光ケーブルの構造と種類
光ファイバーは光を伝え、ケーブルはその光ファイバーを管路、土中、空中、建物、データセンターのトレイに通しながら、張力・水・げっ歯類・火災を感じさせないようにします。ケーブルは複数の層の集合体であり、各層が一つの課題を解決しており、設計の違いはそれらの層をどう組み合わせるかにあります。本ページでは、各層の構成、主なケーブルファミリーとその用途、屋内ケーブルを規定する防火等級、光ファイバーを識別するためのファイバーとチューブのカラーコード、そしてケーブルとルートとリンクバジェットが一致するようケーブルのデータシートを読む方法を説明します。
層構成
| 層 | 内容 | 機能 |
|---|
| 被覆ファイバー | 125 µmのガラスに二層アクリレート被覆を施し250または200 µmとしたもの、着色済み | 光の伝送路(光ファイバーの製造方法) |
| バッファ | ルースチューブ——2–3 mmのプラスチックチューブの中に12本または24本のファイバーがゲルまたはドライ吸水糸とともに収められている;タイトバッファ——各ファイバーに900 µmのプラスチック層を施したもの | ルースチューブはファイバーをケーブルの張力と温度変化から切り離す(余長0.1–0.5 %);タイトバッファは屋内でファイバーを扱いやすくする |
| リボン | 4–24本のファイバーをマトリクス状に並べて接着したもの;ロール可能リボンは断続的に接着される | 一括融着接続、極めて高い密度 |
| センター抗張力体 | ガラス繊維ロッド(FRP/GRP)または鋼線 | 座屈防止、圧縮力と張力の一部を受け持つ |
| 撚り合わせ | チューブとフィラーを中心の周りに撚り合わせる、通常はSZ反転撚り | 他のチューブを切断せずに、スパン中間で任意のチューブにアクセスできる |
| 周辺抗張力体 | アラミド糸、ガラス繊維糸、鋼線 | 敷設時の張力を受け持ち、ファイバーに張力がかからないようにする |
| 防水 | チューブとコア内の石油系ゲル、またはドライ高吸水性の糸とテープ | 水がケーブルに沿って移動し、ファイバー上で凍結するのを防ぐ |
| 鎧装 | 波付き鋼テープ、鋼線鎧装、または誘電体ガラス繊維糸 | 圧壊、げっ歯類、直接埋設への対策;雷や誘導電圧により金属を使えない場合は誘電体を使う |
| ジャケット(シース) | 屋外はポリエチレン(HDPE/MDPE)、屋内はLSZHまたはPVC、特殊環境ではポリウレタンまたはナイロン | 機械的・UV・化学的な保護;屋内での燃焼特性 |
| リップコード、表示 | ジャケットの下のナイロンコード;印字されたメートルマーク、種別、心数、製造日 | ナイフを使わずに開封できる;識別と長さの管理 |
ケーブルファミリー
| ファミリー | 構造 | ファイバー数 | 用途 |
|---|
| 撚り合わせルースチューブ | 6–12本のチューブ×12ファイバーをセンター部材の周りにSZ撚りしたもの、ゲルまたはドライ、シングルまたはダブルジャケット | 12–288、24ファイバーチューブを使えば432+まで | 標準的な屋外ケーブル:管路、鎧装での直接埋設、メッセンジャーを使った架空 |
| センター(ユニ)チューブ | すべてのファイバーを収めた1本の大きなチューブ、抗張力体はジャケット内 | 2–96 | 少心数、引き込みおよび配線、低コスト |
| リボンルースチューブ | 12ファイバーリボンを積層してチューブまたはセンターチューブに収めたもの | 144–1 728 | メトロバックボーン、ハイパースケール間接続 |
| ロール可能リボン | 断続的に接着したリボンをチューブに丸めて収めたもの;200 µmファイバー | 30–40 mmで1 728–6 912 | データセンター間接続、高密度管路 |
| マイクロケーブル | 200 µmファイバーを使った細径ルースチューブまたはリボン、薄いジャケット | 4–10 mmで12–288、約12 mmで432 | マイクロダクト(5/3.5〜16/12 mm)にエアブローで敷設;ダクト断面の55–80 %を占有(敷設) |
| タイトバッファ配線用 | 900 µmファイバーとアラミドを1本のLSZHジャケットの下に収めたもの | 2–144 | 屋内バックボーン、竪管、パッチパネル;ブレークアウトキットまたはピグテールが必要 |
| ブレークアウト(ファンアウト) | 各ファイバーが専用の2–3 mmサブケーブルに収められている | 2–24 | 直接コネクター化、過酷な屋内環境、短距離 |
| 屋内外兼用 | LSZHジャケットとドライコアを備えたルースチューブ | 12–144 | マンホールからラックまで移行接続なしで1本のケーブルで通せる |
| ADSS(全誘電体自己支持型) | ルースチューブコア、径間に合わせたアラミド糸、高圧線付近ではトラッキング耐性ジャケット | 12–144 | 電力線の敷地内;径間50–1 500 m;金属を一切使わない |
| OPGW(光ファイバー複合架空地線) | アルミ被覆鋼より線の内部にあるステンレスチューブにファイバーを収めたもの | 12–144 | 高圧線の架空地線を置き換える;電力会社の幹線 |
| フィギュア8形 | 鋼製メッセンジャーワイヤーに一体成形されたケーブル | 12–144 | 電柱への迅速な架空敷設 |
| FTTHドロップ | 2本のFRPロッドを入れた2 × 5 mmの平型、または3–5 mmの丸型;G.657ファイバー | 1–4(12) | 電柱または管路から宅内まで;屋内ドロップは2–3 mm;集合住宅内の「見えない」0.9 mm |
| 海底 | 鋼管ファイバーユニット、鋼線バウト、銅製電力導体、ポリエチレン絶縁;沿岸部は鎧装 | ファイバーペア4–24 | 大陸間および沿岸システム |
| ハイブリッド/複合ケーブル | ファイバーに銅の電力線または同軸を組み合わせたもの | 任意 | リモートラジオヘッド、カメラ、PoEエクステンダー |
| タクティカル/可搬型 | 耐環境ポリウレタン、2–12ファイバー、エキスパンデッドビームまたは耐環境LCコネクター | 2–12 | 放送、軍用、一時的イベント |
| 事前端末処理済み幹線ケーブル | MPO/MTP端末処理済みの12–144ファイバー、プーリンググリップ付き、工場出荷時試験済み | 12–144(バンドルで3 456まで) | データセンター——数時間で敷設完了、現場での融着接続が不要(光ファイバーネットワークのトポロジー) |
屋内防火等級
| 規格体系 | 等級 | 意味 |
|---|
| 米国/NEC | OFNP(プレナム、NFPA 262)、OFNR(竪管、UL 1666)、OFNG/OFN(一般用、UL 1685);導電性(内部に金属)の場合はOFC | ケーブルを敷設できる場所:空調用空間、垂直シャフト、一般区画 |
| IEC/LSZH | IEC 60332-1-2(単心ケーブル燃焼試験)、60332-3(東線燃焼試験)、61034(発煙密度)、60754(ハロゲン酸ガス) | 低発煙・ゼロハロゲン——北米以外での標準的な屋内ジャケット |
| EU/CPR(EN 50575) | ユーロクラスAca、B1ca、B2ca、Cca、Dca、Eca、Fca、加えて発煙s1–s3、滴下物d0–d2、酸性度a1–a3 | 2017年以降、恒久設置ケーブルには申告が義務付けられている;典型的な要件はCca-s1b,d1,a1またはDca |
| ロシア/EAEU | GOST 31565-2012の表記:нг(A)、нг(A)-LS(低発煙)、нг(A)-HF(ノンハロゲン≈LSZH)、нг(A)-FRLS/FRHF(耐火)、LTx(低毒性) | どの種別がどの建物カテゴリーで許容されるか |
屋外用ポリエチレンジャケットは可燃性であり、ケーブルが屋内外両用の等級を持たない限り、建物の引き込み口(通常は15 m以内、または最初の接続点)までで終端させなければなりません。
ファイバーとチューブのカラーコード
| 位置 | TIA-598-C/IEC 60304の色 | 位置 | 色 |
|---|
| 1 | 青 | 7 | 赤 |
| 2 | 橙 | 8 | 黒 |
| 3 | 緑 | 9 | 黄 |
| 4 | 茶 | 10 | 紫 |
| 5 | スレート(グレー) | 11 | ローズ(ピンク) |
| 6 | 白 | 12 | アクア |
24ファイバーチューブの13–24番目のファイバーは、黒のトレーサーストライプ(黒いファイバーには黄色のトレーサー)を付けて同じ配色順序を繰り返します。チューブも同じ順序に従い、フィラーはナチュラルまたはグレーです。ケーブル内のファイバー番号=(チューブ番号-1)× 12+ファイバー位置です。このほかにも方式は存在し——ドイツのDIN VDE 0888順序(赤、緑、青、黄、白、グレー、茶、紫、ターコイズ、黒、橙、ピンク)や、ロシアおよびアジアのケーブルで見られる無着色ファイバーを使うメーカー独自の方式があるため——どの方式をそのケーブルが使用しているかを接続計画に明記する必要があります(ドキュメントとラベリング)。
ジャケットの色:シングルモードは黄、OM1/OM2は橙、OM3/OM4はアクア、OM5はライム、屋外用は黒(ファイバー種別を問わず);屋内の色分けは規格ではなく慣例です(ラベルとカラーコード)。
ケーブルデータシートの読み方
| パラメーター | 標準値(屋外ルースチューブ) | 重要な理由 |
|---|
| ファイバー種別と心数 | G.652.D/G.657.A1、12–288;屋内はOM4 | リンクバジェットとコネクター計画(光ファイバーの種類) |
| ケーブル化後の減衰 | 1310で≤ 0.36 dB/km、1550で≤ 0.22 dB/km(最大値);裸ファイバーの値ではなくこの値で設計する | −40 °Cでケーブルに収まったファイバーは、ボビン上のファイバーとは別物である(リンクバジェット) |
| 引張強度 | 敷設時1 500–2 700 N(ADSSは径間により10–30 kN);長期600–1 000 N | 牽引・気吹の限界値;長期的なファイバー歪みは0.2 %未満に保つ(信頼性と経年劣化) |
| 耐圧壊性 | 100 mmあたり1 000–3 000 N(IEC 60794-1-21 E3) | 直接埋設、トレイ、クランプ |
| 衝撃、ねじれ、繰り返し曲げ | IEC 60794-1-2に準拠 | 現場での取り扱い |
| 最小曲げ半径 | 張力下で外径×20、敷設後は外径×10(製品によっては×15/×10) | 管路の曲がり、クロージャー入線部、トレイの角 |
| 温度 | 敷設−10 … +50 °C;運用−40 … +70 °C(寒冷地向けは−60 °C対応品もある);保管−40 … +70 °C | 低温での敷設はジャケットの割れを招く;低温での運用はマイクロベンド損失を増やす |
| 浸水試験 | 水頭1 m、24時間、3 mにわたり漏水なし(IEC 60794-1-22 F5) | クロージャーの密封は別途必要——ケーブルが止めるのは長手方向の水の浸入のみ |
| 外径と質量 | 8–20 mm、60–300 kg/km | 管路占有率、リールサイズ、電柱の荷重 |
| 鎧装とジャケット | CST、SWA、誘電体;HDPE、LSZH、防蟻ナイロン | 環境条件(敷設) |
| 防火等級 | 上記参照 | 屋内ルート |
| リール長 | 標準2–6 km、マイクロケーブルは最大12 km | ルート上の接続点の数 |
| 規格 | IEC 60794-3(屋外)、60794-2(屋内)、60794-4(電力線沿いの架空)、60794-5(マイクロダクト);Telcordia GR-20;ロシアはGOST R 52266 | 入札仕様書に記載する内容(規格マップ) |
ケーブルの選び方
| 状況 | 推奨 | 避けるべきもの |
|---|
| 管路、長距離ルート、将来の増設が見込まれる | 撚り合わせルースチューブ144–288、またはマイクロダクトとエアブロー式マイクロケーブル | 屋外でのタイトバッファ屋内ケーブル |
| 直接埋設 | 鎧装ルースチューブ(CSTまたは誘電体)、ダブルジャケット | げっ歯類の多い地域での非鎧装ケーブル |
| 高圧線沿いまたは高圧線上 | 径間と電界に合わせたADSS、または架空地線位置のOPGW | 高圧線付近での金属製ケーブル全般 |
| 電柱、迅速な展開 | フィギュア8形、または短径間のADSS | 屋内ケーブルをメッセンジャーワイヤーに結束すること |
| 建物引き込みからラックまで | 屋内外兼用のドライLSZHルースチューブ | 屋外用PEケーブルを建物内50 mにわたって通すこと |
| 屋内の竪管および水平配線 | タイトバッファ配線用LSZH/OFNR、必要に応じてプレナム等級 | ゲル充填ケーブルを垂直に使用すること(ゲルが移動する) |
| データセンターの列間 | 事前端末処理済みMPO幹線ケーブル、ホール間はロール可能リボンの高心数ケーブル | 数百芯の現場融着接続 |
| FTTH最後の50 m | G.657.A2/B3の平型または丸型ドロップケーブル | 屋内の急な曲げ箇所でのG.652 |
| 過酷な環境での一時設置 | 耐環境コネクター付きのタクティカルポリウレタンケーブル | 屋外での標準パッチコード |
CodingBox では
モジュールのメモリにはケーブル自体を記述する情報はありませんが、2つのフィールドがケーブルの選択と関係します。ファイバー長の定格は標準的なケーブルのケーブル化後減衰を前提としており、コネクターコードは幹線ケーブルの終端方式——パラレル光にはMPO、デュプレックスにはLC——と一致していなければなりません。CodingBoxはこの両方を表示するため、ケーブル、パネル、モジュールを一つの系として整合させて発注できます(Check transceiver、 ブレークアウトと MPO 配線)。