KR20050051302A - 광섬유 케이블과 광섬유 케이블의 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 광섬유 케이블은 광신호 전송 매질인 코아와, 상기 코아의 외주를 둘러싸는 클래드와, 상기 클래드의 외주를 둘러싸는 코팅 층을 포함하는 하나 이상의 광섬유들과, 기 설정된 두께를 갖는 제1 층과, 상기 제1 층의 외주면에 압출 성형된 기설정된 깊이와 직경을 갖는 복수의 홈들이 형성된 폴리머 재질의 제2 층을 포함하는 외부 피복과, 상기 외부 피복과 상기 광섬유들의 사이에 실장된 방수 부재를 포함한다.

Description

광섬유 케이블과 광섬유 케이블의 제작 방법{OPTICAL FIBER CABLE AND METHOD OF MANUFACTURING A OPTICAL FIBER CABLE}

본 발명은 광섬유 케이블에 관한 것으로써, 특히 공기압에 의해 포설되는 다층 구조의 외부 피복을 포함하는 광섬유 케이블에 관한 것이다.

광섬유는 그 중심부에 굴절률이 큰 유리 또는 플라스틱 재질의 코아(Core)와, 코아의 외주면을 둘러싸는 코아 보다 작은 굴절률을 갖는 클래드(Cladd)와, 상기 코아 및 클래드를 보호하기 위해서 상기 클래드의 외주면에 코팅된 코팅 층을 포함한다.

상술한 광섬유는 광신호 전송 매체의 하나로서 하나의 회선으로 동시에 복수의 광신호들을 전송할 수 있으며, 또한 디지털 형태의 데이타 전송에 적합하다는 이점이 있으나, 광섬유는 재질적 특성으로 인해서 낮은 인장 강도와, 외부 환경으로인해 쉽게 손상되는 등의 문제가 있다.

광섬유 케이블은 복수의 광섬유들을 인장 부재들과 함께 바인딩함으로써 상술한 문제점 들을 해결하고 포설이 용이성 및 동시에 많은 회선들을 포설할 수 있는 경제적 이점이 있다. 상술한 광섬유 케이블의 일반적인 포설 방법은 기 매설된 관로 등에 광섬유 케이블 등을 공기압 불어서 포설하는 공기압 포설 방법 등이 사용된다.

상술한 광섬유 케이블은 공기압 포설을 용이하게 하기 위해서 외부 피복에 분화구 형상을 갖는 복수의 홈들이 형성된 구조의 광섬유 또는 광섬유 케이블의 구조가 제안되고 있다. 즉, 상술한 분화구 형상의 홈들은 외부 피복의 압출 성형시에 압출 중인 외부 피복에 기설정된 압력이 가해진 물에 압력을 가해서 스프레이로 분사함으로써 형성된다.

그러나, 분사되는 물의 수압 조절이 용이하지 않고, 외부 피복에 분사된 물이 흐름으로써 홈의 형태가 불규칙 적으로 형성되는 문제가 있다. 더욱이, 깊이와 직경이 불규칙적하게 형성된 홈들은 광섬유 케이블들의 공기 압 포설시 오히려 광섬유 케이블에 가해지는 공기압의 분포가 각 부분에 따라서 편차를 갖게 되는 요인이 되며 이로 인해서 공기압 포설시 광섬유 케이블의 구부러짐 또는 손상 등을 유발하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 불균일하게 형성된 홈으로 인한 물리적인 충격을 완화시킬 수 있고, 일정한 직경과 깊이를 갖는 복수의 홈들을 갖는 외부 피복을 포함함하는 광섬유 케이블을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 광섬유 케이블은,

광신호 전송 매질인 코아와, 상기 코아의 외주를 둘러싸는 클래드와, 상기 클래드의 외주를 둘러싸는 코팅 층을 포함하는 하나 이상의 광섬유들과;

기 설정된 두께를 갖는 제1 층과, 상기 제1 층의 외주면에 압출 성형된 기설정된 깊이와 직경을 갖는 복수의 홈들이 형성된 폴리머 재질의 제2 층을 포함하는 외부 피복과;

상기 외부 피복과 상기 광섬유들의 사이에 실장된 방수 부재를 포함한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분화구가 형성된 제2 층을 포함하는 다중 구조의 외부 피복을 포함하는 광섬유 케이블을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광섬유 케이블(100)은 하나 이상의 광섬유들(110)과, 상기 각 광섬유들(110)을 바인딩하기 위한 외부 피복(130)과, 상기 광섬유들(110)로 수분이 침투되는 것을 방지하기 위한 방수 부재(120)를 포함한다.

상기 각 광섬유(110)는 광신호 전송 매질인 코아(111)와, 상기 코아(111)의 외주를 둘러싸는 클래드(112)와, 상기 클래드(112)의 외주면에 코팅된 코팅층(113)을 포함하며, 상기 코팅층(113)의 외주면에 특정의 색을 도포함으로써 각각의 광섬유를 구분하기 위한 착색층을 더 포함하기도 한다.

상기 코아(111)는 광신호를 전송하는 매질로서, 그 보다 낮은 굴절률을 갖는 클래드(112)에 의해 둘러싸여 짐으로써 그 내부에 기설정되는 각도를 갖고 입사된 광신호들을 전반사 진행시킨다. 즉, 상기 코아(111)로 입사된 광신호는 상기 클래드(112)에서 전반사되며 상기 코아(111)의 내부를 진행하게 된다.

도 2는 도 1에 도시된 외부 피복의 측면을 나타내는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 외부 피복(130)은 균일한 두께를 갖는 제1 층(131)과, 상기 제1 층(131)의 외주면에 압출 성형된 기설정된 깊이와 직경을 갖는 복수의 홈들(132a)이 형성된 제2 층(132)을 포함하며, 상기 광섬유들(110) 및 상기 방수 부재(120)를 바인딩한다.

상기 제1 층(131)은 균일한 두께를 갖도록 형성되며, 상기 제2 층(132)은 폴리머 등의 물질로 상기 제1 층(131)의 외주면을 둘러싸도록 압출 성형된다. 상기 제2 층(132)은 폴리머 물질로서 폼 폴리에틸렌(Foam PE)과, 폴리올레핀(Polyolefin), 피브이시(PVC), 우레탄(Urethane) 등을 사용할 수 있으며, 상술한 폴리머 재질 자체의 특성으로 인해서 압출 성형시에 10 ~ 500 ㎛ 사이의 직경과 깊이를 갖는 분화구 형상의 홈들이 생성된다. 특히, 상술한 폴리머는 표면에 상기 홈들이 형성되지 않는 일반적인 적정 압출 성형 온도 대비 10 ~ 50℃ 정도 더 높게 압출 성형함으로써 일정한 직경과 깊이를 갖는 분화구를 형성할 수 있다.

상기 방수 부재(120)는 상기 외부 피복(130)의 제1 층(131)과 상기 광섬유들(110)의 사이에 실장되며, 외부로부터 상기 각 광섬유들(110)의 내부로의 수분 침투의 방지 및 물리적 충격을 완충시키는 역할을 수행한다. 상기 방수 부재(120)로는 얀(Yarn) 등이 사용 가능하다.

본 발명에 따른 광섬유 케이블(100)은 폴리머 재질의 다층 구조의 외부 피복(130)을 포함함으로써 광섬유 케이블(100)의 포설시 발생 가능한 휨 등과 같은 물리적 충격을 완충시키고, 상기 외부 피복(130)의 압출 성형시 상술한 폴리머에 가해지는 온도에 따라서 일정한 직경과 높이를 갖는 홈들(132a)을 형성할 수 있다는 이점이 있다. 상술한 균일한 크기를 갖는 홈들(132a)은 상기 광섬유 케이블(100)의 공기압 포설이 용이하도록 하는 이점이 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 리본 광섬유를 포함하는 다층 구조의 외부 피복 구조의 광섬유 케이블을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광섬유 케이블(200)은 하나 이상의 리본 광섬유들(210)과, 상기 리본 광섬유들(210)을 바인딩하기 위한 외부 피복(240)과, 상기 외부 피복(240)과 상기 리본 광섬유들(210)의 사이에 위치된 방수 부재(250)를 포함한다.

상기 각 리본 광섬유(210)는 일렬로 배열된 복수의 광섬유들(230)과, 상기 광섬유들(230)의 외면을 둘러싸며 상기 광섬유들을 바인딩하는 리본 코팅층(220)을 포함하며, 상기 각 광섬유(230)는 광신호의 전송 매질인 코아(231)와, 상기 코아(231)를 둘러싸는 클래드(232)와, 상기 클래드(232)의 외주면을 둘러싸는 코팅층(233)을 포함한다.

상기 광섬유들(230) 각각은 상기 리본 코팅층(220)에 특정 색을 도포함으로써 각각의 광섬유들(230)을 구분하기 위한 수단으로 사용한다. 상기 리본 코팅층(220)은 자외선 경화제 등을 사용할 수 있으며, 상기 리본 광섬유들(210)은 복수개 적층된 리본 광섬유 번들의 형태로도 상기 광섬유 케이블(200)의 내부에 실장 가능하다.

상기 외부 피복(240)은 상기 리본 광섬유들(210)을 바인딩하기 위한 균일한 두께를 제1 층(241)과, 상기 제1 층(241)의 외주면에 압출 성형된 폴리머 재질의 제2 층(242)을 포함하며, 상기 제2 층(242)은 일정한 크기를 갖는 홈들(242a)이 형성된다.

상기 제1 층(241)은 균일한 두께를 갖으며, 상기 제2 층(222)은 폴리머(Polymer)로서 폼 폴리에틸렌(Foam PE)과, 폴리올레핀(Polyolefin), 피브이시(PVC) 등을 일반적인 외부 피복의 적정 압출 성형 온도 보다 10 ~ 50℃ 높은 온도에서 상기 제1 층의 외부에 압출 성형함으로써 일정한 직경과 깊이를 갖는 복수의 홈들(242a)이 형성된다.

상술한 적정 압출 성형 온도는 상기 폴리머에 기포 등이 형성되지 않는 온도를 의미하며, 상술한 적정 압출 성형 온도 보다 높은 온도에서 압출 성형함으로써 상기 제2 층(242)에 일정한 크기를 갖는 홈을 형성할 수 있다. 즉, 상기 제2 층(242)에 형성된 상기 홈(242a)의 크기는 압출 성형 온도에 의해서 제어 가능하다.

상술한 적정 압출 성형 온도의 일예로서, PVC의 적정 압출 성형 온도는 150 ~ 190℃ 사이의 온도를 적정 압출 성형 온도로 적용 가능하고, PE의 적정 압출 성형 온도는 180 ~ 230℃ 사이의 온도를 적용 가능하다. 또한, 나일론(Nylon), PBT, 폴리에스테르(Polyester) 등과 같은 엘레스토머(Elastomer) 계열의 물질들은 약 185 ~ 270 ℃ 사이의 온도를 적정 압출 성형 온도로 적용할 수 있다.

상술한 적정 압출 성형 온도는 외부 피복으로 사용하는 물질과, 제작하고자 하는 광섬유 케이블의 길이 또는 작업 환경 및 장치(특히, 압출기) 등에 따라서 다양하게 적용 가능하다.

상술한 바와 같은 구조의 광섬유 케이블 외에도, 본 발명에 따른 광섬유 케이블로는 복수의 광섬유를 바인딩한 복수의 루즈 튜브들을 포함하는 루즈 튜브 구조의 광섬유 케이블과, 리본 광섬유들을 포함하는 리본 광섬유 케이블 등에도 적용 할 수 있다.

도 3은 종래의 외부 피복을 포함하는 광섬유 케이블과 본 발명에 따른 광섬유 케이블에 공기 압 포설시 가해지는 관로 길이당 압력의 차를 비교하기 위한 그래프이다. 도 3을 참조하면, 분화구 형상의 홈이 형성된 광섬유 케이블은 광섬유 케이블을 포설하기 위한 포설로의 직경이 감소함에도 불구하고 광섬유 케이블의 포설에 필요한 공기압이 2000 dyne/m 미만임을 알 수 있다. 반면에 분화구 형상의 홈이 형성되지 않은 광섬유 케이블은 포설로의 직경이 220 ~ 170 ㎜로 작아질때 광섬유 케이블의 포설에 필요한 공기압이 약 2000 dyne/m에서 8000 dyne/m 로 급격하게 증가함을 알 수 있다.

본 발명에 따른 광섬유 케이블은 분화구 형상의 홈이 형성된 층과 균일한 두께를 갖는 두 개 이상의 층을 갖도록 형성된 외부 피복을 포함함으로써 공기압에 의한 포설이 용이하고, 광섬유 케이블 등의 구부러짐 등을 방지하는 이점이 있다. 더욱이 본 발명에 따른 광섬유 또는 광섬유 케이블은 공기압 포설시 설치 길이가 증가하고, 설치 속도가 향상되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다층 구조의 외부 피복을 포함하는 광섬유 케이블을 나타내는 도면,

도 2는 도 1에 도시된 외부 피복의 측면을 나타내는 단면도,

도 3은 종래의 외부 피복을 포함하는 광섬유 케이블과 본 발명에 따른 광섬유 케이블에 공기 압 포설시 가해지는 관로 길이당 압력의 차를 비교하기 위한 그래프,

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 리본 광섬유를 포함하는 다층 구조의 외부 피복 구조의 광섬유 케이블을 나타내는 도면.

Claims (11)

1. 광섬유 케이블에 있어서,

   광신호 전송 매질인 코아와, 상기 코아의 외주를 둘러싸는 클래드와, 상기 클래드의 외주를 둘러싸는 코팅 층을 포함하는 하나 이상의 광섬유들과;

   기 설정된 두께를 갖는 제1 층과, 상기 제1 층의 외주면에 압출 성형된 기설정된 깊이와 직경을 갖는 복수의 홈들이 형성된 폴리머 재질의 제2 층을 포함하는 외부 피복과;

   상기 외부 피복과 상기 광섬유들의 사이에 실장된 방수 부재를 포함함을 특징으로 하는 공기압 포설을 위한 광섬유 케이블.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제2 층은 폴리머로서 폼 폴리에틸렌과, 폴리올레핀, 피브이시 등을 사용함으로써 10 ~ 500 ㎛ 사이의 직경과 깊이를 갖는 분화구 형상의 복수의 홈들이 형성됨을 특징으로 하는 공기압 포설을 위한 광섬유 케이블.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 층과 상기 광섬유들의 사이에 실장된 상기 방수 부재는 얀을 포함함을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
4. 리본 광섬유 케이블에 있어서,

   일렬로 배열된 복수의 광섬유들과, 상기 광섬유들의 외면을 둘러싸며 상기 광섬유들을 바인딩하는 리본 코팅층을 포함하는 하나 이상의 리본 광섬유들과;

   기 설정된 두께를 갖는 제1 층과, 상기 제1 층의 외주면에 압출 성형된 기설정된 깊이와 직경을 갖는 복수의 홈들이 형성된 폴리머 재질의 제2 층을 포함하는 외부 피복과;

   상기 외부 피복과 상기 리본 광섬유들의 사이에 충진된 방수 부재를 포함함을 특징으로 하는 공기압 포설을 위한 광섬유 케이블.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 리본 코팅층은 자외선 경화제를 포함함을 특징으로 하는 리본 광섬유 케이블.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 제2 층은 10 ~ 500 ㎛ 사이의 직경과 깊이를 갖는 분화구 형상의 복수의 홈들이 형성됨을 특징으로 하는 공기압 포설을 위한 광섬유 케이블.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 제2 층은 폴리머로서 발포 폴리에틸렌 또는 발포 폴리머를 포함함을 특징으로 하는 공기압 포설을 위한 광섬유 케이블.
8. 제 4항에 있어서,

   상기 방수 부재는 얀을 포함함을 특징으로 하는 공기압 포설을 위한 광섬유 케이블.
9. 하나 이상의 광섬유를 포함하는 광섬유 케이블의 제작 방법에 있어서,

   상기 광섬유들을 방수 부재로 바인딩하기 위한 바인딩 과정과;

   상기 광섬유들을 바인딩한 상기 방수 부재의 외주면에 기설정된 두께를 갖는제1 층과, 상기 제1 층의 외주면에 고온에서 폴리머 재질을 압출 성형함으로써 일정한 직경과 폭을 갖는 복수의 홈들이 형성된 제2 층을 포함하는 외부 피복 형성 과정을 포함함을 특징으로 하는 광섬유 케이블의 제작 방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 제2 층은 폴리머 물질을 적정 압출 온도 보다 10 ~ 50 ℃ 높은 온도에서 압출 성형함으로써 상술한 폴리머 내에 발생하는 기포로 인해서 일정한 크기를 갖는 분화구 형상의 홈들이 형성됨을 특징으로 하는 광섬유 케이블의 제작 방법.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 제2 층은 압출 온도에 따라서 상기 홈들의 크기와 형상이 제어됨을 특징으로 하는 광섬유 케이블의 제작 방법.