Extendiendo la vida de los cables de fibra óptica - Exposición

Extendiendo la vida de los cables de fibra óptica

Cómo garantizar la vida útil del cable de fibra óptica más de 20 años

En los sistemas de comunicación óptica de larga distancia, las características de la transmisión de fibra óptica deben ser la estabilidad a largo plazo, especialmente el cable de fibra óptica enterrado de larga distancia y los sistemas de cable submarino, la larga vida útil presenta mayores requisitos para el cable de fibra óptica. En general, la vida útil del cable terrestre y la esperanza de tener más de 20 años de uso seguro, mientras que el cable submarino se requiere para mejorar su vida útil a 25 años, y se requiere su tiempo medio entre fallas de 10 años. Por lo tanto, cómo prolongar la vida útil del cable, cómo usar adecuadamente el cable de fibra óptica, es un tema técnico importante que a la gente le importa, desde los aspectos de la estructura del cable que se habla sobre cómo extender la vida útil del cable. cable.

Hay tres factores que afectan la vida útil del cable de fibra óptica.

La fibra óptica es una de las composiciones más importantes del material en el cable de fibra óptica, para mejorar la vida útil del cable, lo más fundamental es mejorar la vida útil de la fibra óptica.

Los principales factores para influir en la vida útil de la fibra óptica son:

1. Existencia y expansión de microfisuras en la superficie de la fibra;

2. Atmósfera de moléculas de vapor de agua en la superficie de la fibra y grabado;

3. Tensión de tendido de cable irrazonable sobrante de efectos a largo plazo, etc.

Por estos motivos, al disminuir la resistencia mecánica de la fibra óptica a base de vidrio de cuarzo, la atenuación aumentó gradualmente, finalmente hasta la rotura de la fibra, la vida útil de la terminación del cable. Debido a la superficie de la fibra, siempre habrá microgrietas, que se producen en la atmósfera con un crecimiento lento de grietas, la grieta continúa expandiéndose, la degradación gradual de la resistencia mecánica de la fibra. Por ejemplo, una fibra de cuarzo de 125 μm de diámetro, después de tres años de cambios lentos en el futuro, la resistencia a la tracción de la fibra de 180kpsi (equivalente a 1530g de resistencia a la tracción), cayó 60kpsi (equivalente a 510g de resistencia a la tracción). Estos cambios lentos causados por el principio de reducción de la resistencia mecánica de la fibra son: cuando la superficie de la fibra se raja (o presenta defectos), bajo la tensión externa, la fractura no se produce inmediatamente, solo cuando la tensión alcanza el valor crítico de la grieta, la fibra rotura. las fibras de sílice se exponen a un esfuerzo constante menor que el valor crítico, las grietas superficiales se expandirán lentamente, la profundidad de la fractura del valor crítico de fractura, que es el proceso de degradación de la resistencia mecánica de la fibra. La degradación de la resistencia mecánica de la fibra óptica de cuarzo se debe al estrés del agua y el ambiente atmosférico bajo la acción conjunta de la erosión y las moléculas de vapor de agua.

El método para prolongar la vida útil de la fibra óptica.

Cuando la fibra está en un entorno de vacío, ya que no hay moléculas de agua, por lo que el estrés no produce erosión, los parámetros de fatiga de N son el valor máximo, la fibra también tiene la mayor resistencia, cuando la resistencia es la resistencia de la fibras inertes, llamadas Si. Las fibras en el entorno de uso y tiene una vida útil de ts y la tensión σ las fibras inertes tienen la siguiente relación entre la intensidad de Si: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgSi las dos últimas son las constantes de fórmula anteriores , cuando se somete a un esfuerzo constante σ, la vida útil de la fibra y la fatiga de la fibra ts solo valoran el parámetro N. Cuanto mayor es el valor de N, la fibra óptica es la vida útil más larga de ts.

Por lo tanto, mejora la vida útil de la fibra óptica de dos maneras:

Primero, cuando el parámetro de fatiga n es fijo, la vida útil de la fibra óptica se expone solo a la tensión ts σ, y por lo tanto, reducir la tensión ejercida sobre la fibra óptica es mejorar la vida útil de un método de fibra óptica. Cuando las personas fabrican fibra óptica en la superficie de la fibra para formar una tensión de compresión para luchar contra la tensión de tracción, disminuya la tensión de tensión a un nivel lo más pequeño posible, generando así una tensión de compresión en la tecnología de la capa de revestimiento para fabricar fibras ópticas.

Si se establece para soportar la tensión de la fibra σa, vida t1, cuando el revestimiento de fibra tiene una tensión de compresión σR, la vida útil de la fibra t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n

De los cuales, (σa-σR) para que la fibra resista el esfuerzo neto real. Se sugiere que: un revestimiento de tensión de compresión de fibra óptica que la vida útil más larga. En los últimos años, algunas personas hacen una capa de compresión de superficie dopada con fibra de cuarzo dopada con GeO2, se realizó con un revestimiento de TiO2 dopado con fibra óptica de cuarzo. la fatiga estática de la fibra óptica de n = 20 ～ 25 elevada a n = 130.

El segundo, para mejorar el parámetro de fatiga estática en fibras ópticas para mejorar la vida útil de la fibra. Por lo tanto, las personas en la fabricación de fibras ópticas, las propias fibras de cuarzo, intentan cortar la atmósfera, de modo que, desde el entorno atmosférico, el posible valor de n parámetros del material desde el entorno a los parámetros del propio material de fibra, pueda hacer que el valor de n se hace más grande, lo que resulta en la superficie de la fibra de la "tecnología de recubrimiento de sellado".

Durante la última década, el uso de la "tecnología de recubrimiento de sellado" para producir fibra óptica hizo un progreso tremendo. Extendido por un material de recubrimiento metálico a los óxidos metálicos, carburos inorgánicos, nitruros inorgánicos, carburos, óxidos de nitrógeno y carbono amorfo depositado en CVD. La estructura de la capa de revestimiento de la capa de revestimiento de metal mediante una capa de revestimiento de sellado único para el desarrollo de la capa de revestimiento orgánico se combina con una estructura de capa de revestimiento compuesta, el valor de la fibra de una aplicación más práctica, las propiedades ópticas de la fibra, las propiedades mecánicas y la resistencia a la fatiga. mejorado.

Por ejemplo:

1. fibra óptica recubierta de metal: la fibra óptica recubierta de aluminio puede soportar una prueba de esfuerzo de 1Gpa (150kpsi) sumergida en agua, a una temperatura de 350 ℃ para usar, con una esperanza de vida de 10 años.

2. Óxidos metálicos y otras fibras inorgánicas recubiertas: con C4H10 y depositada sobre la superficie de la fibra SiH4 Si0.21O0.22C0.77 la capa de recubrimiento de sellado se recubrió con la capa orgánica, el valor n de la fibra a 256.

3. Como se sella con una capa de recubrimiento de fibras de nitruro de boro: 200kpsi pueden soportar la tensión, el valor de n se puede aumentar a 100 o más. Otro ejemplo está recubierto con una fibra de sellado TIC 400 ~ 500kpsi que tiene una resistencia de 100 resistant resistente al agua.

4. Selle la fibra óptica recubierta de carbono amorfo: el material de recubrimiento inorgánico, la capa de recubrimiento de carbono amorfo no es solo las propiedades ópticas de la fibra y la resistencia mecánica del efecto es poco daño, y mostró excelentes propiedades de resistencia al agua y resistencia al hidrógeno. Esta tecnología proviene de la producción industrial. La resistencia a la tracción típica de las fibras ha alcanzado 500-600kpsi, valor n dinámico de 350 a 1000. Después de 25 años a temperatura ambiente, el sello de penetración de fibra de carbono que recubre el hidrógeno es solo una fibra ordinaria 1/10000; En el cable de fibra óptica, estas fibras pueden permitir que la presión de hidrógeno sea 100 veces mayor que la fibra normal. Con este cable de fibra óptica se puede reducir adecuadamente a las condiciones o en condiciones de temperaturas más altas.

Utilizando el crecimiento de la superficie de la fibra "capa de revestimiento de tensión" y la "técnica de recubrimiento de sellado", la vida de la fibra óptica se puede introducir siguiendo la fórmula: t2 / t1 = fórmula 19.36 × 10IRσa7, σa es la tensión o tensión aplicada. Σa que se puede calcular con la relación t2 / t1. Dichas fibras duran hasta 40 años y podrían utilizarse para cables submarinos y comunicaciones militares.

Algunos otros estudios también demostraron que la fabricación de fibra óptica mediante el uso de germanio (GeO2) y flúor (F) como agente de dopaje, y sin fósforo (P2O5) como dopante, porque el fósforo "agua (H2O)" bueno, la fibra susceptible a la humedad , causando que la atenuación de la absorción del enlace P-OH interno del núcleo aumente, la fibra cambia lentamente. Larga vida útil de la fibra óptica para eliminar con materiales mixtos de fósforo.

En el proceso de fabricación, preste atención al cable impermeable a la humedad para reducir las tensiones residuales. El primero es el diseño del núcleo del cable, asegúrese de usar una estructura suelta para evitar dejar tensiones residuales, cable trenzado cuando quiero seleccionar una longitud razonable de fibra, pero también puede reducir el efecto de tensión de tensión; en el núcleo del cable está lleno de gel de petróleo, el propósito es a prueba de agua, resistente al agua, compuesto de anti-hidrógeno (líquido contaminado) grabado; utilizando acero plastificado, aluminio también a la humedad, mayor resistencia del cable a la presión lateral, capacidad de tracción; algunas fábricas en el núcleo del cable intervienen un metro para agregar una capa de bloqueo de agua adhesiva de fusión en caliente para evitar la penetración longitudinal del agua en el núcleo del cable; Selección del pequeño coeficiente de expansión lineal del material para la resistencia del elemento del núcleo del cable, el propósito es proteger la fibra, eliminando la tensión externa. Finalmente, también debe tenerse en cuenta que cada una de las materias primas de fibra fabricadas en sí debe tener más de 30 años de vida, debe tener una alta estabilidad de las propiedades físicas y las propiedades químicas. Solo controlando estrictamente la calidad del proceso de fabricación de la carretera, puede extender la vida útil del cable.