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Wire & Cable ASIA – May/June 2015
www.read-wca.com表中结果表明，在
0.69
京帕、
20%
的验证测试水平上，满足
上述保守标准的光纤能够展现出适当的机械性能。第二个例
子表示同样的光纤接受
40%
验证测试水平的检测。在这个例
子中，一年以内失效率可达到百万分之一。
第三个例子是
1.38
京帕验证测试纤维，长期负荷为验证测试
水平的
20%
。在这种情境设定下，
6
年以内可以满足百万分之
一的失效率。要注意表
1
中的数据代表纤维在非侵蚀环境下的
情况。零应力时效、宏弯、磨损和其他因素都会大大减少光
纤寿命。
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讨论
光纤寿命是内在及外在失效概率的共同结果。在失效率由内
在失效主导的前提下，本文重点关注光纤承受轴向负荷后的
长度。表
1
展示的结果强调对光缆通用要求的偏差，通常认为
光纤承受的长期负荷仅为验证测试水平的
20%
。
假设
0.69
京帕和
1.38
京帕验证测试光纤的破损率相同，则两
种光纤的百万分之一寿命也相同。我们知道这与图
1
的数据不
符。如果将这一认识融入分析中，结论将显著改变。
典型地，光缆的长期可靠性预期为：
30
年内光纤失效概率应
当低于百万分之一。以此为判断依据，表
1
中给出的例子可以
做如下简化：
•
在
20%
的长期负荷下，
0.69
京帕纤维性能可靠
•
在
40%
的长期负荷下，
0.69
京帕纤维性能可靠
•
在
20%
的长期负荷下，
1.38
京帕纤维性能可靠
虽然很明显，较高的验证测试水平大大改善了电缆的性能，
但是电缆标准的常用值——验证测试水平的
20%
——可能导
致对光缆长期可靠性产生错误预期。
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建议
本文描述的信息表明，虽然以验证测试负荷的
20%
作为光纤
的长期负荷可能对于
0.69
京帕甚至更低的光纤验证测试水平
是合理的标准，但在更高的光纤验证测试水平上，它可能导
致过于乐观的估计。
目前，大部分主要光纤标准，包括国际电信联盟电信标准化
部(
ITU-T
)、国际电工技术委员会(
IEC
)和电信工业协会(
TIA
)
的标准，都要求在
0.69
京帕水平上对光纤进行验证测试。国
际电工技术委员会(
IEC
)、绝缘电缆工程师协会(
ICEA
)和电气
与电子工程师协会(
IEEE
)的电缆标准都应当遵守这条标准。
因此我们建议将文件修订为：无论验证测试水平如何，都要
求架设好的电缆中光纤承受的长期负荷不超过
0.14
京帕(
20
千
磅平方英寸)。可以在本条要求后附加一条注释，说明如果采
用验证测试水平高于
0.69
京帕的光纤，光纤承受更大张力将
影响可靠性，应当获得电缆供应商和终端用户的许可，并且
应当考虑采用更为精确的光纤可靠性模型。
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结论
本文表明现代电缆设计正在超越光缆允许长期张力的设计极
限。在这些新的边界条件下，允许长期张力不超过验证测试
水平的
20%
的传统经验法则可能不再适当。本文提出了一条
新的替代标准建议，即要求长期负荷不超过
0.14
京帕。
可以将这条新标准纳入即将修订的光纤电缆标准中，尤其是
对关键设计为高应变电缆类型，如引入电缆、包括光纤复合
架空地线(
OPGW
)和全介质自承式光缆(
ADSS
)在内的架空电
缆。
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致谢语
特别鸣谢彼特·哈斯洛夫(奥林海升)、中村拓志(日本古河)
以及彼特·庞第罗(康宁公司)，他们在光纤寿命方面的讨论
非常有用。
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参考文献
[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
本文由
2013
年
11
月
10
日
至
13
日在美国北卡罗莱纳州举行的第
62
届国际电线电缆研讨会提供
OFS
2000 Northeast Expressway
Norcross, Georgia
USA
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