KR100956479B1 - 광섬유 전원선 복합 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광신호 전송 및 전력 공급을 위한 광전 복합케이블에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 케이블의 내부에서 서로 인접하여 배치되는 복수의 전원선; 상기 복수의 전원선 집합을 감싸는 방수피복층; 상기 복수의 전원선 사이 및 상기 복수의 전원선과 상기 방수피복층 사이에 배치되는 적어도 하나의 광섬유 유닛; 및 상기 방수피복층을 감싸는 외피층;을 포함하는 광섬유 전원선 복합 케이블이 개시된다.

광섬유, 전원선, 복합케이블, 광특성

Description

광섬유 전원선 복합 케이블{Optical fiber and power wire composite cable}

본 발명은 광신호 전송 및 전력 공급을 위한 복합케이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이블의 원형을 유지하면서 사용시 취급 및 포설이 용이하도록 구성되는 복합케이블에 관한 것이다.

일반적으로 통신용 광케이블과 전력전송용의 동선케이블은 각기 별도로 설치 및 운용이 되나, 예컨대 파이버 투 더 커브(Fiber To The Curb; 이하 FTTC라고 함)망과 같이 복수의 광통신망 유닛(Optical Network Unit; ONU)측으로 광케이블의 분기와 더불어 급전이 이루어지는 시스템의 경우에는 광신호의 전송과 전력공급 기능을 복합적으로 수행하기 위한 케이블이 요구된다.

도 1은 종래 복합케이블의 일 예를 나타내는 것으로서, 중심의 광섬유 유닛과 그 외곽의 동선 집합부가 단일의 외피(17) 내에 형성되는 중심튜브(central tube)구조가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 광섬유 유닛은 버퍼튜브(12) 내에 1심 이상의 광섬유(10)와 방수용 충진물(11)을 갖는 구조로 이루어지며, 피복부(14)를 가진 단심의 동선(13)들로 이루어지는 동선 집합부는 상기 광섬유 유닛을 둘러싸면서 형성된다. 부가적으로, 동선 집합부의 외곽을 감싸는 외부인장선(16)이 더 포함되고, 동선 집합부가 다층으로 형성될 경우에는 각 동선 집합부를 감싸도록 방수테이프(15)가 더 구비될 수 있다.

도 2는 중심튜브 구조를 갖는 복합케이블의 다른 예로서, 동선의 쌍(pair)들이 중심의 광섬유 유닛을 둘러싸며 집합되어 있는 구성이 도시되어 있다. 이때, 동선 집합부 내에는 부가적으로 방수용 얀(yarn)(18)이 더 포함될 수 있다.

그러나, 이와 같이 광섬유 유닛이 중심에 배치되는 중심튜브구조는 피복부(14)를 가진 단심의 동선(13)들로 이루어진 동선 집합부 구조를 취해 단심의 동선마다 피복이 되어 불필요한 자재가 소요되고 케이블의 부피 또한 비대해져 사용시에 취급 및 포설이 용이하지 않은 문제가 있다.

종래 복합케이블의 또 다른 예로는 도 3에 도시된 바와 같은 루스튜브(loose tube)형 케이블을 들 수가 있다. 이 구조는 1심 이상의 광섬유(10)가 버퍼튜브(12) 내에 배치되어 있는 광섬유 유닛을 강성부(19b) 외곽에 복수개 배치하여 루스튜브(L)를 구성한 후, 연합상태의 동선부와 함께 상기 루스튜브(L)를 중심 인장선(19a) 주위에 집합시킨 것이다.

그러나, 이러한 루스튜브형 복합케이블은 연합과정에서 전체 외경이 지나치게 증가하게 되므로 외피 내에 수용되는 광섬유 유닛과 동선의 수에 제약이 많은 취약점이 있다. 또한, 케이블 제조에 소요되는 자재의 종류가 많고 이로 인해 완성된 케이블의 취급이 용이하지 않은 문제점이 발생함과 함께, 루스튜브의 비대칭적인 배치로 인해 케이블의 원형을 유지하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 광섬유와 전원선 복합용 케이블에 이용되는 자재를 최소화하여 전체 외경 및 무게를 줄여 포설 및 사용시 취급이 용이한 복합케이블을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 케이블의 원형을 유지하도록 하여 외관상 굴곡을 방지하며 내부의 광섬유에 가해지는 스트레스를 최소화하는 복합케이블을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광섬유 전원선 복합 케이블은, 케이블의 내부에서 서로 인접하여 배치되는 복수의 전원선; 상기 복수의 전원선 집합을 감싸는 방수피복층; 상기 복수의 전원선 사이 및 상기 복수의 전원선 과 상기 방수피복층 사이에 배치되는 적어도 하나의 광섬유 유닛; 및 상기 방수피복층을 감싸는 외피층;을 포함한다.

상기 광섬유 유닛이 배치되지 않은 공극에 배치되어 상기 광섬유 유닛을 대신하여 공간을 메우고 지지하는 폴리에틸렌(PE) 재질의 개재심;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 광섬유 유닛은, 1심 이상의 광섬유; 및 상기 광섬유를 감싸는 버퍼튜브; 상기 버퍼튜브 내에 충진되는 방수재;를 포함하는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 복수의 전원선 중에는 접지를 위한 접지선이 포함되는 것이 바람직하다.

바람직하게, 상기 방수피복층은 방수특성을 갖는 테이프 형태의 자재를 횡권 또는 종첨하여 형성한다.

또한, 상기 외피층은, 난연 특성을 갖는 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 또는 폴리염화비닐(PVC) 수지로 이루어진 것이 바람직하다.

아울러, 상기 방수피복층 내부에는 각 선들의 충격을 완화하는 완충제를 충진시키는 것이 바람직하다.

바람직하게, 상기 전원선과 상기 광섬유 유닛은 연합시에 상기 광섬유 유닛의 측면에 가해지는 스트레스가 최소화되는 피치로 꼬여서 배치된다.

본 발명에 따르면, 광섬유와 전원선이 복합된 케이블에서 광섬유 유닛의 배치를 전원선 사이 또는 전원선과 외부시스 사이의 공간에 삽입하여 케이블의 내부 구조적를 최적화하여 케이블의 전체 외경을 최소화함으로써 사용시의 취급 및 포설을 용이하게 하는 효과를 제공한다.

또한, 케이블 내부의 전원선들 간의 공극에 광섬유 유닛 또는 개재심을 배치하여 케이블 내부를 대칭적으로 구성하여 원형을 유지할 수 있도록 하고, 이로 인해 광섬유 유닛의 측면에 가해지는 스트레스를 최소화하여 우수한 광학적 특성과 전기적 특성을 제공하는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 전원선 복합 케이블의 구성을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 복합 케이블(100)은 복수의 전원선(120)이 서로 인접하며 배치되고, 복수의 전원선(120) 집합을 둘러싸는 방수피복층(140)과 그 외측면을 감싸는 외피층(150)이 형성되며, 전원선(120)들 사이 또는 전원선(120)과 방수피복측(140) 사이에 광섬유 유닛(110)이 배치되는 형태로 이루어진다.

상기 전원선(120)은 도전성 도체로 이루어진 심선(122)이 다수개 모여 다발을 이루고, 상기 심선(122) 다발을 절연체인 절연피복층(124)으로 감싸는 형태이다. 상기 전원선(120)은 일반 전력용으로 이용되는 규격에 준하는 형태인 것이 바람직하다. 또한, 상기 배치된 다수의 전원선(120) 중 어느 하나는 접지 역할을 수행하는 접지선인 것이 바람직하다. 아울러, 상기 심선(122) 다발은 각 심선(122)들이 서로 꼬인 형태를 취한다. 상기 심선(122) 다발에 피복된 절연피복층(124)은 이용 용도에 따라 다양한 색상으로 도색된다. 예를 들어, 3개의 전원선(120)이 배치된 경우에는 각각 백색, 적색, 녹색으로 도색하고, 4개의 전원선(120)이 배치된 경우에는 각각 백색, 흑색, 청색, 흑색으로 도색할 수 있다.

이때, 상기 심선(122)은 일반적인 동선이 이용되며, 상기 절연피복층(124)은 폴리에틸렌 (Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 또는 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지재로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 방수피복층(140)은 방수특성을 갖는 소재로 상기 배치된 전원선(120) 집합을 감싸는 형태로 이루어진다. 상기 방수피복층(140)은 테이프 형태의 자재를 횡권하거나 또는 종첨하는 방식으로 형성한다. 또한, 상기 방수피복층(140)은 케이블의 강도를 보완하기 위해 금속 소재나 강화 플라스틱 소재를 이용할 수 있다. 이 를 통해 케이블의 외부형태를 일정하게 유지하고 내부의 선들을 지지할 수 있다.

상기 광섬유 유닛(110)은 광신호의 전송을 이한 광섬유를 포함하는 어떠한 형태로든 구성이 가능하나, 바람직하게는 1심 이상의 광섬유(112)와, 이 광섬유(112)를 감싸는 버퍼튜브(114)를 포함하는 구조가 채용된다. 부가적으로, 상기 버퍼튜브(114) 내에는 예컨대, 젤리 컴파운드(jelly compound)와 같은 방수재(116)가 충진될 수 있다. 또한, 상기 버퍼튜브(114)의 재질로는 예컨대 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene) 또는 폴리염화비닐(PVC) 등이 채용될 수 있다. 아울러, 상기 버퍼튜브(114)의 색상은 12가지의 색상(청,등,녹,적,황,자,갈,흑,백,회,청록,분홍)을 적용하여 도색할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 광섬유 유닛(110)은 상기 전원선(120)들 사이의 공간 또는 상기 전원선(120)과 상기 방수피복층(140) 사이의 공간에 배치된다. 상기 광섬유 유닛(110)의 외경은 상기 전원선(120)들 간 또는 상기 방수피복층(140) 사이의 공간을 메울 수 있을 정도인 것이 바람직하다. 이는, 상기 광섬유 유닛(110)의 외경이 상기 공간(공극) 보다 크거나 작을 경우에는 케이블 외형이 변형, 즉 굴곡이 생길 수 있기 때문이다.

나아가, 상기 광섬유 유닛(110)이 배치되지 않은 공간 즉, 전원선(120)들 사이 또는 전원선(120)과 방수피복층(140) 사이의 공간에는 광섬유 유닛(110)을 대신하여 공간을 메우고 지지하는 개재심(130)이 배치된다. 이때, 상기 개재심(130)은 공간을 메우고 지지하기 위하여 폴리에틸렌(PE) 등의 재질로 이루어지며, 상술한 광섬유 유닛(110)의 외경과 동일하게 형성된다. 아울러, 상기 개재심(130)의 개수는 필요로하는 광섬유 유닛(110)이 배치되고 난 후, 남은 빈공간의 수만큼 배치된다.

이러한 광섬유 유닛(110) 및 개재심(130)은 각각 전원선(120)과 함께 연합되어 제조된다. 이때, 상기 광섬유 유닛(110)과 전원선(120) 간의 연합은 상기 광섬유 유닛(110)의 측면에 가해지는 스트레스가 최소화되도록 하는 피치로 꼬여지는 것이 바람직하다.

상기 외피층(150)은 상기 방수피복층(140)의 외곽을 감싼 형태로 구비되며, 그 재질로는 예컨대, 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 또는 폴리염화비닐(PVC) 등과 같은 수지재가 채용된다. 아울러, 상기 외피층(150)의 재질은 난연 특성이 있고 친환경 수지인 것이 바람직하다.

부가적으로, 상기 외피층(150)과 이외에 외부인장선을 더 형성하여 외력에 의해 케이블이 과도하게 굴신되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 필요에 따라서는 외부인장선과 더불어 글라스 얀(Glass Yarn) 등과 같은 비금속 인장선이나 주름 스틸테이프(steel tape)와 같은 외장재가 더 구비될 수도 있다. 아울러, 방수피복층(140) 또는 외피층(150)에는 립코드사를 형성하여 탈피작업이 용이하게 수행되도록 할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광섬유 전원선 복합 케이블의 구성을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블(100')은 전원 선(120)이 4가닥 배치되며, 전원선(120)과 방수피복층(140) 사이 이외에 전원선(120)들 사이인 중앙의 공간에 광섬유 유닛(110) 또는 개재심(130)이 배치된다.

또한, 도면에서와 같이 이 실시예에서는 전원선(120)과 방수피복층(140)과 광섬유 유닛(110) 또는 개재심(130) 사이의 나머지 공간에 완충제(160)가 충진된다. 상기 완충제(160)는 상기 방수피복층(140) 내부에서 서로 접하면서 배치된 전원선(120), 광섬유 유닛(110), 개재심(130)과 같은 선재들 사이에서 충격을 완화시키는 역할을 수행한다. 아울러, 상기 4 가닥의 전원선(120) 중 접지선이 포함될 수 있음은 물론이다.

그러면, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 복합케이블에는 복수의 전원선이 배치되어 형성되고, 각각의 전원선들 사이의 공간에 광섬유 유닛이 배치되어 연합됨으로써 광신호 전송과 전력 전송기능을 복합적으로 수행하게 된다.

따라서, 광섬유 유닛의 추가에 따른 케이블의 외경 증가 없이도 복합케이블의 기능을 원활하게 수행할 수 있다. 즉, 사용자가 복합케이블을 취급하거나 포설하기가 용이하며, 이로 인해 포설시간이 단축되고 개통 후 관리가 용이하다.

아울러, 복합케이블을 이용한 광신호 전송시에도 광섬유 유닛이 복합케이블 내부의 빈공간에 배치된 형태이므로 광섬유 유닛의 측면에 가해지는 스트레스가 현저히 줄어들게 되어, 우수한 광학적 특성이 발현된다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 종래의 복합케이블의 일 예를 도시하는 종단면도이다.

도 2는 종래의 복합케이블의 다른 예를 도시하는 종단면도이다.

도 3은 종래의 복합케이블의 또 다른 예를 도시하는 종단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 전원선 복합 케이블의 구성을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광섬유 전원선 복합 케이블의 구성을 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 광섬유 유닛 120 : 전원선

130 : 개재심 140 : 방수피복층

150 : 외피층

Claims (11)

1. 케이블의 내부에서 서로 인접하여 배치되는 복수의 전원선;

   상기 복수의 전원선 집합을 감싸는 방수피복층;

   상기 복수의 전원선 사이 및 상기 복수의 전원선과 상기 방수피복층 사이에 배치되는 적어도 하나의 광섬유 유닛;

   상기 방수피복층을 감싸는 외피층;

   상기 방수피복층 안쪽, 상기 광섬유 유닛이 배치되지 않은 공극에 배치되어 상기 광섬유 유닛을 대신하여 공간을 메우고 지지하는 개재심; 및

   상기 방수피복층 안쪽에 충진되어 각 선들의 충격을 완화하는 완충제;를 포함하는 광섬유 전원선 복합 케이블.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 개재심은 폴리에틸렌(PE) 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유 전원선 복합 케이블.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 광섬유 유닛은,

   1심 이상의 광섬유; 및

   상기 광섬유를 감싸는 버퍼튜브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 전원선 복합 케이블.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 버퍼튜브 내에 충진되는 방수재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 전원선 복합 케이블.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수의 전원선 중에는 접지를 위한 접지선이 포함되는 것을 특징으로 하는 광섬유 전원선 복합 케이블.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 전원선은,

   1심 이상의 도전성 도체로 이루어진 심선; 및

   상기 심선을 감싸는 절연체로 이루어진 절연피복층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 전원선 복합 케이블.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 방수피복층은 방수특성을 갖는 테이프 형태의 자재를 횡권 또는 종첨하여 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 전원선 복합 케이블.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 외피층은, 난연 특성을 갖는 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 또는 폴리염화비닐(PVC) 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 광섬유 전원선 복합 케이블.
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 전원선과 상기 광섬유 유닛은 연합시에 상기 광섬유 유닛의 측면에 가해지는 스트레스가 최소화되는 피치로 꼬여서 배치되는 것을 특징으로 하는 광섬유 전원선 복합 케이블.

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