KR20010057503A

KR20010057503A - Ribbon optical fiber

Info

Publication number: KR20010057503A
Application number: KR1019990060946A
Authority: KR
Inventors: 이현석
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2001-07-04
Also published as: KR100315476B1

Abstract

PURPOSE: A ribbon optical fiber is provided to effectively cope with an external impact by increasing tension and strength of the ribbon optical fiber. CONSTITUTION: A multi-core optical fiber(12) is used as a transfer medium of an optical signal, and multi-core tension lines(11) are arranged in parallel with both sides of each optical fiber(12). A covering(13) is coated so as to surround the optical fiber(12) and the tension line(11). The tension line(11) and the optical fiber(12) are arranged in turn and in line. The tension line(11) is arranged at both sides of the optical fiber(12) so as to protect the optical fiber(12) from an external impact forced to a ribbon optical fiber. The tension line(11) is made of fiberglass reinforced plastics, and the covering(13) is made of urethane acrylic material.

Description

리본 광섬유{RIBBON OPTICAL FIBER}Ribbon Optical Fiber {RIBBON OPTICAL FIBER}

본 발명은 광통신 시스템의 광신호 전송 매체인 광섬유에 관한 것으로서, 특히 다심의 광섬유를 구비하는 리본 광섬유에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fiber which is an optical signal transmission medium of an optical communication system, and more particularly to a ribbon optical fiber having a multi-core optical fiber.

광통신 시스템에서 광신호 전송 매체는 단면 형태가 원형인 광섬유, 단면 형태가 사각형인 광도파로가 통상적으로 사용되고 있다. 상기 사각형 광도파로는 실리콘 기판(silicon substrate)위에 다수의 박막을 코팅(coating)하여 광신호가 전파되는 코아(core)와 상기 코아를 둘러싸는 클래드(clad)를 구비하는 집적 소자에서 통상적으로 사용된다. 상기 사각형 광도파로는 초단거리를 연결하는 전송 매체로 사용되는 반면에, 상기 원형 광섬유는 광중계기들 사이를 연결하는 경우와 같은장거리 광통신 매체로 사용된다. 상기 원형 광섬유는 광케이블의 원통형 튜브(tube) 내에 나선형으로 느슨하게 꼬아진 형태로 배열될 수 있다. 이러한 형태의 광케이블을 루즈튜브 광케이블(loose tube optical cable)이라고 하며, 상기 광케이블 내에 실장된 각각의 광섬유는 독립적으로 취급된다. 상기 광섬유들은 피복 또는 코팅막 등으로 서로 결합 또는 연결되어있지 않기 때문에, 각 광섬유를 구별하기 위한 특별한 마킹(marking)을 필요로 한다. 예를 들어, 두 중계기들의 사이에 설치된 광케이블이 있다고 하고, 상기 광케이블에 실장된 어느 한 광섬유가 손상되었다고 하자. 광섬유가 손상된 지점의 광케이블을 절단하고 손상된 광섬유를 찾아내는 과정에 있어서, 각 광섬유를 구별해주는 마킹이 없다고 한다면 수 ㎛ 직경의 손상된 광섬유를 찾는데 상당한 어려움을 겪게 될 것이다.In optical communication systems, optical fibers having a circular cross section and optical waveguides having a rectangular cross section are commonly used. The rectangular optical waveguide is commonly used in an integrated device having a core through which a plurality of thin films are coated on a silicon substrate and a clad surrounding the core. The rectangular optical waveguide is used as a transmission medium for connecting very short distances, while the circular optical fiber is used as a long distance optical communication medium such as a connection between optical repeaters. The circular optical fiber may be arranged in a spirally twisted shape in a cylindrical tube of the optical cable. This type of optical cable is called a loose tube optical cable, and each optical fiber mounted in the optical cable is treated independently. Since the optical fibers are not bonded or connected to each other by a coating or a coating film or the like, they require special marking to distinguish each optical fiber. For example, suppose there is an optical cable installed between two repeaters, and any optical fiber mounted on the optical cable is damaged. In the process of cutting the optical cable at the point where the optical fiber is damaged and finding the damaged optical fiber, if there is no marking that distinguishes each optical fiber, it will be difficult to find a damaged optical fiber having a diameter of several micrometers.

반면에, 리본 광섬유(ribbon optical fiber)는 다심의 원형 광섬유를 일렬로 배열하고 그 둘레를 감싸도록 코팅을 하며, 통상적으로 그 일단의 광섬유에 마킹을 한다. 이러한 경우에, 상기 리본 광섬유의 어느 한 광섬유가 손상이 되었다고 한다면, 상기 마킹된 광섬유를 기준으로 상대적인 위치를 쉽게 파악할 수가 있는 것이다. 또한, 상기 다심의 리본 광섬유를 다수 적층한 구조, 즉 리본 광섬유 다발의 경우에도, 전체적인 매트릭스(matrix) 구조의 광섬유 배열이 리본 광섬유의 전체 길이에 대해 변하지 않는다. 따라서, 상기 광섬유 다발의 단면에서 볼 때 어느 한 모서리에 위치한 광섬유에 마킹을 한다면, 임의의 광섬유를 상기 마킹된 광섬유를 기준으로 하여 쉽게 찾아낼 수가 있다.Ribbon optical fibers, on the other hand, are arranged so that a plurality of circular optical fibers are arranged in a line and wrapped around the core, and are typically marked on one end of the optical fiber. In this case, if any of the optical fibers of the ribbon optical fiber is damaged, it is possible to easily determine the relative position with respect to the marked optical fiber. In addition, even in a structure in which a plurality of ribbon fibers of multiple cores are stacked, that is, in the case of ribbon fiber bundles, the optical fiber arrangement of the entire matrix structure does not change over the entire length of the ribbon fiber. Thus, if a marking is made on an optical fiber located at one corner when viewed in the cross section of the optical fiber bundle, any optical fiber can be easily found based on the marked optical fiber.

통상적으로, 광섬유는 금속 전선보다 넓은 대역폭, 작은 직경 및 높은 정보전송율과 같은 많은 이점을 가지고 있다. 반면에, 유리 재질로 만들어진 광섬유는 장력, 급격한 구부림 및 기타 다양한 스트레스(stress)에 손상을 입기가 쉽다. 특히, 광섬유는 길이 방향으로 가해지는 장력에 매우 약하다. 광섬유의 항장력을 측정하기 위하여 흔히 파괴장력 테스트(test)를 한다. 상기 파괴장력 테스트는 상기 광섬유를 길이 방향으로 잡아 당겨서 상기 광섬유가 파손되기 전까지 상기 광섬유의 전체 길이에 대해 몇 퍼센트(percent)나 늘어날 수 있는가를 측정하는 것이다.Typically, fiber optics have many advantages over metal wires, such as wider bandwidth, smaller diameters, and higher data rates. On the other hand, optical fibers made of glass are susceptible to tension, sharp bending and various other stresses. In particular, the optical fiber is very weak in the tension applied in the longitudinal direction. In order to measure the tensile strength of an optical fiber, a fracture tension test is often performed. The breaking tension test is to pull the optical fiber in the longitudinal direction to measure the percentage of the total length of the optical fiber before it breaks.

통상적인 광섬유는 파손 전에 전체 길이의 약 0.5% 정도 늘어나는 것으로 알려져 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 광케이블에 실장되는 광섬유는 어느 정도의 연입율을 가지는 것이 통상적이다. 상기 연입율은 광케이블의 전체 길이에서 실장된 광섬유의 여분의 길이가 차지하는 비율을 말한다. 이러한 어느 정도의 연입율을 가지는 광섬유는 장력이 가해졌을 경우에 여분의 길이가 펴짐으로 인하여 상기 장력에 대처할 수 있다.Conventional optical fibers are known to stretch by about 0.5% of their total length before breakage. In order to solve this problem, the optical fiber mounted on the optical cable generally has a certain penetration rate. The penetration rate refers to the ratio of the extra length of the mounted optical fiber to the total length of the optical cable. Such an optical fiber having a certain penetration rate can cope with the tension due to the extension of the extra length when the tension is applied.

상기한 연입율을 이용한 루즈튜브 광케이블 내에 실장되는 다심의 광섬유는 루즈튜브 내에 각각 독립적으로 느슨하게 나선형으로 감겨있기 때문에 장력 또는 구부러짐에 상당히 유연하게 대처할 수 있다. 리본 광섬유는 상술한 루즈튜브 내에 실장될 수도 있고, 상기 리본 광섬유를 외부 피복으로 둘러싸서 그대로 사용할 수도 있다. 전자의 경우에 상기 리본 광섬유 또는 리본 광섬유 다발이 느슨하게 나선형으로 감겨있다고 하더라도, 단일 광섬유에 비하여 그 연입율이 작을 수 밖에 없는 구조를 가지고 있다. 후자의 경우에 상기 리본 광섬유는 가해진 장력에 직접적인 충격을 받게 된다는 문제점이 있다. 따라서, 종래에는 상기 리본 광섬유를 보호하는 강체를 추가로 구비하여 가해진 장력에 대처하였다.Since the multicore optical fibers mounted in the loose tube optical cable using the above penetration rate are wound loosely spirally independently of each other in the loose tube, they can cope with tension or bending fairly flexibly. The ribbon optical fiber may be mounted in the above-described loose tube, or the ribbon optical fiber may be surrounded by an outer coating and used as it is. In the former case, even if the ribbon optical fiber or the ribbon optical fiber bundle is loosely wound in a spiral shape, its penetration rate is small compared to a single optical fiber. In the latter case, there is a problem that the ribbon optical fiber is directly impacted by the applied tension. Therefore, conventionally, a rigid body for protecting the ribbon optical fiber is further provided to cope with the applied tension.

또는, 다심의 광섬유를 각각 다층 코팅하고 전체를 피복으로 코팅함으로써 인장력 및 강도를 향상시키는 기술이 공지되어 있다. 이러한 리본 광섬유의 예로서, 토모유끼 핫토리(Tomoyuki Hattori) 등에 의해 발명되어 특허허여된 미국특허번호 제5,945,173호(METHOD OF MAKING OPTICAL FIBER RIBBON)에서는 다심의 광섬유를 각각 다층 코팅하고 다시 전체 광섬유들을 코팅하여 피복을 구비한 리본 광섬유 및 이의 제작 방법을 개시하고 있다.Alternatively, techniques are known for improving the tensile strength and strength by multi-layer coating each of the multi-core optical fibers and coating the whole with a coating. As an example of such a ribbon fiber, US Patent No. 5,945,173 (METHOD OF MAKING OPTICAL FIBER RIBBON), invented and patented by Tomoyuki Hattori et al. To provide a ribbon optical fiber with a coating and a method of manufacturing the same.

그러나, 종래에는 리본 광섬유의 자체적인 항장력 및 강도가 약하므로 리본 광섬유 내의 광섬유를 다층 코팅한다거나, 이와 달리 리본 광섬유의 주위에 강체를 추가적으로 구비함에 따라서 전체적인 광케이블의 제작 공정이 복잡해진다는 문제점이 있었다.However, in the related art, since the tensile strength and strength of the ribbon optical fiber are weak, there are problems in that the optical fiber in the ribbon optical fiber is multi-layer coated or, alternatively, an additional rigid body is provided around the ribbon optical fiber to complicate the overall optical cable manufacturing process.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 리본 광섬유 자체적인 인장력 및 강도를 증가시켜서 장력 또는 구부러짐과 같은 외부 충격에 효과적으로 대처할 수 있는 리본 광섬유를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a ribbon optical fiber that can effectively cope with external impacts such as tension or bending by increasing the tensile force and strength of the ribbon optical fiber itself.

본 발명의 다른 목적은 전체적인 리본 광섬유 광케이블의 제작 공정을 단순화할 수 있는 리본 광섬유를 제공하는데 있다.Another object of the present invention to provide a ribbon optical fiber that can simplify the manufacturing process of the entire ribbon optical fiber cable.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광신호를 전송하기 위하여하나 이상의 광섬유를 구비하는 리본 광섬유는,Ribbon optical fiber having at least one optical fiber for transmitting the optical signal according to the present invention for achieving the above object,

상기 광신호의 전송 매체인 1심 이상의 광섬유;At least one optical fiber which is a transmission medium of the optical signal;

상기 각 광섬유의 양 옆에 나란히 배열되는 2심 이상의 인장선; 및Two or more tensile lines arranged side by side of each optical fiber; And

상기 광섬유 및 인장선을 둘러싸도록 코팅되는 피복을 포함한다.A coating coated to surround the optical fiber and the tensile line.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 리본 광섬유의 단면도,1 is a cross-sectional view of a ribbon optical fiber according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 리본 광섬유가 적층되어 형성된 리본 광섬유 다발의 단면도.2 is a cross-sectional view of a ribbon optical fiber bundle formed by laminating a ribbon optical fiber according to the present invention.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 리본 광섬유의 단면도이다. 본 발명에 따른 리본 광섬유는 광신호의 전송 매체인 다심의 광섬유(12), 상기 각 광섬유의 양 옆으로 나란히 배열되는 다심의 인장선(11) 및 상기 광섬유(12) 및 인장선(11)을 둘러싸도록 코팅되는 피복(13)으로 구성된다. 상기 인장선(11)과 광섬유(12)가 일렬로 번갈아가며 배열되어 있다. 상기 인장선(11)은 상기 광섬유(12)의 양 옆으로 배열되어 상기 리본 광섬유에 가해지는 외부 충격으로부터 상기 광섬유(12)를 보호한다. 상기 인장선(11)은 강체로서 유리섬유 강화 플라스틱(fiberglass reinforced plastics)이 사용되었다. 상기 피복(13)은 자외선 경화수지이며, 우레탄 아크릴(urethane acrylic) 계열의 재질로 되어 있다. 자외선 경화수지는 액체 상태로 상기 광섬유(12) 및 인장선(11)에 코팅되며, 이후 자외선을 조사하면 경화되는 특성을 갖는다. 도 1에서는 3심의 광섬유(12)를 구비하는 리본 광섬유를 도시하고 있으며, 이에 따라 4심의 인장선(11)이 구비되어 있다. 또한, 상기 인장선(11)의 직경은 상기 광섬유(12)의 직경과 동일하거나 보다 크게 설정된다. 이러한 구조에서 얻어지는 이점은 크게 다섯 가지를 들 수가 있다.1 is a cross-sectional view of a ribbon optical fiber according to an embodiment of the present invention. Ribbon optical fiber according to the present invention is a multi-core optical fiber 12 that is a transmission medium of the optical signal, the multi-core tension line 11 and the optical fiber 12 and the tension line 11 arranged side by side of each optical fiber It consists of a sheath 13 coated to enclose it. The tension lines 11 and the optical fibers 12 are alternately arranged in a row. The tensile lines 11 are arranged on both sides of the optical fiber 12 to protect the optical fiber 12 from external impacts applied to the ribbon optical fiber. The tensile line 11 is used as a glass rigid glass fiber reinforced plastics (fiberglass reinforced plastics). The coating 13 is an ultraviolet curable resin, and is made of a urethane acrylic material. The ultraviolet curable resin is coated on the optical fiber 12 and the tensile line 11 in a liquid state, and has a property of curing after irradiation with ultraviolet rays. In FIG. 1, a ribbon optical fiber having a three-core optical fiber 12 is shown. As a result, a four-core tension line 11 is provided. In addition, the diameter of the tension line 11 is set equal to or larger than the diameter of the optical fiber 12. There are five major advantages to this structure.

첫 번째로, 상기 인장선(11)의 강도 및 항장력은 상기 광섬유(12)의 것보다 크며, 상기 인장선(11)과 광섬유(12)는 상기 피복(13)에 의해 일체형으로 구성되어 있다. 따라서, 상기 리본 광섬유는 상기 광섬유(12)의 길이방향으로 상기 리본 광섬유에 장력이 가해질 경우에 상기 인장선(11)에 의해 보강된 항장력으로 대처할 수 있게 된다.Firstly, the strength and tensile strength of the tensile line 11 is greater than that of the optical fiber 12, and the tensile line 11 and the optical fiber 12 are integrally formed by the sheath 13. Therefore, the ribbon optical fiber can cope with the tensile force reinforced by the tension line 11 when tension is applied to the ribbon optical fiber in the longitudinal direction of the optical fiber 12.

두 번째로, 상기 인장선(11)은 상기 광섬유(12)의 양 옆으로 배열되어 있으므로, 상기 광섬유(12)의 양 옆으로 가해지는 외부 충격에 대처할 수 있게 된다.Secondly, since the tensile line 11 is arranged on both sides of the optical fiber 12, it is possible to cope with an external shock applied to both sides of the optical fiber 12.

세 번째로, 상기 인장선(11)의 직경이 상기 광섬유(12)의 직경과 동일하거나, 바람직하게는 보다 크므로, 상기 광섬유(12)의 상하 방향으로 가해지는 외부 충격에 일차적으로 노출된다. 따라서, 상기 인장선(11)이 가해진 외부 충격을 흡수하여 상기 광섬유(12)를 보호하게 되는 것이다.Third, since the diameter of the tensile line 11 is equal to, or preferably larger than, the diameter of the optical fiber 12, the diameter of the tensile line 11 is primarily exposed to the external impact applied in the vertical direction of the optical fiber 12. Therefore, by absorbing the external shock applied to the tension line 11 to protect the optical fiber 12.

네 번째로, 본 발명에 따른 리본 광섬유가 광케이블에 실장될 때, 리본 광섬유 자체적인 항장력 및 강도가 향상됨으로 인하여 상기 리본 광섬유의 주위에 배열되는 추가적인 강체의 수량을 줄일 수가 있다.Fourth, when the ribbon optical fiber according to the present invention is mounted on the optical cable, it is possible to reduce the number of additional rigid bodies arranged around the ribbon optical fiber due to the improved tensile strength and strength of the ribbon optical fiber itself.

다섯 번째로, 리본 광섬유의 자체적인 인장력 및 강도를 향상시키기 위하여,상술한 종래 기술과 같이 리본 광섬유 내의 광섬유를 다층 코팅하는 것은 각각의 광섬유를 개별적으로 코팅해야한다는 공정상의 번거로움과 이에 따른 추가적인 장비를 구비해야 한다는 경제적인 어려움이 있다. 그러나, 본 발명에 따른 리본 광섬유의 제작 공정은 다심의 광섬유 및 인장선을 일렬로 번갈아가며 배열한다는 것을 제외하고는 종래의 리본 광섬유 제작 공정과 동일하다. 따라서, 종래의 리본 광섬유 제작 장치를 그대로 이용하여 본 발명의 리본 광섬유를 제작할 수 있는 것이다.Fifthly, in order to improve the tensile strength and strength of the ribbon optical fiber, multi-layer coating of the optical fiber in the ribbon optical fiber as in the above-described prior art requires the processing of the individual optical fibers and the additional equipment accordingly. There is an economic difficulty to be equipped with. However, the manufacturing process of the ribbon optical fiber according to the present invention is the same as the conventional ribbon optical fiber manufacturing process except that the multi-core optical fiber and the tension line are arranged alternately in a row. Therefore, the ribbon optical fiber of this invention can be manufactured using the conventional ribbon optical fiber manufacturing apparatus as it is.

즉, 본 발명에 따른 리본 광섬유의 제작 공정은, 다심의 광섬유 및 인장선을 일렬로 번갈아가며 배열하는 제1 단계; 상기 광섬유 및 인장선을 둘러싸도록 피복을 코팅하는 제2 단계; 상기 피복이 자외선 경화 수지인 경우에 상기 피복을 경화시키기 위하여 자외선을 조사하는 제3 단계로 구성될 수 있는 것이다.That is, the manufacturing process of the ribbon optical fiber according to the present invention, the first step of alternately arranging the multi-core optical fiber and the tensile line in a row; Coating a coating to surround the optical fiber and the tensile line; When the coating is an ultraviolet curable resin, it may be configured as a third step of irradiating ultraviolet rays to cure the coating.

도 2는 본 발명에 따른 리본 광섬유가 적층되어 형성된 리본 광섬유 다발의 단면도이다. 상기 리본 광섬유 다발을 구성하는 각 리본 광섬유는 광신호의 전송 매체인 다심의 광섬유(22), 상기 각 광섬유의 양 옆으로 나란히 배열되는 인장선(21) 및 상기 광섬유(22) 및 인장선(21)을 둘러싸도록 코팅되는 피복(23)으로 구성된다. 상기 리본 광섬유 다발은 도 1에 도시된 리본 광섬유를 적층한 구조를 가진다는 것 외에는 특이한 구성상의 어려움이 없으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.2 is a cross-sectional view of a ribbon optical fiber bundle formed by laminating a ribbon optical fiber according to the present invention. Each ribbon optical fiber constituting the ribbon optical fiber bundle is a multi-core optical fiber 22 which is an optical signal transmission medium, tension lines 21 arranged side by side of each of the optical fibers, and the optical fibers 22 and tension lines 21. ) Is coated with a coating (23) to enclose. Since the ribbon optical fiber bundle has a structure in which the ribbon optical fiber is stacked in FIG. 1, there is no specific configuration difficulty, a detailed description thereof will be omitted.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 리본 광섬유는 광섬유와 인장선을 번갈아가며 배열함으로써 자체적인 인장력 및 강도가 향상되고, 이에 따라 장력 또는 구부러짐과 같은 외부 충격에 효과적으로 대처할 수 있다는 이점이 있다.As described above, the ribbon optical fiber according to the present invention has an advantage that the tensile strength and strength of the ribbon optical fiber and the tension line is alternately arranged, thereby effectively coping with external impact such as tension or bending.

더욱이, 본 발명에 따른 리본 광섬유의 제작은 다심의 광섬유 및 인장선을 번갈아가며 배열한다는 것을 제외하고는 종래의 리본 광섬유 제작 공정과 동일하므로, 전체적인 광케이블의 제작 공정이 단순화된다는 이점이 있다.Furthermore, since the fabrication of the ribbon optical fiber according to the present invention is the same as the conventional ribbon optical fiber fabrication process except for alternating arrangement of multi-core optical fibers and tension lines, the manufacturing process of the entire optical cable is simplified.

Claims

광신호를 전송하기 위하여 하나 이상의 광섬유를 구비하는 리본 광섬유에 있어서,In the ribbon optical fiber having at least one optical fiber for transmitting an optical signal,

상기 광섬유 및 인장선을 둘러싸도록 코팅되는 피복을 포함함을 특징으로 하는 리본 광섬유.And a coating coated to enclose the optical fiber and the tensile line.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 인장선은 유리섬유 강화 플라스틱임을 특징으로 하는 리본 광섬유.The tensile line is a ribbon optical fiber, characterized in that the glass fiber reinforced plastic.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 피복은 자외선 경화수지임을 특징으로 하는 리본 광섬유.The coating is a ribbon optical fiber, characterized in that the ultraviolet curable resin.

제3항에 있어서,The method of claim 3,

상기 자외선 경화수지는 우레탄 아크릴 계열임을 특징으로 하는 리본 광섬유.The ultraviolet curable resin is a ribbon optical fiber, characterized in that the urethane acrylic series.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 인장선의 직경은 상기 광섬유의 직경과 동일하거나 보다 크다는 것을 특징으로 하는 리본 광섬유.And the diameter of the tensile line is equal to or larger than the diameter of the optical fiber.