KR0178282B1 - 도관내의 광섬유 설치 장치 - Google Patents

Abstract

리본의 형태로 설치되는 광 섬유(20)는 가압된 액체 운송 매질과 광 섬유를 삽입함으로써 필드에 존재하는 덕트와 같은 도관에 설치된다. 상기 액체 운송 매질은 연결 배치가 용이하고 광 섬유를 광 섬유의 선단부가 도관의 먼 단부에서 나오도록 도관을 따라 이동시킨다.

Description

도관내의 광 섬유 설치 장치

제1도는 광 섬유와 액체 매질이 도입되는 도관의 사시도.

제2도는 광 섬유 케이블이 필요한 두 빌딩 사이에 연장된 도관을 나타내는 사시도.

제3도는 두 테이프 사이에 수용된 광 섬유의 평면 배열로 이루어진 광 섬유 리본의 단면도.

제4도는 광 섬유 리본 다발의 단면도.

제5도는 광 섬유 리본 더미(stack)의 선단부 부근에서 함께 묶인 상기 더미를 나타내는 부분적인 절단면의 투시도.

제6도는 광 섬유와 액체 운송 매질이 도입된 도관의 측단면도.

제7도는 기존의 도관에 광 섬유 리본을 공급하기 위해 사용되는 올거나이저(organizer)와 풀림 스탠드(payoff stand)의 사시도.

제8도는 제7도의 올거나이저로부터의 광 섬유를 수용하고, 광 섬유가 제공되는 도관내로 광 섬유와 물을 유도하는 어댑터의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 광 섬유 22,42 : 도관

24,26 : 빌딩 28,30 : 리본

29,85 : 테이프 31 : 더미

36 : 도관의 입구단부 37 : 액체 운송 매질

38,29 : 어댑터 45 : 풀림 스탠드

47 : 스풀 48 : 스핀들

50 : 올거나이저 52 : 입구 단부

54 : 출구 단부 61 : 본체

62 : 아랫쪽부분 64 : 발판

72 : 관형부 73 : 통로

74,79 : 단부 76 : 교차부

81 : 캡 83 : 슬릿

[기술분야]

본 발명은 도관(conduit)내의 광 섬유 설치 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

[발명의 배경]

광 섬유 전송 라인에 사용되는 광 섬유 케이블은 지금까지 금속 전도체 케이블을 설치하는데 사용된 방법에 의해 설치되어 왔다. 상기 방법은 미리 설치된 케이블 도관 또는 덕트(duct)를 통해 견인 로프로 케이블을 견인하는 단계를 포함할 수 있다.

전송 용량을 증가시키기 위해 덕트안으로 케이블을 견인해야 하는 문제점은 가까운 장래의 통화 수요를 만족시키기 위한 다량의 광 섬유를 갖는 충분한 광 섬유 케이블을 처음부터 설치함으로써 극복할 수 있다. 비교적 많은 수의 광 섬유를 처음부터 포함하는 광 섬유 케이블의 설치는 초기 요구에 충분한 통화량을 제공하기 위해서는 적은 양의 광 섬유 설치만을 필요로 함에도 불구하고 합당할 수 있다.

비교적 다량의 광 섬유를 포함하는 큰 직경의 광 섬유 케이블의 초기 설치는 여러 이유에 의해 바람직스럽지 못하다. 첫째로, 요구되는 높은 강도대 무게의 비의 성취와 연결의 어려움등과 같은 상기 케이블의 본래의 기술적 특성에 문제가 있다. 둘째로, 사용하지 않는 광 섬유 용량을 초기에 설치함에 따라 재원을 미리 부담해야 하는 경제적 단점이 있다. 이것은 광 섬유 품질의 개선과 계속적인 가격의 인하가 기대되는 최근의 광 섬유 기술 진보의 관점에서 특히 뚜렷히 나타난다. 셋째로, 다량의 값비싼 광 섬유가 단 한번의 사고로 손상될 수 있는 중대한 위험이 있다. 마지막으로, 광 섬유 전송 라인의 설치가 그 직경의 증가로 유연성이 떨어져 어렵게 된다.

비교적 큰 직경의 광 섬유 케이블의 초기 설치를 위한 다른 방법으로써, 부가적 용량을 위한 개선된 광 섬유 설치 방법이 요구되어 왔다. 덕트내에 광 섬유 케이블 설치 방법은 본 기술분야에 알려져 있다. 견인 로우프를 사용하는 광 섬유 설치 방법은 텔레포니사가 1980년 4월 7일 발행한 허먼 에스 엘 후와 로날드 티. 미야하라의 서브-덕트: 호놀룰루의 증가하는고통에 대한 해결책(sub-duct: The Answer to Honolulu's Growing Pains)이란 제목의 논문중의 22-35 페이지에 설명되어 있다. 상기 출판물에서 설명된 설치 방법은 기존의 100mm 덕트의 일부분을 로딩하는 단계를 포함한다. 그후, 견인 로우프를 사용하여 25mm의 폴리에틸렌 튜브를 상기 덕트내로 삽입한다. 폴리에틸렌 튜브는 서브덕트를 형성하며, 광 섬유 케이블은 상기 서브덕트 내에 미리 삽입된 보조물인 나이론 견인코드로 그 각각에 견인될 수 있다. 상기 견인 코드는 상기 코드의 선단부에 접착되어 서브덕트를 통해 압축 공기로 밀리거나 진공에 의해 서브 덕트를 통해 견인되는 파라슈트(parachute)에 의해 삽입될 수 있다. 상기에서 설명된 방법은 수요증가에 따라 광섬유 용량의 증가를 가능케하고 설치된 광 섬유 케이블을 덕트에 이미 설치된 케이블과 구분하므로써 광 섬유 케이블의 웨징(wedging)과 그로인한 오우버스트레싱(overstressing)의 가능성을 줄인다.

다른 방법으로, 광 섬유 케이블은 그 한쪽 단부에서 도관내로 피그(pig)와 같은 것을 삽입함으로써 유체 전송 도관에 설치되어 유체 시일체(seal)를 통해 도관의 내부로 삽입되는 파일럿 와이어 또는 광 섬유 케이블의 한쪽 단부에 연결된다. 견인을 위해 파일럿 와이어 또는 상기 케이블의 한쪽 단부에 연결된 피그는 비교적 부드러운 통로를 제공하기 위해 주로 물과 같은 액체에 의해 도관의 예비된 부분을 통해 펌핑된다. 상기 피그는 광 섬유 케이블이 피그로부터 분리되어 도관 바깥쪽의 적절한 코넥터에 의해 단말되거나 도관의 부분 또는 추가된 부분을 통한 연장을 위한 케이블의 다른 부분에 연결되는 예비된 도관 부분의 수용 단부에서 후퇴된다.

그 사이로 유체 흐름을 가질 수 있는 도관의 광대한 네트워크는 미국 및 다른 나라에 이미 존재하며, 원유, 석유 액체 및 다른 탄화수소 유체를 전송하기 위해 사용되는 도관을 포함한다. 이것은 광 섬유 케이블과 같은 것을 수용하기 위한 활동중이거나 비활동중인 파이프의 사용에 관해 특히 유리하다. 유체 전송 파이프는 전달 신호를 주고 받는 주요 포인트들 사이에서 직선 통로를 따라 연장되어 광 섬유 케이블을 위한 기계적인 보호를 제공하기 때문에 상기 파이프는 배열된 광 섬유 케이블과 함께 사용하기에 특히 양호하다. 게다가, 이미 존재하는 파이프 라인의 광대한 네트워크는 상기 케이블의 설치를 위해 요구되는 통행권의 습득 노력을 최소화한다.

광 섬유 케이블 설치를 위한 종래 기술의 다른 방법에서는 광 섬유의 선단부를 이미 설치된 도관으로 구성된 관형 통로를 따라 삽입한다. 상기 케이블은 원하는 진행 방향으로 도관을 통해 흐르는 가스 매질의 유체 견인력에 의해 통로를 따라 추진된다.

흐르는 공기를 사용하는 광 섬유 설치 방법은 광 섬유 전송 라인 설치를 위한 다소 새롭고 유리한 방법이다. 광 섬유 다발은 또한 덕트내로 제공되는 압축공기의 유체 견인력에 의해 도관을 따라 추진될 수 있다. 광 섬유 전송 매질을 추진하기 위한 충분한 유체 견인력을 발생시키기 위해 가스 매질은 원하는 진행 비율보다 실질적으로 큰 속도로 도관을 통해 흘러야 한다는 것을 알게 될 것이다. 통상적으로, 상기 설치 방법을 위한 적당한 도관의 내경은 6mm 이고, 광 섬유 다발의 외경은 2mm 이며, 그 질량은 2 내지 3g/m이고 압력은 대략 10⁶Pa이다. 도관과 광 섬유 포장을 위한 적당한 재료는 폴리에틸렌이다.

필드에 존재하는 도관내로 광 섬유 케이블을 이동시키기 위해 기술의 사용이 고려되는 한, 본 방법에는 단점이 몇가지 있다. 광 섬유가 배치되는 도관이 클수록 압축 공기를 사용하여 광 섬유를 추진하는 것이 더욱 어렵게 된다. 피그의 사용을 포함하는 종래 기술의 계획은 전혀 만족스럽지 못하였다. 우선, 광 섬유가 이동되는 도관은 피그를 수용할 만큼 충분히 크지 않을 수도 있다. 게다가 피그는 뒤틀린 형태의 도관에서 움직이지 않게 될 수도 있다.

필요로 하는 것과 외관상 유용하지 못한 것은 압축 공기가 필요없이 기존의 도관내로 광 섬유를 이동시키기 위한 방법과 장치이다. 게다가, 상기 장치와 방법은 예를들면, 내경이 비교적 큰 도관내로 리본을 이동시키고 뒤틀린 통로를 따라 광 섬유 또는 광 섬유 리본 케이블을 이동시키기 위해 사용되어질 수 있어야 한다.

종래 기술의 문제들은 청구범위 제1항의 기술에 의해 극복된다.

[상세한 설명]

제1도는 광 섬유(20)를 도관(22)을 통해 이동시키기 위한 배열을 나타내고 있다. 도관(22)은 광 섬유 전달 링크를 설치할 필요가 있는 두 빌딩(24,26)(제2도 참조)사이에 연장된 기존의 덕트로 구성될 수도 있다.

잘 알려진 것과 같이, 광 섬유는 코팅 물질의 적어도 한 층에 의해 덮힌 예비 성형체로부터 함께 인발되는 코어와 클래딩(cladding)을 포함한다. 상기 코팅물질은 인발된 광 섬유를 보호하는 역할을 한다.

고밀도의 적용을 위해, 광 섬유는 리본(28)(제3도 참조)내에 배치될 수 있다. 상기 리본은 일반적으로 길이 방향으로 연장된 테이프(29-29)사이에 평면 배열로 배치된 다수의 광 섬유(20-20)를 포함한다. 다른 방법으로, 광 섬유(20-20)는 미합중국 특허 제4,900,126호에 설명된 것과 같이 묶여진 리본 구조(30)(제4도 참조)로 배열될 수 있다. 통상적으로, 리본(30-30(제5도 참조) 또는 28-28)의 더미(31)는 케이블(도시되지 않음)에 배치된다.

사용방법에 있어서, 하나 또는 그 이상의 리본이나 광 섬유의 선단부는 도관(22)의 입구 단부(36)에 근접하여 배치되게 된다. 상기 광 섬유는 액체 운송 매질(37)이 도관을 따라 그 내부로 흐르게 될 때 도관의 입구에 제공된다. 도관(22)에 연결되는 어댑터(38)는 도관을 액체 공급부에 연결하기 쉽게 한다.

액체 운송 매질의 점도는 중요하다. 점도가 높을수록, 광섬유 이동의 소정속도를 제공하기 위해 요구되는 압력이 더욱 높아진다. 바람직한 액체로는 도관을 통해 이동되는 광 섬유 또는 리본 길이의 연속적인 증가를 위해 광 섬유 또는 리본에 충분한 견인력을 제공할 수 있는 낮은 점도를 갖는 것이다.

물이 광 섬유의 선도 단부를 도관의 대향 단부로 이동시키기 위한 액체 운송 매질로써 효과적이며 양호하다는 것이 알려져 있다. 상기 방법은 통신 서비스가 필요한 두 지점 사이에 케이블을 견인하는 것이 마땅치 않을 때, 광 섬유를 기존의 덕트에 배치시키기에 효과적이다.

한 실시예로써, 광 섬유 설치가 필요한 두 지점 사이에 도관(42)(제6도 참조)이 연장되어 존재한다. 상기 도관은 약 1.27cm(약 0.5인치)의 내경을 가지며, 상기 광 섬유 리본(30-30)의 더미(31)가 도관에 배치되는 것이 요구된다.

광 섬유 리본(30)이 각각 감겨져 있는 다수의 스풀(spool)(47-47)을 포함하는 풀림 스탠드(payoff stand) (45)(제7도 참조)는 도관(42)의 입구 단부에 근접하여 배치된다. 상기 풀림 스탠드(45)는 각각 스풀(47)이 회전가능하게 장착되는 다수의 지지 스핀들(48-48)을 포함한다.

각 스풀(47)의 리본 선단부 부분은 리본 올거나이저(organizer)(50)의 슬롯(49)(slot)에 배치된다. 상기 리본 올거나이저(50)는 풀림 스탠드(45)와 도관(42)의 입구 사이에 설치된다. 제7도에 도시된 바와 같이, 상기 올거나이저(50)는 올거나이저(50)의 입구단부(52)에서 출구단부(54)로 모아지도록 배치된 다수의 슬롯(49-49)을 포함한다. 각각의 슬롯(49)은 광 섬유 리본(28 또는 30)을 수용하기 위한 충분한 깊이를 갖는다. 또한, 올거나이저(50)는 두 발판(64-64)사이에서 지지된 하부(62)를 갖는 주요 본체부분(61)을 포함한다. 투명한 커버(66)는 상기 슬롯(49-49)이 형성된 기부를 보호한다.

올거나이저(50)의 출구단부로부터, 리본(30-30)의 더미는 어댑터(70)(제7도 및 제8도 참조)로 들어가게 된다. 광 섬유 리본이 이동하도록 에정된 도관(42)과 올거나이저 사이에서 전이를 제공하는 어댑터(70)는 양호한 실시예에서 올거나이저(50)의 출구 단부로부터 약 20.32cm(약 8인치)정도 이격되어 있다.

제8도에 도시된 바와같이, 어댑터(70)는 통로(73)를 형성하는 관형부(72)를 포함한다. 관형부(72)의 단부 부분(74)은 도관(42)의 입구 단부 부분에 연결되도록 적용된다. 상기 어댑터(70)는 또한 내부에 보어를 포함하는 교차 관형부(76)를 포함한다. 관형부(76)내의 보어는 관형부(72)의 통로(73)와 통하게 된다. 교차부분(76)의 단부(79)는 예를들어 물의 수원지에 연결할 수 있는 일반적인 정원호스에 쉽게 연결할 수 있도록 외부에 나사가 형성되어 있다. 한 실시예에서, 관형부(72)의 단부(74)는 도관의 단부 주위에 설치될 수 있도록 도관의 단부의 직경보다 약간 큰 직경을 갖는다. 어댑터(70)의 단부와 도관(42)사이에 형성되는 중첩된 이음매 주위를 테이프(도시되지 않음)로 감싼다. 어댑터(70)는 또한 그 입구 단부에 캡(81)을 포함한다.

상기 올거나이저(50)의 커버(66)가 주요 본체 부분에 부착된 상태에서, 작업자는 광 섬유 리본을 선단부가 약간 더 연장되게 올거나이저(50)의 각 슬롯(49)에 설치한다. 일단 리본(30-30)의 단부가 올거나이저(50)의 출구 단부로부터 나오면, 복수의 랩(wraps)에 설치되는 줄의 피복재(82)(serving)로 함께 묶여진다.(제5도 참조). 그런다음, 리본 더미의 묶여진 단부는 그 선단부가 도관(42)의 입구 단부에 배치되도록 어댑터(70)의 관형부에 배치된다. 교차부분(76)이 수원지에 연결된 상태에서, 물은 상기 교차부분으로 흘러 관형부의 통로(73)로 흐르게 된다. 약 1.27cm의 내경을 갖는 도관(42)을 위해, 약 10psi의 최대 압력을 갖는 분당 1 갤론의 물이다.

초기에, 리본 더미의 비교적 작은 길이만이 액체의 흐름에 접하게 되므로 상기 리본 더미에 비교적 작은 점성견인력이 작용하게 된다. 따라서, 도관내의 상기 리본 더미의 초기부분 만으로, 작업자는 도관내로 연속적인 부분을 제공하기 위해 상기 리본 더미에 힘을 가한다. 오거나이저(50)와 어댑터(70) 사이의 공간 때문에 상기 리본 더미에 작업자가 손으로 힘을 가할 수 있다. 점성 견인력이 도관을 통한 리본(30-30) 더미의 연속적인 부분을 이동시키기 위한 충분한 힘으로 액체에 의해 제공되므로 상기 힘을 오랫동안 가할 필요는 없다.

또한, 그로부터 리본(30-30)의 풀림을 허용하기 위해 스풀(47-47)에 힘을 가하는 것이 필요할 수도 있다. 상기 리본 더미와 맞닿는 흐르는 물에 의해 제공되는 점성 견인력은 스풀의 마찰력을 극복하여 리본을 풀기 위해 스폴을 회전시키는데에 충분치 않을 수도 있다. 물론, 이것은 예를들면 관련 스핀들상의 각 스풀의 마찰력과 유체압력과 같은 매개변수에 달려있다. 풀림 스탠드에는 상기 액체의 흐름과 동등한 회전 속도에서 스풀을 돌리기 위한 동력 구동 장치와 같은 풀림 보조장치(도시하지 않음)를 구비할 수도 있다. 상기 물이 어댑터(70)를 통해 도관(42)내로 이동될 때, 리본(30-30) 더미(31) 길이의 연속적인 증가는 그 선단부가 도관의 반대 단부에서 나올때까지 어댑터를 통해 도관을 따라 이동되게 한다. 한 예로, 5개 리본의 더미는 약610m(2000 피트) 길이를 갖는 도관을 통해 이동되어 밴드의 720°또는 그와 동등한 두 개의 완전한 원형을 갖는 비틀린 통로로 배치된다.

상기 어댑터(70)를 맨홀 한쪽의 덕트로부터 다른쪽의 덕트까지 미리 연장된 리본의 더미(31)에 대해 배열시키는 데에 필요한 작동에서 중간 맨홀 같은 곳에 거의 확실히 설치될 것이다. 상기 예로, 상기 어댑터는 광 섬유가 어댑터의 일측을 따라 배치되어 통로(73)를 통해 통로의 바깥쪽으로 이동되게 하는 슬릿(83)(제7도 참조)을 포함한다. 중간 맨홀에 어댑터를 통해 상기 더미를 삽입한후, 상기 더미가 덕트를 따라 길이 방향으로 이동될 때 슬릿을 통해 교차 방향으로 이동하는 것을 막고 액체를 유지하기 위해 테이프(85)가 슬릿(83) 위에 랩(wraps)으로 적용될 수도 있다. 상기 더미가 다른 도관내에 공급되고 연결을 위해 다른 도관의 반대 단부로부터 나온후, 어댑터(70)는 제거된다.

본 발명의 상기 방법과 장치는 작업장 조건에 적절히 대응하도록 쉽게 응용될 수 있다. 본 발명의 방법에 의한 설치는 물과 같이 거의 일반적으로 이용할 수 있는 액체에 의해 손쉽게 된다.

Claims (8)

1. 광 섬유 전송 매질의 설치가 필요한 두 지점사이에서 연장된 도관내에 광 섬유 전송 매질이 배치되게 하기 위한 도관내의 광 섬유 설치 장치에 있어서, 광 섬유 전송 매질을 유지하기 위한 풀림 수단과, 상기 풀림 수단과 도관사이에 설치되는 어댑터 수단과, 광섬유가 도관내에서 도관을 따라 이동되도록 적절한 압력 상태의 액체 흐름을 광 섬유 전송매질과 도관사이에 제공하기 위해 상기 어댑터에 연결되는 액체의 공급원을 구비하며, 상기 어댑터 수단은 광 섬유 전송 매질을 상기 풀림 수단에서 도관으로 안내하고, 상기 어댑터 수단은 길이방향으로 연장하는 통로와 관형부의 벽에 걸쳐서 형성되어 길이방향으로 연장하는 슬릿을 갖는 관형부를 포함하며, 상기 관형부는 상기 통로와 연결되어 광 섬유 전송 매질의 진행 방향과 교차하는 방향으로 상기 광 섬유 전송 매질과 어댑터 수단사이의 상대 이동을 허용하는 것을 특징으로 하는 도관내의 광 섬유 설치 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 도관내의 광 섬유 설치 장치는 다수의 광 섬유 리본을 상기 풀림 수단에서 상기 어댑터 수단으로 향하게 하는 올거나이저를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 도관내의 광 섬유 설치 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 올거나이저는 올거나이저의 입구 단부에서 출구 단부로 집중되는 다수의 광 섬유 리본 수용 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관내의 광 섬유 설치 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 어댑터 수단은 광 섬유 전송 매질이 이동되는 관형부 및 상기 관형부와 교차하며 상기 액체의 공급원에 연결되는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관내의 광 섬유 설치 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 풀림 수단은 각각 회전가능하게 고정된 다수의 스풀을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관내의 광 섬유 설치 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 각각의 스풀은 광 섬유 전송 매질을 풀기 위하여 상기 각각의 스풀을 회전축에 대해 회전가능하게 회전시키는 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관내의 광 섬유 설치 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 어댑터 수단은 상기 광 섬유 전송 매질의 일부가 상기 어댑터내에 배치된 후에 슬릿을 덮으며 상기 광 섬유 전송 매질로부터 상기 어댑터를 용이하게 제거하도록 상기 어댑터로부터 분리가능한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관내의 광 섬유 설치 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 도관내의 광 섬유 설치 장치는 광 섬유 전송 매질을 풀림 수단에서 상기 어댑터 수단으로 향하게 하기 위해 상기 풀림 수단과 어댑터 수단사이에 삽입된 올거나이저를 또한 포함하고, 상기 어댑터 수단의 입구 단부는 상기 올거나이저의 출구 단부로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 도관내의 광 섬유 설치 장치.