Prolongando a vida útil dos cabos de fibra ótica
Como garantir a vida útil do cabo de fibra óptica por mais de 20 anos
Nos sistemas de comunicação óptica de longa distância, as características da transmissão por fibra ótica devem ser a estabilidade a longo prazo, especialmente os sistemas de cabo de fibra óptica e cabos submarinos enterrados a longa distância, a longa vida apresenta requisitos mais altos para o cabo de fibra óptica. Geralmente, aterra a vida útil do cabo e espera ter mais de 20 anos de uso seguro, enquanto o cabo submarino é necessário para melhorar sua vida útil para 25 anos e o tempo médio entre falhas de 10 anos. Portanto, como prolongar a vida útil do cabo, como usar adequadamente o cabo de fibra óptica, é uma questão técnica importante com a qual as pessoas se preocupam, desde os aspectos da estrutura do cabo sob a conversa sobre como prolongar a vida útil do cabo. cabo.
Existem três fatores que afetam a vida útil do cabo de fibra óptica
A fibra óptica é uma das composições mais importantes do material no cabo de fibra óptica, para melhorar a vida útil do cabo, o mais fundamental é melhorar a vida útil da fibra óptica.
Os principais fatores para influenciar a vida útil da fibra óptica são:
1. existência e expansão de microfissuras na superfície da fibra;
2. Atmosfera de moléculas de vapor de água na superfície da fibra e gravura;
3. Estresse irracional de assentamento de cabos resultante de efeitos a longo prazo, etc.
Por esses motivos, diminuindo a resistência mecânica da fibra óptica baseada em vidro de quartzo, a atenuação aumentou gradualmente, finalmente para uma quebra de fibra, a vida útil da terminação do cabo. Por causa da superfície da fibra, sempre haverá micro rachaduras, ocorrendo na atmosfera um crescimento lento, a rachadura continua a se expandir, a degradação gradual da resistência mecânica da fibra. Por exemplo, uma fibra de quartzo de 125μm de diâmetro, após três anos de lenta mudança no futuro, a resistência à tração de 180kpsi (equivalente a 1530g de resistência à tração) caiu 60kpsi (equivalente a 510g de resistência à tração). Tais mudanças lentas causadas pelo princípio de redução de resistência mecânica da fibra são: Quando as microfissuras (ou defeitos) da superfície da fibra, sob tensão externa, a fratura não ocorre imediatamente, somente quando a tensão atinge o valor crítico da trinca, a fibra quebrar. as fibras de sílica expostas a uma tensão constante menor que o valor crítico, as trincas superficiais ocorrerão lentamente expandidas, a profundidade do valor crítico da fratura da trinca, que é o processo de degradação da resistência mecânica da fibra. A degradação da resistência mecânica da fibra óptica de quartzo é devida ao estresse da água e do ambiente atmosférico sob a ação conjunta das moléculas de erosão e vapor de água.
O método para prolongar a vida útil da fibra óptica
Quando a fibra em um ambiente de vácuo, como não há moléculas de água, para que o estresse não ocorra erosão, os parâmetros de fadiga de N são o valor máximo, a fibra também possui a maior força, quando a força é a força do fibras inertes, chamadas Si. Fibras no ambiente de uso e tem uma vida útil de st e o estresse σ fibras inertes têm a seguinte relação entre a intensidade de Si: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgSi, as duas últimas são a fórmula constante constante , quando submetido a tensão constante σ, a vida útil da fibra e a fadiga da fibra ts valorizam apenas o parâmetro N. Quanto maior o valor de N, a fibra óptica é a vida útil mais longa da st.
Portanto, melhorando a vida útil da fibra óptica de duas maneiras:
Primeiro, quando o parâmetro de fadiga n é fixo, a vida útil da fibra óptica é exposta apenas ao estresse t σ e, portanto, reduzir a tensão exercida sobre a fibra óptica é melhorar a vida útil de um método de fibra óptica. Quando as pessoas produzem fibra óptica na superfície da fibra para formar um estresse compressivo para combater o estresse elástico, diminua o estresse elástico em um nível o menor possível, gerando um estresse compressivo na tecnologia da camada de revestimento para fabricar fibras ópticas.
Se definido para suportar a tensão de fibra σa, vida t1, quando o revestimento da fibra tiver tensão de compressão σR, a vida útil da fibra t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n
Dos quais, (σa-σR) para a fibra suportar o estresse líquido real. Sugere-se que: uma fibra óptica de revestimento por tensão compressiva que a vida útil mais longa. Nos últimos anos, algumas pessoas fizeram a camada de compressão de superfície de fibra de quartzo dopada com GeO2, isso foi feito com uma resistência à tração de revestimento de TiO2 dopada com fibra óptica de quartzo da própria fibra, de 50kpsi aumentada para 130kpsi (resistência à tração considerável aumentada de 430g para 1100g), também a fadiga estática da fibra óptica de n = 20 ～ 25 aumentada para n = 130.
O segundo, para melhorar o parâmetro de fadiga estática em n fibras ópticas para melhorar a vida útil da fibra. Portanto, as pessoas na fabricação de fibras ópticas, as próprias fibras de quartzo, tentam cortar a atmosfera, para que, do ambiente atmosférico, o possível valor de n parâmetros de material do ambiente para os parâmetros do próprio material de fibra possa fazer o valor de n torna-se grande, resultando na superfície da fibra da "tecnologia de revestimento de vedação".
Na última década, o uso da "tecnologia de revestimento de vedação" para produzir fibra óptica fez um tremendo progresso. Estendido por um material de revestimento metálico aos óxidos metálicos, carbonetos inorgânicos, nitretos inorgânicos, carbonetos, óxidos de nitrogênio e carbono amorfo depositado em CVD. A estrutura da camada de revestimento da camada de revestimento de metal por uma única camada de revestimento de vedação para o desenvolvimento da camada de revestimento orgânico é combinada com uma estrutura de camada de revestimento composta, o valor da fibra em aplicações mais práticas, as propriedades ópticas da fibra, as propriedades mecânicas e a resistência à fadiga. melhorado.
Por exemplo:
1. fibra óptica revestida de metal: a fibra óptica revestida de alumínio pode suportar o teste de estresse de 1Gpa (150kpsi) submerso em água, a uma temperatura de 350 ℃ para usar, a expectativa de vida em 10 anos.
2. Óxidos metálicos e outras fibras inorgânicas revestidas: com C4H10 e depositadas na superfície da fibra SiH4 Si0.21O0.22C0.77 a camada de revestimento de vedação foi revestida com a camada orgânica, o valor n da fibra para 256.
3. Como selado com uma camada de revestimento de fibras de nitreto de boro: 200kpsi podem suportar a tensão, o valor de n pode ser aumentado para 100 ou mais. Outro exemplo é revestido com uma fibra de vedação TIC 400 ~ 500kpsi, com uma resistência de 100 ℃ resistente à água.
4. Sele a fibra óptica revestida de carbono amorfo: o material de revestimento inorgânico, a camada de revestimento de carbono amorfo não é apenas as propriedades ópticas da fibra e a resistência mecânica do efeito é pouco dano e mostrou excelentes propriedades de resistência à água e resistência ao hidrogênio. Essa tecnologia veio da produção industrial. A resistência à tração típica das fibras atingiu 500-600kpsi, valor n dinâmico de 350 a 1000. Após 25 anos em temperatura ambiente, o hidrogênio do revestimento de vedação de penetração de fibra de carbono é apenas uma fibra comum 1/10000; no cabo de fibra óptica, essas fibras podem permitir que a pressão do hidrogênio seja 100 vezes maior que a fibra normal. Com este cabo de fibra óptica, você pode ser adequadamente reduzido a condições ou sob condições de temperaturas mais altas.
Usando o crescimento da superfície da fibra "camada de revestimento de tensão" e "técnica de revestimento de vedação", a vida útil da fibra óptica pode ser introduzida pela seguinte fórmula: t2 / t1 = fórmula 19,36 × 10IRσa7, σa é a tensão ou tensão aplicada. Whicha que pode ser calculado com a relação t2 / t1. Tais fibras têm vida útil de até 40 anos e podem ser usadas para cabos submarinos e comunicações militares.
Alguns outros estudos também mostraram que a fabricação de fibra óptica usando germânio (GeO2) e flúor (F) como agente dopante e sem fósforo (P2O5) como dopante, porque o fósforo “água (H2O)” é bom, a fibra suscetível à umidade , causando o aumento da atenuação da absorção interna da ligação P-OH, a fibra mudando lentamente. Vida útil tão longa da fibra óptica para eliminar com materiais mistos de fósforo.
No processo de fabricação, preste atenção ao cabo à prova d'água de umidade para reduzir as tensões residuais. O primeiro é o design do núcleo do cabo, certifique-se de usar uma estrutura solta para evitar deixar tensões residuais. Cabo trançado quando quero selecionar um comprimento razoável de fibra, mas também pode reduzir o efeito da tensão tênsil; no núcleo do cabo, é preenchido com gel de petróleo, o objetivo é impermeabilizar, impermeabilizar, gravar com composto anti-hidrogênio (líquido contaminado); usando aço revestido de plástico, alumínio também à umidade, maior resistência do cabo à pressão lateral, capacidade de tração; algumas fábricas no núcleo do cabo intervalo de um metro para adicionar uma camada de bloqueio de água adesiva fundida a quente para impedir a penetração longitudinal da água no núcleo do cabo; seleção de pequeno coeficiente de expansão linear do material para a resistência do elemento do núcleo do cabo, o objetivo é proteger a fibra, eliminando a tensão externa. Por fim, deve-se notar também que cada matéria-prima de fibra fabricada deve ter mais de 30 anos de vida, deve ter uma alta estabilidade das propriedades físicas e químicas. Somente controlando rigorosamente a qualidade do processo de fabricação da estrada, ele pode prolongar a vida útil do cabo.