KR200313504Y1 - 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블 - Google Patents

직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블 Download PDF

Info

Publication number
KR200313504Y1
KR200313504Y1 KR20-2003-0004542U KR20030004542U KR200313504Y1 KR 200313504 Y1 KR200313504 Y1 KR 200313504Y1 KR 20030004542 U KR20030004542 U KR 20030004542U KR 200313504 Y1 KR200313504 Y1 KR 200313504Y1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
loose tube
optical fiber
tension line
fiber unit
optical cable
Prior art date
Application number
KR20-2003-0004542U
Other languages
English (en)
Inventor
김태경
손민
Original Assignee
엘지전선 주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전선 주식회사 filed Critical 엘지전선 주식회사
Priority to KR20-2003-0004542U priority Critical patent/KR200313504Y1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR200313504Y1 publication Critical patent/KR200313504Y1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/1834—Construction of the insulation between the conductors
    • H01B11/1839—Construction of the insulation between the conductors of cellular structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/22—Cables including at least one electrical conductor together with optical fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form

Landscapes

  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Abstract

본 고안은 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블에 대한 것이다. 본 고안에 따른 광케이블은, 길이 방향으로 연장되되 그 중심축이 상기 광케이블의 중심에서 이탈된 항장력 인장선과; 상기 항장력 인장선과 대하며 의도적인 꼬임이 없이 길이 방향으로 연장된 루즈 튜브 광섬유 유닛과; 상기 항장력 인장선과 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛을 포함하며 직선 구조로 집합된 집합체 외주를 감싸는 케이블 외피;를 포함하되, 항장력 인장선과 루즈 튜브 광섬유 유닛의 기하학적 파라미터를 적절하게 선택함으로써 상기 집합체의 무게중심이 상기 항장력 인장선 내에 위치되게 하고, 소정의 최대 굽힘 반경에서 광섬유의 최대 신율을 소정의 범위 내로 한정한 것을 특징으로 한다. 본 고안에 따르면, 항장력 인장선에 루즈 튜브의 헬리컬 꼬임 또는 SZ 꼬임을 형성하지 않아도 되므로 튜브 집합 공정을 생략할 수 있고 광케이블의 소형화 및 경량화를 이룰 수 있으며, 루즈 튜브의 꼬임이 없이도 광케이블의 굴곡에 의해 광섬유에 야기되는 스트레스를 최소화시킬 수 있다.

Description

직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블{LOOSE TUBE OPTICAL CABLE HAVING STRAIGHT AGGREGATION STRUCTURE}
본 고안은 루즈 튜브형 광케이블에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 광케이블의 원형 유지를 위한 개재물이 없고 케이블의 항장력 인장선 외주에 루즈 튜브의 의도적인 꼬임이 없는, 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블에 대한 것이다.
통상적으로 광케이블은 광케이블심의 구조에 따라 크게 루즈 튜브형과 리본 슬롯형으로 나뉜다. 이 중 루즈 튜브형 광케이블은 플라스틱 튜브 내에 필요로 하는 수만큼의 광섬유 심선을 젤리 컴파운드와 함께 실장시킨 복수의 광섬유 유닛(이하, '루즈 튜브 광섬유 유닛'이라 칭함)을 케이블 중심에 위치한 항장력 인장선 주위에 길이방향으로 집합시킨 구조를 가진다. 이 때, 상기 복수의 루즈 튜브 광섬유 유닛은 광케이블의 포설이나 드럼 권취시 광케이블의 굴곡에 의해 광섬유에 야기되는 스트레스를 최소화하기 위해 헬리컬 꼬임 또는 SZ꼬임으로 상기 항장력 인장선 주위에 집합된다.
보다 구체적으로 도 1을 참조하면, 종래의 루즈 튜브형 광케이블(10)은, 광케이블(10)의 드럼 권취 또는 옥내외 포설시 광케이블(10)에 가해지는 각종 스트레스를 최소화시키는 항장력 인장선(20)과; 상기 항장력 인장선(20) 주위에 헬리컬 꼬임 또는 SZ 꼬임에 의해 길이방향으로 집합된 다수의 루즈 튜브 광섬유 유닛(30)과; 이들 항장력 인장선(20) 및 광섬유 유닛(30)의 집합체 주변을 감싸며 케이블 포설시의 외력(측압, 끌어당김 등), 포설후의 외력(물건의 낙하, 물건에 의한 압축파괴 등) 및 외부환경(물의 침입 등)으로부터 광케이블(10) 내의 광섬유(40)를 보호하는 케이블 외피(50)와; 케이블 외피(50) 내의 루즈 튜브 광섬유 유닛(30)을 제외한 나머지 공간을 채우는 충진물(60);로 구성된다.
그런데, 도 1과 같은 구조를 가지는 루즈 튜브형 광케이블(10)에 있어서 필요로 하는 루즈 튜브 광섬유 유닛(30)의 수가 작을 경우, 종래에는 광케이블(10)을 원형으로 유지하여 스트레스를 항장력 인장선(20)에 집중시키고 항장력 인장선(20) 주위에서 루즈 튜브 광섬유 유닛(30)의 헬리컬 꼬임 또는 SZ 꼬임을 유지하여 광섬유의 스트레스를 최소화하기 위해 케이블 외피(50) 내의 나머지 공간을 개재물로 대치하는 구조를 채택하고 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 항장력 인장선(20) 주위에 6개의 루즈 튜브 광섬유 유닛(30)이 집합되어야 하는 (1+6)구조의 광케이블(10)에 있어서 필요한 광섬유 유닛(30)의 수가 2이고 나머지가 불필요하면 불필요한 루즈 튜브 광섬유 유닛 4개는 개재물(70)로 치환하게 된다.
그러나, 루즈 튜브형 광케이블(10)에 있어서 필요로 하는 루즈 튜브 광섬유 유닛(30)의 수가 작을 경우에 도 2와 같이 불필요한 루즈 튜브 광섬유 유닛(30)을 개재물(70)로 치환하여 광케이블을 제조하게 되면, 루즈 튜브 광섬유 유닛(30)과 개재물을 항장력 인장선(20) 주위에 헬리컬 또는 SZ 꼬임으로 유지하여야 하는 공정이 필요할 뿐 만 아니라 광케이블의 외경과 무게가 감소되지 아니함으로써 광케이블의 제조, 운반, 포설시 비용이 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 불필요한 개재물의 삽입이 필요없을 뿐 만 아니라 루즈 튜브 광섬유 유닛을 항장력 인장선 주위에 헬리컬 꼬임 또는 SZ 꼬임을 하지 않아도 인장 스트레스가 항장력 인장선 내부에 집중되고 굴곡에 의해 광섬유에 야기되는 스트레스를 최소화할 수 있는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블을 제공하는데 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 고안의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 고안은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 루즈 튜브형 광케이블의 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 개재물이 삽입된 루즈 튜브형 광케이블의 단면도이다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 (1+2 구조)의 루즈 튜브형 광케이블의 단면도이다.
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 (1+1 구조)의 루즈 튜브형 광케이블의 단면도이다.
도 5는 X-Y 직교 좌표계에 도시된 본 고안의 실시예에 따른 직선구조로 집합된 (1+2 구조)의 집합체에 대한 단면도이다.
도 6은 X-Y 직교 좌표계에 도시된 본 고안의 실시예에 따른 직선구조로 집합된 (1+1 구조)의 집합체에 대한 단면도이다.
도 7a는 본 고안의 실시예에 따른 (1+1 구조)의 루즈 튜브형 광케이블에 있어서 광섬유의 신율을 소정 범위로 한정하기 위한 기하학적 파라미터의 조건을 산출하기 위한 개념도이다.
도 7b는 본 고안의 실시예에 따른 (1+1 구조)의 루즈 튜브형 광케이블에 있어서 루즈 튜브 내에서의 광섬유 이동거리를 산출하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 고안의 실시예에 따른 (1+2 구조)의 루즈 튜브형 광케이블에 있어서 광섬유의 신율을 소정 범위로 한정하기 위한 기하학적 파라미터의 조건을 산출하기 위한 개념도이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안에 따른 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블은, 길이 방향으로 연장되되 그 중심축이 상기 광케이블의 중심에서 이탈된 항장력 인장선; 상기 항장력 인장선과 대하며 의도적인 꼬임이 없이 길이 방향으로 연장된 루즈 튜브 광섬유 유닛; 및 상기 항장력 인장선과 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛을 포함하며 직선 구조로 집합된 집합체 외주를 감싸는 케이블 외피;를 포함하되, 상기 직선 집합체의 무게중심이 상기 항장력 인장선 내에 위치하는 것을특징으로 한다.
본 고안에 있어서, 상기 무게중심의 위치는 상기 항장력 인장선과 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 기하학적 파라미터 조건과 물성값 조건에 의해 결정된다.
본 고안에 있어서, 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛이 1개인 (1+1 구조)의 경우는, 상기 항장력 인장선과 상기 광섬유 유닛은 하기 수학식1에 따른 기하학적 파라미터 조건을 가진다.
<수학식1>
여기에서, a는 상기 항장력 인장선의 반지름에 대한 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 반지름 비율이고, 상기및는 각각 루즈 튜브 광섬유 유닛 및 항장력 인장선의 밀도이고,는 루즈 튜브의 반경에 대한 루즈 튜브 두께의 비율이다.
본 고안에 있어서, 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛이 2개인 (1+2) 구조인 경우, 상기 항장력 인장선과 상기 광섬유 유닛은 하기 수학식2에 따른 기하학적 파라미터 조건을 가진다.
<수학식2>
여기에서, a는 상기 항장력 인장선의 반지름에 대한 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 반지름 비율이고, 상기및는 각각 루즈 튜브 광섬유 유닛 및 항장력 인장선의 밀도이고,는 루즈 튜브의 반경에 대한 루즈 튜브 두께의 비율이다.
본 고안에 있어서는, 상기 항장력 인장선과 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 기하학적 파라미터 조건을 조절하여, 광케이블의 포설시 광섬유의 장기 신뢰성에 영향을 주지 않도록 하는 것이 중요하다.
일반적으로 광케이블의 포설시 광케이블의 최대 굽힘 반경을 광케이블경의 20배 이상으로 할 경우 광섬유의 장기 신뢰성에 영향이 없으며, 광섬유의 최대 신율은 0.3% 이하로 할 경우에 광섬유의 장기 신뢰성에 영향이 없다.
따라서, 루즈 튜브 광섬유 유닛을 포함하는 본 고안에 있어서, 광케이블의 최대 굽힘 반경(광케이블경의 20배)에서 광섬유의 최대 신율을 0.3% 이하로 할 경우 루즈 튜브 광섬유 유닛을 항장력 인장선 주위에 헬리컬 꼬임 또는 SZ 꼬임을 하지 않아도 광섬유의 장기 신뢰성이 보장될 수 있다.
따라서, 본 고안에 따른 (1+2 구조) 또는 (1+1 구조)의 루즈 튜브형 광케이블에 있어서는, 상기 항장력 인장선과 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 기하학적 파라미터를 하기 수학식3을 만족하도록 선택함으로써, 광케이블경의 20배를 최대 굽힘 반경으로 할 때 광섬유의 최대 신율을 0.3 % 이하로 제한한다.
<수학식3>
여기에서, R과 r은 각각 항장력 인장선 및 루즈 튜브 광섬유 유닛의 반지름이다. d는 루즈 튜브 광섬유 유닛에 삽입된 광섬유의 직경이다. 이때, 광섬유는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 광섬유가 둘 이상의 경우에 d는같이 계산되어질 수 있다. t는 루즈 튜브의 두께이다.
본 고안에 있어서, 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛에 실장되는 광섬유 심선은 튜브가 변형되더라도 광섬유에 외압이 가해지지 않도록 하기 위해, 0.0 ~ 0.2%의 여유(Extended Fiber Length: EFL)를 가지고 플라스틱 튜브 안에 실장되는 것이 바람직하다.
본 고안에 따른 루즈 튜브형 광케이블은, 상기 집합체를 길이방향으로 결속하는 바인더를 더 포함할 수도 있고, 상기 케이블 외피와 상기 집합체 사이에 개재된 수분침투 방지용 충진물을 더 포함할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3 및 도 4는 각각 (1+2 구조) 및 (1+1 구조)를 가지는 본 고안의 실시예에 따른 루즈 튜브형 광케이블의 단면도이다. 여기에서, (1+2 구조)는 하나의 항장력 인장선과 2개의 루즈 튜브 광섬유 유닛이 본 고안에 따라 집합된 구조를, (1+1 구조)는 하나의 항장력 인정선과 1개의 루즈 튜브 광섬유 유닛이 본 고안에 따라 집합된 구조를 지칭한다.
도 3 및 도4 를 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 루즈 튜브형 광케이블(A, B)은 길이 방향(Z방향)으로 연장되되 그 중심축이 광케이블(A, B)의 중심으로부터 이탈된 항장력 인장선(80)과, 상기 항장력 인장선(80)의 외주에서 의도적인 헬리컬 꼬임 또는 SZ 꼬임이 없이 길이 방향(Z방향)으로 연장된 적어도 하나 이상의 루즈 튜브 광섬유 유닛(90)과, 상기 항장력 인장선(80) 및 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛(90)을 포함하도록 집합된 집합체(100a, 100b)를 직선집합 구조로 결속하는 바인더(110a, 110b)와; 상기 바인더(110a, 110b)로 결속된 직선집합 구조의 집합체(100a, 100b)의 외주를 감싸는 케이블 외피(120)와, 상기 집합체(100a, 100b)와 상기 케이블 외피(120) 사이에 개재된 충진물(130);을 구비한다.
본 고안의 실시예에서, 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛(90)은 소정 수의 광섬유 심선(140)이 플라스틱 튜브안에 포함된 수분침투 방지용 충진물(150)에 수용된 구조를 가진다. 본 고안의 실시예에서 상기 수분침투 방지용 충진물(150)은 젤리 컴파운드 또는 실리콘 오일일 수 있으나 본 고안은 이에 한정되지 않는다. 상기 수분침투 방지용 충진물(150)은 광섬유 심선(140)이 플라스틱 튜브 안에서 유동하는 것을 보장한다.
상기 루즈 튜브 광섬유 유닛(90)에 있어서, 상기 광섬유 심선(140)은 0.0 ~ 0.2%의 여유(Extended Fiber Length: EFL)를 가지고 플라스틱 튜브안에 실장되는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 루즈 튜브 광섬유 유닛(90)은 어느 정도 변형되더라도 광섬유 심선(140)에는 힘이 가해지지 않아 외압에 의한 손실증가가 방지된다.
본 고안의 실시예에 따른 광케이블(A, B)은 기본적으로 불필요한 개재물이 삽입되어 있지 않아 항장력 인장선(80)의 중심축과 케이블의 무게중심이 광케이블(A, B)의 중심축과 일치하지 않는 구조를 가진다. 하지만, 본 고안에 따른 광케이블(A, B)은 항장력 인장선(80)과 루즈 튜브 광섬유 유닛(90)의 기하학적 파라미터가 소정의 조건(후술함)을 만족하도록 선택됨으로써 광케이블(A, B)의 무게 중심이 항장력 인장선(80) 내에 한정되는 구조를 가진다. 이 때, 상기 기하학적 파라미터의 조건은 항장력 인장선(80)과 루즈 튜브 광섬유 유닛(90)의 물성값에 의해 보다 구체적으로 결정된다(이에 대해서는 후술하기로 함). 이와 같이, 기하학적 파라미터에 조건을 부여하여 광케이블(A, B)의 무게 중심이 항장력 인장선(80) 내에 한정되면 광케이블(A, B)의 길이 방향으로 가해지는 힘의 작용점을 항장력 인장선(80)에 집중시킬 수 있어 루즈 튜브 광섬유 유닛(90)에 수용된 광섬유에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 광케이블(A, B)은 직선집합 구조로 되어 있어 헬리컬 꼬임 또는 SZ 꼬임에 의한 루즈 튜브 광섬유 유닛(90)의 집합구조를 구비하지 않는다. 이러한 경우, 광케이블(A, B)의 포설시나 드럼 권취시에 루즈 튜브 광섬유 유닛(90)에 수용된 광섬유 심선(140)에 스트레스가 야기되어 광섬유 심선(140)의 특성이 저하될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 고안의 바람직한 실시예에서는, 상기 항장력 인장선(80)과 루즈 튜브 광섬유 유닛(90)의 기하학적 파라미터에 소정의 조건을 부여함으로써, 광케이블(A, B)에 일반적으로 요구되는 최대 굽힘 반경인 케이블 경의 20배의 반경으로 광케이블(A, B)을 굽혀도 광섬유 심선(140)의 최대 신율이 광케이블(A, B)의 장기 신뢰성을 보장하기 위해 일반적으로 요구되는 수치범위인 0.3% 이내가 되도록 제한한다. 상기 기하학적 파라미터 조건에 대해서는 도 7a, 도 7b 및 도 8을 참조하여 상세하게 후술하기로 한다.
본 고안의 실시예에서, 상기 항장력 인장선(80)은 케브라 아라미드 얀(Kevlar aramid yarn), 에폭시 섬유봉(Fiber glass epoxy rod), FRP(Fiber Reinforced Polyethylene), 고강도 섬유, 강철 또는 강선일 수 있다. 하지만, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 고안의 실시예에서, 상기 케이블 외피(120)는 테이핑층(120a), 라미네이티드 알루미늄 테이프로 이루어진 방습층(120b) 및 폴리에틸렌으로 이루어진 외부 쉬스층(120c)의 3층 구조를 가질 수 있고, 상기 충진물(130)로는 젤리 컴파운트가 채용될 수 있다. 하지만, 상기 케이블 외피(120)의 구조와 상기 충진물(130)의 종류는 광케이블의 사용목적과 포설환경 등에 따라 공지된 기술적 사상의 범위 내에서 다양하게 변화 가능할 것임은 본 고안이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 당연하다. 경우에 따라서, 상기 충진물(130)은 광케이블(A, B)에 포함되지 않을 수도 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 본 고안의 실시예에 따른 광케이블(A, B)에 있어서 케이블의 무게중심이 항장력 인장선(80) 내에 한정되기 위한 기하학적 파라미터 조건을 (1+2 구조) 및 (1+1 구조)의 루즈 튜브형 광케이블(A, B) 각각에 대해 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.
<(1+2 구조)의 루즈 튜브형 광케이블>
도 5는 질량이 m 이고 반지름이 r 인 제1 및 제2루즈 튜브 광섬유 유닛(170, 180)과, 질량이 M 이고 반지름이 R 인 항장력 인장선(190)이 본 고안의 기술적 사상에 따라 직선구조로 집합된 집합체(200)의 단면도를 X-Y 직교 좌표계에 도시한 것이다.
도5에 도시된 바와 같은 (1+2 구조)의 루즈 튜브형 광케이블에서 항장력 인장선(190)의 중심좌표 C1과 제1 및 제2루즈 튜브 광섬유 유닛(170, 180)의 각 중심좌표 C2 및 C3는 하기와 같이 표시할 수 있다.
상기 집합체(200)의 무게 중심 위치를 CCM(xCM, yCM)이라 할 때 상기한 중심좌표 C1, C2 및 C3를 이용하여 무게 중심 좌표를 구하여 보면 하기와 같다.
한편, 상기 제1 및 제2루즈 튜브 광섬유 유닛(170, 180)의 튜브 두께를 t 라 하고 이를 튜브 반지름 r 의배라고 정의하면 t 는r 이라 표시할 수 있다(단, 0 << 0.5). 이러한 경우, 제1 및 제2루즈 튜브 광섬유 유닛(170, 180)의 밀도가이고 항장력 인장선(190)의 밀도가일 때 질량 m 및 M 은 r, R,,로 각각 하기와 같이 표시할 수 있다.
상기 질량 m 및 M 에 대한 식 (3) 및 (4)를 상기 무게 중심 좌표 식 (1) 및 (2) 에 대입하고 r = a·R 로 치환하면, 무게 중심 좌표는 하기와 같이 정리할 수 있다.
상기 집합체(200)의 무게 중심 위치가 항장력 인장선(190) 내에 한정되면 광케이블의 무게 중심 위치 또한 항장력 인장선(190) 내에 한정된다. 이를 위해서는 상기 집합체(200)의 무게 중심 좌표가 항장력 인장선(190)의 경계 내에 있어야 하는데 이러한 조건은 무게 중심 좌표 식 (5) 및 (6)이 하기 조건 식 (7) 및 (8)을 만족하는 것에 의해 달성된다.
위 식 (7) 및 (8)에 무게 중심 좌표 식 (5) 및 (6)을 대입하고 r = a·R 로 치환하면 위 식 (7) 및 (8)은 하기와 같이 정리되어 본 고안에 따른 기하학적 파라미터 조건식이 산출된다.
R로 나누면,
위 파라미터 조건 식에 있어서, 조건 식 (7)'은 a 가 0 보다 크므로 항상 만족된다. 따라서, 항장력 인장선(190)과 제1 및 제2루즈 튜브 광섬유 유닛(170, 180)의 밀도및가 주어졌을 때, 항장력 인장선(190)과 루즈 튜브 광섬유 유닛(170, 180) 간의 기하학적 파라미터인 반지름비 a 와 루즈 튜브 반경에 대한 루즈 튜브의 두께비를 위 조건 식 (8)'을 만족하도록 적절하게 선택하면 광케이블의 무게 중심이 항장력 인장선(190) 내부에 한정되는 본 고안에 따른 루즈 튜브형 광게이블을 구현할 수 있게 된다.
예를 들어, 항장력 인장선(190)이 FRP(Fiber Reinforced Plastic:= 1.7 kg/㎥)이고, 루즈 튜브가 PP(Polypropylene := 0.88 kg/㎥)이고,가 0.05 인 경우, 기하학적 파라미터 a 가 범위 0 < a < 2.68 를 만족하면 광케이블의 무게중심 위치가 항장력 인장선(190) 내에 한정된다. 또한,값과 항장력 인장선(190)의 종류가 상기와 동일한 조건인 경우, 루즈 튜브가 PBT(Polybutyleneterephthalate := 1.31 kg/㎥)이면 기하학적 파라미터 a 가 범위 0 < a < 2.23 을 만족하게 되면 광케이블의 무게중심 위치가 항장력인장선(190) 내에 한정되게 된다.
<(1+1 구조)의 루즈 튜브형 광케이블>
도 6은 질량이 m 이고 반지름이 r 인 루즈 튜브 광섬유 유닛(210)과, 질량이 M 이고 반지름이 R 인 항장력 인장선(220)이 본 고안에 따라 직선구조로 집합된 집합체(230)의 단면도를 X-Y 직교 좌표계에 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같은 (1+1 구조)의 루즈 튜브형 광케이블에서 루즈 튜브 광섬유 유닛(210)의 중심좌표 C1과 항장력 인장선(220)의 중심좌표 C2는 하기와 같이 표시할 수 있다.
상기 집합체(230)의 무게 중심 위치를 CCM(xCM, yCM)이라 할 때 상기 중심좌표 C1 및 C2를 이용하여 집합체(230)의 무게 중심 좌표를 구하여 보면 하기와 같다.
한편, 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛(210)의 튜브 두께를 t 라 하고 이를 튜브반지름 r 의배라고 정의하면 t 는r 이라 표시할 수 있다(단, 0 << 0.5). 이러한 경우, 루즈 튜브 광섬유 유닛(210)의 밀도가이고 항장력 인장선(220)의 밀도가일 때 질량 m 및 M 은 r, R,,로 각각 하기와 같이 표시할 수 있다.
상기 질량 m 및 M 에 대한 식 (11) 및 (12)를 상기 무게 중심 좌표 식 (9) 및 (10) 에 대입하고 r = a·R 로 치환하면, 무게 중심 좌표는 하기와 같이 정리할 수 있다.
본 고안에 따른 광케이블에 있어서, 상기 집합체(230)의 무게 중심 위치가 항장력 인장선(220) 내에 한정되면, 광케이블의 무게중심 위치 또한 항장력 인장선(220) 내에 한정 된다. 이를 위해서는, 상기 집합체(230)의 무게 중심 좌표가 항장력 인장선(220)의 경계 내에 있어야 하는데 이러한 조건은 무게 중심 좌표 식 (13) 및 (14)가 하기 조건 식 (15) 및 (16)을 만족시키게 될 경우 달성된다.
위 식 (15) 및 (16)에 무게 중심 좌표 식 (13) 및 (14)를 대입하고 r = a·R 로 치환하면 위 식 (15) 및 (16)은 하기와 같이 정리되어 본 고안에 따른 기하학적 파라미터 조건식이 산출된다.
R로 나누면,
위 파라미터 조건 식에 있어서, 조건 식 (15)'은 a 가 0 보다 크므로 항상 만족된다. 따라서, 루즈 튜브 광섬유 유닛(210)과 항장력 인장선(220)의 밀도및가 주어졌을 때 항장력 인장선(220)과 루즈 튜브 광섬유 유닛(210) 간의 기하학적 파라미터인 반지름비 a 와 루즈 튜브 반경에 대한 루즈 튜브의 두께비를 위 조건 식 (16)'을 만족하도록 적절하게 선택하면 광케이블의 무게중심 위치가 항장력 인장선(220) 내부에 한정되는 본 고안에 따른 루즈 튜브형 광게이블을 구현할 수 있게 된다.
예를 들어, 항장력 인장선이 FRP(= 1.7 kg/㎥)이고, 루즈 튜브가 PP(= 0.88 kg/㎥)이고,가 0.05 인 경우, 기하학적 파라미터 a 가 범위 0 < a < 2.71 를 만족하면 광케이블의 무게중심의 위치가 항장력 인장선(220) 내에 한정된다. 또한,값과 항장력 인장선(220)의 종류가 상기와 동일한 조건인 경우 루즈 튜브가 PBT(= 1.31 kg/㎥)이면 기하학적 파라미터 a 가 범위 0 < a < 2.37 을 만족할 경우 광케이블의 무게중심 위치가 항장력 인장선 내에 한정되게 된다.
상기에서는 (1+2 구조) 또는 (1+1 구조)의 루즈 튜브형 광케이블에 있어서 본 고안에 따라 직선구조로 집합된 집합체의 무게 중심이 항장력 인장선 내에 위치하는 실시예가 설명되었다. 하지만, 본 고안에 따른 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고, (1+3구조), (1+4 구조) 등을 가지는 루즈 튜브형 광케이블에도 적용할 수 있음은 본 고안이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 당연하다.
한편, 본 고안에 따른 광케이블은 이미 상술한 바와 같이 항장력 인장선의 외주에 헬리컬 꼬임 또는 SZ 꼬임에 의한 루즈 튜브 광섬유 유닛의 집합구조를 구비하지 않는다. 따라서, 광케이블의 드럼 권취시 또는 포설시에 수반되는 케이블의 굴곡에 의해 루즈 튜브 광섬유 유닛의 광섬유 심선에 스트레스가 인가됨으로써 광섬유의 특성이 저하될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 고안의 바람직한 실시예에서는, 상기 항장력 인장선과 루즈 튜브 광섬유 유닛의 기하학적 파라미터에 소정의 조건을 부여함으로써, 광케이블에 대해 일반적으로 요구되는 최대 굽힘반경인 광케이블 경의 20배의 반경에서 케이블이 굽혀지더라도 광섬유의 최대 신율이 케이블의 장기 신뢰성을 보장하기 위해 일반적으로 요구되는 수치 범위인 0.3% 이내가 되도록 한다.
상기 최대 굽힘 변경에서 광섬유의 신율 조건을 만족하기 위해 요구되는 기하학적 파라미터 조건을 본 고안에 따른 루즈 튜브형 광케이블에 대해 산출하여 보면 다음과 같다.
도 7a를 참조하면, 본 고안에 따른 (1+1 구조)의 루즈 튜브형 광케이블(240)에 있어서, 광케이블(240)의 최대 신율이 최대 굽힘 반경 20D 에서 0.3% 이하가 되기 위해서는 하기 식 (17)이 만족되어야 한다.
여기에서,은 상기한 최대 굽힘 반경 20D 에서 광케이블(240)의 루즈 튜브 안에 실장된 광섬유 심선(270)의 길이를,은 광케이블(240) 자체의 길이를 의미한다. 따라서,과은 각각 하기 식 (18) 및 (19) 와 같이 표시할 수 있다.
그런데, 광섬유 심선(270)은 이미 전술한 바와 같이 루즈 튜브 안에서 자유롭게 이동할 수 있도록 실장되므로 도 7b에 도시된 바와 같이 (r-d/2-t) 만큼의 공간을 루즈 튜브 안에서 움직일 수 있다. 따라서, 위 식 (18)은 하기 식 (18)'으로 변경된다. 여기에서, d 는 광섬유 심선의 직경이고 t 는 루즈 튜브의 두께이다.
상기 식 (18)'과 (19)를 식 (17)에 대입하여 정리하면 광케이블(240)의 최대 굽힘 반경 20D 에서 광섬유 심선(270)의 최대 신율을 0.3% 이하로 유지하기 위해 필요한 항장력 인장선(250)과 루즈 튜브 광섬유 유닛(260)의 기하학적 파라미터 조건이 하기 식 (20)과 같이 산출된다.
상기와 같은 조건을 만족하도록 항장력 인장선(250)과 루즈 튜브 광섬유 유닛(260)의 기하학적 파라미터를 선택하여 본 고안에 따른 루즈 튜브형 광케이블을 구현하게 되면, 항장력 인장선(250) 주위에 루즈 튜브를 헬리컬 또는 SZ로 꼬지 않고도 굴곡에 의해 광섬유에 야기되는 스트레스를 최소화시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 고안에 따른 (1+2 구조)의 루즈 튜브형 광케이블(O1-O3-O3)은 최소 굽힘 반경 20D 에서를값으로 갖는다. 루즈 튜브광섬유 유닛(290)과 항장력 인장선(280)의 각 반지름이 [1+1 구조(O1-O2)]와 [1+2 구조(O1-O3-O3)]에서 동일하다면, (1+1 구조)의 루즈 튜브형 광케이블은을값으로 갖는다. 그런데, 도 8에 도시된 바와 같이이보다 작기 때문에 (1+2 구조)의 루즈 튜브형 광케이블이 (1+1 구조)의 루즈 튜브형 광케이블보다값이 더 작다. 따라서, (1+2 구조)의 루즈 튜브형 광케이블의 항장력 인장선(280)과 루즈 튜브 광섬유 유닛(290)의 기하학적 파라미터가 전술한 식 (20)을 충족시키게 되면, (1+2 구조)의 루즈 튜브형 광케이블에서도 자동적으로 최대 굽힘 반경 20D 에서 광섬유의 최대 신율이 0.3% 이내로 한정되게 된다. 이는 아래 식 (21)에 의해 보다 명확해진다.
위 식 (21)에서,이다.
전술한 바와 같이 본 고안에 따른 (1+2 구조)의 루즈 튜브형 광케이블에서 상기 식 (20)을 만족하도록 항장력 인장선(280)과 루즈 튜브 광섬유 유닛(290)의 기하학적 파라미터를 선택하게 되면, 항장력 인장선(280) 주위에 루즈 튜브를 헬리컬 또는 SZ로 꼬지 않고도 굴곡에 의해 광섬유에 야기되는 스트레스를 최소화시킬수 있다.
전술한 바와 같이, 본 고안은 광케이블의 포설시 광섬유의 장기 신뢰성을 보장할 수 있도록 항장력 인장선과 루즈 튜브 광섬유 유닛의 기하학적 파라미터에 소정의 조건을 부여함으로써 소기의 목적을 달성하였으며, 더욱 바람직하게는 루즈 튜브 광섬유 유닛에 삽입되는 광섬유 심선을 0.0 ~ 0.2%의 EFL (Extended Fiber Length)을 가지도록 삽입함으로써 광섬유의 장기 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 고안의 일 측면에 따르면, 항장력 인장선과 루즈 튜브 광섬유 유닛의 기하학적 파라미터를 조절함으로써, 광케이블의 무게 중심을 항장력 인장선 내에 한정시켜 광케이블에 가해지는 스트레스를 최소화시킬 수 있다. 또한, 광케이블의 최대 굽힘 반경에서 광섬유의 최대 신율을 소정의 범위 내에서 제한함으로써 루즈 튜브를 헬리컬 또는 SZ로 꼬지 아니하고도 광케이블에 포함된 광섬유에 인가되는 스트레스를 최소화시킬 수 있다.
본 고안의 다른 측면에 따르면, 항장력 인장선 주위에 루즈 튜브 광섬유 유닛을 헬리컬 또는 SZ로 꼬지 아니하므로 튜브 집합 공정을 생략할 수 있고, 케이블의 원형 유지를 위한 개재물을 제거함으로써 광케이블 제조 공정의 단순화, 케이블의 소형화 및 경량화를 이룰 수 있다.

Claims (20)

  1. 루즈 튜브형 광케이블에 있어서,
    (a) 길이 방향으로 연장되되 그 중심축이 상기 광케이블의 중심에서 이탈된 항장력 인장선;
    (b) 상기 항장력 인장선과 대하며 의도적인 꼬임이 없이 길이 방향으로 연장된 루즈 튜브 광섬유 유닛; 및
    (c) 상기 항장력 인장선과 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛을 포함하며 직선 구조로 집합된 집합체 외주를 감싸는 케이블 외피;를 포함하되,
    상기 직선 집합체의 무게중심이 상기 항장력 인장선 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 항장력 인장선과 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 기하학적 파라미터 조건과 물성값 조건에 의해 상기 무게중심이 상기 항장력 인장선 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광게이블.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 집합체는 하나의 항장력 인장선과 하나의 루즈 튜브 광섬유 유닛이 집합된 구조인 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 항장력 인장선과 상기 광섬유 유닛은 하기 수학식1에 따른 기하학적 파라미터 조건을 가지는 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블;
    <수학식1>
    여기에서, a는 상기 항장력 인장선의 반지름에 대한 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 반지름 비율이고, 상기및는 각각 루즈 튜브 광섬유 유닛 및 항장력 인장선의 밀도이고,는 루즈 튜브의 반경에 대한 루즈 튜브 두께의 비율이다.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 집합체는 하나의 항장력 인장선과 두개의 루즈 튜브 광섬유 유닛이 집합된 구조인 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 항장력 인장선과 상기 광섬유 유닛은 하기 수학식2에 따른 기하학적 파라미터 조건을 가지는 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블;
    <수학식2>
    여기에서, a는 상기 항장력 인장선의 반지름에 대한 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 반지름 비율이고, 상기및는 각각 루즈 튜브 광섬유 유닛 및 항장력 인장선의 밀도이고,는 루즈 튜브의 반경에 대한 루즈 튜브 두께의 비율이다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 집합체를 길이방향으로 결속하는 바인더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직선 집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 케이블 외피와 상기 집합체 사이에 수분침투 방지용 충진물이 개재된 것을 특징으로 하는 직선 집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 루즈 튜브 광섬유 유닛은 0.0 ~ 0.2%의 EFL(Extended Fiber Length)을 가지는 것을 특징으로 하는 직선 집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  10. 루즈 튜브형 광케이블에 있어서,
    (a) 길이 방향으로 연장되되 그 중심축이 상기 광케이블의 중심에서 이탈된 항장력 인장선;
    (b) 상기 항장력 인장선과 대하며 의도적인 꼬임이 없이 길이 방향으로 연장된 루즈 튜브 광섬유 유닛; 및
    (c) 상기 항장력 인장선과 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛을 포함하며 직선 구조로 집합된 집합체 외주를 감싸는 케이블 외피;를 포함하되,
    상기 직선 집합체의 무게중심이 상기 항장력 인장선 내에 한정되고, 상기 항장력 인장선과 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 기하학적 파라미터가 광케이블의 소정 최대 굽힘 반경에서 광섬유의 최대 신율이 소정의 수치 이하가 되도록 하는 조건을 충족하는 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 항장력 인장선과 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 기하학적 파라미터 조건과 물성값 조건에 의해 상기 무게중심이 상기 항장력 인장선 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광게이블.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 집합체는 하나의 항장력 인장선과 하나의 루즈 튜브 광섬유 유닛이 집합된 구조인 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 항장력 인장선과 상기 광섬유 유닛은 하기 수학식3에 따른 기하학적 파라미터 조건을 가지는 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블;
    <수학식3>
    여기에서, a는 상기 항장력 인장선의 반지름에 대한 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 반지름 비율이고, 상기및는 각각 루즈 튜브 광섬유 유닛 및 항장력 인장선의 밀도이고,는 루즈 튜브의 반경에 대한 루즈 튜브 두께의 비율이다.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 집합체는 하나의 항장력 인장선과 두개의 루즈 튜브 광섬유 유닛이 집합된 구조인 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 항장력 인장선과 상기 광섬유 유닛은 하기 수학식4에 따른 기하학적 파라미터 조건을 가지는 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블;
    <수학식4>
    여기에서, a는 상기 항장력 인장선의 반지름에 대한 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 반지름 비율이고, 상기및는 각각 루즈 튜브 광섬유 유닛 및 항장력 인장선의 밀도이고,는 루즈 튜브의 반경에 대한 루즈 튜브 두께의 비율이다.
  16. 제12항 또는 제14항에 있어서,
    상기 최대 굽힘 반경은 광케이블 경의 20배이고,
    상기 최대 신율은 0.3% 이내로 한정되는 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 항장력 인장선과 상기 루즈 튜브 광섬유 유닛의 기하학적 파라미터는 하기 수학식5를 만족하는 것을 특징으로 하는 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블;
    <수학식5>
    여기에서, R과 r은 각각 항장력 인장선 및 루즈 튜브 광섬유 유닛의 반지름이고, t는 루즈 튜브의 두께이며, d는 루즈 튜브 광섬유 유닛에 삽입된 광섬유의 직경이고, 광섬유는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 광섬유가 둘 이상의 경우에 d는와 같이 계산되어질 수 있다.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 집합체를 길이방향으로 결속하는 바인더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직선 집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 케이블 외피와 상기 집합체 사이에 수분침투 방지용 충진물이 개재된 것을 특징으로 하는 직선 집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 루즈 튜브 광섬유 유닛은 0.0 ~ 0.2%의 EFL(Extended Fiber Length)을가지는 것을 특징으로 하는 직선 집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블.
KR20-2003-0004542U 2003-02-17 2003-02-17 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블 KR200313504Y1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20-2003-0004542U KR200313504Y1 (ko) 2003-02-17 2003-02-17 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20-2003-0004542U KR200313504Y1 (ko) 2003-02-17 2003-02-17 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0009521A Division KR100511116B1 (ko) 2003-02-14 2003-02-14 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR200313504Y1 true KR200313504Y1 (ko) 2003-05-16

Family

ID=49333802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20-2003-0004542U KR200313504Y1 (ko) 2003-02-17 2003-02-17 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR200313504Y1 (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100511116B1 (ko) 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블
EP1011000B1 (en) Robust fiber optic cables
US6546175B1 (en) Self-supporting fiber optic cable
JP2523129B2 (ja) 光ファイバケ−ブル
US6101305A (en) Fiber optic cable
KR100492957B1 (ko) 루즈 튜브형 광케이블
NZ240345A (en) Optical fibre cable with excess length fibres
KR0178021B1 (ko) 절연체 광섬유 케이블
EP3346307A1 (en) Loose tube for optical fiber cable
US4695128A (en) Fiber optic cable
US6963686B2 (en) Optical fiber cable for air-blown installation
JPS6035705A (ja) 光ケーブル
US10036863B2 (en) Optical fiber cables with flat ribbon fibers
CN209895042U (zh) 一种光缆
KR100342519B1 (ko) 루즈튜브 옥내용 케이블
CN201051166Y (zh) 加强型室内外铠装软光缆
WO2010101092A1 (ja) 単一チューブを伴う光ファイバケーブル
KR200313504Y1 (ko) 직선집합 구조의 루즈 튜브형 광케이블
KR100910346B1 (ko) 1+2 구조의 루즈 튜브형 광케이블 및 이의 제조방법
KR100511938B1 (ko) 공압 포설용 튜브가 구비된 버퍼 튜브형 광케이블
CA1125554A (en) Fiber optic cable
CN218728240U (zh) 一种大芯数防啮齿抗压型光缆
KR200318547Y1 (ko) 루즈 튜브형 광케이블
EP4239386A1 (en) Optical fiber cable with elongated strength members and manufacturing method thereof
KR101524415B1 (ko) 비 타이트버퍼 인입 및 옥내 광케이블

Legal Events

Date Code Title Description
U107 Dual application of utility model
REGI Registration of establishment
T201 Request for technology evaluation of utility model
T701 Written decision to grant on technology evaluation
G701 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20040325

Year of fee payment: 3

EXTG Extinguishment