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JP3584619B2 - Optical cable and method for manufacturing the same - Google Patents

Optical cable and method for manufacturing the same Download PDF

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JP3584619B2
JP3584619B2 JP19043496A JP19043496A JP3584619B2 JP 3584619 B2 JP3584619 B2 JP 3584619B2 JP 19043496 A JP19043496 A JP 19043496A JP 19043496 A JP19043496 A JP 19043496A JP 3584619 B2 JP3584619 B2 JP 3584619B2
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英敏 石田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光並列伝送用の光ケーブルおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光並列伝送用の光ケーブルにテープ状光ファイバ心線を用いるものが、松岡ほか3名、「B−634、80心アレイ平型ケーブル」、電子情報通信学会秋季大会講演論文集、(1992)、第4分冊p.27、あるいは、奈須野ほか1名、「B−941、テープファイバの小スキュー化」、電子情報通信学会春季大会講演論文集、(1994)、第4分冊p.7等で知られている。
【0003】
光並列伝送においては、数ビット(8〜12ビット程度が多い)を単位として表わされるディジタルデータを、複数本の光ファイバ素線に分けて同時伝送するため、各光ファイバ素線に伝送されるビット間の同期をとることが必要となる。
【0004】
通常、1つの並列伝送単位は、1枚のテープ状光ファイバ心線にて伝送される。このため、光並列伝送に用いるテープ状光ファイバ心線は、伝達時間の差(以下、「スキュー」という)を小さくするように管理して製造される必要がある。スキューは、伝送速度(ビットレート)、および、伝送可能距離を制限する重要な因子である。テープ状光ファイバ心線内のスキューは、内蔵された各光ファイバ素線の光路長の差により生じ、光路長は、各光ファイバの屈折率および物理長(ファイバ長)の積で表わされる。
【0005】
したがって、各光ファイバの屈折率および物理長を厳しく管理することにより、テープ状光ファイバ心線内の光ファイバ素線間のスキューを小さく抑えることが行なわれている。テープ状光ファイバ心線の製造時に、テープ化時のバックテンションを均一化することにより光ファイバ素線の物理長と屈折率とを均一化している。
【0006】
図4は、テープ状光ファイバ心線を収容したスロット構造の光ケーブルの説明図であり、図4(A)は、光ケーブルの模式断面図、図4(B)はテープ状光ファイバ心線の模式断面図である。図中、1はスロットロッド、1aは中心抗張力体、2はテープ状光ファイバ心線、3はシース,4は光ファイバ素線である。
【0007】
図4(B)を参照し、先に、テープ状光ファイバ心線2について説明する。テープ状光ファイバ心線2は、被覆された光ファイバ素線4が、複数心分、図示の例では、8心分がまとめられてテープ被覆で覆われた平板状の多心光ファイバ心線である。
【0008】
図4(A)に示すように、この光ケーブルは、スロット構造の光ケーブルである。断面が略円形状のスロットロッド1の外周には、1または複数の溝、図示の例では4本の溝が刻設され、シース3で覆われる。シース3で覆う前に押さえ巻きが施される場合もあるが、図示を省略している。溝内にテープ状光ファイバ心線2が単層または積層体となって収納されている。この溝の断面は略矩形状である。光ケーブルを曲げたときに、スロットロッド1の溝に収容されたテープ状光ファイバ心線2に無理な引張り力,圧縮力が加わらないように、各テープ状光ファイバ心線2は、光ケーブルの長手方向に対して螺旋状態にて収容される。そのため、スロットロッド1の溝が光ケーブルの長手方向に対し螺旋状に刻まれている。
【0009】
図5は、図4に示したスロットロッドの斜視図であり、図5(A)はS撚りのスロットロッドの例、図5(B)はSZ撚りのスロットロッドの例を表わす。図5(A)においては、スロットロッド1の各溝は、光ケーブルの長手方向に対し、撚り方向が一定(図示の例では、S撚り)の螺旋状に刻まれている。また、図5(B)においては、スロットロッド1の各溝は、光ケーブルの長手方向に対し、撚り方向が反転する、いわゆるSZ撚りで螺旋状に刻まれている。
【0010】
テープ状光ファイバ心線2を光ケーブル内で撚り方向が一定なS撚りまたはZ撚りの螺旋状態、または、撚り方向が反転するSZ撚りの螺旋状態で収容する理由は、光ケーブルをドラム巻きしたとき、あるいは、光ケーブルの布設時に光ケーブルに曲げが加わったときに、積層されて収容されている複数のテープ状光ファイバ心線2の積層位置の違いにより生ずる、複数のテープ状光ファイバ心線2間の線長差をキャンセルするためであり、通常の20mmφ程度の光ケーブルでの螺旋ピッチは、特性面と製造性の両面から50cm程度にすることが一般的である。
【0011】
図6は、テープ状光ファイバ心線を収容したルースチューブ構造の光ケーブルの模式断面図である。図中、図4と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。11はチューブ、12はシースである。7枚のテープ状光ファイバ心線2は、隙間を有した、いわゆるルース状態でチューブ11内に収容され、チューブ11はシース12により覆われている。チューブ11,シース12の各被覆内部には抗張力体を埋込む場合もある。このようなルースチューブ構造の光ケーブルにおいても、テープ状光ファイバ心線2が、チューブ11内で撚りが加えられて螺旋状態で収容される場合がある。
【0012】
図4,図6に示したような、テープ状光ファイバ心線2を螺旋状態で使用する場合には、各テープ状光ファイバ心線2中において、両端に近い光ファイバ素線4は、中央の光ファイバ素線4に比べ、螺旋中心からの螺旋半径が大きい経路を通る。したがって、その分だけ中央の光ファイバ素線4よりも伸びて物理長が長くなり、その結果、スキューが発生するという問題があった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、テープ状光ファイバ心線2を螺旋状態で収容するとともに、テープ状光ファイバ心線内の光ファイバ素線間のスキューが少なくなるようにした光ケーブルおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、複数心の光ファイバ素線を有するテープ状光ファイバ心線が螺旋状に収容されている光ケーブルであって、前記テープ状光ファイバ心線は、その光ファイバ素線のそれぞれが、前記テープ状光ファイバ心線が前記光ケーブルに収容されていない状態で、それぞれの前記光ファイバ素線の螺旋半径の相違による光路長の差をほぼ補償する伝達時間差を持たせた光ケーブルにおいて、前記テープ状光ファイバ心線は、その光ファイバ素線が石英系の光ファイバ素線であり、前記テープ状光ファイバ心線の螺旋ピッチをL、i心目の前記光ファイバ素線の前記テープ状光ファイバ心線の中心からの距離をXiとしたとき、前記テープ状光ファイバ心線が前記光ケーブルに収容されていない状態での前記複数心の光ファイバ素線の前記伝達時間差Yを(Xi/L)をパラメータとして表せば、
Y[psec/m]=α(Xi/L)2
で近似され、この近似を最小自乗法で近似したときの前記αが、0.5×105 [psec/m]以上、1.5×105 [psec/m5 ]以下の範囲であることを特徴とするものである。
【0015】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光ケーブルにおいて、前記テープ状光ファイバ心線の両端に位置する光ファイバ素線の中心間の距離をW、前記テープ状光ファイバ心線の螺旋ピッチをLとしたとき、前記テープ状光ファイバ心線のW/Lの値が3.5×10-3以上であることを特徴とするものである。
【0016】
請求項3に記載の発明は、複数心の光ファイバ素線を有するテープ状光ファイバ心線を螺旋状に収容する光ケーブルの製造方法にであって、前記テープ状光ファイバ心線として、その光ファイバ素線のそれぞれが、前記テープ状光ファイバ心線が前記光ケーブルに収容されていない状態で、それぞれの前記光ファイバ素線の螺旋半径の相違による光路長の差をほぼ補償する伝達時間差を持たせたテープ状光ファイバ心線を用いて、前記光ケーブルに収容する光ケーブルの製造方法において、前記テープ状光ファイバ心線は、その光ファイバ素線が石英系の光ファイバ素線であり、前記テープ状光ファイバ心線の螺旋ピッチをL、i心目の前記光ファイバ素線の前記テープ状光ファイバ心線の中心からの距離をXiとしたとき、前記テープ状光ファイバ心線が前記光ケーブルに収容されていない状態での前記複数心の光ファイバ素線の前記伝達時間差Yを(Xi/L)をパラメータとして表せば、
Y[psec/m]=α(Xi/L)2
で近似され、この近似を最小自乗法で近似したときの前記αが、0.5×105 [psec/m]以上、1.5×105 [psec/m5 ]以下の範囲であることを特徴とするものである。
【0017】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の光ケーブルの製造方法において、前記光ファイバ素線をテープ化する際に、前記光ファイバ素線に加える張力に差を持たせることを特徴とするものである。
【0018】
請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載の光ケーブルの製造方法において、前記複数の光ファイバ素線として、光ファイバコアの屈折率に差を有する光ファイバ素線を用いることを特徴とするものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の光ケーブルの実施の一形態においては、図4,図6に示されたようなテープ状光ファイバ心線2を螺旋状に収容する光ケーブルであって、テープ状光ファイバ心線2が光ケーブルに収容されていない状態において、あらかじめ、テープ状光ファイバ心線2内の外側に収容された光ファイバ素線4の光路長を、中央側に収容された光ファイバ素線4の光路長よりも短かくなるように設計した光ケーブルである。
【0022】
テープ状光ファイバ心線2を光ケーブルに螺旋状に収容すると、両端寄りの外側の光ファイバ素線4は、螺旋半径が長くなることから、光ファイバ素線4が伸びて光路長が長くなる。しかし、あらかじめ、外側に収容された光ファイバ素線4の光路長を短かくしてあるために、この伸びによって、テープ状光ファイバ心線2内で、各光ファイバ素線4の光路長がトータルとして均一化されることになる。
【0023】
後述するように、光ファイバ素線4の光路長の管理には限度があるため、テープ状光ファイバ心線2内の全ての光ファイバ素線について、螺旋半径の相違による光路長の差を完全に補償することは困難であるが、少なくとも1心の光ファイバ素線4についてほぼ補償できればよい。すなわち、光ファイバ素線4の少なくとも1心が、光ファイバ素線4の螺旋半径の相違による光路長の差をほぼ補償する伝達時間差を、テープ状光ファイバ心線2が光ケーブルに収容されていない状態で有していればよい。
【0024】
図1は、本発明の光ケーブルに収容するテープ状光ファイバ心線内のスキューの説明図である。図中、図4と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。通常の石英系の光ファイバ素線4を前提とした場合、上述した光ケーブルに収容されるテープ状光ファイバ心線2の螺旋ピッチをL、テープ状光ファイバ心線2内のi心目の光ファイバ素線4の、テープ状光ファイバ心線2の中心からの距離をXiとすると、i心目の光ファイバ素線4と中心にある光ファイバ素線4とでは、螺旋半径の相違による線長の差により光路長の差が生じ、テープ状光ファイバ心線2の中心に位置する光ファイバ素線4の光路長を基準にすると、1×10×(Xi/L)[psec/m]の伝達時間の差すなわち、スキューが発生する。
【0025】
なお、光ファイバ素線4の心数が偶数、例えば、図示のような12心の場合には、中心に中央の光ファイバ素線4が位置しないが、中心に仮想的な光ファイバ素線が存在するものとして説明する。
【0026】
上述した式の根拠を以下に説明する。螺旋の1ピッチ長において、中央の光ファイバ素線の線路長をl、中央の光ファイバ素線の螺旋半径をRとすると、

Figure 0003584619
同様に、i心目の光ファイバ素線の線路長をlとすると、
Figure 0003584619
となる。したがって、光ケーブルの1m当たりで発生する線長差Δlは、
Figure 0003584619
となる。
【0027】
光速をc、光ファイバのコア部の屈折率をnとすると、光ケーブル1m当たりのスキューは、
Figure 0003584619
となる。石英系光ファイバの屈折率をn=1.45とすると、
Figure 0003584619
となる。i心目の光ファイバ素線のスキューをYiとして上式を書き換えると、
Yi[psec/m]=α(Xi/L)2
となる。αは、定数で、上式の場合は、1×105 [psec/m]である。
【0028】
上述したスキューの式は、光ケーブル中心からテープ状光ファイバ心線2の収納位置までの距離Rに依存しない。また、螺旋状態が一方向の撚りの場合でも、撚りが反転する場合でも、同様である。光ファイバ素線4の心数が偶数、例えば、図示のような12心の場合には、6心目と7心目の光ファイバ素線4の境界がテープ状光ファイバ心線2の中心になるため、6心目,7心目の光ファイバ素線4が伝達時間の最も短かい光ファイバ素線になるが、これらの光ファイバ素線4も光ファイバ心線2の中心にある仮想の光ファイバ素線に対して伝達時間の差を有するため、6心目,7心目の光ファイバ素線4の伝達時間を基準にすると、この分だけ実際の伝達時間の差は少なくなる。
【0029】
複数本の光ファイバ素線4をテープ化してテープ状光ファイバ心線2を得る際に、螺旋半径の差による延びに応じた光路長の差を、あらかじめ逆方向に与えておく。テープ状光ファイバ心線2の中央の光ファイバ素線4、上述した例では、6心目,7心目の光ファイバ素線4から両端部寄りの光ファイバ素線4、上述した例では、1心目,12心目に近づくにつれ、光ファイバ素線4の光路長が短かくなるようにし、時間を早くする方向を正として、1×10×(Xi/L)[psec/m]の伝達時間の差が生じるようにする。
【0030】
ただし、実際には、テープ状光ファイバ心線2内の各光ファイバ素線4の屈折率管理と物理長管理を合わせたスキュー管理の能力には限度があるから、上述した式の通りの伝達時間の差を完全に補償することは困難である。
【0031】
しかし、テープ状光ファイバ心線を光ケーブルに収容する前の状態において、i心目の光ファイバ素線のテープ状光ファイバ心線の中心からの距離Xiの値と、i心目の光ファイバ素線のスキュー量の測定値とから、スキュー量Yを(Xi/L)をパラメータとして2次曲線近似をすると、
Y[psec/m]=α(Xi/L)2
で近似できる(1次項と定数項は省略した)。この近似を最小自乗法で近似したときの前記αは、理論値としては、上述したように、1×105 [psec/m]である。この近似を最小自乗法で近似したときの前記αは、理論値に対して、好ましい範囲で幅を持たせることができる。すなわち、理論値1×105 を中心として、±50%の範囲であり、0.5×105 [psec/m]以上、1.5×105 [psec/m]以下の範囲である。αが、0.5×105 [psec/m]を下回るとスキュー補償の効果が薄く、1.5×105 [psec/m]を超えると補償の方が過剰になり、かえって逆効果となるから、この範囲が好ましい。
【0032】
螺旋半径の差による伸びに応じた光路長の差を補償する具体的な方法の1は、テープ化時のバックテンションの張力に差を持たせることである。バックテンションの張力が小さいときには、光ファイバ素線4がテープ状光ファイバ心線2内で僅かながら蛇行した状態で収容されてテープ状光ファイバ心線2が作製されるが、バックテンションの張力が大きいときには、光ファイバ素線4がテープ状光ファイバ心線2内で長手方向に直線的な配列状態で収容されてテープ状光ファイバ心線2が作製され、光ファイバ素線4の物理長が蛇行状態よりも短かくなる。テープ状光ファイバ心線2の中央の光ファイバ素線4からの距離が大きい光ファイバ素線4ほど、テープ化時に加えるバックテンションを大きくして物理長を短かくし、上述した2次の係数が理論値の1×10に近づくようにする。
【0033】
別の具体的な方法は、光ファイバ素線4の屈折率に差を持たせることである。テープ状光ファイバ心線2の中央の光ファイバ素線4からの距離が大きい光ファイバ素線4ほど光ファイバコア部の屈折率の小さなものを用い、上述した2次の係数が理論値の1×10に近づくようにする。あるいは、テープ化時の張力差と屈折率の差の両者の組み合わせにより上述した2次の係数が理論値の1×10に近づくようにしてもよい。
【0034】
具体的な数値を用いて説明する。0.25mmピッチで外径0.25mmの光ファイバ素線4が配列された12心の石英系テープ状光ファイバ心線2を、螺旋ピッチ0.5mの光ケーブルに収容した場合では、ケーブル化によって、1,12心目の光ファイバ素線では、Xが1.375mm、6,7心目の光ファイバ素線ではXが0.125mmであるから、上述した近似式を用いると、6,7心目の光ファイバ素線の伝達時間を基準にとると、0.75[psec/m]のテープ内スキューが発生する。したがって、あらかじめ、テープ状光ファイバ心線2の両端の光ファイバ素線4と中央の光ファイバ素線4との間にスキューとして0.75[psec/m]の光路長差を逆に与えたテープ状光ファイバ心線2を用いれば、ケーブル化によってスキューは理論的には0になる。
【0035】
実際には、テープ状光ファイバ心線2のスキュー管理制御の実力は、屈折率管理と物理長管理を合わせて、0.5[psec/m]程度である。したがって、テープ状光ファイバ心線2のスキューの目標特性を0.3[psec/m]とした。1本のテープ状光ファイバ心線2の両端の光ファイバ素線4の中心間隔をW、螺旋ピッチをLとしたとき、テープ状光ファイバ心線2の両端に位置する光ファイバ素線の中心からの距離Xi=(W/2)であるから、テープ状光ファイバ心線2の中央に位置する光ファイバ素線4を基準にした伝達時間の差は、1×105 ×(W/2L)2 [psec/m]となる。ここでは、中央に位置する光ファイバ素線4のテープ状光ファイバ心線2の中心からの距離Xiを0として近似している。
【0036】
上述したようにテープ状光ファイバ心線2のスキューの目標特性を0.3[psec/m]としたとき、
1×105 ×(W/2L)2 [psec/m]≧0.3[psec/m]
となる光ケーブルでは、スキュー補償を行なわないと、スキューが目標特性を超えてしまう。この式からW/Lの範囲を求めると、
(W/2L)2 ≧0.3×10-5
(W/L)2 ≧1.2×10-5
(W/L)≧3.5×10-3
となる。したがって、(W/L)≧3.5×10-3となる光ケーブルにおいては、スキュー補償を行なうことによって、0.3[psec/m]とした目標特性を達成できるのである。W/Lの値は、光ファイバ素線4の径が大きいほど、また、テープ状光ファイバ心線2の心数が多いほど大きくなり、また、螺旋半径が小さいほど大きくなり、(W/L)≧3.5×10-3となる光ケーブルにおいては、スキュー補償の効果が大きい。
【0037】
スキューを補償する具体的な方法として、テープ化時に光ファイバ素線4のバックテンションに差を持たせる場合、所定範囲内において張力差と伝達時間差はほぼ比例し、基準とする光ファイバ素線4に対し、20gだけ大きな張力が加えられた光ファイバ素線4は、線長が約0.02%短かくなり、これは約1psec/mだけ伝達時間を短かくする。また、光ファイバ素線4の屈折率に差を持たせる場合、屈折率の差と伝達時間差は比例し、基準となる光ファイバ素線4に対し、比屈折率差Δnで0.02%だけ大きな屈折率の光ファイバ素線4は、約1psec/mだけ伝達時間を短かくする。
【0038】
【実施例】
図4に示した断面構造の光ケーブルにおいて、外径0.25mmの石英系単一モードの光ファイバ素線4を0.25mmピッチで12心有するテープ状光ファイバ心線2を用い、螺旋ピッチ0.5mの光ケーブルを試作した。テープ化時に張力制御を施して、あらかじめ予想されるスキュー変化を補償するテープ内スキューを持つようにした第1のテープ状光ファイバ心線、および、テープ状光ファイバ心線単体で低スキューを狙って作製した第2のテープ状光ファイバ心線、の2通りのテープ状光ファイバ心線2を光ケーブルに収容してスキュー測定を行なった。
【0039】
図2は、本発明に用いる第1のテープ状光ファイバ心線のスキューを表わす線図であり、図2(A)は第1のテープ状光ファイバ心線2の単体でのスキューを表わす線図、図2(B)はケーブル化後のスキューを表わす線図である。図中、横軸は、光ファイバ素線の心線番号、縦軸はスキュー(psec/m)であり、スキューは、1心目を基準とし、伝達時間が早くなる方向を正の符号で表わしている。
【0040】
第1のテープ状光ファイバ心線は、本発明に用いるテープ状光ファイバ心線の一具体例である。図2(A)に示されるように、ケーブル化前では、光ファイバ素線の心線番号5,6が最も伝達時間が遅く、かつ、上述した1×10×(Xi/L)[psec/m]の螺旋半径の差に基づくスキューをほぼ補償できるように設計されている。ケーブル化前ではスキューは、心線番号5の光ファイバ素線と心線番号2,12の光ファイバ素線の間が最も大きく、0.94[psec/m]であった。図2(B)に示されるように、ケーブル化によって、スキューは、心線番号5,10と心線番号2の光ファイバ素線との間が最も大きいが、そのスキュー量は、0.54[psec/m]に改善された。
【0041】
図3は、従来から用いられている第2ののテープ状光ファイバ心線のスキューを表わす線図であり、図3(A)は第2のテープ状光ファイバ心線2の単体でのスキュー量を表わす線図、図3(B)はケーブル化後のスキュー量を表わす線図である。横軸及び縦軸は図2と同様であり説明を省略する。
【0042】
第2のテープ状光ファイバ心線は、従来のテープ状光ファイバ心線の具体例である。図3(A)に示すように、ケーブル化前では、光ファイバ素線4の伝達時間差がほぼ補償されるように設計されており、スキュー量は、心線番号9と心線番号3,5の間が最も大きく、0.47[psec/m]であった。図3(B)に示すように、ケーブル化によって、中心側の光ファイバ素線の伝達時間が早くなり、心線番号1と心線番号5との間のスキュー量は、0.89[psec/m]にまで悪化した。
【0043】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1に記載の発明によれば、複数心の光ファイバ素線を有するテープ状光ファイバ心線が螺旋状に収容されている光ケーブルにおいて、テープ状光ファイバ心線は、その光ファイバ素線のそれぞれが、テープ状光ファイバ心線が光ケーブルに収容されていない状態で、それぞれの光ファイバ素線の螺旋半径の相違による光路長の差をほぼ補償する伝達時間差を持たせたものであることから、光ケーブルに螺旋状に収容されたテープ状光ファイバ心線内の光ファイバ素線のスキューを低減することができるという効果がある。また、テープ状光ファイバ心線は、その光ファイバ素線が石英系の光ファイバ素線であり、テープ状光ファイバ心線の螺旋ピッチをL、i心目の光ファイバ素線のテープ状光ファイバ心線の中心からの距離をXiとしたとき、前記テープ状光ファイバ心線が前記光ケーブルに収容されていない状態での前記複数心の光ファイバ素線の前記伝達時間差Yを(Xi/L)をパラメータとして表せば、
Y[psec/m]=α(Xi/L)2
で近似され、この近似を最小自乗法で近似したときのαが、0.5×105 [psec/m]以上、1.5×105 [psec/m5 ]以下の範囲である。係数αの値が、0.5×105 [psec/m]を下回るとスキュー補償の効果が薄く、1.5×105 [psec/m]を超えると過剰補償となるため、係数の値が上述した範囲であれば、実用上、十分なスキュー補償の効果を有するという効果がある。
【0044】
請求項2に記載の発明によれば、テープ状光ファイバ心線の両端に位置する光ファイバ素線の中心間の距離をW、テープ状光ファイバ心線の螺旋ピッチをLとしたとき、テープ状光ファイバ心線のW/Lの値が3.5×10-3以上であることから、ケーブル化に起因するスキューが0.3[psec/m]以上に達し、実用上無視できないスキュー量であるため、スキュー補償が有効に働くという効果がある。
【0045】
請求項3に記載の発明によれば、複数心の光ファイバ素線を有するテープ状光ファイバ心線を螺旋状に収容する光ケーブルの製造方法において、テープ状光ファイバ心線として、その光ファイバ素線のそれぞれが、テープ状光ファイバ心線が光ケーブルに収容されていない状態で、それぞれの光ファイバ素線の螺旋半径の相違による光路長の差をほぼ補償する伝達時間差を持たせて、テープ状光ファイバ心線を光ケーブルに収容することから、光ケーブル内に螺旋状に収容された状態のテープ状光ファイバ心線内のスキューを低減する光ケーブルを得ることができるという効果がある。また、テープ状光ファイバ心線は、その光ファイバ素線が石英系の光ファイバ素線であり、テープ状光ファイバ心線の螺旋ピッチをL、i心目の光ファイバ素線のテープ状光ファイバ心線の中心からの距離をXiとしたとき、前記テープ状光ファイバ心線が前記光ケーブルに収容されていない状態での前記複数心の光ファイバ素線の前記伝達時間差Yを(Xi/L)をパラメータとして表せば、
Y[psec/m]=α(Xi/L)2
で近似され、この近似を最小自乗法で近似したときのαが、0.5×105 [psec/m]以上、1.5×105 [psec/m5 ]以下の範囲になるものを用いるため、実用上のスキュー補償の効果を有する光ケーブルを得ることができるという効果がある。
【0046】
請求項4に記載の発明によれば、光ファイバ素線をテープ化する際に、光ファイバ素線に加える張力に差を持たせることから、テープ状光ファイバ心線が光ケーブルに収容される前に、光ファイバ素線に光路長差を容易に持たせることができるという効果がある。
【0047】
請求項5に記載の発明によれば、複数の光ファイバ素線として、光ファイバコアの屈折率に差を有する光ファイバ素線を用いることから、テープ状光ファイバ心線が光ケーブルに収容される前に、光ファイバ素線に光路長差を容易に持たせることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ケーブルに収容するテープ状光ファイバ心線内のスキューの説明図である。
【図2】本発明に用いる第1のテープ状光ファイバ心線のスキューを表わす線図であり、図2(A)は第1のテープ状光ファイバ心線2の単体でのスキューを表わす線図、図2(B)はケーブル化後のスキューを表わす線図である。
【図3】従来から用いられている第2のテープ状光ファイバ心線のスキューを表わす線図であり、図3(A)は第2のテープ状光ファイバ心線2の単体でのスキュー量を表わす線図、図3(B)はケーブル化後のスキュー量を表わす線図である。
【図4】テープ状光ファイバ心線を収容したスロット構造の光ケーブルの説明図であり、図4(A)は、光ケーブルの模式断面図、図4(B)はテープ状光ファイバ心線の模式断面図である。
【図5】図4に示したスロットロッドの斜視図であり、図5(A)はS撚りのスロットロッドの例、図5(B)はSZ撚りスロットロッドの例を表わす。
【図6】テープ状光ファイバ心線を収容したルースチューブ構造の光ケーブルの模式断面図である。
【符号の説明】
1…スロットロッド、1a…中心抗張力体、2…テープ状光ファイバ心線、3…シース,4…光ファイバ素線、11…チューブ、12…シース。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical cable for optical parallel transmission and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Matsuoka et al., "B-634, 80-core array flat cable", using a tape-shaped optical fiber core as an optical cable for optical parallel transmission, Proc. Of the IEICE Autumn Conference, (1992), 4th volume p. 27, or Nasuno et al., "B-941, Small Skew of Tape Fiber," Proc. Of the IEICE Spring Conference, (1994), Vol. 7 and so on.
[0003]
In optical parallel transmission, digital data expressed in units of several bits (often about 8 to 12 bits) is transmitted to each optical fiber in order to be transmitted simultaneously by being divided into a plurality of optical fibers. It is necessary to synchronize the bits.
[0004]
Usually, one parallel transmission unit is transmitted by one tape-shaped optical fiber core. For this reason, the tape-shaped optical fiber core wire used for the optical parallel transmission needs to be manufactured so as to reduce the difference in transmission time (hereinafter, referred to as “skew”). The skew is an important factor that limits a transmission speed (bit rate) and a transmittable distance. The skew in the tape-shaped optical fiber core is caused by the difference in the optical path length of each built-in optical fiber, and the optical path length is represented by the product of the refractive index and the physical length (fiber length) of each optical fiber.
[0005]
Therefore, by strictly controlling the refractive index and physical length of each optical fiber, the skew between the optical fibers in the tape-shaped optical fiber is suppressed. At the time of manufacturing a tape-shaped optical fiber core, the physical length and the refractive index of the optical fiber are made uniform by equalizing the back tension at the time of forming the tape.
[0006]
4A and 4B are explanatory diagrams of an optical cable having a slot structure accommodating a tape-shaped optical fiber core. FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of the optical cable, and FIG. It is sectional drawing. In the figure, 1 is a slot rod, 1a is a central tensile member, 2 is a tape-shaped optical fiber core, 3 is a sheath, and 4 is an optical fiber.
[0007]
First, the tape-shaped optical fiber core wire 2 will be described with reference to FIG. The tape-shaped optical fiber core 2 is a flat multi-core optical fiber coated with a plurality of coated optical fiber wires 4, in the illustrated example, eight cores covered with a tape coating. It is.
[0008]
As shown in FIG. 4A, this optical cable is an optical cable having a slot structure. One or more grooves, in the illustrated example, four grooves are engraved on the outer periphery of the slot rod 1 having a substantially circular cross section, and are covered with the sheath 3. Before the sheath is covered with the sheath 3, the retainer may be wound, but is not shown. The tape-shaped optical fiber core wire 2 is accommodated in the groove as a single layer or a laminated body. The cross section of this groove is substantially rectangular. When the optical cable is bent, each tape-shaped optical fiber core 2 is extended along the length of the optical cable so that an unreasonable tensile force or compressive force is not applied to the tape-shaped optical fiber core 2 housed in the groove of the slot rod 1. It is accommodated in a spiral state with respect to the direction. Therefore, the groove of the slot rod 1 is spirally formed in the longitudinal direction of the optical cable.
[0009]
FIG. 5 is a perspective view of the slot rod shown in FIG. 4, in which FIG. 5A shows an example of an S-twisted slot rod, and FIG. 5B shows an example of an SZ-twisted slot rod. In FIG. 5A, each groove of the slot rod 1 is formed in a spiral shape in which the twist direction is constant (in the example shown, S twist) with respect to the longitudinal direction of the optical cable. In FIG. 5B, each groove of the slot rod 1 is spirally carved by so-called SZ twist in which the twist direction is reversed with respect to the longitudinal direction of the optical cable.
[0010]
The reason for accommodating the tape-shaped optical fiber core 2 in the S-twisted or Z-twisted spiral state in which the twist direction is constant in the optical cable, or the SZ-twisted spiral state in which the twist direction is reversed is that when the optical cable is drum-wound, Alternatively, when the optical cable is bent when the optical cable is laid, a difference between the plurality of tape-shaped optical fiber cores 2 caused by a difference in the lamination position of the plurality of tape-shaped optical fiber cores 2 housed in a stack. The helical pitch in a normal optical cable having a diameter of about 20 mmφ is generally set to about 50 cm in terms of both characteristics and manufacturability.
[0011]
FIG. 6 is a schematic sectional view of an optical cable having a loose tube structure accommodating a tape-shaped optical fiber core. In the figure, the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 11 is a tube and 12 is a sheath. The seven tape-shaped optical fiber cores 2 are accommodated in a tube 11 in a so-called loose state having a gap, and the tube 11 is covered with a sheath 12. In some cases, a tensile strength member is embedded inside each coating of the tube 11 and the sheath 12. Even in such an optical cable having a loose tube structure, the tape-shaped optical fiber core wire 2 may be twisted in the tube 11 and housed in a spiral state.
[0012]
When the tape-shaped optical fiber cores 2 are used in a spiral state as shown in FIGS. 4 and 6, the optical fiber wires 4 near both ends in each tape-shaped optical fiber core 2 are located at the center. Passes through a path having a larger helical radius from the helical center as compared with the optical fiber wire 4 of FIG. Accordingly, the physical length is longer than that of the optical fiber 4 at the center, thereby increasing the physical length. As a result, there is a problem that skew occurs.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and accommodates a tape-shaped optical fiber core wire 2 in a spiral state and reduces skew between optical fiber strands in the tape-shaped optical fiber core wire. It is an object of the present invention to provide an optical cable and a method for manufacturing the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an optical cable in which a tape-shaped optical fiber having a plurality of optical fibers is spirally accommodated, wherein the tape-shaped optical fiber is an optical fiber. Each of the wires has a transmission time difference that almost compensates for a difference in optical path length due to a difference in a helical radius of each of the optical fiber wires in a state where the tape-shaped optical fiber core wire is not accommodated in the optical cable. In the optical cable, the tape-shaped optical fiber core wire is a silica-based optical fiber wire, and the helical pitch of the tape-shaped optical fiber core wire is L, and the i-th optical fiber strand is When the distance from the center of the tape-shaped optical fiber core is Xi, the plurality of optical fibers in a state where the tape-shaped optical fiber core is not housed in the optical cable Expressed said transmission time difference Y line of (Xi / L) as a parameter,
Y [psec / m] = α (Xi / L)Two
Α when this approximation is approximated by the least squares method is 0.5 × 10Five[Psec / m] or more, 1.5 × 10Five[Psec / mFive] It is characterized by the following range.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the optical cable according to the first aspect, a distance between centers of optical fiber strands located at both ends of the tape-shaped optical fiber core is W, and the distance between the centers of the tape-shaped optical fiber core is W. When the helical pitch is L, the value of W / L of the optical fiber ribbon is 3.5 × 10-3The above is the feature.
[0016]
The invention according to claim 3 is a method for manufacturing an optical cable in which a tape-shaped optical fiber having a plurality of optical fibers is spirally accommodated, wherein the tape-shaped optical fiber is an optical fiber. Each of the fiber strands has a transmission time difference that almost compensates for a difference in optical path length due to a difference in the helical radius of each of the optical fiber strands in a state where the tape-shaped optical fiber core is not housed in the optical cable. In the method for manufacturing an optical cable housed in the optical cable using the tape-shaped optical fiber core wire, the tape-shaped optical fiber core wire is a silica-based optical fiber strand, and the tape Assuming that the helical pitch of the optical fiber ribbon is L and the distance of the i-th optical fiber from the center of the optical fiber ribbon is Xi, Expressed said transmission time difference Y of the plurality center of the optical fiber in a state where Aiba cord is not received in the light cable (Xi / L) as a parameter,
Y [psec / m] = α (Xi / L)Two
Α when this approximation is approximated by the least squares method is 0.5 × 10Five[Psec / m] or more, 1.5 × 10Five[Psec / mFive] It is characterized by the following range.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an optical cable according to the third aspect, when the optical fiber is formed into a tape, a difference is provided in tension applied to the optical fiber. Is what you do.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical cable according to the third or fourth aspect, an optical fiber having a difference in refractive index of an optical fiber core is used as the plurality of optical fibers. It is a feature.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In one embodiment of the optical cable according to the present invention, an optical cable for spirally housing a tape-shaped optical fiber core 2 as shown in FIGS. 4 and 6, wherein the tape-shaped optical fiber core 2 is an optical cable. In the state where it is not accommodated in the optical fiber core wire 2, the optical path length of the optical fiber strand 4 housed outside the tape-shaped optical fiber core 2 is made longer than the optical path length of the optical fiber strand 4 housed in the center side in advance. An optical cable designed to be short.
[0022]
When the tape-shaped optical fiber core wire 2 is spirally accommodated in the optical cable, the outer optical fiber wire 4 near both ends has a longer helical radius, so that the optical fiber wire 4 extends and the optical path length becomes longer. However, since the optical path length of the optical fiber 4 accommodated outside is shortened in advance, the elongation causes the total optical path length of each optical fiber 4 in the tape-shaped optical fiber core 2. It will be uniform.
[0023]
As described later, since there is a limit in the management of the optical path length of the optical fiber 4, the difference in the optical path length due to the difference in the helical radius of all the optical fibers in the tape-shaped optical fiber 2 is completely eliminated. Is difficult to compensate for, but it is sufficient that at least one optical fiber 4 can be compensated almost. That is, at least one core of the optical fiber 4 has a transmission time difference that almost compensates for a difference in optical path length due to a difference in the helical radius of the optical fiber 4, and the tape-shaped optical fiber 2 is not accommodated in the optical cable. What is necessary is just to have it in a state.
[0024]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a skew in a tape-shaped optical fiber core housed in an optical cable of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Assuming that a normal quartz optical fiber 4 is used, the helical pitch of the tape-shaped optical fiber 2 accommodated in the above-mentioned optical cable is L, and the i-th optical fiber in the tape-shaped optical fiber 2 is Assuming that the distance of the strand 4 from the center of the tape-shaped optical fiber core 2 is Xi, the optical fiber strand 4 at the i-th center and the optical fiber strand 4 at the center have a line length due to the difference in the spiral radius. The difference causes a difference in the optical path length. Based on the optical path length of the optical fiber 4 located at the center of the tape-shaped optical fiber core 2, 1 × 105× (Xi / L)2A difference in transmission time of [psec / m], that is, skew occurs.
[0025]
In the case where the number of optical fibers 4 is an even number, for example, 12 fibers as shown, the central optical fiber 4 is not located at the center, but the virtual optical fiber is located at the center. It will be described as if it exists.
[0026]
The basis of the above equation will be described below. In one pitch length of the spiral, the line length of the central optical fiber is lo, Where the spiral radius of the central optical fiber is R,
Figure 0003584619
Similarly, let the line length of the i-th optical fiber strand be liThen
Figure 0003584619
It becomes. Therefore, the line length difference Δl generated per meter of the optical cable is
Figure 0003584619
It becomes.
[0027]
Assuming that the speed of light is c and the refractive index of the core of the optical fiber is n, the skew per meter of the optical cable is
Figure 0003584619
It becomes. Assuming that the refractive index of the silica-based optical fiber is n = 1.45,
Figure 0003584619
It becomes. Rewriting the above equation with the skew of the i-th optical fiber strand as Yi,
Yi [psec / m] = α (Xi / L)Two
It becomes. α is a constant, and in the above equation, 1 × 10Five[Psec / m].
[0028]
The skew equation described above does not depend on the distance R from the center of the optical cable to the storage position of the tape-shaped optical fiber core 2. The same applies to the case where the spiral state is a one-way twist and the case where the twist is reversed. In the case where the number of optical fibers 4 is an even number, for example, 12 as shown, the boundary between the sixth and seventh optical fibers 4 becomes the center of the tape-shaped optical fiber 2. , The sixth and seventh optical fiber strands 4 are the optical fiber strands having the shortest transmission time, and these optical fiber strands 4 are also virtual optical fiber strands at the center of the optical fiber core strand 2. , There is a difference in the transmission time, so that the difference in the actual transmission time is reduced by that much, based on the transmission time of the sixth and seventh optical fiber strands 4.
[0029]
When a plurality of optical fiber wires 4 are taped to obtain a tape-shaped optical fiber core wire 2, a difference in optical path length according to the elongation due to a difference in helical radius is given in the opposite direction in advance. The optical fiber wire 4 at the center of the tape-shaped optical fiber core wire 2, in the above-described example, the optical fiber wire 4 near both ends from the sixth and seventh optical fiber wires 4, and in the above-mentioned example, the first optical fiber wire 4 , As approaching the 12th fiber, the optical path length of the optical fiber 4 is shortened, and the direction in which the time is shortened is defined as 1 × 105× (Xi / L)2A transmission time difference of [psec / m] is set.
[0030]
However, in practice, there is a limit in the ability of skew management combining the refractive index management and the physical length management of each optical fiber 4 in the tape-shaped optical fiber core wire 2, and therefore, the transmission according to the above-described formula is performed. It is difficult to completely compensate for time differences.
[0031]
However, before the tape-shaped optical fiber is accommodated in the optical cable, the value of the distance Xi of the i-th optical fiber from the center of the tape-shaped optical fiber and the value of the i-th optical fiber are determined. When the skew amount Y is approximated by a quadratic curve using (Xi / L) as a parameter from the measured value of the skew amount,
Y [psec / m] = α (Xi / L)Two
(The first-order and constant terms have been omitted). When the approximation is approximated by the method of least squares, the theoretical value is, as described above, 1 × 10Five[Psec / m]. The value of α when this approximation is approximated by the least square method can have a range within a preferable range with respect to a theoretical value. That is, the theoretical value is 1 × 10Five± 50% around 0.5 × 10Five[Psec / m] or more, 1.5 × 10Five[Psec / m] or less. α is 0.5 × 10FiveIf it is less than [psec / m], the effect of skew compensation is weak, and 1.5 × 10FiveIf the ratio exceeds [psec / m], the compensation becomes excessive, and the effect is rather adverse. Therefore, this range is preferable.
[0032]
One specific method of compensating for the difference in the optical path length according to the elongation due to the difference in the helical radius is to provide a difference in the tension of the back tension when the tape is formed. When the tension of the back tension is small, the optical fiber 4 is accommodated in a slightly meandering state in the tape-shaped optical fiber 2 to produce the tape-shaped optical fiber 2, but the tension of the back tension is reduced. When it is large, the optical fiber 4 is accommodated in the tape-shaped optical fiber 2 in a linearly arrayed state in the longitudinal direction to produce the tape-shaped optical fiber 2, and the physical length of the optical fiber 4 is reduced. Shorter than in a meandering state. The larger the distance from the center optical fiber 4 of the tape-shaped optical fiber core 2 to the larger optical fiber 4, the larger the back tension applied at the time of tape-making to shorten the physical length, and the above-described second-order coefficient is reduced. 1 × 10 of theoretical value5To approach.
[0033]
Another specific method is to provide a difference in the refractive index of the optical fiber 4. The larger the distance from the center optical fiber 4 of the tape-shaped optical fiber core 2 to the larger the optical fiber 4, the smaller the refractive index of the optical fiber core is used. × 105To approach. Alternatively, the above-mentioned second order coefficient is 1 × 10 of the theoretical value by a combination of both the difference in tension and the difference in refractive index at the time of tape formation.5May be approached.
[0034]
This will be described using specific numerical values. In the case where a 12-core quartz-based tape-shaped optical fiber core wire 2 in which optical fiber wires 4 having an outer diameter of 0.25 mm are arranged at a pitch of 0.25 mm is accommodated in an optical cable having a helical pitch of 0.5 m, a cable is formed. , The 1st and 12th optical fibers are XiIs 1.375 mm, X isiIs 0.125 mm, the skew in the tape of 0.75 [psec / m] occurs based on the transmission time of the sixth and seventh optical fiber strands using the above-described approximate expression. Therefore, an optical path length difference of 0.75 [psec / m] was previously given as a skew between the optical fiber 4 at both ends of the tape-shaped optical fiber 2 and the central optical fiber 4. If the tape-shaped optical fiber core wire 2 is used, the skew is theoretically zero due to the use of a cable.
[0035]
Actually, the ability of the skew management control of the tape-shaped optical fiber core 2 is about 0.5 [psec / m] including the management of the refractive index and the management of the physical length. Therefore, the target characteristic of the skew of the tape-shaped optical fiber core wire 2 is set to 0.3 [psec / m]. When the center distance between the optical fiber wires 4 at both ends of one tape-shaped optical fiber core wire 2 is W and the helical pitch is L, the center of the optical fiber wires located at both ends of the tape-shaped optical fiber core wire 2 , The difference in transmission time with respect to the optical fiber 4 located at the center of the tape-shaped optical fiber core 2 is 1 × 10Five× (W / 2L)Two[Psec / m]. Here, the distance Xi of the optical fiber 4 located at the center from the center of the tape-shaped optical fiber 2 is approximated as 0.
[0036]
As described above, when the target characteristic of the skew of the tape-shaped optical fiber core 2 is 0.3 [psec / m],
1 × 10Five× (W / 2L)Two[Psec / m] ≧ 0.3 [psec / m]
In such an optical cable, if skew compensation is not performed, the skew exceeds the target characteristic. When the range of W / L is obtained from this equation,
(W / 2L)Two≧ 0.3 × 10-Five
(W / L)Two≧ 1.2 × 10-Five
(W / L) ≧ 3.5 × 10-3
It becomes. Therefore, (W / L) ≧ 3.5 × 10-3By performing skew compensation, the target characteristic of 0.3 [psec / m] can be achieved. The value of W / L increases as the diameter of the optical fiber 4 increases, as the number of cores of the tape-shaped optical fiber core 2 increases, and as the spiral radius decreases, the value of W / L increases. ) ≧ 3.5 × 10-3In the optical cable, the effect of skew compensation is great.
[0037]
As a specific method for compensating for skew, when a difference is made in the back tension of the optical fiber 4 during tape formation, the difference in tension and the difference in transmission time are approximately proportional within a predetermined range. On the other hand, the optical fiber 4 to which a large tension is applied by 20 g has a wire length shortened by about 0.02%, which shortens the transmission time by about 1 psec / m. When the refractive index of the optical fiber 4 is made different, the difference between the refractive index and the transmission time is proportional, and the relative refractive index difference Δn is 0.02% relative to the reference optical fiber 4. The optical fiber 4 having a large refractive index shortens the transmission time by about 1 psec / m.
[0038]
【Example】
In the optical cable having the cross-sectional structure shown in FIG. 4, a tape-shaped optical fiber core 2 having 12 cores of quartz single-mode optical fiber 4 having an outer diameter of 0.25 mm at a pitch of 0.25 mm is used. A prototype of a 0.5 m optical cable was manufactured. A first tape-shaped optical fiber core with a skew in the tape that compensates for a skew expected in advance by applying tension control at the time of tape formation, and a low skew is aimed at with the tape-shaped optical fiber core alone. The two tape-shaped optical fiber cores 2 prepared as described above were accommodated in an optical cable, and skew measurement was performed.
[0039]
FIG. 2 is a diagram showing the skew of the first optical fiber ribbon used in the present invention, and FIG. 2 (A) is a line showing the skew of the first optical fiber ribbon 2 alone. FIG. 2 (B) is a diagram showing the skew after conversion into a cable. In the figure, the abscissa indicates the core number of the optical fiber, and the ordinate indicates the skew (psec / m). I have.
[0040]
The first tape-shaped optical fiber is a specific example of the tape-shaped optical fiber used in the present invention. As shown in FIG. 2 (A), before conversion into a cable, the core numbers 5 and 6 of the optical fiber wires have the slowest transmission time and the above-mentioned 1 × 105× (Xi / L)2It is designed so that skew based on the difference of the spiral radius of [psec / m] can be almost compensated. Before the cable conversion, the skew was the largest between the optical fiber strand of core number 5 and the optical fiber strands of core numbers 2 and 12, being 0.94 [psec / m]. As shown in FIG. 2 (B), the skew is the largest between the core numbers 5 and 10 and the optical fiber of the core number 2 due to the use of the cable, but the skew amount is 0.54. [Psec / m].
[0041]
FIG. 3 is a diagram showing the skew of a second conventionally used optical fiber ribbon, and FIG. 3 (A) shows the skew of the second optical fiber ribbon 2 alone. FIG. 3B is a diagram illustrating the amount of skew after cable conversion. The horizontal axis and the vertical axis are the same as in FIG.
[0042]
The second optical fiber ribbon is a specific example of the conventional optical fiber ribbon. As shown in FIG. 3A, before the cable is formed, the transmission time difference of the optical fiber 4 is designed to be substantially compensated, and the skew amount is determined by the core numbers 9 and 3,5. The largest value was 0.47 [psec / m]. As shown in FIG. 3B, the transmission time of the optical fiber at the center is shortened by the use of the cable, and the skew amount between the core number 1 and the core number 5 is 0.89 [psec]. / M].
[0043]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, in an optical cable in which a tape-shaped optical fiber having a plurality of optical fibers is spirally accommodated, In the state where the optical fibers are not accommodated in the optical cable, each of the optical fibers barely compensates for a difference in optical path length due to a difference in the helical radius of each optical fiber. Since there is a time difference, there is an effect that the skew of the optical fiber in the tape-shaped optical fiber core spirally housed in the optical cable can be reduced. In addition, the tape-shaped optical fiber is a silica-based optical fiber, and the helical pitch of the tape-shaped optical fiber is L, and the i-th optical fiber is a tape-shaped optical fiber. When the distance from the center of the core wire is Xi, the transmission time difference Y of the plurality of optical fiber strands when the tape-shaped optical fiber core wire is not accommodated in the optical cable is (Xi / L). By expressing as a parameter,
Y [psec / m] = α (Xi / L)Two
Α when this approximation is approximated by the least squares method is 0.5 × 10Five[Psec / m] or more, 1.5 × 10Five[Psec / mFive] The range is as follows. The value of the coefficient α is 0.5 × 10FiveIf it is less than [psec / m], the effect of skew compensation is weak, and 1.5 × 10FiveIf the coefficient exceeds [psec / m], excessive compensation will occur. Therefore, if the value of the coefficient is in the above-mentioned range, there is an effect that practically sufficient skew compensation effect is obtained.
[0044]
According to the invention described in claim 2, when the distance between the centers of the optical fiber strands located at both ends of the tape-shaped optical fiber is W, and the helical pitch of the tape-shaped optical fiber is L, the tape The value of W / L of the optical fiber ribbon is 3.5 × 10-3As described above, the skew due to the cable connection reaches 0.3 [psec / m] or more, and the skew amount is not negligible in practical use. Therefore, there is an effect that the skew compensation works effectively.
[0045]
According to the third aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical cable in which a tape-shaped optical fiber having a plurality of optical fibers is spirally accommodated, the optical fiber is used as the tape-shaped optical fiber. Each of the wires has a transmission time difference that almost compensates for the difference in the optical path length due to the difference in the helical radius of each optical fiber in a state where the tape-shaped optical fiber core is not accommodated in the optical cable. Since the optical fiber is accommodated in the optical cable, there is an effect that it is possible to obtain an optical cable that reduces skew in the tape-shaped optical fiber in a state of being spirally accommodated in the optical cable. In addition, the tape-shaped optical fiber is a silica-based optical fiber, and the helical pitch of the tape-shaped optical fiber is L, and the i-th optical fiber is a tape-shaped optical fiber. When the distance from the center of the core wire is Xi, the transmission time difference Y of the plurality of optical fiber strands when the tape-shaped optical fiber core wire is not accommodated in the optical cable is (Xi / L). By expressing as a parameter,
Y [psec / m] = α (Xi / L)Two
Α when this approximation is approximated by the least squares method is 0.5 × 10Five[Psec / m] or more, 1.5 × 10Five[Psec / mFiveSince the following range is used, an optical cable having a practical skew compensation effect can be obtained.
[0046]
According to the fourth aspect of the present invention, when the optical fiber is made into a tape, the tension applied to the optical fiber is made different, so that the tape-shaped optical fiber is not accommodated in the optical cable. In addition, there is an effect that the optical fiber strand can easily have an optical path length difference.
[0047]
According to the fifth aspect of the present invention, since the plurality of optical fibers are optical fibers having a difference in the refractive index of the optical fiber core, the tape-shaped optical fiber is accommodated in the optical cable. First, there is an effect that the optical fiber strand can easily have an optical path length difference.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a skew in a tape-shaped optical fiber core housed in an optical cable of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a skew of a first tape-shaped optical fiber core wire used in the present invention, and FIG. 2 (A) is a line showing a skew of the first tape-shaped optical fiber core wire 2 alone; FIG. 2 (B) is a diagram showing the skew after conversion into a cable.
FIG. 3 is a diagram showing a skew of a conventionally used second tape-shaped optical fiber core, and FIG. 3 (A) is a skew amount of the second tape-shaped optical fiber core 2 alone; FIG. 3B is a diagram illustrating a skew amount after the cable is formed.
4A and 4B are explanatory views of an optical cable having a slot structure accommodating a tape-shaped optical fiber core. FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of the optical cable, and FIG. It is sectional drawing.
5 is a perspective view of the slot rod shown in FIG. 4, wherein FIG. 5 (A) shows an example of an S-twisted slot rod, and FIG. 5 (B) shows an example of an SZ-twisted slot rod.
FIG. 6 is a schematic sectional view of an optical cable having a loose tube structure accommodating a tape-shaped optical fiber core.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Slot rod, 1a ... Center tensile strength member, 2 ... Tape-shaped optical fiber core wire, 3 ... Sheath, 4 ... Optical fiber wire, 11 ... Tube, 12 ... Sheath.

Claims (5)

複数心の光ファイバ素線を有するテープ状光ファイバ心線が螺旋状に収容されている光ケーブルであって、前記テープ状光ファイバ心線は、その光ファイバ素線のそれぞれが、前記テープ状光ファイバ心線が前記光ケーブルに収容されていない状態で、それぞれの前記光ファイバ素線の螺旋半径の相違による光路長の差をほぼ補償する伝達時間差を持たせた光ケーブルにおいて、前記テープ状光ファイバ心線は、その光ファイバ素線が石英系の光ファイバ素線であり、前記テープ状光ファイバ心線の螺旋ピッチをL、i心目の前記光ファイバ素線の前記テープ状光ファイバ心線の中心からの距離をXiとしたとき、前記テープ状光ファイバ心線が前記光ケーブルに収容されていない状態での前記複数心の光ファイバ素線の前記伝達時間差Yを(Xi/L)をパラメータとして表せば、
Y[psec/m]=α(Xi/L)2
で近似され、この近似を最小自乗法で近似したときの前記αが、0.5×105 [psec/m]以上、1.5×105 [psec/m5 ]以下の範囲であることを特徴とする光ケーブル。
An optical cable in which a tape-shaped optical fiber having a plurality of optical fiber strands is spirally accommodated, wherein each of the tape-shaped optical fiber strands is the tape-shaped optical fiber. In an optical cable having a transmission time difference substantially compensating for a difference in optical path length due to a difference in a helical radius of each optical fiber in a state where a fiber core is not accommodated in the optical cable, the tape-shaped optical fiber core In the line, the optical fiber is a silica-based optical fiber, the helical pitch of the tape-shaped optical fiber is L, the center of the tape-shaped optical fiber of the i-th optical fiber. When the distance from Xi is Xi, the transmission time difference Y of the plurality of optical fiber strands in a state where the tape-shaped optical fiber core is not accommodated in the optical cable is Expressed xi / L) as parameters,
Y [psec / m] = α (Xi / L) 2
And the α when the approximation is approximated by the least squares method is in a range of 0.5 × 10 5 [psec / m 5 ] or more and 1.5 × 10 5 [psec / m 5 ] or less. Optical cable characterized by the following.
前記テープ状光ファイバ心線の両端に位置する光ファイバ素線の中心間の距離をW、前記テープ状光ファイバ心線の螺旋ピッチをLとしたとき、前記テープ状光ファイバ心線のW/Lの値が3.5×10-3以上であることを特徴とする請求項1に記載の光ケーブル。When the distance between the centers of the optical fiber strands located at both ends of the tape-shaped optical fiber core is W and the spiral pitch of the tape-shaped optical fiber core is L, W / 2. The optical cable according to claim 1, wherein the value of L is 3.5 × 10 −3 or more. 複数心の光ファイバ素線を有するテープ状光ファイバ心線を螺旋状に収容する光ケーブルの製造方法にであって、前記テープ状光ファイバ心線として、その光ファイバ素線のそれぞれが、前記テープ状光ファイバ心線が前記光ケーブルに収容されていない状態で、それぞれの前記光ファイバ素線の螺旋半径の相違による光路長の差をほぼ補償する伝達時間差を持たせたテープ状光ファイバ心線を用いて、前記光ケーブルに収容する光ケーブルの製造方法において、前記テープ状光ファイバ心線は、その光ファイバ素線が石英系の光ファイバ素線であり、前記テープ状光ファイバ心線の螺旋ピッチをL、i心目の前記光ファイバ素線の前記テープ状光ファイバ心線の中心からの距離をXiとしたとき、前記テープ状光ファイバ心線が前記光ケーブルに収容されていない状態での前記複数心の光ファイバ素線の前記伝達時間差Yを(Xi/L)をパラメータとして表せば、
Y[psec/m]=α(Xi/L)2
で近似され、この近似を最小自乗法で近似したときの前記αが、0.5×105 [psec/m]以上、1.5×105 [psec/m5 ]以下の範囲であることを特徴とする光ケーブルの製造方法。
A method for manufacturing an optical cable that spirally accommodates a tape-shaped optical fiber having a plurality of optical fiber strands, wherein each of the optical fiber strands is the tape-shaped optical fiber strand. In a state in which the optical fibers are not accommodated in the optical cable, a tape-shaped optical fiber having a transmission time difference that substantially compensates for the difference in the optical path length due to the difference in the helical radius of each optical fiber is used. In the method for manufacturing an optical cable housed in the optical cable, the tape-shaped optical fiber core wire is a silica-based optical fiber wire, and the helical pitch of the tape-shaped optical fiber core wire is When the distance from the center of the tape-shaped optical fiber core to the optical fiber strand at the L-th and i-th cores is Xi, the tape-shaped optical fiber core is the optical cable. Expressed said transmission time difference Y of the plurality center of the optical fiber in a state that is not accommodated in Le a (Xi / L) as a parameter,
Y [psec / m] = α (Xi / L) 2
And the α when the approximation is approximated by the least squares method is in a range of 0.5 × 10 5 [psec / m 5 ] or more and 1.5 × 10 5 [psec / m 5 ] or less. A method for manufacturing an optical cable, comprising:
前記光ファイバ素線をテープ化する際に、前記光ファイバ素線に加える張力に差を持たせることを特徴とする請求項3に記載の光ケーブルの製造方法。The method for manufacturing an optical cable according to claim 3, wherein when the optical fiber is formed into a tape, a difference is provided in tension applied to the optical fiber. 前記複数の光ファイバ素線として、光ファイバコアの屈折率に差を有する光ファイバ素線を用いることを特徴とする請求項3または4に記載の光ケーブルの製造方法。The method according to claim 3, wherein an optical fiber having a difference in refractive index of an optical fiber core is used as the plurality of optical fibers.
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