Када људи говоре окако тестирати оптички кабл, обично значе ОТДР трагове, губитак уметања или сертификацију везе након инсталације.
У стварности, почиње озбиљно тестирање кабловамного раније, пре него што кабловска облога, чврсти елементи и оклоп уопште постоје. Један од најважнијих корака забудући каблјетест отпорности на оптичка влакна– тест механичке чврстоће на голим влакнима који одлучује колико ће готови оптички кабл бити поуздан током извлачења, савијања и дуготрајног{0}}служивања.
У овом чланку фокусирамо се на тај појединачни корак:
како тестирати оптички каблна нивоу влакана, провером доказног-испитивања чврстоће влакана која иду унутар кабла.
Како тестирати оптички кабл за доказ-снаге теста?
У пракси, доказ{0}}снага теста се проверава на нивоу влакана, пре каблирања. Свако голо влакно које иде у оптички кабл растеже се дуж целе дужине до одређеног затезног напона (на пример 0,69 ГПа / 100 кпси). Свако влакно које не може да издржи ово оптерећење се ломи и одбацује, а у језгро кабла су дозвољена само влакна која прођу овај тест пуне{5}}дужине, чиме се обезбеђује да готов кабл може да издржи номинално повлачење, савијање и дуготрајна-оптерећења.
Где се тестирање доказа уклапа у тестирање оптичких каблова?
Поједностављени животни циклус аоптички каблизгледа овако:
Фаза голих влакана
Цртање влакана
Тест отпорности на оптичка влакна (механичко скринирање будућих кабловских влакана)
Оптички тестови на голим влакнима (слабљење, геометрија, дисперзија)
Фаза производње каблова
Отпорна на увијање-тестираних влакана у лабаве цеви или траке
Додавање чврстих елемената, пунила, водо{0}}блокада и омотача
Механичка испитивања готовог кабла(затезање, гњечење, удар, савијање, температурни циклус)
Оптички тестови на готовом каблу(слабљење, додатни губитак након механичких испитивања)
Фаза распоређивања на терену
Контрола напетости инсталације
Тестирање прихватања: ОТДР, губитак уметања, рефлексија
Периодичне провере током животног века кабла
Тхетест отпорности на оптичка влакнаприпада устадијум голих влакана, али његови резултати су заувек "упечени" у кабл:
Свако влакно унутар оптичког кабла има било којепрошаодоказни тест на дефинисаном нивоу напрезања, или иманије успео и уклоњен.
Када су та влакна уплетена у кабл, не можете поновити тај корак скрининга. Механичка маргина кабла је већ одређена.
Па кад кажемо„како да тестирам оптички кабл за доказ-тест снаге“, ми заиста описујемо како произвођач тестира и филтрира влакна која ће одредити понашање кабла под напоном.
Шта је тест за проверу оптичких влакана (са становишта кабла)?
Са становишта механике лома, прооф тест је тест затезања на стаклу са површинским недостацима.
Од аоптички каблса тачке гледишта, једноставније је размишљати о томе овако:
Произвођач растеже свако влакно до дефинисаног нивоа напрезања (нпр0,69 ГПа / 100 кпси) целом дужином.
Свако влакно које не може да преживи овај стрес покидаће се и хоћеникада не користитиунутар оптичког кабла.
Дакле, тестирање доказа делује као амеханичка сигурносна капијаизмеђу голог стакла и готовог кабла:
Влакна која су преслаба да би преживела разумно повлачење кабла и руковање се уклањају рано.
Влакна која улазе у језгро кабла су показала бар наведену доказну{0}}снагу.
Ваш детаљни одељак „1.1.1 Пробни{1}}тест чврстоће оптичког влакна“ објашњава тачно како ово функционише у смислу дефеката, динамичког замора и раста пукотина. Следећи одељци преводе ту теорију упрактичне последице за кабл.
Пробни{0}}тест чврстоће оптичког влакна
Дефиниција и сврха испитивања отпорности{0}}оптичких влакана
У оптичким влакнима која користе силицијум стакло као медијум неизбежно постоје дефекти различитих величина, посебно пукотине на површини влакна. Величина и облик таквих дефеката су насумично распоређени. Да би се обезбедила чврстоћа практичних оптичких влакана, потребно је извршити он-лине или офф-проверу јачине оптичких влакана након извлачења, како би се елиминисала оптичка влакна чија је јачина нижа од наведене вредности и како би се обезбедило да влакна која излазе из фабрике могу да се користе под стањима оптерећења испод тестне чврстоће-
Беллцоре ГР-20-ЦОРЕ стандард предвиђа да оптичко влакно мора проћи тест отпорности оптичких влакана пуне дужине на 0,69 ГПа (100 кпси).
Тест отпорности оптичких влакана примењује тест скрининга са напрезањем од 100 кпси на сваку тачку дуж целе дужине влакна, тако да ће се влакна која не могу да издрже ово напрезање (еквивалентно да имају пукотине веће од 1 μм) сломити на својим слабим тачкама, док влакна која прођу тест доказивања могу бити загарантована {2} нивоом отпорности на нижем од нормалног.
Понашање динамичког замора током тестирања оптичких влакана
У ствари, сам процес{0}}тестирања оптичких влакана је процес динамичког замора. Током пробног-тестирања, под дејством пробног-напона, пукотине у влакну ће расти, додатно смањујући снагу влакна. Смањење чврстоће влакна током процеса динамичког замора може се изразити следећом формулом:
Сф⁻² − Си⁻²=− 1/Б ∫₀ᵗ [σ(т)]ⁿ дт (1-1)
Једначина динамичког замора за деградацију чврстоће влакана
где је Си чврстоћа влакна пре{0}}тестирања;
Сф је чврстоћа влакна након пробног{0}}тестирања;
σ је напон примењен током теста отпорности на оптичко влакно;
н и Б су константе које описују раст прслине.
Током пробног{0}}тестирања, напон примењен на сваку тачку влакна укључује три процеса: утовар, држање и пражњење (као што је приказано на слици. 1-1). Промена јачине влакана пре и после пробног-тестирања је дата на следећи начин:
Сф⁻²=Си⁻² − 1/Б [ σп⁽ⁿ⁺¹⁾ / ((н+1)σ₁) + σпⁿ т_д + σп⁽ⁿ⁺¹⁾ / ((н{{6}))σ
Однос између чврстоће влакана пре и после пробног испитивања
где је σ₁ стопа повећања напона у региону оптерећења, тако да је време оптерећења т₁=σп / σ₁;
σ₂ је стопа смањења напрезања у региону растерећења, тако да је време растерећења т₂=σп / σ₂;
σп је доказ-тест стреса;
т_д је време држања под оптерећењем.
Из кривих приказаних на Фиг. 1-1 може се видети да ће се, у областима оптерећења и држања, сва влакна чија је чврстоћа мања од тестног напона σп (укључујући смањење чврстоће узроковано динамичким замором у овом региону) прекинути, као што је приказано кривама а и б. Међутим, две ситуације се могу јавити у региону истовара: једна је као што је приказано на кривој ц, где се влакно ломи у пределу истовара услед смањења чврстоће изазване динамичким замором; други је као што је приказано на кривој д, где чврстоћа опада испод испитног-напона σп због динамичког замора током истовара, али влакно и даље пролази тест без ломљења. Као резултат тога, чак и код влакана која су прошла пробни тест, и даље могу да постоје локације где је чврстоћа нижа од напона за проверу{5}}, што доводи до локалног поништавања пробног теста.
Утицај времена истовара и доказног{0}}пробног напрезања на резултате скрининга
Да би се разумео овај проблем, могу се применити два приступа. Један је да се минимизира време пражњења у тесту отпорности на оптичка влакна; ово је један од главних техничких индикатора за савремену опрему за тестирање-отпорних оптичких влакана. Други је одабир одговарајућег стварног доказног-тестног напрезања у складу са различитим нивоима испитивања-и временима истовара. На пример, према искуству компаније Мингкун, оптичко влакно са минималном отпорном-снагом од 0,7 ГПа пролази пробни тест на 0,73 ГПа (са цензурном репном вредношћу од око 4,3% и временом растерећења од 75 мс), а оптичко влакно са минималном чврстоћом теста отпорности од 4 Па{11} прооф-тест напон од 1,50 ГПа (са цензурном репном вредношћу од око 7% и временом пражњења од 25 мс).
Слика. 1-2 Статистичка дистрибуција прекидне чврстоће оптичких влакана
Пукотине осигуравају да је минимална чврстоћа готовог оптичког влакна виша од нивоа чврстоће{0}пробног теста.
Концентрација напона на површинским пукотинама у оптичким влакнима
Врх напрслине оптичког влакна формира област{0}}концентрације напона, што је фактор који ће највероватније изазвати лом влакна. Степен концентрације напона се обично изражава фактором интензитета напона К_И:
K_I = σ√a (1-4)
Дефиниција фактора интензитета напрезања режима И
где је константа;
σ је спољашњи напон;
а је дубина пукотине.
На датој пукотини, како се напон повећава, када се К_И повећа на своју критичну вредност К_Ц, влакно се ломи.
Статички замор оптичких влакана у оптичким кабловима
Током полагања и сервисирања оптичког кабла, површинске пукотине влакна настављају да расту под дејством напрезања и влаге, што доводи до смањења чврстоће влакна и на крају до лома влакна. Ово је процес статичког замора оптичког влакна.
Карактеристике статичког замора оптичких влакана:
Карактеристике замора оптичких влакана обично се описују следећом експоненцијалном функцијом:
В=да/дт=А К_Иⁿ (1-5)
Једначина стопе раста прслине због статичког замора
где је а дубина пукотине;
А је материјална константа;
К_И је фактор интензитета напона, који зависи од геометрије прслине, дубине и величине примењеног напона;
н се назива коефицијент корозије напона или параметар отпорности{0}}замора.
А и К_И су одређени структуром силицијум стакла, а за дату структуру влакана, А и К_И се могу посматрати као константе.
Вредност н зависи не само од структуре влакна већ и од услова околине напрезања примењеног на влакно. То је важан фактор који директно утиче на век трајања оптичког влакна. Што је већа вредност н, то је јачи отпор на замор. Вредност н Цорнинг-овог оптичког влакна је 22, док је Цорнинг-овог керамичким-обложеним оптичким влакном 29.
Кључни фактори који утичу на радни век оптичких влакана
Укратко, животни век оптичког влакна зависи углавном од следећа три фактора:
(1) Пукотине.
Пукотине обухватају почетну површину и унутрашње недостатке настале током извлачења влакана, премазивања и руковања, као и додатне микро{0}}дефекте који се могу појавити током каблирања и инсталације. Величина, густина и дистрибуција ових пукотина одређују почетну механичку чврстоћу влакна и снажно утичу на то колико брзо ће чврстоћа пропасти у условима рада. Влакно са све мањим напрслинама има много већу вероватноћу да преживи цео животни век оптичког кабла без лома.
(2) Стрес.
Ниво и трајање механичког напрезања примењеног на влакно током његовог животног века су подједнако важни. У практичним кабловима са оптичким влакнима, ово напрезање углавном потиче од затезног оптерећења током уградње, преосталог напрезања након повлачења, термичког ширења и контракције, скупљања омотача, оптерећења ветром и ледом на ваздушним распонима, као и локалног савијања и руковања. Што је већи стални напон у стаклу, брже ће расти пукотине и краћи је очекивани радни век; обрнуто, задржавање напрезања влакана знатно испод граница изведених-тестом-значајно побољшава механичку поузданост кабла.
(3) Влага.
Влага у околини убрзава корозију под стресом на врховима пукотина и подстиче статички замор. Иако каблови са оптичким влакнима користе премазе, гелове и елементе{1}}за блокирање воде за заштиту влакана, молекули воде и даље могу да дођу до стаклене површине кроз дефекте премаза или током веома дугих временских размера. Влажно окружење, или поновљени циклуси мокро-суво, ће стога повећати стопу раста пукотина за дати ниво напрезања. Добар дизајн кабла и правилна инсталација – на пример, избегавање оштећења омотача и обезбеђивање ефикасног блокирања воде – помажу да се ограничи приступ влаге површини влакана и тиме продужи век трајања влакана унутар кабла.
Зашто је за оптичке каблове важна јачина{0}}пробног теста?
1. Инсталација: Колико јако можете повући кабл
Оптички кабл је дизајниран са аназивна вучна напетост– вредност коју инсталатер не сме да пређе.
Иза тог јединственог броја стоји претпоставка: влакна унутар кабла имају барем одређенудоказ{0}}снага тестирања.
Ако влакна нису тестирана{0}}или ако је ниво{1}}тестирања био пренизак:
Кабл може и даље изгледати механички јак споља (обух, челичне жице, ФРП).
Али нека влакна у језгру би могла да пукнунормална напетост уградње, иако је кабл у целини још увек у границама номиналне вредности.
Применом минималног{0}}нивоа тестирања, произвођач обезбеђује:
Тхенајслабија влакнавећ су сломљени и одбијенипре каблирања.
Готови кабл се може безбедно повући до своје номиналне напетости без изазивања скривених прекида влакана унутар језгра.
Другим речима,прооф-снага теста поставља интерну сигурносну маргинуза кабл током инсталације.
2. Дугорочна-поузданост каблова и радни век
Кабл са оптичким влакнима већи део свог живота проводи исподниско, али континуирано напрезање:
властита тежина на распону, термичко ширење/контракција, благо скупљање плашта, заостала напетост од уградње, итд.
Ваш технички одељак објашњава да:
Површинске пукотине у влакнима расту споро под стресом и влагом (статички замор).
Брзина раста прслине зависи од интензитета напрезања и окружења.
За готов кабл то значи:
Ако су влакна ушла у кабл са великим почетним дефектима (јер нису ефикасно{0}}тестирана), ти дефекти могу расти током година рада.
На крају кабл може да трпиу-прекидама сервисних влакана: омотач и чланови чврстоће су нетакнути, али једно или више влакана изнутра је пукло.
Више и добро{0}}контролисанодоказ{0}}снага тестирањасмањује величину и број критичних недостатака у влакнима која улазе у кабл.
као резултат:
Кабл може толерисати мала додатна напрезања услед температуре, пузања или скупљања омотача.
Вероватноћа спонтаног прекида влакана у средини распона значајно опада.
Дакле, тестирање доказа није само интерни фабрички захтев – оно директно контролишемеханички век трајањаоптичког кабла на терену.
3. Квалификација каблова и усклађеност са стандардима
Када је кабл квалификован према стандардима (Телцордиа, ИЕЦ, итд.), програм тестирања укључује:
Испитивања затезања каблова: повуците кабл до одређене напетости и проверите додатни оптички губитак.
Тестови животне средине: циклично кретање температуре, продирање воде, дробљење, удар, итд.
Ови тестови{0}}на нивоу каблова претпостављају да су влакна унутра већ прошла дефинисанидоказ{0}}ниво теста.
Ако је{0}}тестирање слабо или недоследно:
Исти дизајн кабла може се понашати веома различито од котура до котура.
Кабл може проћи тест типа у лабораторији, али и даље показује неочекиване прекиде влакана или велике губитке у масовној производњи и примени.
Одређивањем и контролом снаге тестирања{0}}произвођач правипоновљиве механичке перформансе кабла:
Исти дизајн кабла ће се понашати доследно у различитим производним серијама.
Купци могу да верују да номинално затезно оптерећење кабла заиста одговара безбедном напрезању влакана унутар кабла.
4. Једноставан број који описује "скривену снагу" језгра кабла
Споља, два оптичка кабла могу изгледати идентично: исти омотач, исти оклоп, исти број језгара.
Унутра, они могу бити веома различити:
Кабл А користи отпорна влакна-тестирана на0,69 ГПа (100 кпси)
Кабл Б користи отпорна влакна-тестирана на1,0 ГПа или више
Тхедоказ{0}}ниво тестадаје вам брз начин да разумете ту скривену разлику:
Већа отпорна-снага на тест → јача, отпорнија на замор-влакана →већа унутрашња робусност кабла.
Нижа отпорна-снага на тесту → мања маргина против великих повлачења, уских савијања и дуготрајног-напрезања.
Када упоредите оптичке каблове различитих добављача, провера спецификације тестирања отпорности на влакна{0}}је један од начина да процените прави механички квалитет језгра кабла.
ФАК
Како се тестирање отпорности на оптичка влакна односи на „како тестирати оптички кабл“?
Када говоримо о томе *како тестирати оптички кабл*, већина људи помисли на ОТДР, губитак уметања или тестове везе између{0}}до-краја. Тестирање отпорности на оптичка влакна се дешава раније у ланцу, у фази голог влакна. То је корак механичког скринирања који одлучује која влакна су дозвољена у језгру кабла. Другим речима, тестирање доказа је скривени део тестирања оптичког кабла који одређује унутрашњу механичку маргину кабла пре него што се ураде било какво испитивање на терену.
Шта се дешава са влакном које не прође тест доказа? Да ли још увек улази у кабл?
Не. Влакно које не прође пробни тест се ломи током затезног скрининга и одбија се. Тај део влакна је исечен и неће се користити ни у једном оптичком каблу. За каблирање се прихватају само влакна која издрже специфицирано тест-напрезање у целој дужини.
Да ли је виши ниво{0}}тестирања увек бољи за каблове са оптичким влакнима?
Виши нивои{0}}тестирања уклањају више слабих влакана и генерално побољшавају механичку робусност језгра кабла. Међутим, они такође повећавају притисак на стакло током производње и могу смањити принос или повећати трошкове. У пракси, сваки произвођач бира-пробни ниво доказа који:
- Испуњава релевантне стандарде и спецификације купаца
- Одговара могућностима опреме за цртање и{1}}пробно тестирање
- Пружа довољно маргине за предвиђене кабловске апликације
Дакле, „више је боље“ важи само у границама стабилног, економичног производног процеса.
Да ли испитивање отпорности на влакна замењује тестове затезања готовог оптичког кабла?
Не. Пробно испитивање и затезна испитивања каблова служе у различите сврхе:
- Пробни тест проверава чврстоћу голих влакана и уклања слабо стакло.
- Тест затезања кабла проверава како се готови **оптички кабл** понаша под затезањем, укључујући ефекте чврстоће, тампон цеви, омотача и завршетака.
Кабл може да има поуздане затезне перформансе само ако су оба дела правилно урађена: јака, отпорна-тестирана влакна унутар добро-дизајниране структуре кабла.
Како тест-снага теста утиче на максималну вучну напетост оптичког кабла?**
Називна максимална вучна напетост кабла је одабрана тако да напрезање влакана изнутра остане знатно испод нивоа који се користи у пробном тестирању. Ако влакна имају ниску или недоследну отпорну{1}}испитну чврстоћу, могу се покидати чак и када је спољна вучна напетост унутар објављене оцене кабла. Са адекватним-тестираним влакнима, дизајнер каблова може да дефинише вучну напетост која је безбедна за стакло и још увек практична за уградњу.
Могу ли да видим доказ-проблема са ОТДР-ом или другим теренским тестовима?
Обично не можете. У фабрици се дешавају грешке-пробног теста: слаба влакна се ломе током пробног тестирања и одбацују. Готови оптички каблови који се испоручују на локацију треба да садрже само влакна која су већ прошла пробни тест. Мерења ОТДР-а и губитака при уметању ће показати спојеве, конекторе, макро-савијања и друге проблеме на терену, али неће показати сам процес{5}}тестирања доказа.
Како напон и влага у окружењу каблова утичу на отпор-снага теста?
Пробна{0}}снага теста дефинише почетно стање влакана: колико су велике преостале пукотине и колико је чврсто стакло одмах након производње. Када се влакно нађе унутар кабла и инсталира, дуготрајно-излагање напону и влази могу полако да расту те пукотине (статички замор). Ако је почетна отпорна{4}}снага теста висока и дизајн кабла ограничава напрезање влакана и улазак воде, стопа раста пукотина остаје ниска и век трајања влакана у каблу је много дужи.
Да ли сва влакна у каблу са више-фибер каблова имају исту тестну снагу{1}?
Требали би. У контролисаном производном процесу, сваки намотај са влакном који иде у каблове прошао је исту спецификацију{1}}пробног тестирања. На тај начин, сва влакна у каблу са више-влакана имају упоредиву механичку чврстоћу и сличну отпорност на замор. Велике варијације у тестној-јачини између влакана би довеле до неуједначене поузданости и непредвидивог понашања кабла на терену.
Зашто су информације о доказним{0}}тестовима важне при избору оптичког кабла?
Зато што вам говори нешто о **скривеном механичком квалитету** језгра кабла. Два кабла могу да изгледају идентично споља, али ако један користи отпорна влакна-тестирана на вишем и добро-контролисаном нивоу, обично нуди бољу отпорност на велика повлачења, уска савијања и дуготрајно-напрезање. Провера спецификације за{5}}тестирање отпорности на влакна је једноставан начин за упоређивање унутрашње робусности различитих оптичких каблова, осим типа омотача и броја влакана.