WO2007083553A1

WO2007083553A1 - プラスチック光ファイバケーブル及びこれを用いた通信システム

Info

Publication number: WO2007083553A1
Application number: PCT/JP2007/050206
Authority: WO
Inventors: Hideyuki Omura; Satoshi Takahashi
Original assignee: Fujifilm Corporation
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2007-07-26

Abstract

　ＰＯＦ素線（１１）は、導光部としてのコア（１５）と、コア（１５）に光を封じるためのクラッド（１６）とから構成される。ＰＯＦ素線（１１）を覆うように被覆層（１２）を設けて、ＰＯＦケーブル（１０）を構成する。コア（１５）の外径を２００μｍ～５００μｍの範囲内に、ＰＯＦ素線（１１）の外径を７５０μｍ～１０００μｍの範囲内に形成する。長さ２０ｍ分のＰＯＦケーブル（１０）を外径Ｄ５が２００ｍｍの環状になるように結束バンド（２４）で括り、結束バンド（２４）から環状部分（２２）の外側に１００ｍｍの位置を端部（２１）として保持部（２３）により水平に保持したとき、環状部分（２２）の自重により保持部（２３）近傍に発生する曲がりの半径Ｒ２が７ｍｍ以上となる硬さを持つように、被覆層を形成する。

Description

明細書

プラスチック光ファイバケーブル及びこれを用いた通信システム技術分野

[0001] 本発明は、プラスチック光ファイバケーブル及びこれを用いた通信システムに関する。

背景技術

[0002] 大容量の情報を伝送するための通信手段として光通信が知られており、光通信の媒体として光ファイバが知られている。光ファイバは、屋内や構内などの短距離の光通信から、国間や都市間を結ぶ長距離の光通信まで広く用いられている。

[0003] 屋内や構内などの短距離の光通信には、光ファイバ素線として用いられるプラスチック光ファイバ（以下、 POFと称することもある）の周囲に、保護及び機械的強度増加のための被覆層を設けたプラスチック光ファイバケーブル (POFケーブル）が用いられる。 POFは、コアとクラッドが共にプラスチックで形成されて、る（例えば、特許文献 1参照)。 POFは、石英系のガラス光ファイバと比較して、伝送損失がやや大きいものの、端末加工容易性、周辺機器との接続容易性、低価格等のメリットを有している

[0004] また、 POFケーブルを光結合するため、 POFケーブルの端部に光コネクタが取り付けられる。この光コネクタは、他の POFケーブルや他の機器に取り付けられた光コネクタに対して着脱自在である。光コネクタには、 POFケーブルの終端に取り付けられる光プラグ、送信回路または受信回路との接続を行うリセプタクル、光プラグ同士を接続するアダプタなどがある。

[0005] さらに、ある程度長い距離にわたって光ファイバケーブルを敷設する場合、敷設管内でケーブルを引っ張るためケーブルには抗張力性が要求される。このため、一般的には、被覆層内に抗張力線を埋め込むことにより、必要な抗張力性を確保する（例えば、特許文献 2参照)。

[0006] ところで、特許文献 2記載の POFケーブルは、接続される受光素子の受光部寸法に対して十分小さいコア径の光ファイバを有することにより、信号光が受光部以外に伝送されることを防止している。しかし、コア径カ、さすぎると、発光素子ゃ受光素子と光ファイバとの間、または光ファイバ同士を光結合する際に、特殊もしくは高精度の端子や冶具が必要となる。さらには端子の結合操作も軸ずれ等を起こさないように細心の注意を必要とし、熟練を要する。

[0007] このため、例えば特許文献 3に示されるように、光ファイバと受光半導体装置との間に柔軟な光透過体を介在させたり、特許文献 4に示されるように、光ファイバの両端面に錐台形状をした透明な光学素子を配置させたりすることが提案されている。特許文献 1：特開昭 61— 130904号公報

特許文献 2 :特開平 10— 170777号公報

特許文献 3：特開 2001— 124958号公報

特許文献 4：特開平 9 - 127360号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、発光素子ゃ受光素子と光ファイバとを結合したり、光ファイバ同士を結合したりする際に、特許文献 3及び 4に示す方法では、光ファイバの結合相手との間に、光透過体や透明光学部材などの介在物を配置する必要があり、部品点数の増加や製造コストが上昇するという問題がある。

[0009] また、被覆層の強度を上げるために抗張力線を埋め込んだり、被覆層自体の厚みを過剰に増大させると、架設時の自重の増大により橈みが大きくなる。そうなると、素線の応力が上昇し、伝送損失が起きるという新たな問題が発生する。

[0010] さらに、抗張力線を被覆層内に埋め込んだ場合には、他の光ファイバや素子と光結合するために抗張力線を切断する処理が必要になる。抗張力線は強度があり切断しにくいために、切断に時間及び熟練を要し、結合時の作業性が低下してしまうという問題がある。

[0011] 本発明の目的は、他のプラスチック光ファイバケーブルや発光素子、受光素子などの素子類との光結合が容易なプラスチック光ファイバケーブル及びこれを用いた通信システムを安価に提供することである。

[0012] 本発明の別の目的は、必要な抗張力性を備えつつ、架設時の応力上昇による伝送損失を防止したプラスチック光ファイバケーブル及びこれを用いた通信システムを安価に提供することである。

課題を解決するための手段

[0013] 上記目的を達成するために、本発明のプラスチック光ファイバケーブルは、導光部であるコア、及び前記コア内に光を封じるためのクラッドを有する光ファイバ素線と、前記光ファイバ素線を覆うように設けられる被覆層とを備えており、前記コアの外径が 200 /z m以上、前記光ファイバ素線の外径が 750 m以上であり、前記被覆層は、前記プラスチック光ファイバケーブルの一端を保持部により水平に保持した状態で前記端部から 100mmの位置の前記プラスチック光ファイバケーブルに前記プラスチック光ファイバケーブル 20m分に相当する重量を加えたとき、前記保持部近傍に発生する曲がりの半径が 7mm以上となる硬さをもち、且つ抗張力線を含まないことを特徴とする。具体的には、前記被覆層は、前記プラスチック光ファイバケーブル 20m分を外径 200mmの環状にしてバンドで括り、前記バンドから前記環状部分の外側に 10 Ommの位置の前記プラスチック光ファイバケーブルを前記端部として前記保持部により水平に保持したとき、前記環状部分の自重により前記保持部近傍に発生する曲力 Sりの半径が 7mm以上となる硬さを持つ。

[0014] また、前記コアの外径を 500 μ m以下に、前記光ファイバ素線の外径を 1000 μ m 以下に形成することが好ましい。また、前記被覆層の厚みを 0. 2mm以上 1. 2mm以下に形成することが好ましい。

[0015] 本発明の通信システムは、前記プラスチック光ファイバケーブルを光伝送機器間に接続したことを特徴とする。また、前記光伝送機器に接続するために、前記プラスチック光ファイバの端部にコネクタが取り付けられており、前記コネクタが 3個以下の部品から構成されていることが好ましい。前記コネクタは、フエルールが一体ィ匕されたプラグノ、ウジングとプラグカバーとを含むことが好ましい。

発明の効果

[0016] 本発明のプラスチック光ファイバケーブルによれば、コアの外径が 200 μ m以上、光ファイバ素線の外径が 750 m以上であり、被覆層が、前記プラスチック光フアイバケーブルの一端を保持部により水平に保持した状態で前記端部から 100mmの位置の前記プラスチック光ファイバケーブルに前記プラスチック光ファイバケーブル 20 m分に相当する重量を加えたとき、前記保持部近傍に発生する曲がりの半径が 7m m以上となる硬さを持っため、従来のように抗張力線を被覆層に入れることなぐ光結合処理作業や敷設に適した剛性が得られるようになる。したがって、光結合処理の際の端面加工時に、抗張力線を除去する必要もなくなり、光結合作業が容易になる。

[0017] また、コアの外径を 200 μ m以上にしたから、光結合の際の軸ずれの許容度が大きくなり、結合処理が簡単になる。また従来のように、光透過体や透明光学部材などの介在物を用いなくても、軸ずれを抑えることができる。また、光ファイバ素線の外径を 750 m以上にしたので、被覆層の厚みを抑えつつ長距離の敷設に必要な抗張力性が得られる。

[0018] コアの外径を 500 μ m以下とし、前記光ファイバ素線の外径を 1000 μ m以下とすることにより、各種素子等との光結合効率の低下を抑えつつ、施工容易性を確保することができる。すなわち、コアの外径が 500 /z mを超えると、高速応答する受光素子などの各種素子類との結合効率が低くなり、好ましくない。また、光ファイバ素線の外径が 1000 /z mを超えると、ケーブルの柔軟性を損ね、施工が困難になる。さらに、被覆層の厚みを 0. 2mm以上 1. 2mm以下とすることにより、素線の外径規定による強度増加と相まって、抗張力線を不要とすることができる。すなわち、被覆層の厚みが 1. 2mmを超えると、ケーブル径が太くなりすぎ、各種素子類との結合作業が困難になるため好ましくない。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本発明の POFケーブルを示す一部断面を含む正面図である。

[図 2]本発明の素線とその屈折率分布の一例を示すもので、（A)は断面図、（B)は屈折率分布の説明図である。

[図 3]POFケーブルの一端を保持した状態で保持部近傍に発生するケーブル余長の垂れ下がり自重に起因する損失増加の測定法の一例を示す説明図である。

[図 4]コネクタの取り付けを示すフローチャートである。

[図 5]本発明の POFケーブルを用いた光通信システムの一例を示すブロック図である符号の説明

[0020] 10 プラスチック光ファイバ（POF)ケーブル

11 素線

12 被覆層

13 コネクタ

15 コア

16 クラッド、

21 一端

22 環状部分

23 保持部

D1 コア径

D2 素線の外径

D5 環状部分の外径

発明を実施するための最良の形態

[0021] 図 1に示すように、本発明のプラスチック光ファイバケーブル 10は、少なくともプラスチック光ファイバ素線 (以下、単に素線または POFという） 11と、この素線 11を被覆する被覆層 12から構成され、両端部には接続用のコネクタ 13を有する。

[0022] 〔プラスチック光ファイバ素線〕

図 2 (A)に示すように、本発明の素線 11は、導光部であるコア 15と、このコア 15に光を封じるためのクラッド 16とを有する。さらに、必要に応じて素線 11の強度を増加したり、コア 15またはクラッド 16を保護したりするための保護層がクラッド 16の外周に選択的に設けられる。なお、クラッド 16が保護層の機能を有していても良ぐこの場合には保護層を省略してもよい。素線 11はプラスチック製であるため、大口径のコアを製造することが容易であり、そのため軸ずれに対して高い許容性を有する。素線 11 は、径方向での屈折率分布の違いにより、屈折率分布型 (グレーテッドインデックス型、 GI型と称することがある。）、ステップインデックス（SI)型、マルチステップインデックス (MSI)型と大別でき、いずれのタイプであっても、本発明の素線 11を構成することができる。この中でも、高い伝送容量を有する GI型が好ましく用いられる。 GI型素線 11は、モード分散が抑制されることにより、高速伝送を実現することができる。なお、モード分散とは、異なる入射角でコアに同時に入射した 2つの入射光力コア内の伝播により時間的なずれを生じる現象をいう。

[0023] 図 2 (B)に、素線 11の屈折率分布を示す。縦軸は屈折率を示しており、上方に向力に従い屈折率が高くなる。また、横軸は、光学材料の半径方向を示している。

[0024] 図 2 (A)に示すように、コア 15は、同心円状の n層積層構造を有する。円筒状に形成される第 1層 15aは、コア 15の最外周に位置する。また、第 1層 15aの内周には円筒状の第 2層 15bが配される。こうしてコア 15の中心に近づくに従い次々と別の層が形成され、コア 15の中心部には、円柱状の第 n層 15ηが配される。更に、図 2 (B)に示すように、第 1〜第 η層 15a〜15nの屈折率は、コア 15の外周から中心に行くに従つて、徐々に高くなつており、 GI型の屈折率分布を備える。

[0025] 半径 R1のコア 15の中心から半径 rだけ離れた屈折率 n (r)は、その中心部及び外周部の屈折率を nl、 n2としたときに、下記式（1)ないし（3)を満足する。

式（1) n (r) =nl[l - 2 A (r/Rl) ^e] ^1/2

式（2) Δ = (η1 -η2) /η1

式（3) 1. 5≤g≤3. 0

[0026] コア 15が式（1)及び式（2)を満足する屈折率分布を備える場合において、式（1) の変数 g (以下、屈折率分布係数 gと称する）を適切な値に制御することにより、素線 1 1に広、伝送帯域を発揮させることができる。

[0027] GI型素線 11の帯域特性は、モード分散と材料分散とに関係がある。材料分散とは、素線 11の屈折率の波長依存性をいう。したがって、素線 11に最も広い伝送特性を与えるためには、モード分散と材料分散の両者を考慮して屈折率分布係数 gを選択する必要がある。

[0028] 本実施形態のように、式（1)ないし式（3)を満足するような屈折率分布をコア 15に形成することにより、モード分散が低減され、帯域特性の高い GI型素線 11を製造することが可能になる。カロえて、コア 15が特定の重合性組成物の共重合である場合には、モード分散と共に材料分散が低減され、帯域特性に優れた GI型素線 11を製造することができる。なお、コア 15を形成する重合性組成物については、後述する。 [0029] 前記屈折率分布係数 gは、 1. 5〜3. 0であることが好ましぐより好ましくは 1. 8〜2 . 5であり、もっとも好ましくは 2. 1以上 2. 2以下である。このようなコア 15を備える素線 11は、 lOGbps (光源波長 850nm) t ヽつた高!、帯域特性を発揮することができる

[0030] 〔コア〕

コア 15を構成する重合体としては、光透過性が高い原料を用いる。例えば、以下のような (メタ）アクリル酸エステル類 (フッ素不含 (メタ)アクリル酸エステル (a)、含フッ素 (メタ)アクリル酸エステル (b) )、スチレン系化合物（c)、ビニルエステル類 (d)、主鎖に環状構造を含むフッ素系ポリマー（e)、ポリカーボネート類の原料であるビスフエノール A等を重合性ィ匕合物として用いて重合させたもの、ノルボルネン系榭脂などを例示することができ、コアはこれらのホモポリマー、あるいはこれらモノマーの 2種以上からなる共重合体、およびホモポリマー及び Zまたは共重合体の混合物から形成することができる。これらのうち、（メタ)アクリル酸エステル類を重合性モノマーとして含む組成を好ましく用いることができる。また、屈折率調整剤を用いて重合反応を行い、所望の屈折率分布を持たせる場合には、塊状重合が容易である原料を選択するのが好ましい。さらに、素線 11を近赤外線用途に用いる場合は、コア 15のポリマーを構成する C—H結合に起因した吸収損失が起こるために、特許第 3332922号公報などに記載されているような重水素化ポリメチルメタタリレート（PMMA—d8)、ポリトリフルォロェチルメタタリレート（P3FMA)、ポリへキサフルォロイソプロピル 2—フルォロアタリレート（HFIP 2— FA)、ポリパーフルォロブタ-ルビ-ルエーテルゃ特開平 8 — 334634号公報に記載される主鎖に脂肪環または複素環をもつポリマー、特開 20 02— 71972号公報及び特願 2004— 186199号に記載されるもの、などを始めとする、 C— H結合の水素原子 (H)を重水素原子 (D)やハロゲン原子 (特にフッ素 (F) ) などで置換した重合体を用いる。これにより、伝送損失が生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。なお、原料モノマーは重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に低減することが望ましい。

[0031] 〔クラッド〕クラッド 16の素材には、コア 15を伝送する光がそれらの界面で全反射するために、コア 15よりも低屈折率であり、コア 15との密着性に優れるものを用いることが好ましい。ただし、素材の選択によってコア 15とクラッド 16との界面において不整が起こり易かったり、もしくは、製造適性上、好ましくな力つたりする場合などでは、コア 15とクラッド 16との間〖こ、さらに層を設けて、その整合性を向上させても良い。クラッド 16の素材としては、タフネス及び耐湿熱性にも優れているものが好ましく用いられる。例えば、好適な素材としては、フッ素含有モノマーの単独重合体または共重合体が挙げられる。フッ素含有モノマーとしては、フッ化ビ-リデン (PVDF)が好ましぐフッ化ビ-リデンを 10質量％以上含有する 1種以上の重合性モノマーを重合させて得られるフッ素榭脂が好ましく用いられる。

[0032] クラッド 16は単層の他に多層であっても良い。この場合には、内層を光学的観点から配置し、外層をその他の機能的観点力配置することができる。その他の機能としては、機械的強度の改善、透湿の抑制、ハンドリング性の改善等である。この場合には、外層を保護層と呼ぶこともある。

[0033] 〔屈折率調整剤〕

コア 15に屈折率分布を形成する場合には、屈折率調整剤 (ドーパント)を使うことができる。この屈折率調整剤は、コア 15を構成する重合体の屈折率と異なる化合物である。なお、必要に応じて、クラッド重合性組成物に屈折率調整剤を含有させても良い。屈折率調整剤の濃度に分布を持たせることによって、濃度の分布に基づいて屈折率分布型のコアを容易に作製することができる。このとき、その屈折率差は 0. 005 以上であるのが好ましい。ただし、屈折率調整剤を用いなくとも、コア 15の形成に屈折率の異なる 2種以上の重合性モノマーを用いて、コア 15内に共重合比の分布を持たせること〖こより、屈折率分布構造を導入することもできる。

[0034] 屈折率調整剤としては、特許第 3332922号ゃ特開平 11— 142657号公報に記載されているもの等が挙げられる。また、重合性化合物として、例えば、トリブロモフエ- ルメタタリレートなどが挙げられる。屈折率調整成分として重合性化合物を用いる場合は、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性屈折率成分とを共重合させるので、種々の特性 (特に光学特性)の制御がより困難となるが、耐熱性の面では有利となる可能性がある。なお、これらの化合物中に存在する水素原子を重水素原子に置換したィ匕合物を用いることにより、前述の様に、広い波長域での透明性を向上させる目的で用いることができる。

[0035] 〔素線の製造方法〕

素線 11の製造方法としては様々な方法が知られている。以下に、一例を述べる。ステツプインデックス型では溶融した重合体を押出し等によって紡糸する方法が良く知られている。屈折率分布型では、様々な製造方法が提案されており、単量体から製造する方法と重合体から製造する方法が知られて!/、る。単量体から製造する方法としては、特許第 3332922号公報に記載される様に、中空管内に単量体と屈折率調整剤を含む重合性組成物を入れて重合させて、中央に屈折率調整剤を濃縮する方法や、回転する円筒体に重合性組成物を投入しながら重合させ、投入する重合性組成物の屈折率を変化させながら製造する方法がある。重合体から製造する方法としては、同心円状の吐出ロカも屈折率の異なる、もしくは屈折率調整剤の配合量の異なる榭脂を押出して同心多層状に積層させたり、柱状もしくは筒状の重合体内に屈折率調整剤を拡散させたりする方法などが知られている。

[0036] これらの方法によって屈折率分布型の素線 11もしくはその前駆体を得ることができる。これら素線 11もしくは前躯体を必要に応じて加熱溶融させて延伸することによつて、所望の径に調整することができる。このときに、最外周に榭脂製の管を配置して同時に延伸することによって、最外層に所望の特性を与えることも可能である。

[0037] なお、受光素子との結合においては信号光の導光部位が大きいと出射面積が広がるため、高速な信号伝送においては不利である。このため、用いる発光素子ゃ受光素子の開口度や使う信号光の伝送周波数に対してコア径を選択することが好ましい。なお、様々な光学素子との結合や伝送する帯域に対応する汎用性の高い素線 11 とするためには、コア径 Dl (02 (A)参照）が 200 μ m以上 500 μ m以下であることが好ましい。コア径 D1が 200 μ m未満では軸ずれの許容度が狭まり、 500 μ mを超えると高速応答する受光素子との結合効率が低くなるため好ましくない。

[0038] また、後述するように、抗張力体を不要とするため、素線 11の外径 D2 (図 1参照）は 750 μ m以上 1000 μ m以下であることが好ましい。外径 D2が 750 μ m未満では敷設に必要な抗張力を持たず、 1000 mを超えるとケーブルとしての柔軟性を損ねるため好ましくない。

[0039] 〔ケーブル〕

以上の製造方法によって得られた素線 11は、通常、そのままの状態で使用されることはない。例えば、更なる素線の曲げ '耐候性の向上、吸湿による性能低下抑制、引張強度の向上、耐踏付け性付与、難燃性付与、薬品による損傷力ゝらの保護、外部光線によるノイズ防止、着色などによる商品価値の向上などを目的として素線 11の表面に 1層以上の被覆層 12を被覆したプラスチック光ファイバケーブル (以降ケープルと称することもある） 10として使用する。ケーブル 10の態様としては、使用用途等によって、素線 11に 1次被覆を施したコードを束ねて 2次被覆を行ったもの、素線 11を同心円上にまとめた集合ケーブル、これらを横に一列に並べたテープ状のものなど、用途に応じてその形態を選ぶことができる。

[0040] 〔被覆層素材〕

被覆層 12の材料にっヽては、後述する被覆層 12の形成方法によっても異なる力例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビュル、エチレン酢酸ビュル共重合体、ナイロンなどの汎用性の高いポリマーのほ力、イソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、ジェン系特殊ゴム、ォレフィン系ゴム、エーテル系ゴム、ポリスルフイド系ゴム、ウレタン系ゴムなどのゴム系素材、ポリジェン系、ポリオレフイン系、ポリエーテノレ系、ポリスルフイド系、ポリシロキサン系などの室温で流動性を示して加熱することによりその流動性が消失して硬化する液状ゴム、または自己硬化性を有するウレタンエラストマ一や紫外線硬化榭脂等の組成物を挙げることができる。

[0041] 〔ケーブルの製造方法〕

被覆層 12の材料及び素線 11に被覆層 12を形成する方法につヽては特に規定は無ぐ素線 11に各種のダメージを与えない範囲で、電気ケーブルやガラス光ファイバの被覆方法を参考に行うことができる。例えば、溶融状態の熱可塑性榭脂を押出し被覆する方法、硬化型榭脂組成物を塗布し熱や電磁波によって硬化させる方法、熱収縮チューブやテープ状の素材を卷きつける方法などが知られている。なお、被覆層 12の形成に用いられる装置は、前駆体を延伸工程で素線に加工する場合は延伸装置に直結して延伸直後に一括して行っても差し支えなぐ多層被覆を行う場合には、被覆工程を連続して行っても良い。

[0042] 上記ケーブル 10は、後述するように、ケーブル 10の剛性にもよる力被覆時に素線 11毎に施される被覆層 12の厚み tl (図 1参照）が 0. 2mm以上 1. 2mm以下となるよう被覆することで、被覆層 12の目的を果たしつつ架線時の自重による素線 11への応力上昇が軽減できる。なお、固化した被覆層 12は、その素材によっては収縮が生じる場合があり、これを回避するため被覆工程でァニール工程を実施しても良い。

[0043] 上記のような被覆層 12が形成されているケーブル 10は、抗張力体を必要としない程度の適度な剛性を有する。剛性は、被覆樹脂のヤング率や被覆層の厚み、さらに、被覆榭脂内に添加物などを含ませることにより調整することができる。この剛性の指標としては、図 3に示すように、 POFケーブル 10の一端 21を保持部 23により水平に保持した状態でケーブル余長 20m分に相当する自重により保持部 23の近傍に発生する曲力^の半径が 7mm以上となる硬さをもつようにする。本件では、 20m分の PO Fケーブル 10を外径 D5が 200mmの環状にして結束バンド 24で括り、結束バンド 2 4から一端 21までの区間 L1を 100mmとして、一端 21を水平に保持部 23により保持したとき、環状部分 22の自重により保持部 23近傍に発生する POFケーブル 10の曲力 Sりの半径 R2が 7mm以上となる硬さを持つようにした。なお、符号 25は、保持部 23 を構成する光プラグ (コネクタ）固定治具を示している。このような剛性指標範囲内とすべぐ前記素線 11の外径 D2を 750 m以上に構成し、且つ被覆層の厚み tlを 0 . 2mm以上 1. 2mm以下にする。また、上記剛性指標範囲内とすることにより、コネクタ取付時の被覆除去が容易になる。上記剛性指標範囲外では被覆除去時に素線 1 1を傷つけ易くなる場合がある。なお、外径 D5は 100mm以上 300mm程度が好ましいが、この範囲外であっても、ほぼ同じような半径 R2が測定される。 L1についても、少なくとも 50mm以上 500mm程度の範囲で、ほぼ同じような半径 R2が測定されることが確認されている。

[0044] なお、図示は省略したが、複数の素線を有するケーブルの場合には、複数の素線を連結している被覆層の引き裂き強度が 3. 5N以上 5. ON以下であると、各素線の分離操作が容易でありながら、意図しない外力により分離してしまうこともないので好ましい。さらに、引き裂きを容易にするために、被覆層に溝を素線に沿って形成してもよい。

[0045] 〔コネクタ〕

一次被覆を施しただけの POFコードや、更にこの上に二次被覆を施した POFケーブル 10は、発光素子ゃ受光素子または光ファイバ間の接続を行うために、図 1に示すように、端部に接続用光コネクタ 13を用、て接続部を確実に固定することが好ましい。コネクタ 13を用いることで、ケーブルと、これに接続された他のケーブルや素子との位置関係力取り外し及び再接続したときにずれることがないというメリットが得られ、また接続、取り外しの作業自体も容易となる。コネクタ 13としては、 F01型〜 F16型 (SC型、 PN型などを含む）、 SMA型、 SMI型のなどの市販の各種コネクタを利用することも可能であるが、事前にアッセンプリされて部品点数を減らしたもの（特に好ましくはフェルールとプラグハウジング力もなる部品点数 3点以下のもの、フェルールとプラグノヽウジングがー体ィ匕したもの、フエルールそのものがプラグとなるもの）であると、現場施工性が高くなり、好ましい。

[0046] コネクタの例として、 SMI型につき説明する。 SMI型コネクタは、 2本のフエルールと共に一体ィ匕されたプラグノヽウジングと、 2心の POFケーブルを当該ハウジングに固定するための金具、並びにロック解除機構を備えたプラグカバーの 3点の部品から成るコネクタである。但しケーブル固定用の金具は予めプラグノヽウジングに装着された形で供給されるため、端末作業で組合せが必要な部品点数は 2点のみである。またプラグハウジング及びプラグカバーはそれぞれ榭脂による成形品のため安価である。

[0047] 比較例として、一般にガラス光ファイバへ適用される SC型を挙げる。 SC型コネクタは、結合時の軸ずれを抑制するためにフエルールがプラグノヽウジングに対して固定されずパネで押えるフローティングフエルール構造をとる。また、ガラス光ファイバケーブルでは抗張力体としてァラミド繊維が通常は縦添えされているため、その端末を留める部材も必要となる。従って SCコネクタの部品点数は 6〜7点となり、その分だけ現場施工性が低くなる。

[0048] 本発明のように、コア径の大きな素線 11であれば、シングルモードファイバのような厳密な光結合に比べて、軸ずれ等の許容できる範囲が広いので、簡素化した端子であっても充分使用可能である。

[0049] 〔コネクタの取り付け〕

図 4に示すフローチャートを用いて、 POFケーブル 10と光プラグからなるコネクタ 1 3とを接続する接続作業の一例を説明する。接続作業では、始めに、 POFケーブル 10の端末処理を行う。端末処理では、複数の素線 11が連結している場合には POF ケーブル 10の端部にお、て、連結させて!/、る被覆層 12を軸方向に引き裂、て各素線 11を分離する。ここで、前述したように、被覆層 12に溝が形成されていると容易に弓 Iき裂くことができる。素線 11につ、て、る被覆層 12はストリッパを用いて所定長さだけ剥ぎ取ることができ、これにより、素線 11の端部を部分的に剥き出しの状態にする。本発明の POFケーブルは抗張力線を有しない。抗張力線は、切断しにくい素材力もなつているため、抗張力線を有しないケーブルは切断が容易になり、接続作業を簡単に行うことができる。

[0050] 次に、端末処理を行った POFケーブル 10の部分的に剥き出しになった部分をフエルールに通し、先端がフエルールの端部から少しだけ突き出るようにする。次に、先端にフェルールを取り付けたケーブル 10をプラグハウジングで固定する。このとき、プラグノヽウジングでフエルールを固定するほかに、プラグノヽウジングが被覆層を嚙み込むもしくは力しめる様にしておくと、プラグ力もケーブルが抜けに《なるので好ましぐさらに、プラグと被覆層 12を接着剤や、熱収縮チューブで固定すると、なお好ましい。

[0051] 次!、で、ホットプレート加熱器を用いて、 POFケーブル 10の端面を処理する。この端面処理では、 POFケーブル 10を、光プラグごと垂直に、ホットプレート加熱器の加熱面に押し付ける。フエルールの端面力少しだけ突出した素線 11は溶融変形し、端面が平滑な面とされる。この平滑ィ匕によって光ファイバへの光の入射または光ファイノから光の出射が正対する光結合対象へ正しく行われる。この時、コア径が 200 m以上であるとホットプレート加工による端面変形に起因する結合損失の増加が少なく好ましい。なお、上記実施形態では、光コネクタに光プラグを例として用いたが、光プラグの替わりに、リセプタクル、アダプタ等、他の光コネクタを用いてもよい。

[0052] 〔システム〕以上により、 POFケーブル 10と光コネクタ 13との接続作業が完了する。この光コネクタ 13を他の光コネクタに接続すれば、 POFケーブル 10と、他の光コネクタ内の光ファイバや光部品とを光結合させることができる。この POFケーブル 10は、屋内、構内、特に機器内配線で用いると有利である。例えば、屋内に設置される LAN配線に用いる場合には、家屋の構造により、機器の設置される場所や機器の間隔は多様である。これに対して、敷設されるケーブルは現場で任意の長さに切断でき、且つコネクタは簡単にケーブルへ取り付けられることが望まれる。本発明の POFケーブル 10 をシステム構築に用いることにより、任意の場所に任意の長さで簡単に施工することができる。一方、ガラス光ファイバケーブルを用いた場合には、ケーブル切断の際に発生するガラス片の処理に十分な注意が必要である。また、敷設状態によっては、過度の曲げによる破断が生ずる場合があり、その際、通信が遮断されてしまう。また、 U TPケーブル（Unshielded TwistPair cable)を用いてシステムを構築した場合、コネクタ付けの際にツイスト線の撚りを戻すが、撚り戻しの量が大きすぎると周波数特性の劣化を招く。また、過度な曲げにより撚り状態が変化してしまうと、同様に周波数特性が劣化してしまう。本発明の POFケーブル 10をシステム構築に用いれば、切断片処理に対する注意をする必要が無ぐまたコネクタ付けのばらつきによる特性劣化が無い。

[0053] 以上に示した本発明の態様によれば、端面加工がしゃすぐ接続の許容度が高い、簡便な現場施工性の高い POFケーブルが得られる。また、この POFケーブルを用いることにより、コネクタ付けの施工ばらつきによる特性劣化の無い光通信システムを簡単に構築することができる。

[0054] 図 5は本発明の POFケーブル 10を用いた光通信システムの一例を示している。ィンターネット等のデータは、 WAN (ワイドエリアネットワーク）を用いたキヤリャ会社の通信回線 (WAN回線） 50により受信側に送られる。受信側では、 ONU (ォプティカルネットワークユニット） 51により WAN回線 50を終端する。その後、データは、屋内 5 2に構築された LAN53を用いて受信者に伝送される。 LAN53の構成は、本発明の POFケーブル 10、 UTPケーブル 54、スィッチ 55、 HUB56、受信者用パソコン（PC ) 57など力も構成される。また、必要に応じて、屋内のデータ蓄積用にサーバ 58が設置されることちある。

[0055] オフィスやインターネットカフェのように受信者 PC57が多数あり、 WAN回線 50側あるいは屋内サーバ 58に同時に複数の受信者 PC57がアクセスする場合、スィッチ 55と HUB56との間、あるいは HUBとサーバ 58との間は、通信トラフィックのオーバ一フローを緩和するために十分高速な伝送路を構築する必要がある。また、屋内施ェを実施する際、伝送路の余長処理をなるベくコンパクトに収納する必要がある。そのため、施工現場で任意の長さに線路を加工しコネクタ付けなどを行うことが望まれる。 UTPケーブル 54を用いた場合には、スィッチ 55と HUB56との間、あるいは HU Bとサーバ 58との間において、ツイストペアの撚り戻しが適切でなかった場合に周波数特性が劣化し、十分な高速性が損なわれることが危惧される。また、ガラス光フアイバケーブルを用いた場合には、コネクタ付けを現場で行う工程が複雑であったり、切断片の処理を十分慎重に扱う必要があり高いスキルが求められたりする。本発明の P OFケーブル 10を用いた場合には、 UTPケーブルやガラス光ファイバに見られる上述のような危惧が緩和され、安定した高速伝送路を簡便に施工することができる。

[0056] 以下、本発明に関する実施例を示し、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例

[0057] 〔実施例 1〕

図 1に示す POFケーブル 10を作製した。 POFケーブル 10は、コア径 D1 (図 2 (A) 参照）力 00 μ m、素線 11の外径 D2が 800 μ mのメタクリル酸メチル系榭脂製の GI 型素線 11と、厚み tlが 0. 8mmの低密度ポリエチレン製の被覆層 12を有している。この実施例 1の POFケーブル 10を 50mに切断し、その両端にコネクタ 13を取り付けて、伝送損失を測定したところ、光源波長 650nmにて 160dBZkmであった。また、この POFケーブル 10の一部である 20mを直径 200mmの束状に巻き、図 3に示すように結束位置力もケーブル端部までの区間 L1を 100mmとして、コネクタ 13を光プラグ固定治具としての保持部 23により保持し、コネクタ 13の近傍に発生するケーブル余長の垂れ下がり自重に起因する曲がりの半径 R2を測定したところ、 8mmであり、この曲がりに起因する損失増加は 0. ldBであった。また、コネクタを取り付ける際の施ェ容易性については、作業者によるコネクタの取付時間を測定することにより行った

。実施例 1の POFケーブルでは、被覆除去、プラグ固定、余長カット、端面仕上げの各処理総合時間は 35秒であった。なお、後述する実施例 2から比較例 5まで、コネクタの取付は実施例 1と同一の作業者によって実施された。

[0058] 〔実施例 2〕

コア径 D1を 200 μ m、素線 11の外径 D2が 750 μ mとした以外は実施例 1と同じ条件で製造した。このときに、伝送損失は、光源波長 650nmにて 170dBZkmであつた。また、この POFケーブル 10を実施例 1と同じ条件で自重による曲がりの半径 R2 を測定したところ、実施例 1と同じく 8mmであり、この曲がりに起因する損失増加は 0 . 05dBであった。また、コネクタを取り付ける際の施工容易性を測定したところ、作業時間は実施例 1と略同じの 37秒であった。

[0059] 〔実施例 3〕

コア径 D1を 500 μ m、素線 11の外径 D2が 1000 μ mとした以外は実施例 1と同じ条件で製造した。このときに、伝送損失は、光源波長 650nmにて 150dBZkmであつた。また、この POFケーブル 10を実施例 1と同じ条件で自重による曲がりの半径 R 2を測定したところ、 12mmであり、この曲力^に起因する損失増加は 0. ldBであつた。また、コネクタを取り付ける際の施工容易性を測定したところ、作業時間は実施例 1と略同じの 36秒であった。

[0060] 〔比較例 1〕

被覆層の厚み tlを 0. 1mmとした以外は実施例 1と同じ条件で製造した。このときに、伝送損失は、光源波長 650nmにて 160dBZkmであった。また、この POFケーブル 10を実施例 1と同じ条件で自重による曲がりの半径 R2を測定したところ、 5mm であり、この曲がりに起因する損失増加は 0. 5dBであった。また、コネクタを取り付けるために市販のワイヤストリッパにより被覆を除去する工程で、素線に傷を付けてしまつた。その後同様の作業を繰り返したが、やはり素線に傷が付けてしまうことが多かつた。

[0061] 〔比較例 2〕

被覆層の厚み tlを 1. 5mmとした以外は実施例 3と同じ条件で製造した。このときに、伝送損失は、光源波長 650nmにて 150dBZkmであった。また、この POFケーブル 10を実施例 1と同じ条件で自重による曲がりの半径 R2を測定したところ、 15m mであり、この曲力^に起因する損失増加は 0. OldBであった。しかしながら、ケープル径が 3mmを超えてしまい、市販の POF用コネクタへの取付けを行うことができなかつた o

[0062] 〔比較例 3〕

被覆層の厚み tlを 0. 5mmとし、約 6, 000デニールのァラミド繊維製抗張力線を被覆層内に配置した以外は実施例 1と同じ条件で製造した。このときに、伝送損失は、光源波長 650nmにて 160dBZkmであった。また、この POFケーブル 10を実施例 1と同じ条件で曲がりの半径 R2を測定したところ、 6mmであり、この曲がりに起因する損失増加は 0. 3dBであった。また、コネクタを取り付ける際の施工容易性を測定したところ、作業時間は 120秒であった。

[0063] 〔比較例 4〕

コーティングが施されたガラス光ファイバで外径が 0. 25mmで、抗張力体を有する被覆層の厚みが 0. 875mmのものを用いて、プラグ取付作業を行った。被覆層の除去、抗張力体の切除、一次被覆除去、コーティング除去、余長切断、プラグ組み付け •接着、端面研磨と各処理工程が多ぐしかも抗張力体の除去等に時間が掛かり、総合作業時間は、 5分弱となった。また、現場取付型プラグは高価であり、屋内配線などには不向きであることが判った。

[0064] 〔比較例 5〕

CAT5eのケーブルを用いて、プラグ取付作業を行った。外被除去、対線撚り戻し、対線を順番に配列、余長切断、プラグ取付などの工程があり、 90秒の作業時間となつた。また、撚り戻しは 12. 7mm以下、ピンアサインに注意、並行敷設は避ける、余長束卷き径を大きくするなどの要注意項目が多ぐ熟練を要する作業であった。産業上の利用可能性

[0065] 本発明は、光伝送などに利用されるプラスチック光フアイノ^特に屋内や構内にお V、て他の機器と着脱自在に設けられるプラスチック光ファイバ及びこのプラスチック光ファイバを用いた通信システムに好ましく適用される。

Claims

請求の範囲

[1] 導光部であるコア、及び前記コア内に光を封じるためのクラッドを有する光ファイバ素線と、前記光ファイバ素線を覆うように設けられる被覆層とを備えるプラスチック光ファィバケーブルであり、

前記コアの外径が 200 μ m以上、前記光ファイバ素線の外径が 750 μ m以上であり、前記被覆層は、前記プラスチック光ファイバケーブルの一端を保持部により水平に保持した状態で前記端部から 100mmの位置の前記プラスチック光ファイバケープルに前記プラスチック光ファイバケーブル 20m分に相当する重量を加えたとき、前記保持部近傍に発生する曲がりの半径が 7mm以上となる硬さをもち、且つ抗張力線を含まないことを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。

[2] 前記被覆層は、前記プラスチック光ファイバケーブル 20m分を外径 200mmの環状にしてバンドで括り、前記バンドから前記環状部分の外側に 100mmの位置の前記プラスチック光ファイバケーブルを前記端部として前記保持部により水平に保持したとき、前記環状部分の自重により前記保持部近傍に発生する曲がりの半径が 7mm 以上となる硬さを持つことを特徴とする請求項 1記載のプラスチック光ファイバケープル。

[3] 前記コアの外径が 500 μ m以下、前記光ファイバ素線の外径が 1000 μ m以下であることを特徴とする請求項 1記載のプラスチック光ファイバケーブル。

[4] 前記被覆層の厚みは 0. 2mn！〜 1. 2mmの範囲であることを特徴とする請求項 1記載のプラスチック光ファイバケーブル。

[5] 請求項 1から 4 、ずれか 1項に記載のプラスチック光ファイバケーブルを光伝送機器間に接続したことを特徴とする通信システム。

[6] 前記光伝送機器に接続するために、前記プラスチック光ファイバの端部にコネクタが取り付けられており、前記コネクタが 3個以下の部品から構成されていることを特徴とする請求項 5記載の通信システム。

[7] 前記コネクタは、フエルールが一体ィ匕されたプラグノヽウジングとプラグカバーとを含むことを特徴とする請求項 6記載の通信システム。