Extinderea duratei de viață a cablurilor cu fibră optică
Cum să asigurați durata de serviciu a cablului cu fibră optică mai mare de 20 de ani
În sistemele de comunicații optice la distanță lungă, caracteristicile de transmisie cu fibră optică ar trebui să fie stabilitatea pe termen lung, în special sistemele de cablu fibra optică îngropate la distanță lungă și cablurile submarine, viața lungă prezentând cerințe mai mari pentru cablul cu fibră optică. În general, viața de exploatare a cablurilor terestre și sper să aibă mai mult de 20 de ani de utilizare în siguranță, în timp ce cablul submarin este necesar să-și îmbunătățească durata de serviciu până la 25 de ani, iar timpul mediu între eșecul de 10 ani este necesar. Prin urmare, modul de extindere a duratei de viață a cablului, cum se utilizează în mod corespunzător cablul cu fibră optică, este o problemă tehnică importantă pe care o îngrijesc oamenii, din aspectele structurii cablului în cadrul discuțiilor despre extinderea duratei de funcționare a cablu.
Există trei factori care afectează viața cablului de fibră optică
Fibra optică este una dintre cele mai importante compoziții ale materialului din cablul cu fibră optică, pentru a îmbunătăți durata de funcționare a cablului, cel mai fundamental este îmbunătățirea duratei de viață a fibrei optice.
Factorii principali pentru influențarea duratei de viață a fibrei optice sunt:
1. Existența și extinderea microcrapurilor de suprafață fibră;
2. Atmosfera moleculelor de vapori de apă de pe suprafața fibrei și a gravurii;
3. Stresuri nerezonabile de depunere a cablurilor din efectele pe termen lung etc.
Din aceste motive, creșterea rezistenței mecanice a fibrei optice pe bază de sticlă de cuarț a scăzut, atenuarea a crescut treptat, în final la o rupere de fibre, durata de încheiere a cablului. Datorită suprafeței fibrei va exista întotdeauna o micro-fisură, care apare în atmosferă creșterea lentă a fisurilor, fisura continuă să se extindă, degradarea treptată a rezistenței mecanice a fibrei. De exemplu, o fibră de cuarț cu diametrul de 125μm, după trei ani de schimbare lentă în viitor, rezistența la tracțiune a fibrei de la 180kpsi (echivalentă cu rezistența la tracțiune de 1530g), a scăzut 60kpsi (echivalent cu rezistența la tracțiune 510g). Astfel de modificări lente cauzate de principiul reducerii rezistenței mecanice a fibrei este: Când micro-fisurile (sau defectele) suprafeței fibrei, sub tensiunea externă, fractura nu se produce imediat, numai atunci când tensiunea atinge valoarea critică a fisurii, fibra va pauză. fibrele de silice expuse la o tensiune constantă mai mică decât valoarea critică, fisurile de suprafață vor apărea lent extinse, adâncimea valorii critice a fracturii de fisură, care este procesul de degradare a rezistenței mecanice a fibrei. Degradarea mecanică a fibrei optice de cuarț se datorează stresului apei și mediului atmosferic sub acțiunea comună a moleculelor de eroziune și vapori de apă.
Metoda de prelungire a duratei de viață a fibrei optice
Când fibra într-un mediu vid, întrucât nu există molecule de apă, astfel încât stresul să nu se producă eroziune, parametrii de oboseală ai N este valoarea maximă, fibra are și cea mai mare rezistență, când rezistența este rezistența fibre inerte, numite Si. Fibrele din mediul de utilizare și au o durată de viață de ts, iar fibrele inerte de tensiune σ au următoarea relație între intensitatea Si: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgSi ultimele două sunt constanta formulei de mai sus. , când sunt supuse unei tensiuni constante σ, durata de viață a oboselii fibrelor și a fibrelor ts valorifică doar parametrul N. Cu cât valoarea N este mai mare, fibra optică este viața mai lungă a ts.
Prin urmare, îmbunătățirea duratei de viață a fibrei optice în două moduri:
În primul rând, atunci când parametrul de oboseală n este fixat, durata de funcționare a fibrei optice este expusă numai la tensiunea σ și, prin urmare, reducerea stresului exercitat asupra fibrei optice este îmbunătățirea duratei de viață a unei metode de fibră optică. Atunci când oamenii realizează fibre optice pe suprafața fibrei pentru a forma un stres compresiv pentru a lupta împotriva tensiunii de tracțiune, scade tensiunea la un nivel cât mai mic posibil, generând astfel un stres compresiv pe tehnologia stratului de acoperire pentru fabricarea fibrelor optice.
Dacă este setată să reziste fibrei de stres σa, durata de viață t1, când placa de fibre are o tensiune compresivă σR, durata de viață a fibrei t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n
Din care, (σa-σR) pentru ca fibra să reziste la stresul net real. Se sugerează că: o fibră optică de acoperire prin efort compresiv decât durata de viață. În ultimii ani, unii oameni realizează un strat de compresie a suprafeței cu fibre dopate cu geO2, acesta a fost realizat cu o rezistență la tracțiune a fibrei optice de cuarț, dopat de TiO2, de la 50kpsi crescut la 130kpsi (o rezistență considerabilă la tracțiune a crescut de la 430g la 1100g), de asemenea fibra optică statică Oboseală de la n = 20 ～ 25 ridicată la n = 130.
Al doilea, pentru a îmbunătăți parametrul de oboseală statică n fibre optice pentru a îmbunătăți durata de funcționare a fibrei. Prin urmare, oamenii care fabrică fibre optice, fibrele de cuarț în sine încearcă să taie atmosfera, astfel încât, din mediul atmosferic, valoarea posibilă a n parametrii materialului din mediu în parametrii materialului cu fibre în sine, poate face valoarea lui n devine mare, rezultând suprafața fibrei „tehnologiei de acoperire cu etanșare”.
În ultimul deceniu, utilizarea „tehnologiei de acoperire a sigiliilor” pentru a produce fibre optice a făcut progrese extraordinare. Extins de un material de acoperire metalică la oxizii metalici, carburi anorganice, nitruri anorganice, carburi, oxizi de azot și carbon amorf depus de CVD. Structura stratului de acoperire a stratului de acoperire metalică printr-un singur strat de acoperire sigilant până la dezvoltarea stratului de acoperire organică este combinată cu o structură compusă a stratului de acoperire, valoarea fibrei de aplicare mai practică, proprietățile fibrei optice, proprietățile mecanice și rezistența la oboseală sunt îmbunătățit.
De exemplu:
1. fibră optică acoperită cu metal: fibra optică acoperită cu aluminiu poate rezista la testul de stres de 1Gpa (150kpsi) scufundat în apă, la o temperatură de 350 ℃ de utilizat, speranța de viață la 10 ani.
2. Oxizi metalici și alte fibre anorganice acoperite: cu C4H10 și depuse pe suprafața fibrei SiH4 Si0.21O0.22C0.77 Stratul de acoperire sigilant a fost acoperit cu stratul organic, valoarea n a fibrei la 256.
3. După cum este sigilat cu un strat de acoperire din fibre de nitrură de bor: 200kpsi pot rezista la tensiune, n valoarea poate fi crescută la 100 sau mai mult. Un alt exemplu este acoperit cu o fibră de etanșare TIC 400 ~ 500kpsi care are o rezistență de 100 ℃ rezistentă la apă.
4. Sigilați fibra optică amorfă acoperită cu carbon: materialul de acoperire anorganic, stratul de acoperire cu carbon amorf nu este doar proprietățile optice ale fibrei și rezistența mecanică a efectului are o deteriorare mică și a arătat proprietăți excelente de rezistență la apă și rezistență la hidrogen. Această tehnologie a ajuns la producția industrială. Rezistența tipică la tracțiune a fibrelor a ajuns la 500-600kpsi, valoare n dinamică de 350 până la 1000. După 25 de ani la temperatura camerei, acoperirea cu hidrogen de acoperire a garniturii de penetrare a fibrei de carbon este doar o fibră obișnuită 1/10000; în cablul cu fibră optică, aceste fibre pot permite ca presiunea hidrogenului să fie de 100 de ori mai mare decât fibra normală. Cu acest cablu din fibră optică poate fi redus în mod adecvat la condiții sau în condiții de temperaturi mai ridicate.
Folosind „stratul de acoperire a suprafeței” de creștere a suprafeței și „tehnica de acoperire de etanșare”, durata de viață a fibrei optice poate fi introdusă după următoarea formulă: t2 / t1 = 19.36 × 10IRσa7 formula, σa este tensiunea sau stresul aplicat. Whicha care poate fi calculată cu relația t2 / t1. Astfel de fibre au o durată de până la 40 de ani și ar putea fi utilizate pentru cabluri submarine și comunicații militare.
Unele alte studii au arătat, de asemenea, că fabricarea fibrei optice folosind germaniu (GeO2) și fluor (F) ca agent de dopare și fără fosfor (P2O5) ca dopant, deoarece fosforul „apă (H2O)” este bun, fibra susceptibilă la umiditate , determinând creșterea atenuării absorbției legăturilor P-OH de bază, fibra schimbându-se încet. Durată de viață lungă a fibrei optice pentru a elimina cu materiale amestecate cu fosfor.
În procesul de fabricație, acordați atenție cablului impermeabil la umiditate pentru a reduce tensiunile reziduale. Primul este designul miezului de cablu, asigurați-vă că utilizați structură liberă pentru a preveni lăsarea stresului rezidual, cablul încărcat atunci când vreau să selectez o lungime rezonabilă de fibre, dar, de asemenea, poate reduce efectul de tensiune; în miezul de cablu este umplut cu gel petrolier, scopul este de a etanșa compusul anti-hidrogen, care conține hidrogen (lichid contaminat); folosind oțel acoperit cu plastic, aluminiu și la umiditate, rezistență crescută a cablului la presiune laterală, capacitate de tracțiune; unele fabrici în miezul de cablu intervale un metru pentru a adăuga un strat de blocare a apei cu adeziv topit la cald, pentru a preveni pătrunderea longitudinală a apei; selectarea micului coeficient de expansiune liniară a materialului pentru rezistența elementului de miez de cablu, scopul este de a proteja fibra, eliminând tensiunea externă. În sfârșit, trebuie menționat, de asemenea, că fiecare dintre materiile prime din fibre fabricate trebuie să aibă o viață de peste 30 de ani, trebuie să aibă o stabilitate ridicată a proprietăților fizice și chimice. Doar prin controlul strict al calității procesului de fabricație a drumului, acesta poate prelungi durata de viață a cablului.
