JP7516241B2 - Fiber optic cable - Google Patents
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Description
本発明は、特に高温時の伝送損失増加を抑制可能な光ファイバケーブルに関するものである。 The present invention relates to an optical fiber cable that can suppress an increase in transmission loss, particularly at high temperatures.
近年、インターネットの普及に伴い、光ファイバを一般家庭に直接引き込んで高速通信サービスを実現するFTTH(Fiber To The Home)が急速に拡大している。一般に、FTTHに用いられる光ファイバケーブルには、大容量のデータ通信に対応すべく光ファイバの集合体が収容されている。 In recent years, with the spread of the Internet, FTTH (Fiber To The Home), which realizes high-speed communication services by directly installing optical fiber into ordinary homes, has rapidly expanded. In general, the optical fiber cables used for FTTH contain an assembly of optical fibers to handle large-volume data communication.
このような光ファイバケーブルとしては、間欠テープ心線を撚って光ファイバユニットを構成し、その光ファイバユニットをさらに撚ってケーブルコアとして、テンションメンバを埋め込んだ外被を被せるケーブルがある(特許文献1)。 One such optical fiber cable is one in which intermittent ribbon cores are twisted together to form an optical fiber unit, which is then twisted further to form a cable core, and then covered with an outer jacket containing an embedded tension member (Patent Document 1).
このように、一般的な光ファイバケーブルでは、光ファイバ心線同士を撚り合わせて光ファイバユニットを構成し、複数の光ファイバユニットが揃えられて、内側から外側に向けて層を形成しながら同心円状に撚り合わせられる。さらに、最外層の光ファイバユニットの外側には押さえ巻きが巻きつけられ、その外周に外被が押し出される。 In this way, in a typical optical fiber cable, optical fiber cores are twisted together to form an optical fiber unit, and multiple optical fiber units are aligned and twisted together concentrically, forming layers from the inside to the outside. In addition, a pressure wrap is wrapped around the outside of the optical fiber unit in the outermost layer, and an outer jacket is extruded around the outer circumference.
このような光ファイバケーブルが屋外環境に敷設されると、光ファイバケーブルの構成材の線膨張により、高温時には光ファイバケーブルは伸ばされ、低温時では光ファイバケーブルは収縮する。この際、一般にはポリエチレン等のプラスチックからなる外被と、鋼線やFRPからなるテンションメンバとの複合体である外被部の方が、ガラスと紫外線硬化樹脂からなる光ファイバよりも線膨張係数が大きい。このため、温度変化での伸縮が外被部と光ファイバとで異なり、高温環境下では光ファイバが引張歪みを受け、低温環境下では光ファイバが圧縮歪みを受ける。 When such an optical fiber cable is installed in an outdoor environment, the optical fiber cable is stretched at high temperatures and contracted at low temperatures due to the linear expansion of the components of the optical fiber cable. In this case, the linear expansion coefficient of the outer jacket, which is generally a composite of an outer jacket made of plastic such as polyethylene and a tension member made of steel wire or FRP, is greater than that of the optical fiber made of glass and ultraviolet curing resin. For this reason, the expansion and contraction caused by temperature changes differ between the outer jacket and the optical fiber, and the optical fiber is subjected to tensile strain in a high-temperature environment and compressive strain in a low-temperature environment.
図5は、複数の光ファイバユニット100が撚り合わせられた状態を示す概念図である。図示した例では、光ファイバユニット100が撚り合わせピッチp0で撚り合わせられた状態を示す。また、図6(a)は、撚り合わせられた光ファイバユニットを展開した状態を示す図である。図示したように、光ファイバユニットの層心径(断面における、その光ファイバユニットが巻き付けられる層の中心径)をd0とすると、1ピッチの光ファイバユニットの長さはl0で表される。この際、ピッチp0に対して、光ファイバユニットの長さl0がどれくらい長いかを、撚り込み率と定義する。すなわち、撚り込み率(%)=((l0/p0)-1)×100と定義される。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing a state in which a plurality of optical fiber units 100 are twisted together. In the illustrated example, the optical fiber units 100 are twisted together at a twisting pitch p 0. FIG. 6(a) is a diagram showing a state in which the twisted optical fiber units are unfolded. As illustrated, if the layer core diameter of the optical fiber unit (the central diameter of the layer around which the optical fiber unit is wound in the cross section) is d 0 , the length of the optical fiber unit per pitch is represented by l 0. In this case, the length l 0 of the optical fiber unit relative to the pitch p 0 is defined as the twisting ratio. In other words, the twisting ratio (%) is defined as ((l 0 /p 0 )-1)×100.
このような状態の光ファイバユニットを有する光ファイバケーブルを低温環境下に配置すると、前述したように外被部が収縮する。図6(b)は、外被部が収縮し、ピッチがp0からp1に変化した状態を示す展開図である。この場合、光ファイバユニット(内部の光ファイバ)が圧縮されるが、光ファイバがうねるように曲がることで圧縮歪が開放される。この際、外被の内部の空間が狭いと、光ファイバが均一に曲がることができず、局所的に小さい曲げ径で光ファイバが曲げられ、マクロベンドロス増の要因となる。これに対し、外被の内側に、ある一定の空隙を確保することで、低温時の伝送損失の増加を少なくすることができる。 When an optical fiber cable having an optical fiber unit in such a state is placed in a low-temperature environment, the jacket shrinks as described above. Fig. 6(b) is a development view showing a state in which the jacket shrinks and the pitch changes from p0 to p1 . In this case, the optical fiber unit (internal optical fiber) is compressed, but the optical fiber bends in a wavy manner, thereby releasing the compressive strain. In this case, if the space inside the jacket is narrow, the optical fiber cannot be bent uniformly, and the optical fiber is bent with a locally small bending diameter, which causes an increase in macrobend loss. In contrast, by ensuring a certain amount of space inside the jacket, the increase in transmission loss at low temperatures can be reduced.
一方で、光ファイバケーブルを高温環境下に配置すると、前述したように外被部が膨張する。図7(a)は、外被部が膨張し、ピッチがp0からp2に変化した状態を示す展開図である。この場合、光ファイバユニット(内部の光ファイバ)が引っ張られる。この場合、図7(b)に示すように、光ファイバユニットの層心径が小さくなることで(すなわち、層心径d0からd1に巻き締まることで)、光ファイバの引張歪が開放される。しかし、層心径が大きく変化すると、隣の光ファイバやバンドルテープから側圧を受け、マイクロベンドロス増を引き起こすおそれがある。 On the other hand, when an optical fiber cable is placed in a high-temperature environment, the jacket expands as described above. Fig. 7(a) is a development view showing a state in which the jacket expands and the pitch changes from p0 to p2 . In this case, the optical fiber unit (internal optical fiber) is pulled. In this case, as shown in Fig. 7(b), the layer core diameter of the optical fiber unit becomes smaller (i.e., the layer core diameter is tightened from d0 to d1 ), and the tensile strain of the optical fiber is released. However, if the layer core diameter changes significantly, the optical fiber receives lateral pressure from the neighboring optical fiber or bundle tape, which may cause an increase in microbend loss.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、特に高温時における伝送損失の増加を抑制することが可能な光ファイバケーブルを提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide an optical fiber cable that can suppress increases in transmission loss, especially at high temperatures.
前述した目的を達するために本発明は、複数の光ファイバ心線からなる光ファイバケーブルであって、複数の前記光ファイバ心線が撚り合わせられて光ファイバユニットが構成され、複数の前記光ファイバユニットが複数層に撚り合わせられ、室温において各層における前記光ファイバユニットの撚り込み率が、各層における前記光ファイバユニットの撚りピッチと層心径から計算される基準撚り込み率よりも大きく、各層における前記光ファイバユニットの撚り込み率と、各層における基準撚り込み率との差が、外層から内層に行くにつれて大きくなることを特徴とする光ファイバケーブルである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an optical fiber cable comprising a plurality of optical fiber cores, wherein a plurality of the optical fiber cores are twisted together to form an optical fiber unit, and wherein a plurality of the optical fiber units are twisted together in a plurality of layers, wherein the twisting ratio of the optical fiber units in each layer at room temperature is greater than a standard twisting ratio calculated from the twisting pitch and layer core diameter of the optical fiber units in each layer, and wherein the difference between the twisting ratio of the optical fiber units in each layer and the standard twisting ratio in each layer increases from the outer layer to the inner layer .
最内層の前記光ファイバユニットの撚り込み率と、最内層の基準撚り込み率の差が0.04%以上であることが望ましい。 It is desirable that the difference between the twist rate of the optical fiber unit in the innermost layer and the reference twist rate of the innermost layer be 0.04% or more.
最外層の前記光ファイバユニットの撚り込み率と、最外層の基準撚り込み率の差が0.015%以下であることが望ましい。 It is desirable that the difference between the twist rate of the optical fiber unit in the outermost layer and the reference twist rate of the outermost layer be 0.015% or less.
本発明によれば、予め、各層における光ファイバユニットの撚りピッチと層心径から計算される基準撚り込み率よりも、実際の光ファイバユニットの撚り込み率を大きくしておくことで、高温時においても、光ファイバユニットの撚りピッチの増加に追従させることができる。このため、光ファイバユニットの引張歪や、巻き締まりによる側圧等の増加に伴う損失増加を抑制することができる。 According to the present invention, by setting the actual twisting ratio of the optical fiber unit higher than the reference twisting ratio calculated from the twisting pitch and layer core diameter of the optical fiber unit in each layer in advance, it is possible to follow the increase in the twisting pitch of the optical fiber unit even at high temperatures. This makes it possible to suppress the increase in loss due to the increase in tensile strain of the optical fiber unit and the increase in lateral pressure due to tightening.
また、光ファイバユニットの撚り込み率と、各層における基準撚り込み率との差を、外層から内層に行くにつれて大きくすることで、より厳しい条件である内層側の光ファイバユニットの損失増加に対して効果的である。 In addition, by increasing the difference between the twist rate of the optical fiber unit and the reference twist rate in each layer from the outer layer to the inner layer, it is effective in dealing with the increased loss of the optical fiber unit in the inner layer, which is a more severe condition.
特に、最内層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最内層の基準撚り込み率の差を0.04%以上とすることで、より確実に損失増加を抑制することができる。 In particular, by making the difference between the twist rate of the optical fiber unit in the innermost layer and the reference twist rate of the innermost layer 0.04% or more, it is possible to more reliably suppress the increase in loss.
また、最外周は外被で押さえられるため、最外周の撚り込み率を大きくすると、外被からの側圧によって伝送損失の増加の恐れがあるが、最外層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最外層の基準撚り込み率の差を0.015%以下とすることで、その影響を抑制することができる。 In addition, since the outermost circumference is held down by the outer sheath, increasing the twist rate of the outermost circumference may increase transmission loss due to lateral pressure from the outer sheath, but this effect can be suppressed by keeping the difference between the twist rate of the optical fiber unit in the outermost layer and the reference twist rate of the outermost layer to 0.015% or less.
本発明によれば、特に高温時における伝送損失の増加を抑制することが可能な光ファイバケーブルを提供することができる。 The present invention provides an optical fiber cable that can suppress increases in transmission loss, especially at high temperatures.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は、光ファイバケーブル1の断面図である。光ファイバケーブル1は、スロットを用いないスロットレス型ケーブルであり、主にテンションメンバ9、外被13、ケーブルコア15等により構成される。
The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Fig. 1 is a cross-sectional view of an
ケーブルコア15は、複数の光ファイバユニット5が撚り合わせられて形成される。光ファイバユニット5は、例えば、複数本の光ファイバ心線3が撚り合わせられて形成される。すなわち、光ファイバケーブル1は、複数の光ファイバ心線3からなる。なお、光ファイバ心線3は、例えば、長手方向に対して間欠的に接着された、間欠接着型の光ファイバテープ心線である。
The cable core 15 is formed by twisting together a number of optical fiber units 5. The optical fiber unit 5 is formed, for example, by twisting together a number of
ケーブルコア15の外周には、押さえ巻き7が設けられる。押さえ巻き7は、テープ状の部材や不織布等であり、例えば縦添えによってケーブルコア15の外周を一括して覆うように配置される。すなわち、押さえ巻き7の長手方向が光ファイバケーブル1の軸方向と略一致し、押さえ巻き7の幅方向が光ファイバケーブル1の周方向となるようにケーブルコア15の外周に縦添えされる。
A pressure wrap 7 is provided on the outer periphery of the cable core 15. The pressure wrap 7 is a tape-like member or nonwoven fabric, and is arranged, for example, by being attached vertically so as to cover the entire outer periphery of the cable core 15. In other words, the longitudinal direction of the pressure wrap 7 is approximately aligned with the axial direction of the
光ファイバケーブル1の長手方向に垂直な断面図において、ケーブルコア15(押さえ巻き7)の両側方にはテンションメンバ9が設けられる。すなわち、一対のテンションメンバ9がケーブルコア15を挟んで対向する位置に設けられる。また、テンションメンバ9の対向方向と略直交する方向に、ケーブルコア15(押さえ巻き7)を挟んで対向するように引き裂き紐11が設けられる。
In a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the
ケーブルコア15の外周には、外被13が設けられる。テンションメンバ9および引き裂き紐11は、外被13に埋設される。すなわち、ケーブルコア15及びテンションメンバ9等を覆うように外被13が設けられる。外被13の外形は略円形である。外被13は、例えばポリオレフィン系の樹脂である。なお、テンションメンバ9、引き裂き紐11及び外被13を合わせて外被部と呼ぶ場合がある。 An outer sheath 13 is provided on the outer periphery of the cable core 15. The tension member 9 and the tear cord 11 are embedded in the outer sheath 13. In other words, the outer sheath 13 is provided so as to cover the cable core 15, the tension member 9, etc. The outer shape of the outer sheath 13 is approximately circular. The outer sheath 13 is, for example, a polyolefin-based resin. Note that the tension member 9, the tear cord 11, and the outer sheath 13 may be collectively referred to as the outer sheath portion.
次に、ケーブルコア15について詳細に説明する。前述したように、複数の光ファイバ心線3が撚り合わせられて光ファイバユニット5が構成される。また、複数の光ファイバユニット5が撚り合わせられてケーブルコア15が構成される。この際、複数の光ファイバユニット5は、複数層に撚り合わせられる。
Next, the cable core 15 will be described in detail. As described above, the optical fiber unit 5 is formed by twisting together a plurality of
図2は、複数層に形成されるケーブルコア15の概念図である。図示した例では、ケーブルコア15は、第1層17a、第2層17b、第3層17c、第4層17dの4層構造である。なお、ケーブルコア15が複数層に形成されれば、ケーブルコア15の層数は特に限定されない。 Figure 2 is a conceptual diagram of a cable core 15 formed in multiple layers. In the illustrated example, the cable core 15 has a four-layer structure consisting of a first layer 17a, a second layer 17b, a third layer 17c, and a fourth layer 17d. Note that, as long as the cable core 15 is formed in multiple layers, the number of layers of the cable core 15 is not particularly limited.
各層において、複数の光ファイバユニット5が撚り合わせられる。この際、各層同士の境界を円形に近似して区切り、区切られた各層の中心線を各層の層心径とする。図示した例では、第1層17aの層心径はD1であり、第2層17bの層心径はD2であり、第3層17cの層心径はD3であり、第4層17dの層心径はD4である。すなわち、各層の層心径は、各層の(外径+内径)/2で算出される(但し、最内層である第1層17aの内径は0とする)。また、各層の厚みは光ファイバユニットの径と略一致する(但し最内層の外径は、光ファイバユニットの径×2と略一致する)。 In each layer, multiple optical fiber units 5 are twisted together. At this time, the boundaries between each layer are divided into approximately circular sections, and the center line of each divided layer is the core diameter of each layer. In the illustrated example, the core diameter of the first layer 17a is D1, the core diameter of the second layer 17b is D2, the core diameter of the third layer 17c is D3, and the core diameter of the fourth layer 17d is D4. That is, the core diameter of each layer is calculated as (outer diameter + inner diameter) / 2 of each layer (however, the inner diameter of the first layer 17a, which is the innermost layer, is 0). In addition, the thickness of each layer is approximately the same as the diameter of the optical fiber unit (however, the outer diameter of the innermost layer is approximately the same as the diameter of the optical fiber unit x 2).
図3(a)は、光ファイバユニット5の撚り合わせ状態を示す図であり、図3(b)は、光ファイバユニット5の展開図である。図示した例において、光ファイバユニット5の撚り合わせピッチをP、層心径をDとする。この際、理想状態においては、1ピッチにおける光ファイバユニット5の長さは、底辺P、高さπDの直角三角形の斜辺の長さL0となる。この際の撚り込み率は、撚り込み率(%)=((L0/P)-1)×100=(√(P2+π2・D2)/P-1)×100となる。すなわち、各層ごとに、理想的な撚り込み率が単純に算出される。 Fig. 3(a) is a diagram showing the twisted state of the optical fiber unit 5, and Fig. 3(b) is a development view of the optical fiber unit 5. In the illustrated example, the twist pitch of the optical fiber unit 5 is P, and the layer core diameter is D. In this case, in an ideal state, the length of the optical fiber unit 5 in one pitch is the length L0 of the hypotenuse of a right triangle with a base P and a height πD. The twisting ratio in this case is twisting ratio (%) = (( L0 /P)-1) x 100 = (√( P2 + π2 · D2 )/P-1) x 100. That is, the ideal twisting ratio is simply calculated for each layer.
図4は、一例として、750mmピッチの場合における、層心径と理想状態の撚り込み率の関係を示す図である。ここで、理想状態の撚り込み率とは、撚り合わせピッチと撚り合わせ径(層心径)にばらつきがなく一定あり、全く弛みなどがなく巻き付けられた場合における撚り込み率であり、以下、基準撚り込み率と称する。 Figure 4 shows, as an example, the relationship between the layer core diameter and the ideal twisting ratio when the pitch is 750 mm. Here, the ideal twisting ratio is the twisting ratio when the twisting pitch and twisting diameter (layer core diameter) are constant and there is no variation, and the wire is wound without any slack, and is hereinafter referred to as the reference twisting ratio.
図4に示すように、例えば層心径4mmの場合の基準撚り込み率は約0.014%であり、層心径3mmの場合の基準撚り込み率は約0.008%であり、層心径2mmの場合の基準撚り込み率は約0.0035%である。ここで、本発明では、ケーブルコアの各層における実際の光ファイバユニット5の撚り込み率が、各層における光ファイバユニットの撚りピッチPと層心径Dから計算される基準撚り込み率よりも大きい。具体的には、図3(b)に示す点線Aのように、直角三角形の斜辺の長さL0よりも、光ファイバユニット5の長さを長く設定し、光ファイバユニット5に若干の弛みを形成する。 As shown in Fig. 4, for example, the standard twisting ratio is about 0.014% when the layer core diameter is 4 mm, about 0.008% when the layer core diameter is 3 mm, and about 0.0035% when the layer core diameter is 2 mm. Here, in the present invention, the actual twisting ratio of the optical fiber units 5 in each layer of the cable core is greater than the standard twisting ratio calculated from the twist pitch P and layer core diameter D of the optical fiber units in each layer. Specifically, as shown by the dotted line A in Fig. 3(b), the length of the optical fiber units 5 is set longer than the length L0 of the hypotenuse of the right triangle, and a slight slack is formed in the optical fiber units 5.
前述したように、高温時に外被部が膨張すると、ピッチPが大きくなるため、光ファイバユニット5には引張力が付与される。また、この引張力を緩和するために、光ファイバユニット5の層心径が小さくなろうとする(図7(a)、図7(b)参照)。 As mentioned above, when the jacket expands at high temperatures, the pitch P increases, and a tensile force is applied to the optical fiber unit 5. To alleviate this tensile force, the layer core diameter of the optical fiber unit 5 tends to become smaller (see Figures 7(a) and 7(b)).
これに対し、室温において、予め光ファイバユニット5に弛みを形成して、基準の撚り込み率よりも実際の撚り込み率を大きくしておくことで、高温時に、仮にピッチPが大きくなっても、光ファイバユニット5にかかる引張力の増加を抑制することができる。このため、わずかな層心径の変化でも、引張歪を緩和することができる。 In response to this, by forming slack in the optical fiber unit 5 in advance at room temperature and setting the actual twist ratio higher than the reference twist ratio, it is possible to suppress an increase in the tensile force applied to the optical fiber unit 5 even if the pitch P increases at high temperatures. Therefore, even a slight change in the layer core diameter can alleviate the tensile strain.
ここで、図4に示すように、層心径が4mmの場合には、層心径が1mm変化すると基準撚り込み率が約0.006%下がるが、層心径が3mmの場合には、層心径が1mm変化しても基準撚り込み率は約0.0045%しか下がらない。すなわち、ピッチを一定とすれば、層心径が大きい場合(すなわち、外層側の場合)には、わずかな層心径の変化でも、基準撚り込み率(すなわち、必要な光ファイバユニットの長さ)を低下させられるが、層心径が小さい場合(すなわち、内層側の場合)には、層心径が変化しても基準撚り込み率(すなわち、必要な光ファイバユニットの長さ)の変化量は小さい。 As shown in Figure 4, when the layer core diameter is 4 mm, a change in layer core diameter of 1 mm reduces the standard twisting ratio by approximately 0.006%, but when the layer core diameter is 3 mm, a change in layer core diameter of 1 mm reduces the standard twisting ratio by only approximately 0.0045%. In other words, if the pitch is constant, when the layer core diameter is large (i.e., on the outer layer side), even a slight change in the layer core diameter can reduce the standard twisting ratio (i.e., the required length of the optical fiber unit), but when the layer core diameter is small (i.e., on the inner layer side), the change in the layer core diameter only reduces the standard twisting ratio (i.e., the required length of the optical fiber unit).
言い換えれば、外層側の光ファイバユニットは、層心径を小さくするようにケーブルコア15の中心側に光ファイバユニットがわずかに移動することで引張歪が緩和される。一方、内側の光ファイバユニットは、層心径を小さくするようにケーブルコア15の中心側に光ファイバユニットがわずかに移動しても、引張歪の緩和量が小さい。このため、ケーブルコア15の中心側に光ファイバユニットが大きく移動しなければ引張歪が緩和されない。 In other words, the tensile strain of the optical fiber unit on the outer layer side is alleviated by the optical fiber unit moving slightly toward the center of the cable core 15 to reduce the layer core diameter. On the other hand, the amount of tensile strain alleviated of the optical fiber unit on the inner layer side is small even if the optical fiber unit moves slightly toward the center of the cable core 15 to reduce the layer core diameter. For this reason, the tensile strain is not alleviated unless the optical fiber unit moves significantly toward the center of the cable core 15.
すなわち、外層側の光ファイバユニットは、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差が小さくても、光ファイバユニットの層心径がわずかに変化することで、引張歪が緩和される。これに対し、内層側の光ファイバユニットは、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差が小さいと、光ファイバユニットの層心径がわずかに変化しただけでは引張歪が緩和されない。このため、内層側の光ファイバユニットは、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差を大きくすることが望まれる。 In other words, for the optical fiber unit on the outer layer side, even if the difference between the actual twisting ratio and the reference twisting ratio is small, the tensile strain is alleviated by a slight change in the layer core diameter of the optical fiber unit. In contrast, for the optical fiber unit on the inner layer side, if the difference between the actual twisting ratio and the reference twisting ratio is small, the tensile strain is not alleviated by a slight change in the layer core diameter of the optical fiber unit. For this reason, it is desirable to increase the difference between the actual twisting ratio and the reference twisting ratio for the optical fiber unit on the inner layer side.
このように、層心径が小さいほど、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差を大きくすることが望ましい。すなわち、各層における光ファイバユニットの撚り込み率と、各層における基準撚り込み率との差が、外層から内層に行くにつれて大きくなるように構成することが望ましい。 In this way, it is desirable to increase the difference between the actual twist rate and the reference twist rate as the layer core diameter decreases. In other words, it is desirable to configure the difference between the twist rate of the optical fiber unit in each layer and the reference twist rate in each layer to increase from the outer layer to the inner layer.
また、最内層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最内層の基準撚り込み率の差が0.04%以上であることが望ましく、さらに好ましくは、最内層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最内層の基準撚り込み率の差が0.09%以上である。最内層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最内層の基準撚り込み率の差が小さすぎると、損失増加抑制効果が小さい。 It is also desirable that the difference between the twisting rate of the optical fiber unit in the innermost layer and the standard twisting rate of the innermost layer is 0.04% or more, and more preferably, the difference between the twisting rate of the optical fiber unit in the innermost layer and the standard twisting rate of the innermost layer is 0.09% or more. If the difference between the twisting rate of the optical fiber unit in the innermost layer and the standard twisting rate of the innermost layer is too small, the effect of suppressing loss increase is small.
一方で、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差を大きくすると、光ファイバユニットの基準状態からの弛み量が大きくなる。通常、この弛みは、長手方向の弛みと、隣り合う外層側への弛みで吸収される。しかし、最外層の光ファイバユニットは、外層側が外被13となるため、外被13によって弛みが押さえられるため、特に低温時における損失増大の要因となる。このため、最外層は、実際の撚り込み率と基準撚り込み率との差は小さいことが望ましい。 On the other hand, if the difference between the actual twist rate and the reference twist rate is increased, the amount of slack in the optical fiber unit from the reference state increases. Normally, this slack is absorbed by slack in the longitudinal direction and slack toward the adjacent outer layer. However, since the outer layer side of the optical fiber unit in the outermost layer is the outer jacket 13, slack is suppressed by the outer jacket 13, which causes increased loss especially at low temperatures. For this reason, it is desirable for the difference between the actual twist rate and the reference twist rate of the outermost layer to be small.
このため、最外層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最外層の基準撚り込み率の差が0.015%以下であることが望ましく、さらに好ましくは、最外層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最外層の基準撚り込み率の差が0.010%以下である。最外層の光ファイバユニットの撚り込み率と、最外層の基準撚り込み率の差が大きいと、外被による側圧が増加し、伝送損失が増大する。 For this reason, it is desirable that the difference between the twisting rate of the optical fiber unit of the outermost layer and the standard twisting rate of the outermost layer be 0.015% or less, and more preferably, the difference between the twisting rate of the optical fiber unit of the outermost layer and the standard twisting rate of the outermost layer be 0.010% or less. If the difference between the twisting rate of the optical fiber unit of the outermost layer and the standard twisting rate of the outermost layer is large, the lateral pressure due to the jacket increases, and the transmission loss increases.
以上説明したように、本実施形態によれば、各層の光ファイバユニット5の撚り込み率を、各層の基準撚り込み率よりも大きくしておくことで、特に高温時における伝送損失の増大を抑制することができる。この際、各層における光ファイバユニットの撚り込み率と、各層における基準撚り込み率との差が、外層から内層に行くにつれて大きくなるように構成することで、各層に適切な弛み量を確保することができる。 As described above, according to this embodiment, by making the twisting ratio of the optical fiber units 5 in each layer larger than the reference twisting ratio of each layer, it is possible to suppress an increase in transmission loss, especially at high temperatures. In this case, by configuring the difference between the twisting ratio of the optical fiber units in each layer and the reference twisting ratio of each layer to increase from the outer layer to the inner layer, an appropriate amount of slack can be ensured in each layer.
各種の光ファイバケーブルを作成し、高温時及び低温時の伝送損失の増加を確認した。まず、直径200umの光ファイバ12本を間欠的に接着し、12心の間欠テープ心線を作成した。また、得られた間欠テープ心線を12本撚り合わせ、2mm幅のプラスチックテープを巻付けて、144心の光ファイバユニットを構成した。 Various types of optical fiber cables were created, and the increase in transmission loss at high and low temperatures was confirmed. First, 12 optical fibers with a diameter of 200 μm were intermittently bonded together to create an intermittent ribbon core wire with 12 cores. Then, 12 of the resulting intermittent ribbon core wires were twisted together and wrapped with a 2 mm wide plastic tape to create an optical fiber unit with 144 cores.
合計48本の144心の光ファイバユニットを内層側から順に、2本-9本-15本-22本の配列となるように、4層で撚り合わせた。なお、各層の光ファイバユニットの撚りピッチは750mmとした。ここで、光ファイバユニットを撚り合わせる際に、各光ファイバユニットのサプライ張力のバランスを変えることで各層の撚り込み率を調整した。48本の光ファイバユニットをサプライする部位で、吸水性不織布を縦添えし、フォーミング治具で丸めた上に、ナイロン製の押え糸を巻付け、6912心のケーブルコアを作成した。 A total of 48 optical fiber units with 144 cores were twisted together in 4 layers in the following order from the inner layer: 2-9-15-22. The twist pitch of the optical fiber units in each layer was 750 mm. When twisting the optical fiber units together, the twisting ratio of each layer was adjusted by changing the balance of the supply tension of each optical fiber unit. At the area where the 48 optical fiber units were supplied, a water-absorbent nonwoven fabric was attached vertically, rolled up with a forming jig, and then nylon pressing thread was wrapped around it to create a cable core with 6,912 cores.
こうして作成したケーブルコアと、φ2.0mmのガラス繊維強化樹脂を使用したテンションメンバと、外被を切裂く切裂き紐を外被材にて円筒状にシースし光ファイバケーブルを作成した。外被材はLLDPEとした。なお、光ファイバケーブルの外径は29mm、外被の内径は22mmとした。 The cable core thus created, a tension member made of φ2.0 mm glass fiber reinforced resin, and a ripping string for ripping the jacket were sheathed into a cylindrical shape with jacket material to create an optical fiber cable. The jacket material was LLDPE. The outer diameter of the optical fiber cable was 29 mm, and the inner diameter of the jacket was 22 mm.
製造されたそれぞれ光ファイバケーブルについて、20mを沿線し、外被を除去して各光ファイバユニットを取り出し、長さを実測してケーブル長20mとの差を実測し、層ごとの平均値を算出した。撚り込み率は、光ファイバユニットの撚りピッチをP、ユニットの層心径をDとした際に、(√(P2+π2・D2)/P-1)×100(%)で算出した。 For each manufactured optical fiber cable, 20 m was run, the jacket was removed, each optical fiber unit was taken out, and the length was measured to determine the difference from the cable length of 20 m, and the average value for each layer was calculated. The twisting ratio was calculated as (√(P 2 +π 2 ·D 2 )/P-1)×100(%), where P is the twist pitch of the optical fiber unit and D is the layer core diameter of the unit.
撚り込み率の基準値は、光ファイバユニットの外径を2.85mmとし、1層目の層心径を2.85mm、2層目の層心径を2.85+2.85×2=8.55mm、3層目の層心径を8.55+2.85×2=14.25mm、最外層の層心径を14.25+2.85×2=19.95mmとした。 The standard values for the twisting rate are as follows: the outer diameter of the optical fiber unit is 2.85 mm, the core diameter of the first layer is 2.85 mm, the core diameter of the second layer is 2.85 + 2.85 x 2 = 8.55 mm, the core diameter of the third layer is 8.55 + 2.85 x 2 = 14.25 mm, and the core diameter of the outermost layer is 14.25 + 2.85 x 2 = 19.95 mm.
それぞれの光ファイバケーブルの温度特性について測定した。温度特性は、光ファイバケーブルを胴径1800mmのドラムに巻いて、ドラムごと大型の恒温槽にいれ、恒温槽内の温度を変化させ、伝送損失をOTDRにて1550nmの波長で測定し、常温時の測定値との差分を算出した。各光ファイバユニットの撚り込み率と、伝送損失の温度特性の評価結果を表1に示す。 The temperature characteristics of each optical fiber cable were measured. The optical fiber cable was wound around a drum with a diameter of 1800 mm and the drum was placed in a large thermostatic chamber, the temperature inside the chamber was changed, the transmission loss was measured at a wavelength of 1550 nm using an OTDR, and the difference from the measured value at room temperature was calculated. The evaluation results of the twisting ratio and temperature characteristics of the transmission loss for each optical fiber unit are shown in Table 1.
実施例1~実施例4は、基準値に対して各層の撚り込み率が大きく、高温時(70℃)及び低温時(-30℃)における最大損失増加を0.15dB/km以下とすることができた。これに対し、略基準値通りで製造した比較例は、高温時(70℃)における最大損失増加が0.15dB/kmを超える結果となった。 In Examples 1 to 4, the twisting ratio of each layer was large compared to the reference value, and the maximum loss increase at high temperatures (70°C) and low temperatures (-30°C) was kept to 0.15 dB/km or less. In contrast, the comparative example, which was manufactured to approximately the reference value, had a maximum loss increase at high temperatures (70°C) of more than 0.15 dB/km.
より詳細には、実施例1~3は、各層における光ファイバユニットの撚り込み率の基準値との差が、外層から内層に行くにつれて大きくなるように構成した。これに対し、実施例4は、基準値と比べて、全体的に約0.05%撚り込み率を上げたものである。実施例4では、高温及び低温での損失増加は0.15dB/km以下に抑えることができたが、低温(-30度)での損失増加は比較例よりも上がり、0.10dB/kmを超えた。 More specifically, Examples 1 to 3 were configured so that the difference between the twist rate of the optical fiber units in each layer and the reference value increased from the outer layer to the inner layer. In contrast, Example 4 increased the twist rate by approximately 0.05% overall compared to the reference value. In Example 4, the loss increase at high and low temperatures was suppressed to 0.15 dB/km or less, but the loss increase at low temperature (-30 degrees) was higher than in the comparative example, exceeding 0.10 dB/km.
実施例3は、最内層から最外層まで0.001~0.046%の勾配をつけて撚り込み率を上げたものである。実施例3は、比較例に対し高温での損失増加は減少したが、0.10dB/kmを下回ることができなかった。しかし、最外層の基準撚り込み率との差が0.001%と、0.01%以下であるため、低温での損失増加は、比較例に対してわずかな上昇にとどまった。 In Example 3, the twist rate was increased with a gradient of 0.001-0.046% from the innermost layer to the outermost layer. In Example 3, the loss increase at high temperatures was reduced compared to the comparative example, but could not be reduced below 0.10 dB/km. However, because the difference from the standard twist rate of the outermost layer was 0.001%, less than 0.01%, the loss increase at low temperatures was only slightly higher than in the comparative example.
実施例2は、最内層の基準撚り込み率との差を0.09%以上とすることで、高温での損失増加を0.10dB/km以下に抑えることができた。最外層の基準撚り込み率の差も0.01%以下であるため、低温での損失増加は、比較例に対してわずかな上昇にとどまった。 In Example 2, the difference from the standard twist rate of the innermost layer was set to 0.09% or more, so the loss increase at high temperatures was suppressed to 0.10 dB/km or less. The difference from the standard twist rate of the outermost layer was also 0.01% or less, so the loss increase at low temperatures was only slightly higher than in the comparative example.
実施例1は、最内層の基準撚り込み率の差を0.1%以上とすることで、実施例2よりもさらに高温での損失増加を抑制することができた。一方、最外層の基準撚り込み率との差が0.01%を超えているため、実施例2と比較して、低温での損失増加はわずかに上昇したが、最外層の基準撚り込み率との差が0.015%以下であるため、低温での損失増加を0.10dB/km以下に抑えることができた。 In Example 1, the difference in the standard twist rate of the innermost layer was set to 0.1% or more, which enabled the loss increase at high temperatures to be suppressed even more than in Example 2. On the other hand, since the difference from the standard twist rate of the outermost layer exceeded 0.01%, the loss increase at low temperatures was slightly higher than in Example 2, but since the difference from the standard twist rate of the outermost layer was 0.015% or less, the loss increase at low temperatures could be suppressed to 0.10 dB/km or less.
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiment of the present invention has been described above with reference to the attached drawings, the technical scope of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modified or revised examples within the scope of the technical ideas described in the claims, and it is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.
1………光ファイバケーブル
3………光ファイバ心線
5………光ファイバユニット
7………押さえ巻き
9………テンションメンバ
11………引き裂き紐
13………外被
15………ケーブルコア
17a………第1層
17b………第2層
17c………第3層
17d………第4層
100………光ファイバユニット
1...
Claims (3)
複数の前記光ファイバ心線が撚り合わせられて光ファイバユニットが構成され、複数の前記光ファイバユニットが複数層に撚り合わせられ、
室温において各層における前記光ファイバユニットの撚り込み率が、各層における前記光ファイバユニットの撚りピッチと層心径から計算される基準撚り込み率よりも大きく、
各層における前記光ファイバユニットの撚り込み率と、各層における基準撚り込み率との差が、外層から内層に行くにつれて大きくなることを特徴とする光ファイバケーブル。 An optical fiber cable consisting of a plurality of optical fiber cores,
A plurality of the optical fiber cores are twisted together to form an optical fiber unit, and a plurality of the optical fiber units are twisted together in a plurality of layers,
the twisting ratio of the optical fiber unit in each layer at room temperature is greater than a reference twisting ratio calculated from the twist pitch and layer core diameter of the optical fiber unit in each layer;
1. An optical fiber cable, comprising : an optical fiber unit having a twist ratio of 100% to 150% by weight; a twist ratio of 100% to 150% by weight; a twist ratio of 100% to 150% by weight;
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