JPH11208998A - 光ファイバの巻き取り方法 - Google Patents

光ファイバの巻き取り方法

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JPH11208998A
JPH11208998A JP10012644A JP1264498A JPH11208998A JP H11208998 A JPH11208998 A JP H11208998A JP 10012644 A JP10012644 A JP 10012644A JP 1264498 A JP1264498 A JP 1264498A JP H11208998 A JPH11208998 A JP H11208998A
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JP
Japan
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optical fiber
polarization mode
mode dispersion
dispersion value
tension
Prior art date
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Application number
JP10012644A
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English (en)
Inventor
Yasusuke Yamazaki
庸介 山崎
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボビンに巻かれた状態の偏波モード分散値と
自由な状態におかれた場合の偏波モード分散値とが一致
するように、光ファイバ心線を巻き取る方法を提供する
ものである。 【解決手段】 光ファイバ心線1をボビン4に巻き取る
方法において、光ファイバ心線1に所定張力を加えたと
きに偏波モード分散値が最小値を示すものであり、張力
が付加されない自由な状態における光ファイバ心線1の
偏波モード分散値がA、光ファイバ心線に所望張力を加
えながらボビン4に巻き取った状態の偏波モード分散値
がBであるとき、偏波モード分散値Bが偏波モード分散
値Aに対して、 A−0.05≦ B ≦A+0.05 (ps/km1/2) の関係を満たす方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所望張力を加えな
がら光ファイバ心線をボビンに巻き取る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】長尺の光ファイバは、通常、プラスチッ
ク製ボビンに巻取られた後、ケーブル等に加工され、あ
るいは保管され又は出荷される。ボビンに巻かれたシン
グルモード光ファイバにあっては、コアの構造不整や外
力による複屈折などの要因によって偏波モード分散が生
じる。偏波モード分散は、光ファイバ内における二つの
偏波モード間に生じる伝搬時間の差である。最近、エル
ビウムドープ光ファイバアンプを用いた光増幅中継によ
る長距離光伝送システムが開発されるに至り、この光伝
送システムでは光伝送路を構成する光ファイバ、光増幅
器、光カプラなどの光コンポーネントにおいて発生する
それぞれの偏波モード分散が信号光とともに増幅、累積
されるため、その存在が無視できなくなってきた。
【0003】偏波モード分散は、光ファイバに張力や曲
げ力などの外力によって容易に変化するので、たとえ同
一光ファイバの偏波モード分散を測定しても、その光フ
ァイバがボビンに巻かれれているか否か、あるいはボビ
ン巻きのピッチなどによっても変化するので、偏波モー
ド分散が最も小さくなるような巻き付け方法が示されて
いる(特開平7−294266号公報、特開平9−10
0064号公報)。
【0004】一方、光ファイバがボビンに巻かれた状態
とその光ファイバが光ケーブルに加工された状態とで
は、偏波モード分散の値が異なることがある。例えば、
ボビンに巻かれた光ファイバの偏波モード分散は、光ケ
ーブルに加工された分散値より小さくなる傾向が示され
てい( "Improved PMD Stability in Optical FaibersC
ables" IWCS 1994,pp658-664)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の公報において、
ボビンに巻かれた光ファイバの偏波モード分散を最小と
するには、巻き付け張力を数十グラムとすることが示さ
れている。しかしながらこのように緩く巻かれると、振
動によって巻き崩れを起こしやすくなり、振動による特
性変化が発生しやすくなる。
【0006】また、前述の文献に示されるように、ボビ
ンに巻かれた光ファイバの偏波モード分散の測定値は、
光ケーブル加工後の分散値より小さくなることがあるた
め、光ファイバを光ケーブルに加工した後では偏波モー
ド分散値が増加したように誤認されることがあり、光フ
ァイバの供給者と被供給者との間で疑義が生じる問題が
あった。
【0007】そこで本発明の目的は、上述した事情に鑑
みてなされたものであって、光ファイバ心線がボビンに
巻かれた状態と自由状態において、偏波モード分散値が
変化しない光ファイバ心線の巻き取り方法を提供するも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる光ファイ
バの巻き取り方法は、光ファイバ心線をボビンに巻き取
る方法において、光ファイバ心線に所定張力を加えたと
きに偏波モード分散値が最小値を示すものであり、張力
が付加されない自由な状態における光ファイバ心線の偏
波モード分散値がA、光ファイバ心線に所望張力を加え
ながらボビンに巻き取った状態の偏波モード分散値がB
であるとき、偏波モード分散値Bが偏波モード分散値A
に対して、 A−0.05≦ B ≦A+0.05 (ps/km1/2) の関係を満たすことを特徴とする。
【0009】光ファイバ心線の偏波モード分散値は、光
ファイバ心線に所定張力が付加されたときに最小値を示
すとともに、光ファイバ心線に加わる張力によって変化
する性質がある。本発明の方法によれば、光ファイバ心
線に所望張力を加えながらボビンに巻き取ることによっ
て、ボビンに巻かれた状態の偏波モード分散値を本質的
偏波モード分散値Aと等しくさせる方法である。
【0010】光ファイバ心線に張力を加えながらボビン
に巻いた状態の偏波モード分散測定値と、自由状態に放
置したときの本質的偏波モード分散値Aと一致させるこ
とによって種々の利点が生じる。
【0011】例えば、0.5Nの張力でボビンに巻取ら
れた光ファイバ心線の偏波モード分散値は、略0.04
ps/km1/2である(図3参照)。この状態の光ファイ
バ心線が被供給者に送られ、被供給者がボビンから光フ
ァイバ心線の一部を切り取って自由状態でサンプル試験
を行なうと本質的偏波モード分散値Aである0.15p
s/km1/2が測定される(図3参照)。その結果、供給
者側の出荷データと被供給者側のサンプル試験データと
の間に差が生じ、偏波モード分散が変化したように誤解
されて好ましくない。ボビンに巻かれた状態の偏波モー
ド分散測定値を本質的偏波モード分散値Aと一致させる
ことによって、供給者と被供給者との間に生ずる誤解を
予防することができる。
【0012】また、本発明に係わる巻き取り方法によれ
ば、光ファイバ心線は所望張力を付加した状態でボビン
に巻き付けられているので、特に、長距離運搬時の振動
によって発生する荷崩れや、振動による特性変動を抑制
する。
【0013】巻き取り後の偏波モード分散値Bの範囲は
狭いほど好ましいが、巻き取り張力の調整が困難となる
こと、また測定精度に限界がある。したがって、巻き取
り後の偏波モード分散値がB、自由状態の偏波モード分
散値がAである場合、 A−0.05 ≦ B ≦A+0.05 (ps/km1/2) が実用上好ましい範囲である。
【0014】本発明の巻き取り方法において、巻き取り
張力は、1.0N〜2.0Nの範囲であることことが好
ましい。2.0N以上の張力を付加すると光伝送損失が
増加し、また、1.0N以下では巻き崩れを起こしやす
くなり好ましくない。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施形
態に使用される光ファイバ心線の構成を示す図でる。光
ファイバ心線1は、シングルモード光ファイバ2と、シ
ングルモード光ファイバ2の外周に設けられた被覆3と
で形成される。シングルモード光ファイバ2には、コア
部の屈折率分布がステップインデデックス型のものと、
コア部の屈折率分布を2段構造に形成して零分散波長を
シフトさせるものとがある。
【0016】図2は、光ファイバ心線1が十分大きい曲
率で束取りされるとともに、光ファイバ心線1に加わる
張力あるいは側圧等の外力は無視できる程度に小さく保
持した自由な状態(以下、自由状態という)を示す。こ
のように光ファイバ心線1が自由状態に保持されると、
一般に偏波モード分散は零と考えられる。しかしなが
ら、シングルモード光ファイバ2および被覆3は、完全
に光軸対称でないことによる本質的な偏波モード分散を
有している。
【0017】本質的偏波モード分散を有する光ファイバ
心線1にランダムに側圧が加えられると、本質的偏波モ
ード分散は遅モードと速モードが結合し平均化されるこ
とにより偏波モード分散が減少する傾向を示す。ランダ
ムに側圧を付加する簡単な方法としては、光ファイバ心
線1に張力を加えながら光ファイバ心線1の外径より若
干大きいピッチでボビンに巻き付けることによって達成
される。
【0018】巻き付け張力をさらに大きくすると、光フ
ァイバ心線1に加わる一定方向の側圧が支配的となり、
光ファイバコア内の側圧方向の内部応力に起因する偏波
モード分散が現れる。この状態では本質的偏波モード分
散は無視され、張力に比例する偏波モード分散となる。
【0019】図3は、光ファイバ心線1を自由な状態に
保持した場合、ならびに所定張力を加えながらボビンに
巻き取った状態の偏波モード分散の測定値を示すグラフ
である。光ファイバ心線1は、GeO2が添加されたS
iO2を主成分とする直径8μmのコア径と、コアの外
周にSiO2を主成分とする直径125μmのクラッド
からなる石英系ガラスのシングルモード光ファイバ2
と、シングルモード光ファイバ2の外周に施されたウレ
タンアクリレート系紫外線硬化型樹脂の被覆3とで形成
される。この光ファイバ心線1は、胴径152mmのA
BS樹脂製ボビンに心線径より大きいピッチで巻き付け
た。偏波モード分散値は、測定器5を用いて干渉法によ
って測定した。
【0020】図3において、巻き付け張力を零としたと
きの偏波モード分散値は、光ファイバ心線1を自由状態
に保持したときと等価であり、本質的偏波モード分散値
A(0.15ps/km1/2)となる。張力を加えながら
ボビンに巻き付けると偏波モード分散値は一旦低下し、
張力が0.5Nで最小値(0.04ps/km1/2)とな
る。さらに巻き付け張力を大きくして巻き付けると偏波
モード分散値は上昇し、2Nの張力における偏波モード
分散Bは本質的偏波モード分散Aと等しい0.15ps
/km1/2となる。
【0021】図4は、波長1.55μm帯における張力
に対する伝送損失の増加を示すグラフである。図4にお
いて、光ファイバ心線1の伝送損失の増分は、光ファイ
バ心線1に加わる張力が零から2Nまでは殆ど認められ
ないが、巻き付け張力をさらに大きくすると急速に大き
くなることが分かる。
【0022】次に、本実施形態に係わる光ファイバ心線
の巻回方法について説明する。 第1段階:光ファイバ心線1を準備する。長尺の光ファ
イバ心線1は、光ファイバ母材を加熱・溶融してシング
ルモード光ファイバ2に線引きするとともに、シングル
モード光ファイバ2の外周に紫外線硬化樹脂の被覆3を
施してボビン4aに巻取られる。
【0023】第2段階:ボビン4aに巻かれた光ファイ
バ心線1の一部を切断して、図2に示すように自由状態
に保持して、本質的偏波モード分散値Aを測定する。長
尺の光ファイバ心線1全体を自由状態に保持することは
困難であるので、切断した一部の長さの測定値で代表さ
せることができる。
【0024】第3段階:ボビン4aに巻かれた光ファイ
バ心線1を図5に示すように所定の張力Tを加えながら
ボビン4bに巻替える。巻替えピッチは光ファイバ心線
1の外径より若干大きい程度とする。このような巻替え
方法は、巻替え作業が簡単であり、光ファイバ心線1内
に発生する偏波モード分散も張力に比例する傾向があ
る。
【0025】第4段階:ボビン4aからボビン4bへの
巻替え完了後、ボビン4bに巻替えられた光ファイバ心
線1の偏波モード分散値Bを測定する。偏波モード分散
値Bが本質的偏波モード分散値Aと相違する場合は図5
に示した方法で張力Tを変えて巻替える。偏波モード分
散値Bが本質的偏波モード分散値Aより小さい場合は張
力Tを大きくし、反対に、偏波モード分散値Bが本質的
偏波モード分散値Aより大きい場合は張力Tを小さくし
て巻替える。
【0026】偏波モード分散値Bと偏波モード分散値A
とはできるだけ等しくなるように調整して巻替えること
が好ましいが、巻替えに要する時間、費用等および測定
精度の観点から偏波モード分散値Bは偏波モード分散値
Aに対して±0.05ps/km1/2内が実用的範囲であ
る。
【0027】図3に示すように、偏波モード分散値は光
ファイバ心線1が張力零の状態で本質的偏波モード分散
値Aを示し、張力を大きくして0.5Nで最小値とな
り、さらに大きくして1.5Nでは偏波モード分散値B
が本質的偏波モード分散値Aと等しくなる。したがっ
て、偏波モード分散値Bを本質的偏波モード分散値Aと
等しくするための巻替え張力の調整範囲は1.0N〜
2.0Nが適切な範囲である。また、光ファイバ心線1
に加わる張力が1.0N〜2.0Nにおける伝送損失増
分は、図4が示すように殆ど等しく無視できる程度であ
る。
【0028】また、光ファイバ心線1が1.0N〜2.
0Nの張力を加えながら巻き付けられると、運搬等にお
ける振動が生じても巻き付け張力によって簡単に巻き崩
れを起こすことがない。
【0029】(実施例)以下、本発明を実施例により詳
細に説明する。図5において、ボビン4a、4bは、胴
部および鍔部をABS樹脂で成形し、胴部に発泡ポリエ
チレンシートを貼付したものであり、胴径152mm、
内幅119mmに作製した。
【0030】光ファイバ心線1は、前述のとおり、外径
125μmの石英系シングルモード光ファイバの外周に
ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を被覆したもの
であり、上述のボビン4aに10.1kmの長さのもの
を巻取ったものを2ボビン準備した。
【0031】上述の2本の光ファイバ1からそれぞれ
0.1kmを切り取り、直径300mmに束取りして自
由状態における本質的偏波モード分散値を干渉法により
測定したところ、図6の□印に示すようにいずれも0.
15ps/km1/2であった。
【0032】一方のボビンに巻かれた光ファイバ1を
1.5Nの張力を加えながら同一構造のボビンに巻替え
た後、偏波モード分散値を測定したところ、0.15p
s/km1/2であった。この光ファイバ1を内径2mmの
プラスチックチューブに導入してルースチューブ型光ケ
ーブルを作製した後、再び偏波モード分散値を測定した
ところ、図6の○印に示すように0.14ps/km1/2
であった。即ち、ボビンに巻かれた状態とケーブル作製
後との偏波モード分散値の差は0.01ps/km1/2
すぎず、殆ど差は認められなかった。
【0033】他方のボビンに巻かれた光ファイバ1を
0.5Nの張力を加えながら同一構造のボビンに巻替え
た後、偏波モード分散値を干渉法により測定したとこ
ろ、0.04ps/km1/2であった。この光ファイバ1
を内径2mmのプラスチックチューブに導入してルース
チューブ型光ケーブルを作製した後、偏波モード分散値
を測定したところ、図6の×印に示すように0.14p
s/km1/2であった。即ち、ボビンに巻かれた状態とケ
ーブル作製後との偏波モード分散値の差は0.1ps/
km1/2であり、明確な差が認められた。
【0034】
【発明の効果】本発明の方法によって所望張力をかけな
がらボビンに巻き取られた光ファイバ心線の偏波モード
分散値は、自由状態に放置したときの本質的偏波モード
分散値と一致する。したがって、被供給者が偏波モード
分散値のサンプル試験を行なっても、供給者の巻き取り
後の出荷データとの間に差が生じることはなく、誤解の
発生を予防する。
【0035】また、本発明の方法によって巻き取られた
光ファイバ心線は張力が付加されているので、特に、長
距離運搬時の振動によって発生する荷崩や、振動による
特性変動を抑制する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用される光ファイバ心線の構成を示
す図である。
【図2】本発明の光ファイバ心線を自由に保持した状態
を示す図である。
【図3】本発明の光ファイバ心線の巻取り張力と偏波モ
ード分散値との関係を示すグラフである。
【図4】本発明の光ファイバ心線の巻取り張力と伝送損
失の増分との関係を示すグラフである。
【図5】光ファイバ心線の巻替え方法を説明する図であ
る。
【図6】光ファイバ心線がボビンに巻かれた場合と、ケ
ーブル化された場合の偏波モード分散値の変化を示すグ
ラフである。
【符号の説明】
1・・・光ファイバ心線、2・・・シングルモード光ファイ
バ、3・・・被覆、4・・・ボビン、5・・・測定器、A・・・本質
的偏波モード分散値、B・・・偏波モード分散値、T・・・張

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバ心線をボビンに巻き取る方法
    において、 前記光ファイバ心線に所定張力を加えたときに偏波モー
    ド分散値が最小値を示すものであり、 張力が付加されない自由な状態における前記光ファイバ
    心線の偏波モード分散値がA、前記光ファイバ心線に所
    望張力を加えながらボビンに巻き取った状態の偏波モー
    ド分散値がBであるとき、 前記偏波モード分散値Bが前記偏波モード分散値Aに対
    して、 A−0.05≦ B ≦A+0.05 (ps/km1/2) の関係を満たすことを特徴とする光ファイバの巻き取り
    方法。
  2. 【請求項2】 前記偏波モード分散値Aは、前記ボビン
    に巻き取られた光ファイバ心線の一部を切断したものに
    ついて測定されるとを特徴とする請求項1に記載の光フ
    ァイバの巻き取り方法。
  3. 【請求項3】 前記光ファイバの巻き取り張力は、1.
    0N〜2.0Nの範囲であることを特徴とする請求項1
    に記載の光ファイバの巻き取り方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001048550A1 (fr) * 1999-12-24 2001-07-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Ligne a transmission optique, procede de fabrication de ligne a transmission optique et systeme de transmission optique
US7298934B2 (en) 2003-10-22 2007-11-20 Fujikura Ltd. Optical fiber and method of measuring polarization mode dispersion of optical fiber

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