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影响光纤网络寿命以及持续时间的4个因素
日期:2021-02-25 11:10:59
部署光纤网络时,用于计算ROI的关键因素之一是其将运行多长时间。毕竟,某些铜线网络 在国内已经使用了40年,即使它们不一定能够以目前的形式满足当今的高速宽带需求。
 
光纤本质上比铜更易碎。它是一种特殊类型的玻璃(熔融石英),典型的抗拉强度小于铜的抗拉强度的一半。但是,即使正确地处理测试和使用熔融石英,也仍然看起来易碎,矛盾的是它仍具有极大的耐用性。

光纤
 
要评估任何材料的耐久性,考虑以下属性是很有用的:
 
(1)初始强度
(2)退化率
(3)任何可能削弱它的缺陷
(4)可以削弱它的试剂
(5)它的光学寿命-因为二氧化硅必须仍然能够令人满意地发挥作用 

考虑到这一点,基本上有四个因素会影响光纤网络的寿命: 
 
1.表面缺陷
不含缺陷的原始石英玻璃非常耐降解。但是,所有商业生产的光纤都有表面缺陷(小的微裂纹),在某些条件下会降低材料的使用寿命。此处的关键因素是应力强度因子“ K”,与施加的应力和裂纹深度的平方根有关。这意味着“真正的”光纤-那些具有细小缺陷的光纤-首先会受到这些缺陷缓慢增长的影响,然后迅速增长直至失效。
 
为了克服这个问题,著名的光纤供应商进行了“验证测试”,将光纤拉伸到预设水平(通常为1%)并持续指定的时间,以故意破坏较大的瑕疵。 

光纤供应商

 
2.减少降解
然后,为用户提供含有较少,较小缺陷的光纤,需要保护这些光纤免受不必要的降解。这意味着首先通过在光纤上涂覆一层保护性和耐用性材料来涂覆光纤,从而基本停止新缺陷的产生。 
 
3.安装应变
我们知道应力是光纤寿命的主要敌人,因此保护工作由电缆管理员承担,光缆管理员将确保使用合适的强度元件将施加在光缆上的应力限制在远远小于1%的标准测试水平。然后,安装程序需要确保部署过程不会过度拉紧电缆。
 
在常用的三种技术(拉,推和吹)中,仅拉会产生不希望的拉伸(拉应力)。与金属不同,玻璃不会因压缩而疲劳,因此在推动过程中产生的轻微压缩不会对光纤造成伤害。

光纤寿命

 
4.环境因素
一旦部署,本地环境将对光纤寿命产生​​重大影响。升高的温度可以加速裂纹的发展,但是历史上最关注的是水的存在。在水的作用下,应力促进裂纹的发展,导致“应力腐蚀”。
 
您可以通过查看其“应力腐蚀敏感性参数”(更方便地称为“ n”)来检查光纤遭受应力腐蚀的趋势。n值高(约20)表明光纤和涂层耐用。
 
计算您的网络将持续多长时间
考虑到上述四个因素,如何计算光纤网络的寿命?为此,网络规划人员需要考虑以下两个输入:如何在光纤之间分配缺陷,光纤强度测试的结果,通常由制造商进行将(预测的)缺陷分布与裂纹扩展理论相结合,可以生成几种光纤寿命模型,可以在此处看到。
 
通常,这些模型给出了在选定的使用寿命(介于20到40年之间)内任何给定的光纤公里发生故障的可能性。对于正确安装的1层光纤,在此时间范围内的故障概率约为100,000。
 
相比之下,在同一时间范围内,由于人工操作(例如挖掘)而损坏光纤的几率大约为千分之一。因此,通过良性技术和精心的安装人员在可接受的条件下安装的优质光纤应该非常可靠-只要不受干扰。
 
还值得指出的是,电缆长度本身很少“内在地”失效,但是在接头处出现故障,电缆和接头的类型不能很好地匹配,从而允许光纤移动,例如,由于温度变化。这会导致光纤过应力并最终断裂。
 
实地证据
鉴于第一批大型光纤系统是在1980年代初部署的,它们的表现如何?好消息是,在过去的35年中,在使用第1层组件正确安装的系统中,没有发生大规模的光纤故障爆发。已经看到了断裂,但是这些断裂主要发生在从电缆上取下光纤并使其弯曲到其允许的弯曲半径以下的地方。
 
实际上,如果正确地存储和缠绕光纤,它们很有可能会比我们最初想象的要坚固,并且原始的缺陷可能会随着时间的流逝以及在低应力水平下暴露于水而开始愈合。
 
正如我们在其他文章中所看到的那样,精心设计的光纤可靠性的最大敌人可能是人或动物,而不是熔融石英本身。撇开这些非技术问题,光纤网络本身很可能可以在升级的光电子设备下继续运行很多年,甚至可能与铜缆寿命一样长!