JP3490718B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents
光ファイバケーブルInfo
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- 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
- G02B6/4401—Optical cables
- G02B6/4407—Optical cables with internal fluted support member
- G02B6/4408—Groove structures in support members to decrease or harmonise transmission losses in ribbon cables
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Description
形成された溝に、光ファイバテープ心線が複数枚積層さ
れて収納されているスロット型の光ファイバケーブルに
関し、特に細径化された超高密度の光ファイバケーブル
に関する。
溝に、光ファイバテープ心線が複数枚積層された状態で
収納されているスロット型光ファイバケーブルは、比較
的多くの情報量に対応できることから、現在は中継用ケ
ーブルや公衆通信の加入者用ケーブルとして使用されて
いる。近年、情報のマルチメディア化が急速に進んでお
り、それに伴う情報の多様化・多量化などが予測され、
今後用いられる光ファイバケーブルには従来よりもさら
に多くの情報量に対応できることが要求される。
や中継器などと各家庭との間に接続される光ファイバケ
ーブルにも、より多くの情報に対応することが要求さ
れ、その結果、スロット型光ファイバケーブルには、こ
うした光ファイバケーブルとしての用途も期待されてい
る。
心にテンションメンバーを備えた長尺の収納部材の外周
面に形成された螺旋状の溝に光ファイバテープ心線を複
数枚、例えば4枚積層した状態で収納し、その外周に押
さえ巻テープを巻回し、さらにその外周にシースを設け
てなるものである。収納部材を構成する材料としては、
加工性・機械特性や価格的な面を考慮した上で、一般に
高密度ポリエチレンを用いている。
やすためには、光ファイバケーブル内に収納される光フ
ァイバの数を増やす、すなわち光ファイバテープ心線の
枚数を増やすことが最も容易である。当然のことなが
ら、単純に収納される光ファイバテープ心線の枚数を増
やすと、光ファイバケーブル外径が大きくなってしま
う。光ファイバケーブル外径が大きくなると、ケーブル
の曲げにくくなったり、ケーブルを管路内に布設する際
にケーブルが管路内に納まらなくなったりする問題が生
じる。また、大きくなったケーブル外径に合わせた治具
・工具等を新たに設計しなければならなくなる。したが
って、光ファイバケーブル内に収納される光ファイバテ
ープ心線の枚数を増やすには、光ファイバテープ心線自
体を光ファイバケーブルをより高密度に収納できる構造
にすることが必要となる。
の樹脂被覆層を薄肉化することが提案されている。スロ
ット型光ファイバケーブルに収納される従来の光ファイ
バテープ心線は、例えば125μmの光ファイバに被覆層
を施した光ファイバ素線を4本一列に並べ、その外周を
樹脂で一括被覆したものであり、その樹脂被覆層の肉厚
(ここでは、光ファイバの外周から光ファイバテープ心
線の樹脂被覆層の外周までの厚さをいう)は、通常120
〜150μmである。前述の手段は、樹脂被覆層の肉厚を1
20〜150μmから30〜100μmに薄肉化するものである。
この新たな構造の光ファイバテープ心線は、通常、薄肉
光ファイバテープ心線と呼ばれている。
高密度に溝内に収納したところ、光ファイバテープ心線
内の光ファイバに、マイクロベンドに起因する伝送ロス
の増加が起っていることが分かった。
部材に収納された光ファイバテープ心線のマイクロベン
ドによる伝送ロスの増加を極力抑え、収納部材に光ファ
イバテープ心線を高密度に収納することを可能とした光
ファイバケーブルを提供することを目的とする。
材と、前記収納部材の溝に収納された少なくとも1枚の
光ファイバテープ心線とを具備する光ファイバケーブル
であって、前記収納部材は異なる分子量分布を有する少
なくとも2種の混合材料で構成されていることを特徴と
する光ファイバケーブルを提供する。ここで、少なくと
も2種の混合材料は、少なくともポリスチレン基準分子
量分布において分子量3×104〜8×104の間に有する高
密度ポリエチレンと、少なくともポリスチレン基準分子
量分布において分子量7×104〜1.5×105の間に有する
高密度ポリエチレンとを含むことが好ましい。
収納部材と、前記収納部材の溝に収納された少なくとも
1枚の光ファイバテープ心線とを具備する光ファイバケ
ーブルであって、前記収納部材の螺旋状の溝の内壁面に
形成される突起物の高さが30μm以下であることを特徴
とする光ファイバケーブルを提供する。ここで、螺旋状
の溝に収納された光ファイバテープ心線の樹脂被覆層の
肉厚が30〜100μmであることが好ましい。
を示す図、 図2は本発明の光ファイバケーブルに用いられる薄肉
光ファイバテープ心線の一例を示す拡大説明図、 図3は本発明の第1の態様にかかる光ファイバケーブ
ルに用いられる収納部材の溝内に薄肉光ファイバテープ
心線が収納された状態を示す拡大説明図、 図4本発明の第2の態様にかかる光ファイバケーブル
に用いられる収納部材の溝内に薄肉光ファイバテープ心
線が収納された状態を示す拡大説明図、および 図5は本発明の第2の態様にかかる光ファイバケーブ
ルにおいて、突起物の高さと伝送ロスの増加との間の関
係を示す特性図である。
明する。
脂層を従来の135μmから70μmへと薄くした薄肉光フ
ァイバテープ心線を製造した。次いで、従来の収納部材
に従来よりも高密度に、具体的には、収納部材の各溝収
納される薄肉光ファイバテープ心線の枚数を従来の光フ
ァイバテープ心線の4枚から8枚へと増やした光ファイ
バケーブルを作製した。この作製した光ファイバケーブ
ルについて、ケーブル曲げやケーブル温度等の特性を測
定したところ、溝内に収納した光ファイバテープ心線内
の光ファイバに、マイクロベンドに起因する伝送ロス増
が発生していることが判明した。
伝送ロスの増加は、薄肉光ファイバテープ心線を従来の
収納部材に収納して形成した光ファイバケーブルのみに
発生することが確かめられた。また、この光ファイバケ
ーブルにおいてのみに伝送ロスの増加が発生する原因
は、高密度ポリエチレンによって構成された収納部材の
内壁面上に生じる突起物にあることが判明した。なお、
従来の光ファイバケーブルにおける収納部材の内壁面を
調査したところ、突起物は、内壁面のほぼ全面において
10個/mm2の割合で生じていた。また、突起物の高さは10
〜100μm(大部分が50〜70μm)であることも確認す
ることができた。
は、光ファイバテープ心線を収納する収納部材を細径化
することが考えられる。この場合は、光ファイバが収納
部材内で光学特性に影響のない状態で収納されている必
要があるために、収納スペースを小さくすることは、光
ファイバの側圧ロスの増加の観点から好ましくない。そ
こで、収納部材の溝スペースをそのままに維持し、収納
部材を薄肉化することにより、光ファイバケーブルを細
径化する方法が考えられる。
受ける外力による収納部材の変形で光ファイバテープに
側圧を与えないような機械的強度が収納部材を構成する
樹脂に要求される。この機械的強度は、材料の曲げ弾性
率が重要な要因となる。
様として、収納部材を構成する材料に異なる分子量分布
を有する少なくとも2種の混合材料を用いて、機械的強
度を維持しながら、光ファイバの伝送ロスの増加の原因
となる突起物の発生を防止することを達成し、第2の態
様として、突起物の高さを30μm以下に規定して光ファ
イバの伝送ロスの増加の原因となる突起物の影響を極力
小さくすることを達成する。
を有する少なくとも2種の混合材料で構成する。ここ
で、分子量分布が異なるとは、混合材料が例えば、低分
子量成分と高分子量成分の重合されたもの、あるいは混
合されたものであることを意味する。なお、分子量分布
において複数のピークを有する材料であれば、混合材料
とせず、単一の材料で用いることができる。
スチレン基準分子量分布においてポリスチレン基準分子
量3×104〜8×104の間にピークを有する材料と、少な
くともポリスチレン基準分子量分布においてポリスチレ
ン基準分子量7×104〜1.5×105の間にピークを有する
材料とを含むことが好ましい。また、後者の材料のポリ
スチレン基準分子量ピークは前者の材料のポリスチレン
基準分子量よりも高分子量側に存在する。なお、この場
合、上記分子量範囲以外にピークを有していても良い。
物質の溶出時間を測定し、分子量が既知であるポリスチ
レンの溶出時間をGPC(gel permeation chromatograph
y)を用いて下記の条件で測定して作成した検量線を用
いて、前記分子量未知の物質の溶出時間を換算して求め
た分子量をいう。
yl benzene) カラム :Shodex社製、AT−G+AT−806 M/S×2 温 度:カラムおよびインジェクター 145℃ 濃 度:0.1wt/vol% 流 速:1.0ml/分 標準試料:ポリスチレン 検出器 :示差屈折率検出器(RI) 上述した材料としては、光ファイバテープ心線を収納
するために要求される性能を考慮して、密度が0.94〜0.
97g/cm3である高密度ポリエチレン、密度が0.90〜1.30g
/cm3であるポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポ
リアミド樹脂やその他のエンジニアリングプラスチック
等を挙げることができる。これまでの長年にわたる使用
実績、加工性および価格等を考慮すると、高密度ポリエ
チレンが最も好ましい。なお、成形加工性を考慮する
と、混合する材料は、分子量分布が異なる同種の材料で
あることが好ましい。
が大きい範囲にピークを有する材料は、機械的特性を左
右する要素、例えば曲げ弾性率に寄与し、比較的ポリス
チレン基準分子量が小さい範囲にピークを有する材料
は、成形加工性を左右する要素、例えばメルトインデッ
クスに寄与する。したがって、前記材料を適当な割合で
混合することにより、機械的強度を維持しながら、光フ
ァイバの伝送ロスの増加の原因となる突起物の発生を防
止することができる。
光ファイバケーブルの曲げ易さを考慮すると180kg/mm2
以下であることが好ましく、光ファイバケーブルが受け
る側圧特性を考慮すると、80kg/mm2以上であることが好
ましい。
の内壁面上に生じる凸状の突起物の高さを30μm以下に
規定しているので、溝内に収納された光ファイバテープ
心線の肉厚がどのようなものであっても、突起物の影響
を受けない。すなわち、突起物の高さを30μm以下に規
定したので、溝内に収納された光ファイバテープ心線の
一部を圧迫して側圧を与えても、この側圧は光ファイバ
に対してマイクロベンドを起こすほど大きくないので、
伝送ロスの増加は起こらない。
バテープ心線に伝送ロス増を生じさせるわけではないこ
とを確認した。具体的には、突起物の高さと光ファイバ
テープ心線の肉厚の間には、密接な関係があり、両者が
ある条件を満足していれば、伝送ロス増が殆ど生じない
ことを見出した。例えば、光ファイバテープ心線の樹脂
被覆層の肉厚を従来の最小値である120μmより小さい3
0μmとした薄肉光ファイバテープ心線では、突起物の
高さが30μmを超える、例えば40μm程度になると、光
ファイバテープ心線の一部を圧迫して側圧を加え、この
側圧が光ファイバテープ心線内の光ファイバに対してマ
イクロベンドを起こさせ、伝送ロス増を大きくすること
が判った。
納されている光ファイバテープ心線の樹脂被覆層の肉厚
を30〜100μm以下に規定することにより、すなわち薄
肉光ファイバテープ心線にする。これにより、薄肉光フ
ァイバテープ心線を高密度に収納しても、突起物によっ
て、側圧によるマイクロベンドに起因する伝送ロスの増
加を抑制できる。
面に現れる凹凸の凸部とは異なる。したがって、本発明
において、収納部材の内壁面に突起物が存在するとは、
収納部材の内壁面が単に粗れている(表面粗さを規定し
ている)こととは異なる。
一実施例を示す図である。図中13は長尺のテンションメ
ンバーを示す。テンションメンバー13の外側には、その
長手方向に沿って収納部材11が設けられている。収納部
材11の外表面には、長手方向に沿って螺旋状の複数の溝
12が設けられている。それぞれの溝12内には、複数枚の
薄肉光ファイバテープ14が積層状態で収納されている。
薄肉光ファイバテープ14が収納された収納部材11の外周
には、押さえ巻テープ15が巻回されている。さらに、押
さえ巻テープ15の外周には、シース16が設けられてい
る。このようにして、光ファイバケーブル10が構成され
ている。
線、またはアラミド繊維やガラス繊維を含有するFRP(F
iber Reinforce Plastic)ロッド等を用いることができ
る。ここでは、外径1.2mmの単鋼線を用いている。
適宜設定することができる。ここでは、溝12の寸法は、
幅1.5mm、深さ4mmであり、溝12の数は5つである。ま
た、図1においては、溝12は長手方向において一方向に
回転するような螺旋状に形成されているが、収納部材11
の長手方向に平行にあるいは長手方向に対して所定の角
度を持って周期的にその向きを反転させた、いわゆる反
転螺旋(SZ)型に形成しても良い。また、収納部材11に
溝12を形成する方法としては、口金を回転させる押出成
形方法等を用いることができる。
テル、ポリプロピレン等からなるテープを用いることが
できる。押さえ巻テープ15の巻回の数については任意で
ある。ここでは、1/2ラップで1枚巻回している。
状低密度ポリエチレン等を用いることができ、シース16
は、押出被覆等の方法により設けることができる。な
お、シース16の厚さは、ケーブルの機械的特性およびコ
スト面を考慮して、1.5〜3.0μmであることが好まし
い。ここでは、ポリエチレン樹脂を厚さが2mmとなるよ
うに押出被覆している。
が4枚積層状態で収納されている。この薄肉光ファイバ
テープ心線14は、図2に示すように、例えば、外径125
μmの光ファイバ17に被覆を施した光ファイバ素線を4
本一列に並べ、紫外線硬化型樹脂等を用いて樹脂被覆層
18を形成してなるものである。なお、図中tは樹脂被覆
層18の肉厚を表わす。
分子量分布を有する少なくとも2種の混合材料で構成す
ることにより、図3に示すように、収納部材11の内壁面
がほぼ平滑な表面となり、光ファイバの伝送ロスの増加
の原因となる突起物の発生を防止することができる。ま
た、収納部材11の機械的強度も維持される。
溝12の内壁面に高さ30μm以下の突起物20が形成されて
いる。突起物20の高さhを制御する方法としては、以下
のような方法がある。
て収納部材を作製する。これは、突起物が収納部材を構
成する高密度ポリエチレンを重合する際の分散不良によ
り生じることを利用したものである。
起を生じない層を設ける。具体的には、突起を生じない
樹脂を塗布したり、このような樹脂により形成されたテ
ープを貼付したりする。
と押出機ヘッド部の間に装着するブレーカープレートの
スクリーンメッシュを変えることによって制御する。
ドに起因する伝送ロスの増加を抑制できる。
について説明する。
曲げ弾性率100kg/mm2で,ポリスチレン基準分子量分布
において、5×104付近の低分子量領域にピークを有す
る成分と、ポリスチレン基準分子量分布において、1.3
×105付近の高分子量領域にピークを有する成分とから
なる高密度ポリエチレンを用いて、本発明の光ファイバ
ケーブルを製造した。この光ファイバケーブルは、図3
に示す構造を有する収納部材を具備するものであった。
なお、前記高分子量領域にピークを有する高分子量成分
は機械的強度に大きく寄与し、前記低分子量領域にピー
クを有する低分子量成分は成形加工性に寄与する。
定仕様で評価を行った。なお、いずれの測定において
も、伝送ロス増が0.1dB以下を合格とし、伝送ロス増が
0.1dBよりも大きいものを不合格とした。
の曲げを加えた際の伝送ロス増を波長1.3μm帯で測定
した。
ィッチ状に挟んで、荷重500kgを加えた際の伝送ロス増
を波長1.3μm帯で測定した。
用ドラムに巻き付け、温度60℃の雰囲気中に放置し、24
時間後の伝送ロス増を波長1.3μm帯で測定した。
特性のいずれも合格であった。
度0.95g/cm3、曲げ弾性率90kg/mm2の高密度ポリエチレ
ンを用いた。
バテープ心線14の樹脂被覆層18の外周までの厚さを肉厚
という)を30μm、40μm、70μm、100μmとした薄
肉光ファイバテープ心線14を作製した。次いで、上記
の方法により溝12の内壁面上の突起物20の高さhを、0
〜10μm、20〜30μmとした2種類の収納部材11を作製
した。具体的には、前者の収納部材11を作製したときは
400メッシュを4枚用い、後者の収納部材11を作製した
ときは300メッシュを3枚のスクリーンメッシュを用い
た。
れぞれ収納して、8種類の光ファイバケーブル10を製造
した。
同様にして評価を行った。その結果を下記第1表に示
す。
成される突起物の高さhが40〜50μm、60〜70μmであ
る収納部材を作製した。この収納部材に上記薄肉光ファ
イバテープ心線を収納した8種類の光ファイバケーブル
を製造した。
同様にして評価を行った。その結果を下記第2表に示
す。
m、150μmとした光ファイバテープ心線を用いて、突
起物の高さhが0〜10μm、20〜30μm、40〜50μm、
60〜70μmである収納部材に光ファイバケーブルを収納
した8種類の光ファイバケーブルを製造した。
同様にして評価を行った。その結果を下記第2表に示
す。
溝内壁面の突起物の高さが30μm以下の収納部材を用い
た光ファイバケーブルでは、光ファイバテープ心線の肉
厚に係わらず、光ファイバケーブルの曲げ測定、光ファ
イバケーブルの側圧特性、および光ファイバケーブルの
温度特性のいずれにおいても合格した。したがって、突
起物の高さが30μm以下であれば、たとえ、突起物が光
ファイバテープ心線の一部を圧迫してその部分に側圧を
加えても、この側圧が光ファイバテープ心線内の光ファ
イバに対してマイクロベンドを起こすほど大きくはない
ので、伝送ロスの増加を起こさないことが実証された。
図5は、突起物の高さと伝送ロスの増加との間の関係を
示す特性図である。図5から、突起物の高さが30μm以
下であれば、伝送ロスの増加を起こさないことが分か
る。
が100μm以下となっても、溝の内壁面の突起物の高さ
が30μm以下のものは、光ファイバケーブルの曲げ測
定、光ファイバケーブルの側圧特性、および光ファイバ
ケーブルの温度特性のいずれにおいても合格した。した
がって、本発明の光ファイバケーブルは、特に光ファイ
バテープ心線の樹脂被覆層の被覆肉厚が100μm以下で
あるときに顕著な効果が得られることが分かった。
テープ心線、すなわち、肉厚が120〜150μmである光フ
ァイバテープ心線を用いれば、突起物の高さが40〜70μ
mの従来の収納部材であっても、各評価に合格すること
が分かる。また、念のため、従来の光ファイバテープ心
線を突起物の高さが30μm以下の本発明の収納部材に収
納した光ファイバケーブルを製造して評価したところ、
予測通り各評価に合格することが確認された。
なる分子量分布、すなわちポリスチレン基準分子量分布
において異なった位置にピークを有する少なくとも2種
の混合材料で構成されているので、機械的強度を維持し
ながら、光ファイバの伝送ロスの増加の原因となる突起
物の発生を防止することができる。
材の螺旋状の溝は、その内壁面に発生する突起物の高さ
が30μm以下であるので、溝内に収納された光ファイバ
テープ心線は突起物の影響を受けない。すなわち、突起
物の高さが30μm以下であるので、溝内に収納された光
ファイバテープ心線の一部を圧迫して側圧を与えても、
この側圧は光ファイバに対してマイクロベンドを起こす
ほど大きくないので、伝送ロスの増加は起こらない。
は、より長尺の光ファイバテープ心線を溝内に収納して
も伝送ロス増が生じないという効果がある。また、被覆
厚を従来よりも薄くした光ファイバテープ心線に対して
も伝送ロスの増加は生じないので、薄肉の光ファイバテ
ープ心線を用いて光ファイバケーブルを製造することが
可能となる。したがって、従来の光ファイバケーブルに
比べて、収納部内の溝内により多くの光ファイバテープ
心線を収納することができる。また、溝内に収納する光
ファイバテープ心線の枚数が同じ場合には、光ファイバ
ケーブルの外径を細径化できる。
Claims (2)
- 【請求項1】外周面に螺旋状の溝を有する細長い収納部
材と、前記収納部材の溝に収納された少なくとも1枚の
光ファイバテープ心線とを具備する光ファイバケーブル
であって、前記収納部材は異なる分子量分布を有する少
なくとも2種の混合材料で構成され、前記少なくとも2
種の混合材料は、少なくともポリスチレン基準分子量分
布におけるピークをポリスチレン基準分子量3×104〜
8×104の間に有する低分子量ポリエチレンと、少なく
ともポリスチレン基準分子量分布におけるピークをポリ
スチレン基準分子量7×104〜1.5×105の間で、かつ前
記低分子量ポリスチレンのピークよりも高分子量側に有
する高分子量ポリエチレンとを含むことを特徴とする光
ファイバケーブル。 - 【請求項2】ポリエチレン樹脂を少なくとも主成分とす
る材料から成形加工された外周面に螺旋状の溝を有する
細長い収納部材と、前記収納部材の溝に収納された樹脂
被覆層の肉厚が30〜100μmである少なくとも1枚の光
ファイバテープ心線とを具備する光ファイバケーブルに
おいて、前記収納部材の螺旋状の溝の内壁の前記ポリエ
チレン樹脂を少なくとも主成分とする材料の表面には30
μmより高い突起物がないことを特徴とする光ファイバ
ケーブル。
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