部(bu)署光(guang)纖(xian)網絡時,用于計(ji)算ROI的關鍵(jian)因素之(zhi)一是其將(jiang)運行多長時間。畢竟,某(mou)些銅(tong)線網絡 在國內已經使(shi)用了40年(nian),即(ji)使(shi)它們(men)不一定(ding)能(neng)夠以目(mu)前的形式滿足(zu)當今的高(gao)速寬(kuan)帶需(xu)求(qiu)。
光纖本質上比(bi)銅更易碎。它(ta)是一種特殊類型的玻璃(熔(rong)融(rong)石英),典型的抗(kang)拉(la)強度(du)小于(yu)銅的抗(kang)拉(la)強度(du)的一半。但是,即使正確地處(chu)理測試和使用熔(rong)融(rong)石英,也仍然(ran)看(kan)起(qi)來易碎,矛盾的是它(ta)仍具有極大的耐用性。


要評(ping)估任(ren)何材料的(de)耐久性,考(kao)慮以(yi)下屬性是很有(you)用的(de):
(1)初始強度
(2)退化率
(3)任何可能削弱(ruo)它的(de)缺陷
(4)可以(yi)削(xue)弱它的試劑
(5)它的光學壽命(ming)-因為(wei)二氧化硅必須仍(reng)然能夠令(ling)人滿意地發揮作用
考慮到這一點(dian),基本上有四個因素(su)會影響光纖(xian)網(wang)絡(luo)的壽命:
1.表面缺陷
不含(han)缺陷(xian)的(de)原始(shi)石(shi)英玻璃非常耐降解。但是(shi),所有(you)商(shang)業生產的(de)光纖都有(you)表面缺陷(xian)(小的(de)微裂紋(wen)),在某些(xie)條件下會降低材料的(de)使用(yong)壽命。此處的(de)關鍵因素(su)是(shi)應力強(qiang)度(du)因子“ K”,與施加的(de)應力和裂紋(wen)深度(du)的(de)平方(fang)根有(you)關。這(zhe)意味著“真正的(de)”光(guang)纖-那些具(ju)有細小缺陷(xian)的光纖-首(shou)先會(hui)受到這些缺(que)陷緩慢(man)增長的影響,然后迅(xun)速增長直至失(shi)效(xiao)。
為(wei)了(le)克服這個問題,著名的光(guang)纖供應商進行了(le)“驗證測試”,將光纖拉伸到預設水平(通常為1%)并持續指定的時間,以故意破壞較大的瑕疵。


2.減少(shao)降(jiang)解
然后,為用戶(hu)提供含有較少,較小缺陷的光纖,需要保護這些光纖免受不(bu)必要的降解。這意味著(zhu)首(shou)先通(tong)過在光纖上涂覆一層保(bao)護(hu)性和耐用性材料來涂覆光纖,從而基本停止新缺陷的產生(sheng)。
3.安裝(zhuang)應(ying)變
我們知道應力是光纖壽命的主要敵人,因此保護工作由電纜管理員承擔,光纜管理員將確保使用合適的強度元件將施加在光纜上的應力限制在遠遠小于1%的標準測試水平。然后,安裝程序需要確保部署過程不會過度拉緊電纜。
在(zai)常用的三種技術(拉(la)(la),推和(he)吹)中,僅拉(la)(la)會(hui)產生(sheng)不(bu)(bu)希望的拉(la)(la)伸(拉(la)(la)應(ying)力(li))。與金(jin)屬不(bu)(bu)同,玻(bo)璃不(bu)(bu)會(hui)因(yin)壓縮(suo)而疲勞,因(yin)此在(zai)推動過程中產生(sheng)的輕微壓縮(suo)不(bu)(bu)會(hui)對光纖造成傷害。


4.環境因素(su)
一旦部署,本地環境將對光纖壽命產生??重大影響。升高的溫度可以加速裂紋的發展,但是歷史上最關注的是水的存在。在水的作用下,應力促進裂紋的發展,導致“應力腐蝕”。
您可(ke)以通過查看其“應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏感性參數(shu)”(更方便地稱為“ n”)來檢查光纖遭(zao)受應力(li)腐蝕的(de)趨(qu)勢。n值高(gao)(約20)表明光纖和涂層耐用。
計(ji)算您(nin)的網絡將持續多長(chang)時間
考慮到(dao)上(shang)述四(si)個因(yin)素,如何計(ji)算光纖網絡(luo)的壽命?為此,網絡(luo)規(gui)劃人員需要考慮以下兩個輸入(ru):如何在光纖之間分配缺(que)陷(xian),光纖強度測試的(de)結果,通常(chang)由制造商(shang)進(jin)行將(預測的)缺陷分布與裂紋擴展理論相結合,可以生成幾種光纖壽命模型,可以在此處看到。
通常,這些模型給出了在(zai)選(xuan)定的(de)使(shi)用壽(shou)命(介(jie)于20到40年之間(jian))內任何(he)給定的(de)光纖公里發(fa)生故障(zhang)的(de)可能性。對(dui)于正確安裝的(de)1層光纖,在(zai)此時間(jian)范(fan)圍內的(de)故障(zhang)概(gai)率約為(wei)100,000。
相比之(zhi)下,在同一時(shi)間(jian)范圍內,由于(yu)人工操作(例如挖掘)而損壞光(guang)纖(xian)的幾率(lv)大約為千分(fen)之(zhi)一。因此,通過良性技術和精心的安(an)(an)裝(zhuang)人員在可接受的條(tiao)件(jian)下安(an)(an)裝(zhuang)的優質光(guang)纖(xian)應該非常可靠-只要(yao)不受干擾。
還值得指(zhi)出的是,電纜長度(du)本身很(hen)少“內(nei)在地(di)”失效,但是在接頭(tou)處出現(xian)故障,電纜和接頭(tou)的類型(xing)不能很(hen)好地(di)匹配,從而允許光(guang)纖(xian)移動(dong),例如,由于溫度(du)變化。這會導致光(guang)纖(xian)過應力并(bing)最(zui)終斷裂。
實地證據
鑒于第一批大(da)型光(guang)纖系(xi)統是(shi)在(zai)(zai)1980年(nian)代初部署的(de)(de),它們(men)的(de)(de)表現如何?好(hao)消息(xi)是(shi),在(zai)(zai)過去的(de)(de)35年(nian)中,在(zai)(zai)使用第1層組件正確安裝的(de)(de)系(xi)統中,沒(mei)有(you)發(fa)生大(da)規模的(de)(de)光(guang)纖故障(zhang)爆發(fa)。已經看(kan)到(dao)了斷(duan)裂,但是(shi)這(zhe)些斷(duan)裂主要發(fa)生在(zai)(zai)從(cong)電纜上取下光(guang)纖并使其(qi)彎曲到(dao)其(qi)允許的(de)(de)彎曲半徑以下的(de)(de)地(di)方(fang)。
實際上,如果正確地存儲(chu)和纏繞光纖,它們很有可能(neng)會比我們最初想象的要堅固,并且原始(shi)的缺陷(xian)可能(neng)會隨(sui)著時間的流(liu)逝以及在低(di)應力(li)水平下(xia)暴露(lu)于水而(er)開始(shi)愈合。
正如我們在其(qi)他(ta)文章中所看到(dao)的那樣,精心設計的光纖可(ke)(ke)靠性的最大敵(di)人(ren)可(ke)(ke)能(neng)(neng)是人(ren)或動物,而不是熔融(rong)石英本身(shen)。撇開這些非技(ji)術(shu)問題,光纖網絡本身(shen)很可(ke)(ke)能(neng)(neng)可(ke)(ke)以(yi)在升級的光電子設備下繼(ji)續(xu)運行很多年,甚至可(ke)(ke)能(neng)(neng)與銅纜壽命一樣長!