JPH0616128B2 - 光ファイバーケーブル製作方法 - Google Patents

光ファイバーケーブル製作方法

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JPH0616128B2
JPH0616128B2 JP59034138A JP3413884A JPH0616128B2 JP H0616128 B2 JPH0616128 B2 JP H0616128B2 JP 59034138 A JP59034138 A JP 59034138A JP 3413884 A JP3413884 A JP 3413884A JP H0616128 B2 JPH0616128 B2 JP H0616128B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は光ファイバーを有する海底通信ケーブルの製作
方法に関する。
同軸海底通信ケーブルはアナログ電話通信用に製造され
てきた。これらのケーブルは、低温、高い圧縮力及び腐
蝕水のようないくつかの明らかな環境上の要因に耐える
ように製造されていた。加えて海底ケーブルはケーブル
敷設及び修復作業中、遭遇する大きな引張応力及び曲げ
応力に耐えるようにつくられていた。
光フアイバ通信技術の分野における進歩によりいくつか
の実用的な光フアイバ通信システムが実現可能となつ
た。デイジタルフオーマツト、広帯域、中継器間隔が長
いことの如きこれらのシステムの特徴により、チヤンネ
ル距離当り比較的低価格のものができるようになつた。
低価格になるという可能性により、光フアイバーを含む
海底通信ケーブルが今日のアナログ同軸通信ケーブルに
代るべきものとして魅力的なものとなる。
これまででは、光フアイバーを含む海底ケーブルは、例
えば米国特許４，１５６，１０４号に記載されるよう
に、フアイバが埋め込まれているコアによつて、中心の
単フアイバから単離した撚り鋼線を含んでいた。
海底通信システムに使用する光フアイバを含むケーブル
を製造する際、問題が生じている。ケーブル内に含まれ
た光フアイバーの実測された損失は、ケーブル内のひず
みに依存する。ケーブルの製造中、敷設中、もしくはケ
ーブルシステムの作動中におけるケーブル内のひずみの
大きな変動により、始動、敷設及び海底通信システムの
作動の工程が複雑となる。
発明の要旨 この問題は、以下に述べる工程により光フアイバーケー
ブルを製造することによつて解決される。光フアイバを
含むケーブルコアを接着剤でもつて被覆する。鋼線の層
をケーブルコア上の接着剤の回りに巻きつける。ガイド
金属管を鋼線の層のまわりにおおうように形成する。鋼
線の層上へ金属管を型込めする。
詳細な説明 添付図面を参照し以下の詳細な説明を読みすすむことに
よつて更によく本発明が理解できるであろう。
第１図は、光信号伝送用に配置された光フアイバを包含
する海底通信ケーブルの断面１０を示してある。このケ
ーブルはコア１２、撚り鋼線１３、円筒状導体管１４、
及び絶縁体と保護ジヤケツト１６を含んでいる。
第２図に示すように、ケーブルのコアは、中心の細長い
強化部材すなわちキングワイヤ１８とエラストマー２２
内に埋め込まれた光フアイバー２０と、エラストマーを
囲んでいるポリマー外被２３とを含んでいる。
第２図に示すように、中心の細長い強化部材すなわちキ
ングワイヤ１８は、コア及びケーブル製造過程中コア１
２に強度を与える円形断面を有する線材である。通常は
高強度銅被覆鋼が使用される。キングワイヤ１８の直径
は通常０．８ミリメートルである。キングワイヤ１８の
最小の断面寸法は、ケーブルの製造過程で必要とされる
引張強度及び曲げ強度によつて決定される。ケーブルコ
ア製造過程中、キングワイヤは主たる強化部材として用
いられる。コアは、２つの作業により製造される。各々
の作業中、キングワイヤは、材料が段階的に添加される
際に、種々の装置を通して、完成しつつあるコアを引張
るために用いられる。コアの製造ののち、ケーブルは更
に２つの作業により製造される。
ケーブルが完全に製作されたのち、フアイバ通信システ
ムが海洋底で布設され、作動されている間、キングワイ
ヤ１８は、監視、保守、及び制御情報の低周波数の信号
送信に使用される同軸ケーブル装置の中心導体の役目を
する。この同軸中心導体機能により、キングワイヤは、
電解銅の同じサイズのワイヤの導電率のすくなくとも４
０％の導電率を有するように選択される。
信号法を使用せず大洋の温度よりはるかに大きい幅で変
化する周囲温度で作動する地上の通信システムで使用さ
れる別の装置では、中央の細長い強化部材は、高強度ガ
ラス特に、エポキシ又はポリエステルのようなポリマー
内に埋め込まれた高強度ガラスの束のようなもので製作
することができる。
エラストマー２２は、デユポン社（Ｅ． Ｉ． du Pont
de Nemouro and Company）からハヒトレル（HYTREL）
の名で市販されると共に第１コア製作作業中にキングワ
イヤ１８に塗布される押出クラツド熱加塑性ポリエステ
ル等の光フアイバ包封体である。ハイトレル（ＨＹＴＲ
ＥＬ）ポリエステルの群を記述している詳細な情報は、
ラバー・エイジ １０４，３，１９７２年発行の３５頁
より４２頁（Rubber Age, 104, 3, pages 35-42(197
2)；１９７５年国際ワイヤ及びケーブルシンポジウムの
論文集２９２頁−２９９頁（Pro - ceedings of the in
ternational Wire and Cable Symposium pages 292-299
(1975)；及び重合体工業化学第１４巻１２号８４８頁−
８５２頁１９７４年１２月発行（Polymer Engineering
and Science , vol 14,No.12 pages 848-852(December
1974)）に表わされている。熱可塑性エラストマーは、
ケーブルの中央近くで鉄より線の内側で光フアイバを保
護するため、いくつかに離間した光フアイバーを完全に
包封している。この装置においてフアイバはケーブルの
曲げ中立軸近くに配置される。ケーブルが使用状態にあ
るときは、海底圧力は、ケーブルに対して実質対称的に
かかる。撚り鋼線装置を非常に小さな変形により海底の
圧力に耐えるように設計する。エラストマーはコア内の
各フアイバを完全に囲んでいるので、エラストマーが海
底の圧力により生じる何らかの残留局部負荷より各フア
イバーを単離するためのバツフアを形成する。その結
果、フアイバの微少曲がり及びこの微少曲がりより生じ
る関連した光学的損失が海底の圧力作用に対して、最小
限におさえられる。
第１のコア製作作業では、キングワイヤ１８を繰り出し
リールより制御可能張力及び制御可能な速度で巻き戻
す。そしてキングワイヤ１８を真直にし、トリクロルエ
タンで洗浄し、そして加熱する。熱可塑性エラストマー
２２の２つの層を熱いキングワイヤに塗布する。
塑性状態にある第１のエラストマー層を熱せられたキン
グワイヤのまわりに直に押し出す。いくつかの所定の
数、すなわち６乃至１２のグラスフアイバを第１のエラ
ストマー層の上にらせん状に敷設する。第２のエラスト
マー層もアモルフアス状態で押し出される。しかし第２
のエラストマー層は、第１のエラストマー層及びグラス
フアイバのまわりに直に押し出される。第２のエラスト
マー層は、フアイバ間で第１のエラストマー層と合体
し、以つてフアイバの各々をエラストマーで完全に囲
う。
第１のコア製作作業は、コアを巻き取りリールに巻きつ
ける前にコアを冷却するための水浴槽内を半完成コアが
通過することより完了する。
第２のコア製作作業では、エラストマーの外面を保護ナ
イロン外被２３で覆う。外被に使用されるこの種のナイ
ロンはナイロン6／12であるジテル１５３ＬＮＣ１０（Z
ytel 153 L NC 10）であり、これはデユポン社から供給
される。この外装は比較的高い融点２１３℃グレードを
有する。部分的に完成されたコアをリールから巻き戻
し、外被２３用のナイロンを可塑状態まで加熱し、エラ
ストマー２２をおおうように直に押し出す。この外被２
３によりコアが完成し、その完成したコアは冷却するた
め巻き取りリールに巻き取る前水浴槽にふたたび通過さ
せられる。
エラストマー２２がフアイバ２０を完全に囲い、ナイロ
ン外被２３がエラストマー２２を囲うので、ケーブルが
伸びたとき、フアイバがエラストマーとナイロン外装と
に追従する。
この完成したコア１２を第１図のケーブル１０内に製作
するには更に２つの作業が必要とされる。これらの作業
の第１の作業を第２，第３，及び第４図を参照し、記述
する。第４図の製造ラインで行なわれる第１のケーブリ
ング作業中、コア１２は、繰り出しリール４０から巻き
ほどかれ、ダンサー４１とガイド４２を通して引張ら
れ、イーストマン148（Eastman 148）と名付けられたも
ののような第２図のホツトメルト接着剤で被覆される。
第４図の接着剤塗布ステーシヨン４３は接着剤２５をあ
たため、ナイロン外被を被覆し、いくらかの過剰な接着
剤を除去する。このステーシヨン４３において、接着剤
を２２０゜〜２４０℃の範囲に加熱する。この温度は、
接着剤がナイロンをおおつて流れるように高められ、ナ
イロンを完全に被覆するのに十分に高い温度であるがコ
アに損傷を与えるにはひくすぎる温度である。ステーシ
ヨン４３内のちようつがい塗布ダイスにより、接着剤２
５は、第２図に示されるように、ナイロン２３上で一定
の厚さに塗布される。
接着剤を外被に塗布したのち、撚り鋼線の２つの層を、
接着剤を、おおうように置く。接着剤２５の量は、第３
図に示されるように外被を完全に被覆するに十分でか
つ、外被と撚り鋼線１３の第１の層のワイヤとの間のす
きまをほとんど満すに十分であるように選択される。こ
のすきまを完全に満してはならない。接着剤は数時間で
硬化する。この接着剤の硬化によりナイロン外被２３
と、撚り鋼線１３の内側層との間に堅固な結合が形成さ
れる。この結合は、クリープを防止しフアイバコアがケ
ーブル敷設中、ケーブル修繕中、及び稼働動作中撚り鋼
線に追従するように保証する。接着剤はこの結合がこれ
らの作業中、はずれないように選択される。
もう一度第１図によると、低周波数信号送信同軸ケーブ
ル装置の円筒状外側導体は、撚り鋼線１３と円筒状導体
管１４とによつて形成され、その両方ともコアの外側に
配置されている。
この撚り鋼線は、円形断面の撚れたワイヤの２つの層を
含んでいる。
鋼ストランドの内側層すなわち第１の層はコアの外側を
直接覆つて包みかつ接触している８本のワイヤを含んで
いる。これら８本のワイヤは、互いに摩擦接触状態でし
つかりとおかれほぼ同じ断面寸法である。このワイヤは
第４図内の撚り線装置４５の第１段まで位置し、円筒状
に形づくられた圧力保持器を形成し、その中でよられた
ワイヤはその円筒をつぶすことなく表面に沿つて連続的
に互いに押し合つている。
ケーブル内の鋼より合せは、又、より線装置４５の第２
段まで内側のより線をおおつて位置している１６本の鋼
ワイヤの外側層、すなわち第２の層を含んでいる。これ
らの１６本の鋼ワイヤは、第１図に示されるように大き
い直径のものと小さい直径のものとを含んでいる。それ
らはたがいにかつ内側のよりのワイヤと連続摩擦接触状
態で位置している。第２の層のこれらのワイヤは追加の
円筒状に形づくられた圧力保持器を形成し、その圧力保
持器はワイヤの内側層を適所に保持してもいる。鋼より
合せの第１及び第２の層は、第４図に示されるように、
閉鎖ダイス４７によつて、接着剤が被覆されたコアを伴
つて合わせられる。コアと接着剤と鋼ストランドの２つ
の層とを含む半完成ケーブルは、導体管に閉じこめる前
にトリクロロエタンの槽４８内で洗浄される。
第１図の非通気性の円筒状導体管１４は鋼ワイヤの外側
層を直接覆うように形成される。この非通気性の円筒状
導体管１４は、軟電解銅の溶接シーム管より形成され
る。この高い導電率を有する管は、(1)ケーブルに沿つ
て離隔されている電子中継器にパワーを供給するための
より直流電流路と、(2)フアイバーのための湿気障壁
と、(3)鋼ワイヤに関連して、前述の低周波数送信シス
テム用の円筒状外側導体とを提供する。
第４図の製造ラインでケーブル製作中、高導電率の軟銅
テープ５０は、洗浄され一定の巾に長手方向に細長く切
られ、そして細切断装置及び管形成圧延装置５１により
鋼ストランドのまわりに管状形に巻きつけられる。その
管は鋼と巻きつけられたものとの間にすきまを残しテー
プの端が接触するように鋼ストランドをゆるくおおつて
適合するような大きさにそろえられる。管形成圧延装置
５１を通過すると、テープ両側端は、連続シーム溶接装
置５３によつて、円筒状導体管１４内にともに溶接され
る。直ちにこの導体管は、型込め圧延装置５５を通して
圧延及び引き伸しにより、外側の鋼ストランド上へすえ
込まれ、第１図に示されるように外側の鋼ストランド内
の隣接するワイヤ間のすきま内にいくらかの銅を押し込
む。鋼の第２層の外側のすきま内へのこの銅の型込めは
鋼ストランドパツケージを特にケーブル取扱い作業中、
円筒形状に保つことの保証のたすけとなる。鋼ワイヤ下
への銅の型込めにより各ワイヤと銅との間に接触領域が
形成され、ストランドの円筒形状が保持され、そのあと
の取扱い中、鋼と銅とが追従することが保証される。
銅材の円筒状導体管１４がその場所で型づくりされたの
ち、伸びているケーブルは、トリクロロエチレンで最終
的に洗浄するため別の洗浄槽５７を通つて進む。プロセ
ス中、ここでは、ケーブルはダンサー５８を通つて進み
巻き取りリール６０上に巻き取られる。
続いて、単離した作業で、第１図に示される絶縁ジヤケ
ツト１６を銅材の円筒状導体管１４をおおうように押し
出す。ジヤケツトは低密度、天然ポリエチレンにより形
成されている。このポリエチレン押し出し過程中、鋼よ
り合せを含むケーブル及び銅材の円筒状導体管は、ポリ
エチレンが銅と結合するのに十分な高さの温度まで加熱
される。押し出し中ポリエチレンが容易に流れるよう
に、ポリエチレンは２１０℃〜２３０℃の温度範囲の可
塑状態にまで加熱される。銅材の円筒状導体管の温度
は、最低８０℃まで上昇する。ポリエチレンと銅との間
に形成される結合は、ケーブルの敷設作業中、修繕作業
中及びシステムの稼働作業中、ポリエチレンと銅とがた
がいに追従するに十分な強さである。この結合及び銅材
の円筒状導体管と鋼ストランドとの間のしめつけにより
ポリエチレンの外側ジヤケツトと鋼ストランドとも又た
がいに追従する。ジヤケツト、鋼ストランド及びコアが
すべて互いに追従するので、フアイバはケーブルの他の
成分と同じく引張られる。フアイバーが２パーセントの
ひずみまで保証試験されるので、それらのものは、ケー
ブルの敷設及び修繕作業中のひずみに対し破壊されるこ
となく耐えることができる。フアイバ内における光学的
損失は、ケーブル内の引張りひずみの変化にともないほ
んのわずかしか変化しない。フアイバー内の光学的損失
の変化は従来のケーブル設計により生じる損失の変化よ
りも大きくは変化しない。適切な光フアイバーについて
はＩＥＥＥの論文集１９７４年９月発行の１２８０頁か
ら８１頁（Proceedings of the IEEE, pages 1280-81 S
eptember 1974）；集積型光学及び光学的フアイバ通信
の国際会議の技術ペーパダイジエストの１９８１年４月
２６頁（Digest of Tech ・ Papers,International Conf
erence on Integrated Optics and Optical Fiber Comm
unications, page 26, April 1981）；シイー・エル・
イー・オー・1981ペーパ W6 6-1, 1981年６月号（CLE
O 1981, pager W6 6-1, June 1981）；及び１９８２年
４月の量子電子光学のＩＥＥＥジヤナル ＱＥ−１８巻
４号 ５０４頁から５１０頁（IEEE Journal of Quan
tum Electronics Vol.QE-18,No.4 pages 504-510,April
1982）に記載されている。フアイバ内の光学的損失
は、ケーブル内の引張りひずみの変化にともなつては従
来の方法でケーブル内につくられたフアイバ内の損失の
変化よりは非常に少くほんのわずかしか変化しない。第
５図はケーブル内のひずみにともなつてフアイバ内の光
学的損失がどのように変化するかを示している。実線６
２は本発明に従つて配置されるケーブルイ内のフアイバ
ーの光学的損失特性の変化を表わしている。光学的損失
は、０．５パーセントのひずみでキロメートル当りほぼ
０．０１デシベルである。点線６４は公知のケーブル機
構におけるフアイバーの光学的損失の変化を示す。線６
４は従来設計の光学的損失の変化を示し、０．５パーセ
ントのひずみでキロメートル当りほぼ０．１０デシベル
である。ケーブル成分をたがいに追従させ、ケーブル内
のひずみによつて、別に生じるわずかな曲がりを抑圧す
ることのできる新しい設計法によりひずみに対する光学
的損失を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、光フアイバーを含む通信ケーブルの実施例の
断面図； 第２図は、第１図のコアの拡大断面図； 第３図は、コアと第１図のケーブルのいくつかの補強部
材の部分との拡大断面図； 第４図は、通信用光フアイバーケーブル製造用製造ライ
ンの図式側面図；及び 第５図は、従来プロセスに従つて作成されたケーブル内
のフアイバの光学的損失と本願において開示されたプロ
セスに従つて作成された別のケーブル内のフアイバーの
光学的損失とを、ともにケーブル内の引張りひずみの関
数としての比較を示すグラフである。 〔主要部分の符号の説明〕 ケーブルコア……１２ 光フアイバー……２０ 接着剤……２５ 撚り鋼線……１３ 導体管……１４ 弾性物質……２２ 外被……２３
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバ−ト・フランクリン・グリ−ソン アメリカ合衆国07728ニユ−ジヤ−シイ・ モンマウス・フリ−ホ−ルド・ポ−テイ ジ・ドライヴ58 (72)発明者 ドン・アルドリツチ・ハドフイ−ルド アメリカ合衆国03862ニユ−ハンプシヤ −・ロツキンガム・ノ−ス・ハンプトン・ ポスト・ロ−ド71 (72)発明者 ジヨン・スミス・ベリ−・ロ−ガン・ジユ ニヤ アメリカ合衆国03820ニユ−ハンプシヤ −・ストラフオ−ド・ド−ヴア−・ベラミ −・ロ−ド38 (72)発明者 アルフレツド・ジヨ−ジ・リチヤ−ドソン アメリカ合衆国07747ニユ−ジヤ−シイ・ モンマウス・アバ−デ−ン・ランド−ル・ ウエイ610 (56)参考文献 特開 昭57−104910（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−66806（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−164308（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】強化鋼線を含む光フアイバーケーブルの製
    作方法において、 光フアイバーを含むケーブルコアを硬化性接着剤で被覆
    する工程； 該接着剤の硬化前に該接着剤被覆上に複数の強化鋼線か
    らなる撚り鋼線層を巻き付けて該コアの外表面と該撚り
    鋼線層の内表面との間の隙間を該接着剤で充填する工
    程； 該撚り鋼線層を覆うように導体管を形成する工程；及び 該撚り鋼線層上に該導体管を型込み、該導体管の内表面
    を該撚り鋼線の外表面に密着するよう押し込む工程とか
    らなる光フアイバーケーブルの製作方法。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の製作方法にお
    いて、前記ケーブルコアの外面がナイロン物質であり、
    前記ナイロン物質がホット・メルト接着剤で被覆され、 前記接着剤が２２０℃〜２４０℃の温度範囲で前記ケー
    ブルコアに塗布されることを特徴とする製作方法。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項又は第２項記載の製
    作方法において、 前記接着剤は、一定の厚さでケーブルコア上に塗布さ
    れ、その厚さが前記鋼線の層と前記ケーブルコアの表面
    との間の隙間をほとんど満たすに十分な量を提供するも
    のであることを特徴とする製作方法。
JP59034138A 1983-02-24 1984-02-24 光ファイバーケーブル製作方法 Expired - Lifetime JPH0616128B2 (ja)

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US06/469,430 US4538881A (en) 1983-02-24 1983-02-24 Optical fiber cable including a strain equalizing adhesive which constrains optical loss
US469,430 1983-02-24
US06/469,429 US4484963A (en) 1983-02-24 1983-02-24 Method for fabricating an optical fiber cable
US469,429 1983-02-24
US469429 1983-02-24
US469430 1983-02-24

Publications (2)

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JPS59164508A JPS59164508A (ja) 1984-09-17
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FR (1) FR2541782B1 (ja)
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