JPS632083B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS632083B2 JPS632083B2 JP55112960A JP11296080A JPS632083B2 JP S632083 B2 JPS632083 B2 JP S632083B2 JP 55112960 A JP55112960 A JP 55112960A JP 11296080 A JP11296080 A JP 11296080A JP S632083 B2 JPS632083 B2 JP S632083B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cable
- fiber core
- tensile strength
- fiber
- submarine optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
- G02B6/4401—Optical cables
- G02B6/4415—Cables for special applications
- G02B6/4427—Pressure resistant cables, e.g. undersea cables
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Description
本発明は海底光ケーブルの布設・引揚げ・埋設
過程において、海底光ケーブルへ静・変動の負荷
張力が加わつた場合、海底光ケーブルの保護被覆
部分と該ケーブル中心部の光フアイバ芯線集合体
が一体となつて伸縮することにより、フアイバ芯
線集合体中の任意のフアイバ芯線が破損すること
なく、安定な光フアイバケーブルの伝送媒体とし
ての機能を果すことを目的とした海底光ケーブル
構造に関するものである。 一般に海底光ケーブルは耐水性の構造を具える
ことが必要である他、布設又は引揚げ時の大きな
張力に耐える必要がある。ここで第１図に従前知
られている海底光ケーブル構造の一例を示す。第
１図において、１は金属の光フアイバ中心支持
体、２は該支持体を中心に複数のフアイバ芯線を
撚り合せる接着力のない撚り合せ体、例えばマイ
ラテープ等によつて環状としたもの、３は金属の
耐圧パイプ、４は複数のピアノ線を使用した抗張
力体、５はケーブル外被である。第２図は第１図
に示す海底光ケーブルの横断面構造である。上記
ケーブル構造例では、フアイバ芯線支持体１とフ
アイバ芯線撚り合せ体２の間の長手方向の密着力
は小さく、また、フアイバ芯線撚り合せ体２と金
属の耐圧パイプ３との間には空間があり、この両
者間の長手方向には殆んど摩擦力は作用しない。
このような構造であるから、該ケーブルを海底光
中継器筐体へ引留める場合、次のような問題が生
ずる。第２図に示すケーブルの抗張力体および金
属の耐圧パイプのみを海底光中継器ケーブル引留
装置で引留める構造とすると、抗張力体と金属の
耐圧パイプへ張力負荷が集中する。このため、フ
アイバ芯線撚り合せ体２とフアイバ芯線集合体１
には、張力は殆んど負荷されない。その結果、張
力が海底光ケーブルに加わると、抗張力体４と金
属の耐圧パイプ３とが伸びるが、フアイバ芯線集
合体１は殆んど伸びない。従つてこの両者の伸び
の差分相当のフアイバ芯線集合体が不足する。即
ち、フアイバ芯線集合体が金属の耐圧パイプ内部
へ引き込まれる現象が生ずる。第３図にはこの引
き込まれる現象によつて生ずるフアイバ芯線集合
体の不足長と負荷張力との関係を示す。 抗張力体４および銅パイプ３とを引留めるケー
ブル引留構造を考える場合、抗張力体と金属パイ
プ総合の伸び率E1（％）とフアイバ芯線集合体の
伸び率E2との差ΔE（％／ton）をパラメータとし
て、第３図に、１トンの張力が一様に加わるケー
ブル全長とフアイバ芯線集合体の不足長との関係
を示す。 海底光ケーブルのフアイバ芯線集合体に関する
ΔE（％／ton）が0.1であるとして、全長５Kmのケ
ーブルに一様に負荷が加わるとすると、フアイバ
芯線集合体の不足長は５ｍにも達する。このた
め、海底光中継器ケーブル引留装置の設計にあた
つて、あらかじめ、海底光ケーブルの布設過程で
予想されるフアイバ芯線集合体の不足分を補なう
工夫、例えば、フアイバ芯線集合体の余長を確保
することが一案として考えられる。もし、余長を
設けぬ場合、フアイバ芯線の破断も考えられる。
しかしながら、フアイバ芯線集合体の余長を海底
光中継器ケーブル引留装置内に数メートル以上の
余長処理収納機能を施すことは不可能である。 海底光ケーブルの伸びは、該ケーブルの布設・
引揚げ過程において、該ケーブル自重による張力
によつて生ずる。この自重による伸び率を抑制す
ることがフアイバ芯線集合体の不足を解決する一
つの手段である。ここで、海底光ケーブルの伸び
率（ε）と張力（Ｔ）との関係は以下の通りとな
る。 Ｔ＝α・W0・ｈ …(1) α：安全係数 W0：海底光ケーブルの水中重量 ｈ：海底光ケーブルの布設水深 Ｔ＝β・（EA＋E′A′）・ε …(2) ε：海底光ケーブルの伸び率 β：海底光ケーブルの引張剛性補正係数 Ｅ：抗張力体のヤング率 Ａ：抗張力体の断面積 E′：銅パイプのヤング率 A′：銅パイプの断面図 W0≒（Aρ＋A′ρ′） …(3) ρ：抗張力体の水中における比重 ρ′：銅パイプの水中における比重 上記(1)，(2)，(3)より、フアイバ芯線集合体を除
く海底光ケーブルの伸び率εは ε＝α（Aρ＋A′ρ）・ｈ／β（EA＋E′A′） …(4) となる。 ここで、第１図において、金属の耐圧パイプが
銅、抗張力体が鋼線とする通常のケーブル素材を
考えると、銅のρ′／E′は鋼線のρ／Ｅより大きい
ので、(5)式は、(6)式となる。 ε＝αh／β・ρ／Ｅ …(6) 第４図に、鋼線を抗張力体とする海底光ケーブル
（但し、フアイバ芯線集合体を除く）の伸び率ε
と水深(h)との関係を示す。第４図より、最大布設
水深8000ｍとすると、鋼線の場合、ε≒0.5％と
なる。さらに、金属の耐圧パイプの部分が増加す
れば、εは更に大きくなることが容易に類推され
る。この結果から、海底光ケーブルの布設・引揚
げ過程で、ケーブル伸び率εを抑制するために
は、ρ／Ｅを小さくすればよい。 以上の所論に基づき、本発明は、張力負荷が加
えられた場合でも、ケーブル外周の耐圧パイプお
よび抗張力体からなる保護被覆部分の伸び率の低
い海底光ケーブルの構造および保護被覆部分の素
材を追求したものであつて、その構成は、フアイ
バ芯線支持体の外周にフアイバ芯線を配設して一
体化したフアイバ芯線集合体を耐圧パイプに収納
し、該耐圧パイプの外周に抗張力体を設け、更に
該抗張力体の外周に外部被覆を設けるケーブルに
おいて、上記抗張力体を有機繊維、炭素繊維、ガ
ラス繊維又は合成繊維のいずれかあるいは任意の
割合で形成したことを特徴とする。 以下に本発明を図面に示す実施例の基づいて詳
細に説明する。 第５図は本発明の一実施例の海底光ケーブル構
造の断面図である。ケーブルの中心核に金属製の
フアイバ芯線支持体１７が配設され、その長手方
向に沿つて光フアイバの芯線１６が支持体１７の
外周に縦沿えされ、押えテープ１５によつて一体
に固定されると共に該支持体１７とフアイバ芯線
１６との間隙に接着剤１８が充填され、フアイバ
芯線集合体１９が形成される。該フアイバ芯線集
合体１９は更にアルミ製耐圧パイプ１４に収納さ
れると共に、該集合体１９と耐圧パイプ１４との
間に接着剤１８が充填され、両者を一体に接合す
る。他方耐圧パイプ１４の外周には有機繊維、炭
素繊維、ガラス繊維又は合成繊維のいずれかある
いはこれらを任意の割合で組合せた抗張力体１３
が設けられる。該抗張力体１３は単層でもよいが
図示するように上層と下層との２層から形成し下
層を径の大きい繊維１３ｂを密集したものとする
一方、上層にそれよりやや径の細い繊維１３ａを
用いて下層外周の隅部に密着するように設ける構
造としてもよい。該抗張力体１３の外周には低密
度ポリエチレン１２が被覆され、更にその外周に
高密度ポリエチレン１１が被覆されている。 ここで第１表に本発明で用いる上記抗張力体材
料のヤング率Ｅと水中における比重ρとの比ρ／
Ｅとこれらの材料を用いる場合のケーブル伸び率
を示す。第４図にこれら抗張力体材料のケーブル
伸び率と水深(h)との関係を示す。 上記実験結果から明らかなように本発明の抗張
力体の伸び率は鋼線を抗張力体に用いた場合に比
べて大幅に小さい。例えば水深８Kmにケーブルを
布設する場合に船上におけるケーブルの伸び率は
鋼線を抗張力体に用いたものに比べてガラス繊維
のものは約半分、有機繊維（ケプラ）および炭素
繊維（トレカ系）のものは約1/7〜1/8程度であ
り、伸び率が大幅に改善される。 以上説明したように、本発明の海底光ケーブル
は、張力負荷に対し、極めて小さい伸びとなる。
かつ、耐圧パイプ内のフアイバ芯線集合体の伸び
も抗張力の伸びと一致させることが出来る。従つ
て、本発明の海底光ケーブルと海底光中継器とを
接続するケーブル引留装置において、余長処理機
能の必要性、引留部端におけるフア
過程において、海底光ケーブルへ静・変動の負荷
張力が加わつた場合、海底光ケーブルの保護被覆
部分と該ケーブル中心部の光フアイバ芯線集合体
が一体となつて伸縮することにより、フアイバ芯
線集合体中の任意のフアイバ芯線が破損すること
なく、安定な光フアイバケーブルの伝送媒体とし
ての機能を果すことを目的とした海底光ケーブル
構造に関するものである。 一般に海底光ケーブルは耐水性の構造を具える
ことが必要である他、布設又は引揚げ時の大きな
張力に耐える必要がある。ここで第１図に従前知
られている海底光ケーブル構造の一例を示す。第
１図において、１は金属の光フアイバ中心支持
体、２は該支持体を中心に複数のフアイバ芯線を
撚り合せる接着力のない撚り合せ体、例えばマイ
ラテープ等によつて環状としたもの、３は金属の
耐圧パイプ、４は複数のピアノ線を使用した抗張
力体、５はケーブル外被である。第２図は第１図
に示す海底光ケーブルの横断面構造である。上記
ケーブル構造例では、フアイバ芯線支持体１とフ
アイバ芯線撚り合せ体２の間の長手方向の密着力
は小さく、また、フアイバ芯線撚り合せ体２と金
属の耐圧パイプ３との間には空間があり、この両
者間の長手方向には殆んど摩擦力は作用しない。
このような構造であるから、該ケーブルを海底光
中継器筐体へ引留める場合、次のような問題が生
ずる。第２図に示すケーブルの抗張力体および金
属の耐圧パイプのみを海底光中継器ケーブル引留
装置で引留める構造とすると、抗張力体と金属の
耐圧パイプへ張力負荷が集中する。このため、フ
アイバ芯線撚り合せ体２とフアイバ芯線集合体１
には、張力は殆んど負荷されない。その結果、張
力が海底光ケーブルに加わると、抗張力体４と金
属の耐圧パイプ３とが伸びるが、フアイバ芯線集
合体１は殆んど伸びない。従つてこの両者の伸び
の差分相当のフアイバ芯線集合体が不足する。即
ち、フアイバ芯線集合体が金属の耐圧パイプ内部
へ引き込まれる現象が生ずる。第３図にはこの引
き込まれる現象によつて生ずるフアイバ芯線集合
体の不足長と負荷張力との関係を示す。 抗張力体４および銅パイプ３とを引留めるケー
ブル引留構造を考える場合、抗張力体と金属パイ
プ総合の伸び率E1（％）とフアイバ芯線集合体の
伸び率E2との差ΔE（％／ton）をパラメータとし
て、第３図に、１トンの張力が一様に加わるケー
ブル全長とフアイバ芯線集合体の不足長との関係
を示す。 海底光ケーブルのフアイバ芯線集合体に関する
ΔE（％／ton）が0.1であるとして、全長５Kmのケ
ーブルに一様に負荷が加わるとすると、フアイバ
芯線集合体の不足長は５ｍにも達する。このた
め、海底光中継器ケーブル引留装置の設計にあた
つて、あらかじめ、海底光ケーブルの布設過程で
予想されるフアイバ芯線集合体の不足分を補なう
工夫、例えば、フアイバ芯線集合体の余長を確保
することが一案として考えられる。もし、余長を
設けぬ場合、フアイバ芯線の破断も考えられる。
しかしながら、フアイバ芯線集合体の余長を海底
光中継器ケーブル引留装置内に数メートル以上の
余長処理収納機能を施すことは不可能である。 海底光ケーブルの伸びは、該ケーブルの布設・
引揚げ過程において、該ケーブル自重による張力
によつて生ずる。この自重による伸び率を抑制す
ることがフアイバ芯線集合体の不足を解決する一
つの手段である。ここで、海底光ケーブルの伸び
率（ε）と張力（Ｔ）との関係は以下の通りとな
る。 Ｔ＝α・W0・ｈ …(1) α：安全係数 W0：海底光ケーブルの水中重量 ｈ：海底光ケーブルの布設水深 Ｔ＝β・（EA＋E′A′）・ε …(2) ε：海底光ケーブルの伸び率 β：海底光ケーブルの引張剛性補正係数 Ｅ：抗張力体のヤング率 Ａ：抗張力体の断面積 E′：銅パイプのヤング率 A′：銅パイプの断面図 W0≒（Aρ＋A′ρ′） …(3) ρ：抗張力体の水中における比重 ρ′：銅パイプの水中における比重 上記(1)，(2)，(3)より、フアイバ芯線集合体を除
く海底光ケーブルの伸び率εは ε＝α（Aρ＋A′ρ）・ｈ／β（EA＋E′A′） …(4) となる。 ここで、第１図において、金属の耐圧パイプが
銅、抗張力体が鋼線とする通常のケーブル素材を
考えると、銅のρ′／E′は鋼線のρ／Ｅより大きい
ので、(5)式は、(6)式となる。 ε＝αh／β・ρ／Ｅ …(6) 第４図に、鋼線を抗張力体とする海底光ケーブル
（但し、フアイバ芯線集合体を除く）の伸び率ε
と水深(h)との関係を示す。第４図より、最大布設
水深8000ｍとすると、鋼線の場合、ε≒0.5％と
なる。さらに、金属の耐圧パイプの部分が増加す
れば、εは更に大きくなることが容易に類推され
る。この結果から、海底光ケーブルの布設・引揚
げ過程で、ケーブル伸び率εを抑制するために
は、ρ／Ｅを小さくすればよい。 以上の所論に基づき、本発明は、張力負荷が加
えられた場合でも、ケーブル外周の耐圧パイプお
よび抗張力体からなる保護被覆部分の伸び率の低
い海底光ケーブルの構造および保護被覆部分の素
材を追求したものであつて、その構成は、フアイ
バ芯線支持体の外周にフアイバ芯線を配設して一
体化したフアイバ芯線集合体を耐圧パイプに収納
し、該耐圧パイプの外周に抗張力体を設け、更に
該抗張力体の外周に外部被覆を設けるケーブルに
おいて、上記抗張力体を有機繊維、炭素繊維、ガ
ラス繊維又は合成繊維のいずれかあるいは任意の
割合で形成したことを特徴とする。 以下に本発明を図面に示す実施例の基づいて詳
細に説明する。 第５図は本発明の一実施例の海底光ケーブル構
造の断面図である。ケーブルの中心核に金属製の
フアイバ芯線支持体１７が配設され、その長手方
向に沿つて光フアイバの芯線１６が支持体１７の
外周に縦沿えされ、押えテープ１５によつて一体
に固定されると共に該支持体１７とフアイバ芯線
１６との間隙に接着剤１８が充填され、フアイバ
芯線集合体１９が形成される。該フアイバ芯線集
合体１９は更にアルミ製耐圧パイプ１４に収納さ
れると共に、該集合体１９と耐圧パイプ１４との
間に接着剤１８が充填され、両者を一体に接合す
る。他方耐圧パイプ１４の外周には有機繊維、炭
素繊維、ガラス繊維又は合成繊維のいずれかある
いはこれらを任意の割合で組合せた抗張力体１３
が設けられる。該抗張力体１３は単層でもよいが
図示するように上層と下層との２層から形成し下
層を径の大きい繊維１３ｂを密集したものとする
一方、上層にそれよりやや径の細い繊維１３ａを
用いて下層外周の隅部に密着するように設ける構
造としてもよい。該抗張力体１３の外周には低密
度ポリエチレン１２が被覆され、更にその外周に
高密度ポリエチレン１１が被覆されている。 ここで第１表に本発明で用いる上記抗張力体材
料のヤング率Ｅと水中における比重ρとの比ρ／
Ｅとこれらの材料を用いる場合のケーブル伸び率
を示す。第４図にこれら抗張力体材料のケーブル
伸び率と水深(h)との関係を示す。 上記実験結果から明らかなように本発明の抗張
力体の伸び率は鋼線を抗張力体に用いた場合に比
べて大幅に小さい。例えば水深８Kmにケーブルを
布設する場合に船上におけるケーブルの伸び率は
鋼線を抗張力体に用いたものに比べてガラス繊維
のものは約半分、有機繊維（ケプラ）および炭素
繊維（トレカ系）のものは約1/7〜1/8程度であ
り、伸び率が大幅に改善される。 以上説明したように、本発明の海底光ケーブル
は、張力負荷に対し、極めて小さい伸びとなる。
かつ、耐圧パイプ内のフアイバ芯線集合体の伸び
も抗張力の伸びと一致させることが出来る。従つ
て、本発明の海底光ケーブルと海底光中継器とを
接続するケーブル引留装置において、余長処理機
能の必要性、引留部端におけるフア
【表】
び（於、海面上）の計算
値
イバ破断などの危険性が除去される。このため、
ケーブル引留装置構造の簡易化、海底光ケーブル
成端の信頼性の向上が達成される。
値
イバ破断などの危険性が除去される。このため、
ケーブル引留装置構造の簡易化、海底光ケーブル
成端の信頼性の向上が達成される。
第１図は従来の海底光ケーブルの長手方向の構
造を示す縦断面図、第２図は従来の海底光ケーブ
ルの横断面図、第３図な従来の海底光ケーブルに
一様な張力が加わつた場合のフアイバ芯線集合体
の不足長を示すグラフ、第４図は水深Ｐ（Km）に
布設する場合の船上におけるケーブル伸び率を示
すグラフ、第５図および第６図は本発明の海底光
ケーブル構造を示す横断面であり、第６図は第５
図において耐圧パイプ内の拡大図である。 図面中、１，１７はフアイバ芯線支持体、２，
１６はフアイバ芯線、３，１４は耐圧パイプ、
４，１３は抗張力体、５，１１，１２はケーブル
外被、１５は押えテープ、１８は接着剤である。
造を示す縦断面図、第２図は従来の海底光ケーブ
ルの横断面図、第３図な従来の海底光ケーブルに
一様な張力が加わつた場合のフアイバ芯線集合体
の不足長を示すグラフ、第４図は水深Ｐ（Km）に
布設する場合の船上におけるケーブル伸び率を示
すグラフ、第５図および第６図は本発明の海底光
ケーブル構造を示す横断面であり、第６図は第５
図において耐圧パイプ内の拡大図である。 図面中、１，１７はフアイバ芯線支持体、２，
１６はフアイバ芯線、３，１４は耐圧パイプ、
４，１３は抗張力体、５，１１，１２はケーブル
外被、１５は押えテープ、１８は接着剤である。
Claims (1)
- １ フアイバ芯線支持体の外周にフアイバ芯線を
配設して一体化したフアイバ芯線集合体を耐圧パ
イプに収納し、該耐圧パイプの外周に抗張力体を
設け、更に該抗張力体の外周に外部被覆を設ける
ケーブルにおいて、上記抗張力体を有機繊維、炭
素繊維、ガラス繊維又は合成繊維のいずれかある
いは任意割合で形成し、且つ前記フアイバ芯線と
押えテープとの間隙及び前記押えテープと耐圧パ
イプとの間隙にそれぞれ接着剤を充填して一体に
接合したことを特徴とする海底光ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11296080A JPS5737303A (en) | 1980-08-19 | 1980-08-19 | Submarine optical cable |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11296080A JPS5737303A (en) | 1980-08-19 | 1980-08-19 | Submarine optical cable |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5737303A JPS5737303A (en) | 1982-03-01 |
| JPS632083B2 true JPS632083B2 (ja) | 1988-01-16 |
Family
ID=14599839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11296080A Granted JPS5737303A (en) | 1980-08-19 | 1980-08-19 | Submarine optical cable |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5737303A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60238804A (ja) * | 1984-05-14 | 1985-11-27 | Ocean Cable Co Ltd | 海底光ケ−ブル |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5116936A (ja) * | 1974-07-31 | 1976-02-10 | Furukawa Electric Co Ltd | |
| JPS5199032A (en) * | 1975-02-26 | 1976-09-01 | Nippon Telegraph & Telephone | Kaiteikeeburu |
| JPS5410335A (en) * | 1977-06-24 | 1979-01-25 | Inoue Japax Res Inc | Coating and adhesive with inproved anticorrosive and locking properties |
-
1980
- 1980-08-19 JP JP11296080A patent/JPS5737303A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5737303A (en) | 1982-03-01 |
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