(57)【要約】【課題】同一テープ心線内の光ファイバの曲率半径Ｒの比率を所定値以下になるようにして、偏波モード分散（ＰＭＤ）の差を所定の範囲内に収めることが可能なテープスロット型光ケーブルを提供する。【解決手段】スロットロッド２に光ファイバテープ心線８を収納したテープスロット型光ケーブルであって、少なくとも最内層に配置される同一テープ心線８内の光ファイバの曲率半径差が±５％以下となるように収納する。このために、スロットロッド２のスロット溝３の底壁３ｂが成形又は枕部材で円弧状に形成するのが好ましい。また、スロット溝３はＳＺ撚りで形成されているものが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットロッドに光ファイバテープ心線を収納したテープスロット型光ケーブルであって、少なくとも最内層に配置される同一テープ心線内の複数本の光ファイバ間で、光ファイバ曲率半径の差が±５％以下となるように収納されていることを特徴とするテープスロット型光ケーブル。
【請求項２】
前記スロットロッドのスロット溝の底壁が円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のテープスロット型光ケーブル。
【請求項３】
前記スロット溝に円弧状の枕部材を配したことを特徴とする請求項２に記載のテープスロット型光ケーブル。
【請求項４】
前記スロット溝はＳＺ撚りで形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のテープスロット型光ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバテープ心線をスロットロッドに収納したテープスロット型の光ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数本の光ファイバをテープ状にした光ファイバテープ心線を、スロットロッドに収納して数十〜数百心の光ファイバを有するテープスロット型の光ケーブルが主流となっている。また、地域情報化やＦＴＴＨ（Fiber To The Home）に向けて加入者周辺地域への光ケーブル網の整備が活発に行なわれている。この光ケーブル網には、一旦、光ケーブルを布設した後に、ケーブルの任意のポイントからケーブルを切断することなく所望の光ファイバを分岐して加入者までの光ファイバ配線を容易に行なうことが可能なＳＺ撚りスロットを用いた光ケーブルの使用が多くなっている。
【０００３】
また、最近のインターネットを中心とする情報通信の普及で、大容量化のニーズに応えるために波長分割多重（ＷＤＭ）による一層の高密度化と並んで、伝送速度の高速化が進められている。次世代の伝送速度とされている４０Ｇｂｉｔ／ｓにおいては、これまでの１０Ｇｂｉｔ／ｓ以下のシステムではあまり問題とされなかった偏波モード分散（Polarization Mode Dispersion：ＰＭＤ）が、伝送特性悪化の要因となる。
【０００４】
ＰＭＤは、光ファイバ断面内の直交する２偏波モード成分間に伝搬時間差を生じ、光信号波形劣化を引き起こす現象である。この現象が生じる原因として、光ファイバのコア及びクラッドの断面形状を完全な真円形で同心形状とすることが難しく、僅かに楕円あるいは歪んだ円となるため屈折率分布が完全な同心円状とならないことにある。このため、従来、光ファイバの線引時に、光ファイバに間欠的或いは交番的に捻りを付与して、長尺の光ファイバ全体として、真円形の同心円状の場合と等価的になるように偏波分散を抑制する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図３及び図４は、従来のテープスロット型の光ケーブルの一例を示す図である。図３（Ａ）は光ケーブルの概略を示す断面図、図３（Ｂ）はテープ心線の概略を示す断面図、図４（Ａ）はＳＺ撚りスロットの例を説明する図、図４（Ｂ）は一方向撚りスロットの例を説明する図である。図中、１は光ケーブル、２はスロットロッド、３はスロット溝、４は抗張力体、５が押え巻、６は外被、７は位置マーク、８はテープ心線、９ａ〜９ｄは光ファイバ、１０はテープ被覆を示す。
【０００６】
テープスロット型の光ケーブル１は、一般に、外周に複数条のスロット溝３を有し（図４には１条のスロット溝のみを示す）、中央に抗張力体４を埋設してなるスロットロッド２（スペーサという場合もある）に複数枚のテープ心線８を積層収納して構成されている。テープ心線８（４心の例を示す）は、図３（Ｂ）示すように、光ファイバ心線又は光ファイバ素線と称されている複数本の光ファイバ９ａ〜９ｄを平行一列に並べ、共通のテープ被覆１０でテープ状に一体化したものである。このテープ心線８は、スロットロッド２のスロット溝３内に比較的密接状態で、１枚〜数枚を積層させて収納される。
【０００７】
スロット溝３内に収納されたテープ心線８は、吸水テープ等による押え巻５で保持され、その外周をポリエチレン等の樹脂からなる外被６で被覆される。スロットロッド２には、スロット溝３の始端等を示す位置マーク７等が付与されている。また、スロット溝３にはテープ心線８を収納する以外に、単心の光ファイバ心線や集合型の多心光ファイバ心線を収納して複合型の光ケーブルとして使用される例もある。
【０００８】
テープスロット型の光ケーブルには、ＳＺ撚り光ケーブルと一方向撚り光ケーブルがある。ＳＺ撚り光ケーブルとは、図４（Ａ）に示すように、スロット溝３が反転角θで反転させたＳＺ状に形成されていて、スロット溝内に収納した光ファイバを切断することなく取出すことが可能な光ケーブルである。また、一方向撚り光ケーブルとは、図４（Ｂ）に示すように、スロット溝３が反転することなく一方向に螺旋状に形成されていて、この螺旋に沿ってテープ心線８を収納したもので、光ファイバを切断しないと取出しが難しい光ケーブルである。
【０００９】
上述したテープスロット型の光ケーブルにおいて、ＰＭＤの低下を図る試みも行なわれている。例えば、上記の特許文献１で開示のような捻れを付与した光ファイバをテープ心線化すると、その捻り剛性により光ファイバテープ心線が捻れて光ケーブル内に収納できなくなることがある。これを解消するために、特許文献２においては、光ファイバをテープ心線化する際に、光ファイバの捻れ剛性による捻れ戻し力に釣り合わせるように、光ファイバに捻り回転を与えながらボビンから繰出して、テープ心線化する方法が開示されている。
【００１０】
また、特許文献３では、光ファイバテープ心線をスロットロッドに収納して光ケーブルとするのに、スロット溝の螺旋の捻率を特定することによりＰＭＤを所定値以下に低下させることが開示されている。
【特許文献１】特開平８−２９５５２８号公報
【特許文献２】特許第３３５６８８６号公報
【特許文献３】特開２００２−１２２７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＰＭＤが生じる原因として、光ファイバのコア非円の他に、ケーブル化した際に側圧や温度変化等による内部応力などにより誘起される複屈折率の影響がある。特許文献２及び３においては、テープ化された光ファイバ心線を用いた光ケーブルについて、光ファイバのコア非円以外の面からＰＭＤを小さくするアプローチが成されている。しかし、同一テープ心線内における光ファイバ同士が、その配列位置（例えば、内側の光ファイバと外側に配列される光ファイバ）によって、ＰＭＤに差が生じる問題については解明されていない。
【００１２】
すなわち、図３（Ｂ）に示す同一テープ心線８内であっても、内側に配列される光ファイバ９ｂ，９ｃと外側に配列される光ファイバ９ａ，９ｄでは、スロット溝３に収納させたとき、スロットロッド２の中心から光ファイバ９ａ〜９ｄまでの距離である螺旋半径ｒがそれぞれ異なる。そして、テープ心線８をスロット溝３内に収納したとき、各光ファイバ９ａ〜９ｄの曲率半径Ｒは、図４（Ａ）のＳＺ撚りでは、スロットの反転角をθ、螺旋ピッチをＰとすると、
Ｒ＝ｒ＋「（Ｐ／θπ）２×１／ｒ」で表すことができる。
また、図４（Ｂ）の一方向撚りでは、
Ｒ＝ｒ＋「（Ｐ／２π２）２×１／ｒ」で表すことができる。
【００１３】
光ファイバの曲率半径Ｒは、ＰＭＤ値を低減する要素となるが、このうちの螺旋ピッチＰや反転角θは、光ケーブルの仕様により決定される。しかし、テープ心線８内の光ファイバは、上述したようにその配列位置によって螺旋半径ｒに差が生じ、これにより、同一テープ内の光ファイバであっても曲率半径Ｒが異なり、ＰＭＤ値に差が生じる。そこで、少なくとも、同一テープ内の光ファイバ間のＰＭＤ値に大きな差が生じないようする必要がある。
【００１４】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、同一テープ心線内の光ファイバの曲率半径Ｒの比率を所定値以下になるようにして、ＰＭＤの差を所定の範囲内に収めることが可能なテープスロット型光ケーブルの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によるテープスロット型光ケーブルは、スロットロッドに光ファイバテープ心線を収納したテープスロット型光ケーブルであって、少なくとも最内層に配置される同一テープ心線内の光ファイバの曲率半径差が±５％以下となるように収納する。このために、スロットロッドのスロット溝の底壁が成形又は枕部材で円弧状に形成されているのが好ましい。また、スロット溝はＳＺ撚りで形成されているものが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光ファイバの配列位置によるＰＭＤの差を±１０％以下に抑えることができ、光ケーブル全体としてのＰＭＤ値を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図により本発明の実施の形態を説明する、図１（Ａ）は本発明の概略を説明する図、図１（Ｂ）は、スロット溝の底壁を円弧状にした例を示す図、図２（Ａ）は従来構成と本発明との差異を説明する図、図２（Ｂ）は光ファイバの曲率半径比率とＰＭＤ差との関係を示す図である。図中の符号は、図３及び図４で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００１８】
本発明によるテープスロット型の光ケーブルの形状自体は、図３及び図４で説明したのと同様である。すなわち、図３に示したように、外周に複数条のスロット溝３を有し、中央に抗張力体４を埋設してなるスロットロッド２に、複数枚のテープ心線８を収納して構成される。テープ心線８は、例えば、図３（Ｂ）の４心の例で示すように、光ファイバ心線又は光ファイバ素線と称されている複数本の光ファイバ９ａ〜９ｄを平行一列に並べて共通のテープ被覆１０でテープ状に一体化したものが用いられる。このテープ心線８は、スロットロッド２のスロット溝３内に密接するように、１枚〜数枚を積層させて収納される。
【００１９】
スロット溝３内に収納されたテープ心線８は、吸水テープ等による押え巻５で保持され、その外周をポリエチレン等の樹脂からなる外被６で被覆される。また、テープ心線８を収納したスロット溝３の他に、空いているスロット溝に単心の光ファイバ心線や集合型の多心光ファイバ心線を収納して複合型の光ケーブルとして使用することもできる。
【００２０】
また、本発明によるテープスロット型の光ケーブルは、図４（Ａ）に示すＺ撚り光ケーブルと、図４（Ｂ）に示す一方向撚り光ケーブルのいずれのものにも適用することができる。そして、各光ファイバの曲率半径Ｒは、スロッドロッド２の中心からの距離ｒ（螺旋半径ｒ）とし、ＳＺ撚りの場合は、反転角をθ、螺旋ピッチをＰとすると、
Ｒ＝ｒ＋「（Ｐ／θπ）２×１／ｒ」で表すことができ、
一方向撚りの場合は、
Ｒ＝ｒ＋「（Ｐ／２π２）２×１／ｒ」で表すことができる。
【００２１】
図１（Ａ）に示す実施形態は、スロット溝３の底壁３ａを平坦に形成した例で、形状的には従来と同様のものである。この場合、スロット溝３内にテープ心線８を収納すると、収納される最内層の第１層目のテープ心線８は、平坦な底壁３ａに倣って載置され、複数本の光ファイバは横方向断面で直線状に並んだ状態となる。この場合、テープ心線８の一番端の外側に配列されている光ファイバ９ａの螺旋半径はｒａ、その内側に配列されている光ファイバ９ｂの螺旋半径はｒｂで、ｒａ＞ｒｂである。
【００２２】
図１（Ｂ）に示す実施形態は、スロット溝３の底壁３ｂを円弧状に形成した例で、円弧としてはスロットロッド２に対して同心状の円弧面を有しているのが望ましい。この場合、スロット溝３内ににテープ心線８を収納すると、収納される最内層の第１層目のテープ心線８は、円弧状の底壁３ｂに倣って載置され、複数本の光ファイバは横方向断面で円弧状に並んだ状態となる。この場合、一番端の外側に配列されている光ファイバ９ａの螺旋半径はｒａ、その内側に配列されている光ファイバ９ｂの螺旋半径はｒｂで、ｒａ＝ｒｂとすることができる。
【００２３】
図２（Ａ）は、ＳＺ撚りテープスロット型の光ケーブルを本発明のものと従来構成のものとを対比させた図である。従来構成のものは、図１（Ａ）のｒａ＞ｒｂとなる場合で、外側の光ファイバ９ａの螺旋半径ｒａを１.９５ｍｍ、内側の光ファイバ９ｂの螺旋半径ｒｂを１.８０ｍｍとしたものである。そして、両者の光ファイバ９ａ，９ｂの曲率半径ＲａとＲｂを図４（Ａ）の式から算出し、この曲率半径ＲａとＲｂから曲率半径比率を求めると７.６％であった。なお、曲率半径比率（％）は、（Ｒａ−Ｒｂ）／Ｒａ×１００（％）で算出した。また、それぞれの光ファイバのＰＭＤを測定すると、光ファイバ９ａは０.２１３（ｐｓ／ｋｍ１／２）、光ファイバ９ｂは０.２６６（ｐｓ／ｋｍ１／２）で、ＰＭＤ差（％）は１９.９（％）であった。
【００２４】
これに対し、本発明（Ａ）は、図１（Ａ）のｒａ＞ｒｂとなる場合の例で、外側の光ファイバ９ａの螺旋半径ｒａを２.４３ｍｍ、内側の光ファイバ９ｂの螺旋半径ｒｂを２.３１ｍｍとしたものである。これは、従来構成と形状的には同じであるが、スロットロッドの径を太くして、螺旋半径ｒが大きくとれるようにしたものである。そして、光ファイバ９ａ，９ｂの曲率半径ＲａとＲｂを算出し、この曲率半径ＲａとＲｂから、曲率半径比率を求めると４.８％であった。
【００２５】
本発明（Ａ）では、螺旋半径ｒを従来構成より大きくしているが、曲率半径ＲａとＲｂは従来構成より小さく（螺旋ピッチＰを変える）している。そして、それぞれの光ファイバのＰＭＤを測定すると、光ファイバ９ａは０.２８７（ｐｓ／ｋｍ１／２）、光ファイバ９ｂは０.３１９（ｐｓ／ｋｍ１／２）で従来構成のものより大きいが、ＰＭＤ差（％）は１０.０（％）であった。この結果から、図１（Ａ）のｒａ＞ｒｂとなる形態であっても、スロットロッドの径を太くすることで、光ファイバ９ａと９ｂとの曲率半径比率を小さくし、ＰＭＤ差を小さくすることができる。
【００２６】
本発明（Ｂ）は、図１（Ｂ）に示すスロット溝３の底壁３ｂを円弧状に形成して、ほぼｒａ＝ｒｂとした例で、外側の光ファイバ９ａの螺旋半径ｒａを５.７０ｍｍ、内側の光ファイバ９ｂの螺旋半径ｒｂを５.６５ｍｍとしたものである。そして、光ファイバ９ａ，９ｂの曲率半径ＲａとＲｂを算出し、この曲率半径ＲａとＲｂから、曲率半径比率を求めると０.８％であった。また、それぞれの光ファイバのＰＭＤを測定すると、光ファイバ９ａは０.１３５（ｐｓ／ｋｍ１／２）、光ファイバ９ｂは０.１４２（ｐｓ／ｋｍ１／２）で、そのＰＭＤ差（％）は４.９（％）であった。
【００２７】
本発明（Ｂ）では、スロット溝３の底壁３ｂを円弧状にすることで光ファイバ９ａと９ｂの螺旋半径ｒａとｒｂをほぼ等しくし、これにより、曲率半径比率を理論上はゼロとすることが可能で、両者のＰＭＤ差も小さくすることができる。なお、スロット溝３に円弧状の底壁３ｂをスロットロッド２の作製時に、初めから成形するようにしてもよいが、平坦の底壁３ａで形成されたスロット溝３に、円弧状の枕部材（図示せず）を追加的に設ける構成であってもよい。
【００２８】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に用いたデータ及び追加データを用いて、テープ心線８内の光ファイバ９ａと９ｂの曲率半径比率とＰＭＤ差の関係を示したものである。この図から明らかなように、曲率半径比率が５％付近を境として、ＰＭＤ差が１０％以下から２０％程度に大きく増加している。すなわち、同一テープ心線内の光ファイバ間におけるＰＭＤのバラツキを少なくするには、曲率半径比率が５％以下になるようにスロットロッド２の太さ、スロット溝３の形状、螺旋ピッチＰ等を設定すればよい。
【００２９】
また、テープ心線は、通常、スロット溝内に多数枚を積層した状態で使用されるが、底壁に接する最内層のテープ心線のＰＭＤ差が最も大きくなる。すなわち、外層に向けて積層されるテープ心線は、積層されるにしたがって螺旋半径ｒが大きくなるので、曲率半径比率は外層に向かうにしたがって小さくなる。したがって、少なくとも最内層に配置される同一テープ心線内の複数本の光ファイバ間で、光ファイバ曲率半径の差が±５％以下となるようにすることで、ＰＭＤのバラツキの最大値側を抑えることができる。
【００３０】
光ファイバ曲率半径の差が±５％以下とするには、上述したように螺旋半径ｒが大きく取れるようにスロットロッドを太径にしてもよいが、スロット底壁を円弧状にするのが確実で、構成的にも比較的簡単に実施することができる。また、一方向撚りのテープスロット型の光ケーブルにおいても同様な構成で同一テープ心線内の複数本の光ファイバ間で、光ファイバ曲率半径の差が±５％以下となるようにすることでＰＭＤのバラツキの最大値を抑えることができる。しかし、ＳＺ撚りのテープスロット型の光ケーブルは、一方向撚りのものに比べて、曲率半径Ｒが大きい方がＰＭＤは小さくなる傾向が顕著で、光ケーブル全体のＰＭＤを低減するのに効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（Ａ）図は本発明の概略を説明する図、（Ｂ）図はスロット溝の底壁を円弧状にした例を示す図である。
【図２】（Ａ）図は従来構成と本発明とを対比させた図、（Ｂ）図は光ファイバの曲率半径比率とＰＭＤ差との関係を示す図である。
【図３】（Ａ）図は一般的なテープスロット型の光ケーブルの概略を示す断面図、（Ｂ）図はテープ心線の概略を示す断面図である。
【図４】（Ａ）図は、ＳＺ撚りスロットの例を説明する図、（Ｂ）図は、一方向撚りスロットの例を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…光ケーブル、２…スロットロッド、３…スロット溝、３ａ，３ｂ…底壁、４…抗張力体、５…押え巻、６…外被、７…位置マーク、８…テープ心線、９ａ〜９ｄ…光ファイバ、１０…テープ被覆。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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