(57)【要約】      （修正有）【課題】管路内への光ファイバケーブルの布設を適切に設計する光ファイバケーブル布設設計装置、光ファイバケーブル布設設計方法、および光ファイバケーブル布設設計処理プログラムを提供する。【解決手段】光ファイバケーブル布設設計装置１０は、（１）管路内に布設する光ファイバケーブルの単位長さ当たりの質量、（２）光ファイバケーブルの外被表面と管路の内壁との間の摩擦係数、光ファイバケーブルの曲げ剛性の値、（４）管路の内径、および（５）光ファイバケーブルを管路に押し込むために光ファイバケーブルに加える押し込み力の値を入力する入力手段１１と、入力手段による入力結果に基づいて、管路内へ光ファイバケーブルを押し込んで布設する際の、管路内への布設可能距離を算出する算出手段１２とを有する。【選択図】図１
2018128601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）管路内に布設する光ファイバケーブルの単位長さ当たりの質量、（２）前記光ファイバケーブルの外被表面と前記管路の内壁との間の摩擦係数、前記光ファイバケーブルの曲げ剛性の値、（４）前記管路の内径、および（５）前記光ファイバケーブルを前記管路に押し込むために当該光ファイバケーブルに加える押し込み力の値を入力する入力手段と、
前記入力手段による入力結果に基づいて、前記管路内へ前記光ファイバケーブルを押し込んで布設する際の、当該管路内への布設可能距離を算出する算出手段と
を備える光ファイバケーブル布設設計装置。
【請求項２】
前記算出手段は、
前記布設可能距離をＬとし、前記質量をＷとし、前記摩擦係数をμとし、前記曲げ剛性の値をＥＩとし、前記内径をＤとし、前記押し込み力をＦとしたときに、前記布設可能距離を、式
【数１】
2018128601.tif 000005
により算出する
請求項１に記載の光ファイバケーブル布設設計装置。
【請求項３】
前記算出手段により算出した布設可能距離が、前記光ファイバケーブルにおける、前記管路内への布設を要する部分の長さ以上である場合に、前記光ファイバケーブルの布設工法として、前記光ファイバケーブルを牽引せずに前記管路内に押し込んで布設する押し込み布設を選択し、前記布設可能距離が前記布設を要する部分の長さ未満である場合には、前記光ファイバケーブルの布設工法として、前記光ファイバケーブルを牽引して前記管路内に布設する牽引布設を選択する布設工法選択手段をさらに備える
請求項１に記載の光ファイバケーブル布設設計装置。
【請求項４】
光ファイバケーブル布設設計装置に適用される方法であって、
（１）管路内に布設する光ファイバケーブルの単位長さ当たりの質量、（２）前記光ファイバケーブルの外被表面と前記管路の内壁との間の摩擦係数、前記光ファイバケーブルの曲げ剛性の値、（４）前記管路の内径、および（５）前記光ファイバケーブルを前記管路に押し込むために当該光ファイバケーブルに加える押し込み力の値を入力し、
前記入力した結果に基づいて、前記管路内へ前記光ファイバケーブルを押し込んで布設する際の、当該管路内への布設可能距離を算出する
光ファイバケーブル布設設計方法。
【請求項５】
請求項１に記載の光ファイバケーブル布設設計装置の一部分として動作するコンピュータに用いられるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記入力手段、および前記算出手段
として機能させるための光ファイバケーブル布設設計処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光ファイバケーブル布設設計装置、光ファイバケーブル布設設計方法、および光ファイバケーブル布設設計処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブロードバンドサービスの増加に伴って、光ファイバを用いたＦＴＴＨ（Fiber To The Home）加入者数が急激に増加している。この急増する需要に対して迅速に対応するためには、屋外および屋内における光ファイバを利用した情報配線の構成物品である光ファイバケーブル（単に、光ケーブル、またはケーブルと称することもある）を短時間で容易に布設することが重要である。
【０００３】
これまで、光ケーブルを地下の管路内（例えば円筒状の管路内）などへ布設する際には、布設作業者による作業または監視のもとで、光ケーブルの先端を牽引ロープによって牽引しながら当該光ケーブルを管路内へ布設する方法がとられている。この布設の手順の一例は、第一の工程として、光ケーブルを地下管路内へ牽引するための牽引ロープを、この地下管路内に予め通線されている通線紐によって管路内へ布設し、第２の工程として、この布設した牽引ロープによって光ケーブルを管路内へ布設する。
【０００４】
一般的に、地下区間へ布設される光ケーブルとしては、例えば特許文献１に記載されるような、多心のスロット型光ケーブルが用いられる。このような光ケーブルは、構造上、一定の質量を有するため、この光ケーブルを管路内に布設する際には、電動のケーブル牽引機などを用いる必要がある。
【０００５】
このような布設の工程を容易に採用できることが可能な光ケーブルとして、例えば特許文献１では、極限まで高密度化することで質量を軽量化した光ケーブルが提案されている。  
このような光ケーブルを用いる事で、例えば上記のケーブル牽引機などの省略が期待できる。しかし、上記の第１および第２工程自体を削減できるものではない。
【０００６】
また、現在、ビル構内や宅内などの配管内へ布設する光ケーブルにおいては、例えば特許文献２に記載されるように、光ケーブルの外被表面の摩擦係数を低減し、かつケーブル外径を細径化した光ケーブルが提案されている。このようなこの光ケーブルは、光ケーブル自体を配管内へ押し込んで布設することで、上記の第１の工程のような、ケーブル布設の前工程を省略することを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０４１５６８号公報
【特許文献２】特開２０１０−０４４２５４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】岩田秀行，他、“アクセス系光ファイバケーブルの高機能化の検討”、信学技報ＳＳＥ９７−１７７（１９９８年２月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献２にも記載されているように、光ケーブルを一定の距離にわたって管路内へ布設するためには、この光ケーブルについて、ある程度の剛性が必要である。  
特に地下区間では、多心の光ケーブルを例えば１００ｍ以上の長距離に亘って布設する必要があるが、特許文献１に記載のような細径高密度な多心光ケーブルを用いて、この光ケーブルの外被材料を低摩擦化しても、この光ケーブルを長距離に亘って管路内に押し込んで布設しようとすると、管路内で光ケーブルが座屈し、所望の距離にわたって光ケーブルを布設することができない場合がある。しかし、この管路内へ押し込む光ケーブルの布設可能距離（以下、特に但し書きが無い場合は、単に布設可能距離と称する）、を推定する設計方法がなく、管路内への光ケーブルの布設の設計を適切に行なえないという課題があった。
【００１０】
本発明の目的は、管路内への光ファイバケーブルの布設を適切に設計することができる光ファイバケーブル布設設計装置、光ファイバケーブル布設設計方法、および光ファイバケーブル布設設計処理プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、この発明の実施形態における光ファイバケーブル布設設計装置の第１の態様は、（１）管路内に布設する光ファイバケーブルの単位長さ当たりの質量、（２）前記光ファイバケーブルの外被表面と前記管路の内壁との間の摩擦係数、前記光ファイバケーブルの曲げ剛性の値、（４）前記管路の内径、および（５）前記光ファイバケーブルを前記管路に押し込むために当該光ファイバケーブルに加える押し込み力の値を入力する入力手段と、前記入力手段による入力結果に基づいて、前記管路内へ前記光ファイバケーブルを押し込んで布設する際の、当該管路内への布設可能距離を算出する算出手段とを有する装置を提供する。
【００１２】
上記構成の光ファイバケーブル布設設計装置の第２の態様は、第１の態様において、前記算出手段は、前記布設可能距離をＬとし、前記質量をＷとし、前記摩擦係数をμとし、前記曲げ剛性の値をＥＩとし、前記内径をＤとし、前記押し込み力をＦとしたときに、前記布設可能距離を、式
【００１３】
【数１】
2018128601.tif 000003
【００１４】
により算出する装置を提供する。
【００１５】
上記構成の光ファイバケーブル布設設計装置の第３の態様は、第１の態様において、前記算出手段により算出した布設可能距離が、前記光ファイバケーブルにおける、前記管路内への布設を要する部分の長さ以上である場合に、前記光ファイバケーブルの布設工法として、前記光ファイバケーブルを牽引せずに前記管路内に押し込んで布設する押し込み布設を選択し、前記布設可能距離が前記布設を要する部分の長さ未満である場合には、前記光ファイバケーブルの布設工法として、前記光ファイバケーブルを牽引して前記管路内に布設する牽引布設を選択する布設工法選択手段をさらに有する装置を提供する。
【００１６】
本発明の実施形態における光ファイバケーブル布設設計方法の態様は、光ファイバケーブル布設設計装置に適用される方法であって、（１）管路内に布設する光ファイバケーブルの単位長さ当たりの質量、（２）前記光ファイバケーブルの外被表面と前記管路の内壁との間の摩擦係数、前記光ファイバケーブルの曲げ剛性の値、（４）前記管路の内径、および（５）前記光ファイバケーブルを前記管路に押し込むために当該光ファイバケーブルに加える押し込み力の値を入力し、前記入力した結果に基づいて、前記管路内へ前記光ファイバケーブルを押し込んで布設する際の、当該管路内への布設可能距離を算出する方法を提供する。
【００１７】
本発明の実施形態における光ファイバケーブル布設設計処理プログラムの態様は、第１の態様における光ファイバケーブル布設設計装置の一部分として動作するコンピュータに用いられるプログラムであって、前記コンピュータを、前記入力手段、および前記算出手段として機能させるためのプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、管路内への光ファイバケーブルの布設を適切に設計することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る布設工法設計装置の機能構成例を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る布設工法設計装置による処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図３】本発明の一実施形態に係る布設工法設計装置により算出する、管路内への光ケーブルの布設可能距離の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明に係わる実施形態を説明する。  
図１は、本発明の一実施形態に係る布設工法設計装置の機能構成例を示すブロック図である。  
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る布設工法設計装置（光ファイバケーブル布設設計装置）１０は、入力部１１、布設可能距離算出部１２、布設工法選択部１３、出力部１４を有する。
【００２１】
布設作業者による作業または監視のもとで、光ファイバケーブルを円筒状の管路内へ押し込む際に、この管路内で光ケーブルが座屈して蛇行すると、光ケーブルに対する押し込み力が当該光ケーブルの先端まで伝わらなくなり、光ケーブルを管路内の所望の距離にわたって布設することができなくなる。
【００２２】
管路内へ押し込む光ケーブルが蛇行せず布設できる距離、つまり管路内へ押し込む光ケーブルの、当該管路内への布設可能距離は、（１）管路内に布設する対象である光ケーブルの質量、（２）管路の内壁に対する、布設する対象である光ケーブルの外被表面の摩擦係数、（２）光ケーブルの布設先である管路の内径、（４）布設する対象である光ケーブルの曲げ剛性、でなる条件によって決まる。
【００２３】
ここで、上記（１）〜（４）の条件と、光ケーブルの布設可能距離との関係を明らかにするため、管路内へ光ケーブルを実際に押し込んで布設し、この管路内での光ケーブルの布設可能距離（管路内へ光ケーブルを押し込んで布設する際の、当該管路内への当該光ケーブルの布設可能距離）を測定した。
【００２４】
図３は、本発明の一実施形態に係る光ファイバケーブル布設工法設計装置により算出する、管路内への光ケーブルの布設可能距離の一例を示す図である。  
この図３は、光ケーブルの質量、曲げ剛性、摩擦係数の組み合わせが異なる２種類の光ケーブルを実際に管路内へ布設した際の布設可能距離を、条件が異なるケーブルＡ、ケーブルＢのそれぞれについて示したものである。
【００２５】
図３に示した結果より、管路内に布設する光ケーブルの単位長さ当たりの質量をＷ（ｋｇ／ｍ）とし、管路内に布設する光ケーブルの曲げ剛性をＥＩ（Ｎ・ｍ２）とし、上記の光ケーブルの布設先である管路の内径をＤ（ｍｍ）とし、上記の光ケーブルの布設先である管路の内壁に対する光ケーブルの外被表面の摩擦係数をμとし、上記の光ケーブルを管路内に押し込むために当該光ケーブルに加える最大押し込み力（以下、押し込み力と称することがある）Ｆ（Ｎ）とした場合、光ケーブルの布設可能距離Ｌ（ｍ）は、以下の式（１）によって近似できる。
【００２６】
【数２】
2018128601.tif 000004
【００２７】
図３に示したケーブルＡの条件は、質量Ｗが0.076（ｋｇ／ｍ）であり、曲げ剛性ＥＩが0.18（Ｎ・ｍ２）であり、摩擦係数μが0.5である。  
また、図３に示したケーブルＢの条件は、質量Ｗが0.076（ｋｇ／ｍ）であり、曲げ剛性ＥＩが0.18（Ｎ・ｍ２）であり、摩擦係数μが0.3である。  
ここでは、ケーブルＡとケーブルＢの質量Ｗと曲げ剛性ＥＩとは同じであるが、これらが異なっていてもよい。
【００２８】
上記の式（１）に示すように、布設可能距離Ｌは、摩擦係数μに反比例し、押し込み力Ｆに比例する。  
光ケーブルを管路内に牽引して布設する（以下、牽引布設と称することがある）場合には、光ケーブルの外被表面と管路の内壁とが接触するため、非特許文献１の３.１節に記載された式（１)に示されるように、光ケーブルに加える張力と、光ケーブルの摩擦係数と、牽引布設時の光ケーブルの布設可能距離と間に関係があることが知られている。
【００２９】
管路内への光ケーブルを、牽引を要せずに当該管路内に押し込んで布設する（以下、押し込み布設と称することがある）においても、牽引布設と同様に光ケーブルの外被表面と管路の内壁とが接触するため、上記のように、押し込み布設時の布設可能距離は光ケーブルの摩擦係数に反比例する。
【００３０】
図３に示すように、摩擦係数μが異なる２種類の光ケーブルＡ，Ｂの布設可能距離Ｌをそれぞれ測定したところ、同じ内径Ｄにおいて、摩擦係数μがケーブルＢより大きいケーブルＡの布設可能距離Ｌは、摩擦係数μがケーブルＡより小さいケーブルＢの布設可能距離Ｌより短い。つまり、ケーブルＡ，Ｂのそれぞれの布設可能距離Ｌは当該ケーブルの摩擦係数μに反比例した値となっており、測定結果は妥当であると言える。
【００３１】
また、式（１）に示すように、布設可能距離Ｌは、光ケーブルが破壊されない範囲で、押し込み力Ｆ比例する。図３に示した結果は、光ケーブルを人力で管路内に押し込むことを前提として、押し込み力Ｆを１０（ｋｇ・ｆ）とした場合の結果である。
【００３２】
次に、上記の結果に基づいた、布設工法設計装置１０による処理の手順について説明する。  
まず、布設工法設計装置１０の入力部１１は、ユーザ端末２０への操作により入力された、（１）光ケーブルの単位長さ当たりの質量Ｗ、（２）光ケーブルの曲げ剛性ＥＩ、（３）管路の内径Ｄ、（４）摩擦係数μ、（５）光ケーブルの押し込み力Ｆ、および（６）管路内に布設する対象である光ケーブルにおける、当該管路内への布設を要する部分の長さ（以下、布設所要距離と称することがある）Ｌ２を入力する（Ｓ１）。
【００３３】
次に、布設可能距離算出部１２は、Ｓ１で入力した質量Ｗ、曲げ剛性ＥＩ、内径Ｄ、摩擦係数μ、押し込み力Ｆを上記の式（１）の左辺に代入することで、布設可能距離Ｌを算出する。布設可能距離算出部１２は、この算出した布設可能距離Ｌを、Ｓ１で入力された布設所要距離Ｌ２とあわせて布設工法選択部１３に出力する（Ｓ２）。
【００３４】
布設工法選択部１３は、布設工法選択部１３から出力された布設可能距離Ｌと、布設所要距離Ｌ２とを入力して、これらを比較する。  
布設可能距離Ｌが布設所要距離Ｌ２以上である場合、つまり、布設可能距離Ｌの算出対象の光ケーブルを、管路内の布設所要距離Ｌ２にわたって押し込み布設により布設できる場合には、布設工法選択部１３は、布設工法として、牽引を要しない押し込み布設を選択する。
【００３５】
また、布設可能距離Ｌが布設所要距離Ｌ２未満である場合、つまり、布設可能距離Ｌの算出対象の光ケーブルを、管路内の布設所要距離Ｌ２未満の距離しか押し込み布設により布設できない場合には、布設工法選択部１３は、布設工法として、従来の牽引布設を選択し、この選択した布設工法を示す情報を出力部１４に送る（Ｓ３）。  
出力部１４は、Ｓ３により選択した布設工法に関する、ユーザ（布設作業者）への通知（例えば、布設可能距離Ｌの算出対象の光ケーブル適切な布設工法が押し込み布設であることを示すメッセージ）を、外部の表示機器３０に表示させる（Ｓ４）。
【００３６】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る布設工法設計装置は、管路および光ケーブルの各条件に基づいて、管路内への押し込み布設の可能な距離を算出し、この算出した距離に基づいて、適切な布設工法を選択することが可能となる。  
つまり、光ケーブルを布設しようとする場所において、押し込み布設の可否を事前に確認することができ、押し込み布設が可能な場合は、牽引工法と比べて工程が少なくて済む当該押し込み布設を適用し、押し込み布設が不可能な場合は、従来から用いられている牽引布設を適用するという選択が可能となる。
【００３７】
したがって、管路内への押し込み布設が適切か否かについて不明である光ケーブルについて、管路内への押し込み布設を実際に試みたが、この光ケーブルの布設可能距離が短いために、管路内の布設所要距離未満の距離しか布設できず、この押し込み布設が不可能だった場合に、当該押し込み布設を中止して、布設工法を牽引布設に切り替えるといった手間や、押し込み布設が可能であるにもかかわらず、押し込み布設に比べて工程が多い牽引布設を布設工法として選択してしまうということを回避できる。  
よって、光ファイバケーブル布設時の適切な布設工法を選定する設計が可能となり、光ファイバ網を迅速かつ経済的に構築することが可能となる。
【００３８】
（変形例）
また、布設工法設計装置１０を、布設工法選択部１３を設けない布設可能距離設計装置とし、この装置により布設可能距離Ｌを算出して、この布設可能距離Ｌを外部に出力し、この布設可能距離Ｌと布設所要距離Ｌ２とを人手の計算で比較することにより、布設工法の選択を人手により行うこともできる。これにより装置の構成を簡略化することができる。
【００３９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００４０】
また、各実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０…布設工法設計装置、１１…入力部、１２…布設可能距離算出部、１３…布設工法選択部、１４…出力部、２０…ユーザ端末、３０…表示機器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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