在长途光缆通讯系统中，光纤传输特性应是长期稳定的,尤其是长途干线直埋光缆和海底光缆系统，对光缆的长寿数提出了更高的要求。一般对陆地光缆的运用寿数，希望有20年以上的安全运用期，而对海底光缆，则要求其运用寿数进步到25年以上，其故障间隔时间平均要求为10年。因而，如何延伸光缆的运用寿数，怎样正确的运用光缆，都是人们关心的重要技能课题,下面从光缆的结构方面谈谈如何延伸光缆的运用寿数。
　　
　　影响光缆中光纤寿数的三大因素
　　
　　光纤是光缆中z.ui重要的组成材料之一，要进步光缆的运用寿数，z.ui根本的是要进步光纤的运用寿数。影响光纤运用寿数的原因主要有：①光纤外表的微裂纹的存在和扩展；②大气环境中的水和水蒸气分子对光纤外表的浸蚀；③不合理敷设光缆时残留下来的应力长期效果等。因为上述原因，使得以石英玻璃为基础的光纤机械强度逐渐降低，衰耗慢慢增大，z.ui后使光纤断裂，终止了光缆的运用寿数。
　　
　　因为在纤维外表上总是会存在着微裂纹，在大气环境中发生慢裂纹生长，使裂纹不断地扩展，使光纤的机械强度逐渐退化。例如，一根125μm直径的石英光纤，经过3年的慢改变今后，使光纤的抗拉强度从180kpsi（相当于1530g抗拉强度），降到了60kpsi（相当于510g抗拉强度）。光纤这种慢改变而引起机械强度降低的原理是：当光纤外表有微裂纹（或缺陷）时，在遭到外来应力的效果时，并不会当即断裂，只有施加应力到达裂纹的临界值时，纤维才会断裂。而石英纤维承遭到一个小于临界值的恒定应力时，外表裂纹会发生缓慢的扩展，使裂纹的深度到达断裂的临界值，这就是纤维机械强度退化的过程。石英光纤机械强度的退化是因为承遭到的应力与大气环境中的水和水蒸气分子浸蚀的联合效果造成的。
　　
　　延伸光纤运用寿数的方法
　　
　　当纤维在真空环境中,因为没有水分子存在,所以不会发生应力浸蚀,其疲惫参数n为z.ui大值，光纤也具有z.ui高的强度，这时的强度就是纤维的惰性强度，称之为Si。
　　
　　光纤在运用环境中所具有的运用寿数ts与它所承受的应力σ和纤维的惰性强度Si之间有如下联系：
　　
　　lgts=－nlgσ＋lgB＋(n－2)lgSi
　　
　　上式中后面两项皆为常数，所以当承遭到的应力σ恒守时，纤维的运用寿数ts只与纤维的疲惫参数n值有关。n值愈大，光纤的寿数ts也愈长。因而，进步光纤的运用寿数有两种方法：
　　
　　y.i，当疲惫参数n一守时，纤维的寿数ts只与所承遭到的应力σ有关，因而，减小纤维承遭到的应力是进步光纤运用寿数的一种方法。当人们制作光纤时，在光纤外表上形成一种压缩应力以对抗所承遭到的张应力，使张应力减到尽可能小的程度，由此就产生了压应力包层技能来制作光纤。
　　
　　若设光纤承遭到的应力为σa，寿数为t1，当光纤具有压应力σR包层时，光纤的寿数为t2：
　　
　　t2=t1[(σa-σR)/σa]-n
　　
　　其中，(σa-σR)为光纤真正承遭到的净应力。由此表明：具有压应力包层的光纤比一般光纤的寿数长得多。近年来就有人用掺GeO2石英做光纤外表的压缩层，也有人用掺TiO2石英做光纤的外包层使光纤自身的抗拉强度从50kpsi进步到130kpsi（相当抗拉强度从430g进步到1100g），也使光纤的静态疲惫参数从n=20～25进步到n=130。
　　
　　第二，进步光纤的静态疲惫参数n来进步光纤的运用寿数。因而，人们在制作光纤时，设法把石英纤维自身与大气环境隔绝开来，使之不受大气环境的影响，尽可能地把n值由环境材料参数转变为光纤材料自身的参数，就可以使n值变得很大，由此产生了在光纤外表的“密封被覆技能”。
　　
　　近十年来，运用“密封被覆技能”来制作光纤取得了巨大进展。被覆材料由金属类扩展到金属氧化物、无机碳化物、无机氮化物、碳化物、氮氧化物和CVD沉积无定型碳。被覆层结构由单一的金属被覆层发展到密封被覆层与有机被覆层相结合的复合被覆层结构，使光纤更具有实践使用的价值，纤维的光学性能、机械性能和抗疲惫性能都有进步。例如：
　　
　　①金属被覆光纤：铝被覆光纤可承受1Gpa(150kpsi)的应力，浸没在水中实验，在350℃温度下运用，寿数在10年以上。
　　
　　②金属氧化物和其它无机物被覆的光纤：用C4H10与SiH4在纤维外表沉积成Si0.21O0.22C0.77的密封被覆层，并涂上有机层，纤维的n值可到达256。
　　
　　③用氮化硼做密封被覆层的光纤：可承受200kpsi的拉力，n值可进步到100以上。又如用TIC密封被覆的光纤具有400～500kpsi的强度，可耐100℃的水。
　　
　　④无定形碳密封被覆光纤：在无机被覆材料中，无定形碳被覆层不只对光纤的光学性能和机械强度很少有损害效果，而且表现出良好的抗水性能及抗氢性能。此项技能已经走向工业化生产。这种纤维的典型抗拉强度已到达500～600kpsi，动态n值为350～1000。在室温下25年后，碳密封被覆光纤中渗入的氢只有普通光纤的1/10000；在光缆中，此类纤维可容许的氢压力比一般光纤高100倍。用此光纤可适当地降低成缆条件或在更高温度条件下运用。
　　
　　运用纤维外表生长“压应力包层”和“密封被覆技能”后，光纤的寿数可用下式推出：
　　
　　t2/t1=19.36×10IRσa7
　　
　　式中，σa是施加的应力或运用应力。由此可算出σa与t2/t1的联系。这类光纤的运用寿数可达40年，可望用于海底光缆和军用通讯。
　　
　　另有一些研讨还表明，制作光纤时宁可用锗（GeO2）和氟（F）作掺杂剂，也不用磷（P2O5）作掺杂剂，因磷的“亲水（H2O）”性好，使光纤易受潮湿，引起纤芯内部P-OH键吸收衰耗增大，使光纤缓慢改变。所以长运用寿数的光纤杜绝用磷作掺杂材料。
　　
　　在制作光缆工艺中注意防潮防水，减少残存的应力
　　
　　首先是缆芯结构设计，一定要用松结构，避免留下残存的应力，绞合光缆时要选择合理的光纤余长，也能减小张应力的效果；在缆芯内填充石油凝胶，目的是为了防潮、防水、防含氢化合物（污染液体）的浸蚀；运用涂塑钢带、铝带也是为了防潮，添加光缆的抗侧压、抗张力的能力；有些工厂在缆芯内每隔一米就加一个热熔胶的阻水层，避免缆芯纵向水的渗透；选用线膨胀系数小的材料作缆芯的强度元件，目的也是保护光纤，免除外张力的影响。z.ui后还要指出的一点，就是制作光缆的每一种原材料，自身须有30年以上的寿数，须有高稳定性的物理性能和化学性能。只有严格控制上述各道制作工艺的质量，才可以延伸光缆的运用寿数。
　　
　　当然要延伸光缆的运用寿数还有一个重要因素就是光缆的敷设方式和施工过程，这方面的内容较多也较复杂，应单d.u作为专题进行论述。

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