EuroWire March 2015

Техническая статья

могут значительно сократить срок эксплуатации волокна.

волокно, проходящее испытание при 1,38 ГПа 20 процентов от постоянной нагрузки

волокно, проходящее испытание при 0,69 ГПа 40 процентов от постоянной нагрузки

волокно, проходящее испытание при 0,69 ГПа 20 процентов от постоянной нагрузки

Вероятность повреждения 1 км оптического волокна

5 Исследование Срок службы волокна – это сумма вероятностей внутреннего и наружного выхода из строя. Данная работа сфокусирована на больших длинах волокна при осевой нагрузке в режиме, когда выход из строя обусловлен внешними разрывами. Результаты, показанные в таблице 1 подчёркивают ошибку в общепринятом требовании для оптических кабелей, которое представляет собой 20-процентную постоянную нагрузку от той, что использовалась на эксплуатационных испытаниях на оптические кабели. Если частота выхода из строя волокна была одинакова для 0,69 ГПа и 1,38 ГПа волокна, проходившего испытания, следовательно, оба волокна имели бы одинаковый срок эксплуатации с разрывом 1 ч/млн. Мы знаем, что это не верно в случае с данными на рисунке 1. Когда данное знание включено в анализ, результаты меняются радикально. Обычно ожидаемый срок эксплуатации оптического кабеля – это вероятность разрыва волокна, которая должна быть менее чем 1 ч/млн за 30 лет. Используя данный критерий, пример в таблице 1 может быть упрощен следующим образом: • 0,69 ГПа волокно при 20-процентной постоянной нагрузке будет долговечным • 0,69 ГПа волокно при 40-процентной постоянной нагрузке не будет долговечным • 1,38 ГПа волокно при 20-процентной постоянной нагрузке не будет долговечным Хотя очевидно, что испытания при большем нагрузки намного улучшает характеристики кабелей, показатели, обычно используемые в кабельных стандартах – 20 процентов от рекомендуемого уровня нагрузки при испытаниях – могут привести к напрасным ожиданиям долговечности оптических кабелей. 6 Рекомендации Информация, изложенная в данном документе указывает, что хотя 20 процентов от нагрузки при испытаниях на оптическое волокно могут быть рациональным критерием для оптического волокна, проходящего испытания при 0,69 ГПа или менее, результат может быть оптимистичным

1,0 ч/млн на км

1600 годы

0.0 годы 0.0 годы

530 годы*

1,0 ч/млн на 100 км 5.3 годы* *Частота трещин сильно отличается с изменением при эксплуатационных испытаниях от 0,69 ГПа до 1,38 ГПа ▲ ▲ Таблица 1: Сравнение вероятности трещин (1 ч/млн срока эксплуатации) 16 годы

и для оптических волокон, проходящих эксплуатационные испытания при больших нагрузках. В настоящее время большинство стандартов по оптическому волокну, включая ITU-T, IEC и TIA, требуют проведения испытаний волокна при 0,69 ГПа. Кабельные стандарты в IEC, ICEA и IEEE должны соответствовать данному критерию. рекомендуется изменить документы для требования максимальной постоянной нагрузки 0,14 ГПа (20 кфунтов/дюйм 2 ) на оптическое волокно кабеля после установки, вне зависимости от нагрузки при испытаниях. Можно было бы добавить замечание к требованию о том, что при установке оптического волокна с применённой во время испытаний нагрузкой выше 0,69 ГПа, более высокая нагрузка на оптическое волокно отрицательно повлияет на долговечность, что должно быть согласовано кабельным поставщиком и конечным пользователем, и должны быть предусмотрены более точные сроки долговечности моделей. 7 Выводы Данная работа продемонстрировала, что современные расчёты кабельной конструкции выходят за пределы проектирования по допустимым постоянным нагрузкам на оптические кабели. При данных пограничных условиях, стандартное старое правило, допускающее до 20 процентов нагрузки при испытаниях для постоянной нагрузки уже не приемлемо. Новая рекомендация заключается в ограничении постоянной нагрузки до 0,14 ГПа в качестве альтернативного критерия. Данный новый критерий должен быть включён в последующие ревизии стандартов по кабельному волокну. Особенно важными являются расчётыкабелейсбольшиминагрузками, такие как абонентские кабели и Таким образом,

подвесные кабели, включая оптико- волоконные и самоподдерживающиеся диэлектрические кабели. n

8 Благодарность Отдельная благодарность выражается ПитеруХаслов («OFS»), ХирошиНакамуро («Furukawa») и Питеру Пондилло («Corning») за полезные беседы с ними о долговечности волокон.

9 Ссылки

[1] Steven R Schmid, et. al, ‘Development and Characterisation of a Superior Class of Micro bend Resistant Coatings for Today’s Networks’, Proceedings of the 58 th IWCS, (2009), 72-78 [2] Glaesemann, G S, and Gulati, S T, ‘Design Methodology for the mechanical reliability of optical fibre’, Optical Engineering, June 1991, Vol 30 No 6, 709-715 [3] Castilone, Glaesemann G S, and Hanson, T, NFOEC-2000, 1-9 (August 2000) [4] IEC TR 62048 Power Law Reliability Данная работа была опубликована по докладам 62-ого Международного симпозиума по кабелю и проволоке в США, штате Северная Каролина, с 10 по 13 ноября 2013.

OFS 2000 Northeast Expressway

Норкросс Джорджия США Тел : +1 508 637 1114 Email : dmazzarese@ofsoptics.com Вебсайт : www.ofsoptics.com

100

www.read-eurowire.com

март 2015 г.