Старіння оптоволоконних (оптичних) кабелів
Якось тема старіння оптоволокна довгий час здавалася мені не актуальною. Всі спеціалісти-теоретики і особливо виробники в один голос стверджували, що термін служби оптичного кабелю 20-25 років типу проклав і забув. Сам я працював у будівельно-монтажній організації та в процесі подальшої експлуатації змонтованих ліній зв'язку участі не брав. Звернутися до цієї теми змусили два листи опосередковано порушених проблем експлуатації оптоволоконних ліній зв'язку.
В даний час встановлено, що термін служби оптичних кабелів визначається переважно величиною натягу волокон. Справа в тому, що під дією навантаження кварцові волокна поступово знижують свою міцність через зростання тріщин на їхній поверхні. Це, зване статичної втомою скла, пояснюється спільним дією напруги і молекул речовин (насамперед води), які у тріщину і активують розрив хімічних зв'язків у її вершині.
Листвін A.B. Листвін В.М. Рефлектометрія оптичних волокон. → Частина 4. Вимірювання механічних характеристик волокон (далі в розділах багато теорії)
… Тривалий вплив водяної пари може призвести до проникнення у волокна гідроксильних іонів (ОН-), що знаходяться у воді, викликаючи втрату міцності та збільшення загасання.
Волоконна оптика. Теорія та практика. Девід Бейлі, Едвін Райт → Конструктивні елементи волоконно-оптичного кабелю
У житті все, звичайно ж, в комплексі і з кожної нагоди треба розбиратися окремо.
Перш ніж підозрювати оптоволокно кабелю
Не варто робити висновок про волокно всієї лінії, що зістарилося, тільки з тієї причини, що апаратура перестала працювати. Місць, де може перерватися оптичний контакт багато, і багато з них знаходяться не вкабелі, а у різних конекторах, шнурах і місцях з'єднань цих шнурів з волокнами кабелю.
Конектори, шнури та з'єднання в кросі
Вимірювання оптичним рефлектометром цих місць, як правило, утруднено впливом мертвих зон і повинні бути зроблені з використанням додаткових довжин оптоволокна (кілометрових котушок).
Теоретично саме у цих місцях чинники старіння мають проявитися насамперед. У кабелі оптоволокно захищено кількома оболонками та гідрофобними наповнювачами. У шнурі (В пігтейлі) захисних оболонок набагато менше, відповідно проникнення до волокон атмосферної вологи або водню не так вже й утруднене. До того ж шнури та волокна кабелю в касетах (спайс-пластинах) завжди вигнуті. І навіть якщо вигини ці зроблені з допустимими радіусами, фактор це для довговічності волокон несприятливий.
Знову ж таки оптоволоконний шнур на відрізку оптичний крос – приймально-передавальна апаратура часто вигнутий з ще меншим радіусом. Тобто сигнал проходить, але саме волокно на такому вигині деградує набагато швидше за решту системи.
Знайти місце оптичного обриву у разі допомагає спеціальний і досить дешевий тип приладів. Детальніше Продзвонювання оптоволокна
Кабельна муфта на будь-якому кабелі елемент є менш надійним, ніж решта довжини кабельної лінії. Якщо оболонка кабелю це суцільний поліетиленовий шланг, то компоненти, що герметизують, муфти зазвичай містять досить різноманітні матеріали які в свою чергу можуть бути не настільки довговічні.
Виробники муфт часто вказують досить тривалий термін служби своїх виробів (25 років пункт 1.7 МОГу-М-О1-IV), але ставиться до цього треба з часткою скепсису. Принаймні про герметичністьРозбірні муфти типу МТОК (FOSC) чули неодноразово, подейкували, що вони призначені скоріше для сухих німецьких колодязів, а не для нашого постійного затоплення.
Через те, що в муфті волокна відокремлені від гідрофобних і захисних оболонок і вигнуті процеси старіння в них відбуваються швидше.
Внесок до ненадійності муфт також вносить людський фактор. Монтують їх роботи і " косяки " як погано покладених волокон і неякісної герметизації цілком можливі.
Старіння оптоволоконних кабелів
Випадки передчасного старіння оптичних волокон у кабелях поки що помічені через дві причини.
1.Пластикові оболонки кабелю виготовлені з пластмаси виділяє водень. Вони швидко, протягом року-двох деградували волокна стаючи непрозорими спочатку хвилі 1550 нм пізніше і 1310 нм. Випускалися такі кабелю недовго, поки помилка в технології не була усунена (дані не перевірені, але якщо що й було, ніхто не визнається).
2.Надмірне розтягування кабелю і відповідно оптичних волокон. Теорія на сторінці Вимірювання механічних характеристик волокон. Причина умови експлуатації, що не відповідають оболонкам кабелю. Виявляється обривами та деградацією волокна на механічно перевантажених ділянках.
За другим пунктом кілька варіантів "хто винен…". Зазвичай із такими проблемами грішать підвісні лінії (повітряні). Ще б пак, в кабельній каналізації або в ґрунті кабель буквально лежить і навіть якщо в момент прокладки були перевантаження, що розтягують, то, як правило, вони вирівнюються, самі волокна знаходяться в гелі і можуть підтягуватися з кінців кабелю. Додайте до підземних плюсів малі температурні коливання на глибині близько метра та відсутність ультрафіолетового сонячного опромінення та отримайтераціональні умови безпеки.
З підвісною прокладкою також може все добре і надійно, але для цього треба враховувати більше факторів. Приклад нормативний документ Вимоги щодо вибору параметрів та конструкції ГКСН
Якщо ж не врахувати всі навантаження, що розтягують у прольотах, перетягнути кабель, не врахувавши висоту провисання в теплий час і не врахувавши теплового розширення матеріалів (8.13 Підвіска кабелів на повітряних стовпових лініях зв'язку), то навантаження, що розтягує, на оптоволокно може позначитися на його старінні.