Optička vlakna su sama po sebi krhkija od bakra. To je posebna vrsta stakla (taljeni silicijum), sa tipičnom zateznom čvrstoćom koja je manja od polovine bakra. Međutim, iako fuzionirani silicijum izgleda, i može se osjetiti, lomljiv i krhak, ako se pravilno obrađuje, testira i koristi, pokazao se izuzetno izdržljivim.
Za procjenu trajnosti bilo kojeg materijala korisno je uzeti u obzir određene atribute:
Početna snaga
Stopa degradacije
Svaki nedostatak koji ga može oslabiti
Reagensi koji ga mogu oslabiti
Njegov optički vijek trajanja - jer silicijum i dalje mora biti u stanju da funkcioniše na zadovoljavajući način
Imajući to na umu, u suštini postoje četiri faktora koji će utjecati na dugovječnost vaše optičke mreže:
1. Površinske nedostatke
Netaknuto staklo od silicijum dioksida bez nedostataka je izuzetno otporno na degradaciju. Međutim, sva komercijalno proizvedena optička vlakna imaju površinske nedostatke (male mikropukotine) koje smanjuju vijek trajanja materijala pod određenim uvjetima. Kritični faktor ovdje je faktor intenziteta naprezanja "K", povezan s primijenjenim naprezanjem i kvadratnim korijenom dubine prsline. To znači da "prava" vlakna - ona sa malim nedostacima - u početku trpe spor rast tih nedostataka, a zatim brzi rast do kvara.
Da bi se ovo prevazišlo, renomirani dobavljači vlakana provode "probno testiranje", koje rasteže vlakno do unaprijed postavljenog nivoa (obično 1 posto) za određeno vrijeme kako bi se namjerno razbili veće nedostatke.
2. Smanjenje degradacije
Korisniku tada ostaje vlakno koje sadrži manje, manjih nedostataka koje treba zaštititi od nepotrebne degradacije. To prvenstveno znači zaustavljanje stvaranja novih nedostataka premazivanjem vlakana zaštitnim i izdržljivim materijalom za njegovu primarnu prevlaku.
3. Instalacijski naprezanja
Znamo da je naprezanje glavni neprijatelj dugovečnosti vlakana, tako da se zadatak zaštite prenosi na kablovca, koji će osigurati da upotreba odgovarajućih elemenata čvrstoće ograniči naprezanje primijenjeno na kabel na mnogo manje od 1 posto testnog nivoa. Instalater tada mora osigurati da proces postavljanja ne preopterećuje kabel.
Od tri najčešće korištene tehnike - povlačenje, guranje i duvanje - samo povlačenje stvara nepoželjno istezanje (naprezanje zatezanja). Za razliku od metala, staklo se ne zamara pri sabijanju, tako da blaga kompresija uzrokovana guranjem ne uzrokuje štetu vlaknima.
4. Faktori okoline
Jednom postavljeno, lokalno okruženje ima veliki uticaj na život vlakana. Povišene temperature mogu ubrzati rast pukotina, ali je prisutnost vode ono što je povijesno najviše zabrinjavalo. Rast pukotina pod naprezanjem olakšava voda što dovodi do "naponske korozije".
Možete provjeriti koja je sklonost vlakna da trpi stresnu koroziju tako što ćete pregledati njegov "parametar osjetljivosti na stresnu koroziju", koji se mnogo praktičnije naziva "n". Visoka vrijednost n (oko 20) ukazuje na izdržljivo vlakno i premaz.
Izračunavanje koliko dugo će vaša mreža trajati
Imajući na umu četiri gore navedena faktora, kako možete izračunati vijek trajanja vaše optičke mreže? Da bi to učinio, planer mreže treba uzeti u obzir dva ulaza:
Kako su nedostaci raspoređeni među optičkim vlaknima, koristeći Weibulovu distribuciju
Rezultati ispitivanja čvrstoće vlakana, koje obično provode proizvođači
Kombinacijom (predviđene) distribucije grešaka sa teorijom rasta pukotina stvoreno je nekoliko modela vijeka trajanja optičkih vlakana, koji se mogu vidjeti ovdje.
Generalno, ovi modeli daju vjerovatnoću kvara za bilo koji km vlakana tokom odabranog vijeka trajanja, negdje između 20 i 40 godina. Za ispravno instalirano vlakno prvog reda, vjerovatnoća kvara u takvom vremenskom okviru je reda 1 prema 100,000.
Za usporedbu, šanse da se vlakno ošteti ručnom intervencijom, kao što je kopanje, u istom vremenskom periodu je oko 1 prema 1,000. Kvalitetno vlakno, ugrađeno benignim tehnikama i od strane pažljivih instalatera u prihvatljivim uslovima, stoga treba da bude izuzetno pouzdano - pod uslovom da nije ometano.
Također je vrijedno istaći da su same dužine kabela rijetko otkazivale „svojstveno“, ali je bilo kvarova na spojevima gdje kabel i tip spoja nisu dobro usklađeni, što omogućava vlaknima da se kreću – na primjer, zbog promjena temperature. To dovodi do preopterećenja vlakana i eventualnog loma.
Dokazi sa terena
S obzirom na to da su prvi opsežni sistemi velikih razmjera raspoređeni ranih 1980-ih, kako su prošli? Dobra vijest je da tokom posljednjih 35 godina nije bilo velikih izbijanja kvara vlakana u ispravno instaliranim sistemima koji koriste komponente prvog reda. Uočeni su lomovi, ali to su uglavnom tamo gdje su vlakna uklonjena iz kablova i savijena ispod dozvoljenog radijusa savijanja.
U stvari, ako su vlakna pravilno uskladištena i namotana, sasvim je moguće da će se pokazati jačima nego što smo prvo mislili. Možda prvobitni nedostaci počnu da zacjeljuju s vremenom i izlaganjem vodi pod niskim nivoima stresa.
Kao što smo vidjeli na drugim blogovima, najveći neprijatelji pažljivo osmišljene pouzdanosti optičkih vlakana mogu biti ljudi, životinje ili majka priroda, a ne sam fuzionirani silicijum dioksid. Ostavljajući ove netehničke probleme po strani, sasvim je moguće da bi same optičke mreže mogle nastaviti raditi, s nadograđenom optoelektronikom, još mnogo godina - možda čak i koliko i njihovi bakarni prethodnici!