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光缆老化现状研究及寿命探讨

2014-01-03 15:49
汉水狂客
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  胡古月、陈黎明、宋文川(烽火通信科技股份有限公司)《现代传输》

  2010年至今,烽火通信科技股份有限公司有幸收集到一些在通信传输线路上使用10-25年的光缆样本,本文着重介绍了该光缆的老化情况和样本测试分析方法,并对光缆在长期使用后出现的劣化现象和原因进行了分析。

  以光纤为传输元件的光缆,由于实现了传输信息容量大、保密性好、重量轻体积小、无中继段距离长等,在众多高技术的需求拉动下,已经成为遍及通讯、交通、工业、医疗、教育、航空航天和计算机等行业的重要传输媒质,并正在向更广更深的层次发展。光纤光缆行业历经三十多年的发展,按照当初25-30年的使用寿命设计,不久的将来光缆将进入一个更新换代的高峰时期。因此,光缆长期使用的稳定性和寿命的研究对通信网络的发展具有重要的意义。

  光缆寿命取决于光缆内部质量(取决于光缆结构设计、光缆制造工艺和光缆原材料质量)和光缆使用期的外部环境(湿度、温度、外部应力、地质灾害等),本文介绍了影响光缆寿命的诸多因素,对不同厂家、不同时期、不同型号的光缆对比分析,以光纤为中心,采取由内到外的方式,重点研究了光缆在网运行10-25年后的内部质量及可能的影响因素。

  1. 光缆样品信息

  根据应用需求不同,光缆结构有很大的差别。本文重点研究在网运行10-25年的层绞式室外光缆。光缆样品长度均为200m左右,外观基本完整,具体光缆结构及信息如表1所示。

  2.光纤机械物理性能测试分析

  光纤是光缆的核心材料,其寿命长短直接决定光缆的寿命。以下为光缆中光纤理论寿命预测公式:

  式中,ts为光纤预期寿命时间(秒);tp为光纤复绕筛选时施力时间,一般为1秒;FS为光纤断裂概率;Np为光纤复绕筛选时每公里断裂次数(1/km);L为所考虑光缆线路中光纤总长;εp为光纤复绕筛选应变;εs为光纤服务期间所受应变;m为光纤韦伯尔分布曲线斜率;n为光纤静态疲劳参数。

  对A、B、C、D光缆不同颜色的光纤进行拉断力测试(如表2所示),结果表明光纤拉断力与目前的光纤无明显差别,初步表明样品光缆中光纤不存在明显裂纹扩展现象。将光纤涂层及纤芯表面进行扫描电镜(SEM)分析(如图1和图2所示)后发现光纤涂层及纤芯表面均较为光滑,未发现明显的裂纹扩展现象。

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