JPWO2018174004A1 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

従来のケーブルに比べ、布設しやすく且つ高密度実装を達成可能な、光ファイバケーブルを提供する。複数本の光ファイバ心線、または複数本の光ファイバ心線を並べたテープ心線が集められて撚られてなる光ユニット（３０）と、光ユニットを収納するケーブルコア（１１）と、ケーブルコアの周囲に設けられたケーブル外被（１２）と、を備えたスロットレス型の光ファイバケーブル（１０）であり、ケーブルコア内に、繊維体からなるテンションメンバ（３１）を備える。

Description

本発明は、複数本の光ファイバ心線、または複数本の光ファイバ心線を並べたテープ心線をケーブル外被で被覆した、スロットレス型の光ファイバケーブルに関する。

インターネット等の情報通信の普及による通信の高速化や情報量の増大に加え、双方向通信と大容量通信に対応するために、光ネットワークの構築が進展している。この光ネットワークでは、通信事業者と各家庭とを光ファイバで直接結び、高速通信サービスを提供するＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）が開始されている。このような加入者宅への光ファイバの引き込みや構内ネットワークなどの拡大で、複数本の光ファイバを収納した光ファイバケーブルの途中部分から光ファイバを分岐して（光ファイバの中間分岐と言われている）、複数の家庭や複数端末に分配する配線工事の需要が増えている。

光ファイバの中間分岐時に光ファイバ心線を取り出しやすくするために、光ファイバ心線を色分けされたルースチューブに収納することがある。例えば、特許文献１には、ルースチューブ型の光ファイバケーブルの構造が開示されている。また、特許文献２には、スロットレス型の光ファイバケーブルの構造が開示されている。

特表２０１５−５１７６７９号公報 特開２０１０−８９２３号公報

しかしながら、上記特許文献１のようなルースチューブ型の場合、光ファイバケーブル内には、ルースチューブ自体のスペースが必要になり、また、ルースチューブの間がデッドスペースになるので、高密度実装が困難になる。
一方、上記特許文献２のようなスロットレス型の場合、高密度実装は可能であるものの、テンションメンバが中心に配置されておらず、ケーブル外被内の２箇所に配置されているため、光ファイバケーブルに曲げ方向性が生じ、ケーブルを布設しにくい。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、従来のケーブルに比べ、布設しやすく且つ高密度実装を達成可能な、光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る光ファイバケーブルは、複数本の光ファイバ心線、または複数本の光ファイバ心線を並べたテープ心線が集められて撚られてなる光ユニットと、該光ユニットを収納するケーブルコアと、前記ケーブルコアの周囲に設けられたケーブル外被と、を備えたスロットレス型の光ファイバケーブルであって、前記ケーブルコア内に、繊維体からなるテンションメンバを備える。

上記によれば、従来のケーブルに比べ、布設しやすく且つ高密度実装を達成することができる。

本発明の第１実施形態による光ファイバケーブルの一例を示す図である。 間欠テープ心線の構造の一例を示す図である。 光ファイバの伝送特性の評価結果を説明する表である。 本発明の第２実施形態による光ファイバケーブルの一例を示す図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一態様に係る光ファイバケーブルは、（１）複数本の光ファイバ心線、または複数本の光ファイバ心線を並べたテープ心線が集められて撚られてなる光ユニットと、該光ユニットを収納するケーブルコアと、前記ケーブルコアの周囲に設けられたケーブル外被と、を備えたスロットレス型の光ファイバケーブルであって、前記ケーブルコア内に、繊維体からなるテンションメンバを備える。スロットレス型の構造であるため、従来のケーブルに比べて高密度実装が可能である。また、繊維体からなるテンションメンバが、ケーブルコア内に配置されていることから、曲げの方向性が無く、従来のケーブルに比べ、管路に布設しやすい光ファイバケーブルを提供することができる。

（２）前記繊維体が前記ケーブルコアの中央位置に配置され、前記ケーブルコアの断面積に対する前記光ユニットの断面積から計算される該光ユニットの占有率が、２５％以上６５％以下である。光ユニットが撚られた状態で、占有率を６５％以下にすれば、光ファイバに側圧が掛かり難くなり、ケーブル伝送損失を改善できる。また、ケーブルが円弧状に曲げられても圧縮歪みが分散するため、ケーブル曲げ損失も改善できる。一方、撚られた光ユニットでの占有率を２５％以上にすれば、ケーブルを円弧状に曲げても、繊維体がケーブルの曲げ中心に向けて移動し難く、一部の光ファイバ心線が繊維体で挟み込まれる現象が生じ難いので、ケーブル曲げ損失を改善できる。

（３）前記光ユニットは、前記テープ心線を複数撚り併せた複数のサブユニットで構成され、前記サブユニットの周囲に、前記繊維体として、複数のガラス繊維体を充填する。光ユニットの周囲に繊維体がほぼ均等に配置されていることから、曲げの方向性が無く、管路に布設しやすい光ファイバケーブルを提供することができる。また、ガラス繊維体を用いているので、金属製のテンションメンバを設けた場合に比べてケーブルの軽量化を達成することができる。
（４）前記繊維体が、ガラス繊維、あるいはアラミド系繊維で形成される。金属製のテンションメンバを設けた場合に比べてケーブルの軽量化を達成することができる。
（５）前記ガラス繊維体は、伝送に寄与しない光ファイバ心線である。不良の光ファイバ心線などを使用すれば、低コスト化を実現することができる。
（６）前記光ユニットは、前記テープ心線で構成され、前記テープ心線は、隣り合う前記光ファイバ心線間の長手方向に連結部と非連結部が間欠的に形成された間欠テープ心線である。一般的なテープ心線に比べて間欠テープ心線は柔軟性を有するため、光ユニットを間欠テープ心線で構成すれば、占有率を上げることができる。
（７）前記テンションメンバには、吸水パウダーが塗布されている。吸水パウダーを塗布することで、ケーブルコア内への止水を達成できる。
（８）前記光ファイバ心線は、ガラスファイバに施された被覆外径が１３５μｍから２２０μｍの範囲で形成されている。細径ファイバを用いれば、高密度実装がより一層容易になる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら、本発明による光ファイバケーブルの好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による光ファイバケーブルの一例を示す図であり、図２は、間欠テープ心線の構造の一例を示す図である。

図１に示した光ファイバケーブル１０はスロットレス型であり、例えば丸型のケーブルコア１１と、このケーブルコア１１の周囲に形成されたケーブル外被１２とを有する。
ケーブルコア１１には、例えば１２心の間欠テープ心線２０を１４４枚使用して１７２８心としたものが収容されている。

間欠テープ心線とは、複数本の光ファイバ心線が平行一列に配列され、隣り合う光ファイバ心線同士を連結部と非連結部により間欠的に連結してなるものである。図２（Ａ）は間欠テープ心線を配列方向に開いた状態を、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図をそれぞれ示しており、図示の間欠テープ心線２０は、１２心のテープ心線が２心毎に間欠的に接続されて構成されている。

図２（Ｂ）に示すように、各光ファイバ心線２１の周囲には、紫外線硬化樹脂等によるテープ被覆２４が設けられ、例えば２心を一体化した心線同士が連結部２２と非連結部２３により間欠的に連結されている。連結部２２では、テープ被覆２４が連結されており、非連結部２３では、隣り合うテープ被覆２４が連結されずに分離している。なお、間欠テープ心線は、２心毎に連結部と非連結部を設けなくてもよく、例えば１心毎に連結部と非連結部で間欠的に連結してもよい。

この間欠テープ心線に収容される光ファイバ心線２１は、例えば、標準外径１２５μｍのガラスファイバに被覆外径が２５０μｍ前後の被覆を施した光ファイバ素線と称されるものの外側に、さらに着色被覆を施したものであるが、これに限られるものでは無く、被覆外径が１３５μｍから２２０μｍの範囲、例えば、１６５μｍや２００μｍ程度の細径ファイバであってもよい。細径ファイバを用いれば、高密度実装がより一層容易になる。

図１に示すサブユニット３３は、例えば１２心の間欠テープ心線２０を８枚集め、螺旋状に撚って形成された９６心のものであり、ケーブルコア１１には、このサブユニット３３を、例えば１８本集めて螺旋状に撚って形成された光ユニット３０が収容されている。間欠テープ心線２０は、一般的なテープ心線に比べて柔軟性を有しており、光ユニット３０を間欠テープ心線で構成すれば、光ファイバ心線２１の占有率を上げることができる。なお、光ユニット３０を構成するテープ心線としては、このような間欠テープ心線を用いなくともよく、連結型のテープ心線を用いたり、単心の光ファイバ心線を複数揃えたものであってもよい。

この光ユニット３０の占有率は、ケーブルコア１１の断面積に対する光ユニット３０の総断面積から計算される。なお、光ユニット３０の総断面積には、図２で説明したテープ被覆２４の分の断面積も含まれる。
なお、間欠テープ心線２０やサブユニット３３の撚りは、一方向の螺旋状の他、周期的に反転するＳＺ状であってもよい。

また、ケーブルコア１１には、繊維体からなるテンションメンバ３１も収容されている。図１に示したテンションメンバ３１は、光ユニット３０の中央位置に、この光ユニット３０の長手方向に沿って１本配置されている。なお、本実施形態の光ユニット３０は、テンションメンバ３１の周囲に、サブユニット３３を撚り集めて形成される。

テンションメンバ３１には、引っ張りや圧縮に対する耐力を有する線材として、非金属材料、例えば、ガラス繊維で形成されたガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、アラミド系繊維で形成されたアラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ、ＫＦＲＰ）で形成される。これにより、金属製のテンションメンバを設けた場合に比べてケーブルの軽量化を達成することができる。また、軽量であるため、ケーブルコア１１内の光ファイバに側圧が掛かり難くなる。なお、ケーブルコア１１内への止水のために、テンションメンバ３１に吸水パウダーを塗布してもよい。

一方、ケーブルコア１１は、光ユニット３０を押さえ巻きテープ３２で縦添えまたは横巻きして丸型にまとめられている。押さえ巻きテープ３２は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを含む不織布が用いられ、光ユニット３０の外側から巻きつけられている。
押さえ巻きテープ３２の外側は、例えばＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等で構成されたケーブル外被１２で覆われている。

ケーブル外被１２には、ケーブル外被１２をケーブル長手方向に引き裂くための引き裂き紐１３が、ケーブル外被１２の押出成形時に埋設されている。引き裂き紐１３は、例えばケーブルコア１１を挟んで両側に１本ずつ設けられている。引き裂き紐１３は、例えば、ナイロンやポリエステルなどの紐状部材である。なお、引き裂き紐１３の埋設位置が外部から視認できるように、ケーブル外被１２には突起部１４が押出成形時に形成されていてもよい。

第１実施形態による光ファイバケーブルによれば、スロットレス型の構造であるため、高密度実装が可能である。
また、繊維体からなるテンションメンバ３１が、ケーブルコア１１の中央位置に配置されていることから、曲げの方向性が無く、管路に敷設しやすい光ファイバケーブルを提供することができる。また、テンションメンバ３１の周囲に、複数のサブユニット３３が撚り集められているので、ケーブルを曲げても、テンションメンバ３１がケーブルの曲げ中心に向けて移動し難く、光ファイバに側圧が掛かりにくい。

図３は、光ファイバの伝送特性の評価結果を説明する表である。
この伝送特性の評価では、光ファイバに掛かる側圧の影響（以下、「ケーブル伝送損失」と称する。）と、光ファイバに掛かる圧縮歪みの影響（以下、「ケーブル曲げ損失」と称する。）を評価した。
前者のケーブル伝送損失の評価では、直線状態としたケーブル１０の数サンプルについて、光ユニット３０の占有率を変更して伝送損失（測定波長１５５０（ｎｍ））を測定した。そして、測定した数サンプルのうち、伝送損失の最大値が０．３（ｄＢ／ｋｍ）未満になる場合を良好（○）、ならない場合を不良（×）と判定した。

光ユニット３０の占有率が１５％の場合（「試料１」と称する）、伝送損失の最大値は０．１９ｄＢ／ｋｍとなり、良好と判定した。
上記占有率を変更し、占有率が２５％の場合（「試料２」と称する）、伝送損失の最大値は０．１９ｄＢ／ｋｍ、占有率が３５％の場合（「試料３」と称する）、伝送損失の最大値は０．２０ｄＢ／ｋｍ、占有率が４５％の場合（「試料４」と称する）、伝送損失の最大値は０．２０ｄＢ／ｋｍ、占有率が５５％の場合（「試料５」と称する）、伝送損失の最大値は０．２１ｄＢ／ｋｍ、占有率が６５％の場合（「試料６」と称する）、伝送損失の最大値は０．２３ｄＢ／ｋｍとなり、いずれも良好と判定した。

これに対し、光ユニット３０の占有率が７５％の場合（「試料７」と称する）、伝送損失の最大値は０．４５ｄＢ／ｋｍとなり、０．３ｄＢ／ｋｍ以上になったため、不良と判定した。
このように、光ユニットが撚られた状態で、占有率を６５％以下にすれば、光ファイバに側圧が掛かり難く、ケーブル伝送特性を改善できることが分かる。

後者のケーブル曲げ損失の評価では、試料１〜７を棒状部材（直径がケーブル外径の約１０倍の部材）に１周巻きつけ、直線状態での伝送損失に対し、１ターン後の伝送損失（測定波長１５５０（ｎｍ））の増加分が最大で０．１（ｄＢ）以下になる場合を良好（○）、ならない場合を不良（×）と判定した。

試料２の場合、曲げ損失の最大値は０．１ｄＢとなり、良好と判定した。また、試料３の場合には、曲げ損失の最大値は０．０７ｄＢ、試料４の場合には、曲げ損失の最大値は０．０６ｄＢ、試料５の場合には、曲げ損失の最大値は０．０６ｄＢ、試料６の場合には、曲げ損失の最大値は０．０８ｄＢとなり、いずれも良好と判定した。
これに対し、試料１の場合には、曲げ損失の最大値は０．３ｄＢとなり、０．１ｄＢ以上になったため、不良と判定した。また、試料７の場合には、曲げ損失の最大値は０．１５ｄＢ／ｋｍであったため、不良と判定した。

このように、占有率を６５％以下にすれば、上記したように光ファイバに側圧が掛かり難くなるが、ケーブルが円弧状に曲げられても圧縮歪みが分散するため、ケーブル曲げ特性も改善できる。また、撚られた光ユニット３０での占有率を２５％以上にすれば、ケーブルを円弧状に曲げても、テンションメンバ３１がケーブルの曲げ中心に向けて移動し難く、一部の光ファイバ心線がテンションメンバ３１で挟み込まれる現象が生じ難いので、ケーブル曲げ特性を改善できることが分かる。

図４は、本発明の第２実施形態による光ファイバケーブルの一例を示す図である。
図４に示した光ファイバケーブル１０もスロットレス型であり、例えば丸型のケーブルコア１１を有する。
サブユニット３３は、間欠テープ心線２０を例えば螺旋状に撚り集めて形成され、識別用のバンドル材３４で束ねられている。ケーブルコア１１には、このサブユニット３３を複数集めて例えば螺旋状に撚って形成された光ユニット３０が収容されている。

また、ケーブルコア１１には、繊維体からなるテンションメンバ３１も収容されており、図４に示したテンションメンバ３１は、光ユニット３０の外側位置に、この光ユニット３０の長手方向に沿って複数本縦添えして配置されている。テンションメンバ３１には、引っ張りや圧縮に対する耐力を有する線材として、ガラス繊維、例えば、伝送に寄与しない光ファイバ心線で形成されている。なお、ケーブル外被１２等の構成は第１実施形態と同じであり、詳細な説明は省略する。

第２実施形態による光ファイバケーブルによれば、第１実施形態と同様に、スロットレス構造であり、高密度実装が可能になる。
また、繊維体からなるテンションメンバ３１が、ケーブルコア１１内で光ユニット３０の外側位置にほぼ均等に配置されていることから、曲げの方向性が無く、管路に敷設しやすい光ファイバケーブルを提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０…光ファイバケーブル、１１…ケーブルコア、１２…ケーブル外被、１３…引き裂き紐、１４…突起部、２０…間欠テープ心線、２１…光ファイバ心線、２２…連結部、２３…非連結部、２４…テープ被覆、３０…光ユニット、３１…テンションメンバ、３２…押さえ巻きテープ、３３…サブユニット。

Claims (8)

1. 複数本の光ファイバ心線、または複数本の光ファイバ心線を並べたテープ心線が集められて撚られてなる光ユニットと、該光ユニットを収納するケーブルコアと、前記ケーブルコアの周囲に設けられたケーブル外被と、を備えたスロットレス型の光ファイバケーブルであって、
   前記ケーブルコア内に、繊維体からなるテンションメンバを備える、光ファイバケーブル。
2. 前記繊維体が前記ケーブルコアの中央位置に配置され、前記ケーブルコアの断面積に対する前記光ユニットの断面積から計算される該光ユニットの占有率が、２５％以上６５％以下である、請求項１に記載の光ファイバケーブル。
3. 前記光ユニットは、前記テープ心線を複数撚り併せた複数のサブユニットで構成され、前記サブユニットの周囲に、前記繊維体として、複数のガラス繊維体を充填した、請求項１に記載の光ファイバケーブル。
4. 前記繊維体が、ガラス繊維、あるいはアラミド系繊維で形成される、請求項１または２に記載の光ファイバケーブル。
5. 前記ガラス繊維体は、伝送に寄与しない光ファイバ心線である、請求項３に記載の光ファイバケーブル。
6. 前記光ユニットは、前記テープ心線で構成され、前記テープ心線は、隣り合う前記光ファイバ心線間の長手方向に連結部と非連結部が間欠的に形成された間欠テープ心線である、請求項１から５のいずれか一項に記載の光ファイバケーブル。
7. 前記テンションメンバには、吸水パウダーが塗布されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の光ファイバケーブル。
8. 前記光ファイバ心線は、ガラスファイバに施された被覆外径が１３５μｍから２２０μｍの範囲で形成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の光ファイバケーブル。