TW202217384A - 光纖電纜 - Google Patents

Abstract

本發明之特徵在於：在光纖電纜中，複數條具有幾何微彎曲損耗特性F _{μBL_G}與光學微彎曲損耗特性F _{μBL _ Δβ}之光纖容置於護套的內部空間，且在使用內部空間的空隙率a與容置於內部空間之光纖的芯數b來規定光纖電纜的電纜特性Dc的情況下，用以下的式子所表示之微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值為1.2×10 ^-9以下。

Description

光纖電纜

本發明是有關於一種光纖電纜。

近年來，由於Fiber To The Home(FTTH)(光纖到府)服務的成熟或行動終端的普及、雲端服務的利用擴大、影像流量的增加等理由，使得藉由光纖電纜等所建構之通訊基礎建設的流量正在增加。因此，有被要求比以往更具經濟效益且更有效率地建構通訊基礎建設。在這樣的背景之下，會有使安裝於光纖電纜之光纖的安裝芯數或安裝密度增加的要求。另外，一般而言，在光纖電纜中，複數條光纖容置於管狀之樹脂構件即護套的內部。

作為使容置於護套的內部之光纖的安裝芯數或安裝密度增加的方法，可考慮將光纖細徑化。但是，在此情況下，光纖變得容易受到側壓的影響，有可能增加微彎曲損耗(microbend loss)，前述微彎曲損耗是因為光纖的軸微小地彎曲即所謂的微小彎曲而產生的光損耗。在下述專利文獻1中，記載有下述情形：藉由調整光纖之被覆的彈性係數及玻璃轉移點來使光纖的被覆厚度薄化，藉此，即使在光纖已細徑化的情況下，仍可抑制微彎曲損耗。

專利文獻1：日本專利特表2012-508395號公報

發明概要 然而，當光纖電纜被暴露於低溫環境時，護套會低溫收縮，且光纖會被此低溫收縮的護套按壓而彎曲。其結果，光纖產生微彎曲損耗，光纖電纜的傳輸損耗會有增加的傾向。特別是在使用專利文獻1所記載之光纖來構成光纖電纜的情況下，由於每個光纖都比普通的光纖更細，因此認為容易因為來自護套的按壓而彎曲，且容易增加傳輸損耗。

於是，本發明之目的在於提供一種可以在低溫環境下抑制傳輸損耗增加之光纖電纜。

為了達成上述目的，本發明是一種光纖電纜，具備：複數條光纖；及護套，將複數條前述光纖容置於內部空間，前述光纖包含：玻璃部，包含纖核(core)及包圍前述纖核的纖殼(clad)；主被覆層，包覆前述纖殼；及副被覆層，包覆前述主被覆層，前述光纖電纜之特徵在於：前述光纖在將前述玻璃部的彎曲剛性設為H _f(Pa‧m ⁴)、將前述副被覆層的耐變形性設為D ₀(Pa)、將前述副被覆層的彎曲剛性設為H ₀(Pa‧m ⁴)、將前述玻璃部的楊氏係數設為E _g(GPa)、將前述主被覆層的楊氏係數設為E _p(MPa)、將前述副被覆層的楊氏係數設為E _s(MPa)、將前述玻璃部的外徑設為d _f(μm)、將前述主被覆層之外周面的半徑設為R _p(μm)、將前述副被覆層之外周面的半徑設為R _s(μm)、將前述主被覆層的厚度設為t _p(μm)及將前述副被覆層的厚度設為t _s(μm)的情況下，具有以

所表示之前述光纖的幾何微彎曲損耗特性F _{μBL_G}(Pa ^-1‧m- ^10.5)，前述光纖在將通過前述光纖傳播的波導模態中之傳播常數與放射模態中之傳播常數的差設為傳播常數差Δβ(rad/m)的情況下，具有以

所表示之前述光纖的光學微彎曲損耗特性F _{μBL _ Δβ}(1/(rad/μm) ⁸)，在使用前述內部空間的空隙率a與容置於前述內部空間之前述光纖的芯數b，用以下的式子來規定前述光纖電纜的電纜特性Dc的情況下，

用以下的式子所表示之微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值為1.2×10 ^-9以下。

如非專利文獻1(J. Baldauf, et al., “Relationship of Mechanical Characteristics of Dual Coated Single Mode Optical Fibers and Microbending Loss,”IEICE Trans. Commun., vol. E76-B, No. 4, 1993.)、非專利文獻2(K. Petermann, et al., “Upper and Lower Limits for the Microbending Loss in Arbitrary Single-Mode Fibers,”J. Lightwave technology, vol. LT-4, no.1, pp. 2-7, 1986.)、非專利文獻3(大越等著,“光纖”, Ohmsha, Ltd. , pp.235-239, 1989.)及非專利文獻4(P. Sillard, et al., “Micro-Bend Losses of Trench-Assisted Single-Mode Fibers,” ECOC2010, We.8.F.3, 2010.)所記載，光纖的微彎曲損耗會有受到光纖的幾何及光學特性兩者的影響的傾向。

在此，所謂光纖的幾何是與光纖的構造有關的參數，在本發明中是指：光纖中之玻璃部的彎曲剛性H _f、副被覆層的耐變形性D ₀、副被覆層的彎曲剛性H ₀、玻璃部的楊氏係數E _g、主被覆層的楊氏係數E _p、副被覆層的楊氏係數E _s、玻璃部的外徑d _f(玻璃部的直徑)、玻璃部的半徑R _g、主被覆層的半徑R _p、副被覆層的半徑R _s、主被覆層的厚度t _p及副被覆層的厚度t _s。

又，根據上述非專利文獻2~4，微彎曲損耗被視為是因為通過光纖傳播的波導模態與放射模態進行耦合之模態耦合而產生的現象。這種模態耦合被認為是起因於上述微小彎曲而發生，又 ，一般認為是藉由通過光纖傳播之光的波導模態中之傳播常數與放射模態中之傳播常數的差即傳播常數差(Δβ)來決定。上述光纖的光學特性是與通過光纖傳播之光的特性有關的參數，在本發明中是意指上述傳播常數差Δβ(rad/m)。

又，如上述，當光纖電纜被暴露於低溫環境時，光纖彎曲而產生微彎曲損耗，傳輸損耗會有增加的傾向。因此，在光纖電纜中，考慮到這種傳輸損耗的增加，會有要求將以-40℃下的常溫為基準之傳輸損耗的增加量設為0.15dB/km以下的情況。另外，這種傳輸損耗的增加量有時會稱為溫度特性試驗損耗增加量。

本案發明人針對光纖電纜之上述傳輸損耗進行了精闢研究。其結果，本案發明人發現到上述式子所表示之微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δ β}的值與溫度特性試驗損耗增加量的值是大致斜率為正的比例關係。

又，本案發明人進一步進行研究後，發現到在上述微彎曲損耗特性因子的值為1.2×10 ^-9時，溫度特性試驗損耗增加量的值會成為比0.15dB/km稍小的值。如上述，微彎曲損耗特性因子的值與溫度特性試驗損耗增加量的值是大致斜率為正的比例關係。因此，藉由將光纖電纜的微彎曲損耗特性因子的值設為1.2×10 ^-9以下，可以在-40℃的低溫環境下抑制傳輸損耗的增加，以使傳輸損耗的增加量成為0.15dB/km以下。像這樣，根據此光纖電纜，可以在低溫環境下抑制傳輸損耗增加。

又，較理想的是，前述微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δ β}的值為9.9×10 ^-10以下。

藉由將微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值設為9.9×10 ^-10以下，可以將傳輸損耗的增加量即溫度特性試驗損耗增加量的值設為0.12dB/km以下。

又，更理想的是，前述微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δ β}的值為7.9×10 ^-10以下。

藉由將微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值設為7.9×10-10以下，可以將傳輸損耗的增加量即溫度特性試驗損耗增加量的值設為0.10dB/km以下。

如以上所述，根據本發明，可提供一種可以在低溫環境下抑制傳輸損耗增加之光纖電纜。

用以實施發明之形態 以下，將用以實施本發明之光纖電纜的形態連同附加圖式一起例示。以下所例示的實施形態是用以使本發明容易理解，並非用以限定解釋本發明。本發明能夠在不脫離其主旨的情況下，從以下的實施形態進行變更、改良。又，在本說明書中，為了容易理解，會有將各構件的尺寸誇張顯示的情況。

圖1是顯示實施形態之光纖電纜1的垂直於長邊方向的剖面構造之概略的圖。如圖1所示，光纖電纜1具備護套3、複數條帶芯線4及抗張力體6來作為主要構成。

護套3是管狀的構件，由例如聚乙烯等熱塑性樹脂所形成。在以護套3包圍的內部空間3S中，容置有複數條帶芯線4。像這樣，本實施形態之光纖電纜1是構成為複數條帶芯線4緊密地容置於護套3的內部空間3S即所謂的細徑高密度電纜(UHDC: Ultra-High Density Cable)。在本實施形態中，複數條帶芯線4具有同樣的構成。

在本實施形態中，一對抗張力體6埋設於護套3的壁厚部。在圖1之剖面視角下，抗張力體6是設置於隔著光纖電纜1的中心而互相相向的位置上。藉由這種抗張力體6，在張力作用於帶芯線4的長邊方向時，可以抑制帶芯線4過度延伸。另外，抗張力體6的位置及條數並不限定於本例，又，亦可不設置抗張力體6。

圖2是顯示帶芯線4的一例之概略的立體圖。如圖2所示，本實施形態之帶芯線4是所謂的間歇接著型的帶芯線。在本實施形態之帶芯線4中，複數條光纖10沿著與長邊方向垂直的方向排列，且排列的光纖10彼此接著。在圖2的例子中，構成帶芯線4之光纖10的芯數為12芯。另外，構成帶芯線4之光纖10的芯數並不限於12芯，可比12芯多，亦可比12芯少。又，帶芯線4並不限定於間歇接著型。

帶芯線4包含接著部4A與單芯部4B。接著部4A是由例如UV硬化型樹脂或熱硬化性樹脂所形成，接著於互相相鄰的光纖10，來將這些光纖10彼此連結。接著部4A是沿著長邊方向以固定的節距來間歇地設置。單芯部4B是位於接著部4A之間的部位，且是光纖10彼此未被接著的部位。藉由這種構成，帶芯線4可以容易地變形，而可以做到例如扭轉或捆束成大致圓筒狀。在圖1中是顯示各帶芯線4捆束成大致圓筒狀的狀態之概略。

然而，當將護套3的內部空間3S的體積設為A，並將容置於內部空間3S之各種構件的體積總和設為B時，內部空間3S的空隙率a可如以下所示地來決定。 a=(A-B)/A 此空隙率a越小，意指光纖10配置得越緊密。在本實施形態中，如圖1所示，容置於內部空間3S之構件為複數條帶芯線4。因此，上述B的值相當於內部空間3S內的複數條帶芯線4的體積總和。又，在本實施形態中，如上述，由於複數條帶芯線4具有同樣的構成，因此為大致相同的體積。因此，當將此體積設為V，並將容置於內部空間3S之帶芯線4的條數設為c時，上述B的值可以用c×V來表示。

另外，上述空隙率a的值並未特別限定。但是，當空隙率a過小時，光纖的密集程度變得過大，且鄰接之光纖10彼此互相受到的側壓變大，而會有導致微彎曲損耗增加的情況。因此，考慮到增加光纖電纜1內之光纖10的芯數及抑制上述側壓，空隙率a亦可為例如0.31以上且0.42以下。

圖3是顯示構成帶芯線4之光纖10的垂直於長邊方向的剖面構造的圖。本實施形態之光纖10是單模光纖。如圖3所示，光纖10具備纖核11、無間隙地包圍纖核11的纖殼12、被覆纖殼12的主被覆層14及被覆主被覆層14的副被覆層15來作為主要構成。在光纖10中，纖殼12具有比纖核11更低的折射率。

纖核11可由未添加摻雜劑之純粹石英所形成，或是亦可由添加了使折射率上升之鍺(Ge)等作為摻雜劑之石英所形成。

如上述，纖殼12具有比纖核11更低的折射率。例如，當纖核11是由純粹石英所形成的情況下，纖殼12可由添加了使折射率降低之氟(F)或硼(B)等作為摻雜劑之石英所形成，且當纖核11是由添加了使折射率上升之鍺(Ge)等作為摻雜劑之石英所形成的情況下，纖殼12亦可由未添加摻雜劑之純粹石英所形成。又，纖殼12亦可由添加了氯(Cl2)之石英所形成。又，纖殼12可為單一層，亦可由具有不同折射率之複數個層構成，也可為空孔輔助型。

像這樣，纖核11及纖殼12皆是由石英(玻璃)所形成。因此，若將纖核11及纖殼12統稱為玻璃部13，則玻璃部13包含有纖核11及纖殼12，且此玻璃部13被主被覆層14包覆。另外，玻璃部13亦被稱為裸光纖。本實施形態之玻璃部13的外徑(直徑)d _f是比一般光纖之玻璃部的外徑即大約125μm更細徑，可為例如80μm以上且90μm以下。

主被覆層14是由例如紫外線硬化樹脂或熱硬化樹脂所形成，並且以厚度t _p(μm)形成於玻璃部13的外側。在本實施形態中，主被覆層14的楊氏係數E _g比副被覆層15的楊氏係數E _s更低。藉由像這樣將直接接觸玻璃部之主被覆層14設為低楊氏係數，主被覆層14便作為緩衝材而發揮作用，可以減低作用於玻璃部13的外力。另外，當將主被覆層14之外周面的半徑設為R _p(μm)時，主被覆層14的外徑是以2R _p來表示，又，當將玻璃部的半徑(d _f×1/2)設為R _g(μm)時，主被覆層14的上述厚度t _p是用以下的式子來表示。 t _p=R _p-R _g

在本實施形態中，副被覆層15是形成光纖10之最外層的層，且是由例如與形成主被覆層14之樹脂不同種類的紫外線硬化樹脂或熱硬化樹脂所形成，並且以厚度t _s(μm)形成於主被覆層14的外側。例如，當主被覆層14是由紫外線硬化樹脂所形成時，副被覆層15可由與形成主被覆層14之紫外線硬化樹脂不同的紫外線硬化樹脂所形成，且當主被覆層14是由熱硬化樹脂所形成時，副被覆層15亦可由與主被覆層14不同的熱硬化樹脂所形成。在本實施形態中，副被覆層15的楊氏係數E _s比主被覆層14的楊氏係數E _g更高。藉由像這樣將形成光纖10之最外層的副被覆層15設為高楊氏係數，便可以適當地保護玻璃部13免受外力。另外，當將副被覆層15之外周面的半徑設為R _s時，副被覆層15的外徑亦即光纖10的外徑是以2R _s來表示，又，副被覆層15的上述厚度t _s是用以下的式子來表示。 t _s=R _s-R _p

另外，使用於光纖電纜之光纖的外徑一般為240µm左右至250µm左右。但是，在本實施形態中，副被覆層15的外徑亦可為例如150µm以上且161µm以下。

又，若將主被覆層14的厚度t _p與副被覆層15的厚度t _s之和設為被覆厚度t，則使用於光纖電纜之光纖的被覆厚度一般為60µm左右。但是，在本實施形態中，光纖10的被覆厚度t亦可為例如35.0µm以上且37.5µm以下。

如上述，在光纖電纜1之護套3的內部空間3S內，緊密地容置這種將細徑之光纖10捆束12芯而成的帶芯線4。如此一來，可構成例如包含288芯、1728芯或2000芯以上之光纖的光纖電纜1。另外，由於本實施形態之光纖10是如上述地已被細徑化，因此可以使帶芯線4的尺寸比一般帶芯線的尺寸更小。因此，可以有效地增加容置於護套3的內部空間3S之光纖的芯數。或者，藉由像這樣將尺寸較小的帶芯線4容置至內部空間3S，便可以縮小光纖電纜1的尺寸。

當光纖電纜被暴露於例如-40℃等的低溫環境時，護套會低溫收縮，且光纖會被此低溫收縮的護套按壓而彎曲。其結果，光纖產生微彎曲損耗，光纖電纜的傳輸損耗會有增加的傾向。尤其是細徑化後的光纖比普通的光纖更細，因此認為容易因為來自護套的按壓而彎曲。因此，認為當細徑化後的光纖被暴露於低溫環境時，傳輸損耗的增加會變得比普通的光纖更大。又，一般而言，形成護套的樹脂會有收縮量隨著越低溫而變得越大的傾向。因此，認為使用光纖電纜的環境越低溫，光纖從護套承受的按壓就變得越大，其結果，光纖電纜的傳輸損耗的增加量也會變得越大。

但是，本實施形態之光纖電纜1是形成為使後述之微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值成為1.2×10 ^-9以下。因此，即使在光纖電纜1被暴露於例如-40℃的低溫環境的情況下，仍可抑制傳輸損耗的增加。以下，針對其理由進行詳細說明。

如上述非專利文獻1~4所記載，光纖的微彎曲損耗會有受到光纖的幾何及光學特性兩者的影響的傾向。

所謂光纖的幾何是與光纖的構造有關的參數，在本實施形態中是指：光纖中之玻璃部的彎曲剛性H _f、副被覆層的耐變形性D ₀、副被覆層的彎曲剛性H ₀、玻璃部的楊氏係數E _g、主被覆層的楊氏係數E _p、副被覆層的楊氏係數E _s、玻璃部的外徑d _f(玻璃部的直徑)、玻璃部的半徑R _g、主被覆層的半徑R _p、副被覆層的半徑R _s、主被覆層的厚度t _p及副被覆層的厚度t _s。

又，根據上述非專利文獻2~4，微彎曲損耗被視為是因為通過光纖傳播的波導模態與放射模態進行耦合之模態耦合而產生的現象。此波導模態是設為例如LP01模態。這種模態耦合一般認為是起因於光纖的軸微小地彎曲即所謂的微小彎曲而發生，又，被認為是藉由波導模態中之傳播常數與放射模態中之傳播常數的差即傳播常數差(Δβ)來決定。上述光纖的光學特性是與通過光纖傳播之光的特性有關的參數，在本發明中是意指上述傳播常數差Δβ(rad/m)。

又，如上述，當光纖電纜被暴露於低溫環境時，光纖產生微彎曲損耗，傳輸損耗會有增加的傾向。因此，在光纖電纜中，考慮到這種傳輸損耗的增加，會有要求將以-40℃下的常溫為基準之傳輸損耗的增加量設為0.15dB/km以下的情況。這種傳輸損耗的增加量可藉由例如GR-20, Issue 4, July 2013 “Generic Requirements for Optical Fiber and Optical Fiber Cable”所規定之電纜溫度特性試驗來求出，並且有時會稱為溫度特性試驗損耗增加量。

本案發明人針對光纖電纜之上述傳輸損耗進行了精闢研究。其結果，本案發明人根據：使用與上述幾何有關的參數以下述式(1)

所表示之光纖10的幾何微彎曲損耗特性F _{μBL_G}、使用與上述光學特性有關的參數以下述式(2)

所表示之光纖10的光學微彎曲損耗特性F _{μBL _ Δβ}、使用上述空隙率a與容置於護套3的內部空間3S之光纖10的芯數b以下述式(3)

所規定之光纖電纜1的電纜特性Dc，發現到以下述式(4)

所表示之微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值與溫度特性試驗損耗增加量的值是大致斜率為正的比例關係。

另外，根據非專利文獻5(K. Kobayashi, et al., “Study of Microbending loss in thin coated fibers and fiber ribbons,” IWCS, pp.386-392, 1993.)，上述式(1)中之常數µ的典型值為「3」。因此，上述式(1)會成為下述式(5)。

又，根據上述非專利文獻2及非專利文獻6(C. D. Hussey, et al., “Characterization and design of single-mode optical fibres,” Optical and Quantum Electronics, vol. 14, no. 4, pp. 347-358, 1982.)，上述式(2)中之常數p的典型值為「4」。因此，上述式(2)會成為下述式(6)。

又，本案發明人進一步進行研究後，發現到在上述微彎曲損耗特性因子的值為1.2×10 ^-9時，溫度特性試驗損耗增加量會成為比0.15dB/km稍小的值。如上述，微彎曲損耗特性因子的值與溫度特性試驗損耗增加量的值是大致斜率為正的比例關係。因此，藉由將光纖的微彎曲損耗特性因子的值設為1.2×10 ^-9以下，可以在-40℃的低溫環境下抑制傳輸損耗的增加，以使傳輸損耗的增加量成為0.15dB/km以下。

接著，針對在上述微彎曲損耗特性因子的值為1.2×10 ^-9時，溫度特性試驗損耗增加量的值會成為比0.15dB/km稍小的值這一點進行詳細說明。

本案發明人為了驗證微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值與溫度特性試驗損耗增加量的值之關係而進行了以下的實驗。另外，實施本發明之態樣並不限定於該實驗。

發明人準備了試樣1~21之光纖電纜。試樣1~21皆為圖2所示之包含12芯之光纖10的帶芯線4容置於上述內部空間3S即所謂的細徑高密度電纜。將試樣1~21各自的參數規格顯示於下述表1~5。在表1~5中，除了空隙率、芯數、微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}及溫度特性試驗損耗增加量之外的參數是顯示構成試樣1~21之複數條光纖的各個規格的參數。例如，表1所示的試樣1之光纖電纜具有具相同規格的288芯之光纖，並且具有24條(288/12)帶芯線4。又，例如，表3所示的試樣12之光纖電纜具有具相同規格的1728芯之光纖，並且具有144條(1728/12)帶芯線4。另外，試樣1~21各自的護套3是同樣的構成。

在顯示光纖的各個規格的參數當中，模態場直徑(MFD)、截止波長、MAC值、大彎曲損耗(macrobend loss)及傳播常數差如下。

模態場直徑是使波長1310nm之光傳播至光纖時之LP01模態之光的模態場直徑。模態場直徑在ITU-T建議G.650.1中，是以Petermann II的定義式(下述式(7))來表示。在此，E(r)是表示從光纖的中心軸起算的距離成為r之點的電場強度。

截止波長是顯示高階模態充分衰減的最小波長。此高階模態是指例如LP11模態。具體而言，是高階模態的損耗成為19.3dB的最小波長。截止波長有光纖截止波長與電纜截止波長，可以藉由例如ITU-T建議G.650所記載之測定法來測定。表1~5中記載有電纜截止波長。又，MAC值是波長1310nm之光的模態場直徑與電纜截止波長的比，當將模態場直徑設為2w、電纜截止波長設為λ _cc時，可定義為2w/λ _cc。又，大彎曲損耗是在以半徑10mm將光纖彎曲時，波長1625nm之光在此彎曲的部分中傳播而產生的彎曲損耗。大彎曲損耗的單位中之「/turn」是意指「光纖的每1個彎曲」。又，傳播常數差是波長1550nm之光的波導模態中之傳播常數與波長1550之光的放射模態中之傳播常數的差，在此實驗中，是波長1550nm之光的LP01模態中之傳播常數與LP11模態中之傳播常數的差。傳播常數是根據所試作之光纖的折射率分布，使用非專利文獻7(K. Saitoh and M. Koshiba, “Full-Vectorial Imaginary-Distance Beam Propagation Method Based on a Finite Element Scheme: Application to Photonic Crystal Fibers,” IEEE J. Quant. Elect. vol. 38, pp. 927-933, 2002.)所記載之二維有限元素法來計算。

試樣1~21之光纖電纜各自的微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值是藉由將表1~5所記載之各參數的值代入式(3)、(4)、(5)及(6)來求出。

如上述，試樣1~21之光纖電纜各自的溫度特性試驗損耗增加量是藉由GR-20, Issue 4, July 2013 “Generic Requirements for Optical Fiber and Optical Fiber Cable”所規定之電纜溫度特性試驗來求出。具體而言，是將全長1km的電纜捲附於滾筒，並將該滾筒投入常溫的恆溫槽後，將電纜的其中一端及另一端從恆溫槽取出各3m，並連接於OTDR(光時域反射儀，Optical Time Domain Reflectometer)。作為上述滾筒，選擇了所捲繞之電纜的重疊成為7層以下之滾筒直徑的滾筒。另外，已知在上述電纜溫度特性試驗中，此滾筒直徑幾乎不會影響測定值。因此，亦可使用與上述不同之滾筒直徑的滾筒。接著，在恆溫槽為常溫的狀態下，測定了在上述電纜中傳播之波長1625nm之光的傳輸損耗的值。然後，花費1.5小時以上使恆溫槽的溫度降低，在確認該溫度已成為-40℃後，且再將-40℃的溫度保持12小時後，測定了在上述電纜中傳播之波長1625nm之光的傳輸損耗的值。求出該傳輸損耗的值與在上述常溫下測定到之傳輸損耗的值的差，並將這個差設為溫度特性試驗損耗增加量。

本案發明人在以微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值為橫軸(X軸)，且以溫度特性試驗損耗增加量的值為縱軸(Y軸)的座標上，繪製了試樣1~21各自的微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值及溫度特性試驗損耗增加量的值。其結果，得到了如圖4所示之散佈圖。在使用最小二乘法從此散佈圖求出函數後，可以得到以下述式(8)所表示之具有正斜率的一次函數。又，圖4之資料的相關係數得到87%以上。

另外，在圖4中，此一次函數是表示為直線L。像這樣，可得知微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值與溫度特性試驗損耗增加量的值具有較高的相關關係，具體而言，微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值與溫度特性試驗損耗增加量的值是具有大致正斜率的比例關係。

如上述，在光纖電纜中，會有要求將以-40℃下的常溫為基準之傳輸損耗的增加量設為0.15dB/km以下的傾向。於是，在依據式(8)求出微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值後，可得知當該值為1.2×10 ^-9的情況下，溫度特性試驗損耗增加量會成為比0.15dB/km稍小的值。

因此，根據微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值為1.2×10 ^-9以下之上述實施形態之光纖電纜1，可以在-40℃的低溫環境下抑制傳輸損耗的增加，以使傳輸損耗的增加量成為0.15dB/km以下。

另外，如圖4所示，可得知只要微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值為9.9×10 ^-10以下，便可以將傳輸損耗的增加量即溫度特性試驗損耗增加量的值設為0.12dB/km以下。又，可得知只要微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值為7.9×10 ^-10以下，便可以將傳輸損耗的增加量即溫度特性試驗損耗增加量的值設為0.10dB/km以下。

以上，針對本發明，以上述實施形態為例子進行了說明，但本發明並不限定於此。

例如，在上述實施形態中，說明了副被覆層為光纖之最外層的例子。但是，即使在副被覆層之更外周設置著色層作為第3被覆層的情況下，只要著色層的楊氏係數與副被覆層的楊氏係數沒有明顯不同，就可以包含副層與著色層來視為第2被覆層亦即副被覆層而應用於本發明。

又，在上述實施形態中，說明了將帶芯線容置於護套3的內部空間3S來構成光纖電纜的例子。但是，亦可將複數條單芯的光纖容置於內部空間3S來構成光纖電纜。在由單芯的光纖所構成之光纖電纜中，當護套3在低溫環境下收縮時，各個光纖會被護套3按壓。但是，這些單芯的光纖和帶芯線的情況不同，並未被固定於其他光纖，因此即使在被護套3按壓的情況下，相較於帶芯線的情況，可不受其他光纖拘束而在內部空間3S內移動。像這樣，單芯的光纖在內部空間3S中之移動的自由度較大。因此，可減輕各光纖從護套3承受的按壓，使得光纖的微彎曲損耗可變小。據此，相較於帶芯線的情況，認為傳輸損耗的增加量會變小。另一方面，在由帶芯線來構成光纖電纜時，構成帶芯線之每個光纖之移動會被構成該帶芯線之其他光纖所拘束。無論構成帶芯線之光纖的芯數為何，在這一點上都是同樣的。亦即，可認為在帶芯線中，無論構成帶芯線之光纖的芯數為何，每個光纖之移動的自由度都大致相等。因此，認為在由帶芯線來構成光纖電纜時，即使在構成帶芯線之光纖的芯數為12芯以外的情況下，各光纖從護套3承受的按壓仍然與12芯的情況大致相等，且微彎曲損耗也大致相等。據此，即使在藉由12芯以外之芯數的帶芯線來構成光纖電纜的情況下，微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值與溫度特性試驗損耗增加量的值之關係仍可大致以式(8)來表示。因此，藉由將微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值設為1.2×10 ^-9以下，無論構成帶芯線之光纖的芯數為何，皆可在-40℃的低溫環境下讓傳輸損耗的增加量在0.15dB/km以下。

根據本發明，可提供一種可以在低溫環境下抑制傳輸損耗增加之光纖電纜，可在例如通訊基礎建設等的領域中利用。

1:光纖電纜 3:護套 3S:內部空間 4:帶芯線 4A:接著部 4B:單芯部 6:抗張力體 10:光纖 11:纖核 12:纖殼 13:玻璃部 14:主被覆層 15:副被覆層 L:直線 d _f:外徑 R _g,R _p,R _s:半徑 t,t _p,t _s:厚度

圖1是顯示本發明之實施形態之光纖電纜的垂直於長邊方向的剖面構造之概略的圖。 圖2是顯示圖1所示之光纖電纜所包含之光纖帶芯線的一例之概略的立體圖。 圖3是顯示圖2所示之光纖帶芯線所包含之光纖的垂直於長邊方向的剖面構造之概略的圖。 圖4是顯示光纖電纜中之微彎曲損耗特性因子的值與溫度特性試驗損耗增加量之關係的圖。

L:直線

Claims (3)

1. 一種光纖電纜，具備：複數條光纖；及護套，將複數條前述光纖容置於內部空間，前述光纖包含：玻璃部，包含纖核及包圍前述纖核的纖殼；主被覆層，包覆前述纖殼；及副被覆層，包覆前述主被覆層，前述光纖電纜之特徵在於： 前述光纖在將前述玻璃部的彎曲剛性設為H _f(Pa‧m ⁴)、將前述副被覆層的耐變形性設為D ₀(Pa)、將前述副被覆層的彎曲剛性設為H ₀(Pa‧m ⁴)、將前述玻璃部的楊氏係數設為E _g(GPa)、將前述主被覆層的楊氏係數設為E _p(MPa)、將前述副被覆層的楊氏係數設為E _s(MPa)、將前述玻璃部的外徑設為d _f(μm)、將前述主被覆層之外周面的半徑設為R _p(μm)、將前述副被覆層之外周面的半徑設為R _s(μm)、將前述主被覆層的厚度設為t _p(μm)及將前述副被覆層的厚度設為t _s(μm)的情況下，具有以

   

   所表示之前述光纖的幾何微彎曲損耗特性F _{μBL_G}(Pa ^-1‧m- ^10.5)， 前述光纖在將通過前述光纖傳播的波導模態中之傳播常數與放射模態中之傳播常數的差設為傳播常數差Δβ(rad/m)的情況下，具有以

   

   所表示之前述光纖的光學微彎曲損耗特性F _{μBL_ Δ β}(1/(rad/μm) ⁸)， 在使用前述內部空間的空隙率a與容置於前述內部空間之前述光纖的芯數b，用以下的式子來規定前述光纖電纜的電纜特性Dc的情況下，

   

   用以下的式子所表示之微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δ β}的值為1.2×10 ^-9以下。

   
2. 如請求項1之光纖電纜，其中前述微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值為9.9×10 ^-10以下。
3. 如請求項2之光纖電纜，其中前述微彎曲損耗特性因子F _{μBL_G Δβ}的值為7.9×10 ^-10以下。

Images