JPS58100104A - 海底光フアイバケ−ブル伝送路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、水深別に用いる海底光フアイバケーブルの構
成に関するものである。

発明の技術的背景とその問題点。

光通信は従来からの電気的通信と比較して、その信号伝
送線を著しく軽量かつ小径化することが可能なため、あ
らゆる通信分野において開発が進められておシ、その−
環として海底同軸ケーブルに代わる海底光７アイパケー
ブルの研究も積極的に進められている。海底光フアイバ
ケーブルは、大陸棚等の浅海部と大洋底等の深海部とて
構造が多少異っておシ、船舶射の投錨やトロール漁網或
いは潮流等の影響を大きく受ける浅海部が深海部より′
も強度的によ抄強い構造となっている。この浅海部の海
底光フアイバケーブルの構造を第１図に示す、第１図に
示すように、光ファイバ心ｍｌは中心支持体２の周囲に
配置され、これらは緩衝層３を介して内部耐圧層４内に
収納されている。この内部耐圧層４の周囲には抗張力線
５が巻き付けられ、外部耐圧層６の周囲に絶縁層７が形
成されている。

さらに、この絶縁層７には外被８を介して座床９と外部
保護材１０とで囲れた外装線１１が増シ付けられている
。深海部の海底−光ファイバケーブルの構造を第２図に
示す、第２図では第１図の海底光フアイバケーブルより
座床９、外部保護材１０、及び外装線１１を除去したも
のである。ｊ！すち、深海部の海底光フアイバケーブル
の外被８上に座床９、外部保護材１０及び外装線１ノを
取シ付けて強度向上を図ったものが第１図に示す浅海部
の海底光フアイバケーブルの構造上の特徴となっている
。

仁の浅海用ケーブルは、従来水深５００ｍ以浅で用い、
外装線１ノは６Ｗφおよ′び８■φの鉄線を用い漁傍障
害および摩耗に対応している。

しかし、最近のトロール漁業の発達により、水深５００
ｍ以深の地域にも汲置障害が多発してきておシ、水深５
００ｍ以深で地域装構造の必要性がでてきた。しかし、
６■φの鉄線を施した外装ケーブルを水深５００ｍ以閑
に用いると、外装ケーブルの水中重量は大きいので、水
深１０００ｍ以深に用地域無外装ケーブルとの遷移部で
布設および引揚時に大きな張力が作用し、大きな伸びが
発生する。布設・引揚時の張力は水深と比例し、水深が
大きくなるに従って大きくなってゆく、第３図に、−例
として水深１０００ｍまで、外装線を施した場合を示す
が、水深１０００ｍの地点で外装ケーブルと無外装ケー
ブルの遷移部が存在し、４設・引揚時の外装ケーブルに
よる張力か無外装ケーブルに加わシ、遷移部処非常に大
きな伸びが発荏し、破線で示すように、光ファイバの所
要プルーフテスト伸びは１．５％以上必要となる。この
ため、布設・引揚時、特に無外装ケーブルから外装ケー
ブルを引揚げる場合は光ファイバの破断の可能性が大き
くなる欠点があった。第３図中、破線は従来の海底光７
アイパケーブル伝送路の場合であプ、実線は後述する本
発明の海底光ファイバケーブル伝送路の場合である。

発明の目的 本発明は、これらの欠点を除去するため、布設・引揚時
の光ファイバの伸びを軽減する海底光ファイ／譬ケーブ
ル伝送路を提供する。

発明の概要 本発明は、ケーブルの中心部に光フアイバ集合体を配置
し、その周囲に耐圧層を配置し、その周囲にピアノ線を
鋼ｍシ線とじ九中心抗張力体を配置したケーブル本体を
用い、水深θ〜７００ｍにおいては、前記ケーブル本体
の周囲に外装として外装線の撚シピッチを！ｓ〕ピッチ
径の１８倍以上とし、６１１１ＩＩ外装線または８ＩＩ
ＩＩ外装線を撚った構造を用いた−１外装ケーブルを用
い、水深５００５１２００ｍにおいては、前記ケーブル
本体の周囲に外装として外層外装線と内層外装線の撚シ
方向を相反させ、その撚シピッチを張力印加時の発生ト
ルクを打消し合わせるように選定した交互撚シ外装ケー
ブルを用い、また水Ｒ５００〜７００ｍにおいては前記
記述の−１外装ケーブルまたは交互撚シ外装ケーブルの
いずれかを用い、漁傍障害時の張力から光ファイバを保
護する引張剛性を持たせ、かつ中心抗張力体断面積Ｓ（
閣りと交互撚シ外装ケーブルの水中重量Ｗ（Ｋｆ／Ｗ＠
）の関係を、Ｗ／Ｓ≦０．０５とするように選定し、水
深１０００ｍ以上で無外装ケーブルを用い、また水深１
０００〜１２００ｍにおいては前記記述の交互撚り外装
ケーブルまたは無外装ケーブルを用いたことを特徴とす
る海底光フアイバケーブル伝送路である。

発明の実施例 第４図は、本発明に用いる実施例の一つであシ、中海部
（水ｖ１５００〜１２００　ｍ程＃）に用いる海底光７
アイパケープルを示す、また、第５図は浅海部（水深０
〜７００ｍ１ｊＡ度）用外装ケーブルの断面図である。

第４図及び第５図に。おいて、ケーブルの中心部には光
ファイ・童集合体を構成する光フアイバ心線１が中心支
持体２の周囲に配置され、これらは緩衝層Ｊを介して内
部耐圧層４内に収納されている。この内部耐圧層４の周
囲には例えばピアノ線等の抗張力線５を銅撚シ線とした
中心抗張力体が配置され、更にその周囲は外部耐圧層６
が設けられ、この外部耐圧層６の周囲には絶縁層７が形
成されてケーブル構造が構成される。前記絶縁層１の周
囲には座床９を介して外装線１１が設けられ、ケーブル
の最外周には外部保護層１０が設けられる。第４図のケ
ーブルでは座床９と外装置１１１１がセ重に設けられる
。

即ち、第５図は水Ｒθ〜７００ｍにおいて設けられる−
１外装ケーブルで、外装線１１のｍｂビ、チを撚シピ、
チ径の１８倍以上とし、６−外装線または８箇外装線を
撚った構造である。

父、第４図は水＃！５００〜１２００ｍにおいて設けら
れる交互撚シ外装ケーブルで、外層外装線１１と内層外
装線１１の撚り方向を相反させ、その撚りピッチを張力
印加時の発生トルクを打消し合わせるように選定したも
のであシ、漁寿障害時の張力から光ファイバを保護する
引張剛性を持たせ、かつ中心抗張力体断面積ｓｗｘ”と
交互撚り外装ケーブルめ水中１１１　Ｗ　Ｋｇ／ｍの関
係をＷ／８≦０．０５とするように選定したものである
。

なお、水深１０００−以上では第２図に示すような無外
装ケーブルを設ける。

即ち、外装＠１１の零ａＮは、無外装ケーブル径によっ
て影響を受け、無外装ケーブル径が大きくなるに従りて
、・外装ｆ！１１の本数が増加し、外装ケーブルの水中
重量は増加する。この丸め、第４図、第５図に示すよう
に、本実施例では、第１図に示すケ□−ツルから外′４
ＩＩ８を除去して、無外装ケーブル径をｍ＜ｔ、て、ケ
ーブル水中重量の軽量化を図っている。また、第５図は
交互１ｍ〕外装ケーブルで、内層および外層の撚９ピッ
チＰＨｅ　Ｐｇは、次式で与えられる関係に保っている
。

ただし、Ｐは外装線の撚シビ、チ、Ｅは外装線のヤング
車、Ｄは層心径、Ｎは外装線の本数、ｄは外装線の抗張
力体としての有効径、添字ｌ。

２はそれぞれ外装線の内層１および外層を示している。

このように、外装線め撚シビ、チを選定すると、張力印
加時の外装線のａｎ戻しによる発生トルクを打消しあい
、１外装ケーブルの伸び特性の主要因である、張力印加
時のｍ〕戻しによる伸びを除去できる。

Ｎ、６図に、−重外装ケ」プルムおよび交互撚）外装ケ
ーブル構造伸び特［性の比較を示す、布設嘲引揚時の伸
びは、布設：されたケーブルの水中重量と密接に関係す
る。このため、第６図は正規化張力として、張力を□ケ
ーブル水中重量で除した値を用いて評価を行っている。

この図に示すように、交互撚〕外装ケーブルＢは、張力
印加時に回転を抑制する。、ので大幅に伸び特性を改善
させることができる。

また、−重外装ケーブルＡの伸び特性は、外装線の撚シ
ピッチと密接に関係し、＃！７図に示すように撚クビ、
チを大きくするほどケーブルの伸び率を低下させること
ができる。従来の外装ケーブルは伝統的に、撚）ピッチ
径の１３倍を用いておシ、仁の図に示すように外装線の
撚シピ、チを、撚シビ、チ径の１８倍以上に走ると大幅
に伸び率を低下させることができる。

このようなケーブル構造を有しているから、水Ｒθ〜７
００ｍ海域において杜、従来から装置障害および摩耗に
実績のある６■または８■鉄線を用い、水［５００へ１
２００ｍの海域においては、交互撚り外装ケーブルもし
くは漁携障害および摩耗に実績のある６閣または８閣鉄
線を用い、水１ｍ？！　５００〜１０００　ｍの海域に
おいては、交互１ｅｋシ外装ケーブル、水深１０００解
以深の海域においては無外装ケーブルを用いると、布設
および引揚時の伸びを抑制できるケーブル伝送路を実現
できる。

ここで、適用水沫で、一部ケーブル構成が重複している
が、これは設計布設ルートからの若干の誤差を考慮して
いるためである。

無外装ケーブルと外装ケーブルの遷移部では、第３図に
示すように、大きな所要グルーフチストが必要となる。

この時、無外装ケーブルの抗張力体の断面積を８とし、
外装ケーブルの単位長さ当シの水中重量をＷとすると、
遷移部のケーブルの伸び＃線近似的に次式で与えられる
。

ただし、αは布設および引揚工法に関連する係数、ｈは
最大水深、Ｅは抗張力体のヤング率である。

まえ、深海部の無外装ケーブルの布設・引揚時の伸びを
抑制するためには、抗張力体の密度をρ、ヤング率ｔ−
Ｅとすると、ル乍を小さくすれば良く、かつ大きなひず
みの領域で弾性変形が成り立つことが好ましい。経済性
を考慮した金属材料として、最も適しているものはピア
ノ線であり、中心抗張力体にピアノｌｉＡを用いると、
布設・引揚時の伸びを抑、制できる。このため、ピアノ
線を用い次場合について、式（１）を用いて検討を加え
る。係数αは、引揚げを考慮してα−２，５、水深りに
ついては水深１０００ｍまで外装ケーブルを適用すると
とを考慮して、若干の布設時の水深変化を考慮して、最
大水深ｈ＝１２００ｍとした。ピアノ線のヤング率を与
え、式（１）から推定した引揚時の伸びを用いて、所要
ブルー７テスト条件を求めると第８図となる。

また、長尺の光７アイパでは、！ルーフテスト伸び１．
５襲以上を達成することは非常に難しいので、所要ブル
ー７テスト伸びｔ　１．５　％以下に設定する必要があ
る。仁の図に示すようにＷ／Ｓ≦０．０５とすれば無外
装ケーブルと外装ケーブルの遷移部の所要グルーフチス
ト伸びを１．５　％以下にすることができ遷移部の伸び
を抑制できる。

また、外装ケーブルは漁携障害時の漁船のけん引力から
、光７アイパを保護する引張剛性を持たせる必要がある
。引張剛性は、ケーブルの外装線の径および本数と密接
に関係するので、ケーブル水中重量と関係する。交互撚
シ外装ケーブルとして、構造上引張剛性を増大させたと
しても、漁掃障害時の張力から光７アイパを保繰する引
張剛性を持たせる罠は、ケーブル水中重量で約２　ｈ／
ｗｚ以上にする必要がある。そのためには、Ｗ／８≦α
０５の関係から無外装ケーブルの抗張力体の断面積を約
４９１１ｍ１以上にすれば、遷移部の所要グルーフチス
ト条件（伸び）を１．５憾以下にできる。

発明の詳細 な説明したように、水深別に、水深０〜７００ｍの海域
には６箇鉄線または８■鉄線外装（第５図）を用い、ま
た水深５００〜１２００ｍの海域には交互撚り外装ケー
ブル（第４図）、水深１０００ｍ以深では抗張力体の断
面積を考慮した無外装ケーブル（第２図）を用いる本発
明のケーブル構成（実Ｍ）によると、第３囚に示すよう
に、従来のケーブル構成（破！Ｉ）に比較して大幅に所
要グルーフチスト伸びを低下させ、水Ｒ５００〜１００
０ｍの海域の漁携障害に対応でき、信頼性の高い海底光
フアイバケーブル伝送路を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の外装海底光フアイバケーブルの断面図
、第２図は従来の無外装海底光ファイバケーツルの断′
ＷＪ図、第３図は従来および本発明のケーブル構成によ
るＰｊＴＩ７１ブルー７テスト伸びの比較の一例を示す
特性図、第４図は本発明の一実施例で、中海用交互撚シ
外装ケーブルを示す断面図、第５図は本発明に係る浅海
用外装ケーブルの一例を示す断面図、第６図は本発明に
係るケーブル構造による伸び特性の一例を示す特性図、
第７図は本発明に係る−１外装ケーブルに及はす外装線
の撚りビ、チの影響の一例を示す特性図、第８図は本発
明に係る抗張力体断面積および外装ケーブル水中重量と
所要ブルー７テスト伸びの関係の一例を示す特性図であ
る。 ｌ・・・光ファイ・青心線、２・・・中心支持体、３・
・・緩衝層、４・・・耐圧層、６・・・抗張力線、６・
・・耐圧層、７・・・絶縁層、８・・・外被、９・・・
座床、１０・・・外部保護層、１１・・・外装線。 出履人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第３図 ＸＦ　（ｍ） 第４図　　　　竺５図 叉 ｆｆ５６図 ％ｊＮＴ−フル木甲重量（ｋｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーブルの中心部に光フアイバ集合体を配置し、その周
   囲に耐圧層を配置し、その周囲にピ　３アノ線を鋼撚り
   線とした中心抗張力体を配置したケーブル本体を用い、
   水ＲＯ〜５００ｍにおいては前記ケーブル本体の周囲に
   外装として外装線の撚ルピッチを撚）ピッチ径の１８倍
   以上としかつ６■外装線若しくは８■外装線を撚った構
   造の−１外装ケーブルを設け、水深７００〜１０００ｍ
   においては前記ケーブル本体の周囲に外装として外層外
   装線と内層外装置ａＯ撚ル方向を相反させた交互撚）外
   装ケーブルを設け、＼深５００〜７００ｍにおいては前
   記−重外装ケーブル若しくは前記交互撚力外装ケーブル
   のいずれかを設け、水深１２００ｍ以上においては前記
   ケーブル本体の周囲に外装線を設けない無外装ケーブル
   を設け、水深１０００〜１２．０ｏｍにおいては前記交
   互撚シ外装ケーブル若しくは前記無外装ケーブルを設け
   、前記中心抗張力体の断面積ｆ３　ｗｉｇと前記交互ｍ
   シ外装ケーブルの水中重量Ｗ〜／ｍの関係をＷ／Ｓ≦０
   ．０５とすることを特徴とする海底光フアイバケーブル
   伝送路。