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从宁汉工程看影响光缆寿命的三大原因

日期:2017-05-27 来源:信息化建设指导网 作者:管理员
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光纤光缆作为光通信产业的主要传输媒质,在行业经过近40年的高速发展之后,按照当初25年的设计使用寿命,如今已进入一个更新换代的高峰时期。特别是在1988年~1998年期间建设的33000公里“八纵八横”骨干光纤网络,如今已服役超过20年,其使用寿命问题也引起了业界的高度关

光纤光缆作为光通信产业的主要传输媒质,在行业经过近40年的高速发展之后,按照当初25年的设计使用寿命,如今已进入一个更新换代的高峰时期。特别是在1988年~1998年期间建设的33000公里“八纵八横”骨干光纤网络,如今已服役超过20年,其使用寿命问题也引起了业界的高度关注。

国内外有关光缆寿命的研究分析报道比较多,但由于光缆在实际使用过程中受到的外部环境、内部质量方面差异性较大,因此寿命问题比较复杂。正因为如此,国内新版的YD/T 901、YD/T 769、YD/T 981系列光缆标准先后取消了有关寿命要求的描述。

烽火通信曾携手中国电信湖北传输局对1987年开始建设的国内第一条长途干线宁汉工程光缆进行详细的研究。实地考察湖北省内的线路状况、查询历年纤改和维护记录、对在用光缆进行实地链路测试、采用80×2.5G DWDM进行现有业务承载能力测试,并将当年的光缆大量取样进行详细分析,同时广泛选取1995年~2001年期间生产的不同厂家的在用光缆进行对比研究,获得了宝贵成果。

主要研究结论

针对直埋和管道光缆,在典型的华中地区气象、地理环境条件下,若不考虑技术本身的进步造成的光缆淘汰和更新(如1995年前光纤无PMD要求),有以下结论。

1. 光缆的接续性能变化不大。宁汉光缆虽经过20多年的使用,光纤的一次接续成功率仍在93%以上,接续性能不影响维护工作。

2.光缆的传输性能变化趋势。光纤的自然断纤率可以忽略不计,其衰减指标会随时间而劣化,在应用前期呈加速渐变的老化趋势,经过约16年后,衰减值会长期保持一种老化后的稳定状态。光纤的色散、PMD变化与使用年限无必然联系,经过多年使用之后,仍然能够承载部分业务。

3. 老化表现形式与形成原因。光缆老化的主要表现为衰减增加以及部分保护材料失效。光缆老化是由光纤所受的应力状态及应力变化引起的,不是由于氢损和光纤微裂纹引起的。光缆老化的原因主要是由制造环节造成的,包括光缆设计、光缆组成材料、光纤光缆工艺。

具体来说,对于国内普遍采用的层绞式室外光缆,光纤涂层、纤膏、松套管尺寸是光缆老化的直接原因。

一、光纤涂层的选材与拉丝工艺至关重要

光纤损耗增大的原因主要包括氢损、光纤裂化、光纤应力,通过实际检测发现光缆中的光纤经过多年使用后,其几何特性、机械特性、接续特性、光学特性等宏观性能基本没有发生变化,通过扫描电镜等方法发现光纤没有明显的微裂纹等异常现象。但光纤涂层状况出现明显差异,模量高、涂层紧密、剥离力大的光纤在1550nm、1310nm波长下衰减明显增加。

二、油膏填充式设计有利有弊

纤膏是紧密接触光纤的油性物质,是以矿物油或者合成油为基础的混合物,对光纤起隔绝水汽和润滑缓冲作用,通过肉眼观察形态和测试油膏的氧化诱导期来评定纤膏性能。油膏氧化后其酸值增加可导致析氢增加,同时油膏氧化后对光缆结构的稳定性有影响,导致屈服应力下降,这样光纤在振动、冲击、弯曲、温差变化、地形地质变化等影响下会受到应力,减弱纤膏对光纤的缓冲作用,从而使光缆的可靠性下降。

纤膏与光纤直接接触,它是光纤性能恶化的最重要的间接诱因。


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