Memperpanjang Umur Kabel Serat Optik
Bagaimana memastikan masa kerja kabel serat optik lebih dari 20 tahun
Dalam sistem komunikasi optik jarak jauh, karakteristik Transmisi Serat Optik haruslah stabilitas jangka panjang, terutama jarak jauh yang terkubur Kabel Serat Optik dan sistem kabel bawah laut, umur panjang mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi untuk kabel serat optik. Umumnya umur kabel layanan darat dan berharap memiliki lebih dari 20 tahun penggunaan yang aman, sedangkan kabel bawah laut diperlukan untuk meningkatkan umur layanannya hingga 25 tahun, dan waktu rata-rata antara kegagalan 10 tahun diperlukan. Oleh karena itu, cara memperpanjang umur kabel, cara menggunakan kabel serat optik dengan benar, merupakan masalah teknis penting yang dipedulikan orang, dari aspek struktur kabel di bawah pembicaraan tentang cara memperpanjang masa pakai kabel. kabel.
Ada tiga faktor yang mempengaruhi kehidupan Kabel Serat Optik
Serat optik adalah salah satu komposisi paling penting dari bahan dalam kabel serat optik, untuk meningkatkan masa pakai kabel, yang paling mendasar adalah meningkatkan masa pakai serat optik.
Faktor utama yang mempengaruhi masa pakai serat optik adalah:
1. Keberadaan dan perluasan microcracks permukaan serat;
2. Atmosfer molekul uap air pada permukaan serat dan etsa;
3. Kabel meletakkan tegangan yang tidak masuk akal yang tersisa dari efek jangka panjang, dll.
Untuk alasan ini, membuat kekuatan mekanik serat optik berbasis gelas kuarsa menurun, pelemahan secara bertahap meningkat, akhirnya menjadi serat putus, kehidupan dari pemutusan kabel. Karena permukaan serat akan selalu ada retakan mikro, yang terjadi di atmosfer dengan pertumbuhan lambat, retakan terus berkembang, degradasi bertahap dari kekuatan mekanik serat. Misalnya, serat kuarsa berdiameter 125μm, setelah tiga tahun perubahan lambat di masa depan, kekuatan tarik serat dari 180kpsi (setara dengan kekuatan tarik 1530g), turun 60kpsi (setara dengan kekuatan tarik 510g). Perubahan lambat yang disebabkan oleh prinsip reduksi kekuatan mekanik serat adalah: Ketika permukaan serat mikro retak (atau cacat), di bawah tekanan eksternal, fraktur tidak segera, hanya ketika stres mencapai nilai kritis retak, serat akan istirahat. serat silika terkena tegangan konstan kurang dari nilai kritis, permukaan retak akan terjadi perlahan-lahan diperluas, kedalaman nilai kritis fraktur retak, yang merupakan proses degradasi kekuatan mekanik serat. Penurunan kekuatan mekanik serat optik kuarsa disebabkan oleh tekanan air dan lingkungan atmosfer di bawah aksi bersama molekul erosi dan uap air.
Metode untuk memperpanjang masa pakai serat optik
Ketika serat dalam lingkungan vakum, karena tidak ada molekul air, sehingga stres tidak terjadi erosi, parameter kelelahan N adalah nilai maksimum, serat juga memiliki kekuatan tertinggi, ketika kekuatan adalah kekuatan serat lembam, disebut Si. Serat dalam lingkungan penggunaan dan memiliki masa kerja ts dan tegangan σ serat inert memiliki hubungan berikut antara intensitas Si: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgSi dua yang terakhir adalah rumus konstan di atas , ketika mengalami tegangan konstan σ, masa kerja serat dan serat kelelahan ts hanya nilai parameter N. Semakin besar nilai N, serat optik adalah umur panjang ts.
Oleh karena itu, meningkatkan masa pakai serat optik dengan dua cara:
Pertama, ketika parameter kelelahan n ditetapkan, masa kerja serat optik hanya terpapar pada tegangan σ, dan oleh karena itu, mengurangi tegangan yang diberikan pada serat optik adalah untuk meningkatkan masa kerja dari metode serat optik. Ketika orang membuat serat optik pada permukaan serat untuk membentuk tegangan tekan untuk melawan tegangan tarik, kurangi tegangan tarik pada tingkat yang sekecil mungkin, sehingga menghasilkan tekanan tekan pada teknologi lapisan kelongsong untuk memproduksi serat optik.
Jika diatur untuk menahan serat tegangan σa, kehidupan t1, ketika kelongsong serat memiliki tegangan tekan σR, kehidupan serat t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n
Di antaranya, (σa-σR) untuk serat yang tahan terhadap tegangan bersih nyata. Disarankan bahwa: serat optik cladding stres tekan daripada hidup lebih lama. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa orang melakukan kuarsa GeO2-doped lapisan kompresi permukaan serat, itu dilakukan dengan serat optik kuarsa yang didoping TiO2 kekuatan tarik serat itu sendiri dari 50kpsi meningkat menjadi 130kpsi (kekuatan tarik yang cukup meningkat dari 430g menjadi 1100g), juga serat optik Kelelahan statis dari n = 20 ～ 25 dinaikkan ke n = 130.
Yang kedua, untuk meningkatkan parameter kelelahan statis dan serat optik untuk meningkatkan masa pakai serat. Oleh karena itu, orang-orang dalam pembuatan serat optik, serat kuarsa sendiri mencoba memotong atmosfer, sehingga dari lingkungan atmosfer, nilai yang mungkin dari parameter bahan n dari lingkungan menjadi parameter bahan serat itu sendiri, dapat membuat nilai dari menjadi besar, menghasilkan permukaan serat "teknologi pelapisan segel".
Selama dekade terakhir, penggunaan "teknologi pelapisan segel" untuk menghasilkan serat optik membuat kemajuan luar biasa. Diperpanjang oleh bahan pelapis logam ke oksida logam, karbida anorganik, nitrida anorganik, karbida, oksida nitrogen dan karbon amorf yang diendapkan oleh CVD. Struktur lapisan pelapisan dari lapisan pelapisan logam dengan lapisan pelapisan segel tunggal untuk pengembangan lapisan pelapisan organik dikombinasikan dengan struktur pelapisan komposit, nilai serat dari aplikasi yang lebih praktis, sifat serat optik, sifat mekanik dan ketahanan lelah. ditingkatkan.
Sebagai contoh:
1. logam dilapisi serat optik: aluminium dilapisi serat optik dapat menahan stress test 1Gpa (150kpsi) terendam dalam air, pada suhu 350 ℃ untuk digunakan, harapan hidup pada 10 tahun.
2. Logam oksida dan serat anorganik lainnya dilapisi: dengan C4H10 dan diendapkan pada permukaan serat SiH4 Si0.21O0.22C0.77 lapisan penyegelan lapisan dilapisi dengan lapisan organik, n-nilai serat hingga 256.
3. Seperti disegel dengan lapisan lapisan serat boron nitrida: 200kpsi dapat menahan ketegangan, nilai n dapat ditingkatkan hingga 100 atau lebih. Contoh lain adalah dilapisi dengan serat TIC 400 ~ 500kpsi penyegelan memiliki kekuatan 100 ℃ tahan air.
4. Segel serat optik berlapis karbon amorf: bahan pelapis anorganik, lapisan pelapis karbon amorf tidak hanya sifat serat optik dan kekuatan mekanik efeknya sedikit kerusakan, dan menunjukkan sifat ketahanan air yang sangat baik dan ketahanan terhadap hidrogen. Teknologi ini berasal dari produksi industri. Kekuatan tarik khas serat telah mencapai 500-600kpsi, nilai-n dinamis dari 350 hingga 1000. Setelah 25 tahun pada suhu kamar, lapisan segel penetrasi penetrasi serat karbon hidrogen hanya serat biasa 1/10000; pada kabel serat optik, serat ini memungkinkan tekanan hidrogen 100 kali lebih tinggi dari serat normal. Dengan kabel serat optik ini dapat direduksi sesuai dengan kondisi atau dalam kondisi suhu yang lebih tinggi.
Menggunakan pertumbuhan permukaan serat "lapisan cladding stres" dan "teknik pelapisan penyegelan", kehidupan serat optik dapat diperkenalkan rumus berikut: t2 / t1 = 19,36 × 10IRσa7 rumus, σa adalah tegangan atau stres yang diterapkan. Whicha yang dapat dihitung dengan hubungan t2 / t1. Serat seperti itu hidup hingga 40 tahun dan dapat digunakan untuk kabel bawah laut dan komunikasi militer.
Beberapa penelitian lain juga menunjukkan bahwa pembuatan serat optik dengan menggunakan germanium (GeO2) dan fluor (F) sebagai agen doping, dan tanpa fosfor (P2O5) sebagai dopan, karena fosfor "air (H2O)" baik, serat rentan terhadap kelembaban , menyebabkan atenuasi penyerapan ikatan P-OH inti internal meningkat, serat perlahan berubah. Begitu lama masa pakai serat optik untuk dihilangkan dengan bahan campuran fosfor.
Dalam proses pembuatannya, perhatikan kabel tahan air kelembaban untuk mengurangi tegangan sisa. Yang pertama adalah desain inti kabel, pastikan untuk menggunakan struktur longgar untuk mencegah meninggalkan tegangan sisa, kabel terdampar ketika saya ingin memilih panjang serat yang masuk akal, tetapi juga dapat mengurangi efek tegangan tarik; dalam inti kabel diisi dengan gel minyak bumi, tujuannya adalah untuk etsa, tahan air, senyawa yang mengandung anti-hidrogen (cairan yang terkontaminasi); menggunakan baja dilapisi plastik, aluminium juga untuk kelembaban, peningkatan resistensi kabel terhadap tekanan lateral, kapasitas tarik; beberapa pabrik dalam interval inti kabel satu meter untuk menambahkan lapisan pemblokiran air perekat panas meleleh untuk mencegah penetrasi kabel memanjang inti kabel; pemilihan koefisien ekspansi linier kecil bahan untuk kekuatan elemen inti kabel, tujuannya adalah untuk melindungi serat, menghilangkan ketegangan eksternal. Akhirnya harus juga dicatat bahwa masing-masing bahan baku serat yang diproduksi itu sendiri harus memiliki lebih dari 30 tahun kehidupan, harus memiliki stabilitas tinggi dari sifat fisik dan sifat kimia. Hanya dengan mengontrol kualitas proses pembuatan jalan secara ketat, kabel dapat memperpanjang umur kabel.
