फाइबर ऑप्टिक केबलों के जीवन का विस्तार
20 साल से अधिक फाइबर ऑप्टिक केबल की सेवा जीवन कैसे सुनिश्चित करें
लंबी दूरी की ऑप्टिकल संचार प्रणालियों में, फाइबर ऑप्टिक ट्रांसमिशन विशेषताओं में दीर्घकालिक स्थिरता होनी चाहिए, विशेष रूप से लंबी दूरी की फाइबर फाइबर केबल और पनडुब्बी केबल सिस्टम में दफन, लंबे जीवन ने फाइबर ऑप्टिक केबल के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे रखा। आम तौर पर भूमि केबल सेवा जीवन और 20 से अधिक वर्षों के सुरक्षित उपयोग की उम्मीद है, जबकि पनडुब्बी केबल को अपने सेवा जीवन को 25 साल तक सुधारने के लिए आवश्यक है, और इसके 10 साल की विफलता के बीच का औसत समय है। इसलिए, केबल के जीवन को कैसे लागू किया जाए, फाइबर ऑप्टिक केबल का ठीक से उपयोग कैसे किया जाए, एक महत्वपूर्ण तकनीकी समस्या है जिसके बारे में लोग केबल की संरचना के पहलुओं से लेकर चर्चा करते हैं कि सेवा जीवन का विस्तार कैसे किया जाए। केबल।
ऑप्टिक फाइबर केबल के जीवन को प्रभावित करने वाले तीन कारक हैं
ऑप्टिकल फाइबर, फाइबर ऑप्टिक केबल में सामग्री की सबसे महत्वपूर्ण संरचना में से एक है, केबल के सेवा जीवन को बेहतर बनाने के लिए, ऑप्टिकल फाइबर की सेवा के जीवन को बेहतर बनाने के लिए सबसे मौलिक है।
ऑप्टिकल फाइबर के सेवा जीवन को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं:
1. फाइबर सतह microcracks अस्तित्व और विस्तार;
2. फाइबर और नक़्क़ाशी की सतह पर जल वाष्प अणुओं का वातावरण;
3. लंबे समय तक प्रभाव आदि से बचा हुआ अनुचित केबल बिछाने का तनाव।
इन कारणों से, क्वार्ट्ज ग्लास-आधारित ऑप्टिकल फाइबर यांत्रिक शक्ति कम हो गई, क्षीणन धीरे-धीरे बढ़ गया, अंत में एक फाइबर ब्रेक के लिए, केबल समाप्ति का जीवन। फाइबर सतह की वजह से हमेशा एक माइक्रो-क्रैक होता है, वायुमंडल में धीमी वृद्धि के कारण, दरार का विस्तार होता रहता है, फाइबर की यांत्रिक शक्ति का क्रमिक विघटन होता है। उदाहरण के लिए, 125μm व्यास वाला क्वार्ट्ज फाइबर, भविष्य में तीन साल के धीमे बदलाव के बाद 180kpsi (1530g तन्य शक्ति के बराबर) से फाइबर की तन्यता ताकत, 60kpsi (510g तन्य शक्ति के बराबर) गिरा दिया। फाइबर यांत्रिक शक्ति में कमी सिद्धांत के कारण इस तरह के धीमी गति से परिवर्तन होता है: जब बाहरी सतह के नीचे फाइबर सतह सूक्ष्म दरारें (या दोष), फ्रैक्चर तुरंत नहीं होता है, केवल जब तनाव दरार के महत्वपूर्ण मूल्य तक पहुंच जाता है, तो फाइबर जाएगा टूटना। सिलिका फाइबर महत्वपूर्ण मूल्य से कम एक निरंतर तनाव के संपर्क में है, सतह दरारें धीरे-धीरे विस्तारित होंगी, दरार फ्रैक्चर महत्वपूर्ण मूल्य की गहराई, जो फाइबर की यांत्रिक शक्ति के क्षरण की प्रक्रिया है। क्वार्ट्ज ऑप्टिकल फाइबर यांत्रिक शक्ति क्षरण, कटाव और जल वाष्प अणुओं की संयुक्त कार्रवाई के तहत पानी और वायुमंडलीय पर्यावरण के तनाव के कारण है।
ऑप्टिकल फाइबर के सेवा जीवन को लम्बा खींचने की विधि
जब वैक्यूम वातावरण में फाइबर होता है, तो पानी के अणु नहीं होते हैं, ताकि तनाव का क्षरण न हो, एन की थकान पैरामीटर अधिकतम मूल्य है, फाइबर में भी सबसे अधिक ताकत होती है, जब ताकत ताकत होती है अक्रिय तंतु, जिन्हें सी कहा जाता है। उपयोग के वातावरण में फाइबर और इसमें ts का एक सेवा जीवन है और तनाव in अक्रिय तंतुओं का Si की तीव्रता के बीच निम्न संबंध है: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgtsi उत्तरार्द्ध दो उपरोक्त सूत्र स्थिर हैं , जब निरंतर तनाव constant के अधीन, फाइबर और फाइबर थकान की सेवा जीवन केवल पैरामीटर एन मान। एन का बड़ा मूल्य, ऑप्टिकल फाइबर ts का लंबा जीवन है।
इसलिए, दो तरीकों से ऑप्टिकल फाइबर की सेवा जीवन में सुधार:
सबसे पहले, जब थकान पैरामीटर n तय हो जाता है, तो ऑप्टिकल फाइबर का सेवा जीवन केवल तनाव σ के लिए उजागर होता है, और इसलिए, ऑप्टिकल फाइबर पर लगाए गए तनाव को कम करना ऑप्टिकल फाइबर की एक विधि की सेवा जीवन में सुधार करना है। जब लोग तंतुमय तनाव पर लड़ने के लिए एक संपीड़ित तनाव बनाने के लिए फाइबर की सतह पर ऑप्टिकल फाइबर बनाते हैं, तो एक स्तर पर तन्य तनाव को कम करते हैं जो जितना संभव हो उतना छोटा होता है, जिससे ऑप्टिकल फाइबर के निर्माण के लिए क्लैडिंग लेयर तकनीक पर एक संकुचित तनाव उत्पन्न होता है।
यदि तनाव फाइबर ,a, जीवन t1 को झेलने के लिए सेट किया जाता है, जब फाइबर क्लैडिंग में एक संपीड़ित तनाव'sR होता है, तो फाइबर का जीवन t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n
जिनमें से, (-a-σR) फाइबर के लिए वास्तविक शुद्ध तनाव का सामना करने के लिए। यह सुझाव दिया जाता है कि: जीवन से अधिक लंबे समय तक एक संपीडित तनाव, ऑप्टिकल फाइबर का आवरण। हाल के वर्षों में, कुछ लोग GeO2-doped फाइबर सतह संपीड़न परत को क्वार्ट्ज करते हैं, यह एक क्वार्ट्ज ऑप्टिकल फाइबर के साथ किया गया था जिसमें फाइबर का तिपाई ताकत 50kpsi से 130kpsi तक बढ़ गया था (काफी तन्यता ताकत 430g से 1100g तक बढ़ गई), भी। n = 20 to 25 से ऑप्टिकल फाइबर स्थैतिक थकान n = 130
दूसरा, फाइबर की सेवा जीवन में सुधार के लिए स्थैतिक थकान पैरामीटर n ऑप्टिकल फाइबर में सुधार करना। इसलिए, ऑप्टिकल फाइबर के निर्माण में लोग, क्वार्ट्ज फाइबर स्वयं वायुमंडल को काटने की कोशिश करते हैं, ताकि वायुमंडलीय वातावरण से पर्यावरण सामग्री में एन सामग्री मापदंडों के संभावित मूल्य स्वयं फाइबर सामग्री के मापदंडों में, एन का मूल्य बना सकें। बड़ा हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप "सील कोटिंग प्रौद्योगिकी" के फाइबर की सतह होती है।
पिछले एक दशक में, ऑप्टिकल फाइबर के उत्पादन के लिए "सील कोटिंग तकनीक" के उपयोग ने जबरदस्त प्रगति की है। एक धातु कोटिंग सामग्री द्वारा धातु ऑक्साइड, अकार्बनिक कार्बाइड, अकार्बनिक नाइट्राइड, कार्बाइड, नाइट्रोजन के ऑक्साइड और सीवीडी-जमा अनाकार कार्बन में विस्तारित। कार्बनिक कोटिंग परत के विकास के लिए एकल सील कोटिंग परत द्वारा धातु कोटिंग परत की कोटिंग परत संरचना को संयुक्त कोटिंग परत संरचना के साथ जोड़ा जाता है, अधिक व्यावहारिक अनुप्रयोग के फाइबर मूल्य, फाइबर ऑप्टिकल गुण, यांत्रिक गुणों और थकान प्रतिरोध हैं सुधार हुआ।
उदाहरण के लिए:
1. धातु लेपित ऑप्टिकल फाइबर: एल्यूमीनियम लेपित ऑप्टिकल फाइबर 10 साल में जीवन प्रत्याशा का उपयोग करने के लिए 350 ℃ के तापमान पर पानी में डूबा 1Gpa (150kpsi) तनाव परीक्षण का सामना कर सकते हैं।
2. धातु आक्साइड और अन्य अकार्बनिक फाइबर लेपित: C4H10 के साथ और फाइबर सतह SiH4 Si0.21O0.22C0.77 पर जमा कोटिंग की परत को कार्बनिक परत के साथ लेपित किया गया था, फाइबर का एन-मान 256।
3. बोरान नाइट्राइड फाइबर की एक कोटिंग परत के साथ सील के रूप में: 200kpsi तनाव का सामना कर सकते हैं, n मान 100 या उससे अधिक तक बढ़ाया जा सकता है। एक और उदाहरण सीलिंग के साथ लेपित है TIC 400 ~ 500kpsi फाइबर में 100 ℃ पानी प्रतिरोधी की ताकत है।
4. सील अनाकार कार्बन लेपित ऑप्टिकल फाइबर: अकार्बनिक कोटिंग सामग्री, अनाकार कार्बन कोटिंग परत न केवल फाइबर ऑप्टिकल गुण है और प्रभाव की यांत्रिक शक्ति थोड़ा नुकसान है, और उत्कृष्ट पानी प्रतिरोध गुण और हाइड्रोजन के प्रतिरोध दिखाया। यह तकनीक औद्योगिक उत्पादन की है। फाइबर की विशिष्ट तन्यता ताकत 500-600kpsi तक पहुंच गई है, 350 से 1000 के गतिशील एन-मूल्य। कमरे के तापमान पर 25 साल के बाद, कार्बन फाइबर पैठ सील कोटिंग हाइड्रोजन केवल एक साधारण फाइबर 1/10000 है; फाइबर ऑप्टिक केबल में, ये फाइबर सामान्य फाइबर की तुलना में हाइड्रोजन का दबाव 100 गुना अधिक हो सकता है। इसके साथ ऑप्टिकल फाइबर केबल को परिस्थितियों के अनुसार या उच्च तापमान की परिस्थितियों में उपयुक्त रूप से कम किया जा सकता है।
फाइबर सतह के विकास "तनाव क्लैडिंग परत" और "सीलिंग कोटिंग तकनीक" का उपयोग करते हुए, ऑप्टिकल फाइबर के जीवन को सूत्र के बाद पेश किया जा सकता है: t2 / t1 = 19.36 × 10IRσa7 सूत्र, applieda लागू तनाव या तनाव है। Σa जिसकी गणना संबंध t2 / t1 से की जा सकती है। इस तरह के फाइबर 40 साल तक के जीवन और पनडुब्बी केबल और सैन्य संचार के लिए इस्तेमाल किए जा सकते हैं।
कुछ अन्य अध्ययनों से यह भी पता चला है कि एक डोपिंग एजेंट के रूप में जर्मेनियम (GeO2) और फ्लोरीन (F) का उपयोग करके ऑप्टिकल फाइबर का निर्माण किया जाता है, और फॉस्फोरस (P2O5) के बिना एक डोपेंट के रूप में, क्योंकि फॉस्फोरस "पानी (H2O)" अच्छा, फाइबर नमी के लिए अतिसंवेदनशील। , जिससे कोर आंतरिक पी-ओएच बंधन अवशोषण क्षीणन बढ़ जाता है, फाइबर धीरे-धीरे बदल रहा है। फास्फोरस मिश्रित सामग्री के साथ खत्म करने के लिए ऑप्टिकल फाइबर की लंबी सेवा जीवन।
विनिर्माण प्रक्रिया में, अवशिष्ट तनाव को कम करने के लिए जलरोधी केबल की नमी पर ध्यान दें। पहले केबल कोर डिज़ाइन है, अवशिष्ट तनाव को रोकने के लिए ढीली संरचना का उपयोग करना सुनिश्चित करें, फंसे केबल जब मैं फाइबर की उचित लंबाई का चयन करना चाहता हूं, लेकिन तन्यता तनाव के प्रभाव को भी कम कर सकता है; केबल कोर में पेट्रोलियम जेल भरा होता है, जिसका उद्देश्य वाटरप्रूफ, एंटी-हाइड्रोजन-युक्त यौगिक (दूषित तरल) नक़्क़ाशी करना है; प्लास्टिक लेपित स्टील, एल्यूमीनियम का उपयोग करने के लिए नमी, पार्श्व दबाव, तन्य क्षमता के लिए केबल प्रतिरोध में वृद्धि; केबल कोर अंतराल में कुछ कारखानों केबल कोर अनुदैर्ध्य पानी के प्रवेश को रोकने के लिए एक गर्म पिघल चिपकने वाला पानी अवरुद्ध परत जोड़ने के लिए एक मीटर का अंतराल; केबल कोर तत्व की ताकत के लिए सामग्री के छोटे रैखिक विस्तार गुणांक का चयन, उद्देश्य बाहरी तनाव को खत्म करने, फाइबर की रक्षा करना है। अंत में यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रत्येक निर्मित फाइबर कच्चे माल में जीवन के 30 से अधिक वर्ष होने चाहिए, भौतिक गुणों और रासायनिक गुणों की उच्च स्थिरता होनी चाहिए। केवल सड़क की निर्माण प्रक्रिया की गुणवत्ता को सख्ती से नियंत्रित करके, यह केबल के जीवन का विस्तार कर सकता है।
