KR20210127385A - 광케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광케이블에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 광케이블의 외경이 세경화되어 최근 많이 사용되는 마이크로 덕트에 공압 포설이 가능하고 동시에 충분한 인장강도가 확보되어 견인포설이 가능하며, 또한 다심의 광섬유를 구비하여 대용량 광통신망 구축이 가능한 광케이블에 관한 것이다.

Description

광케이블 {Optic cable}

본 발명은 광케이블에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 광케이블의 외경이 세경화 되어 최근 많이 사용되는 마이크로 덕트에 공압 포설이 가능하고 동시에 충분한 인장강도가 확보되어 견인 포설이 가능하며, 또한 다심의 광섬유를 구비하여 대용량 광통신망 구축이 가능한 광케이블에 관한 것이다.

통신수요 증가에 따라 서비스의 다양화, 고속전송, 대용량, 다채널 등의 수요 충족을 위해 다심형 광케이블을 이용한 광통신망 구축의 필요성이 증가하고 있다.

일반적으로 광케이블을 포함하는 각종 케이블의 포설을 위한 관로가 구비되는 경우가 많다. 이러한 관로에 광케이블 포설하는 방식에는 견인 포설, 공압 포설 크게 두 가지 방법이 존재한다.

견인 포설 방법은 광케이블을 관로 상에 포설하기 위하여 물리적 견인력을 사용하는 포설 방식이고, 공압 포설은 공기압력을 이용하여 광케이블을 관로에 설치된 덕트 등에 불어넣어 포설하는 방식이다.

최근에는 관로가 포화됨에 따라 관로 내 한정된 공간을 효율적으로 활용하기 위하여 마이크로 덕트에 다심 광케이블을 포설하는 방법이 연구되고 있다.

광케이블의 심선이 증가되면 광케이블의 외경도 증가되나, 충분한 공압 포설 거리를 확보하기 위해서는 광케이블의 세경화가 전제되어야 한다.

또한, 광케이블은 공압 포설 방법으로 포설될 수도 있으나, 경우에 따라 일반적인 견인 포설 방법도 사용할 수 있는 것이 바람직하다.

공압 포설만을 고려하여 다심 광케이블을 설계하는 경우, 주된 설계 목표는 광케이블의 외경을 최소화하는 것이지만, 공압 포설만을 위하여 설계된 다심 광케이블을 견인 포설하는 경우 광케이블이 쉽게 파단 되는 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 다양한 포설 방법에 대응하면서도 대용량 광통신망 구축을 위하여 광케이블의 외경이 충분히 세경화 되는 동시에 충분한 인장강도를 확보할 필요성이 크다.

본 발명은 광케이블의 외경이 세경화 되어 최근 많이 사용되는 마이크로 덕트에 공압 포설이 가능하고 동시에 충분한 인장강도가 확보되어 견인 포설이 가능하며, 또한 다심의 광섬유를 구비하여 대용량 광통신망 구축이 가능한 광케이블을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수 개의 광섬유 및 상기 광섬유를 수용하는 튜브부재를 구비하는 적어도 하나의 광유닛; 상기 광유닛이 수용되는 수용부; 상기 수용부 외측을 감싸도록 구비되는 외부자켓; 및, 상기 외부자켓에 케이블의 길이방향으로 매립된 적어도 하나의 강성보강부재;를 포함하고, 상기 수용부 내에 상기 광유닛이 복수 개 구비되고, 상기 광유닛 사이와 광유닛 둘레에 인장보강섬유가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블을 제공할 수 있다.

이 경우, 상기 광유닛은 복수 개가 구비되고, 상기 광유닛이 상기 수용부 내에 복수의 층을 형성하며 수용되는 경우, 상기 인장보강섬유는 광유닛 층 사이에도 구비될 수 있다.

그리고, 상기 강성보강부재는 미리 결정된 길이의 피치를 갖도록 상기 케이블 자켓에 상기 광케이블의 길이방향으로 나선형으로 횡권되어 매립될 수 있다.

또한, 상기 강성보강부재의 횡권 방향은 SZ 꼬임 방향일 수 있다.

여기서, 상기 광케이블 외경 대비 상기 강성보강부재의 직경 비는 0.25 미만일 수 있다.

또한, 상기 광유닛의 개수가 5내지 7개이며, 상기 광유닛에 수용된 광섬유의 개수의 총 합이 150개 이하인 경우, 케이블 외경이 12 mm 이하이고, 상기 광유닛의 개수가 11 내지 13개이며, 상기 광유닛에 수용된 광섬유의 개수의 총 합이 300개 이하인 경우, 케이블 외경이 13 mm 이하로 구성되고, 마이크로 덕트에 공압 포설이 가능할 수 있다.

그리고, 상기 광케이블의 인장강도(kgf

)가 상기 광케이블의 단위면적당 중량(kgf

)보다 1배 이상 3배 이하의 값을 가질 수 있다.

이 경우, 상기 광케이블은 점적율(%)이 40% 이상 75% 이하일 수 있다.

이 경우, 상기 강성보강부재는 FRP 재질로 구성되며, 상기 강성보강부재는 대칭된 위치에 한 쌍이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 강성보강부재의 직경은 상기 외부자켓 두께의 70% 이상일 수 있다.

또한, 상기 인장보강섬유는 아라미드얀 또는 글라스얀(Glass yarn)일 수 있다.

여기서, 상기 인장보강섬유 사이에 적어도 하나의 방수얀이 구비될 수 있다.

또한, 상기 수용부의 인장보강섬유를 감싸는 방수테이프가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 외부자켓과 상기 방수테이프 사이에 립코드가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 광유닛의 개수가 5내지 7개인 경우에는, 내부 심선수가 50개 이하일 때 상기 광케이블 외경이 5 mm 내지 8 mm이고, 내부 심선수가 50개 이상 150개 이하일 때, 상기 광케이블 외경이 7 mm 내지 12 mm일 수 있다.

이 경우, 상기 광유닛의 개수가 11 내지 13인 경우에는, 내부 심선수가 100개 이하일 때, 상기 광케이블 외경이 4 mm 내지 9 mm이고, 내부 심선수가 100개 이상 300개 이하일 때, 상기 광케이블 외경이 8 mm 내지 13 mm일 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 60개 내지 80개의 광섬유 및 상기 광섬유가 분산 수용되는 각각의 튜브부재를 구비하며, 직경이 1.2 mm 내지 1.6 mm인 10개 내지 14개의 광유닛; 상기 광유닛 사이 및 광유닛 둘레를 감싸는 아라미드얀 재질의 인장보강섬유; 상기 광유닛을 감싸는 인장보강섬유 외측을 감싸며, 두께가 1.2 mm 내지 1.6 mm인 외부자켓; 및, 상기 외부자켓에 케이블의 길이방향으로 매립되며, 상기 외부자켓 두께의 70% 이상의 직경을 가지며 마주보는 위치에 배치되는 한 쌍의 FRP 재질의 강성보강부재;를 포함하고, 외경이 5.9 mm 내지 6.5 mm이고, 인장강도(

)가 단위면적당 중량(kgf

)의 1.5배 내지 3배 이하이며, 공압 포설 및 견인 포설이 가능한 광케이블을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 광케이블에 의하면, 기존의 광케이블보다 세경화 되어 마이크로 덕트 내에서 공압 포설이 가능하며, 상기 외경 축소에 의한 인장력 보강을 위하여 강성보강부재를 부가하여 충분한 인장강도를 유지시켜 견인 포설도 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 광케이블에 의하면, 외경이 세경화 되어도, 다심의 광섬유를 구비하여 대용량의 광통신망을 구축할 수 있다.

도 1은 일반적인 마이크로 덕트 내 광케이블이 공압 포설된 상태를 도시한다.
도 2은 본 발명에 따른 광케이블의 다단 탈피 사시도를 도시한다.
도 3는 본 발명에 따른 광케이블의 하나의 실시예의 단면도를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 광케이블의 광유닛을 확대 단면도를 도시한다.
도 5은 본 발명에 따른 광케이블의 또 다른 실시예의 단면도를 도시한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

일반적으로 추가 통신 수요에 대응하고, 관로의 효율적인 사용을 위하여 상기 관로에 설치되는 덕트 내에 복수 개의 마이크로 덕트를 먼저 포설하고, 이후 필요에 따라 상기 마이크로 덕트 내부로 광케이블을 공압 포설하는 경우가 많다.

도 1은 일반적인 덕트(d) 내 광케이블(100)이 공압 포설된 상태를 도시한다.

콘크리트 관로(W) 내부에는 원형 수용공간이 길이방향으로 길게 형성되며, 상기 수용공간에 덕트(d)가 설치되고, 상기 덕트(d) 내부에 복수 개의 폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 등의 재질의 마이크로 덕트(md)들이 번들(bundle) 형태로 구비되어 있고, 각각의 마이크로 덕트(md) 내부에 다심 광케이블이 공압 포설 또는 견인 포설 방식으로 포설될 수 있다.

상기 덕트(d) 및 마이크로 덕트(md)는 포설 과정 또는 포설 상태에서 광케이블(100)을 보호하는 역할을 수행할 수 있다.

여기서, 상기 각각의 마이크로 덕트(md) 안에 구비되어 있는 각각의 광케이블(100)의 외경(D)이 상기 마이크로 덕트(md)의 내경(D(md)) 대비 약 80퍼센트(%) 이하가 되어야 안정적이고 수 킬로미터 장거리 공압 포설이 가능하다.

보편적으로 사용하는 마이크로 덕트 내경(D(md))은 12mm 내지 20mm 이지만, 최근에는 제한된 관로 공간을 더욱 효율적으로 사용하기 위하여, 내경이 8.0mm 내지 10mm의 폭을 갖는 마이크로 덕트도 사용되고 있다. 그리고, 초소형 마이크로 덕트 내에서 공압 포설되는 광케이블의 외경(D)은 상기 마이크로튜브 내경의 약 80 퍼센트(%)가 되는 것이 통용적으로 요구되는 설계 값이다.

예를 들어, 8.0mm 내경을 갖는 초소형 마이크로 덕트(md)에 72심 이상의 광섬유를 포함하는 광케이블의 경우, 그 외경의 크기가 6.4mm 이하가 되어야 안정적이나, 종래의 72심 이상의 광케이블은 8.0mm 이상의 외경을 가지며, 광케이블 자체가 공압 포설을 위한 설계가 아니라 일반 견인 포설을 위한 설계에 따라 구성되어, 8.0mm 정도의 내경을 갖는 초소형 마이크로 덕트 내 공압 포설이 아예 불가능하여 시도조차 되지 않았다.

따라서, 종래의 다심 광케이블을 초소형 마이크로 덕트 내에 공압 포설하기 위해서는 다심 광케이블의 외경을 더욱 축소시킴과 동시에 유연성을 확보해야 하며, 동시에 견인 포설도 가능하도록 충분한 인장강도를 확보해야 한다.

도 2는 본 발명에 따른 하나의 실시예의 광케이블(100)의 다단 탈피 사시도를 도시하며, 도 3는 아래의 표 1에 기재된 설계 사양에 근거하여 제작된 광케이블(100)의 단면도를 도시한 것이고 도 4는 도 3에 도시된 광케이블의 광유닛을 확대 단면도를 도시한다.

본 발명은 복수 개의 광섬유(11) 및 상기 광섬유를 수용하는 튜브부재(13)를 구비하는 적어도 하나의 광유닛(10); 상기 광유닛(10)이 수용되는 수용부(S); 상기 수용부(S) 외측을 감싸도록 구비되는 외부자켓(90); 및, 상기 외부자켓(90)에 케이블의 길이방향으로 매립된 적어도 하나의 강성보강부재(50);를 포함하고, 상기 수용부(S) 내에 상기 광유닛(10)이 복수 개 구비되고, 상기 광유닛 사이와 광유닛 둘레에 인장보강섬유(30)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블을 제공할 수 있다.

본 발명은 복수개의 광섬유(11) 및 상기 광섬유를 수용하는 튜브부재(12)를 구비하는 적어도 하나의 광유닛(10), 상기 광유닛이 수용되는 수용부(S), 상기 수용부 외측을 감싸도록 구비되는 외부자켓(90) 및 상기 외부자켓(90)에 케이블의 길이방향으로 매립된 적어도 하나의 강성보강부재(50)를 포함하여 구성된 광케이블(100)을 제공할 수 있다.

도 2에 도시된 실시예는 복수 개의 광섬유(11)가 구비된 복수 개의 광유닛(10)이 구비되는 것으로 도시되나, 상기 광유닛(10)의 개수는 하나일 수도 있고, 광유닛의 개수는 고객의 요구 또는 직경 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

상기 광유닛(10)은 루즈튜브 방식의 광유닛일 수 있고, 광유닛(10)을 구성하는 튜브부재(12)는 상기 광섬유(11)를 보호하는 기능 이외에 방수기능 및 외부충격을 흡수하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 튜브부재(12) 내부에는 복수 개의 광섬유와 함께 방수용 젤리, 파우더 또는 방수재 등이 충진될 수도 있다. 상기 튜브부재(12)는 폴리염화비닐(PVC) 또는 LSZH 등의 재질로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 광케이블(100)은 외부자켓(90) 내측에 수용부(S)를 구비하고 상기 수용부(S)에는 적어도 하나의 광유닛(10)이 수용되는 구조를 가질 수 있다.

상기 수용부(S)는 비어있는 상태로 구성될 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 인장보강섬유(30)가 구비되어 광유닛을 보호하도록 구성될 수도 있다. 상기 수용부(S)에 구비되는 인장보강섬유(30)는 아라미드얀 또는 글래스얀(glass yarn) 등일 수 있다.

또한, 상기 인장보강섬유(30)와 함께 별도의 방수얀(20)이 상기 수용부(S) 내에 더 구비될 수 있다. 상기 방수얀(20)은 상기 인장보강섬유(30) 내에 혼입되는 방식으로 구비되어 방수 또는 수분 제거기능을 제공할 수 있다.

상기 인장보강섬유(30) 외측에는 외부자켓(90)이 구비될 수 있으며, 상기 외부자켓(90)은 폴리에틸렌(PE) 또는 LSZH 등의 재질로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 외부자켓(90) 내부에 적어도 하나의 강성보강부재(50)가 케이블의 길이방향으로 매립되어 제공될 수 있다. 상기 강성보강부재(50)는 광케이블의 인장강도를 보강하여 견인 포설이 가능하도록 충분한 인장강도를 제공할 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 본 발명에 따른 광케이블은 72심 이상의 다심 광케이블이지만 세경화됨과 동시에 유연성을 가질 수 있다. 그러나, 광접속함 또는 광분기함 등에 고정되는 경우 직경이 너무 작고 유연하여 고정 위치에 체결부재 등으로 고정하는 경우 광유닛의 손상 등이 유발될 수 있으므로, 강성보강부재(50)를 노출시켜 광접속함 또는 광분기함 등에 고정하는 고정대상으로 활용될 수도 있다.

그리고, 상기 강성보강부재(50)는 인장강도를 제공하기 위해 충분한 강성과 탄성, 예를 들면 약 4,000~6,000kg/mm2 정도의 탄성을 보유하는 FRP(Fiber Reinforced Plastic)재질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 케브라 아라미드 얀(Kevlar armid yarn), 에폭시 섬유봉(Fiber glassepoxy rod), 고강도 섬유, 강연선, 강선 등이 적용될 수도 있다.

또한, 상기 강성보강부재(50)는 원형 단면 형상으로 구성되는 것으로 도시되었으나, 상기 강성보강부재(50)는 타원형, 트랙형, 및 납작한 판재형 단면 중 어느 하나의 형상으로 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 인장보강섬유(30)와 상기 외부자켓(90) 사이에 외부자켓(90) 제거작업에 사용될 수 있는 립코드(70)가 구비될 수 있으며, 외부자켓(90)의 손상 시에 내부로의 수분침투를 방지하기 위하여 상기 인장보강섬유(30) 외측에 상기 수용부(S)를 감싸도록 별도의 방수테이프(40)를 더 부가할 수 있다. 그리고, 상기 방수테이프(40)를 구비하는 경우 상기 상기 립코드(70)는 외부자켓(70)과 상기 방수테이프(40) 사이에 구비될 수 있다.

종래 광케이블을 마이크로 덕트 내 공압 포설하는 경우 상기 광케이블의 외경이 커서 적합하지 않다는 문제점을 해소하기 위하여, 광케이블의 각각의 층의 두께 또는 크기를 감소시켜 광케이블을 세경화 하는 설계가 시도될 수 있으나, 상기 강성보강부재(50)가 생략된 상태로 광케이블의 설계를 세경화 하는 경우, 인장강도가 크게 낮아져 인장 포설 방법으로 포설이 불가능할 수 있음은 전술한 바와 같다.

상기 광케이블(100)의 수용부에 종첨되는 인장보강섬유(30)는 내열 및 내화학성이 우수한 글라스얀(Glass yarn) 또는 아라미드얀 등이 적용될 수 있고, 아라미드얀은 연성 또한 우수한 재료이다. 비록 인장보강섬유(30)은 연성이 우수하나 인장보강섬유(30)만 구비되는 경우 파단 신율이 커, 인장 포설시 광유닛이 손상되거나 인장보강섬유 만으로 충분한 인장강도를 확보하기 어려울 수 있다.

따라서, 상기 광케이블(100)의 신장을 억제하며 충분한 인장강도를 충분히 증가시키기 위하여 강성보강부재(50)를 케이블 자켓 내부에 매립하고, 더 나아가 유연성 확보를 위하여 강성보강부재의 외경(d1)을 최적화하여 인장 강도를 보강할 수 있다.

또한, 상기 강성보강부재(50)는 상기 케이블 자켓(90) 내에 매립되는 방법으로 광케이블의 길이방향으로 평행하게 매립하는 방법 외에 광케이블의 밴딩 방향에 따른 굽힙탄성을 일정하게 하고 광케이블의 굽힘 방향에 따른 유연성 편차를 최소화하기 위하여 상기 강성보강부재(50)는 케이블 자켓에 미리 결정된 피치를 갖도록 나선형으로 매립되도록 구성될 수 있다.

도 3에 도시된 실시예는 강성보강부재(50)는 한 쌍이 대칭된 위치에 구비되지만 그 개수는 증감될 수 있으며, 상기 강성보강부재(50)의 케이블 자켓 내의 매립된 상태의 횡권 방향은 SZ 꼬임 방향으로 구성될 수 있다.

상기 강성보강부재는 내구성과 내열성이 강한 FRP(Fiber reinforced plastics) 재질의 수지가 적용되면 상기 케이블의 인장강도를 증대시킬 수 있다는 장점이 있으나, 한편 그 두께 증가율이 과도한 경우에는 상기 광케이블의 경도가 너무 커져 유연성이 저하되므로 공압 포설이 어려울 수 있으므로 적절한 직경이 선택되어야 한다.

실험적으로, 상기 광케이블(100) 외경(D) 대비 상기 강성보강부재(50)의 직경(d1 or d2) 비는 0.25 미만으로 구성되는 경우 위와 같은 조건들을 만족할 수 있는 것으로 확인되었다.

아래의 표 1은 도 3에 도시된 본 발명에 따른 광케이블(100)의 하나의 실시예의 설계사양을 기재한 것이다.

실시예

강성보강부재의 직경(d1)	1.1mm
강성보강부재의 개수	2개
방수얀 개수	2개
광유닛 개수	12개
광섬유 심선수	72심 = 12개 * 6심
광유닛 외경(d)	1.4mm
방수테이프	있음
인조보강섬유	아라미드얀
립코드 재질 / 개수	폴리에스터 / 2개
외부자켓 두께(t)	1.4mm
광케이블 외경(D)	6.2mm

도 3에 도시된 바와 같이, 표 1의 사양을 갖는 광케이블은 12개의 광유닛(10)과 전체 72심 광섬유를 구비하는 다심 광케이블이지만 표 1에 도시된 사양에 따라 외경(D)이 6.2mm에 불과하여 8.0mm 내경을 갖는 초소형 마이크로 덕트 등에도 충분히 공압 포설이 가능함과 동시에 견인 포설 시에도 한 쌍의 FRP 재질의 강성보강부재(50)를 구비하여 광케이블의 신장을 억제하면서도 충분한 인장강도를 제공할 수 있다. 상기 강성보강부재(50)는 표 1에 기재된 바와 같이 광케이블(100)의 상기 외부자켓(90)의 두께(t)는 약 1.4 mm(mm)이고, 상기 외부자켓(90)에 매립된 강성보강부재(50)의 외경(d1)은 약 1.1mm 정도에 불과하여, 각각 6개의 광섬유가 구비되고 외경(d)이 약 1.4 mm(mm)인 광유닛 12개가 수용되어도 광케이블 외경(D)이 종래 소개된 견인 포설용 광케이블보다 크게 줄어든 6.2mm로 축소될 수 있다.

참고로, 상기 광유닛(10)의 외경(d)는 1.2 mm 내지 1.6 mm 범위로 구성될 수 있고, 상기 외부자켓(90)의 두께 역시 1.2 mm 내지 1.6 mm로 구성될 수 있다.

표 1에 도시된 사양의 실시예는 강성보강부재(50)는 상기 외부자켓(90)의 두께의 약 78% 정도의 외경을 갖는 것으로 기재되어 있으나, 상기 강성보강부재(50)는 FRP 재질로 구성되되, 상기 외부자켓(90)의 두께의 적어도 70% 이상의 외경은 갖도록 구성하는 것이 바람직함을 다양한 실험을 통해 확인하였다.

그리고, 상기 강성보강부재(50)의 직경이 불필요하게 큰 경우, 오히려 광케이블의 유연성이 저하되어 공압 포설이 어려울 수 있으므로 강성보강부재(50)의 직경이 외부자켓(90)의 두께의 적어도 70% 이상이되, 광케이블의 전체 인장강도가 아래의 인장강도 조건을 만족하는 크기 정도로 결정될 수 있다.

본 발명은 상기 광케이블의 유연성을 유지하면서도 견인 포설 시 필요한 인장력을 확보하기 위해서는 전술한 강성보강부재(50)의 직경, 인장보강섬유의 투입량 또는 점적율 등을 고려하여 전체 광케이블의 인장강도(

) 가 광케이블의 단위면적당 중량(

)의 1배, 바람직하게는 1.3배, 더 바람직하게는 1.5배 이상의 값을 갖고, 3배 이하의 값을 갖도록 하는 것이 바람직함을 반복적인 실험을 통해 확인하였다.

그리고, 본 발명은 전체 광케이블의 인장강도(

) 가 광케이블의 단위면적당 중량(

)을 제어하기 위하여 광케이블 내부 구성 요소들의 점적율(%)을 조절하는 방법도 적용될 수 있다.

즉, 상기 광케이블(100)의 외경(D) 축소 또는 인장강도 증가는 상기 광케이블 내부 구성의 점적율 증가가 전제될 수 있고, 상기 광케이블(100) 단면적(

)에 대한 상기 광케이블의 내부 구성, 예를 들면 인장보강섬유(30) 및 광유닛(10)을 구성하는 튜브부재(12)의 단면적의 총합의 비율인 점적율은 40% 이상, 바람직하게는 45% 이상, 더 바람직하게는 50% 이상이 되도록 구성되는 경우 공압 포설을 위한 충분한 외경 축소가 가능함을 확인하였다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광유닛(10)은 루즈튜브 방식일 수 있고, 튜브부재(12) 내에 복수 개의 광섬유(11)가 수용되고, 빈공간(13)은 충격 흡수 또는 방수용 목적의 젤리, 파우더 또는 방수얀 등이 충진될 수 있음은 전술한 바와 같다.

결국 광케이블의 점적율을 40% 이상, 바람직하게는 45% 이상, 더 바람직하게는 50% 이상이 되도록 구성하기 위해서는 루즈튜브 내의 광섬유 배치 공간 이외의 여유 공간 역시 전체 광케이블 점적율을 제어하기 위하여 조절될 수 있음을 추측할 수 있다.

구체적으로, 광케이블의 점적율이 전술한 범위를 만족하기 위하여, 상기 광유닛(10)을 구성하는 튜브부재(12)의 두께(t2) 및 광유닛 내부 공간의 크기도 함께 제어되어야 하고, 이 경우 광유닛(10) 자체의 점적율(%)은 40% 내지 75%, 가장 바람직하게는 50% 내지 75%가 되는 경우 전체 광케이블 점적율을 만족하며, 광유닛 역시 세경화 되면서도 광섬유 보호를 위한 젤리, 파우더 또는 방수얀 등의 수용공간을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.

즉, 광케이블을 세경화 하기 위하여 광케이블 자체의 점적율을 40% 이상, 바람직하게는 45% 이상, 더 바람직하게는 50% 이상으로 증가시키되, 광유닛의 점적율은 40% 내지 75%, 가장 바람직하게는 50% 내지 75%로 더욱 크게 설계되어야 한다는 의미는 결국 일반적인 견인 포설용 다심 케이블의 설계를 변경하여 공압 포설을 위한 다심 광케이블을 설계하기 위해서는 광케이블 내부에서 개수와 상대적으로 빈 공간이 가장 많은 루즈튜브 방식의 광유닛의 점적율이 증가되도록 광유닛을 설계해야 함을 의미하는 것으로 해석할 수 있다.

이와 같은 방법으로, 상기 광케이블(100) 내부 구성물의 점적율을 고려한 외경 축소로 인하여, 인장 강도가 증대되면서도 내경(D)이 8mm인 초소형 마이크로 덕트(md) 내에도 공압 포설이 가능하며, 견인 포설에도 사용이 가능하도록 인장 강도 등 외부 마찰이나 외력으로부터 상기 광케이블을 보호하기 위한 기계적 성질을 충분히 만족할 수 있다.

아래의 표 2 및 표 3는 전술한 설계조건들을 만족하는 다양한 조합의 광케이블의 구성 요약표를 도시한다. 아래의 구성 요약표에 기재된 광케이블들은 8 mm 내지 15 mm 정도의 내경을 갖는 마이크로 덕트에 에어블로잉 공압 포설이 가능하며 관로 내에 견인 포설도 가능한 수준의 인장강도 등을 확보한 예들이다.

구체적으로, 아래의 표 2 및 표 3는 광케이블 내의 광유닛의 개수, 하나의 광유닛에 수용되는 광섬유의 개수와 그에 따른 광케이블의 외경 조건을 데이터화 하였다.

즉, 본 발명은 광유닛의 개수가 6개인 경우와 12개인 경우, 그리고 각각의 광유닛에 광섬유가 2개, 4개, 6개, 8개, 12개 및 24개인 광케이블과 광유닛의 개수가 12개인 경우와 12개인 경우, 그리고 각각의 광유닛에 광섬유가 1개, 2개, 3개, 6개, 8개, 12개 및 24개인 광케이블을 각각 구성할 수 있으며, 광유닛과 광섬유가 가장 많은 실시예, 즉 광유닛이 12개 구비되고 광섬유가 각각 24개가 수용되고 전술한 조건들을 만족하도록 설계된 288심 광케이블의 경우에도 광케이블의 외경이 12.5 mm에 불과하여 통상적으로 사용되는 약 15 mm 내경을 갖는 마이크로 덕트 내에 공압 포설이 가능하고, 동일 심선수를 가지며 견인 포설을 위하여 설계된 일반 광케이블보다 약 20% 내지 30% 정도의 세경화가 가능함을 확인할 수 있었다.

광유닛(개)	6	6	6	6	6	6
심선수(개)	12	24	36	48	72	144
외경(mm)	5.4	6.2	7.2	7.7	8.4	10.8

광유닛(개)	12	12	12	12	12	12	12	12
심선수(개)	12	24	36	48	72	96	144	288
외경(mm)	4.3	6.2	6.2	6.4	7.2	8.0	9.7	12.5

표 2 및 표 3에 개수는 광유닛의 개수가 6개 혹은 12개인 예를 들어 설명하지만, 상기 광유닛 및 상기 광유닛에 들어있는 심선수는 고객의 요구나 광케이블의 직경에 따라 증감이 가능하다.

상기 광케이블은 전술한 외경 조건, 점적을 및 인장강도를 만족하면서 종래 케이블에 비해 외경이 축소되어 공압 포설이 가능하다.

표 2 및 표 3에 도시된 실시예들을 근거로, 광케이블을 구성하는 광유닛의 개수가 5내지 7개인 경우에는, 내부 심선수가 50개 이하일 때 상기 광케이블 외경이 5 mm 내지 8 mm이고, 심선수가 50개 이상 150개 이하일 때, 상기 광케이블 외경이 7 mm 내지 12 mm를 만족할 수 있고, 상기 광유닛의 개수가 11 내지 13개인 경우에는, 내부 심선수가 100개 이하일 때, 상기 광케이블 외경이 4 mm 내지 9 mm이고, 내부 심선수가 100개 이상 300개 이하일 때, 상기 광케이블 외경이 8 mm 내지 13 mm 조건을 만족하여, 충분히 공압 포설이 가능함을 예상할 수 있다.

도 5는 표 2 및 표 3에 기재된 예 중 12개의 광유닛(10) 및 상기 각각의 광유닛(10)에 12개의 심선수 구비한 144심 광케이블(120)의 단면도를 도시한 것이다. 상기 광케이블(120)은 광유닛 및 인장보강섬유 등의 내부 구성이 상기 광케이블(100)의 전체 면적 대비 50% 내지 75%의 점적율을 만족하고, 인장강도가 단위면적당 중량의 1.5배 내지 3배이면서, 강성보강부재가 외부자켓의 약 70% 이상이 되도록 하여, 광케이블 외경(d')이 종래 견인 포설용 광케이블 대비 약 20% 만큼 축소된 9.7mm로 구성이 가능하고, 약 12 mm 내지 13 mm 마이크로 덕트에 공압 포설이 가능하고 더 나아가 충분한 거리 견인 포설도 가능하다.

그리고, 도 5에 도시된 본 발명에 따른 광케이블(120)의 외경(D')은 144개의 광섬유를 구비하고 있음에도 불구하고 광유닛 내부의 점적율을 증가시켜 상기 표 1과 표 2 및 표 3에 기재된 72개의 광섬유를 구비하는 광케이블 외경보다 단지 약 3.5mm 만이 증가된 것으로 이해될 수 있다.

따라서, 하나의 광유닛(10) 내부에 12개 내지 30개의 광섬유(10)가 구비되어 총 심선수가 100개 내지 300개의 다심 광케이블이라 할지라도 그 외경이 세경화 되면서도, 외부자켓 두께의 70% 이상의 강성보강부재를 구비하면, 공압 포설과 함께 경인 포설도 가능한 광케이블을 제공할 수 있음을 확인할 수 있다.

그리고 도 3 및 도 5에 도시된 실시예에서, 상기 광유닛은 복수 개가 구비되지만, 수용부 내부에서 단순히 분산되어 수용되고, 광유닛들이 층을 구성하지는 않은 것으로 도시되나, 본 발명에 따른 광케이블을 대용량으로 구성하는 경우, 상기 광유닛이 상기 수용부 내에 복수의 층을 형성하도록 구성될 수 있고, 이 경우 상기 인장보강섬유는 광유닛 층 사이에도 구비되어 각각의 광유닛 층이 접촉되는 것이 방지되는 것이 바람직하다.

더 나아가, 본 발명은 전술한 실시예 외에도, 전술한 본 발명에 따른 광케이블의 기술적 특징을 고려하는 경우, 60개 내지 80개의 광섬유 및 상기 광섬유가 분산 수용되는 각각의 튜브부재를 구비하며, 직경이 1.2 mm 내지 1.6 mm인 10개 내지 14개의 광유닛; 상기 광유닛 사이 및 광유닛 둘레를 감싸는 아라미드얀 재질의 인장보강섬유; 상기 광유닛을 감싸는 인장보강섬유 외측을 감싸며, 두께가 1.2 mm 내지 1.6 mm인 외부자켓; 및, 상기 외부자켓에 케이블의 길이방향으로 매립되며, 상기 외부자켓 두께의 70% 이상의 직경을 가지며 마주보는 위치에 배치되는 한 쌍의 FRP 재질의 강성보강부재;를 포함하고, 외경이 5.9 mm 내지 6.5 mm이고, 인장강도(

)가 단위면적당 중량(kgf

)의 1.5배 내지 3배 이하로 구성되어, 공압 포설과 함께 견인 포설도 가능한 광케이블을 제공할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

100, 110, 120: 광케이블
10 : 광유닛
20 : 방수앤
30 : 인조보강섬유
40 : 방수테이프
50 : 강성보강부재
70 : 립코드
90 : 외부자켓

Claims (17)

1. 복수 개의 광섬유 및 상기 광섬유를 수용하는 튜브부재를 구비하는 적어도 하나의 광유닛;
   상기 광유닛이 수용되는 수용부;
   상기 수용부 외측을 감싸도록 구비되는 외부자켓; 및,
   상기 외부자켓에 케이블의 길이방향으로 매립된 적어도 하나의 강성보강부재;를 포함하고,
   상기 수용부 내에 상기 광유닛이 복수 개 구비되고, 상기 광유닛 사이와 광유닛 둘레에 인장보강섬유가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광유닛은 복수 개가 구비되고, 상기 광유닛이 상기 수용부 내에 복수의 층을 형성하며 수용되는 경우, 상기 인장보강섬유는 광유닛 층 사이에도 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
3. 제1항에 있어서,
   상기 강성보강부재는 미리 결정된 길이의 피치를 갖도록 상기 케이블 자켓에 상기 광케이블의 길이방향으로 나선형으로 횡권되어 매립되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
4. 제3항에 있어서,
   상기 강성보강부재의 횡권 방향은 SZ 꼬임 방향인 것을 특징으로 하는 광케이블.
5. 제1항에 있어서,
   상기 광케이블 외경 대비 상기 강성보강부재의 직경 비는 0.25 미만인 것을 특징으로 하는 광케이블.
6. 제1항에 있어서,
   상기 광유닛의 개수가 5내지 7개이며, 상기 광유닛에 수용된 광섬유의 개수의 총 합이 150개 이하인 경우, 케이블 외경이 12 mm 이하이고,
   상기 광유닛의 개수가 11 내지 13개이며, 상기 광유닛에 수용된 광섬유의 개수의 총 합이 300개 이하인 경우, 케이블 외경이 13 mm 이하로 구성되고, 마이크로 덕트에 공압 포설이 가능한 것을 특징으로 하는 광케이블.
7. 제1항에 있어서,
   상기 광케이블의 인장강도(kgf

   

   )가 상기 광케이블의 단위면적당 중량(kgf

   

   )보다 1배 이상 3배 이하의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 광케이블
8. 제1항에 있어서,
   상기 광케이블은 점적율(%)이 40% 이상 75% 이하인 것을 특징으로 하는 광케이블.
9. 제1항에 있어서,
   상기 강성보강부재는 FRP 재질로 구성되며, 상기 강성보강부재는 대칭된 위치에 한 쌍이 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
10. 제9항에 있어서,
    상기 강성보강부재의 직경은 상기 외부자켓 두께의 70% 이상인 것을 특징으로 하는 광케이블.
11. 제1항에 있어서,
    상기 인장보강섬유는 아라미드얀 또는 글라스얀(Glass yarn)인 것을 특징으로 하는 광케이블.
12. 제1항에 있어서,
    상기 인장보강섬유 사이에 적어도 하나의 방수얀이 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
13. 제1항에 있어서,
    상기 수용부의 인장보강섬유를 감싸는 방수테이프가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
14. 제13항에 있어서,
    상기 외부자켓과 상기 방수테이프 사이에 립코드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
15. 제6항에 있어서,
    상기 광유닛의 개수가 5내지 7개인 경우에는,
    내부 심선수가 50개 이하일 때 상기 광케이블 외경이 5 mm 내지 8 mm이고,
    내부 심선수가 50개 이상 150개 이하일 때, 상기 광케이블 외경이 7 mm 내지 12 mm인 것을 특징으로 하는 광케이블.
16. 제6항에 있어서,
    상기 광유닛의 개수가 11 내지 13인 경우에는,
    내부 심선수가 100개 이하일 때, 상기 광케이블 외경이 4 mm 내지 9 mm이고, 내부 심선수가 100개 이상 300개 이하일 때, 상기 광케이블 외경이 8 mm 내지 13 mm인 것을 특징으로 하는 광케이블.
17. 60개 내지 80개의 광섬유 및 상기 광섬유가 분산 수용되는 각각의 튜브부재를 구비하며, 직경이 1.2 mm 내지 1.6 mm인 10개 내지 14개의 광유닛;
    상기 광유닛 사이 및 광유닛 둘레를 감싸는 아라미드얀 재질의 인장보강섬유;
    상기 광유닛을 감싸는 인장보강섬유 외측을 감싸며, 두께가 1.2 mm 내지 1.6 mm인 외부자켓; 및,
    상기 외부자켓에 케이블의 길이방향으로 매립되며, 상기 외부자켓 두께의 70% 이상의 직경을 가지며 마주보는 위치에 배치되는 한 쌍의 FRP 재질의 강성보강부재;를 포함하고,
    외경이 5.9 mm 내지 6.5 mm이고, 인장강도(

    

    )가 단위면적당 중량(kgf

    

    )의 1.5배 내지 3배 이하이며, 공압 포설 및 견인 포설이 가능한 광케이블.

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