Prolonger la durée de vie des câbles à fibres optiques
Comment assurer la durée de vie du câble à fibre optique plus de 20 ans
Dans les systèmes de communication optique à longue distance, les caractéristiques de transmission par fibre optique devraient être la stabilité à long terme, en particulier les câbles à fibre optique enterrés à longue distance et les systèmes de câbles sous-marins, une longue durée de vie imposant des exigences plus élevées pour le câble à fibre optique. En règle générale, la durée de vie du câble terrestre et l’espoir d’être utilisés en toute sécurité pendant plus de 20 ans, tandis que le câble sous-marin est nécessaire pour améliorer sa durée de vie à 25 ans et son délai moyen entre 10 ans de défaillance. Par conséquent, comment prolonger la durée de vie du câble, comment utiliser correctement le câble à fibre optique, est un problème technique important qui préoccupe les gens, depuis les aspects de la structure du câble sous la discussion sur la manière de prolonger la durée de vie du câble. câble.
Trois facteurs affectent la durée de vie du câble à fibre optique
La fibre optique est l’une des compositions les plus importantes du matériau du câble à fibres optiques. Pour améliorer la durée de vie du câble, la plus fondamentale consiste à améliorer la durée de vie de la fibre optique.
Les principaux facteurs influençant la durée de vie des fibres optiques sont les suivants:
1. existence et expansion de microfissures à la surface des fibres;
2. Atmosphère de molécules de vapeur d'eau à la surface de la fibre et gravure;
3. Contrainte de pose de câbles déraisonnable résultant d'effets à long terme, etc.
Pour ces raisons, la résistance mécanique de la fibre optique à base de verre de quartz a diminué, l'atténuation a progressivement augmenté, enfin, jusqu'à la rupture de la fibre, de la durée de vie de la terminaison du câble. En raison de la surface de la fibre, il y aura toujours une micro-fissure, se produisant dans l'atmosphère une croissance lente de la fissure, la fissure continuant à se dilater, la dégradation progressive de la résistance mécanique de la fibre. Par exemple, une fibre de quartz de 125 µm de diamètre, après trois années de lente évolution, la résistance à la traction de la fibre de 180 kpsi (équivalente à 1530 g) a chuté de 60 kpsi (équivalente à 510 g). Le principe de réduction de la résistance mécanique de la fibre présente de tels changements lents: Lorsque la surface de la fibre présente des microfissures (ou des défauts), sous la contrainte externe, la fracture ne survient pas immédiatement, mais uniquement lorsque la contrainte atteint la valeur critique de la fissure, la fibre Pause. les fibres de silice exposées à une contrainte constante inférieure à la valeur critique, les fissures superficielles se développent lentement, la profondeur de la valeur critique de la fissure de fissure, qui est le processus de dégradation de la résistance mécanique de la fibre. La dégradation de la résistance mécanique de la fibre optique de quartz est due à la contrainte de l'eau et de l'environnement atmosphérique sous l'action conjointe des molécules d'érosion et de vapeur d'eau.
Le procédé pour prolonger la durée de vie de la fibre optique
Lorsque la fibre dans un environnement sous vide, puisqu'il n'y a pas de molécules d'eau, de sorte que la contrainte ne se produise pas, les paramètres de fatigue de N sont la valeur maximale, la fibre a également la plus grande résistance, lorsque la résistance est la résistance du fibres inertes, appelées Si. Les fibres dans l'environnement d'utilisation ont une durée de vie de ts et les fibres inertes de contrainte σ ont la relation suivante entre l'intensité de Si: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgSi les deux dernières sont les constantes de la formule ci-dessus soumis à une contrainte constante σ, la durée de vie de la fibre et la fatigue de la fibre ne valent que le paramètre N. Plus la valeur de N est grande, plus la durée de vie de la fibre optique est élevée.
Par conséquent, améliorer la durée de vie de la fibre optique de deux manières:
Premièrement, lorsque le paramètre de fatigue n est fixé, la durée de vie de la fibre optique est uniquement exposée à sa contrainte σ, ce qui permet de réduire la contrainte exercée sur la fibre optique afin d'améliorer la durée de vie d'une méthode de fibre optique. Lorsque des personnes fabriquent une fibre optique à la surface de la fibre pour former une contrainte de compression permettant de lutter contre la contrainte de traction, diminuez la contrainte de traction à un niveau aussi faible que possible, générant ainsi une contrainte de compression sur la technologie de couche de gainage permettant de fabriquer des fibres optiques.
Si elle est définie pour résister à la contrainte σa, durée de vie t1 de la fibre, lorsque la gaine de la fibre a une contrainte de compression σR, la durée de vie de la fibre t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n
Dont (σa-σR) pour que la fibre résiste à la contrainte nette réelle. Il est suggéré que: une fibre optique de gaine de contrainte de compression que la vie plus longue. Au cours des dernières années, certaines personnes ont utilisé une couche de compression superficielle de fibre dopée au GeO2 de quartz, réalisée avec une résistance à la traction de la fibre elle-même dopée à une fibre de quartz de 50 kpsi à 130 kpsi (résistance à la traction considérable augmentée de 430 g à 1100 g), Fatigue statique de la fibre optique de n = 20 25 élevée à n = 130.
La seconde vise à améliorer le paramètre de fatigue statique n fibres optiques pour améliorer la durée de vie de la fibre. Par conséquent, les personnes qui fabriquent des fibres optiques, les fibres de quartz tentent elles-mêmes de couper l'atmosphère, de sorte que, dans l'environnement atmosphérique, la valeur possible de n paramètres de matériau de l'environnement en paramètres du matériau de la fibre elle-même puisse faire en sorte que la valeur de n devient grande, entraînant la surface de la fibre de la «technologie de revêtement de joint».
Au cours des dix dernières années, l’utilisation de la «technologie de revêtement des joints» pour la production de fibres optiques a considérablement progressé. Étendu par un matériau de revêtement métallique aux oxydes métalliques, carbures inorganiques, nitrures inorganiques, carbures, oxydes d’azote et carbone amorphe déposé par CVD. La structure de la couche de revêtement métallique de la couche de revêtement métallique par une seule couche de revêtement d'étanchéité est associée à une structure de couche de revêtement composite, la valeur de la fibre d'une application plus pratique, les propriétés optiques de la fibre, les propriétés mécaniques et la résistance à la fatigue. amélioré.
Par exemple:
1. Fibre optique revêtue de métal: la fibre optique revêtue d’aluminium peut supporter un test de contrainte 1Gpa (150 kpsi) immergée dans l’eau, à une température de 350, une durée de vie estimée à 10 ans.
2. Des couches d'oxydes métalliques et d'autres fibres inorganiques revêtues: de C4H10 et déposées à la surface de la fibre. SiH4 Si0.21O0.22C0.77, la couche de revêtement d'étanchéité a été revêtue de la couche organique, la valeur n de la fibre étant égale à 256.
3. Comme scellé avec une couche de revêtement de fibres de nitrure de bore: 200 kpsi peuvent supporter la tension, la valeur n peut être augmentée à 100 ou plus. Un autre exemple est recouvert d’une fibre d’étanchéité TIC 400 ~ 500kpsi ayant une résistance de 100 résistant à l’eau.
4. Sceller la fibre optique revêtue de carbone amorphe: le matériau de revêtement inorganique, la couche de revêtement de carbone amorphe ne sont pas seulement les propriétés de la fibre optique et la résistance mécanique de l'effet est peu dommageable, et a montré d'excellentes propriétés de résistance à l'eau et à l'hydrogène. Cette technologie est venue de la production industrielle. La résistance à la traction typique des fibres a atteint 500 à 600 kpsi, une valeur dynamique de 350 à 1000. Après 25 ans à la température ambiante, l'hydrogène revêtu d'un revêtement de pénétration en fibre de carbone est seulement une fibre ordinaire au 1/10000; dans les câbles à fibres optiques, ces fibres peuvent permettre une pression d'hydrogène 100 fois supérieure à celle d'une fibre normale. Avec ce câble à fibre optique, il peut être réduit de manière appropriée à des conditions ou à des températures plus élevées.
En utilisant la «couche de gaine de contrainte» et la «technique de revêtement d'étanchéité» pour la croissance de la surface de la fibre, la durée de vie de la fibre optique peut être introduite selon la formule suivante: t2 / t1 = 19,36 × 10IRσa7, σa est la contrainte ou la contrainte appliquée. Σa qui peut être calculé avec la relation t2 / t1. Ces fibres ont une durée de vie allant jusqu'à 40 ans et pourraient être utilisées pour les câbles sous-marins et les communications militaires.
D'autres études ont également montré que la fabrication de fibres optiques en utilisant du germanium (GeO2) et du fluor (F) en tant qu'agent dopant, et sans phosphore (P2O5) en tant que dopant, car le phosphore «eau (H2O)» est bonne, la fibre est sensible à l'humidité , entraînant une atténuation de l’absorption d’absorption de la liaison P-OH interne interne, la fibre se transformant lentement. Tellement longue durée de vie de la fibre optique à éliminer avec les matériaux mélangés au phosphore.
Lors du processus de fabrication, faites attention aux câbles imperméables à l'humidité pour réduire les contraintes résiduelles. Le premier est la conception du noyau du câble; veillez à utiliser une structure lâche pour éviter toute contrainte résiduelle. Câble toronné lorsque je souhaite sélectionner une longueur de fibre raisonnable, mais peut également réduire l'effet de contrainte de traction; dans le noyau du câble est rempli de gel de pétrole, le but est de corroder, imperméabiliser, imperméable, composé anti-hydrogène (liquide contaminé); utilisant de l'acier revêtu de plastique, de l'aluminium résistant également à l'humidité, une résistance accrue du câble à la pression latérale, une capacité de traction; certaines usines situées dans l’âme du câble espacent d’un mètre l’ajout d’une couche de blocage d’eau adhésive thermofusible afin d’empêcher la pénétration d’eau longitudinale de l’âme sélection d'un faible coefficient de dilatation linéaire du matériau en fonction de la résistance de l'élément central du câble, le but est de protéger la fibre en éliminant la tension externe. Enfin, il convient également de noter que chacune des matières premières de fibres manufacturées doit elle-même avoir une durée de vie supérieure à 30 ans et présenter une stabilité élevée des propriétés physiques et chimiques. Seulement en contrôlant strictement la qualité du processus de fabrication de la route, il peut prolonger la durée de vie du câble.