(57)【要約】【課題】光ファイバケーブルの小径曲げによって光ファイバの伝送損失の悪化や破断寿命の低下を引き起こすことがなく、高品質かつ長寿命である光伝送路を既設管路内に構築する。【解決手段】本発明の光ファイバケーブル１は、波長１．５５μｍにおけるピーターマン−Ｉ（Ｐｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉ）の定義によるモードフィールド径が８μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１．２６μｍ以下である光ファイバ１０を有する光ファイバケーブルであって、光ファイバ１０の曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径Ｄの曲げに対して抵抗するコルゲート状のシース６を備えている。【選択図】　　図１
2004004670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長１．５５μｍにおけるピーターマン−Ｉ（Ｐｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉ）の定義によるモードフィールド径が８μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１．２６μｍ以下である光ファイバを有する光ファイバケーブルであって、
前記光ファイバの曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径の曲げに対して抵抗する抵抗手段を備えていることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバケーブルにおいて、
前記光ファイバの曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径が、１５ｍｍ以下であることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光ファイバケーブルにおいて、
前記光ファイバは、波長１．３０μｍにおける波長分散の絶対値が１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ波長１．５５μｍにおける波長分散の絶対値が１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光ファイバケーブルにおいて、
前記光ファイバは、ガラス体の直径をｄ、疲労係数をｎ、スクリーニング歪をεｐ、曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径をＤとしたときに、
（ｄ／Ｄ）×（６．３×１０８）１／ｎ≦εｐ≦０．０４
の関係を有することを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の光ファイバケーブルにおいて、
前記光ファイバは、カーボンコートファイバであることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の光ファイバケーブルにおいて、
前記抵抗手段は、コルゲート状に形成されたシースであることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の光ファイバケーブルを用いて、既設管路内に光伝送路を設けることを特徴とする光伝送路の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバケーブルに関し、さらに詳しくは、集合住宅やビル等の既設管路内に新たな光伝送路を構築するための光ファイバケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信システムの需要が増加するにつれ、光伝送路である光ファイバケーブルを既設建築物内に敷設することが多くなっている。
【０００３】
一般に、既存の集合住宅やビル内に新たな電線等のケーブル類を敷設する場合には、既に同軸ケーブルや通信用ケーブルの敷設のために設けられている管路内の隙間に、新たにケーブルを引き通して敷設する工法が用いられていた（例えば、非特許文献１参照。）。この工法は、建物内に新たな管路を設ける必要がないため、敷設コストが安価であり、建物に損傷を与えることがない。従って、光ファイバケーブルを既設建築物内に敷設する場合にも、従来のケーブルと同様に、既設管路内に光ファイバケーブルを引き通す工法を用いることが考えられる。
【０００４】
【非特許文献１】
「住宅情報化配線」　平成９年４月，住宅情報化推進協議会編
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように既設管路内で光ファイバケーブルを追加敷設する場合は、既に敷設されているケーブルに沿って光ファイバケーブルが曲がってしまうことがある。管路内に敷設された光ファイバケーブルには、この曲げが長期的に付加されるため、光ファイバケーブル内の光ファイバが曲げ応力によって疲労破壊しないように考慮する必要がある。また、曲がった光ファイバは、曲がった各部分で光の反射角が異なる。反射角が臨界角以上になると、コア内の光が反射されずにクラッドへ放射されてしまい、伝送損失が増加してしまう。特に、曲がった光ファイバに側面から不均一な応力が加わると、光ファイバの光軸がコア径に比べて小さい曲率半径で曲がってしまう。こうした状態をマイクロベンドといい、伝送損失が増加する大きな原因になってしまう。
【０００６】
上記の非特許文献１によれば、建築物の管路内に敷設される同軸ケーブル及びツイストペアケーブルは、その仕様が規定されている。具体的には、同軸ケーブルはＳ−５Ｃ−ＦＢ同等以上（直径７．７ｍｍφ以上）、ツイストペアケーブルは４対ツイストペアケーブル（直径７ｍｍφ）と規定されている。すなわち、光ファイバケーブルに加わる曲げ応力は、最小で直径７ｍｍφのケーブルに沿って曲がったときに最大となる。
【０００７】
本発明者らは、光ファイバケーブルが既存のケーブルに沿って曲がるとき、光ファイバケーブルと既存のケーブルとの最大交差角は、引き通しによる工法の場合は、通常２５〜３０°程度であり、最大で４５°程度であることを見出した。この最大交差角は、管路内の自由空間と挿入する光ファイバケーブルの外径とに依存する。つまり、管路内の自由空間が大きく、光ファイバケーブルの外径が小さいほど、最大交差角は小さくなる。したがって、既存管路に引き通す工法によって敷設される光ファイバケーブルに要求される、実質的な最小曲げ直径は、既存のケーブル半径をｒ、交差角度をθ（°）としたとき、２ｒ／ｃｏｓ（９０−θ）となる。既存のケーブル半径ｒ＝３．５ｍｍとすると、実質的な最小曲げ直径は、通常で１５ｍｍφ、最も厳しい場合は１０ｍｍφ程度必要であることが判明した。
しかしながら、従来の光ファイバケーブルにおいては、インドア用のケーブルでも光ファイバの品質が保証できる最小の曲げ直径は６０ｍｍφが限界であった。
【０００８】
すなわち、光ファイバケーブルは、最小で１０〜１５ｍｍφ程度の曲げ直径となる可能性がある既設管路内の敷設において、最小６０ｍｍφの曲げ直径を維持した敷設は物理的に困難であることが予想され、また敷設後のケーブルの曲げ直径を全長に渡って直接観察することも不可能である。そのため、従来の光ファイバケーブルは、電線等のケーブルのように通常の使用状態とほぼ同等の品質と信頼性を保証しつつ、既設管路内に敷設することが難しいという状況にあった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、光ファイバケーブルの小径曲げによって光ファイバの伝送損失の悪化や破断寿命の低下を引き起こすことがなく、高品質かつ長寿命である光伝送路を既設管路内に構築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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る光ファイバケーブルは、波長１．５５μｍにおけるピーターマン−Ｉ（Ｐｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉ）の定義によるモードフィールド径が８μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１．２６μｍ以下である光ファイバを有する光ファイバケーブルであって、光ファイバの曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径の曲げに対して抵抗する抵抗手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成の光ファイバケーブルによれば、光ファイバのマイクロベンド特性が良好であるので、既設管路内の敷設に必要な１０ｍｍ〜１５ｍｍφの曲げが印加されても損失特性が良好である。また、ケーブル自体も、抵抗手段によって、ファイバの曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げが付加されることが防止されるので、敷設後のケーブルの曲げ直径を全長に渡って直接観察することなく、通常の使用状態とほぼ同等の品質と信頼性を保証することができる。
【００１２】
また、本発明に係る光ファイバケーブルの光ファイバは、その曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径が、１５ｍｍ以下であることが望ましい。
このような構成の光ファイバケーブルによれば、ケーブルの曲げが防がれる抵抗曲げ直径を１５ｍｍ以下に設定することができるので、十分な柔軟性をケーブルに付与しつつ、殆どの既設管路での敷設が可能となる。なお、ケーブルの抵抗曲げ直径を１０ｍｍ以下に設定することにより、ほぼ全ての既設管路での敷設が可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る光ファイバケーブルの光ファイバは、波長１．３０μｍにおける波長分散の絶対値が１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ波長１．５５μｍにおける波長分散の絶対値が１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることが望ましい。
このような構成の光ファイバケーブルによれば、波長１．３０μｍ帯及び波長１．５５μｍ帯の双方の波長領域の信号光を高ビットレートで伝送することが可能である。
【００１４】
また、本発明に係る光ファイバケーブルの光ファイバは、ガラス体の直径をｄ、疲労係数をｎ、スクリーニング歪をεｐ、曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径をＤとしたときに、
（ｄ／Ｄ）×（６．３×１０８）１／ｎ≦εｐ≦０．０４
の関係を有することが望ましい。
このような構成の光ファイバケーブルによれば、想定される最も厳しい条件である、全長に渡って印加されうる最大曲げが２０年間（６．３×１０８秒間）付加された場合でも、光ファイバケーブル内の光ファイバが破断することがない。さらに、スクリーニング歪εｐが０．０４以下であるので、スクリーニング時に光ファイバがスリップを起こすことがなく、光ファイバに対して適正な歪を付加することができる。また、スクリーニングによって光ファイバを必要以上に断線させることがない。
【００１５】
また、本発明に係る光ファイバケーブルの光ファイバは、カーボンコートファイバであることが望ましい。
このような構成の光ファイバケーブルによれば、疲労係数ｎが１００以上の光ファイバを得ることができるので、光ファイバの破断寿命の低下を防止することができる。
【００１６】
また、本発明に係る光ファイバケーブルの抵抗手段は、コルゲート状に形成されたシースであることが望ましい。
このような構成の光ファイバケーブルによれば、光ファイバケーブルに対して光ファイバの曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径の曲げが付加される際に、シースに形成されたコルゲートの山同士が当接して、光ファイバケーブルがそれ以下の曲げ直径で曲がることを防止することができる。
なお、このコルゲート構造は、シースの如何なる層に形成されていても良く、例えばシースの最外層や最内層に形成されていても良い。
【００１７】
また、本発明に係る光伝送路の構築方法は、上記の本発明に係る光ファイバケーブルを用いて、既設管路内に光伝送路を設けることを特徴とする。
【００１８】
このような構成の光伝送路の構築方法によれば、光ファイバケーブルの小径曲げによって光ファイバの伝送損失の悪化や破断寿命の低下を引き起こすことがなく、高品質かつ長寿命である光伝送路を既設管路内に構築することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光ファイバケーブルの実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
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図１は、本実施形態の光ファイバケーブルを示す断面図、図２は、本実施形態の光ファイバケーブルを示す長尺方向の断面図である。図３は、図１における光ファイバの説明図である。図４は、図３における光ファイバの屈折率プロファイル例を示す図である。図５は、図１における光ファイバのスクリーニング試験を示す模式図である。図６は、図１における光ファイバの波長分散特性を示すグラフである。図７は、図１における光ファイバのコア領域の比屈折率差及び外径の関係を示すグラフである。また、図８は、図１に示す光ファイバコードの第１変形例を示す断面図、図９は、図１に示す光ファイバコードの第２変形例を示す断面図、図１０は、図１に示す光ファイバコードの第３変形例を示す断面図である。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本実施形態の光ファイバケーブル１は、ケーブルコアとしてＳＺスロット３を用いたＬＡＮ配線構内用光ファイバケーブルである。ＳＺスロット３は、中心部にテンションメンバ２を備えており、外周部分には長尺方向に交互に捩れるように形成されたスロット溝４が５つ形成されている。各スロット溝４には、樹脂被覆が施された光ファイバ１０が８本づつ収納されている。従って、光ファイバケーブル１は４０心型のケーブルである。
また、ＳＺスロット３の外周は、スロット溝４の開口部分を塞ぐためにプラスチックテープ５で押さえ巻きされている。さらに、その外周はコルゲートシース６及び外部シース７によって被覆されている。この外部シース７によって形成される光ファイバケーブル１の外径は１３．５ｍｍである。
光ファイバケーブル１は、長尺方向に交互に捩れたＳＺスロット３をケーブルコアとして用いているため、光ファイバケーブル１が既設管路内等に敷設されて曲がった場合に、光ファイバ１０に加わる曲げ応力を緩和させることができる。
【００２１】
コルゲートシース６は、アルミニウム、銅、スチール等からなる金属テープをケーブルコアの周囲に縦添えして、幅方向に湾曲させてパイプ状としたうえで螺旋状の波付け加工を施して形成されている。また、コルゲートシース６は、ケーブルコアの周囲に金属のパイプを押出して波付け加工することによって形成することも可能である。また、波付け加工は螺旋状ではなくリング状に施しても良い。この波付け加工によって形成された山のピッチは、光ファイバケーブル１が、内蔵する光ファイバの曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径、例えば曲げ直径１０ｍｍφで曲がろうとしたときに、山同士が当接する間隔に設定されている。従って、コルゲートシース６は、光ファイバ１０が曲げ直径１０ｍｍφ以下の曲げ直径で曲がってしまうことを防ぐことができる。
【００２２】
外部シース７は、コルゲートシース６の周囲にポリエチレン等のプラスチックを押出して成形される。外部シース７は、コルゲートシース６の防食性が優れている場合には必ずしも必要ではないが、光ファイバケーブル１の表面を滑らかな円筒状に形成することができる。従って、外部シース７が形成されている場合は、光ファイバケーブル１を管路内に引き通して敷設する際に敷設作業をスムースに行うことができる。
【００２３】
次に、光ファイバ１０について説明する。
図３（ａ）は、光軸に垂直な面で光ファイバ１０を切断したときの断面図を示し、図３（ｂ）は、光ファイバ１０の屈折率プロファイルを示す。この光ファイバ１０は、光軸中心を含む外径ｄ１１のコア領域１１と、このコア領域１１を取り囲む外径ｄ１２のクラッド領域１２と、このクラッド領域１２を取り囲むカーボン層１３と、このカーボン層１３を取り囲む外径ｄ１４の被覆層１４とを備えて構成されている。この光ファイバ１０のうち、コア領域１１とクラッド領域１２とがガラス体である。
【００２４】
コア領域１１及びクラッド領域１２は、石英ガラス（ＳｉＯ２）をホスト材料とするものである。コア領域１１及びクラッド領域１２の双方または何れか一方には、屈折率調節用の添加物が含有されている。そして、コア領域１１の屈折率ｎ１は、クラッド領域１２の屈折率ｎ２より高くなっている。好適には、コア領域１１は実質的に単峰状の屈折率分布を有して、クラッド領域１２は実質的に一定屈折率である。この場合には、屈折率プロファイルが簡易であるので光ファイバ１０の製造が容易である。
【００２５】
なお、「実質的に単峰状」のコア領域１１の屈折率分布とは、図３（ｂ）に示されるような理想的なステップ形状を含む他、図４（ａ）に示されるようなコア中央部に向けて屈折率が高くなる形状、図４（ｂ）に示されるような略ステップ形状であるが周辺近傍で屈折率が僅かに高くなっている形状、図４（ｃ）に示されるような略ステップ形状であるが周辺近傍で屈折率が漸減している形状、等を含む。
なお、クラッド領域については、生産性の観点からはクラッド領域の形状は図３（ｂ）に示すごとく実質的に一定であるのが好ましいが、石英ガラスに対する比屈折率差が負の値となるディプレスト領域を有するディプレストクラッド構造を有していても良い。但し、その場合でも、他ファイバとの接続性の観点から、コア部分は実質的単峰状であることが好ましい。
【００２６】
好適には、例えば、コア領域１１は酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）が添加された石英ガラスであり、クラッド領域１２はフッ素（Ｆ）が添加された石英ガラスである。あるいは、コア領域１１はＧｅＯ２が添加された石英ガラスであり、クラッド領域１２は実質的に純石英ガラスである。コア領域１１には他の屈折率上昇剤が含有されていても良いし、クラッド領域１２には他の屈折率降下剤が含有されていても良い。このような屈折率調節用の添加物が含有されていることにより、光ファイバ１０は所望の屈折率プロファイルを得ることができる。
【００２７】
カーボン層１３は、クラッド領域１２の周囲にコーティングされたアモルファスカーボンの薄膜層であり、その厚さは０．０４μｍ程度である。このコーティング方法としては、線引きされたガラス体の光ファイバ表面に原料ガスを化学反応させて、アモルファスカーボンを析出させるＣＶＤ法が、成膜速度及び膜質の点で有利であることが知られている。
このようにしてガラス体の周囲にカーボン層がコーティングされた光ファイバは、カーボンコートファイバ（ＣＣＦ）と呼ばれ、疲労係数ｎが１００以上、場合によっては２００以上となる。
【００２８】
一般には、光ファイバ１０のクラッド領域１２の外径ｄ１２は１２５μｍであり、被覆層１４の外径ｄ１４は２５０μｍである。しかし、好適には、クラッド領域１２の外径ｄ１２は６０〜１００μｍである。この場合には、この光ファイバ１０は、小径に曲げられたときに、曲げ歪みによる破断の確率が小さくなり、長期信頼性が向上する。また、好適には、被覆層１４の外径ｄ１４は２００μｍ以下である。この場合には、この光ファイバ１０がケーブルコア内に収容される際に収容効率が向上して、光ファイバケーブル１が細径化され、あるいは、収納される光ファイバ１０の本数が増加する。
【００２９】
通常、樹脂被覆が施された光ファイバは、線引き工程の下流側でスクリーニング試験が行われる。スクリーニング試験は、光ファイバの強度を試験するために行われるもので、光ファイバの全長に張力を付加して製品の最低強度を保証するものである。スクリーニング試験の概略を図５に示す。
スクリーニング試験装置２０は、ダンサローラ２２によって光ファイバ１０に張力及び歪を与えるもので、ダンサローラ２２の上流側には駆動する繰り出しローラ２１、下流側には駆動する引き取りローラ２３が備えられている。ダンサローラ２２には重さＷの重り２４が付けられて、この荷重によって光ファイバ１０に張力を与える。このとき光ファイバ１０に付加されるスクリーニング歪εｐは、光ファイバ１０のガラス体の直径をｄ、ダンサローラ２２の直径をＤｓとすると、
εｐ＝ｄ／Ｄｓ　　・・・（１）
によって求められる。
【００３０】
また、文献「福富秀雄著，“光ファイバケーブル”，オーム社，１９８３年７月１０日」の第３５頁に記載されているように、光ファイバの破断時間は応力σのｎ乗（ｎ：疲労係数）に反比例することが示されている。従って、
（曲げ直径Ｄの曲げ応力）ｎ×設計寿命≦（スクリーニング応力）ｎ×スクリーニング時間　　・・・（２）
となるように設定することによって、光ファイバの強度を保証することができる。
ここで、ヤング率Ｅが一定となる弾性範囲では、応力σと歪εは比例関係（σ＝Ｅε）であるため、上記式（２）は、
（曲げ直径Ｄの曲げ歪）ｎ×設計寿命≦（スクリーニング歪）ｎ×スクリーニング時間　　・・・（３）
と表すことができる。
なお、疲労係数ｎは、光ファイバに加えられた引張応力σｓと、破断に至るまでの時間ｔｓとの関係式
ｌｏｇｔｓ＝−ｎｌｏｇσｓ＋Ｊ　（Ｊ：定数）　　・・・（４）
により得ることができる。
【００３１】
また、曲げ直径Ｄ（ｍｍ）の曲げ歪εは、スクリーニング歪εｐと同様の関係式により求めることができる。すなわち、ガラス体であるクラッド領域１２の直径ｄ１２が１２５μｍであることから、上記式（１）にｄ＝１２５μｍ、Ｄｓ＝１０ｍｍを代入して、曲げ歪εは１．２５％となる。
例えば、曲げ直径Ｄ＝１０ｍｍφのときは、光ファイバ１０の設計寿命を２０年（６．３×１０８秒）、スクリーニング時間を１秒と設定して、
１．２５×（６．３×１０８）１／ｎ≦εｐ≦０．０４　　・・・（５）
の関係式を満たすスクリーニング試験を行う。
【００３２】
外径ｄ１２が１２５μｍより小さいときは、同一曲げ径での曲げ歪εが小さくなるために、スクリーニング歪εｐは、より小さい値とすることができる。一般的には、光ファイバのガラス体の直径をｄ、疲労係数をｎ、スクリーニング歪みをεｐ、光ファイバの曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径をＤとしたとき、
（ｄ／Ｄ）×（６．３×１０８）１／ｎ≦εｐ≦０．０４　　・・・（６）
の関係となるようにすれば、想定される最も厳しい条件である、全長に渡って印加されうる最大曲げが２０年間（６．３×１０８秒間）付加された場合でも、光ファイバケーブル内の光ファイバが破断することは無い。
なお、スクリーニング歪εｐの上限値を０．０４（４．０％）と設定したので、スクリーニング時に光ファイバ１０がスリップを起こすことがなく、光ファイバ１０に対して適正な歪を付加することができる。また、スクリーニングによって光ファイバ１０を必要以上に断線させることがない。
【００３３】
また、光ファイバ１０は、曲げ直径１５ｍｍφでの波長１．５５μｍにおける曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以下である。通常の管路で許容される伝送損失増は１ｄＢ以下程度であることが多いので、曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以下であれば、十分に実用的な伝送損失を得ることができる。従って、光ファイバケーブル１を既設管路内に敷設した時に、ケーブルの曲げが防がれる抵抗曲げ直径を１５ｍｍ以下に設定しても伝送損失増を０．１ｄＢ／ターン以下とすることができるので、敷設に十分な柔軟性をケーブルに付与しつつ、敷設後の伝送損失増を抑えることができ、殆どの既設管路での敷設が可能となる。
【００３４】
また、この光ファイバ１０は、波長１．５５μｍにおけるＰｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉの定義によるモードフィールド径（ＭＦＤ：Ｍｏｄｅ　Ｆｉｅｌｄ　Ｄｉａｍｅｔｅｒ）が８μｍ以下である。ここで、Ｐｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉの定義によるモードフィールド径は、
【数１】
2004004670.tif 000004
なる式で定義される。この式（７）中にある変数ｒは、光ファイバ１０の光軸からの径方向の距離である。φ（ｒ）は、径方向の光の電界分布であり、光の波長により異なる。
【００３５】
また、光ファイバ１０の波長１．５５μｍにおけるモードフィールド径は、更に好ましくは６．５μｍ以下である。モードフィールド径が６．５μｍ以下であれば、曲げ直径１０ｍｍφでも確実に０．１ｄＢ／ターン以下の曲げ損失を得ることができるので、ほぼ全ての既設管路での敷設が可能となる。
【００３６】
また、この光ファイバ１０のケーブルカットオフ波長は１．２６μｍ以下である。ケーブルカットオフ波長は、２２ｍ長でのＬＰ１１モードのカットオフ波長であり、２ｍカットオフ波長より小さい値である。
【００３７】
図６に、光ファイバ１０の波長分散特性を示す。光ファイバ１０は、波長１．３μｍと波長１．５５μｍとの間に零分散波長を有しており、波長１．３μｍにおける波長分散の絶対値が１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長１．５５μｍにおける波長分散の絶対値が１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。
【００３８】
本実施形態に係る光ファイバ１０は、波長１．５５μｍにおけるモードフィールド径、ケーブルカットオフ波長、波長１．３μｍにおける波長分散の絶対値、及び波長１．５５μｍにおける波長分散の絶対値のそれぞれが上記の範囲の値である。このことにより、光ファイバ１０は、波長１．３μｍ帯及び波長１．５５μｍ帯の双方の波長帯域の信号光を高ビットレートで伝送することが可能である。また、光ファイバ１０は、マイクロベンド特性が向上し、光ファイバケーブル１の曲げが大きい場合であっても曲げ損失の増加が抑制されるので、既設管路内への敷設が可能である。
【００３９】
また、光ファイバ１０は、波長１．３μｍにおけるＰｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉの定義によるモードフィールド径が５μｍ以上であると良く、さらに望ましくは６μｍ以上であるのが好適である。この場合には、この光ファイバ１０は、波長１．３μｍ帯に零分散波長を有する標準的なシングルモード光ファイバと融着接続したときに、接続損失が小さい。また、このような光ファイバ１０同士を融着接続したときにも、軸ずれによる接続損失が小さい。
【００４０】
図７に、本実施形態に係るステップ形状の屈折率分布を有する光ファイバ１０のコア領域１１の比屈折率差Δ及び外径２ａの好適範囲を示す。このグラフは、光ファイバ１０のコア領域１１の比屈折率差Δを横軸とし、光ファイバ１０のコア領域１１の外径２ａを縦軸としている。コア領域１１の比屈折率差Δは、クラッド領域１２の屈折率を基準とするものである。このグラフ中には、波長１．３μｍにおける波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなるライン、波長１．５５μｍにおける波長分散が＋１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなるライン、波長１．５５μｍにおけるＰｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉの定義によるモードフィールド径が８μｍとなるライン、及び波長１．３μｍにおけるＰｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉの定義によるモードフィールド径が６μｍとなるラインのそれぞれが示されている。これら４つのラインで囲まれる範囲が好適範囲である。
【００４１】
また、建築物の既設管路内に新たな光伝送路を設ける際には、上述した光ファイバケーブル１を既設管路内に引き通すことが好ましい。本実施形態の光ファイバケーブル１を既設管路内に敷設した場合、光ファイバケーブル１の小径曲げによって光ファイバ１０の伝送損失の悪化や破断寿命の低下を引き起こすことがなく、高品質かつ長寿命である光伝送路を既設管路内に構築することができる。
【００４２】
なお、本実施形態において示した光ファイバケーブルは、ケーブルコアとしてＳＺスロット３を用いたＬＡＮ配線構内用光ファイバケーブルとしたが、本発明の光ファイバケーブルはこれに限定されるものではない。
【００４３】
例えば、図８に示すように、汎用光ケーブルの層撚型光ファイバケーブル３０が採用できる。上記の実施の形態の第１変形例である層撚型光ファイバケーブル３０は、中心にテンションメンバ３１を配し、その周囲がコーティング層３２によって覆われ、このコーティング層３２の周囲に１２心の光ファイバ３３が円周状に配列されている。光ファイバ３３は、最外層がナイロンによって被覆された外径０．９ｍｍのナイロン心線である。但し、そのコアとクラッドを構成するガラス体は、上述した光ファイバ１０と同様の構成及び特性である。１２心の光ファイバ３３の周囲には、繊維状の緩衝材３４が複数本密着して充填され、光ファイバ３３に対する外力を緩和することができる。また、緩衝材３４は、プラスチックテープ３５で押さえ巻きされて、光ファイバ３３との密着状態を維持している。さらにその外周には、コルゲートシース３６と外部シース３７が設けられ、層撚型光ファイバケーブル３０の強度を向上させている。コルゲートシース３６は、光ファイバ３３の曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径の曲げが付加される際に、コルゲートの山同士が当接して、光ファイバケーブル３０がそれ以下の曲げ直径で曲がることを防止する。さらに、外部シース３７は遮水性を有している。また、この層撚型光ファイバケーブル３０の外径は１２ｍｍである。
【００４４】
また、図９に示すように、本発明の光ファイバケーブルとして、汎用光ケーブルのルースチューブ型光ファイバケーブル４０が採用できる。上記の実施の形態の第２変形例であるルースチューブ型光ファイバケーブル４０は、中心にテンションメンバ４１を配したＳＺスロット溝４２を有している。このＳＺスロット溝４２は、ルースチューブ型であり、光ファイバを収納する６つのチューブ４３が小ピッチに撚られて形成されている。チューブ４３には、それぞれ樹脂被覆された光ファイバ４４が６本づつ収納されている。光ファイバ４４のコアとクラッドを構成するガラス体は、上述した光ファイバ１０と同様の構成及び特性である。ＳＺスロット溝４２は、その周囲がプラスチックテープ４５で押さえ巻きされている。さらにその外周には、コルゲートシース４６と外部シース４７が設けられ、ルースチューブ型光ファイバケーブル４０の強度を向上させている。コルゲートシース４６は、光ファイバ４３の曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径の曲げが付加される際に、コルゲートの山同士が当接して、光ファイバケーブル４０がそれ以下の曲げ直径で曲がることを防止する。また、このルースチューブ型光ファイバケーブル４０の外径は１１ｍｍである。
【００４５】
また、図１０に示すように、本発明の光ファイバケーブルとして、ＬＡＮ配線用光ケーブルのインドア光ファイバケーブル５０が採用できる。上記の実施の形態の第３変形例であるインドア光ファイバケーブル５０は、中心に光ファイバ５１が２心密着して配列されており、２本のテンションメンバ５２が、光ファイバ５１を中心に対向するように配置されている。光ファイバ５１のコアとクラッドを構成するガラス体は、上述した光ファイバ１０と同様の構成及び特性である。さらに、光ファイバ５１とテンションメンバ５２の周囲は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂であるビニルシース５３によって被覆されて、インドア光ファイバケーブル５０の外形は扁平形状に形成されている。ビニルシース５３の最外層は、扁平方向の中央部分にノッチ５５が設けられているとともに、谷部５４を有するコルゲート状に形成されている。この谷部５４は、長尺方向に断続的に形成されている。ビニルシース５３は、光ファイバ５１の曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げ直径の曲げが付加される際に、コルゲートの山同士が当接して、インドア光ファイバケーブル５０がそれ以下の曲げ直径で曲がることを防止する。インドア光ファイバケーブル５０は、ノッチ５５が設けられたことにより、光ファイバ５１を取り出す際にビニルシース５３を分割し易い構成となっている。また、このインドア光ファイバケーブル５０の断面長手方向の幅は３．８ｍｍである。
【００４６】
（実施例）
次に、本発明に係る実施例について図１１及び図１２を用いて説明する。
モードフィールド径とカットオフ波長がそれぞれ異なる３種類の光ファイバ（実施例、第１比較例、第２比較例）について、曲げ損失試験を行った。
図１１は、光ファイバの曲げ損失試験の概略図、図１２は、試験結果を示すグラフである。
【００４７】
実施例の試験体は、コア領域がゲルマニウムを添加した石英ガラスであり、クラッド領域が石英ガラスであり、コア領域とクラッド領域との比屈折率差が０．８％である。また、コア領域の外径が５．５μｍであり、クラッド領域の外径が１２５μｍである。クラッド領域の周囲には外径２４５μｍの樹脂被覆層が被覆されている。この実施例の試験体は、波長１．５５μｍにおけるＰｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉの定義によるモードフィールド径が６．８７μｍである。また、ケーブルカットオフ波長は１．１２μｍである。
このような構成の実施例の試験体は、疲労係数ｎが２５であった。また、スクリーニング歪εｐが３．０％のスクリーニング試験を経たものを使用した。
したがって、実施例の試験体は、上述した式（５）
１．２５×（６．３×１０８）１／ｎ≦εｐ≦０．０４　　・・・（５）
の関係を満たしている。
【００４８】
第１比較例の試験体は、コア領域がゲルマニウムを添加した石英ガラスであり、クラッド領域が石英ガラスであり、コア領域とクラッド領域との比屈折率差が０．４％である。また、コア領域の外径が７．２μｍであり、クラッド領域の外径が１２５μｍである。クラッド領域の周囲には外径２４５μｍの樹脂被覆層が被覆されている。この第１比較例の試験体は、波長１．５５μｍにおけるＰｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉの定義によるモードフィールド径が８．５７μｍである。また、ケーブルカットオフ波長は１．２０μｍである。
このような構成の第１比較例の試験体は、疲労係数ｎが２０であった。また、スクリーニング歪εｐが３．０％のスクリーニング試験を経たものを使用した。
したがって、第１比較例の試験体は、上述した式（５）の関係を満たしていない。
【００４９】
第２比較例の試験体は、コア領域がゲルマニウムを添加した石英ガラスであり、クラッド領域が石英ガラスであり、コア領域とクラッド領域との比屈折率差が０．３５％である。また、コア領域の外径が８．０μｍであり、クラッド領域の外径が１２５μｍである。クラッド領域の周囲には外径２４５μｍの樹脂被覆層が被覆されている。この第２比較例の試験体は、波長１．５５μｍにおけるＰｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉの定義によるモードフィールド径が９．２８μｍである。また、ケーブルカットオフ波長は１．１９μｍである。
このような構成の第２比較例の試験体は、疲労係数ｎが２０であった。また、スクリーニング歪εｐが３．０％のスクリーニング試験を経たものを使用した。
したがって、第２比較例の試験体は、上述した式（５）の関係を満たしていない。
【００５０】
次に、曲げ損失試験について説明する。
図１１に示すように、試験体（光ファイバ）６０の一端を、光源であるレーザダイオード６１に接続し、他端を受光器６５に接続する。試験体６０は、実際の長距離伝送線路として使用されるときの特性に近い状態で測定を行うために、１００ｍ程度のダミー部６０ａを設けている。そして、ダミー部６０ａと受光器６５との間で、試験体６０に対してローラ６２、小径ローラ６３、ローラ６４を摺接させる。ローラ６２、小径ローラ６３、ローラ６４は互いに平行に配置され、それぞれが軸方向に回転自在である。また、小径ローラ６３の直径は１０ｍｍφであり、ローラ６２，６４の直径は６０ｍｍφである。ローラ６２，６４の間に配置された小径ローラ６３によって、試験体６０に対して所望の曲げ角度を付加する。
実施例、第１比較例、第２比較例の試験体について、曲げ角度を付加しない状態の伝送損失を基準値として、それぞれ４５°，９０°，１３５°，１８０°，２７０°，３６０°の曲げ角度θを付加したときの伝送損失の曲げ損失（増加量Δα）を測定した。なお、レーザダイオード６１から発信する信号は、１．５５μｍの波長光を用いて２７０Ｈｚに設定した。
【００５１】
上記の曲げ損失試験の結果を図１２に示す。
実施例の曲げ損失は、測定した全ての曲げ角度において第１，第２比較例より低い値を示し、光ファイバを１ターン（３６０°）曲げたときの曲げ損失は、０．１ｄＢ以下であった。なお、図示しないが、曲げ角度が４５°，９０°の実施例の曲げ損失は０．０１ｄＢ以下であった。
これに対して、第１，第２比較例は、測定した全ての曲げ角度において１．０ｄＢ以上の曲げ損失を示した。
【００５２】
以上の結果から、実施例の試験体は上記式（５）を満たし、なおかつ曲げ直径１０ｍｍφでの波長１．５５μｍにおける曲げ損失が１．０ｄＢ／ターン以下である。したがって、このような光ファイバを収容した光ファイバケーブルは、既設管路内に敷設した場合でも、通常の使用状態とほぼ同等の品質と２０年間の信頼性を保証することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ファイバケーブルによれば、このような構成の光ファイバケーブルによれば、光ファイバのマイクロベンド特性が良好であるので、既設管路内の敷設に必要な１０ｍｍ〜１５ｍｍφの曲げが印加されても損失特性が良好である。また、ケーブル自体も、抵抗手段によって、ファイバの曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以上となる曲げが付加されることが防止されるので、敷設後のケーブルの曲げ直径を全長に渡って直接観察することなく、通常の使用状態とほぼ同等の品質と信頼性を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の光ファイバケーブルを示す断面図である。
【図２】本実施形態の光ファイバケーブルを示す長尺方向の断面図である。
【図３】図１における光ファイバの説明図である。
【図４】図３における光ファイバの屈折率プロファイル例を示す図である。
【図５】図１における光ファイバのスクリーニング試験を示す模式図である。
【図６】図１における光ファイバの波長分散特性を示すグラフである。
【図７】図１における光ファイバのコア領域の比屈折率差及び外径の関係を示すグラフである。
【図８】図１に示す光ファイバコードの第１変形例を示す断面図である。
【図９】図１に示す光ファイバコードの第２変形例を示す断面図である。
【図１０】図１に示す光ファイバコードの第３変形例を示す断面図である。
【図１１】光ファイバの曲げ損失試験の概略図である。
【図１２】曲げ損失試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１　　光ファイバケーブル
２　　テンションメンバ
３　　ＳＺスロット
４　　スロット溝
５　　プラスチックテープ
６　　コルゲートシース
７　　外部シース
１０　光ファイバ
１１　コア領域
１２　クラッド領域
１３　カーボン層
１４　被覆層
２０　スクリーニング試験装置
２２　ダンサローラ
３０　光ファイバケーブル（第１変形例）
４０　光ファイバケーブル（第２変形例）
５０　光ファイバケーブル（第３変形例）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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