WO2025178196A1 - 광케이블 - Google Patents

광케이블

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WO2025178196A1
WO2025178196A1 PCT/KR2024/015939 KR2024015939W WO2025178196A1 WO 2025178196 A1 WO2025178196 A1 WO 2025178196A1 KR 2024015939 W KR2024015939 W KR 2024015939W WO 2025178196 A1 WO2025178196 A1 WO 2025178196A1
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WO
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optical
cable
optical cable
cable jacket
cross
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Application number
PCT/KR2024/015939
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English (en)
French (fr)
Inventor
김정목
이유형
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LS Cable and Systems Ltd
Original Assignee
LS Cable and Systems Ltd
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/46—Processes or apparatus adapted for installing or repairing optical fibres or optical cables
    • G02B6/50—Underground or underwater installation; Installation through tubing, conduits or ducts
    • G02B6/52—Underground or underwater installation; Installation through tubing, conduits or ducts using fluid, e.g. air

Definitions

  • the present invention relates to an optical cable. More specifically, the present invention relates to an optical cable capable of pneumatic installation within a duct, which comprises an optical fiber ribbon capable of widthwise rollability, enabling the construction of a large-capacity optical communication network, and a fine-diameter optical cable that is flexible while minimizing room-temperature optical loss.
  • Multicore optical cables utilize multiple optical units, each comprised of a single optical fiber ribbon, connected in parallel and housed within a binding member. This allows for the simultaneous connection of multiple optical fibers constituting the cable, making it ideal for building large-capacity communications networks.
  • the multicore optical cable may be configured to include a rollable optical fiber ribbon that can be flexibly deformed by rolling or folding the optical fiber ribbon in the width direction to further increase the number of optical fiber cores accommodated within the same area of the cable.
  • an optical cable (100) comprises: at least one optical unit (10) comprising a plurality of optical fibers (11), a plurality of rollable optical fiber ribbons (11R) capable of being rolled in the width direction, and a binding member (12) binding the plurality of rollable optical fiber ribbons (11R); a cable jacket (30) wrapping the at least one optical unit (10); and four or more tensile members (20) embedded in the cable jacket (30) in the longitudinal direction of the cable and spaced apart from each other in the circumferential direction of the cable jacket (30); wherein the inner circumferential surface of the cable jacket (30) may have a non-circular cross-section in a cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the cable jacket (30).
  • the rollable optical fiber ribbon (11R) can be mutually bonded to a pair of adjacent optical fibers (11) through a bonding area formed by intermittently applying a bonding resin along the longitudinal direction of the optical fiber (11).
  • the optical cable (100) according to the present invention can increase the number of cores of optical fibers (11) accommodated in the optical cable (100) of the same area by having a rollable optical fiber ribbon (11R) that can be flexibly changed by rolling or folding the optical fiber ribbon in the width direction.
  • the optical cable (100) according to the present invention has two optical units (10) inside the cable jacket (30), and one optical unit (10) can accommodate six rollable optical fiber ribbons (11R) composed of twelve optical fibers (11), thereby providing a total of 144 optical fibers (11).
  • the optical cable (100) has four optical units (10), and one optical unit (10) can accommodate three rollable optical fiber ribbons (11R) composed of twelve optical fibers (11), thereby providing a total of 144 optical fibers (11).
  • the number of rollable optical fiber ribbons or optical fibers constituting one optical cable or optical unit can be increased or decreased.
  • At least one waterproof yarn (13) may be provided in the internal space of the binding member (12) constituting the above-mentioned optical unit (10) or in the empty space between different optical units (10) to provide waterproof performance.
  • a waterproofing material such as waterproof powder or waterproof jelly may be further provided in addition to the waterproof yarn (13).
  • tensile members (20) may be embedded in the cable jacket (30) along the length of the cable.
  • the plurality of tensile members (20) may distribute the tensile force, torsion, compressive force, or moment applied during the bobbin winding or laying process of the optical cable (100) to each tensile member (20), thereby preventing damage to the internal optical unit (10) and the optical fiber (11) constituting the same.
  • the tensile member (20) used in the optical cable (100) may be composed of a plastic material such as fiberglass reinforced plastic (FRP) or a metal material such as steel wire or stranded wire, and the tensile member (20) of the optical cable (100) according to the present invention may preferably be composed of an aramid reinforced plastic (ARP) material.
  • FRP fiberglass reinforced plastic
  • ARP aramid reinforced plastic
  • the plurality of tension members (20) may be provided spaced apart from each other in the circumferential direction of the cable jacket (30).
  • the plurality of tension members (20) are arranged at equal intervals from each other, and a pair of tension members (20) are arranged at positions facing each other at the center of the optical cable (100), so that a longitudinal tensile force can be uniformly provided in the circumferential direction of the cable jacket (30) by the plurality of tension members (20), and longitudinal shrinkage of the cable jacket (30) can be uniformly suppressed in the entire circumferential region of the cable jacket (30).
  • the optical cable (100) according to the present invention is characterized in that the inner circumferential surface of the cable jacket (30) has a non-circular cross-section based on a cross-section cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cable jacket (30).
  • the inner circumferential surface of the cable jacket (30) may be configured with a fluting structure in which grooves and protrusions are repeatedly formed along the circumferential direction. That is, based on the cross-section of the optical cable (100), the inner circumferential surface area of the cable jacket (30) may have a shape other than a circular cross-section. In the case of a non-circular cross-section, the inner circumferential surface of the cable jacket may be configured with a shape other than a fluting structure in which grooves and protrusions are repeatedly formed, for example, various structures in which the thickness of the cable jacket is variable.
  • the concave portion and the protruding portion of the inner surface (30i) of the cable jacket (30) may have a curved shape without a discontinuity.
  • the inner surface of the cable jacket (30) may have a shape in which the concave portion and the protruding portion are continuously connected in a curved shape without a sharp part or a discontinuity. If the concave portion and the protruding portion are not connected in a curved shape as in FIG. 3, there is a risk that interference may occur between the inner surface of the cable jacket and the optical unit, resulting in damage to the optical unit.
  • the internal empty space of the cable jacket (30) can be increased compared to the case where the inner circumferential surface (30i) of the cable jacket (30) is configured in a circular cross-section.
  • the shape of the binding member (12) of the optical unit (10) accommodated in the cable jacket (30) can be varied in response to the shape of the internal space of the cable jacket (30), and thus the internal empty space of the binding member (12) of the optical unit (10) accommodated in the cable jacket (30) can also be expanded.
  • the ratio (R A ) of the angle ( ⁇ 2 ) forming the convex portion on the inner surface (30i) of the cable jacket (30) from the center (C) of the optical cable (100) in a cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the cable jacket ( 30 ) to the angle ( ⁇ 1 ) forming the concave portion may be in the range of 1.10 to 2.00.
  • the angle ( ⁇ 2 ) forming each section on the inner surface (30i) of the cable jacket (30) is formed to be in the range of 1.10 to 2.00 times the angle ( ⁇ 1 ) forming each yoke, thereby reducing the thickness of the cable jacket (30) in the area corresponding to the yoke on the inner surface (30i) of the cable jacket (30), thereby sufficiently securing an empty space inside the inner surface (30i) of the cable jacket (30) while stably maintaining the structure of the optical cable (100) from external impact.
  • the main and the steel portion of the cable jacket (30) are set to a virtual circle (M) having a middle value between the outer diameter of the inscribed circle (I) of the inner surface (30i) of the cable jacket (30) and the outer diameter of the circumscribed circle (O) of the inner surface (30i), and can be distinguished based on the section where the virtual circle (M) intersects the inner surface (30i) of the cable jacket (30).
  • the optical fiber density ( ⁇ f ) can be expressed as the number of optical fiber (11) cores per unit area, and the optical fiber density ( ⁇ f ) for minimizing room temperature light loss can be 9 to 50 cores per unit area (1 mm 2 ), and preferably 10 to 36 cores or more per unit area (1 mm 2 ).
  • the optical fiber density ( ⁇ f ) of the optical unit (10) can be reduced without increasing the outer diameter of the optical cable (100), thereby minimizing the problem of optical characteristic deterioration at room temperature, and the flexibility of the optical cable (100) can be effectively improved.
  • the thickness and weight of the cable jacket (30) can be reduced by an area corresponding to the main portion of the inner surface (30i) structure of the cable jacket (30), thereby improving the flexibility of the optical cable (100).
  • the cable jacket (30) may not have a constant thickness in the circumferential direction, and preferably, the cable jacket (30) may have a shape in which the thickness increases and decreases repeatedly in the circumferential direction.
  • the cable jacket (30) may be configured such that the thickness in the area where the tension member (20) is embedded is greater than the thickness in the area where the tension member (20) is not embedded. That is, by adjusting and optimizing the circumferential thickness of the cable jacket (30) in consideration of the area where the tension member (20) is embedded inside the cable jacket (30), the weight of the cable jacket (30) can be effectively reduced, thereby improving the flexibility of the optical cable (100).
  • the optical cable (100) according to the present invention may be configured such that the inner circumference (30i) of the cable jacket (30) is non-circular as shown in FIGS. 2 to 5, but the outer circumference of the cable jacket (30) has a circular cross-section like the cable jacket (30) structure of a general optical cable (100).
  • the inner surface (30i) of the cable jacket (30) when the inner surface (30i) of the cable jacket (30) is non-circular and the outer surface of the cable jacket (30) is circular, the inner surface (30i) of the cable jacket (30) may have a concave portion and a convex portion alternately arranged, and the convex portion of the inner surface (30i) of the cable jacket (30) may be arranged at a position radially corresponding to the area where each tension member (20) is embedded inside the cable jacket (30).
  • the optical cable (100) according to the present invention may be configured such that the inner circumference (30i) of the cable jacket (30) is non-circular as shown in FIGS. 6 and 7, but the outer circumference of the cable jacket (30) is also non-circular.
  • both the inner surface (30i) and the outer surface of the cable jacket (30) are configured with a non-circular cross-section, for example, a fluting structure, the overall weight and thickness of the cable jacket (30) can be reduced compared to a case where only the inner surface (30i) of the cable jacket (30) is configured with a non-circular shape.
  • the cable jacket (30) can be removed from the outer surface of the cable jacket (30) in an area corresponding to the main portion of the fluting structure, so that the overall weight and thickness of the cable jacket (30) can be reduced, thereby further improving the flexibility of the optical cable (100).
  • both the inner and outer surfaces of the cable jacket (30) are configured as non-circular, but the outer surface of the cable jacket (30) may have a structure in which a plurality of protrusions (33) are formed.
  • a plurality of protrusions (33) may be formed separately on the outer surface of the cable jacket (30) to have different materials.
  • the plurality of protrusions (33) may be formed of the same polyethylene resin as the cable jacket (30) by being extruded integrally with the cable jacket (30).
  • a plurality of protrusions (33) formed on the outer surface of the cable jacket (30) can be continuously formed in the longitudinal direction of the optical cable (100), and each protrusion (33) is not limited to a triangular cross-sectional shape, and can be formed of protrusions of various shapes as long as it has a shape that can reduce the friction area between the inner surface of the duct (d) or micro duct (md) in which the optical cable (100) is laid, such as a shape in which fine-sized valleys and peaks are repeated, unlike the inner surface of the cable jacket.
  • the above-described plurality of protrusions can further reduce the contact area between the outer surface of the cable jacket (30) and the inner surface of the duct (d) or micro duct (md) in which the optical cable (100) is laid, similar to the embodiment illustrated in FIG. 7, thereby minimizing damage to the cable jacket (30) due to frictional force.
  • the cable jacket (30) above can have various exemplary structures within a range in which the inner circumferential surface (30i) of the cable jacket (30) is formed into a non-circular cross-sectional structure as illustrated in FIGS. 2 to 7, and the cable jacket (30) can be configured to have a minimum thickness of 1.6 millimeters (mm) or more in the circumferential direction at a key portion thereof.
  • the minimum thickness of the above cable jacket (30) at the main portion is less than 1.6 millimeters (mm)
  • the minimum thickness in the circumferential direction of the iron portion of the cable jacket (30) may be configured to be 2.0 millimeters (mm) or more so as to sufficiently protect the optical fiber (11) while embedding the tensile member (20).
  • the optical cable (100) cannot secure sufficient tensile strength and tensile strength, and the shrinkage reduction effect of the cable jacket (30) by the tensile member (20) cannot be secured.
  • the ratio (R B ) of the thickness of the iron portion of the cable jacket (30) to the thickness of the main portion of the cable jacket (30) may be configured to be 1.02 to 1.25.
  • the ratio (R B ) of the thickness at the ferrule of the cable jacket (30) to the thickness at the main portion of the cable jacket (30) is less than 1.02, the effect of increasing the cross-sectional area of the inner surface (30i) of the cable jacket (30) is minimal, and it may be difficult to make the optical cable (100) thinner while satisfying excellent optical fiber loss characteristics. If the ratio (R B ) is greater than 1.25, the external force is concentrated at the main portion of the cable jacket (30), and the structural stability of the optical cable (100) is lacking, and the bending characteristics may deteriorate.
  • the ratio (R C ) of the internal cross-sectional area of the inner circumferential surface (30i) of the cable jacket (30) to the cross-sectional area of the inscribed circle (I) of the inner circumferential surface (30i) may be 1.03 to 1.10.
  • the inscribed circle (I) means an imaginary circle having the minimum diameter based on an arbitrary point passing through the inner circumferential surface (30i) of the cable jacket (30).
  • the empty space is not formed sufficiently wide along the circumference of the inner circumference (30i) of the cable jacket (30) compared to the case where the inner circumference (30i) of the cable jacket is circular, and thus interference between optical fiber ribbons (11R) inside the optical unit (10) or interference between the inner circumference of the cable jacket (30) and the optical fiber ribbon (11R) cannot be sufficiently prevented.
  • a pneumatic transmission characteristic evaluation was performed to evaluate whether the length of the pneumatically transmitted optical cable (100) was 1 km or longer, a signal transmission characteristic evaluation was performed to evaluate whether the loss value satisfied 0.35 dB/km or less by measuring the optical signal loss at a wavelength of 1550 nm at room temperature (23°C) for the pneumatically transmitted sample, and a cable appearance evaluation was performed to evaluate whether deformation such as pressing, bending, or kinking occurred by visually checking the appearance of the pneumatically transmitted sample.

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Abstract

본 발명은 광케이블에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 덕트 내 공압 포설이 가능한 광케이블로서, 폭방향 롤링이 가능한 광섬유 리본을 구비하여 대용량 광통신망 구축이 가능하며, 유연성이 우수함과 동시에 상온 광손실을 최소화할 수 있는 세경 광케이블에 관한 것이다.

Description

광케이블
본 발명은 광케이블에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 덕트 내 공압 포설이 가능한 광케이블로서, 폭방향 롤링이 가능한 광섬유 리본을 구비하여 대용량 광통신망 구축이 가능하며, 유연성이 우수함과 동시에 상온 광손실을 최소화할 수 있는 세경 광케이블에 관한 것이다.
통신수요 증가에 따라 서비스의 다양화, 고속전송, 대용량, 다채널 등의 수요 충족을 위하여 다심 광케이블을 이용한 광통신망 구축의 필요성이 증가하고 있다.
다심 광케이블은 복수 개의 광섬유를 나란하게 접합하여 일체화한 광섬유 리본이 바인딩부재에 수용된 형태의 복수 개의 광유닛을 사용할 수 있다. 이 경우, 광케이블을 구성하는 복수 개의 광섬유의 일괄 접속이 가능하여 대용량 통신망 구축에 적합한 장점이 있다.
또한, 다심 광케이블은 동일 면적의 케이블 내 수용되는 광섬유 심선수를 더욱 증대시키기 위하여 광섬유 리본을 폭 방향으로 말리거나 접어 유연하게 변형 가능한 롤러블 광섬유 리본을 포함하여 구성될 수 있다.
일반적으로, 다심 광케이블을 포함하는 각종 케이블의 포설을 위한 관로가 구비되는 경우가 많다. 최근, 관로가 포화됨에 따라 관로 내 한정된 공간을 효율적으로 활용하기 위하여 다심 광케이블을 공압 포설하는 방법이 사용될 수 있다. 공압 포설은 공기 압력을 이용하여 케이블을 관로에 설치된 덕트 등에 불어넣어 포설하는 방식이다.
한편, 다심 광케이블의 공압 포설 과정에서 광케이블에 가해지는 물리적 충격 등에 의해 광섬유 리본 및 이를 구성하는 광섬유로 직접적인 응력이 가해질 수 있고, 이는 결과적으로 광섬유의 광손실을 발생시킬 수 있다.
그리고, 광케이블의 케이블 자켓은 내부의 광섬유을 보호하고 항장력을 제공함과 동시에 공압 포설시 중요한 특성 중 하나인 광케이블의 유연성을 결정하는 구성이므로 케이블 자켓의 외경, 두께 및 중량을 제어하는 것이 중요하다.
따라서, 덕트 내 공압 포설이 가능한 광케이블로서, 폭방향 롤링이 가능한 광섬유 리본을 구비하여 대용량 광통신망 구축이 가능하며, 유연성이 우수함과 동시에 상온 광손실을 최소화할 수 있는 세경 광케이블에 관한 요구가 크다.
본 발명은 덕트 내 공압 포설이 가능한 광케이블로서, 폭방향 롤링이 가능한 광섬유 리본을 구비하여 대용량 광통신망 구축이 가능하며, 유연성이 우수함과 동시에 광손실 특성을 향상시킬 수 있는 세경 광케이블을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수 개의 광섬유 및 상기 복수 개의 광섬유를 수용하는 튜브 형상의 바인딩부재를 포함하여 구성되는 하나 이상의 광유닛; 상기 하나 이상의 광유닛을 감싸는 케이블 자켓; 및 상기 케이블 자켓 내부에 케이블의 길이방향으로 매립되며, 상기 케이블 자켓의 원주방향으로 상호 이격되어 구비되는 4개 이상의 인장부재;를 포함하고, 상기 케이블 자켓의 길이방향에 수직한 단면에서 내주면은 원주방향을 따라 요부와 철부가 반복 형성되는 플루팅(fluting) 구조를 갖는 광케이블을 제공할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 광섬유는 폭방향 롤링이 가능한 복수 개의 롤러블 광섬유 리본 형상일 수 있다.
여기서, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 내주면의 요부와 철부가 곡선으로 연결되는 형상일 수 있다.
그리고, 상기 케이블 자켓의 길이방향에 수직한 단면에서 케이블의 중심으로부터 내주면의 철부를 형성하는 각도 대 요부를 형성하는 각도의 비율은 1.10 내지 2.00일 수 있다.
나아가, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 외주면은 원형 단면을 갖을 수 있다.
또한, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 외주면은 골과 마루가 반복 형성되는 구조를 갖을 수 있다.
여기서, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓은 상기 인장부재가 매립된 영역에서의 두께가 상기 인장부재가 매립되지 않은 영역에서의 두께보다 클 수 있다.
이 경우, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 철부는 상기 인장부재가 매립된 영역과 방사상으로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 요부에서 최소 두께는 1.6 밀리미터(mm) 이상일 수 있다.
또한, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 철부에서 최소 두께는 2.0 밀리미터(mm) 이상일 수 있다.
여기서, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 철부에서의 두께 대 상기 케이블 자켓의 요부에서의 두께의 비율은 1.02 내지 1.25일 수 있다.
나아가, 상기 광유닛은 개수가 1 내지 14개이며, 하나의 광유닛에 수용된 광섬유의 개수는 20 내지 150개일 수 있다.
이 경우, 상기 광유닛의 바인딩부재는 저연 무할로겐(LSZH) 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 광유닛의 바인딩부재는 아라미드(Aramid), 나일론(Nylon), 폴리에스터(Polyester) 또는 상기 재료를 하나 이상 포함하는 복합소재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 광유닛의 바인딩부재는 상기 케이블 자켓 내부에서 배치되는 공간의 형상에 대응하여 형상이 가변 가능할 수 있다.
여기서, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 광유닛 내부 또는 상기 광유닛 사이의 빈 공간에 적어도 하나의 방수 얀이 구비될 수 있다.
나아가, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 복수 개의 인장부재는 원주방향으로 등간격으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 복수 개의 인장부재는 서로 마주보는 위치에 한 쌍이 구비될 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 인장부재는 아라미드 강화플라스틱(ARP) 재질로 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 복수 개의 광유닛 외측을 감싸 바인딩하기 위한 보조 바인더가 구비될 수 있따.
또한, 상기 케이블 자켓 내측에 적어도 하나의 립코드가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 케이블 자켓은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 재질로 이루어질 수 있다.
나아가, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 내주면 내부 단면적 대비 상기 케이블 자켓 내 수용된 전체 광섬유의 총개수인 광섬유 밀도는 9심/mm2 내지 50심/mm2 일 수 있다.
또한, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 내주면 내부 단면적 대비 상기 케이블 자켓 내 수용된 전체 광섬유의 총개수인 광섬유 밀도는 10심/mm2 내지 36심/mm2 일 수 있다.
이 경우, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 내주면 내부 단면적 대 상기 케이블 자켓의 내주면의 임의의 지점 기준 최소 직경 가상원의 단면적의 비율은 1.03 내지 1.10 일 수 있다.
여기서, 상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 내주면 내부 단면적에 대한 상기 케이블 자켓의 내주면의 임의의 지점 기준 최대 직경 가상원의 단면적의 비율은 1.03 내지 1.50 일 수 있다.
본 발명에 따른 광케이블에 의하면, 케이블 자켓의 내주면이 비원형으로 구성되어 케이블 자켓의 길이방향으로 매립된 인장부재 영역 이외의 영역의 케이블 자켓의 두께를 줄여 광케이블의 충분한 유연성을 확보하면서도 케이블 자켓 내부의 빈 공간을 증가시켜 케이블 자켓 내부에 수용된 광섬유 리본들 간의 간섭, 그리고 케이블 자켓 내부와 케이블 자켓 내부에 수용된 광섬유 리본 사이의 간섭이 줄어들어 외부 응력에 의한 광섬유의 상온 광손실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광케이블에 의하면, 케이블 자켓 내부에 케이블의 길이방향으로 아라미드 강화 플라스틱(ARP) 재질 등의 복수 개의 인장부재를 매립함으로써 케이블 자켓의 길이방향 수축을 방지하고 광케이블의 인장강도를 충분히 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광케이블에 의하면, 광유닛 내 복수 개의 롤러블 광섬유 리본을 수용함에 따라 단위면적 당 광케이블 내 다심 광섬유를 구비하므로 대용량 광통신망 구축이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 광케이블이 덕트 내 공압 포설된 상태를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 광케이블의 하나의 실시예의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 광케이블의 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
도 4는 도 2에 도시된 광케이블에서 케이블 자켓 내주면에 형성된 요부 및 철부의 각도를 도시한 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 광케이블의 또 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 광케이블의 또 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 광케이블의 또 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 광케이블의 공압포설 시험에 사용된 시험설비를 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 도시한이다.
도 1은 본 발명에 따른 광케이블이 덕트 내 공압 포설된 상태를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 콘크리트 관로(W) 내부에는 원형 수용공간이 길이방향으로 길게 형성되며, 상기 수용공간에 덕트(d)가 설치되고, 상기 덕트(d) 내부에 복수 개의 마이크로 덕트(md)들이 번들 형태로 구비되어 있고, 본 발명에 따른 광케이블(100)은 덕트(d) 또는 마이크로 덕트(md) 내부에 공압 포설 또는 견인 포설 방식으로 포설될 수 있다.
상기 덕트(d) 및 마이크로 덕트(md)는 포설 과정 또는 포설 상태에서 본 발명의 광케이블(100)을 보호하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 최근에는 제한된 관로(W) 공간을 더욱 효율적으로 사용하기 위하여 덕트(d) 뿐만 아니라 마이크로 덕트(md)의 사용 빈도가 증가하고 있으며, 마이크로 덕트(md)의 내경(Dmd)은 더욱 소형화되는 추세이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광케이블(100)이 마이크로 덕트(md) 내 포설되는 경우, 마이크로 덕트(md) 내 구비되는 각각의 광케이블(100)의 외경(Dc)은 마이크로 덕트(md)의 내경(Dmd) 미만, 바람직하게 마이크로 덕트(md)의 내경(Dmd) 대비 약 80% 이하로 구성되어야 안정적인 장거리 공압 포설이 가능하다.
한편, 본 발명의 광케이블(100)이 마이크로 덕트(md) 내 공압 포설이 가능하도록 세경화되는 경우 상기 광케이블(100) 내부 공간이 축소되어 상기 광케이블(100)의 포설 과정에서 광케이블(100) 내 수용된 광섬유(11)로 응력(stress)이 가해져 광신호 손실이 유발될 수 있다.
따라서, 본 발명의 광케이블(100)을 마이크로 덕트(md) 내 공압 포설하기 위해서는 광케이블(100)을 세경화함과 동시에 광전송 특성을 유지해야 하며, 나아가 광케이블(100)의 유연성을 확보해야 하고 견인 포설도 가능하도록 충분한 인장강도를 확보해야 한다.
이하, 도 2 이하를 참조하여, 본 발명에 따른 광케이블(100)의 구조에 관해 상세하게 살펴본다.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 광케이블의 다양한 실시예의 단면도를 도시한다.
도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광케이블(100)은 복수 개의 광섬유(11)로 구성되며 폭방향 롤링이 가능한 복수 개의 롤러블 광섬유 리본(11R) 및 상기 복수 개의 롤러블 광섬유 리본(11R)을 바인딩하는 바인딩부재(12)를 포함하여 구성되는 하나 이상의 광유닛(10); 상기 하나 이상의 광유닛(10)을 감싸는 케이블 자켓(30); 및 상기 케이블 자켓(30) 내부에 케이블의 길이방향으로 매립되며, 상기 케이블 자켓(30)의 원주방향으로 상호 이격되어 구비되는 4개 이상의 인장부재(20);를 포함하고, 상기 케이블 자켓(30)의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓(30)의 내주면은 비원형 단면을 갖을 수 있다.
본 발명에 따른 광케이블(100)을 구성하는 광유닛(10)은 복수 개의 광섬유(11) 또는 복수 개의 롤러블 광섬유 리본(11R)과 이를 감싸는 하나 이상의 바인딩부재(12)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 광유닛(10)을 구성하는 롤러블 광섬유 리본(11R)은 복수 개의 광섬유(11)가 길이방향 나란하게 배치된 상태에서 접합되어 폭방향 롤링이 가능한 광섬유 리본(11R)일 수 있다.
여기서, 상기 롤러블 광섬유 리본(11R)은 복수 개의 광섬유(11) 중 인접한 한 쌍의 광섬유(11)는 광섬유(11)의 길이방향을 따라 접합용 레진이 간헐적으로 도포되어 형성된 접합 영역을 통해 상호 접합될 수 있다.
즉, 상기 롤러블 광섬유 리본(11R)은 접합용 레진이 도포되지 않은 비접합 영역에서 폭방향 롤링이 가능하므로 상기 롤러블 리본은 광케이블(100) 내부 공간에 효율적으로 수용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 광케이블(100)은 광섬유 리본이 폭 방향으로 말리거나 접혀 유연하게 변경 가능한 롤러블 광섬유 리본(11R)을 구비함으로써 동일한 면적의 광케이블(100) 내 수용되는 광섬유(11)의 심선수를 증대시킬 수 있다.
상기 롤러블 광섬유 리본(11R)을 구성하는 각각의 광섬유(11)는 직경이 200㎛ 이하인 세경 광섬유(11)가 인접 광섬유와 이격되어 간헐적으로 접합될 수 있고, 직경이 240㎛ 내지 260㎛인 일반 광섬유(11)가 이격되지 않고 인접 광섬유와 접촉하여 간헐적으로 접합될 수도 있다.
도 2 내지 도 7에 도시된 실시예에서 본 발명에 따른 광케이블(100)은 복수 개의 광유닛(10) 내부에 전체 144개의 광섬유(11)가 수용되고, 144개 광섬유(11)는 12개의 광섬유(11)로 구성된 폭방향 롤링이 가능한 12개의 롤러블 광섬유 리본(11R)을 구비하는 것으로 도시되었으나, 광유닛(10) 개수, 하나의 광유닛(10)에 구비되는 롤러블 광섬유 리본(11R)의 개수 및 하나의 롤러블 광섬유 리본(11R)을 구성하는 광섬유(11)의 개수 등은 광케이블(100)에 요구되는 전송 특성이나 용량 등에 따라 증감이 가능하다.
바람직하게, 상기 광유닛(10)은 개수가 1개 내지 14개이며, 하나의 광유닛(10)에 수용된 광섬유(11) 개수는 20개 내지 150개 범위로 구성될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 실시예의 경우, 본 발명에 따른 광케이블(100)은 케이블 자켓(30) 내부에 2개의 광유닛(10)을 구비하고, 하나의 광유닛(10)은 12개의 광섬유(11)로 구성된 6개의 롤러블 광섬유 리본(11R)을 수용하여 전체 144개 광섬유(11)를 구비할 수 있으며, 도 4에 도시된 실시예의 경우, 4개의 광유닛(10)을 구비하고, 하나의 광유닛(10)은 12개의 광섬유(11)로 구성된 3개의 롤러블 광섬유 리본(11R)을 수용하여 마찬가지로 전체 144개 광섬유(11)를 구비할 수 있다. 그러나 하나의 광케이블 또는 광유닛을 구성하는 롤러블 광섬유 리본 또는 광섬유의 개수는 증감 가능하다.
상기 광유닛(10)을 구성하는 바인딩부재(12)는 상기 광섬유(11) 또는 롤러블 광섬유 리본(11R)을 바인딩하기 위한 구성요소로서, 바람직하게는 원주방향으로 끊어짐이 없이 연속적인 튜브, 바인더사, 바인더 테이프, 와이어 형태 등으로 이루어질 수 있다.
상기 바인딩부재(12) 재질은 내열성을 가지면서도 경량이고 필요에 따라 투명성을 제공하는 폴리올레핀계 수지 재질일 수 있으며, 바람직하게 난연성이 우수하고 친환경적인 저연 무할로겐(low smoke zero halogen, LSZH) 재질로 이루어질 수 있다. 또한 충분한 인장강도, 유연성, 내구성을 확보하기 위해 제 아라미드(Aramid), 나일론(Nylon), 폴리에스터(Polyester) 또는 상기 재료를 하나 이상 포함하는 복합소재가 사용될 수도 있다.
그리고, 상기 바인딩부재(12)는 롤러블 광섬유 리본(11R)이 수용된 상태에서 원형 또는 타원형 등으로 유지될 수 있으나, 그 두께가 얇거나 비교적 낮은 경도, 낮은 탄성계수 또는 유연한 재질로 구성되어 상기 케이블 자켓(30) 내에서 배치되는 공간의 형상에 대응하여 형상이 가변되는 재질로 구성될 수 있다.
이와 같이, 상기 광유닛(10)은 이와 같은 구조의 바인딩부재(12)를 구비하여 광케이블(100)의 밴딩, 압축 또는 외부 충격이 가해지는 경우에도 바인딩부재(12)가 파단되지 않고 형상이 가변되므로 광손실 또는 광특성 열화를 최소화할 수 있다.
상기 광유닛(10)을 구성하는 바인딩부재(12) 내부 공간 또는 서로 다른 광유닛(10) 사이의 빈 공간에 적어도 하나의 방수 얀(13)이 구비되어 방수 성능을 제공할 수 있다. 이외에도 방수 성능을 강화하기 위하여 상기 방수 얀(13) 이외에도 방수 파우더 또는 방수 젤리 등의 방수재가 더 구비될 수 있다.
상기 케이블 자켓(30)은 복수 개의 상기 광유닛(10) 둘레를 전체적으로 감싸도록 구비될 수 있고, 내주면이 비원형 단면을 지닐 수 있다. 상기 케이블 자켓(30)의 형상에 관한 자세한 설명은 후술한다.
상기 케이블 자켓(30)은 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene; HDPE), 또는 중밀도 폴리에틸렌(Medium Density Polyethylene; MDPE) 등의 폴리에틸렌 수지로 이루어질 수 있으며, 바람직하게 상기 케이블 자켓(30)은 기계적 강도가 우수한 고밀도 폴리에틸렌 재질로 이루어질 수 있다.
상기 케이블 자켓(30) 내부에는 케이블의 길이방향으로 4개 이상의 인장부재(20)가 매립되어 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 인장부재(20)는 광케이블(100)의 보빈 권취 또는 포설 과정에서 가해진 인장력, 비틀림, 압축력 또는 모멘트가 각각의 인장부재(20)로 분산되도록 하여 내부의 광유닛(10) 및 이를 구성하는 광섬유(11)의 손상을 방지할 수 있다.
일반적으로, 광케이블(100)에 사용되는 인장부재(20)는 유리섬유 강화플라스틱(fiberglass reinforced plastic, FRP) 등의 플라스틱 재질 또는 강선, 강연선 재질 등의 금속 재질로 구성될 수 있으며, 본 발명에 따른 광케이블(100)의 인장부재(20)는 바람직하게 아라미드 강화플라스틱(aramid reinforced plastic, ARP) 재질로 구성될 수 있다.
이와 같이 상기 인장부재(20)가 아라미드 강화플라스틱(ARP) 재질로 구성되는 경우 광케이블(100)의 인장력이 강화되고 폴리에틸렌 재질의 케이블 자켓(30)의 수축이 감소되면서도, 광케이블(100)의 유연성이 확보되어 공압포설시 포설성을 향상시킬 수 있다.
상기 인장부재(20)는 단면이 원형일 수 있고, 그 직경은 0.4 밀리미터(mm) 내지 1.2 밀리미터(mm)로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 인장부재(20)는 상기 케이블 자켓(30)의 원주방향으로 상호 이격되어 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 복수 개의 인장부재(20)는 서로 등간격으로 배치되고, 한 쌍의 인장부재(20)는 각각 광케이블(100)의 중심에서 서로 마주보는 위치에 배치되도록 구성하여 복수 개의 인장부재(20)에 의해 상기 케이블 자켓(30)의 원주방향으로 균일하게 길이방향 인장력을 제공할 수 있고 상기 케이블 자켓(30)의 원주방향 전 영역에서 케이블 자켓의 길이방향 수축을 고르게 억제할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광케이블(100)은 케이블 자켓(30)의 길이방향과 수직한 방향으로 자른 단면 기준으로 상기 케이블 자켓(30)의 내주면이 비원형 단면을 갖는 것을 특징으로 한다.
도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면은 원주방향을 따라 요부와 철부가 반복 형성되는 플루팅(fluting) 구조로 구성될 수 있다. 즉, 상기 광케이블(100)의 횡단면 기준으로 상기 케이블 자켓(30)의 내주면 영역은 원형 단면이 아닌 형상을 지닐 수 있다. 원형 단면 형상이 아닌 경우라면 상기 케이블 자켓 내주면은 요부와 철부가 반복 형성되는 플루팅(fluting) 구조 이외의 형태, 예를 들면 케이블 자켓의 두께가 가변되는 다양한 구조로 구성될 수도 있다.
또한, 상기 케이블 자켓(30)의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)의 요부와 철부는 불연속점이 없는 곡선 형상을 지닐 수 있다. 바람직하게, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면은 요부와 철부가 뾰족한 부분 또는 불연속점 없이 곡선 형태로 연속적으로 연결된 형상을 지닐 수 있다. 만일 상기 요부와 철부가 도 3과 같이 곡선으로 연결되지 않을 경우, 상기 케이블 자켓의 내주면과 상기 광유닛 사이에 간섭이 발생해 광유닛이 손상될 위험이 있다.
이와 같이, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)이 비원형으로 구성되어 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)이 원형 단면으로 구성된 경우에 비해 상기 케이블 자켓(30)의 내부 빈 공간이 증가될 수 있다. 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 케이블 자켓(30)의 내부 공간 형상에 대응하여 상기 케이블 자켓(30) 내 수용된 광유닛(10)의 바인딩부재(12) 형상이 가변될 수 있으므로 상기 케이블 자켓(30)의 내부에 수용되는 상기 광유닛(10)의 바인딩부재(12) 내부 빈 공간도 마찬가지로 확장될 수 있다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 케이블 자켓(30)의 길이방향에 수직한 단면에서 광케이블(100)의 중심(C)으로부터 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)에서 철부를 형성하는 각도(θ2) 대 요부를 형성하는 각도(θ1)의 비율(RA)은 1.10 내지 2.00 범위일 수 있다.
즉, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)에서 각 철부를 형성하는 각도(θ2) 는 각 요부를 형성하는 각도(θ1)의 1.10배 내지 2.00배 범위가 되도록 형성하여, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 중 요부에 대응되는 영역에서 케이블 자켓(30)의 두께를 감소시킴으로써 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 내부 빈 공간을 충분히 확보하면서도 외부 충격으로부터 광케이블(100)의 구조를 안정적으로 유지할 수 있다.
여기서 상기 케이블 자켓(30)의 요부와 철부는 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)의 내접원(I)의 외경과 내주면(30i)의 외접원(O)의 외경의 중간 값을 갖는 가상의 원(M)을 설정하고, 상기 가상의 원(M)이 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)과 교차하는 구간을 기준으로 구분될 수 있다.
이에 따라, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 내부 단면적 대비 상기 케이블 자켓(30) 내 수용된 전체 광섬유(11)의 총개수인 광섬유 밀도(ρf)를 충분히 감소시킴으로써 광케이블(100)의 포설 과정에서 광케이블(100)의 밴딩, 압축 또는 바인딩부재(12)나 케이블 자켓(30)과 광섬유(11) 사이의 마찰 발생 시 광섬유(11)로 가해지는 응력에 의한 상온 광손실을 최소화할 수 있다.
여기서 상기 광섬유 밀도(ρf)는 단위면적 당 광섬유(11) 심선의 개수로 표현할 수 있고, 상온 광손실을 최소화하기 위한 상기 광섬유 밀도(ρf)는 단위면적(1mm2) 당 9심 내지 50심일 수 있며, 바람직하게는 단위면적(1mm2) 당 10심 내지 36심 이상일 수 있다.
즉, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)이 비원형으로 구성되어 광케이블(100)의 외경을 증가시키지 않으면서도 상기 광유닛(10)의 광섬유 밀도(ρf)를 감소시켜 상온에서의 광특성 열화 문제를 최소화할 수 있고, 광케이블(100)의 유연성이 효과적으로 향상될 수 있다.
상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)을 원형 단면으로 구성하는 경우에 비해 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)을 비원형으로 구성하는 경우, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 구조의 요부에 대응하는 영역만큼 상기 케이블 자켓(30)의 두께와 중량이 감소될 수 있으므로 광케이블(100)의 유연성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 케이블 자켓(30)은 원주방향으로 두께가 일정하지 않을 수 있으며, 바람직하게, 상기 케이블 자켓(30)은 원주방향으로 두께의 증가와 감소가 반복되는 형상일 수 있다.
여기서, 상기 케이블 자켓(30)은 상기 인장부재(20)가 매립된 영역에서의 두께가 상기 인장부재(20)가 매립되지 않은 영역에서의 두께보다 크게 구성될 수 있다. 즉, 상기 케이블 자켓(30) 내부에 인장부재(20)가 매립된 영역을 고려하여 상기 케이블 자켓(30)의 원주방향 두께를 조절 및 최적화함으로써 상기 케이블 자켓(30)의 중량을 효과적으로 감소시켜 광케이블(100)의 유연성을 향상시킬 수 있다.
일실시예로 본 발명에 따른 광케이블(100)은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)은 비원형으로 구성하되 상기 케이블 자켓(30)의 외주면은 일반적인 광케이블(100)의 케이블 자켓(30) 구조와 같이 원형 단면을 갖도록 구성할 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)은 비원형이고 상기 케이블 자켓(30)의 외주면은 원형인 경우, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)은 요부와 철부가 서로 번갈아 배치되되, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)의 철부는 상기 케이블 자켓(30) 내부에 각각의 인장부재(20)가 매립된 영역과 방사상으로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
또한, 다른 실시예로서 본 발명에 따른 광케이블(100)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)은 비원형으로 구성하되 상기 케이블 자켓(30)의 외주면 마찬가지로 비원형으로 구성할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)과 외주면은 모두 요부와 철부가 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 원주방향으로 반복 형성된 플루팅(fluting) 구조일 수 있으며, 상기 케이블 자켓(30)의 외주면과 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)은 서로 마주보는 방향에서 대응되는 형상을 지닐 수 있다.
이와 같이, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)과 외주면을 모두 비원형 단면, 예를 들면 플루팅(fluting) 구조로 구성하면 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)만 비원형으로 구성하는 경우에 비해 상기 케이블 자켓(30)의 전체 중량 및 두께를 감소시킬 수 있다.
즉, 도 2 내지 도 5를 참조한 설명과 마찬가지로 상기 케이블 자켓(30)의 외주면에서 플루팅 구조의 요부에 대응하는 영역만큼 상기 케이블 자켓(30)이 제거될 수 있으므로 상기 케이블 자켓(30)의 전체 중량 및 두께가 감소되어 광케이블(100)의 유연성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)과 외주면을 비원형으로 구성하는 경우 상기 케이블 자켓(30)의 외주면과 광케이블(100)이 포설되는 덕트(d) 또는 마이크로 덕트(md)의 내주면간 마찰 면적을 감소시켜 상기 케이블 자켓(30)의 파손 및 크랙 등을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면과 외주면은 모두 비원형으로 구성되되 상기 케이블 자켓(30)의 외주면은 복수 개의 돌기(33)가 형성된 구조일 수 있다.
복수 개의 돌기(33)는 상기 케이블 자켓(30) 외주면에 별도로 서로 상이한 재질을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 복수 개의 돌기(33)는 상기 케이블 자켓(30)과 일체로 압출되어 상기 케이블 자켓(30)과 동일한 폴리에틸렌계 수지로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 케이블 자켓(30) 외주면에 형성된 복수 개의 돌기(33)는 광케이블(100)의 길이방향으로 연속 형성될 수 있으며, 각각의 돌기(33)는 삼각형 단면 형상으로 제한되는 것이 아니며, 케이블 자켓의 내주면과 달리 미세한 크기의 골과 마루가 반복되는 형상과 같이 광케이블(100)이 포설되는 덕트(d) 또는 마이크로 덕트(md)의 내주면간 마찰 면적을 감소시킬 수 있는 형상이라면 다양한 형상의 돌기로 구성될 수 있다.
상기 복수 개의 돌기는 도 7에 도시된 실시예와 마찬가지로 상기 케이블 자켓(30)의 외주면과 광케이블(100)이 포설되는 덕트(d) 또는 마이크로 덕트(md)의 내주면 사이의 접촉 면적을 더욱 감소시켜 마찰력에 의한 케이블 자켓(30)의 손상을 최소화할 수 있다.
상기 케이블 자켓(30)은 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 형상이 비원형 단면 구조로 형성되는 범위에서 다양한 실시예의 구조를 지닐 수 있으며, 상기 케이블 자켓(30)의 요부에서 원주방향으로 최소 두께가 1.6 밀리미터(mm) 이상으로 구성될 수 있다.
상기 케이블 자켓(30)의 요부에서의 최소 두께가 1.6 밀리미터(mm) 미만인 경우 광케이블(100)의 유연성 측면에서 유리하지만, 상기 광케이블(100)의 인장강도 및 항장력이 저하되어 케이블 자켓(30)이 외부 마찰에 의해 쉽게 마모되거나 손상되고 케이블 자켓(30) 내부의 롤러블 광섬유 리본(11R) 및 이를 구성하는 광섬유(11)를 충분히 보호할 수 없다.
그리고 상기 케이블 자켓(30)의 철부에서 원주방향으로 최소 두께는 상기 인장부재(20)를 내장하면서도 광섬유(11)를 충분히 보호할 수 있도록 2.0 밀리미터(mm) 이상으로 구성될 수 있다.
상기 케이블 자켓(30)의 철부에서의 최소 두께가 2.0 밀리미터(mm) 미만인 경우 상기 광케이블(100)은 충분한 인장강도와 항장력을 확보하지 못하고, 상기 인장부재(20)에 의한 상기 케이블 자켓(30)의 수축 감소 효과도 확보할 수 없다.
또한, 상기 케이블 자켓(30)의 철부에서의 두께 대 상기 케이블 자켓(30)의 요부에서의 두께의 비율(RB)은 1.02 내지 1.25로 구성될 수 있다.
상기 케이블 자켓(30)의 철부에서의 두께 대 상기 케이블 자켓(30)의 요부에서의 두께의 비율(RB)이 1.02 보다 작으면 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 단면적 증가 효과가 미미하여 우수한 광섬유 손실특성을 만족하면서 광케이블(100)을 세경화하는 것이 어려울 수 있고, 상기 비율(RB)이 1.25 보다 크면 외력이 상기 케이블 자켓(30)의 요부에 집중되어 상기 광케이블(100)의 구조적인 안정성이 결여되어 굴곡 특성이 열화될 수 있다.
또한, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 내부 단면적 대 상기 내주면(30i)의 내접원(I) 단면적의 비율(RC)은 1.03 내지 1.10일 수 있다. 여기서 상기 내접원(I)은 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)을 지나는 임의의 지점을 기준으로 최소 직경을 갖는 가상원을 의미한다.
상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 내부 단면적 대 상기 내접원(I) 단면적의 비율(RC)이 1.03 보다 작으면 상기 케이블 자켓의 내주면(30i)이 원형일 경우와 대비하여 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 둘레를 따라 빈 공간이 충분히 넓게 형성되지 못하므로, 광유닛(10) 내부의 광섬유 리본(11R)들간 간섭 또는 케이블 자켓(30) 내주면과 광섬유 리본(11R) 사이의 간섭을 충분히 방지할 수 없다.
반면, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 내부 단면적 대 상기 내접원(I) 단면적의 비율(RC)이 1.10 보다 크면 상기 케이블 자켓(30)에서 요부의 비율이 지나치게 높아져 상기 케이블 자켓(30)이 광케이블(100) 내부에 수용된 광유닛(10)을 보호하는 기능이 전반적으로 열화될 수 있다.
또한, 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 내부 단면적에 대한 상기 내주면(30i)의 외접원(O) 단면적의 비율(RD)은 1.03 내지 1.50 범위인 것이 바람직하다. 여기서 상기 외접원(O)은 상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i)을 지나는 임의의 지점을 기준으로 최대 직경을 갖는 가상원을 의미한다.
상기 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 내부 단면적에 대한 상기 내주면(30i)의 외접원(O) 단면적의 비율(RD)이 1.03 보다 작으면 상기 케이블 자켓(30)의 요부 형성으로 인한 케이블 자켓(30)의 내주면(30i) 단면적 증가 효과가 미미할 수 있고, 상기 비율(RD)이 1.50 보다 크면 구조적 안정성이 열화될 수 있다.
[실시예]
아래 실험예에서 본 발명에 따른 광케이블(100)에 대한 공압포설 시험을 수행하였다.
상기 공압포설 시험은 도 8(a)와 같이 매크로벤딩 및 마이크로벤딩 구간이 다수 포함된 트랙을 사용하여, 도 8(b)와 같이 구현된 구간에 내경이 3mm이고 외경이 6mm인 마이크로덕트(230)을 설치하고, 상기 마이크로덕트(230)의 내부에 Plumettaz社의 공압포설장치 Minijet P400을 이용해 공압 송출을 진행하였다. 이 때, 공압 송출된 광케이블(100)의 길이가 1km 이상인지 여부를 평가하는 공압송출특성 평가, 공압 송출된 시료에 대해 상온(23℃)에서 1550nm 파장의 광신호 손실을 측정하여 손실값이 0.35 dB/km 이하를 만족하는지 평가하는 신호전송특성 평가, 및 공압 송출된 시료의 외관을 육안으로 확인하여 눌림, 굴곡, 킹크 등의 변형 발생 여부의 평가하는 케이블 외관 평가를 수행하였다.
평가 대상 시료는 도 2에 도시된 바와 같이, 외경이 250μm인 12심의 광섬유(11)로 구성된 롤러블 광섬유 리본(11R) 6개를 바인딩부재(12)로 감싸 수용하는 광유닛(10) 2개가 케이블 자켓(30) 내에 수용되는 144심 광케이블(100)이다. 상기 광케이블(100)에는 상기 케이블 자켓(30)에 8개의 인장부재(20)가 등간격으로 이격 배치되어 내장되고, 각 인접한 한 쌍의 인장부재(20) 사이에서 케이블 자켓(30)의 내주면에 요부가 형성되며 각 인장부재(20)에 대응되는 위치의 케이블 자켓(30)의 내주면에 철부가 동일하게 형성되었다. 또한, 상기 케이블 자켓(30) 압출시 10개의 시료에 각기 다른 다이스를 적용하여 각 시료의 요부와 철부의 구조와 형상이 상이하게 형성되도록 제작하여 각 시료가 공압송출특성, 신호전송특성, 케이블 외관 평가에서 요구되는 성능을 만족하는지 여부를 확인하였다.
시료 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
케이블 자켓 철부 형성 각도 대 요부 형성 각도 비율 (RA) 1.55 2.15 1.77 1.53 2.40 2.05 1.83 0.94 1.55 1.55
케이블 자켓 철부 두께 대 요부 두께 비율 (RB) 1.15 1.26 1.03 0.87 1.24 1.14 1.10 1.13 0.82 1.21
케이블 자켓 내주면 내부 단면적 대 내주면 내접원 단면적 비율 (RC) 0.83 1.09 1.03 0.85 0.93 1.22 1.09 1.06 0.89 1.04
케이블 자켓 내주면 외접원 단면적 대 내주면 내부 단면적 비율 (RD) 1.34 1.44 1.74 1.38 1.42 1.36 1.20 1.15 1.01 0.94
공압송출 O X X X O O O O X O
신호전송 X O O O O X O O X X
케이블 외관 O X X O X X O X X O
상기 표 1을 참조하면, 시료 1은 케이블 자켓 내주면 내부 단면적 대 내주면 내접원 단면적 비율(RC)이 낮아, 케이블 자켓(30) 내부 수용공간이 작아졌으며 이로 인해 공압 포설 과정에서 일부 광섬유(11)가 손상되어 신호전송특성이 열화되었고, 시료 2는 케이블 자켓 철부 두께 대 요부 두께 비율(RB)이 높아, 외부 충격으로부터 광케이블(100)의 구조를 안정적으로 유지하지 못해 광케이블(100)의 외관이 일부 변형되면서 공압 포설 특성을 만족하지 못하였다.
또한 시료 3은 케이블 자켓 내주면 외접원 단면적 대 내주면 내부 단면적 비율(RD)이 높아, 케이블 자켓(30)의 요부 영역이 넓어지면서 광섬유 보호 성능이 저하되고 광케이블(100)의 외관에 변형이 발생하였으며, 시료 4는 케이블 자켓 철부 두께 대 요부 두께 비율(RB)이 낮아 공압 포설시 외부 충격에 대한 저항력이 약해 굴곡 특성이 부족하여 공압 포설 특성을 만족하지 못하였다.
또한 시료 5는 케이블 자켓 요부 형성 각도 대 철부 형성 각도 비율 (RA)이 높아 외부 충격으로부터 광케이블(100)의 구조를 안정적으로 유지하지 못해 광케이블(100)의 외관이 일부 눌린 것을 확인하였고, 시료 6은 케이블 자켓 내주면 내부 단면적 대 내주면 내접원 단면적 비율(RC)이 높아 케이블 자켓(30)의 넓게 형성된 요부에 의해 내부 보호 기능이 약해져 일부 광섬유(11)에 스트레스가 가해져 신호전송특성이 열화되고 광케이블(100)의 외관이 일부 눌린 것을 확인하였다.
또한 시료 7은 본 발명의 광케이블(100)의 케이블 자켓(30)의 모든 요부와 철부 상호간 적절한 비율로 형성되고 배치되어 공압송출특성, 신호전송특성, 케이블 외관 평가를 모두 만족하였으나, 이에 반해 시료 8은 케이블 자켓 요부 형성 각도 대 철부 형성 각도 비율(RA)이 낮아 좁은 케이블 자켓(30)의 요부에 외부 충격이 집중되어 광케이블(100)의 외관이 일부 손상된 것을 확인하였다.
또한 시료 9는 본 발명의 광케이블(100)의 케이블 자켓(30)의 요부와 철부 상호간 적절한 비율 및 배치를 벗어나게 제작되어 공압송출특성, 신호전송특성, 케이블 외관 평가를 모두 만족하지 못하였고, 시료 10은 케이블 자켓 내주면 외접원 단면적 대 내주면 내부 단면적 비율(RD)이 낮아 케이블 자켓(30) 내부 수용공간이 작아 공압 포설 과정에서 일부 광섬유(11)에서 광섬유 간의 상호 가압으로 신호전송특성이 열화된 것을 확인하였다.
이와 같은 구조를 갖는 상기 케이블 자켓(30) 내측에 상기 복수 개의 광유닛(10) 외측을 감싸 바인딩하기 위한 보조 바인더(40)가 구비될 수 있다. 상기 보조 바인더(40)는 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate; PET) 재질의 바인딩 테이프 또는 바인딩 얀을 미리 결정된 피치 범위로 상기 복수 개의 광유닛(10) 외측에 횡권하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 보조 바인더(40)는 상기 케이블 자켓(30) 압출전 광유닛을 바인딩하여 구비될 수 있다. 상기 보조 바인더(40)는 상기 케이블 자켓(30) 압출 과정에서 상기 광유닛(10)의 바인딩 상태가 풀어지지 않도록 한다.
또한, 상기 케이블 자켓(30) 내측에 적어도 하나의 립코드(50)가 구비되어 상기 케이블 자켓(30)의 탈피를 용이하게 할 수 있다. 상기 립코드(50)는 폴리에스터 등의 고분자 수지나 아라미드 섬유 등으로 이루어질 수 있다. 바람직하게, 상기 립코드(50)는 케이블 자켓(30) 내부에 한 쌍이 구비될 수 있고, 각각의 립코드(50)는 케이블 중심에서 서로 마주보는 위치에 배치될 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 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.

Claims (26)

  1. 복수 개의 광섬유 및 상기 복수 개의 광섬유를 수용하는 튜브 형상의 바인딩부재를 포함하여 구성되는 하나 이상의 광유닛;
    상기 하나 이상의 광유닛을 감싸는 케이블 자켓; 및
    상기 케이블 자켓 내부에 케이블의 길이방향으로 매립되며, 상기 케이블 자켓의 원주방향으로 상호 이격되어 구비되는 4개 이상의 인장부재;를 포함하고,
    상기 케이블 자켓의 길이방향에 수직한 단면에서 내주면은 원주방향을 따라 요부와 철부가 반복 형성되는 플루팅(fluting) 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 광섬유는 폭방향 롤링이 가능한 복수 개의 롤러블 광섬유 리본 형상인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 내주면의 요부와 철부가 곡선으로 연결되는 형상인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이블 자켓의 길이방향에 수직한 단면에서 케이블의 중심으로부터 내주면의 철부를 형성하는 각도 대 요부를 형성하는 각도의 비율은 1.10 내지 2.00인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 외주면은 원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 외주면은 골과 마루가 반복 형성되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓은 상기 인장부재가 매립된 영역에서의 두께가 상기 인장부재가 매립되지 않은 영역에서의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 광케이블.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 철부는 상기 인장부재가 매립된 영역과 방사상으로 대응되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 요부에서 최소 두께는 1.6 밀리미터(mm) 이상인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 철부에서 최소 두께는 2.0 밀리미터(mm) 이상인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 철부에서의 두께 대 상기 케이블 자켓의 요부에서의 두께의 비율은 1.02 내지 1.25인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광유닛은 개수가 1 내지 14개이며, 하나의 광유닛에 수용된 광섬유의 개수는 20 내지 150개인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 광유닛의 바인딩부재는 저연 무할로겐(LSZH) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광유닛의 바인딩부재는 아라미드(Aramid), 나일론(Nylon), 폴리에스터(Polyester) 또는 상기 재료를 하나 이상 포함하는 복합소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 광유닛의 바인딩부재는 상기 케이블 자켓 내부에서 배치되는 공간의 형상에 대응하여 형상이 가변 가능한 것을 특징으로 하는 광케이블.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 광유닛 내부 또는 상기 광유닛 사이의 빈 공간에 적어도 하나의 방수 얀이 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 복수 개의 인장부재는 원주방향으로 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 복수 개의 인장부재는 서로 마주보는 위치에 한 쌍이 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 인장부재는 아라미드 강화플라스틱(ARP) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 광유닛 외측을 감싸 바인딩하기 위한 보조 바인더가 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 케이블 자켓 내측에 적어도 하나의 립코드가 구비되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 케이블 자켓은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 내주면 내부 단면적 대비 상기 케이블 자켓 내 수용된 전체 광섬유의 총개수인 광섬유 밀도는 9심/mm2 내지 50심/mm2 인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 내주면 내부 단면적 대비 상기 케이블 자켓 내 수용된 전체 광섬유의 총개수인 광섬유 밀도는 10심/mm2 내지 36심/mm2 인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 내주면 내부 단면적 대 상기 케이블 자켓의 내주면의 임의의 지점 기준 최소 직경 가상원의 단면적의 비율은 1.03 내지 1.10 인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 광케이블의 길이방향에 수직한 단면에서 상기 케이블 자켓의 내주면 내부 단면적에 대한 상기 케이블 자켓의 내주면의 임의의 지점 기준 최대 직경 가상원의 단면적의 비율은 1.03 내지 1.50 인 것을 특징으로 하는 광케이블.
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