JPS597361B2 - fiber optic submarine cable - Google Patents

fiber optic submarine cable

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JPS597361B2
JPS597361B2 JP53036580A JP3658078A JPS597361B2 JP S597361 B2 JPS597361 B2 JP S597361B2 JP 53036580 A JP53036580 A JP 53036580A JP 3658078 A JP3658078 A JP 3658078A JP S597361 B2 JPS597361 B2 JP S597361B2
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pressure
optical fiber
resistant layer
cable
layer
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雪男 中込
橘太郎 天野
泰一郎 中井
康彦 新納
義広 江尻
均 工本
吉彦 山崎
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KDDI Corp
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Kokusai Denshin Denwa KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低損失光ファイバを伝送媒体とする光15ファ
イバ通信の分野において、特に長距離光ファイバ海底ケ
ーブルに適したケーブル構造に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a cable structure suitable for a long-distance optical fiber submarine cable in the field of optical 15-fiber communication using a low-loss optical fiber as a transmission medium.

光ファイバは低損失性、広帯域性、無誘導性、軽量性な
どの特長を有しているため、広帯域伝送20媒体として
非常に有利である。
Optical fibers have features such as low loss, broadband properties, non-inductive properties, and light weight, so they are very advantageous as broadband transmission media.

そのため、光ファイバをケーブル化して大容量の通信を
行おうとする試みが広く各方面で行われており、特に光
ファイバの広帯域性、低損失性に着目した海底ケーブル
ヘの適用例もいくつか報告されている。25例えば、公
開特許公報特開昭51−99032号の「海底ケーブル
」によれば第1図のような構造をとつている。
For this reason, attempts are being made in various fields to convert optical fibers into cables for high-capacity communications, and there are also reports of several applications of optical fibers to submarine cables, focusing on their broadband and low-loss characteristics. has been done. 25 For example, according to ``Submarine Cable'' published in Japanese Patent Publication No. 51-99032, the structure is as shown in FIG.

第1図aは細径であることを特徴とした一本の耐圧パイ
プを用いたケーブル構造の一例である。光ファイバ素線
1に被覆2を施し30た光ファイバ心線4本と、絶縁層
9を施した給電線7を2本テンションメンバ8の回りに
集合し、その回りを断熱層3で覆い、これによりパイプ
形成時の熱を光ファイバに伝えないようにしている。そ
の外側は光ファイバに局部圧力がかかるのを防35ぐた
めの圧力緩衝層4で包み、それらを耐圧パイプ5が保護
i、、ている。6は保護プラスチックである。
FIG. 1a shows an example of a cable structure using a single pressure-resistant pipe characterized by its small diameter. Four optical fiber core wires 30 in which the coating 2 is applied to the optical fiber bare wire 1 and two feeder lines 7 in which the insulation layer 9 is applied are gathered around the tension member 8, and the surroundings are covered with the heat insulating layer 3, This prevents heat from being transmitted to the optical fiber during pipe formation. The outside of the optical fiber is covered with a pressure buffer layer 4 to prevent local pressure from being applied to the optical fiber, and a pressure-resistant pipe 5 protects them. 6 is protective plastic.

第1図bはaのユニットを集合1|たケーブルである。Figure 1b shows a cable in which the units of a are assembled 1|.

中心にテンシヨンメンバ10を置き、回りに6本の耐圧
パイプ11を集合し2、プラスチツク12で固定してい
る。その回りを防水層13で覆い、さらにそれをプラス
チツク14で保護している。また、第1図aのユニツト
で給電線を高圧パイプの外側に配置する場合は第1図c
のような構成となる。15が給電線であり、それ以外は
第1図bと同じ構造である。
A tension member 10 is placed in the center, and six pressure-resistant pipes 11 are gathered around it 2 and fixed with plastic 12. It is covered with a waterproof layer 13 and further protected with plastic 14. In addition, if the power supply line is placed outside the high-pressure pipe in the unit shown in Figure 1a, please refer to Figure 1c.
The configuration is as follows. Reference numeral 15 is a power supply line, and other than that, the structure is the same as that shown in FIG. 1b.

今このケーブルを長距離海底ケーブルとし2て使用1,
た場合、第1図aまたはbのような耐圧パイプ内に給電
線がある構造では耐圧パイプを非常に太径にしなくては
ならなくなる。
This cable is now used as a long-distance submarine cable21,
In this case, in a structure in which the power supply line is inside a pressure-resistant pipe as shown in FIG. 1a or b, the pressure-resistant pipe must have a very large diameter.

その理由は、例えばシステムとして日本ーハワイ間を結
ぶ海底ケーブルを考えた場合、電話12000回線の伝
送を実現するため必要な給電電圧は、1個の中継器に必
要な電圧を32Vとすると0.5Ω/Icmという比較
的小さな抵抗値をもつ給電線を使用した場合でも165
00Vになり(伝送速度400Mbit/sで2システ
ム、中継数248)、給電線として銅を使用した場合で
も太さは6.64m1L必要で、これを光フアイバと共
に耐圧パイプ内に入れると、!水深8000mの水圧に
耐えるためには少くともパイプ内径は十数ミリ、パイプ
肉厚は5詣程度必要になるからである。
The reason for this is, for example, when considering a submarine cable system connecting Japan and Hawaii, the power supply voltage required to transmit 12,000 telephone lines is 0.5Ω, assuming the voltage required for one repeater is 32V. 165 even when using a feeder line with a relatively small resistance value of /Icm.
00V (transmission speed 400Mbit/s, 2 systems, number of relays 248), even if copper is used as the feeder line, the thickness needs to be 6.64m1L, and if you put this in a pressure-resistant pipe together with the optical fiber,! This is because in order to withstand water pressure at a depth of 8,000 meters, the inner diameter of the pipe must be at least ten millimeters, and the wall thickness of the pipe must be about 5 mm.

これは細径パイプではなくなり、従つてこの先願発明で
主張しているような細径であるため製造が容易(この先
願発明ではロールフオーマで成形する方法)であるとい
うパイプ製造上の特長は失なわれる。実際厚肉パイプを
この先賦発明に明記されている成形法で製造することは
非常に困難である。従つて、この構造による長距離深海
用の海底ケーブルを実現することは極めて困難となる。
次に、第1図cのような構造では給電線が耐圧パイプの
外に出ているため、パイプの内側には給電線は必要がな
い。
This is no longer a small-diameter pipe, and therefore it does not lose the advantage of pipe manufacturing, which is easy to manufacture due to its small diameter as claimed in this earlier invention (in this earlier invention, it is molded using a rollformer). be exposed. In fact, it is extremely difficult to manufacture thick-walled pipes using the forming method specified in this prior invention. Therefore, it is extremely difficult to realize a long-distance deep-sea submarine cable with this structure.
Next, in the structure shown in FIG. 1c, the power supply line extends outside the pressure-resistant pipe, so there is no need for the power supply line inside the pipe.

しかし、この場合もパイプの内側には光フアイバの他断
熱層、圧力緩衝層が必要である。特に断熱層はパイプ製
造時の熱を光フアイバに伝えないためのものであるため
非常に重要であり、充分な断熱効果をもたせなくてはな
らない。従つて、これらを数本の光フアイバと共にパイ
プ内に入れた場合、この先願発明で述べているような内
径1mmにすることは難しく、もつと大きな内半径が必
要であり、従つて必然的に肉厚は厚くなり、この場合も
パイプの製造は成形法ではフη 困難になる。
However, in this case as well, in addition to the optical fiber, a heat insulating layer and a pressure buffer layer are required inside the pipe. In particular, the heat insulating layer is very important because it prevents heat from being transferred to the optical fiber during pipe manufacturing, and it must have a sufficient heat insulating effect. Therefore, when these are placed in a pipe together with several optical fibers, it is difficult to make the inner diameter 1 mm as described in this prior invention, and a large inner radius is required, which inevitably results in The wall thickness becomes thicker, and in this case as well, it becomes difficult to manufacture the pipe using the molding method.

またケーブル全体としてみた場合8000mの深海に布
設することを考えると、給電線ばかりかテンシヨンメン
バもかなり太くなる。
Furthermore, considering that the cable as a whole will be laid in the deep sea at a depth of 8,000 m, not only the power supply line but also the tension member will be quite thick.

従つて、この構造によれば、太い給電線と太いテンシヨ
ンメンバが一列に配置されているため、ケーブル径は太
くなりかつその方向に対して曲げにくいという経済上か
つ布設上の大きな欠点もある。また、光フアイバがケー
ブルの中心にないため、らせんピツチによる長さの損失
もあり経済的ではない。従つて、この構造による長距離
深海用の海底ケーブルは製造も困難でまた経済的にも布
設上の取扱いからも適していない。その他にも特開昭5
1一121342号に「光フアイバケーブル」と称する
第2図のような構造例がある。ここで16は光フアイバ
心線、17は空間又はゼリー状物質、5は耐圧パイプ、
18は軟かいプラスチツクあるいはゴム等、10はテン
シヨンメンバ、19はケーブル外被である。この構造で
給電線が耐圧パイプと兼用される場合には、前述したよ
うに給電線が太径となるので、耐圧パイプは厚肉となり
、この第2の先願発明に明記されているパイプ製造法(
パイプ押し出し法か又は前述の「海底ケーブル」と同じ
成形法)では製造は困難である。また給電線がパイプの
内部にある場合も同様である。給電線がパイプの外側に
ある場合には、第1図cと同・様な構造になるので、ケ
ーブル全体をみた場合、第1図cの場合と同じ理由によ
り長距離深海用の海底ケーブルには適さない。このよう
に、従来考えられていた光フアイバ海底ケーブル構造は
耐圧パイプを押し出し法や口ールフオーマを使つた成形
法によるため、耐圧層製造時に加熱され、また外力も加
わるため、光フアkイバに悪影響を乃ぼすことになる。
Therefore, according to this structure, since the thick feeder line and the thick tension member are arranged in a line, the cable diameter becomes thick and it is difficult to bend in that direction, which is a major drawback in terms of economy and installation. . Furthermore, since the optical fiber is not located at the center of the cable, there is a loss in length due to the helical pitch, making it uneconomical. Therefore, it is difficult to manufacture a long-distance deep-sea submarine cable with this structure, and it is not suitable for both economical and installation considerations. In addition, Tokukai Sho 5
No. 1-1121342 has an example of a structure called "optical fiber cable" as shown in FIG. 2. Here, 16 is an optical fiber core wire, 17 is a space or a jelly-like substance, 5 is a pressure-resistant pipe,
18 is a soft plastic or rubber, 10 is a tension member, and 19 is a cable jacket. In this structure, when the power supply line is also used as a pressure-resistant pipe, the power supply line has a large diameter as described above, so the pressure-resistant pipe has a thick wall. Law (
It is difficult to manufacture using the pipe extrusion method or the same molding method as the "submarine cable" mentioned above. The same applies when the power supply line is inside the pipe. If the feeder line is outside the pipe, the structure will be similar to that shown in Figure 1c, so if you look at the entire cable, it will be used as a long-distance deep-sea submarine cable for the same reason as in Figure 1c. is not suitable. In this way, the conventional optical fiber submarine cable structure uses pressure-resistant pipes by extrusion method or molding method using a wall former, so it is heated during the production of the pressure-resistant layer, and external forces are also applied, which has a negative impact on the optical fiber. You will end up losing the money.

従つて、パイプの製造に関しては熱を加えず又外力も加
えずに厚肉細径の長尺の耐圧層を製造できることが望ま
しい。これは従来の円筒管製造法では困難である。本発
明はこれらの点に着目し、光フアイバを外圧から保護し
その製造は容易でかつ加熱を必要とせず又外力もカロわ
らない構成の厚肉の耐圧層を用い、これによりケーブル
構造の単純化と製造の簡単化を図り、さら番こ必要によ
り耐圧層の内側に防水用のダムを設けるかまた海水の浸
入を防ぐための粘性の高い液体を入れることにより障害
防止対策の実施も容易な経済的な光フアイバ海底ケーブ
ルを提供するものである。以下図面を用いて本発明を詳
細に説明する。
Therefore, when manufacturing pipes, it is desirable to be able to manufacture a long pressure-resistant layer with a thick wall and a small diameter without applying heat or external force. This is difficult with conventional cylindrical tube manufacturing methods. The present invention focuses on these points, and uses a thick pressure-resistant layer that protects the optical fiber from external pressure, is easy to manufacture, does not require heating, and does not suffer from external forces, thereby simplifying the cable structure. In addition, it is easy to implement measures to prevent failures by installing a waterproof dam inside the pressure-resistant layer or filling with a highly viscous liquid to prevent seawater from entering. It provides an economical optical fiber submarine cable. The present invention will be explained in detail below using the drawings.

第3図は本発明による耐圧層の代表的な構造例である。
第3図aはいくつかの片に等分割した耐圧材料を合わせ
て一本の耐圧層にしたものである。本例においては、分
割数を3としている。これは、2分割(半環体)、4分
割など偶数分割ではケーブル化後、耐圧層の中心からみ
て同一直径上の両側に個片のつき合せ面が位置すること
となり、外力により各分割個片のずれが生じやすいのに
対し、奇数分割の場合は、各個片は断面がくさび形状と
なり、個片のつき合せ面は同一直径上に位置しないため
、ケーブルに水圧が加わつたときくさび効果を生じ、各
個片は相互に位置調整を行い円筒形状を正常に保つ効果
がある。しかし、分割個数が多いときには都各個片につ
いて所要の強度と精度を維持しかつ製造時に正常な円筒
形に形成することが困難になるので、最小の奇数分割で
ある3分割が最適の分割数である。この構造では、光フ
アイバ心線16を中心に置き回りから断面扇形の異形線
20を連続的に合わせながら一本の円筒状の耐圧層を形
成するものである。この耐圧層材料は深海の海水圧(例
えば8000mの深海で800気圧)に耐え得るものを
使用する。これらの片を合わせる場合、第3図bのよう
に各片間の相対的な位置ずれが起きないように各片に溝
とそれに合致する突起をつけることもできる。また、第
3図cのように多層形にして厚肉の耐圧層を製造するこ
ともできる。これらの耐圧層各片に密着性をもたせるた
めに各片の合せ目を接着剤で固定することが考えられる
が、組合わされた耐圧層の上をアルミニウムテープ等で
テープ巻きして固定することもできる。これらの耐圧層
は各分割片20が全く同じ形をしているためこの異形線
の製造は長尺の丸線を扇形のダイス引き抜きでできるの
で簡単で経済的に製造可能である。
FIG. 3 shows a typical structural example of a voltage-resistant layer according to the present invention.
Figure 3a shows a pressure-resistant material divided into several equal parts and combined to form a single pressure-resistant layer. In this example, the number of divisions is three. This is because in the case of an even number of divisions such as 2 divisions (half ring) or 4 divisions, after the cable is made, the mating surfaces of the individual pieces are located on both sides of the same diameter when viewed from the center of the pressure layer, and the external force causes each division to In contrast, when the cable is divided into odd numbers, each piece has a wedge-shaped cross section, and the mating surfaces of the pieces are not located on the same diameter, which prevents the wedge effect from occurring when water pressure is applied to the cable. This has the effect of maintaining the cylindrical shape normally by mutually adjusting the positions of the individual pieces. However, when the number of divisions is large, it becomes difficult to maintain the required strength and precision for each individual piece and form it into a normal cylindrical shape during manufacturing, so the optimal number of divisions is 3, which is the minimum odd number of divisions. be. In this structure, a single cylindrical pressure-resistant layer is formed by continuously aligning deformed wires 20 having fan-shaped cross sections around the optical fiber core wire 16. This pressure-resistant layer material is one that can withstand seawater pressure in the deep sea (for example, 800 atmospheres at a depth of 8000 m). When these pieces are fitted together, each piece may be provided with a groove and a matching protrusion to prevent relative displacement between the pieces, as shown in FIG. 3b. Further, it is also possible to manufacture a thick pressure-resistant layer in a multilayer structure as shown in FIG. 3c. It is conceivable to fix the joints of each piece with adhesive in order to provide adhesion to each piece of the pressure-resistant layer, but it is also possible to wrap the combined pressure-resistant layer with aluminum tape or the like and fix it. can. Since each divided piece 20 of these pressure-resistant layers has exactly the same shape, the irregularly shaped wire can be manufactured simply and economically because a long round wire can be drawn by drawing a fan-shaped die.

また、このような耐圧層の製造にあたつては、各分割要
素が相互に圧着されることにより所要の耐圧特性が得ら
れるので、その工程において耐圧層各分割片の相対位置
の固定を強固にさえすればよく、熱を加える必要はない
ために断熱層の必要もなく、また、光フアイバ被覆の−
7熱−713−・ソカ升鋭f−誉竪六身イ一り陛脹六せ
たりすることもなく、光フアイバの伝送特性に悪影響を
及ぼすことがない。また、ケーブルに機械的な曲げ、ね
じれ等がランダムに生じた場合、各分割片は同形である
ため各片には均等な力がかかるため、どこか一部がこわ
れ易くなることはない。海底ケーブルが布設中あるいは
布設後に万一事故を起こし破損した場合、耐圧層内に海
水が浸入するので、数十紬の一中継区間分をすべて取替
えねばならなくなる。
In addition, when manufacturing such a pressure-resistant layer, the required pressure-resistant characteristics are obtained by crimping each divided element to each other, so the relative position of each divided piece of the pressure-resistant layer is firmly fixed in the process. Since there is no need to apply heat, there is no need for a heat insulating layer, and there is no need for an optical fiber coating.
7 heat-713-・Sokasho-ei f-Homare Tate Rokushin Ichijima 儫 6 does not cause any adverse effects on the transmission characteristics of the optical fiber. Further, even if mechanical bending, twisting, etc. occur randomly in the cable, since each divided piece has the same shape, an equal force is applied to each piece, so that no part of the cable is likely to break. If an accident were to occur and the submarine cable was damaged during or after it was laid, seawater would seep into the pressure-resistant layer, making it necessary to replace the entire relay section.

これを避けるため、本発明では耐圧層内に適当な間隔を
おいて防水用のダムを設ける構造が採用できる。これに
より、事故による耐圧層の破損がおこつても、そのダム
区間だけを取替えればよいことになる。第4図は耐圧層
内に設けたダムの様子を示したものである。耐圧層23
の中に光フアイバ心線16が納められており、接着剤等
によりダム22が適当な間隔で設けられている。今耐圧
層にかかる水圧をPe,耐圧層の内径をrとした時、ダ
ムの必要長lは次式に占り計算される。フ ここでτsは接着剤と耐圧層内面間の単位面積当りの剪
断力である。
In order to avoid this, the present invention can employ a structure in which waterproof dams are provided at appropriate intervals within the pressure-resistant layer. This means that even if the pressure layer is damaged due to an accident, only that dam section needs to be replaced. FIG. 4 shows the state of the dam installed within the pressure-resistant layer. Pressure-resistant layer 23
The optical fiber core wire 16 is housed inside, and dams 22 are provided at appropriate intervals using adhesive or the like. Now, when the water pressure applied to the pressure layer is Pe, and the inner diameter of the pressure layer is r, the required length l of the dam is calculated using the following formula. Here, τs is the shearing force per unit area between the adhesive and the inner surface of the pressure-resistant layer.

水深8000mの場合についてこの関係を第5図に示す
。図中横軸は耐圧層の内径であり、縦軸は必要なダム長
を表わしている。パラメータは許容剪断力の大きさであ
り、許容剪断力が大きいほどダム長は短くてすむことが
わかる。通常のエポキシ系接着剤と金属間でのτsは0
.5k9/M7l−0.7k9/Mdであるので、耐圧
層内径4mmの時にはダム長は20薦あれば充分である
。このようにダムは非常に短いものですむために製造は
非常に容易である。またこの耐圧層内部に適当な粘性を
有する液体を適当な圧力で封入するこ5とも可能である
。これにより耐圧層にかかる外圧を緩和すると同時に光
フアイバに一様な圧力を加えてマイクロベンデイングが
生じないようにし、また破損時に海水の浸入を防止する
ことができる。以上述べてきた耐圧層を用いた長距離海
底ケーブルの代表的実施例を第6図に示す。
This relationship is shown in FIG. 5 for a water depth of 8000 m. In the figure, the horizontal axis represents the inner diameter of the pressure-resistant layer, and the vertical axis represents the required dam length. The parameter is the allowable shearing force, and it can be seen that the larger the allowable shearing force, the shorter the dam length. τs between normal epoxy adhesive and metal is 0
.. 5k9/M7l-0.7k9/Md, so when the internal diameter of the pressure layer is 4 mm, a dam length of 20 mm is sufficient. In this way, the dam is very easy to manufacture because it only needs to be very short. It is also possible to seal a liquid having an appropriate viscosity inside this pressure-resistant layer under an appropriate pressure. This makes it possible to relieve the external pressure applied to the pressure-resistant layer, apply uniform pressure to the optical fiber, prevent microbending from occurring, and prevent seawater from entering in the event of breakage. FIG. 6 shows a typical embodiment of a long-distance submarine cable using the pressure-resistant layer described above.

図中1は光フアイバ素線であり、2は被覆である。23
は耐圧層であり、これを給電線としても使用することが
できる。
In the figure, 1 is an optical fiber wire, and 2 is a coating. 23
is a voltage-resistant layer, which can also be used as a power supply line.

10はケーブルの布設時又は引揚時にケーブルにかかる
張力をもたせるためのテンシヨンメンバであり、24は
絶縁体でこれには例えばポリエチレン等が使用される。
Reference numeral 10 is a tension member for applying tension to the cable when the cable is laid or pulled up, and reference numeral 24 is an insulator made of, for example, polyethylene.

今耐圧層23の内径をr、肉厚をtとして降伏強さλ。Now, the inner diameter of the pressure-resistant layer 23 is r, the wall thickness is t, and the yield strength is λ.

の耐圧層にPeの圧縮力が加わつた時、耐圧層の最小肉
厚と降伏強さの関係は次式で与えられる。ここでKは安
全係数である。
When a compressive force of Pe is applied to the pressure-resistant layer, the relationship between the minimum thickness of the pressure-resistant layer and the yield strength is given by the following equation. Here K is a safety factor.

Pe二8kg/Md(水深8000mに相当)の時の(
2)式の結果を第7図に示す。
At Pe2 8kg/Md (equivalent to 8000m depth) (
The results of equation 2) are shown in FIG.

図の横軸は耐圧層の降伏強さで、縦軸は耐圧層内半径と
最小肉厚の比である。パラメータは安全係数で、この図
より安全係数を2とすると、降伏強さ40kg/Md以
上の材料が必要なことがわかる。この材料として例えば
高力Al合金(2014相当)を使う場合のケーブル寸
法について記す、第1表にこのAl合金の物理的性質を
示す。降伏強さとして第1表の引張強度を適用すると、
第7図によりt/r=0.68となる。
The horizontal axis of the figure is the yield strength of the voltage-resistant layer, and the vertical axis is the ratio of the internal radius of the voltage-resistant layer to the minimum wall thickness. The parameter is the safety factor, and from this figure it can be seen that if the safety factor is 2, a material with a yield strength of 40 kg/Md or more is required. Table 1, which describes the cable dimensions when a high-strength Al alloy (equivalent to 2014) is used as this material, shows the physical properties of this Al alloy. Applying the tensile strength in Table 1 as the yield strength,
According to FIG. 7, t/r=0.68.

耐圧層内に光フアイバを例えば4本(12000回線な
ら400Mbit/sで2システム必要)入れる場合は
、耐圧層内径は4mTLあれば光分であるので、最小耐
圧層肉厚は1.36mm1こなる。次にこれを給電線に
使用すると、0.5Ω/ICI!lの抵抗をもつために
は第1表の抵抗率により内径4m71Lで肉厚は3,6
mmあればよいことがわかる。これは充分に耐圧層とし
ての条件を満たしている。従つて耐圧層の大きさは内径
4m77!、外径11.2mmとすることにより給電線
と耐圧層の両機能を兼ねさせることができる。次に、8
000mの海底にケーブルを布設するか又は引揚げる場
合、テンシヨンメンバがもつべき張力は海底から布設船
までのケーブル全体の水中重量である。ケーブルの太さ
は耐圧層の外側に被覆する絶縁層の厚さにより決まる。
今絶縁層としてポリエチレンを被覆するとき、ポリエチ
レンの絶縁耐力を第8図に示す。横軸は給電電圧で、縦
軸はポリエチレン厚である。A,b,cはそれぞれコロ
ナ耐圧最小の1414V/M7!L1平均値2121V
/Mmおよび最大の2828V/M7!Lである。給電
は両端局より行うためコロナ耐圧最小のポリエチレンの
場合でも耐電圧8250Vに必要なポリエチレン厚は6
7nmあれば充分である。そこで、ケーブル全体の外径
は25mm程度になることがわかる。テンシヨンメンバ
に鋼線のストランドを用いるとすれば、ケーブルの水中
重量は計算でき、必要なストランドの断面積もわかる。
第6図のような構造とすれば、1本当りのストランド外
径は2.54m71Lあればよい。このストランドは従
来技術で容易に実現できる。また、一般にこのような厚
肉の耐圧層を使つたケーブルは曲げにくいという欠点を
もつ。
If, for example, four optical fibers are inserted into the pressure-resistant layer (for 12,000 lines, two systems are required at 400 Mbit/s), the inner diameter of the voltage-resistant layer is 4 mTL, which corresponds to the amount of light, so the minimum voltage-resistant layer thickness is 1.36 mm. . Next, if you use this as a feeder line, it will be 0.5Ω/ICI! In order to have a resistance of l, the inner diameter is 4m71L and the wall thickness is 3.6L according to the resistivity shown in Table 1.
It turns out that mm is sufficient. This sufficiently satisfies the requirements for a pressure-resistant layer. Therefore, the size of the pressure-resistant layer is an inner diameter of 4m77! By setting the outer diameter to 11.2 mm, it can function as both a power supply line and a voltage-resistant layer. Next, 8
When a cable is laid or salvaged from the seabed at a depth of 1,000 m, the tension that the tension member should have is the underwater weight of the entire cable from the seabed to the laying ship. The thickness of the cable is determined by the thickness of the insulating layer covering the outside of the voltage-resistant layer.
When polyethylene is used as an insulating layer, the dielectric strength of polyethylene is shown in FIG. The horizontal axis is the power supply voltage, and the vertical axis is the polyethylene thickness. A, b, and c each have the minimum corona resistance voltage of 1414V/M7! L1 average value 2121V
/Mm and maximum 2828V/M7! It is L. Since power is supplied from both terminals, the thickness of polyethylene required for a withstand voltage of 8250 V is 6 even in the case of polyethylene with the minimum corona withstand voltage.
7 nm is sufficient. Therefore, it can be seen that the outer diameter of the entire cable is about 25 mm. If a strand of steel wire is used for the tension member, the underwater weight of the cable can be calculated and the required cross-sectional area of the strand can be determined.
If the structure is as shown in FIG. 6, the outer diameter of each strand should be 2.54 m71 L. This strand can be easily realized using conventional techniques. Additionally, cables using such thick pressure-resistant layers generally have the disadvantage of being difficult to bend.

このケーブルの許容曲げ半径は耐圧層外径、耐圧層材料
のヤング率、耐圧層に許される応力により決まり第6図
の場合許容応力として第1表の耐力を用いるとその値は
0.987mとなる。これはケーブル布設時の条件(許
容曲げ半径約1.5m)を満足していることがわかる。
以上は耐圧層と給電線を兼ねた構造であるが、耐圧層に
抗張力性の大きい材料を使用することにより耐圧層にテ
ンシヨンメンバの機能をもたせることも可能である。
The allowable bending radius of this cable is determined by the outer diameter of the voltage-resistant layer, the Young's modulus of the voltage-resistant layer material, and the stress allowed in the voltage-resistant layer. In the case of Figure 6, if the proof stress in Table 1 is used as the allowable stress, the value is 0.987 m. Become. It can be seen that this satisfies the conditions for cable installation (allowable bending radius of approximately 1.5 m).
Although the structure described above serves both as a voltage-resistant layer and a power supply line, it is also possible to provide the voltage-resistant layer with the function of a tension member by using a material with high tensile strength for the voltage-resistant layer.

第9図aは耐圧層とテンシヨンメンバの両機能を兼ねた
構造の実施例である。図中、16は光フアイバ心線であ
り、25が耐圧層かつテンシヨンメンバである。15は
給電線であり、24は絶縁層である。
FIG. 9a shows an embodiment of a structure that functions as both a voltage resistance layer and a tension member. In the figure, 16 is a cored optical fiber, and 25 is a voltage-resistant layer and a tension member. 15 is a power supply line, and 24 is an insulating layer.

また第9図bのように適当な材料を選ぶことにより、耐
圧層と給電線とテンシヨンメンバの両機能を兼ねさせた
構造にすることも可能である。結局このような構造をと
つた場合には、耐圧層と給電線又はテンシヨンメンバを
同一にできるため構造を簡単にすることができる。
Further, as shown in FIG. 9b, by selecting an appropriate material, it is possible to create a structure that functions as a voltage-resistant layer, a power supply line, and a tension member. After all, when such a structure is adopted, the structure can be simplified because the breakdown voltage layer and the power supply line or tension member can be made the same.

また、光フアイバがケーブルの中心にあるため、外力か
ら最も保護されており、かつ、りせん状に巻く必要がな
いため、光フアイバ長が最も短かくてすむので安全でし
かも経済的である。さらに、ケーブルの許容曲げ半径も
材料を選ぶことにより、布設時の条件を満足させること
が可能なため極めて実用的で8A一以上詳細に説明した
ように、長距離深海用の光フアイバ海底ケーブルでは給
電線やテンシヨンメンバが太くなるため、従来の細径パ
イプのかわりに軸方向に3等分に分割された本発明の肉
厚の耐圧層を使用することによりケーブル構造の簡単化
が図られる。
Furthermore, since the optical fiber is located at the center of the cable, it is most protected from external forces, and since there is no need to wind it in a spiral shape, the optical fiber length can be kept at the shortest length, making it safe and economical. Furthermore, by selecting the material, the allowable bending radius of the cable can be adjusted to meet the conditions during installation, making it extremely practical. Since the feeder line and tension member become thicker, the cable structure can be simplified by using the thick pressure-resistant layer of the present invention, which is divided into three equal parts in the axial direction, instead of the conventional small-diameter pipe. .

この円筒状耐圧層は扇形形状のダイス引きで各丸線から
異形線が製造でき、それらを組み合わせるだけで製造で
きるため極めて簡単に厚肉のものが得られる。また製造
時に加熱することがないため、断熱層の必要もなく光フ
アイバの伝送特性に悪影響を及ぼすこともない。また、
各分割片の断面形状が合同であるため、機械的外力に対
して各片は均等な力を受け、これにより部分的にこわれ
易くなることはない。さらに、海底ケーブルが破損した
場合に備えて、耐圧層内にダムを設けるか、または、粘
性材料を注入することにより、海水の浸入が防げ、修理
筒所を短かくすることができるため非常に経済的である
。結同、この3分割円筒状耐圧層を光フアイバ海底ケー
ブルの中心に配置することにより、耐圧層に給電線もし
くはテンシヨンメンバの機能を兼ねさせることができ、
簡単な構造で機械的特性にも優れた長距離深海用の光フ
アイバ海底ケーブルが実現できる。
This cylindrical pressure-resistant layer can be manufactured into irregularly shaped wires from each round wire by drawing a fan-shaped die, and can be manufactured by simply combining them, so that a thick layer can be obtained very easily. Furthermore, since no heating is required during manufacturing, there is no need for a heat insulating layer and there is no adverse effect on the transmission characteristics of the optical fiber. Also,
Since the cross-sectional shapes of the divided pieces are congruent, each piece receives an equal force from an external mechanical force, thereby preventing any portion from becoming easily broken. Furthermore, in case a submarine cable is damaged, installing a dam within the pressure-resistant layer or injecting viscous material can prevent seawater from entering and shorten the time required for repair. Economical. By placing this three-part cylindrical pressure-resistant layer at the center of the optical fiber submarine cable, the voltage-resistant layer can also function as a power feeder or a tension member.
A long-distance, deep-sea optical fiber submarine cable with a simple structure and excellent mechanical properties can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図A,b,cおよび第2図は従来の光フアイバ海底
ケーブルの代表的実施例の横断面図、第3図A,b,c
は本発明による耐圧層の代表的構造例を示す横断面図、
第4図は本発明による耐圧層内における防水用ダムの状
態を示す縦断面図、第5図は耐圧層内径とダムの最低必
要長の関係を示す特性図、第6図および第9図A,bは
本発明の光フアイバ海底ケーブルの代表的実施例を示す
横断面図、第7図は耐圧層の降伏強さと必要最小耐圧層
肉厚の関係を示す特性図、第8図は給電電圧に対するポ
リエチレンの所要肉厚を示す特性図である。 1・・・・・・光フアイバ素線、2・・・・・・被覆層
、3・・・・・・断熱層、4・・・・・・圧力緩衝層、
5・・・・・・耐圧パイプ、6・・・・・・保護プラス
チツク、7・・・・・・給電線、8・・・・・・・光フ
アイバ用テンシヨンメンバ、9・・・・・・絶縁層、1
0・・・・・・ケーブル用テンシヨンメンバ、11・・
・・・・耐圧パイプ単線、12・・・・・・固定用プラ
スチツク、13・・・・・・防水層、14・・・・・・
防水層保護用プラスチツク、15・・・・・・給電線、
16・・・・・・光フアイバ心線、) 17・・・・・
・空間またはゼリー状物質、18・・・・・・軟かいプ
ラスチツクあるいはゴム、19・・・・・・ケーブル外
被、20・・・・・・耐圧層分割片、22・・・・・・
防水用ダム、23・・・・・・耐圧層、24・・・・・
・絶縁用ポリエチレン、25・・・・・・耐圧層兼テン
シヨンメンバ、26・・・5・・・耐圧層兼テンシヨン
メンバ兼給電線。
Figures 1A, b, c and 2 are cross-sectional views of typical embodiments of conventional fiber optic submarine cables; Figure 3A, b, c
is a cross-sectional view showing a typical structural example of a pressure-resistant layer according to the present invention,
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing the state of the waterproof dam in the pressure-resistant layer according to the present invention, FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the inner diameter of the pressure-resistant layer and the minimum required length of the dam, and FIGS. 6 and 9A. , b is a cross-sectional view showing a typical embodiment of the optical fiber submarine cable of the present invention, FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the yield strength of the voltage-resistant layer and the required minimum voltage-resistant layer thickness, and FIG. 8 is the power supply voltage. It is a characteristic diagram showing the required wall thickness of polyethylene for. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Optical fiber wire, 2... Coating layer, 3... Heat insulation layer, 4... Pressure buffer layer,
5...Pressure pipe, 6...Protective plastic, 7...Power supply line, 8...Tension member for optical fiber, 9... ...Insulating layer, 1
0... Cable tension member, 11...
...Pressure-resistant pipe single wire, 12...Fixing plastic, 13...Waterproof layer, 14...
Waterproof layer protection plastic, 15... Power supply line,
16... Optical fiber core wire,) 17...
- Space or jelly-like substance, 18... Soft plastic or rubber, 19... Cable jacket, 20... Pressure-resistant layer division piece, 22...
Waterproof dam, 23...Pressure layer, 24...
- Insulating polyethylene, 25... Voltage-resistant layer and tension member, 26... 5... Voltage-resistant layer and tension member and power supply line.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 低損失光ファイバを伝送媒体として用いる光ファイ
バ海底ケーブルにおいて、断面の形状が互いに等しく扇
形の3本の金属材料異形線が組合されて中心部に少くと
も1本の光ファイバを収容するための断面円形の光ファ
イバ収容スペースを有するように構成された円筒状耐圧
層を、ケーブルの中心部に備えたことを特徴とする光フ
ァイバ海底ケーブル。 2 前記金属材料が電気良導体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の光ファイバ海底ケーブル
[Claims] 1. In an optical fiber submarine cable that uses a low-loss optical fiber as a transmission medium, three irregularly shaped metal wires having equal cross-sectional shapes and fan-shaped shapes are combined to form at least one light beam in the center. 1. An optical fiber submarine cable comprising a cylindrical pressure-resistant layer configured to have an optical fiber accommodation space with a circular cross section for accommodating a fiber in the center of the cable. 2. The optical fiber submarine cable according to claim 1, wherein the metal material is a good electrical conductor.
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JPS5218338A (en) * 1975-08-04 1977-02-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical fiber cable

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