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世界最高密度の超多心高密度光ケーブル
多心ケーブル 高密度 R&D 地下設備 世界最高密度の超多心高密度光ケーブル（2000心）技術 NTTアクセスサービスシステム研究所 なかがわ な お き に っ た か ず き 中川 直樹 新田 一樹 はまぐち し ん や の が み まさのり /浜口 真弥 /野上 雅教 えんどう ようへい にしむら きみよし /遠藤 洋平 /西村 公敬 し ば た ゆきひこ いわどう て つ や た な か /柴田 征彦 りょう /田中 亮 / えのもと /岩堂 哲也 よしたか /榎本 圭高 光需要の増加により，管路設備の行き詰まりが予想されています．NTTアクセス サービスシステム研究所では，地下区間において既存設備を有効に活用できる世界 最高密度の超多心高密度光ケーブル（2000心），および関連物品（クロージャ，浸 水検知モジュール）を開発しました． の創出など，さらなる光サービスの普及 開発の背景 拡大と利活用促進による光需要の増加 開発のコンセプト 現 在， 光 フ ァ イ バ を 用 い たFTTH に伴う地下管路の行き詰まりが懸念さ 行き詰まりの発生が予想される地下 （Fiber To The Home）サービスは2600 れています．ここでは，地下光区間にお 管路区間においては，従来より管路内 万加入を超えており，成熟期を迎えて ける既存設備の効率的な利用をするこ の空間を有効活用するために，ケーブ いますが（1），家庭や地域コミュニケー とで，さらなる需要拡大に伴う地下基盤 ル保護用可とう管（インナーパイプ）を ションにおける生活に密着したICTの新 設備の行き詰まりの解消，および管路 布設し，光ケーブルを追加布設する多条 たな利用シーンの創出，Wi-Fiを利用し 増設に必要な基盤設備投資の抑制が可 布設工法が確立されていました（図 １ ） ． たICT利用環境の充実，ビジネスユーザ 能な超多心高密度光ケーブル（2000心） 現行の多条布設工法での １ 管路当りの 向けのサービス開発 ・ 提供，光コラボ と関連物品（クロージャ ・ 浸水検知モ 最大収容心線数は，既設の1000心ケー レーションモデルによる新たなサービス ジュール）を紹介します． ブルと分割材料として用いたインナー インドア光ファイバ 架空光ケーブル 引上光ケーブル 局内光ケーブル NTTビル お客さまビル お客さま宅 引上管路 地下管路 マンホール 地下光ケーブル 管路 光ケーブル インナーパイプ 多条布設技術工法 （ 1 管路 3 条収容形態） 図 １ 光通信網の構成例と多条布設技術 48 NTT技術ジャーナル 2015.6 とう道 Ｒ ＆Ｄホットコーナー パイプ ２ 条それ ぞ れに追 加 布 設した バテープが国内外で広く用いられてい 1000心ケーブル ２ 条を合わせて3000心 ます．しかし，従来の光ファイバテープ 効率化と既存設備との整合性の観点か でした（2）． は，構造上柔軟に変形しにくいため， ら ８ 心光ファイバテープが不可欠となり 高密度に収納した場合，光ファイバに ます．よって，低曲げ損失光ファイバ心 今回の開発は，既存の多条布設工法 ブルにおいても光ファイバ接続作業の である １ 管路 ３ 条布設技術を適用する 大きな歪が加わり破断や光損失増加の 線 ２ 本からなるテープ化心線を ４ 枚並 ため，インナーパイプに収容可能である 可能性が高まります．このため，光ケー 列させて間欠的に接着した，新構造の 1000心ケーブルと同様の標準外径23 mm ブルの高密度化においては，歪抑制と ８ 心間欠接着型光ファイバテープを開 以下をケーブルの要求条件としました． 一括接続性の両立が重要な課題です． 発し，これを高密度に実装しました． ８ 本要求条件を満たすことにより， １ 管 この課題を解決するために，②を開発 心間欠接着型光ファイバテープは高密 路当りの収容心線数を拡大することで， しました．架空に用いられている光ケー 度実装時に光ケーブル内で柔軟に変形 管路増設による基盤設備投資の抑制， ブルにおいては，現行広く用いられて できるため，歪を抑制することが可能で， 設備の運用性向上を目指します． いる外径0.25 mmの低曲げ損失光ファイ かつ従来の光ファイバテープと同様に バ心線 ４ 本を並列させて間欠的に接着 一括接続が可能です（図 ３ ） ． 超多心高密度光ケーブル （2000心） した， ４ 心間欠接着型光ファイバテー 一方，今回開発した光ケーブルは， プを採用し，光ケーブルに実装すること 現行地下光スロットケーブルと比較し で，細径 ・ 高密度化を実現しています（3）． て，心線集合構造が異なるため，心線 イバの適用によるケーブル構造の最適 しかし，地下に用いる多心用光ケーブル 識別性の観点からケーブル構造を設計 化，②新構造の光ファイバテープの開 には現在 ８ 心の光ファイバテープが用 することが重要です．心線集合構造は， 発の ２ つの技術により1000心ケーブル いられており，今回開発した2000心ケー ８ 心間欠接着型光ファイバテープ10枚 本光ケーブルは，①低曲げ損失光ファ と同外径に光ファイバ2000心を高密度 実装しました． ①については，光ファイバを高密度に 集合するため，光ファイバに加わる微 小な曲げなどによる光損失を抑制する （b） 新規開発光ケーブル（2000心） （a） 現行地下光スロットケーブル（1000心） テンションメンバ テンションメンバ 切り裂き紐 切り裂き紐 標準外径 ：23 mm ことが重要な課題でした．また，光ファ イバは，引張りなどの歪による破断力が 加わることにより光損失が発生すること があります．そのため，現行の光ケーブ ルは，スロットロッドによって光ファイ バを外力から保護するよう設計されて スロットロッド いました．本光ケーブルは，国際規格 図 ２ ケーブル構造 に準拠する曲率半径R15の低曲げ損失 光ファイバを新たに採用すること，およ び光ファイバにかかる外力を保護する ために外被厚を調整するなどケーブル 構造の最適化を図ったことで，スロット ロッドを使用せず安定したケーブル特 性を確保することができました（図 ２ ） ． （a） 一括接続時 （b） ケーブル実装時 接着部 曲げやねじりなどの 力のイメージ 2 心テープ× 4 また，多心光ケーブルを用いて光通 信網を構築する場合，光ファイバ接続 作業の効率化のため，複数の光ファイ 光ファイバが平面状に並び，一括接続が可能 柔軟に変形し，歪などの増加を抑制 バを一括して接続する技術が不可欠で す．そのため従来から複数の光ファイバ 図 ３ 新構造の ８ 心間欠接着型光ファイバテープ を並列させ一括被覆を施した光ファイ NTT技術ジャーナル 2015.6 49 を束ねて80心ユニットとし，それを25ユ トの溝番号の代わりに， ２ 色の着色バ ニット撚り合わせて，外周に外被を施 ンドルテープを交差して巻き付けること ルテープの巻き付けは，ケーブル化後 すことで2000心ケーブルとしました．こ で識別することとしました（図 ４ ） ．２ の特性に影響を及ぼすことが考えられ のケーブル構造に対して，心線識別性 色の着色パターンとしては，10色のバン ます．そこで，基本的な伝送特性，機 を確保するためには，ユニットおよび間 ドルテープを ５ 色× ５ 色で組み合わせ 械特性，温度特性などについて評価を 欠テープそれぞれの識別性を確保する ることで25パターンとし，それぞれを各 実施しました．結果としては，安定した よって識別することとしました．バンド 必要があります．従来ケーブルでは，ス ユニットに割り当てることで，ユニット 特性を有することを確認することができ ロットの溝番号によりユニットの識別を 識別を行います．なお，各間欠テープ ました． 行っていましたが，本ケーブルはスロッ の心線識別は，従来と同様に光ファイ トロッドを使用していないため，スロッ バ心線の外周に施した被覆の着色に これらの技術および新たな心線識別 方法の確立により，世界最高密度とな る地下光ケーブルを開発しました． 関連物品 ■地下光クロージャ 前述の超多心高密度光ケーブルの開 発に合わせ，地下光クロージャにおける 8 心間欠接着型光ファイバテープ×10 効率的な設備構築を実現する ３ つの物 着色識別テープ 品を開発しました（図 ５ ） ．基本コンセ プトとしては，既存品であるTNクロー 図 ４ ユニット構成 ジャ（4）の筐体を活用すること，従来と同 大容量収納トレイ 高密度収納トレイ テンションメンバ導通金具 開発物品 超多心 ケーブル 2000心 2000心 《最大収納時》 収納トレイ 2000心 超多心 超多心 ケーブル ケーブル 2000心 2000心 2000心 1000心 2000心 200心 《最大収納時》 収納トレイ クロージャ 搭載イメージ 図 ５ 開発物品と適用イメージ 50 NTT技術ジャーナル 2015.6 既存 ケーブル 1000心 1000心 400心 Ｒ ＆Ｄホットコーナー 等の施工性を実現することを目指して 金具の小型化を目指しました． バが使われているため，光ファイバに曲 開発を進めました． ■浸水検知モジュール げを加える曲げ部の形状を見直しました． 光ファイバ接続部が長期間，浸水す 新型の浸水検知モジュールを図 7 に示し 超多心高密度光ケーブルの全接続機 ると光損失の増加や機械的強度が低下 ます．加えて，従来と同様に浸水検知モ 能に特化した大容量収納トレイを開発 します．そこで，地下の接続部には通 ジュールの両サイドにストッパーを設 しました．本品ではクロージャ内部にお 信用とは別の光ファイバ心線に浸水検 け，挟み込んだ光ファイバの間に一定 （1） 大容量収納トレイ いて光心線の収納に用いる光心線収納 知モジュールが設置されています．浸 の間隔を保持し，過度な圧力がかかる トレイの大容量化を図り， １ トレイ当り 水検知モジュールは図 ６ に示すように のを抑制しました（6）． 最大400心収納可能な構造としました． 光ファイバを挟み込む構造となってお 試作した浸水検知モジュールを取り 合わせて開発した取付金具へ最大15枚 り，万が一接続部に水が入った場合， 付けた模擬線路に対してOTDRで測定 取り付けることで， １ クロージャ当り最 浸水検知モジュール内の膨張材が水に を行ったときの測定波形を図 ８ に示し 大6000心（超多心高密度光ケーブル ３ 反応して膨らむことで，光ファイバに曲 ます（測定波長：1650 nm，パルス幅： 条）の収納を実現しました． げ 損 失 を 与 え ま す．OTDR（Optical 100 ns） ．図 ８ において ２ カ所浸水して Time Domain Reflectometer）で定期的 も，その先の区間を測定することができ に測定することで，各接続部の浸水の ました． （2） 高密度収納トレイ 分岐点等において，大容量な心線を 収納 ・ 接続するために，光心線収納数 有無を監視することができます（5）． を拡大した高密度収納トレイを開発しま 今回の間欠接着型光ファイバテープに した．収納トレイ以外の構成品はすべて は，曲率半径R15の低曲げ損失光ファイ 今後の展開 今回の多心高密度化したケーブルの 従来品を活用し，光心線収納トレイの 高密度化を図ることで， １ トレイ当りの 光心線収納数を従来品の ２ 倍となる80 心収納可能な構造としました．クロー ジャ内部において，従来と同等の作業 スペースを確保することで，施工性を担 保しつつ， １ クロージャ当り最大3200心 曲げ損失 受光 レベル の高密度収納を実現しました．本品に ついては，既存の心線収納トレイと比 較してコスト面で優位であり，既存の光 ケーブルにも活用できることから，先行 距離 して導入される予定です． （3） テンションメンバ導通金具 超 多心 高 密 度 光ケーブ ルのノンス ロット構造に適応した，テンションメン NTTビル OTDR バ導通金具を開発しました．ケーブル クロージャ の挿入方向に依存せず取付けが可能で あり，テンションメンバの突出し ・ 引込 み現象を防ぐために，これまでテンショ ンメンバ把持力として規定していた規 光ファイバ 格値をケーブルとテンションメンバの接 膨張 着により担保することにより，テンショ ンメンバ取付作業性の向上を実現しま （a） 通常時 （b） 浸水時 した．また，クロージャの大容量化 ・ 高 密度化を実現しつつ，超多心高密度光 図 ６ 浸水検知モジュール ケーブルの心線識別性を確保するため， NTT技術ジャーナル 2015.6 51 曲げ部 光ファイバ 膨張材 （a） 通常時 ケーブル技術， ” NTT技術ジャーナル，Vol.24, No.12, pp.48-51, 2012． （4） 宮岸 ・ 原野 ・ 中嶋 ・ 濱岡 ・ 沼田 ・ 髙見沢：“施 工性および信頼性を向上させた新たな地下光 クロージャ の 開 発， ” NTT技 術 ジャー ナ ル， Vol.21, No.12, pp.61-63, 2009． （5） 有居 ・ 東 ・ 榎本 ・ 鈴木 ・ 荒木 ・ 宇留野 ・ 渡邉： “拡大する光アクセス網を支える光媒体網運用 技 術， ” NTT技 術ジャーナル，Vol.18, No.12, pp.58-61, 2006． （6） 山根 ・ 中澤 ・ 榎本 ・ 荒木 ・ 藤本：“光設備運用 の高度化を図る所外光配線設備識別技術， ” NTT技術ジャーナル，Vol.21, No.11, pp.4245, 2009． 曲げ部 光ファイバ 膨張材 （b） 浸水時 図 ７ 新型浸水検知モジュール 波長：1650 nm パルス幅：100 ns 浸水個所を検出 （後列左から） 西村 公敬/ 岩堂 哲也/ 5 dB/div 通常時 浜口 真弥/ 野上 雅教/ 遠藤 洋平 （前列左から） 柴田 征彦/ 新田 一樹/ 浸水時 500 m/div 図 ８ 測定波形例 開発と関連物品の技術開発により，既 存設備の有効活用 ・ 基盤設備投資の抑 制を実現することで，事業への貢献が 期待できます． ■参考文献 （1） http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/new/ 52 NTT技術ジャーナル 2015.6 index.html （2） 豊田 ・ 安 齋 ・ 山本 ・ 鉄 谷 ・ 白木 ・ 髙見沢 ・ 小 川 ・ 榑松：“新たな多条布設技術および細径 1000心光ケーブルの開発， ” NTT技術ジャーナ ル，Vol.20，No.12，pp.55-58, 2008． （3） 山田 ・ 角田 ・ 高橋 ・ 鈴木 ・ 柴田 ・ 清末 ・ 濱岡 ・ 金子 ・ 白木 ・ 髙見沢：“アクセスネットワークの 効率的な構築を可能とする超細径高密度光 榎本 圭高/ 田中 亮/ 中川 直樹 国際規格に準拠した光ファイバを収容し た本光ケーブルは，実用化ベースで世界最 高密度の光ケーブルであり，今後の大規模 光需要に向けてより効率的な設備構築が可 能となります． ◆問い合わせ先 NTTアクセスサービスシステム研究所 光アクセス網プロジェクト TEL 029-868-6370 FAX 029-868-6400 E-mail nakagawa.naoki lab.ntt.co.jp