Во-первых, оптическое волокно не боится воды, потому что оно защищено. Когда оптическое волокно скручивается в кабель, к нему предъявляются два требования по защите: во-первых, волокно должно подвергаться меньшему напряжению; во-вторых, оно должно быть водонепроницаемым. Самый внешний слой оптического кабеля — это пластиковая оболочка, внутренний слой — металлическая оболочка, а внутренний слой — водоотталкивающее покрытие, которое набухает при контакте с водой. Сердечник кабеля соединен с оптическими волокнами с помощью клея.
Оптический кабель имеет четыре водонепроницаемых элемента: пластиковую оболочку, металлическую оболочку, водоотталкивающий слой и защитную пленку.
Итак, вопрос в том, боится ли волокнистый сердечник воды? Разве это не просто стекло, что такого особенного в воде?
На самом деле, он боится воды.
Вы можете задаться вопросом, почему стекло в аквариумах и окнах в вашем доме не боится воды, а, наоборот, водонепроницаемо, и почему все они сделаны из стекла.
Почему волокнистый сердечник боится воды?
Принято считать, что сердечник волокна не подвержен воздействию воды, поскольку стекло обладает превосходной водостойкостью. Однако на самом деле вода очень вредна для оптических кабелей. Если вода попадает внутрь оптического кабеля, она повреждает волокно, замерзая и расширяясь в холодной воде. Поэтому оптические кабели следует покрывать герметиком, чтобы предотвратить попадание влаги.
Эксперименты показывают, что длительное проникновение влаги в оптический кабель увеличивает потери в оптическом волокне, особенно на длине волны 1,55 пм.
Причина, по которой оптическое волокно боится воды, заключается в том, что оно состоит из соединенных между собой тетраэдров кремний-кислородного (SiO4) стекла, как показано на рисунке 1. В сетке Si-O-Si атомы кислорода существуют в виде кислородных мостиков.
Однако в водной среде после адсорбции водяного пара на поверхности стекла происходит медленная реакция гидролиза, приводящая к разрыву связи кремний-кислород в исходной сетке —Si—O—Si—, и кислородный мостик превращается в немостиковый кислород, как показано на рисунке 2, что приводит к образованию трещин в стекле, и эти трещины продолжают расти.
Будь то стекло для аквариума, оконное стекло или стекло с оптоволоконным покрытием, все они подвержены повреждению водой. Разница заключается в том, что стекло для аквариумов и оконное стекло очень толстое, его толщина составляет 3 мм, 5 мм и 10 мм. Даже трещина размером 0,05 мм не повлияет на прочность стекла. Видимых изменений не наблюдается.
Оптическое волокно отличается. Диаметр стекла в оптическом волокне составляет всего 0,125 мм, что соответствует толщине человеческого волоса. Если образуется трещина диаметром 0,05 мм, диаметр оптического волокна увеличится до 0,075 мм, что делает волокно очень легко ломающимся. Кроме того, появление ОН-групп также увеличивает способность оптического волокна поглощать свет. Именно поэтому стекло аквариумов и оконное стекло не подвержены воздействию воды, в то время как оптическое волокно уязвимо для повреждений от воды.
В этом случае, если оптический кабель поврежден, герметичность соединительной коробки нарушена и оголенное волокно оказывается открытым, срок службы оптического волокна сократится, и волокно естественным образом выйдет из строя из-за попадания воды.
Поэтому, если оптоволоконный кабель прокладывается в канализации, соединения должны быть надлежащим образом закреплены, а в случае повреждения самого оптоволоконного кабеля его необходимо отремонтировать. Не допускайте контакта внутренней части оптоволоконного кабеля с водой.
Дата публикации: 18 ноября 2022 г.
