تمديد حياة كابلات الألياف البصرية
كيفية ضمان خدمة الحياة من كابل الألياف البصرية أكثر من 20 عاما
في أنظمة الاتصالات البصرية لمسافات طويلة ، ينبغي أن تكون خصائص الألياف البصرية الإرسال الاستقرار على المدى الطويل ، وخاصة كابل الألياف البصرية دفن لمسافات طويلة وأنظمة الكابلات البحرية ، وضعت حياة طويلة متطلبات أعلى لكابل الألياف البصرية. بشكل عام ، تستمر خدمة خدمة الكيبل الأرضي وتأمل في الحصول على أكثر من 20 عامًا من الاستخدام الآمن ، في حين أن الكبل البحري مطلوب لتحسين عمر الخدمة الخاص به إلى 25 عامًا ، والوقت المتوسط بين عطل 10 سنوات مطلوب. لذلك ، تعتبر كيفية تحسين عمر الكبل ، وكيفية استخدام كابل الألياف الضوئية بشكل صحيح ، من المشكلات الفنية المهمة التي يهتم بها الأشخاص ، من جوانب بنية الكبل قيد المناقشة حول كيفية إطالة عمر خدمة الكبل كابل.
هناك ثلاثة عوامل تؤثر على حياة كابل الألياف البصرية
الألياف البصرية هي واحدة من أهم مكونات المادة في كابل الألياف البصرية ، لتحسين خدمة الحياة للكابل ، والأكثر أهمية هو تحسين خدمة الحياة من الألياف البصرية.
العوامل الرئيسية للتأثير على عمر خدمة الألياف البصرية هي:
1. microcracks سطح الألياف وجود والتوسع.
2. جو من جزيئات بخار الماء على سطح الألياف والحفر.
3. الإجهاد غير المعقول للكابلات الذي خلفه التأثيرات الطويلة الأجل ، إلخ
لهذه الأسباب ، مما أدى إلى انخفاض قوة ميكانيكية الألياف البصرية الكوارتز القائمة على الزجاج ، توهين تدريجيا ، وأخيرا إلى كسر الألياف ، حياة إنهاء الكابلات. بسبب سطح الألياف ، سيكون هناك دائمًا تشققات صغرى ، تحدث في الغلاف الجوي لنمو بطيئ ، ويستمر الكراك في التوسع ، وتدهور تدريجي للقوة الميكانيكية للألياف. على سبيل المثال ، انخفض ألياف الكوارتز التي يبلغ قطرها 125 مم ، بعد ثلاث سنوات من التغير البطيء في المستقبل ، قوة الشد للألياف من 180kpsi (أي ما يعادل قوة الشد 1530g) ، بمقدار 60kpsi (أي ما يعادل قوة الشد 510g). مثل هذه التغييرات البطيئة الناتجة عن مبدأ تقليل القوة الميكانيكية للألياف هي: عندما الشقوق الصغيرة (أو العيوب) السطحية للألياف ، تحت الضغط الخارجي ، لا يحدث الكسر فورًا ، فقط عندما يصل الضغط إلى القيمة الحرجة للتشقق ، فإن الألياف سوف استراحة. ألياف السيليكا تتعرض لضغط ثابت أقل من القيمة الحرجة ، وسوف تحدث الشقوق السطحية ببطء توسعت ، وعمق كسر قيمة الكسر الحرجة ، والتي هي عملية تدهور القوة الميكانيكية للألياف. ويعزى تدهور القوة الميكانيكية للألياف الضوئية في الكوارتز إلى الإجهاد المائي والبيئة الجوية في ظل العمل المشترك لجزيئات التآكل وبخار الماء.
طريقة إطالة عمر خدمة الألياف البصرية
عندما تكون الألياف في بيئة فراغية ، نظرًا لعدم وجود جزيئات ماء ، بحيث لا يحدث تآكل في الإجهاد ، تكون معلمات التعب الخاصة بالقيمة N هي القيمة القصوى ، وللألياف أيضًا أعلى قوة ، عندما تكون القوة هي قوة الألياف الخاملة ، ودعا سي. الألياف في بيئة الاستخدام ولها عمر خدمة يبلغ ts والألياف الخاملة لها العلاقة التالية بين شدة Si: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgSi والثانيان هما ثابت الصيغة أعلاه ، عندما تتعرض للإجهاد المستمر σ ، فإن عمر الخدمة للألياف والإرهاق الليفي لا يساوي قيمة المعلمة N. فكلما زادت قيمة N ، تكون الألياف الضوئية هي العمر الأطول لـ ts.
لذلك ، تحسين عمر الخدمة للألياف البصرية بطريقتين:
أولاً ، عندما تكون معلمة التعب n ثابتة ، فإن عمر خدمة الألياف الضوئية لا يتعرض إلا لضغط ts ، وبالتالي فإن تقليل الضغط الذي تمارسه على الألياف الضوئية هو تحسين عمر خدمة إحدى طرق الألياف البصرية. عندما يصنع الناس الألياف الضوئية على سطح الألياف لتشكيل ضغط مضغوط للقتال على إجهاد الشد ، قم بتقليل إجهاد الشد عند مستوى أصغر ما يمكن ، مما يولد ضغطًا مضغوطًا على تقنية طبقة الكسوة لتصنيع الألياف الضوئية.
إذا تم ضبطها على تحمل ألياف الإجهاد ،a ، الحياة t1 ، عندما يكون الكسوة الليفية لها ضغط ضغط σR ، فإن عمر الألياف الضوئية t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n
منها ، (-a-σR) للألياف لتحمل الضغط الصافي الحقيقي. يقترح ما يلي: ضغط الألياف البصرية الكسوة الضغط من حياة أطول. في السنوات الأخيرة ، يقوم بعض الأشخاص بطبقة الكوارتز السطحية من ألياف GeO2 المخدرة ، وقد تم ذلك باستخدام طبقة الشد المغطاة بالألياف الضوئية الكوارتز TiO2 للألياف نفسها من 50kpsi إلى 130kpsi (زادت قوة الشد الكبيرة من 430g إلى 1100g) الألياف البصرية الثابتة التعب من ن = 20 ～ 25 رفعت إلى ن = 130.
والثاني ، لتحسين ثابت التعب معلمة الألياف البصرية لتحسين خدمة الحياة من الألياف. لذلك ، فإن الأشخاص الذين يصنعون الألياف الضوئية ، وألياف الكوارتز أنفسهم يحاولون قطع الغلاف الجوي ، بحيث يمكن أن تجعل القيمة n لمعلمات المواد من البيئة إلى معلمات المواد الألياف نفسها من البيئة في الغلاف الجوي ، تصبح كبيرة ، مما ينتج عنه سطح ألياف "تكنولوجيا طلاء الختم".
خلال العقد الماضي ، حقق استخدام "تكنولوجيا طلاء الختم" لإنتاج الألياف الضوئية تقدماً هائلاً. ممتدة من قبل مادة الطلاء المعدني إلى أكاسيد المعادن ، كربيدات غير عضوية ، نيتريدات غير عضوية ، كربيدات ، أكاسيد النيتروجين والكربون المتبلور في الأمراض القلبية الوعائية. يتم الجمع بين هيكل طبقة الطلاء لطبقة الطلاء المعدني بطبقة طلاء أحادية واحدة لتطوير طبقة الطلاء العضوية مع بنية طبقة طلاء مركبة ، وقيمة الألياف للتطبيق العملي أكثر ، والخواص البصرية للألياف ، والخصائص الميكانيكية ومقاومة التعب هي تحسن.
فمثلا:
1. الألياف الضوئية المطلية بالمعادن: يمكن للألياف الضوئية المطلية بالألومنيوم أن تصمد أمام اختبار الإجهاد 1 جيجابت في الثانية (150 كيلو بت في الثانية) المغمورة في الماء ، عند درجة حرارة 350 درجة مئوية ، ومتوسط العمر المتوقع عند 10 سنوات.
2. أكاسيد معدنية وألياف غير عضوية أخرى مغلفة: مع C4H10 وترسبت على سطح الألياف SiH4 Si0.21O0.22C0.77 تم طلاء طبقة الطلاء المانعة للتسرب بالطبقة العضوية ، وقيمة n من الألياف إلى 256.
3. كما هو مختوم بطبقة طلاء من ألياف نيتريد البورون: يمكن 200kpsi تحمل التوتر ، ويمكن زيادة قيمة ن إلى 100 أو أكثر. مثال آخر مغلف بألياف TIC 400 ~ 500kpsi محكم الإغلاق ومقاومة للماء تبلغ 100 درجة مئوية.
4. ختم الألياف الضوئية المغلفة بالكربون غير المتبلور: مادة الطلاء غير العضوية ، طبقة الطلاء الكربونية غير المتبلورة ليست فقط الخواص البصرية للألياف والقوة الميكانيكية للتأثير هي ضرر بسيط ، وأظهرت خصائص مقاومة ممتازة للماء ومقاومة للهيدروجين. لقد حان هذه التكنولوجيا من الإنتاج الصناعي. وصلت قوة الشد النموذجية للألياف إلى 500-600 كيلوبت في الثانية ، وقيمة n ديناميكية من 350 إلى 1000. بعد 25 عامًا في درجة حرارة الغرفة ، لا يمثل الهيدروجين الذي يعمل على ختم تسرب ألياف الكربون هيدروجينًا سوى الألياف العادية 1/10000 ؛ في كابل الألياف الضوئية ، قد تسمح هذه الألياف بضغط الهيدروجين أعلى 100 مرة من الألياف الطبيعية. مع هذا كابل الألياف الضوئية يمكن تخفيض مناسب لظروف أو في ظل ظروف ارتفاع درجات الحرارة.
باستخدام نمو سطح الألياف "طبقة تكسية الإجهاد" و "تقنية طلاء الختم" ، يمكن إدخال عمر الألياف الضوئية بالصيغة التالية: صيغة t2 / t1 = 19.36 × 10IRσa7 ، σa هي الإجهاد أو الإجهاد المطبق. whicha والتي يمكن حسابها بالعلاقة t2 / t1. عمر هذه الألياف يصل إلى 40 عامًا ويمكن استخدامه للكابلات البحرية والاتصالات العسكرية.
أظهرت بعض الدراسات الأخرى أيضًا أن تصنيع الألياف الضوئية باستخدام الجرمانيوم (GeO2) والفلور (F) كعامل منشطات ، وبدون الفسفور (P2O5) كعامل مخدر ، لأن الفسفور "ماء (H2O)" جيد ، والألياف عرضة للرطوبة ، مما تسبب في زيادة التوهين امتصاص السندات الداخلية P-OH ، والألياف تتغير ببطء. عمر خدمة طويل من الألياف الضوئية للتخلص من المواد المختلطة بالفوسفور.
في عملية التصنيع ، انتبه إلى كابل مقاوم للرطوبة لتقليل الضغوط المتبقية. الأول هو تصميم كابل الأساسية ، تأكد من استخدام هيكل فضفاض لمنع ترك الإجهاد المتبقية ، كابل ستراند عندما أريد تحديد طول معقول من الألياف ، ولكن أيضا يمكن أن تقلل من تأثير الإجهاد الشد ؛ في قلب الكابل مملوء بهلام البترول ، والغرض من ذلك هو إثبات ، مركب مقاوم للماء ، يحتوي على الهيدروجين (سائل ملوث) ؛ باستخدام الصلب المطلي بالبلاستيك والألومنيوم أيضا للرطوبة ، وزيادة مقاومة الكابلات للضغط الجانبي ، قدرة الشد ؛ تقوم بعض المصانع الموجودة في قلب الكابل بفصل متر واحد لإضافة طبقة مانعة للالتصاق بالذوبان في الماء الساخن لمنع تغلغل الماء الطولي في الكابل. اختيار معامل التمدد الخطي صغير من المواد لقوة عنصر الكابلات الأساسية ، والغرض من ذلك هو حماية الألياف ، والقضاء على التوتر الخارجي. وأخيرًا ، تجدر الإشارة إلى أن كل مادة من الألياف الخام المصنعة نفسها يجب أن يكون لها أكثر من 30 عامًا من العمر ، ويجب أن تتمتع بثبات عالٍ في الخواص الفيزيائية والخصائص الكيميائية. فقط من خلال التحكم الصارم في جودة عملية التصنيع للطريق ، يمكنه إطالة عمر الكابل.
