به منظور اطمینان از قابلیت اطمینان و عمر مفید خطوط ارتباطی فیبر نوری، ویژگی های دما و ویژگی های مکانیکی فیبرهای نوری نیز دو پارامتر عملکرد فیزیکی بسیار مهم هستند.
1. مشخصات دمای فیبر نوری
از دست دادن یک فیبر نوری را می توان با ضریب تضعیف فیبر نوری توصیف کرد و ضریب تضعیف فیبر نوری به طور مستقیم با محیط کار سیستم ارتباطی فیبر نوری مرتبط است، یعنی با تأثیرگذاری افزایش می یابد. درجه حرارت، به ویژه در منطقه با دمای پایین. دلیل اصلی افزایش ضریب تضعیف فیبر نوری، افت خمشی و خمشی فیبر نوری است.
از دست دادن میکروخمشی فیبر در اثر تغییرات دما در اثر انبساط و انقباض حرارتی ایجاد می شود. در فیزیک مشخص است که ضریب انبساط حرارتی دی اکسید سیلیکون (SiO2) که فیبر نوری را تشکیل می دهد بسیار کوچک است و با کاهش دما به سختی منقبض می شود. فیبر نوری باید پوشش داده شود و در طول فرآیند تشکیل کابل با اجزای دیگر اضافه شود. ضریب انبساط مواد پوشش و سایر اجزاء زیاد است. هنگامی که دما کاهش می یابد، انقباض جدی تر است. بنابراین، هنگامی که دما تغییر می کند، ضریب انبساط ماده متفاوت است. ، باعث خم شدن جزئی فیبر نوری به خصوص در منطقه با دمای پایین می شود.
منحنی بین تلفات اضافی فیبر و دما در شکل نشان داده شده است. با کاهش دما، از دست دادن اضافی فیبر به تدریج افزایش می یابد. هنگامی که دما به حدود -55 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، تلفات اضافی به شدت افزایش می یابد.
بنابراین، هنگام طراحی یک سیستم ارتباطی فیبر نوری، لازم است تست های چرخه دمای بالا و پایین کابل نوری را در نظر گرفت تا بررسی شود که آیا از دست دادن فیبر نوری با الزامات شاخص مطابقت دارد یا خیر.
2. مشخصات مکانیکی فیبر نوری
به منظور اطمینان از عدم شکست فیبر نوری در کاربردهای عملی و قابلیت اطمینان طولانی مدت هنگام استفاده در محیط های مختلف، لازم است که فیبر نوری دارای استحکام مکانیکی خاصی باشد.
همانطور که برای همه شناخته شده است، ماده ای که فیبر نوری فعلی را تشکیل می دهد SiO2 است که باید به رشته های 125 میکرومتر کشیده شود. در طول فرآیند کشیدن، استحکام کششی فیبر نوری حدود 10 تا 20 کیلوگرم بر میلی‌متر مربع است. قدرت می تواند به 400 کیلوگرم در میلی متر مربع برسد. ویژگی های مکانیکی که می خواهیم مورد بحث قرار دهیم عمدتاً به استحکام و عمر الیاف اشاره دارد.
استحکام فیبر نوری در اینجا به استحکام کششی اشاره دارد. هنگامی که فیبر بیش از حد تحمل آن تحت کشش قرار می گیرد، فیبر می شکند.
در مورد قدرت شکست فیبر نوری، به ضخامت لایه پوشش مربوط می شود. هنگامی که ضخامت پوشش 5 تا 10 میکرومتر باشد، قدرت شکستن 330 کیلوگرم بر میلی‌متر مربع است و زمانی که ضخامت پوشش 100 میکرومتر باشد، می‌تواند به 530 کیلوگرم بر میلی‌متر مربع برسد.
علت شکستگی فیبر به دلیل نقص سطح خود پریفرم در طول فرآیند تولید فیبر نوری است. وقتی تنش دریافت می شود، استرس روی نقص متمرکز می شود. هنگامی که کشش از محدوده خاصی فراتر رود، فیبر می شکند.
برای اطمینان از اینکه فیبر نوری می تواند بیش از 20 سال عمر مفید داشته باشد، فیبر نوری باید تحت آزمایش غربالگری قدرت قرار گیرد. فقط فیبرهای نوری را می توان برای کابل کشی استفاده کرد.
الزامات استحکام الیاف در کشورهای خارجی در جدول نشان داده شده است.
کرنش مجاز فیبر نوری شامل:
(1) فشار فیبر نوری در طول کابل کشی؛
(2) فشار فیبر نوری ناشی از برخی عوامل هنگام گذاشتن کابل نوری.
(3) فشار فیبر نوری ناشی از تغییر دمای محیط کار.
طبق داده های خارجی، زمانی که کرنش کششی فیبر نوری 0.5٪ باشد، عمر آن می تواند به 20 تا 40 سال برسد.
