Оптичний кабель застосовується в Україні з різних сферах більше 20 років, за цей час встиг довести свою ефективність і доцільність вибору. Теоретично виробники заявляють, що термін служби дорівнює більше 25 років. Тому багато хто ставить питання, чи слід замінювати вироби, прокладені в 90-х роках, і які причини прискорюють старіння.

Який термін служби вказують виготівники для оптичного кабелю
Більшість вітчизняних і зарубіжних виготівників заявляють в технічних параметрах термін експлуатації 25-30 років. Технологічний процес виробництва розвивається, створюються новітні матеріали для використання в технологічному процесі, а період служби залишається незмінним.

Термін вказують в технічних вимогах на оптичний кабель певних марок. Виходячи з конфігурації і сфер використання, період використання варіюється від 2 до 45 років. Не слід плутати вказаний виготівником мінімальний період експлуатації з гарантійними зобов'язаннями. Останній період здебільшого становить 2 роки з моменту введення в експлуатацію. Він розраховується з дати початку застосування, але не пізніше за півроку з моменту продажу із заводу.

Цей період з терміном зберігання розраховується за умови виконання вимог по монтажу і застосуванню. Окрім цього, потрібно виконання вимог режимів виготовлення кабелю, технологічних умов монтажу, захисту волокон від погодних і зовнішніх дій. На вироби роблять вплив зміни тим­пературы, гриби, ро­са, дощ, іній, туманність, ультрафіолетове випромінювання і інші причини, які можуть скорочувати термін експлуатації.

Які чинники впливають на термін служби
У ці 25 років включений і термін збереження в намотаному стані на барабані. Відповідно до технічних вимог, мінімальний період збереження при зберіганні на об'єктах з достатнім опалюванням - 25 років, в умовах зберігання зовні під навісом - 10 років.

Механічні навантаження впливають на кабель в цілому і на волокна. Скло характеризується крихкістю, воно не розраховане на розтягування, вигин і інші внешниевоздействия.

Але внаслідок мінімальних розмірів волокна зі скла мають еластичність, стійкість до розтягування. Максимальна міцність скловолокна на розрив перевищує аналогічне значення сталевої нитки.

Ключова причина, що провокує крихкість скловолокна – мікроскопічні тріщини на поверхневому матеріалі обмотки та дефекти усередині волокон. Тріщини на поверхні більш значні, вони зростають зі збільшенням навантаження у процесі виготовлення, монтажу, прокладання та використання.

Теоретично заявлена ​​міцність на розтягнення дорівнює 20 ГПа (20 кН/мм2). На практиці через дефекти міцність істотно нижча – приблизно 5 гПа (5 кН/мм2).

Механічні навантаження безпосередньо впливають на міцність оптичного кабелю. Але ще один важливий аспект – включення терміну зберігання в період експлуатації. Якщо волокно не використовується, воно також впливає на деякі фактори. Крім механічних факторів, на період служби впливають такі фактори:

  • зміни температурного режиму;
  • хімічні чинники;
  • перепади вологості.

Дані типи впливів впливають стан виробів, нерідко провокують появу вад на поверхні.

Тобто визначення періоду експлуатації слід детально розглянути особливості на скловолокно маси чинників. Досліджуємо докладно це питання з різних точок зору. Почати слід з аспекту, як старість виробів впливає на максимальну стійкість на розрив.

Старіння оптичних кабелів

Крім пошкоджень зовнішньої обмотки та ізоляції, на старіння впливають три фактори: розтяг, вода або рівень вологості, водень. Розберемося детально, як кожен із них впливає на старіння та знос у ході застосування у різних умовах.

Розтягування волокон

На даний момент у ході практичних випробувань зроблено висновок, що період використання кабелів розраховується переважно на підставі величини натягу волоконної серцевини. Пояснюється це тим, що під впливом навантаження волокно стають менш міцним через зростання кількості поверхневих тріщин. Дане явище, під яким мається на увазі статична втома скла, обумовлено комплексним впливом напруги та молекул (переважно води), які потрапляють у тріщину та сприяють розриву хімічних взаємозв'язків на поверхні.

Рівень вологості

Тривалий вплив водяної пари може спровокувати попадання у вироби наявних у воді гідроксильних іонів (ОН-) і призвести до зниження міцності, підвищення загасання.

Дифузія водню

В ході експериментів було виявлено, що якщо серцевина протягом довгострокового часу перебуває в атмосфері з підвищеним включенням водню, молекули водню мають здатність проникати у волокна та провокувати підвищення згасання на подовжених хвилях (1300 і зокрема 1500 нм).

Якщо у повітрі знижено вміст водню, він може формуватися всередині окремих типів виробів внаслідок розкладання матеріалів із пластику.

Причини передчасного старіння оптоволокна

Випадки зносу оптоволокна раніше заявленого терміну на даний момент трапляються з двох основних причин:

  • Поверхнева оболонка виготовлена ​​із пластику, що виділяє водень. У цьому матеріалі протягом 1-2 років деградують елементи, вони втрачають прозорість спочатку на хвилі 1550 нм, а згодом на 1310 нм. Такий тип кабелю проводився нетривалий час, поки недолік у технологічному процесі був виправлений.
  • Зайве розтягнення кабелю та оптоволоконної серцевини. Причина цього явища полягає в умовах експлуатації, які не відповідають особливостям волокон. Даний фактор проявляється в обривах та деградації волокна на ділянках із значними механічними навантаженнями.

Щодо другого пункту причини передчасного старіння ще досліджується і список поповнюється. Переважно цьому фактору зносу піддаються повітряні лінії. Зумовлено це тим, що у кабельній каналізації або у ґрунті кабель знаходиться у статичному положенні. І якщо на етапі монтажу та прокладки він піддавався розтягуванню чи вигину, то згодом він розпрямляється. А волокна перебувають у гелевому речовині і можуть натягатися з торців. Серед інших переваг підземного прокладання: незначні зміни температурного режиму на метровій глибині, відсутність впливу сонячних променів. Це забезпечує оптимальні умови для тривалого збереження в початковому вигляді.

Підвісний монтаж забезпечує тривалий період експлуатації, але необхідно враховувати більше факторів. Але якщо не брати до уваги навантаження в прольотах, перетягувати кабель без урахування провису в теплий сезон та теплового розширення, тоді розтягування на оптичний кабель може суттєво прискорити процес старіння та зношування.

При виборі виробів для різних способів прокладання та сфер застосування варто враховувати ці фактори, щоб забезпечити максимально тривалий період експлуатації.