JPS61209410A - 光フアイバ通信海底ケーブル - 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】 技術分野 本発明は、かなりの深海で布設使用されることがある光
ファイバ通信海底ケーブルに関する。

従来技術とその問題点 光ファイバ通信海底ケーブルはきわめて大きな機械的応
力を受けるが、その中に内装されているきわめて繊細な
光ファイバはわずかな機械的応力にも耐えることができ
ない。光ファイ゛・（は脆弱なので切れやすい。さらに
、光ファイバに機械的応力がかかると伝送信号を減衰さ
せることがある。

光ファイバが破損したり伝送信号が減衰したりするとケ
ーブルは使用不能になる。

光ファイバ海底ケーブル内に機械的応力を発生させる主
要な因子には、 （１）海底深さとともに水圧が増加する水中のケーブル
布設環境。

（２）布設深さが深くなるほど作業中にケーブルを引張
る布設ケーブル長さの重量が大きくなってケーブル内に
発生する機械的応力が増大するという布設作業。

（３）製作場所から布設領域までの運搬中にケーブルが
受ける温度変化・（既知のケーブルでは構成部材間の材
料の差異によりシース内に機械的応力を発生させる）０ などがある。

既知の海底ケーブルは機械抵抗性メタル外装と、内装光
ファイバを保護するためにケーブルコアのまわりに設け
られた連続メタルシースと、を有している。

既知の光ファイバ通信海底ケーブルの例には英国特許第
２．０２１，２８２号およびオーストラリア特許出願第
７４．３６８／８１号に記載のものがある。

既知のケーブルではメタルシースと、光ファイバを内装
するコアを包囲する機械抵抗性外装と、が存在し、これ
らがたわみに対しかなり剛性を有している。

これは、外装およびメタルシースはそれ自体たわみにく
い部材で、しかもまたこれらがケーブルのたわみ中立軸
を構成するケーブルの長手軸から離れた位置に設けられ
ていることによる。

さらに実際には、これらのたわみ剛性は既知の光ファイ
バ海底ケーブルをたとえば１０００　ｍ以上の深さに布
設する場合許容できないほどの大きさになる。実際に布
設深さが増すと機械抵抗性外装はケーブルにかかる大き
な応力にケーブルを耐えさせるためにその寸法を増さな
ければならず、増すとなると結局たわみ中立軸からさら
に離れた位置に増すことになる。

＋　＋−−ｈ：／＋１イＩｇ１ｍ／ｒＳｗ　　−ｙｏｍ
　−＋−＜　ｌ！　　１７１％　ｆｆ１ｌｌ　ＬｔＬ　
Ｌ！　ｊ−きいので取扱および布設が困難である。

発明の要約 本発明の目的は、同じ布設深さでも既知のケーブルに比
較して可撓性が大きく、単位長さあたりの重量が小さく
、運搬中温度変化を受け℃も損傷ケ受けないような光フ
ァイバ通信海底ケーブルを作ることである。

本発明の目的を形成するものは、最外面上に各各少くと
も１本の光ファイバを内装する螺旋状溝が設けられかつ
シースで内包された円筒コアを有する光ファイバ通信海
底ケーブルであつ℃、シースはプラスチックからなるこ
と、円筒コアはプラスチックからなりかつ半径方向最内
方位置でケーブル軸と同心の軸を有し℃コアに固定され
た補強アーマを包囲し、この補強アーマは５０ｍ”　以
上の断面積な有するコンパクトな耐捩性ロープからなり
、ロープの構成ワイヤ間の間隙は非圧縮性流体で充満さ
れ、コアの螺旋状溝もまた非圧縮性流体で充満され、こ
のケーブルには水密性メタルシースが全くなくまた光フ
ァイバが設けられた領域の半径方向外側を包囲して設け
られるいかなる機械抵抗性メタル外装もないこと、を特
徴とする光ファイバ通信海底ケーブルである。

本文中で１非圧縮性流体」とは液体、好ましくは高粘度
の粘性物質を意味し、ガスは含まない。

本発明による海底ケーブルの補強アーマを構成するコン
パクトな耐捩性ロープは布設作業中はぼ完全に引張応力
に抵抗するように作られ、その断面積は５０−以上を有
する０ さらに本発明のケーブルにおいては、光ファイバは小径
チューブ内に緩く内装されるが、小径チェーブは非圧縮
性流体で充満され、やはり非圧縮性流体で充満されたコ
ア溝内に内包されている。

本発明は添付図面に示す実施例の以下の説明で一層よく
理解されようが、実施例はこれに限定されるものではな
い。

実施例 図に示すよ５に、ケーブルは補強アーマ２′？：包囲し
それに固定されたプラスチックの円筒コア１を有し、一
方補強アーマ２はコアの半径方向最内部位置を占有し、
補強アーマ２の軸はケーブルの長手軸３と同心である。

補強アーマ２は布設作業中ケーブルにがかる全引張応力
に実質的に抵抗する寸法を有している。

とくに補強アーマ２は５０Ｉ＋ｏ１１２　以上の断面積
を有するコンパクトな耐捩性ローブで形成され、これは
たとえば鋼、芳香族ポリアミド、炭素繊維のような引張
りに強い機械抵抗を有する材料で作られたワイヤ４で形
成されている。

ロープ２のワイヤ４は互いに重なり合う複数の同心の層
を成して螺旋状に設けられ、ある層のワイヤの巻付は方
向は隣接層内のワイヤの巻付は方向とは逆向きであるこ
とが好ましい。

ワイヤ４をこのように巻付けると、ロープ２に引張りが
かがったときでも捩れることなく良好な可撓性を示す。

ワイヤ４間に存在する間隙５はたとえば石油ゼリー、シ
リコングリースなどのような実質的に非圧縮性の流体で
充満されている。

ロープ２のまわりにプラスチック層６が存在する０ ケーブルコア１の外面を形成する層６の外面上に螺旋溝
７が存在する。この螺旋溝は開螺旋または開螺旋のいず
れの形状ともすることが可能で、この後者の例は６溝の
配置でＳ形撚り長手部分とＺ形撚り長手部分とが交互に
含まれていることを意味する。

溝７内には光ファイバ８が緩く内装され、この溝７はロ
ープ２のワイヤ４間の間隙５を充満している流体と同一
の実質的に非圧縮性の流体で完全に充満されている。

さらに溝７は層６の外表面に相当する位置である幅と５
關以下の深さとを有する。

層６を形成するプラスチック材料はたとえばポリエチレ
ンとかポリブロピレンのようなポリオレフィンの中から
、または脂肪族ポリアミドのようなものから選択可能で
ある。

脂肪族ポリアミドは水圧の作用下でもケーブルのプラス
チックコアを半径方向に収縮させないので、層６の材料
としては脂肪族ポリアミドが好ましい。これにより、ケ
ーブルの長さ方向における溝７０寸法の最小限の変化も
、またこの変化に起因する溝内の非縮性流体のたて方向
の動きも防止される。

ケーブルコア１はシース９で包囲され、シースは溝７を
包含する層６に使用される材料とは異なるプラスチック
材料で作ってもよい。

このケーブルシース９を形成するのに、たとえばポリエ
チレンやポリブロピレンのようなポリオレフィン、およ
び脂肪族ポリアミドなどが使用可能である。シース９は
脂肪族ポリアミドで作るほうが好ましい。

結局、プラスチックシース９を作るとき、プラスチック
シースをケーブルコアに施工するまでの時間に溝７かも
非圧縮性流体が流出するのが心配な場合には、層６とプ
ラスチックシース９との間にひと巻きのプラスチックテ
ープが挿入される。

プラスチックシース９に加えて、さらに他の部材（図示
なし）、たとえば（絶縁または裸の）良導電性メタルテ
ープの巻きっけによるそれ自身既知の７ナクイムシ防除
のための他の材料（図示なし）を設けてもよいが、実際
にはこれらの部材はいずれも、その存在によって水密性
メタルシースやケーブルの機械抵抗性外装を形成するこ
とを目的とするものではない。

このように、本発明によるケーブルには、ケーブルコア
の半径方向外側で光ファイバが内装されている領域を包
囲して設けられる水密性メタルシースや応力に対する機
械抵抗性外装は全くない。

本発明の変更態様（図示なし）によれば、光ファイバ８
は小径チューブ内に緩く内装され、小径チューブはたと
えばプラスチックまたは他の材料からなり非圧縮性流体
で充満されコア１の溝内に収容される。小径チー−ブ以
外の溝７内の空間はすべて非圧縮性流体で充満されるか
、またはシース９°と同じプラスチック材料が充填され
る０この例の場合は、ケーブルのプラスチックシース９
は溝７に対応して、小径チューブの形状に相補する形状
輪郭を示すリブな有する。

さらに別の変更態様（図示なし）では、コンパクトな耐
捩性ロープからなるケーブル補強アーマは、ケーブルに
沿って設けられた光ファイバで伝送されろ信号の光電子
中継器への送電用に良導電性長手メタル部材を含有して
いる。

良導電性長手メタル部材は、たとえば少くとも１本の銅
線で構成され、これはケーブルの補強アーマ２を構成す
るロープの中に組込まれろかまたはロープに巻きつけら
れる。

湯導体（ｒｅｔｕｒｎ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　）は海水
でよい。

変更態様として、湯導体は、海水と、シースに巻きつけ
られた良導電性メタルテープと、の組合せで構成しても
よい。

さらに他の変更態様として、湯導体はケーブルコアとプ
ラスチックシースとの間に挿入された良導電性メタルテ
ープまたはケーブルシース内に埋込まれた良導電性メタ
ルテープで構成してもよい。

さらに他の実施例として、これはケーブル補強アーマに
良導電性長手メタル部材が組合わされてない場合である
が、光電子中継器への送電はシースに巻きつけられた良
導電性絶縁メタルテープからなる電気回路を介して行わ
れ、湯導体としては海水を利用している。

しかしながら、ケーブルのプラスチックシースの下部ま
たは内部に設けられた上記の（絶縁または裸の）良導電
性メタルテープがいかなる形状をし℃いようとも、これ
らは水密性メタルシースやケーブルの機械抵抗性外装を
目的としているものではない。

前記ならびに下記の記載から、本発明のケーブルにより
前記の目的は達成可能であることは理解できる。

本発明による光ファイバ通信海底ケーブルでは、光ファ
イバが内装されているコアのまわりには機械抵抗性メタ
ル部材は存在しない。

実際に、機械抵抗性補強アーマはケーブルの長手軸に近
接したケーブルの半径方向量内方領域に設けられ、シー
スはプラスチックで作られ同一タイプの既知のケーブル
にみられるようなメタル材料で作られていない。

したがって本発明によるケーブルの可撓性は、機械抵抗
性補強アーマがたわみの中立軸であるケーブルの長手軸
の付近にもっばら設けられていること、かつまたプラス
チックシースはメタルシースより一層可撓性を有するこ
と、の両方の理由により既知のケーブルに比してより大
となる。

このように、既知のケーブルに比し℃、ケーブルの単位
長あたりの重量は減少する０ さらに、光ファイバが内装されているコアのまわりにた
とえ機械抵抗性外装が設けられていなくても、たとえ深
海であれ水田の作用でケーブル構造体が圧壊する危険性
の心配は不用である。

事実、本発明によるケーブルの水圧に対する抵抗性は、
機械抵抗性補強アーマを形成するロープのワイヤ間の間
隙ならびに光ファイバを内装するチーープが実質的に非
圧縮性の流体で充満されていることにより、ケーブル構
造内に空隙が存在しないことで確保される。さらにプラ
スチックシースの半径方向最内表面はいかなる空隙をも
残さずにケーブルコアに密着していることが好ましい。

さらに、ケーブルコアのまわりに機械抵抗性外装がない
ので、既知のケーブルにおけるように、この外装がケー
ブル構造アに圧縮カタかけしたがって布設作業中この外
装にかけられる引張応力によってこの外装がコアを締付
けて光ファイバに応カンかけるという危険は存在しない
。

本発明によるケーブルではシースはプラスチックで作ら
れ、既知の光ファイバ海底ケーブルの場合のようにメタ
ル材料では作られていない。

既知のケーブルの場合、ケーブル内にわずかな痕跡たり
とも水がはいって光ファイバに達して伝送信号を減衰さ
せたり断線させたりしないように光ファイバで占有され
る領域を包囲するには、今日まで、連続水密性メタルシ
ースが不可欠であると考えられてきた。

本発明によるケーブルでは、水密性メタルシースはどの
不透水性ケ保証できないプラスチックシースを使用して
いるにもかかわらず、実際には光ファイバに対し害とな
るような欠陥はない。

さらに本発明によるケーブルでは、連続水密性メタルシ
ースが使われず、それに代ってプラスチックシースが使
用されているので、ケーブルの製作領域からケーブル布
設領域までの運搬中ケーブルが受けろ温度変化による危
険性はない。

実際にメタルシースと比較して、プラスチックからなる
シースは大きな膨張性を有する。したがって、プラスチ
ックシースのこの膨張性により、ケーブルが直接日光に
露出させられたとき生ずる温度上昇によってシース内に
内包された部材にたとえ熱膨張が発生しても、メタルシ
ースを用いた場合に遭遇するような破壊や割れの危険性
はない０

【図面の簡単な説明】

図は本発明による海底ケーブルの一部の斜視図で、ケー
ブル構造をわかりやすくするために部分的に除去されて
いる。 ｌ・・・コア　　　　　　２・・−補強アーマ（ロープ
）３・・・ケーブル軸　　　４・・・ワイヤ５・・・間
隙　　　６・・・層　　　７・・・溝８・・・光ファイ
バ　　　９・・・シース（外５名）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）最外面上に各々少くとも１本の光ファイバを内装
   する螺旋状溝が設けられかつシースで内包された円筒状
   コアを有する光ファイバ通信海底ケーブルであつて、シ
   ースはプラスチックからなり、円筒状コアはプラスチッ
   クからなりかつ半径方向最内部位置でケーブル軸と同心
   の軸を有してコアに固定された補強アーマを包囲し、こ
   の補強アーマは５０ｍｍ＾２以上の断面積を有するコン
   パクトな耐捩性ロープからなり、ロープの構成ワィヤ間
   の間隙は非圧縮性流体で充満され、コアの螺旋状溝もま
   た非圧縮性流体で充満され、このケーブルには水密性メ
   タルシースが全くなくまた光ファイバが設けられた領域
   の半径方向外側を包囲して設けられるいかなる機械抵抗
   性メタル外装もないことを特徴とする光ファイバ通信海
   底ケーブル。
2. （２）ケーブルのプラスチックシースはポリオレフィン
   および芳香族ポリアミドから選択された材料からなるこ
   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
   通信海底ケーブル。
3. （３）プラスチックシースはリブを有してコア溝内に浸
   入していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光ファイバ通信海底ケーブル。
4. （４）このリブは、その中に少くとも１本の光ファイバ
   を緩く内装して螺旋状溝内に挿入された小径チューブの
   輪郭に相補する輪郭を有し、この小径チューブは非圧縮
   性流体で充満されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載の光ファイバ通信海底ケーブル。
5. （５）補強アーマを内包する円筒状プラスチックコア内
   で、非圧縮性流体で充満された螺旋状溝はコアの外表面
   に相当する位置である幅と５ｍｍ以下の深さとを有する
   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
   バ通信海底ケーブル。
6. （６）螺旋状溝は、その中に少くとも１本の光ファイバ
   が緩く内装されて非圧縮性流体で充満された少くとも１
   本の小径チューブを収容し、チューブと溝との間に形成
   される空間もまた非圧縮性流体で充満されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第５項記載の光ファイバ通信
   海底ケーブル。
7. （７）補強アーマは良導電性を有する長手メタル部材を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   ファイバ通信海底ケーブル。
8. （８）前記長手メタル部材は補強アーマに接続された少
   くとも１本の銅線からなることを特徴とする特許請求の
   範囲第７項記載の光ファイバ通信海底ケーブル。