KR20110011320A - 광전 복합 케이블 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 광신호와 전기 신호를 동시에 전송하기 위한 광전 복합 케이블은, 상기 광전 복합 케이블의 중심부에 위치하는 중심 인장 부재와; 상기 중심 인장 부재의 둘레에 배치되며, 각각 적어도 하나의 광섬유를 그 내부 공간에 실장하는 적어도 하나의 튜브와; 상기 중심 인장 부재의 둘레에 배치되며, 각각 적어도 하나의 전도성 코어를 갖는 적어도 하나의 전원 케이블과; 상기 튜브 및 전원 케이블의 둘레에 배치되는 외부 피복을 포함한다.
광전 복합 케이블, 튜브, 전원 케이블, 광섬유

Description

광전 복합 케이블{OPTICAL ELECTRICAL COMPOSITION CABLE}
본 발명은 광케이블에 관한 것으로서, 특히 광신호와 전기 신호를 동시에 전송할 수 있는 광전 복합 케이블에 관한 것이다.
산업의 발달로 인하여 가입자에게 필요한 정보의 양의 기하급수적으로 늘어나면서, 정보의 전송량을 획기적으로 증가시키기 위해 광케이블이 건물 내부에까지 도달하게 되는 FTTH(Fiber To The Home) 시대가 도래하였다.
도 1은 종래에 따른 광케이블을 나타내는 도면이다. 상기 광케이블(100)은 중심 인장 부재(central tension member, 110)와, 복수의 튜브(tube, 120)와, 바인더(binder, 140)와, 피복(sheath, 150)을 포함한다.
상기 중심 인장 부재(110)는 상기 광케이블(100)의 중심에 배치되며, 그 단면이 원형 로드(rod) 형태를 갖고, 상기 광케이블(100)에 항장력을 제공한다.
상기 복수의 튜브(120)는 상기 중심 인장 부재(110)를 둘러싸도록 배치되며, 상기 각 튜브(120)는 상기 중심 인장 부재(110)의 길이 방향을 따라 연장되며 그 중심에 홀을 갖는다. 상기 각 튜브(140)의 홀에는 복수의 광섬유들(130)이 실장된다.
상기 바인더(140)는 상기 튜브들(120)을 완전히 둘러싸도록 감겨져 있으며, 상기 튜브들(120)을 고정하는 기능을 한다.
상기 피복(150)은 상기 바인더(140) 상에 압출 형성되며, 상기 광케이블(100)의 최외곽에 위치한다.
그러나, 이러한 종래의 광케이블은 광섬유만을 포함하므로, 광섬유와 동축케이블을 동시 수용하는 광접속 함체 내 전원 공급 또는 아파트내 통신실에 전원 공급시 별도의 전원 케이블을 설치하여야 한다는 문제점이 있고, 종래에 광신호와 전기 신호를 동시에 효율적 및 안정적으로 전송할 수 있는 광전 복합 케이블이 부재하였다는 문제점이 있다.
따라서, 하나의 케이블로 광신호와 전기 신호를 동시에 효율적 및 안정적으로 전송할 수 있고, 광섬유 케이블 및 전원 케이블을 별도로 설치할 필요가 없는 광전 복합 케이블이 요구된다.
본 발명의 일 측면에 따른 광신호와 전기 신호를 동시에 전송하기 위한 광전 복합 케이블은, 상기 광전 복합 케이블의 중심부에 위치하는 중심 인장 부재와; 상기 중심 인장 부재의 둘레에 배치되며, 각각 적어도 하나의 광섬유를 그 내부 공간에 실장하는 적어도 하나의 튜브와; 상기 중심 인장 부재의 둘레에 배치되며, 각각 적어도 하나의 전도성 코어를 갖는 적어도 하나의 전원 케이블과; 상기 튜브 및 전원 케이블의 둘레에 배치되는 외부 피복을 포함한다.
본 발명에 따른 광전 복합 케이블은 광섬유를 실장하는 튜브와 전도성 코어를 실장하는 전원 케이블을 중심 인장 부재의 둘레에 배치함으로써, 광신호와 전기 신호를 동시에 효율적 및 안정적으로 전송할 수 있고, 광섬유 케이블 및 전원 케이블을 별도로 설치할 필요가 없다는 이점이 있다.
이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적인 설 명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광전 복합 케이블을 나타내는 도면이다. 상기 광전 복합 케이블(200)은 중심 인장 부재(210), 다수의 튜브 유닛(220), 다수의 전원 케이블(230), 기능성 테이프(250) 및 외부 피복(260)을 포함한다.
상기 중심 인장 부재(210)는 상기 광전 복합 케이블(200)의 중심부에 배치되며, 상기 광전 복합 케이블(200)에 항장력을 제공한다. 상기 중심 인장 부재(210)는 높은 압축 하중 및 인장 하중에 견딜 수 있으며, 난연성(flame retardancy)을 가질 수 있다. 상기 중심 인장 부재(210)는 스틸 전도성 또는 FRP 비전도성 재질 위에 PE, PVC, LSZH(low smoke zero halogen) 등과 같은 플라스틱 수지로 피복된 것일 수 있다.
상기 다수의 튜브 유닛(220)은 상기 중심 인장 부재(210)의 둘레에 배치되며, 그 배치 방식은 직선형 방식, 나선형 방식, S-Z 방식 등일 수 있다. 바람직하게는, 상기 다수의 튜브 유닛(220)는 상기 중심 인장 부재(210)를 감싸도록 상기 중심 인장 부재(210)의 외주에 직접적으로(즉, 접촉하여) 적층되는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 S-Z 방식은 하인리히 아. 크라프트(Heinrich A. Kraft)에 의해 발명되어 특허허여된 미국특허번호 제4,828,352호(S-Z STRANDED OPTICAL CABLE)에 상세히 개시되었기 때문에 S-Z 방식에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 튜브 유닛(220)은 중공 튜브(226)와 상기 튜브(226) 내에 실장된 광섬유들(222)의 집합체이며, 상기 튜브(226)는 그 중심에 홀을 구비한 중공 실린더 형 상을 가지며, 상기 튜브(226)의 홀에는 복수의 타이트 버퍼 광섬유들(222)이 실장된다. 상기 각 튜브(226) 내부의 빈 공간에는 젤리와 같은 방수성 또는 흡수성 부재(224)가 채워지며, 상기 흡수성 부재(224)는 상기 튜브(226) 내부로 침입한 수분을 흡수한다.
상기 타이트 버퍼 광섬유(222)는 타이트 코팅된 광섬유라고도 불리우며, 광신호의 전송 매체가 되며 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 코어, 상기 광신호를 상기 코어 내에 가두어두는 기능을 하며 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 클래드 및 상기 코어 및 클래드로 구성된 광섬유를 보호하기 위한 타이트 코팅층을 포함한다. 상기 타이트 코팅층의 재질로는 폴리염화비닐, 하이트렐(hytrel), 나일론(nylon), 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀(polyolefin) 등과 같은 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 상기 타이트 버퍼 광섬유(222)는 0.9mm 이하의 직경(예를 들어, 0.6mm)을 갖는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 상기 튜브(226) 내에 타이트 버퍼 광섬유(222)가 실장되는 것으로 예시하고 있으나, 상기 튜브(226) 내에는 광신호의 전송 매체가 되는 임의의 형태의 광전송 매체가 실장될 수 있다. 이러한 광전송 매체들의 예로는, 코어 및 클래드만으로 구성되거나 그 외측에 수지층을 더 구비한 통상적인 광섬유, 타이트 버퍼 광섬유, 리본 광섬유(ribbon optical fiber) 등을 들 수 있다. 즉, 상기 광전송 매체는 고굴절률의 코어(core) 및 저굴절률의 클래드(clad)로 이루어진 베어 광섬유(bare optical fiber), 베어 광섬유를 수지(resin)로 코팅한 것(이러한 타입을 통상적으로 광섬유라고 칭함), 식별을 용이하게 하기 위해 광섬유를 착색한 것, 광섬유를 플라스틱(plastic)으로 압출 코팅한 것(이를 버퍼 광섬유라고 칭함), 복수의 광섬유들을 수지로 코팅하여 일체로 형성한 것(이를 리본 광섬유라고 칭함) 등일 수 있다.
상기 흡수성 부재(water-absorptive member, 224)는 상기 튜브(226) 내의 빈 공간(즉, 홀)에 충진되며, 수분을 흡수하는 기능을 한다. 상기 흡수성 부재(224)로는, 흡수성 파우더(powder), 흡수성 얀(water swellable yarn), 흡수성 젤리(jelly) 등을 사용할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 튜브(226) 내의 빈 공간(즉, 홀)에 상기 흡수성 부재(224)가 충진되는 것으로 예시하고 있으나, 상기 상기 튜브(226) 내의 빈 공간에 보강 부재가 대신 충진될 수 있다. 상기 보강 부재는 아라미드 얀(aramid yarn), 유리 얀(glass yarn) 등과 같은 보강 얀일 수 있다. 또한, 상기 보강 부재가 방수 특성을 갖도록 하기 위해, 상기 각 보강 얀을 흡수성 파우더(super absorbent powder)로 코팅한 것, 수분 흡수성 얀(water swellable yarn) 및 아라미드 얀의 조합 등을 상기 보강 부재로서 사용할 수 있다.
상기 튜브(226)는 그 중심에 홀을 갖고 원형의 외곽 형태를 가지며(다르게 말하자면, 중공 실린더의 형태를 가지며), 비도전성 플라스틱 재질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 튜브(226)는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutylene terephthalate: PBT), 폴리프로필렌(polypropylene: PP), 폴리에틸렌(polyethylene: PE) 또는 폴리우레탄(polyurethane: PU)의 재질로 이루어질 수 있다. 또는, 상기 튜브(226)는 자외선 보호 기능을 갖는 LSZH 재질로 이루어질 수 있다.
상기 다수의 전원 케이블(230)은 상기 튜브 유닛들(220)과 함께 상기 중심 인장 부재(210)의 둘레에 배치되며, 그 배치 방식은 상기 튜브 유닛들(220)의 것과 동일하다. 바람직하게는, 상기 다수의 전원 케이블(230)은 상기 중심 인장 부재(210)를 감싸도록 상기 중심 인장 부재(210)의 외주에 직접적으로(즉, 접촉하여) 적층되는 것이 바람직하다. 상기 다수의 전원 케이블(230)은 전기 신호의 전송 매체 또는 접지선이 되는 다수의 전도성 코어들(또는 심선들)(232)과, 상기 전도성 코어들(232)을 외부와 절연하도록 상기 전도성 코어들(232)을 감싸도록 이들의 외주에 직접적으로(즉, 접촉하여) 적층된 피복(234)을 포함한다. 상기 전도성 코어들(232)로는 통상의 구리선을 사용할 수 있다. 상기 피복(234)은 상기 전도성 코어들(232)의 외주 상에 직접 압출 형성되고, 상기 피복(234)은 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 PE, 폴리올레핀(polyolefin), 에틸렌 아세트산 비닐 공중합체(ethylene vinylacetate copolymer: EVA) 또는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride)의 재질로 이루어질 수 있다. 또는, 상기 피복(234)은 자외선 보호 기능을 갖는 LSZH(low smoke zero halogen) 재질로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 케이블(230)은 7 개의 구리 심선들을 나선형으로 꼬아서 구성될 수 있다.
상기 기능성 테이프(250)는 상기 튜브 유닛들(220) 및 전원 케이블들(230)을 직접 감싸도록 이들의 둘레에 배치된다. 상기 기능성 테이프(250)는 바인더, 전자파 차폐성 테이프, 방수성 테이프(waterproof tape) 등일 수 있다. 바인더는 상기 중심 인장 부재(210)의 둘레에 상기 튜브 유닛들(220) 및 전원 케이블들(230)을 고정하는 기능을 한다. 상기 차폐성 테이프로는 외부로부터의 전자파 및 정전기를 차폐하는 기능을 갖는 알루미늄 마일라 테이프(aluminum mylar tape)를 사용할 수 있고, 방수성 테이프는 그 내부로 수분이 침투하는 것을 방지한다.
상기 외부 피복(260)은 상기 기능성 테이프(250)를 둘러싸며 상기 광전 복합 케이블(200)의 최외곽에 배치된다. 바람직하게는, 상기 외부 피복(260)은 상기 기능성 테이프(250)를 감싸도록 상기 기능성 테이프(250)의 외주에 직접적으로(즉, 접촉하여) 적층되는 것이 바람직하다. 상기 외부 피복(260)은 상기 광전 복합 케이블(200)의 내부를 그 외부로부터 보호하는 기능을 한다. 상기 외부 피복(260)은 상기 기능성 테이프(250)의 외주 상에 직접 압출 형성되고, 상기 외부 피복(260)은 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리올레핀(polyolefin), 에틸렌 아세트산 비닐 공중합체(EVA), 폴리염화비닐 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 외부 피복(260)은 충분한 난연 특성을 보장하기 위해 산소 지수(oxygen index)가 28% 이상인 것이 바람직하다. 산소 지수는 가연성 고체가 발화할 수 있는 한계산소농도의 무차원 값으로서, 한계산소지수(limit oxygen index: LOI)라고도 한다. 상기 외부 피복(260)은 산소 지수를 증가시키기 위해 할로겐 화합물(halogen compound), 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘을 함유할 수 있다. 또는, 상기 외부 피복(260)은 자외선 보호 기능을 갖는 LSZH(low smoke zero halogen) 재질로 이루어질 수 있다.
상기 외부 피복(260) 내의 빈 공간(240)에는 방수 얀과 같은 흡수성 부 재(270) 또는 아라미드 얀과 같은 보강 부재가 충진될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 중심 인장 부재(210)의 주위에 2 가닥의 흡수성 부재들(270)이 배치되어 있으며, 이러한 흡수성 부재들(270)의 가닥수는 임의로 정할 수 있다.
당업자는 본 발명의 광전 복합 케이블(200)에서 튜브들(220)의 수 및 전원 케이블들(230)의 수를 용도에 따라 임의적으로 변경할 수 있고, 튜브들(220) 및 전원 케이블들(230)의 배치 순서를 또한 필요에 따라 임의적으로 변경할 수 있음을 자명하게 알 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광전 복합 케이블을 나타내는 도면이다. 상기 광전 복합 케이블(300)은 도 2에 도시된 광전 복합 케이블(200)과 거의 동일한 구성을 가지며, 단지 중심 인장 부재(210)의 둘레에 배치되는 튜브 유닛들(220, 310)이 2 종류로 이루어진다는 점에서만 차이가 있다. 따라서, 동일 구성 요소들에 대해 동일한 도면 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 중심 인장 부재(210)의 둘레에 배치되는 다수의 튜브 유닛들(220, 310)은 도 2에 도시된 바와 같이 그 내부에 흡수성 부재가 충진된 제1 종류의 튜브 유닛들(220)과, 그 내부에 흡수성 부재가 충진되지 않은 제2 종류의 튜브 유닛들(310)로 이루어진다.
상기 제2 종류의 튜브 유닛(310)은 중공 튜브(316)와 상기 튜브(316) 내에 실장된 광섬유들(312)의 집합체이며, 상기 튜브(316)는 그 중심에 홀(314)을 구비한 중공 실린더 형상을 가지며, 상기 튜브(316)의 홀(314)에는 복수의 광섬유 들(312)이 실장된다.
상기 광섬유(312)는 고굴절률의 코어 및 저굴절률의 클래드로 이루어진 베어 광섬유, 베어 광섬유를 수지로 코팅한 것, 식별을 용이하게 하기 위한 착색 광섬유 중의 하나일 수 있다. 상기 광섬유는 0.26mm 이하의 직경을 갖는 것이 바람직하다.
상기 튜브(316)는 그 중심에 홀(314)을 갖고 원형의 외곽 형태를 가지며(다르게 말하자면, 중공 실린더의 형태를 가지며), 비도전성 플라스틱 재질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 튜브(316)는 폴리염화비닐(PVC), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리우레탄(PU)의 재질로 이루어질 수 있다. 또는, 상기 튜브(316)는 자외선 보호 기능을 갖는 LSZH(low smoke zero halogen) 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
도 1은 종래에 따른 광케이블을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광전 복합 케이블을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광전 복합 케이블을 나타내는 도면.

Claims (6)

  1. 광신호와 전기 신호를 동시에 전송하기 위한 광전 복합 케이블에 있어서,
    상기 광전 복합 케이블의 중심부에 위치하는 중심 인장 부재와;
    상기 중심 인장 부재의 둘레에 배치되며, 각각 적어도 하나의 광섬유를 그 내부 공간에 실장하는 적어도 하나의 튜브와;
    상기 중심 인장 부재의 둘레에 배치되며, 각각 적어도 하나의 전도성 코어를 갖는 적어도 하나의 전원 케이블과;
    상기 튜브 및 전원 케이블의 둘레에 배치되는 외부 피복을 포함함을 특징으로 하는 광전 복합 케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 튜브 및 전원 케이블과 상기 외부 피복의 사이에 배치되는 기능성 테이프를 더 포함함을 특징으로 하는 광전 복합 케이블.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기능성 테이프는 전자파 차폐 기능을 갖는 알루미늄 마일라 테이프임을 특징으로 하는 광전 복합 케이블.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 튜브 내의 빈 공간에 배치되는 보강 부재를 더 포함함을 특징으로 하는 광전 복합 케이블.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 튜브 내의 빈 공간에 배치되는 흡수성 부재를 더 포함함을 특징으로 하는 광전 복합 케이블.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전원 케이블은,
    상기 적어도 하나의 전도성 코어와;
    상기 전도성 코어의 둘레에 배치된 비전도성 피복을 포함함을 특징으로 하는 광전 복합 케이블.
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