על מנת להבטיח את האמינות וחיי השירות של קווי תקשורת סיבים אופטיים, מאפייני הטמפרטורה והמאפיינים המכניים של סיבים אופטיים הם גם שני פרמטרים פיזיים חשובים מאוד.
1. מאפייני טמפרטורה של סיב אופטי
ניתן לתאר אובדן של סיב אופטי על ידי מקדם ההנחתה של הסיב האופטי, ומקדם ההנחתה של הסיב האופטי קשור ישירות לסביבת העבודה של מערכת התקשורת בסיבים אופטיים, כלומר, הוא גדל על ידי השפעת טמפרטורה, במיוחד באזור הטמפרטורה הנמוכה. הסיבה העיקרית להגדלת מקדם ההנחתה של סיב אופטי היא אובדן המיקרו-כיפוף ואובדן הכיפוף של הסיב האופטי.
אובדן המיקרו-כיפוף של הסיב כתוצאה משינויי טמפרטורה נגרם מהתפשטות והתכווצות תרמית. ידוע בפיזיקה שמקדם ההתפשטות התרמית של סיליקון דו חמצני (SiO2) המהווה את הסיב האופטי קטן מאוד, והוא כמעט ולא מתכווץ כשהטמפרטורה יורדת. יש לצפות את הסיב האופטי ולהוסיף רכיבים אחרים במהלך תהליך יצירת הכבל. מקדם ההתפשטות של חומר הציפוי ורכיבים אחרים הוא גדול. כאשר הטמפרטורה יורדת, ההתכווצות חמורה יותר. לכן, כאשר הטמפרטורה משתנה, מקדם ההתפשטות של החומר שונה. , יגרום לסיב האופטי להתכופף מעט, במיוחד באזור הטמפרטורה הנמוכה.
העקומה בין האובדן הנוסף של הסיב לבין הטמפרטורה מוצגת באיור. ככל שהטמפרטורה יורדת, האובדן הנוסף של הסיבים גדל בהדרגה. כאשר הטמפרטורה יורדת לכ-55 מעלות צלזיוס, ההפסד הנוסף גדל בחדות.
לכן, בעת תכנון מערכת תקשורת סיבים אופטיים, יש צורך לשקול את בדיקות מחזור הטמפרטורה הגבוהה והנמוכה של הכבל האופטי כדי לבדוק אם אובדן הסיב האופטי עומד בדרישות המדד.
2. מאפיינים מכניים של סיבים אופטיים
על מנת להבטיח שהסיב האופטי לא יישבר ביישומים מעשיים ויש לו אמינות ארוכת טווח בשימוש בסביבות שונות, נדרש שהסיב האופטי חייב להיות בעל חוזק מכני מסוים.
כידוע לכל, החומר המהווה את הסיב האופטי הנוכחי הוא SiO2, שאמור להימשך לתוך חוטי 125 מיקרומטר. במהלך תהליך השרטוט, חוזק המתיחה של הסיב האופטי הוא בערך 10 ~ 20 ק"ג / מ"מ. החוזק יכול להגיע ל-400 ק"ג / מ"מ. המאפיינים המכניים שאנו רוצים לדון בהם מתייחסים בעיקר לחוזק ולאורך החיים של הסיב.
חוזק הסיב האופטי כאן מתייחס לחוזק המתיחה. כאשר הסיב נתון למתח רב יותר ממה שהוא יכול לעמוד בו, הסיב יישבר.
באשר לחוזק השבירה של סיבים אופטיים, זה קשור לעובי שכבת הציפוי. כאשר עובי הציפוי הוא 5 ~ 10 מיקרומטר, חוזק השבירה הוא 330 ק"ג / מ"מ, וכאשר עובי הציפוי הוא 100 מיקרומטר, הוא יכול להגיע ל-530 ק"ג / מ"ר.
הסיבה לשבירת הסיבים נובעת מפגם של פני השטח של הפרפורם עצמו במהלך תהליך הייצור של הסיב האופטי. כאשר המתח מתקבל, הלחץ מתרכז בפגם. כאשר המתח חורג מטווח מסוים, הסיב נשבר.
על מנת להבטיח שהסיב האופטי יכול להיות בעל חיי שירות של יותר מ-20 שנה, יש לעבור בדיקת סקר חוזק לסיב האופטי. ניתן להשתמש רק בסיבים אופטיים העומדים בדרישות לכבלים.
הדרישות לחוזק הסיבים במדינות זרות מוצגות בטבלה.
זן המותר לסיבים אופטיים כולל:
(1) המתח של הסיב האופטי במהלך הכבלים;
(2) המתח של הסיב האופטי הנגרם על ידי כמה גורמים בעת הנחת הכבל האופטי;
(3) המתח של הסיב האופטי הנגרם כתוצאה משינוי טמפרטורת סביבת העבודה.
על פי נתונים זרים, כאשר מתח המתיחה של הסיב האופטי הוא 0.5%, חייו יכולים להגיע ל-20 עד 40 שנים.
