KR100245320B1 - 광섬유케이블 - Google Patents

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KR100245320B1 KR1019910019509A KR910019509A KR100245320B1 KR 100245320 B1 KR100245320 B1 KR 100245320B1 KR 1019910019509 A KR1019910019509 A KR 1019910019509A KR 910019509 A KR910019509 A KR 910019509A KR 100245320 B1 KR100245320 B1 KR 100245320B1
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죤 제이.키세인
아메리칸 텔리폰 앤드 텔레그라프 캄파니
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Abstract

항공기 보급 목적에 이상적으로 적합하며, 바람직한 실시예에서 적어도 하나의 광섬유(25-25)의 다발(23)을 포함하는 광섬유 케이블(20)이 개시된다. 이 적어도 한 다발은, 비교적 넓은 온도 범위에서의 사용에 적합한 플라스틱 재질로 구성되고 피복계(32)로 둘러싸이는 튜브 부재(30)내에 배치된다. 섬유의 소정의 초과 길이가 0.1 튜브 부재내에 배치되게 된다. 각 섬유의 초과 길이는 케이블 코어가 설치등의 취급중 외력에 노출되었을 때 섬유상의 부적절한 변형을 방지하기에 충분한 크기이다. 한편, 초과 섬유 길이는 섬유의 부적절한 곡률이나 섬유와 튜브 부재의 내벽과 과도한 상호 접촉을 야기할 만큼 지나치게 커서는 안된다.
결과적인 광섬유의 초과 길이의 크기에 따라, 피복계가 만족시켜야 할 요구치가 종래의 케이블처럼 높지 않으므로 케이블 직경과 중량을 현저히 감소시킬 수 있다.

Description

광섬유 케이블
제1도는 본 발명에 따른 광섬유 케이블의 사시도.
제2도는 제1도의 광섬유 케이블의 단면도.
제3도는 광섬유 코어를 둘러싼 튜브 부재의 내경을 몇가지 패킹 밀도의 코어내의 광섬유수에 대해 도시한 그래프도.
제4도 및 제5도는 본 발명이 택할 수 있는 케이블의 광섬유 경로를 보인 개략도.
제6도 및 제7도는 본 발명에 따른 케이블내의 섬유의 나선형 및 정현파형 초과 길이를 보인 그래프도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 광섬유 케이블 22 : 코어
23 : 다발 25 : 광섬유
30 : 튜브 부재 32 : 피복계
본 발명은 경량 광섬유 케이블에 관한 것이다.
현행의 케이블 구조는 크게 두가지로 나뉘는데, 루스(loose) 튜브 구조와 루스 섬유 다발 구조이다. 전형적인 루스 튜브 구조에 있어서는 최대의 섬유들이 별도의 버퍼(buffer) 튜브내에 수납되고, 어떤 튜브는 중심 부재상에 나선형으로 꼬여서 코어를 형성한다. 어떤 광섬유 케이블에서는, 강도 부재가 케이블 단면의 중심에 배치된다.
그 예로는 독일 특허 공개 공보 25 51 210호에 개시된 것이 있다. 이러한 구조에서는 일반적으로 광섬유의 길이가 튜브의 길이와 같고, 초과 섬유 길이는 나선형으로 꼬인 버퍼 튜브내의 섬유의 반경방향 위치에서 의해 제공된다. 이러한 구조는 자연히 공간 효율이 낮아 비교적 크고 무거운 케이블이 된다.
한편 루스 섬유 다발 구조는 꼬이지 않은 케이블의 중심선을 따라 방향으로 연장되는 한 코어 튜브내에 배치된 복수의 꼬이지 않은 섬유 다발들을 구비한다. 이 구조는 중심 강도 부재를 포함하지 않고 강도 부재가 코어 튜브의 외부와 피복계 내부 사이에 위치하여, 루스 튜브 구조보다 저섬유수 최적화에 적합하다. 예를 들어 미국특허 제4,826,278을 참조할 수 있다. 금속 보호층을 가지며 루스 섬유 다발 구조로된 케이블은 당업계에 잘 알려져 있으나, 한 다발은 겨우 12섬유를 포함하도록 제한된다.
또한 광섬유 케이블에 초과 길이의 광섬유, 즉 광섬유들이 각각 케이블 길이를 초과하는 길이를 갖는 구조는 통상적이 아니다. 이렇게 하면 케이블이 설치중 비틀린 경로를 취하도록 취급되었을 때도 바람직하지 못한 변형이 섬유내에 유입되지 않는다.
종래 기술에서는 비교적 큰 초과 섬유 길이를 사용하기를 꺼려왔다. 그 이유는 지나친 초과 섬유 길이를 사용하면 감쇠를 증가시키는 섬유의 바람직하지 못한 절곡의 우려때문이다.
통상적으로 보충되는 강도 부재계가 하중하의 케이블의 연장에 의해 발생되는 응력을 제한하여 광섬유의 변형 안전 한계를 초과하지 않게 하도록 충분해야 한다.
고객들의 요구는 최대 24 섬유로 최적화되는 경제적이고 경량인 케이블이 주로 항공 분야에 요구된다는 것을 밝혀왔다. 오늘날까지 대부분의 기술적 연구는 2지점간 전화통신에 사용되는 비교적 고섬유수의 광섬유 케이블에 집중되어 왔다. 그러나 역사적으로 비교적 높은 비율의 광섬유 케이블 판매량이 24 섬유 이하의 비교적 저섬유수로 구성되어 왔다. 많은 저섬유수 케이블이 오늘날 시장에 출하되지만, 그 구조는 비교적 고섬유수를 가지는 케이블에 사용되는 것과 유사하다.
따라서 전화 통신과 다른 특수시장 양자 모두에서 저섬유수에 대해 최적화된 경제적 케이블 설계에 대한 요구가 존재한다. 요구되는 것은 비교적 직경이 작고, 무게가 가벼우면서도 탁월한 광학 성능을 보유하며 6001b의 인장 하중을 견딜 수 있는 경제적 케이블이다. 이들 요구치는 광섬유에 대한 손상을 방지할 강도 요구치와 상충되는 것처럼 보인다.
요구되고 있으나 종래 기술로 제공될 수 없었던 케이블은 제한된 수의 광섬유를 보유하며 비교적 무게가 가변운 것이다. 바람직하기로는, 이 케이블은 비교적 생산비가 낮고 현재의 제조 설비로 제작될 수 있어야 한다.
상술한 종래 기술의 문제점은 본 발명에 의한 광섬유 케이블로 극복된다. 본 발명에 의하면 청구범위 제1항과 같은 광섬유 케이블이 제공된다.
제1도 및 제2도에는, 번호(20)로 총체적 지시된 광섬유 케이블이 도시되어 있다. 광섬유 케이블(20)은 적어도 한 광섬유(25), 바람직하기로는 24 광섬유(25-25)를 포함하는 코어(22)가 구비된다. 바람직하기로는 이 광섬유들은 각각 6섬유의 4다발(23-23)로 배치된다. 바람직한 실시예에서, 각 다발들에는 복수의 광섬유를 나선형으로 둘러싸는 바인더(27)가 구비된다.
광섬유를 둘러싼 것은 튜브 부재(30)이다. 피복계(32)가 튜브 부재(30) 외주에 배치된다. 튜브 부재(30)는 일반적으로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리염화비닐(P VC), 폴리부티렌 테레프탈레이트([PBT) 또는 나일론등의 플라스틱 재질로 만들어진다.
튜브 부재(30)는 종래의 튜브 부재보다 보강된 강도 특성을 가질 수 있다. 그러한 튜브 부재는 어떤점까지 선형이고 그 이후부터 비선형인 응력-변형 거동을 나타내는, 즉 응력의 상당한 증가를 수반하지 않으며 상당한 신장이 발생되는 플라스틱 재질로 만들어진다. 본 발명의 케이블에 있어서, 튜브 부재는 상당한 범위에 걸쳐 거의 선형인 적용하중-변형 관계를 가지는 것으로 특정 지워지는 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 이것은 소정 온도에서 각 광섬유의 요구되는 초과 길이에 대응하는 변형까지 선형일 것이다. 요구되는 초과 길이에 대응하는 변형은 적용 하중에 대응하는 변형과 기하학적 변형 및 온도 변형을 포함하는 보상 변형의 함과 같다. 이 기하학적 변형은 케이블이 다발로 감겨 피복계가 연장됨에 따라 섬유가 튜브 부재의 내면과 접촉함으로써 미국 특허 4,446,686호에 보인 바와 같이 초과 길이가 소멸되는 것을 설명한다. 보상 변형을 고려하지 않는다면, 신장에 따른 튜브 부재의 릴렉세이션(relaxation)은 초과 길이를 요구치보다 감소시키게 된다.
본 발명의 케이블(20)은 예를 들어 제1도의 충전재(40)등의 방수 구조를 포함할 수 있다. 제1도에서 보듯, 충전재(40)는 튜브 부재(30)내에 배치되어 다발(23-23)과 각 다발내의 섬유(25-25) 사이의 틈을 충전시킨다. 여기 사용된 충전재는 물이나 다른 액체가 케이블 코어에 침입하는 것을 방지한다. 충전재는 사용온도 범위에서 유동성을 가져 변형시 섬유의 용이한 이동을 허용해야 한다. 이것은 충전재의 한계 전단 응력 거동을 고려하여 이뤄진다. 이 성질은 또한 생산중 초과 섬유 길이를 제어하는데도 중요하다. 뿐만 아니라 고온에서도 충전재는 케이블내에 남아있어야 하므로 70℃에서의 유동 시험을 거쳐야 한다. 이 재질은 비휘발성, 비독성이고 광섬유나 다른 케이블 요소들과 화학적 비반응성이어야 한다. 충전재는 또한 제품의 사용 수명동안 안정적이어야 한다. 종래 사용되어 오던 적절한 충전재(40)는 미국 특허 제4,701,016호에 개시된 것 같은 콜로이드상 겔이다.
오일과 콜로이드 입자 혼합물, 그리고 선택저긍로 용출방지제를 포함하는 그리스(grease) 조성율이 상술한 Gartside등의 미국 특허 제4,701,016호에 개시되어 있다. 이 그리스는 통상 20℃에서 바람직하기로는 70Pa 이하이며 어떤 조성에서는 35Pa 이하인 140Pa 이하의 한계 항복 응력을 가지며, 전단 계수가 20℃에서 약 13KPa 이하이다. 바람직한 조성물은 77 내지 95%b.w. 의 ASTM 규격 103,104A 또는 104B의 파라핀이나 납사유 또는 폴리부텐유, 2 내지 15%b.w. 의 소수성 또는 친수성 암모늄 실리카, 선택적으로 15%b.w. 이상의 스티렌 고무 또는 스티렌-고무-스티렌 블록 코폴리머 또는 반액체 고무등을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 방수 구조는 겹침부 또는 도시안된 직조 조직을 갖는 적절한 방수 테이프(42)를 포함할 수 있다. 이러한 구조는 미국 측허 제4,909,592호에 개시되어 있다.
본 발명 코어의 중요한 특징은 그 패킹 밀도이다.
패킹 밀도(ρp)는 모든 광섬유 및 그 코팅의 단면적 n.af(여기서 n은 코어내의 섬유수, af는 코팅등 피복 재질을 포함한 각 광섬유의 단면적)와 튜브 부재(30)로 둘러싸인 전체 단면적(at) 간의 비이다.
수학적으로이며 %로 나타낼 수도 있다. 고패킹 밀도의 케이블을 사용하면 소형이고 경량인 케이블을 만들 수 있다. 루스 섬유 다발 구조는 개별 버퍼 튜브 구조보다 높은 패킹 밀도를 제공하는데, 섬유 다발이 복수의 코어 튜브가 아닌 한 코어 튜브내에서 공간을 공유하기 때문이다. 그러나 패킹 밀도를 높이면 섬유가 더 구속되므로 문제가 생길 수 있다. 패킹 밀도가 지나치게 높으면 코어내의 광섬유가 비교적 높은 응력을 받게 되어 케이블의 취급중에 파단될 수도 있다. 이것은 방수를 위해 사용된 충전재가 비교적 높은 응력을 발휘하여 절곡의 경우처럼 광섬유가 응력 분산을 위해 튜브내를 충분히 이동할 수 없을 때 발생된다. 종래에는, 이 문제를 각각 섬유나 섬유 다발을 둘러싸는 개별적 버퍼 튜브들을 꼬음으로서 해결했다. 꼬는 것(stranding)은 처리 속도가 느려 생산비를 증가시킨다. 뿐만 아니라, 케이블은 직경과 중량이 증가된다. 본 발명의 광섬유 케이블 코어에 대한 패킹 밀도의 소정값은 약 0.5를 넘지 않는 것이 바람직한 것으로 파악되었다.
소정의 패킹 밀도에서, 코어 튜브의 크기는 소정수의 섬유에 대해 제3도에 보인 곡선으로부터 정해질 수 있다. 비교적 높은 패킹 밀도를 갖는 케이블은 소형, 경량 구조를 제공한다. 그러나 전술한 바와 같이 패킹 밀도가 증가되면 섬유가 더 구속되는 것을 감안하지 않으면 안된다.
또한 광섬유(25-25)는 초과 길이(ε)를 가진다. 즉, 각 광섬유는 케이블(20)의 길이(Lc)를 초과하는 길이(Lf)를 가진다. 초과 섬유 길이(ε)는 일반적으로 초과 길이 %로 표현되는데,
결과적으로, 광섬유 케이블 코어(22)가 인장 하중에 걸리면 튜브 부재(30)는 어떤 하중이 그 내부의 광섬유에 걸리기 전에 신장될 것이다.
광섬유가 통상 50kpsi 규정시험 섬유에 대해 0.33% 정도인 단기 설계 응력 안전 한계를 초과하지 않도록 하기 위해, 전통적으로 0.1% 정도의 소량의 초과 섬유 길이가 루스 섬유 다발 케이블에 채택되어 왔다. 초과 길이를 증가 및 제어함으로써 한가지 이점을 가질 수 있다. 예를 들어 초과 길이를 0.1% 증가시키면 이에 따라 50kpsi 규정시험 섬유에 대해 인장강성이 30% 감소한다.
초과 광섬유 길이의 구비, 일명 과충전은 받아들일 수 없는 과도한 손실을 초래하는 마이크로 벤드(micro bend) 및/또는 마크로(macro) 벤드를 야기할 수도 있다. 마이크로 벤드는 섬유축에서의 육안으로 볼 수 없는 작은 요동으로 정의된다. 이 종류의 절곡은 진폭이 겨우 수 mm이고 수분의 1mm의 주기를 가진다. 반면에 마크로 벤드는 섬유축에서의 비교적 큰 진폭의 요동, 즉 수 mm 크기로 육안으로 볼 수 있는 요동이다. 마크로 벤드와 마이크로 벤드는 특히 예를 들어 -40℃의 저온에서 광섬유 전송에 바람직하지 못한 손실을 야기하는 정미(net) 효과를 가진다. 이들 절곡 효과는 코팅, 케이블 제작, 설치와 온도등으로 부터도 발생될 수 있다.
광섬유의 초과 길이 도입시는 마크로 벤딩 및 마이크로 벤딩을 피하도록 주의해야 한다. 섬유 기복은 과충전의 당연한 결과이다. 결과적으로 광섬유는 인장 또는 압축하중이 걸렸을 때 팽창 또는 수축할 수 있다. 광섬유가 기복을 갖도록 할 때는 지나치게 작은 반경을 피하도록 주의해야 한다. 반경이 지나치게 작으면 마크로 벤딩에 의해 바람직하지 못한 손실이 발생될 수 있다. 과충전이 증가함에 따라 기복 파장은 감소한다.
더 많은 섬유가 고정된 내경을 가지는 튜브 부재의 길이의 연속적 증분을 점유함에 따라, 섬유가 취하는 경로의 반경이 감소하여 섬유에 마크로 벤드를 야기하여 바람직하지 못한 손실을 초래하게 된다.
튜브 부재(30)의 내경도 더 고려해볼 사항이다. 이 내경은 물론 코어내의 광섬유에 허용된 공간을 결정한다. 또한 동일한 섬유 초과 길이에 대해 광섬유의 절곡 반경은 튜브 부재(30)의 내경 감소에 따라 감소한다. 비교적 작은 코어 튜브 직경을 선택하면 비교적 짧은 기복 파장을 야기하고, 이는 다시 손실 증가를 초래한다.
또한, 더 큰 초과 길이가 제공되면, 광섬유는 튜브 부재의 내벽에 대해 눌리게 된다. 이 접촉이 발생되면 코팅 재질내의 광섬유가 절곡된다. 이에 따라 코팅내의 광섬유 축에 비교적 작은 뒤틀림이 생겨 마이크로 벤딩 및 손실을 초래한다.
시간, 응력 그리고 습기의 영향으로 광섬유의 강도는 저하되고 흠 크기는 성장된다. 일정한 응력하에서, 이 현상은 일반적으로 정적 피로로 알려져 있다. 40년 수명에 대한 정적피로 고찰에 기준하여, 50kpsi 규정시험 섬유에 대한 최소 허용 절곡 반경은 약 45mm이다. 그런데 이 값은 절곡에서의 파괴 가능성이 일정한 인장하에서보다 현저히 낮으므로 부수적이다. 이것은 섬유의 최소 절곡 반경에 대해 하나의 제한치를 제공한다. 다른 제한체는 절곡에 의한 감쇠의 증가이다.
제1도에 도시한 것 같은 루스 섬유 다발 구조에서의 광섬유는 초과 길이를 수용할 만한 최소 저항의 경로를 취한다. 이 경로는 수학적으로 나선형 또는 정현파형 중의 한 형태를 갖는 것으로 취급될 수 있다.
개략적인 나선형 및 정현파형 모델들이 대응 기하학적 매개 변수들과 함께 각각 제4도 및 5도에 도시되어 있다. 먼저 제4도의 나선형(첨자 h) 모델에서는 초과 섬유 길이를 튜브 부재(30)의 내경(D)과, 섬유 다발 직경(d)과, 피치 또는 전개 길이(P)와, 섬유 다발의 곡률 반경(R)의 함수로 유도한다.
나선형 곡선 주기의 섬유 또는 섬유 다발 길이(1f)와, 초과 섬유 길이(εeh)와, 나선형 모델의 곡률반경(Rh)은 다음 식으로 주어진다.
여기서 나선형 피치 직경(Dt)과 반경(Rt)는 다음 식으로 주어진다.
Dt = 2Rt = D - d (5)
(3)식과 (4)식을 결합하면 다음 식이 된다.
여기서
제6도는 나선형 모델에 있어서를 곡률 반경의 함수로 보인 곡선들이다.
정현파형(첨자 S) 모델에 있어서는 제5도의 정현파 곡선을 따른 주기에 대해 섬유 또는 섬유 다발의 길이(1f)는 다음 식으로 주어진다.
여기서
(9)싱의 적분은 무한 급수로 표현될 수 있는 제2종의 타원 적분이다. 정현파형 모델에 대한 초과 섬유 길이(εes)는 다음 식으로 주어진다.
여기서
정현파형 모델의 최소 곡률 반경은 다음 식으로 주어진다.
식(11)으로부터, 제1항은 나선형 모델의 초과 섬유 길이와 동일하고 정현파형 모델은 초과 길이에 대해 더 낮은 값을 제시한다는 것을 관찰할 수 있다. 뿐만 아니라 나선형 모델의 곡률 반경이 곡선을 따라 일정한 반면 정현파형 모델의 곡률 반경은 변수이다. 소정의 초과 섬유 길이에 대해, 정현파형 모델이 보수적이어서 나선형 모델보다 낮은 최소 반경을 제시한다.
식(11)과 (14)를 결합하면
제7도는 정현파형 모델에 대해 최소 절곡 반경의 함수로서의 두 곡선을 도시한다.
각 광섬유는 초과 섬유 길이 양과 튜브 부재(30)의 직경에 따른 반경으로 절곡된다. 소정수의 섬유에 대한 최소 절곡 반경은 정현파형 모델을 사용하여 얻을 수 있다. 최악의 경우가 최저 사용 온도에서 발생되므로 환경 효과도 고려되어야 한다. 이 최소 절곡 반경은 감쇠의 증가를 평가하는 섬유 매개변수와 관련하여 사용될 수 있다. 일반적으로, 1300nm 및 1550nm 에서의 감쇠 증가는 현재 사용가능한 단일 모드 섬유에서 30mm 보다 큰 절곡 반경에서는 중요하지 않다.
종래 케이블의 문제점은 몇가지 인자를 고려하여 본 발명의 광섬유 케이블 코어 구조를 구성함으로써 극복되었다. 이 주어진 정보로부터, 최소 감쇠를 일으키는 소정의 최소 절곡 반경을 달성하기 위해 한 모델이 튜브 부재(30)의 내경 계산에 사용된다.
일반적으로, 광섬유수와 초과 길이의 매개변수는 주어지거나 결정된다. 일단 튜브 부재(30)의 직경과 초과 섬유 길이가 알려지고 형상이 모델링되면, 섬유 반경이 파악되고 이에 따라 손실이 예측된다. 이 접근 방법은 초과 길이와 튜브 부재(30)의 내경, 각 섬유의 전개 길이와 절곡 반경이 상호 관계된다는 인식에 근거한다. 본 발명의 광섬유 케이블의 각 광섬유의 초과 길이는 바람직하지 못한 손실을 초래함이 없이 약 1% 라고 결정되었다.
상술한 고찰에 근거하여, 주어진 섬유수와 초과 길이에 대한 코어 크기가 최적화될 수 있다. 예를 들어 제3도를 사용하고, 주어진 섬유수에 대한 패킹 밀도가 10 내지 20%라고 가정함으로써 튜브 부재(30)의 잠정적 직경이 얻어질 수 있다. 다음 주어진 초과 섬유 길이에 대한 최소 절곡 반경은 제6도 및 7도로부터 구할 수 있다. 최종적으로 절곡 손실이 평가되어 감쇠 증가가 용인될 수 있는가를 판단한다. 이 과정은 만족스러운 배열이 얻어질 때까지 반복될 수 있다.
본 발명의 케이블 코어는, 케이블 코어에 부하되었을 때 섬유상의 변형을 유효하게 감소시킬 수 있는 섬유의 초과 길이에 대해 최적화될 수 있다. 이 최적화는 많은 인자들의 상호 관계를 인식함으로써 수행되는데, 이 인자들은 초과 길이, 섬유의 수와 단면적, 튜브 부재(30)의 내경, 광섬유의 전개 길이와 최소 절곡 반경등이다.
결과적으로 케이블(20)의 피복계에는 낮은 요구치가 사용될 수 있다. 이 피복계는 제조 과정, 설치, 사용 환경들의 시련으로부터 섬유들을 보호할 수 있는 것이어야 한다. 즉 섬유들은 이들 환경에 의한 초과적인 인장 및 압축 변형으로부터 보호되어야 한다. 본 발명의 케이블은 외피(54)내에 배열되어 함께 복합 구조를 이루는 두 선형 강도 부재(52-52)를 포함하는 피복계(32)를 구비하고 있다. 제1도에는 립코드(rip cords, 56-56)가 도시되어 있으나, 이들은 선택적인 것으로 필요에 따라 구비된다.
케이블에 사용된 고분자 재질들은 제조과정중 열수축법에 의해 수축된다. 이 수축이 과도하면 섬유에 높은 압축 변형이 도입되고, 섬유가 작은 절곡 반경으로 구속되어 감쇠가 증가한다. 이 문제를 해결하기 위해 여러가지 재질과 기술이 사용된다. 예를 들어, 인장 및 압축 강성을 동시에 가지는 금속선이나 글래스 로드(glass rod) 또는 낮은 압축 강성을 가지는 경함침(lightly impregnated)된 유리 섬유 직물등으로 된 강도 부재는 여러 수준으로 초과 수축을 제한하는데 사용된다.
예측가능한 크기의 초과 섬유 길이를 사용할 수 있도록 케이블(20)의 하중대 변형의 선형 인장 반응 곡선이 바람직하다. 선형 강철 부재를 포함한 피복계가 요구되는 선형 반응을 제공한다. 그러나 반강체(semi-rigid) 또는 경함침된 강도 부재만으로 충분한 압축 저항을 제공할 수 없으므로, 반응 곡선에 "반곡점(knee)"을 가진 비선형 거동을 하게 된다. 응력-변형 곡선에 큰 반곡점이 나타나는 것은 이 케이블이 6001b의 규정하중에서 더 큰 변형을 나타냄을 의미하는 것이다. 이 반곡점 효과는 더 큰 초과 섬유 길이를 사용하여 광섬유상의 설치 변형을 제한하도록 보상되어야만 한다. 중요한 것은 섬유의 초과 길이 때문에 본 발명의 케이블의 피복계가, 감소된 강성과 이에 따른 저 생산비로 특정 지워지는 비금속 또는 금속 강동 부재를 포함할 수 있게 된 것이다. 또한 쥐등이 문제가 되지 않는 많은 지역에서는 보호층이나 이와 유사한 보호가 포함될 필요가 없어졌다.
코어와 피복계를 포함한 모든 케이블 구성 요소들은 그 케이블의 사용 수명동안 -40℃ 내지 70℃의 경량 케이블(20)은 실사용시의 우수한 성능을 확인하기 위해 계열적 기계 시험을 거쳤다. 이 시험들은 벨 통신 연구소(Bellcore)와 미국 전자산업 협회(EIA) 시험 규정에 따라 수행되었다. 이 케이블(20)은 모든 요구치를 만족하거나 초과하였다. 기계적 시험은 EIA 455-37의5.1.1에 규정된 저 및 고온 수준 시험,
EIA 455-25A의5.1.2에 규정된 충격저항 시험,
EIA 455-41의5.1.3에 규정된 압축강도 시험,
EIA 455-33A의5.1.4에 규정된 인장강도 시험,
EIA 455-85의5.1.5에 규정된 케이블 비틀림 시험,
EIA 455-104의5.1.6에 규정된 반복 절곡 시험,
EIA 455.98A의5.1.7에 규정된 외부 동결 시험들을 포함한다. 케이블(20)은 금속 보호층이 구비된 케이블과 동일한 광학 성능을 발휘했다. 시험 결과는 케이블 부설에 있어서 추가적 손실이 거의 없음을 보여주었다.
기계적 시험에 추가하여, 케이블(20)은 또한 표준 Bellcore 환경 시험을 거쳤다. 시험 결과는 온도 및 에이징(aging) 범위 -40℃ 내지 85℃에 걸쳐 탁월한 온도 안정성을 보였다.
본 발명의 케이블 의해 많은 이점이 실현되었다. 본 발명의 케이블은 상당한 양의 섬유 초과 길이를 포함하므로, 케이블의 강도 부재가 상당히 더 작은 초과 길이를 갖는 종래의 케이블을 사용되는 만큼 필요하지 않다. 또한 금속 보호층이 없으므로 항공기 설치에 매우 중요하게 관련된 케이블의 크기 및 중량이 감소되고, 생산비가 절감된다.
상술한 구조들은 단순히 본 발명을 예시한 것이다. 당업계에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원리를 구현한 다른 구조들을 안출할 수 있을 것이나 이들은 모두 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 복수의 광섬유(25,25)를 포함하는 코어(22)와, 길이와 그 종축에 직교하는 원형 단면을 가지며, 상기 광섬유를 둘러싸며, 상기 각 광섬유보다 상당히 짧은 길이를 가지며, 두 종방향으로 연장되는 강도 부재와 플라스틱 재질을 포함하고 상기 코어 주위에 배열되는 외피를 포함하는 피복계(32)를 가지는 하나의 튜브 부재(30)를 구비하는 광섬유 케이블(20)에 있어서, 상기 각 광섬유의 초과 길이와 상기 튜브 부재내의 각 광섬유의 단면적과 상기 튜브 부재의 내경이, 상기 광섬유들의 초과 곡률과 상기 광섬유의 상기 튜브 부재의 내벽에 대한 상호 접촉에 의해 야기되는 절곡 손실을 방지할 수 있는 크기이며, 상기 각 광섬유의 상기 초과 길이가 상기 강도 부재의 강도 특성이 상대적으로 낮은 소정값이 되도록 하는데 충분한 크기인 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각 광섬유의 길이가 상기 튜브 부재의 길이보다 1% 만큼 긴 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
  3. 제1항에 있어서, 상기 튜브 부재가 적용 하중과 변형간의 관계가 주어진 온도에서 상기 각 광섬유의 초과 길이에 대응하는 변형까지 거의 선형인 특성을 갖는 플라스틱 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
  4. 제1항에 있어서, 상기 튜브 부재내에 배치된 방수재(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방수재가 상기 튜브 부재내에 배치된 충전재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
  6. 제5항에 있어서, 상기 충전재가 20℃에서 70Pa 이하의 한계 항복 응력과 20℃에서 13kPa 이하의 전단 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
  7. 제1항에 있어서, 상기 케이블 코어가 적어도 하나의 광섬유의 다발을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
  8. 제7항에 있어서, 상기 다발이 상기 각 다발을 나선형으로 둘러싸는 바인더로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광섬유 다발이 각각 적어도 한층의 코팅 재질과 그위의 버퍼층을 가지는 복수의 광섬유를 포함하며, 상기 코어를 둘러싸는 상기 튜브 부재가 상기 튜브 부재의 내벽으로 제한되는 단면적을 가져, 상기 복수의 코팅된 광섬유의 단면적과 상기 튜브 부재내의 단면적의 비가 소정값을 초과하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
  10. 제9항에 있어서, 상기 소정값이 0.5를 넘지않는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
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