されて、同図（ｃ）に示すよう
な、中心支持体１７が成形されることになる。

【００２８】なお、図５に示す例では、ステンレス部材
１７ａの一部が重なり合うように螺旋状に巻き回して中
心支持体１７を形成するようにしているが、中心支持体
１７は、ステンレス部材１７ａの一部を重ね合わせるこ
となく、螺旋状に巻き回して成形するようにしても良
い。

【００２９】また、この場合も走水防止材１２として吸
水ヤーンや、吸水テープを使用する時は、上述したよう
に例えば破線で示した材料サプライドラム３２から吸水
ヤーン、又は吸水テープを繰り出し、このサプライドラ
ム３２から繰り出された吸水ヤーン、又は吸水テープが
リボン状の光ファイバ１１と共に中心支持体１７に収納
すれば良い。また、走水防止材１２は、中心支持体１７
の内部全体に充填してもよいが、例えば中心支持体１７
の長手方向に対して所定の間隔で間欠的に充填しても良
い。

【００３０】このようにして、その内部の空間にリボン
状の光ファイバ１１、及び走水防止材１２が十分な余裕
空間を持って収納された中心支持体１７に対して、上記
図３において説明したように、抗張力線集合機２２のホ
ローシャフト２２ａを挿通して、例えば図３（ｅ）に示
したような第１の抗張力線１３と図示していない第２の
抗張力線がその周辺部に巻回され、この巻回された第１
及び第２の抗張力線１３，１４の間隙部分に、２液混合
タイプのコンパウンドを間欠的に充填しながら撚りを加
えることで、第１及び第２の抗張力線１３，１４からな
る抗張力体層にも走水防止効果を持たせるようにしてい
る。

【００３１】この場合も、抗張力線１３，１４によるシ
ェル（殻）効果によって、海水圧等から光ファイバ１１
に印加される側圧、及び伝送特性の劣化を防止すること
ができると共に、走水防止材１２としては吸水ヤーン
や、吸水テープ、吸水パウダ等を光ファイバ１１が配置
される中心支持体１７の周縁部に巻回するようにしてい
るため、万一の事故に対して特性の劣化が大きくなるこ
とを防止することができるようになる。

【００３２】なお、上記した本実施の形態においては、
光ファイバとしてリボン状に集合された光ファイバ１を
用いた場合について説明したが、これに限定されること
なく例えば単線で集合されている２以上の光ファイバを
用いることも当然可能である。また、走水防止材１２と
して、例えば挿入時は軟性であるが熱を加えることによ
って硬化するような熱硬化性の樹脂を適用するといった
ことも可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の海底光ケ
ーブルは、リボン状又は単心で集合されている２本以上
の光ファイバと、この光ファイバの周辺に配置されてい
る走水防止材とを、中空状の中心支持体内に配置すると
共に、この中心支持体を第１の抗張力線と第２の抗張力
線で構成された耐圧殻によって包囲する構造としている
ので、熱管理やＵＶ管理等が必要な光ファイバユニット
を製造する製造工程が必要なく、海底光ケーブルをタン
デムに配置した機械によって最終の工程まで製造するこ
とが可能になり、数１０ｋｍに及ぶような長尺のケーブ
ルを従来より安価に製造することができるという効果が
ある。

【００３４】また、光ファイバはユニット化されていな
いので、船上で中継器等に接続する作業が容易になり、
敷設作業も短縮することが可能になる。また、ケーブル
の重量を従来より軽くすることが可能になるため、ケー
ブルモジュラスが向上し、敷設船に大量のケーブルを移
送することができるので敷設作業が短縮される。また、
敷設後に事故によって海水が侵入したときも、走水防止
材によって走り水が一定の範囲で抑圧されるため、走り
水の発生によって通信システムが一挙にダウンするとい
う事故をなくすことができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態とされる海底光ケーブルの
断面図である。

【図２】本実施の形態とされる海底光ケーブルの製造装
置の概要を示す図である。

【図３】図２に示した海底光ケーブルの製造装置によっ
て製造される海底光ケーブルの製造工程を模式的に示し
た図である。

【図４】抗張力線によるシェル効果の説明図である。

【図５】図２に示した海底光ケーブルの製造装置によっ
て製造される他の海底光ケーブルの製造工程を模式的に
示した図である。

【図６】従来の銅パイプを耐圧層とする海底光ケーブル
の断面図である。

【図７】従来のアルミ管を耐圧層とする従来の海底光ケ
ーブルの断面図である。

【図８】従来の分割個片を耐圧層とする従来の海底光ケ
ーブルの断面図である。

【符号の説明】

１１ リボン状光ファイバ、１１ａ 光ファイバ心線、
１２ 走水防止材、１３ 第１の抗張力線、１４ 第２
の抗張力線、１５ 金属チューブ層、１６ シース、１
７ 中心支持体、１７ａ ステンレス部材、１９ 吸水
テープ

フロントページの続き (72)発明者 石▲ざき▼ 宏 東京都港区芝浦１丁目２番１号 日本大洋 海底電線株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リボン状又は単線で集合されている２以
   上の光ファイバと、 走水防止材と、 前記光ファイバと前記走水防止材とを、その内部に収納
   することができる中空状の中心支持部材と、 前記中心支持部材を包囲するように撚り巻きされている
   第１の抗張力線と、 前記第１の抗張力線の外周に、同一方向に撚り巻きされ
   ている第２の抗張力線と、 前記第２の抗張力線の外周に被着させた金属チューブ層
   とを備え、 前記第１及び第２の抗張力線によって、前記光ファイバ
   の耐圧殻が構成されていることを特徴とする海底光ケー
   ブル。
2. 【請求項２】 上記第２の抗張力線の径は、上記第１の
   抗張力線の径より小さい２種類の鋼線によって構成され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の海底光ケーブ
   ル。
3. 【請求項３】 上記走水防止材は、吸水ヤーンとされて
   いることを特徴とする請求項１に記載の海底光ケーブ
   ル。
4. 【請求項４】 上記走水防止材は、吸水テープとされて
   いることを特徴とする請求項１に記載の海底光ケーブ
   ル。
5. 【請求項５】 上記走水防止材は、吸水パウダとされて
   いることを特徴とする請求項１に記載の海底光ケーブ
   ル。
6. 【請求項６】 上記走水防止材は、上記中心支持体の長
   手方向に対して間欠的に挿入されることを特徴とする請
   求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の海底光ケー
   ブル。
7. 【請求項７】 上記第１の抗張力線及び第２の抗張力線
   の間隙部分に硬化型コンパウンドを挿入することを特徴
   とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の海
   底光ケーブル。
8. 【請求項８】 上記中心支持部材は、Ｃ管によって構成
   されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のい
   ずれか一項に記載の海底光ケーブル。