Fiber Optik Kablolar Hangi Malzemelerden Yapılmaktadır? Eksiksiz Bir Katman-Katman Kılavuzu

Fiber optik kablolar Birlikte çalışan, hassas bir şekilde tasarlanmış birkaç malzemeden yapılmıştır: ışık sinyallerini taşıyan ultra saf silika cam veya plastik çekirdek, ışığı çekirdeğe geri yansıtan bir cam veya polimer kaplama katmanı, UV ile kürlenen akrilat polimerden bir veya daha fazla koruyucu kaplama katmanı ve güç elemanları, tampon tüpler ve bir polietilen veya PVC kılıftan oluşan bir dış kablo yapısı. Her malzeme, kablonun performansını, dayanıklılığını ve farklı kurulum ortamlarına uygunluğunu birlikte belirleyen belirli optik, mekanik ve çevresel özelliklere göre seçilir.

Anlamak fiber optik kablolar hangi malzemelerden yapılmıştır ağ altyapısını belirleyen mühendisler, kabloları işleyen ve birleştiren teknisyenler ve uzun mesafe, veri merkezi veya dış mekan kurulumu için kablo türlerini karşılaştıran satın alma yöneticileri için gereklidir. Bu kılavuz, performans verileri, karşılaştırmalar ve pratik seçim kılavuzuyla birlikte her katmanı ve malzemeyi ayrıntılı olarak kapsar.

Çekirdek: Ultra Saf Silika Cam ve Plastik Alternatifleri

Çekirdek, fiber optik kablonun merkezi, ışığı yönlendiren elemanıdır ve tüm yapıdaki optik açıdan en kritik bileşendir. Standart telekomünikasyon sınıfı fiberde çekirdek, %99,9999'u aşan bir saflık seviyesine sahip ultra yüksek saflıkta erimiş silika camdan (silikon dioksit, SiO2) yapılır; bu, diğer uygulamalarda kullanılan pencere camı veya optik lenslerden çok daha saftır.

Silika Cam Çekirdek: Endüstri Standardı

Silika cam baskın çekirdek malzemesidir çünkü telekomünikasyonda kullanılan dalga boylarında mümkün olan en düşük optik zayıflamayı (sinyal kaybı) sunar. Silika cam elyafın teorik minimum zayıflaması, 1550 nm dalga boyunda yaklaşık 0,148 dB/km'dir; bu, Rayleigh saçılma sınırı olarak bilinen fiziksel bir sınırdır. Ticari tek modlu fiber, üretimde 1550 nm'de 0,18-0,20 dB/km zayıflama değerlerine ulaşarak bu teorik minimuma yaklaşır.

Işığı yönlendirmek için gerekli kırılma indisi farkını yaratmak amacıyla silika çekirdeğe, genellikle %3-10 mol konsantrasyonunda az miktarda germanyum dioksit (GeO2) eklenir. Germanyum katkısı, çekirdeğin kırılma indeksini çevredeki kaplamanın üzerine çıkararak, ışığı fiber ekseni boyunca yakalayan ve yönlendiren toplam iç yansıma durumunu yaratır. Özel elyaflarda kullanılan diğer katkı maddeleri arasında, spesifik kırılma indisi profil şekillendirmesi için fosfor pentoksit (P2O5) ve alüminyum oksit (Al2O3) bulunur.

Çekirdek Çapı Farklılıkları: Tek Mod ve Çok Modlu

Cam çekirdeğin fiziksel boyutu iki ana fiber türü arasında önemli ölçüde farklılık gösterir:

• Tek Modlu Fiber (SMF): 8-10 mikrometre çekirdek çapı. Son derece küçük çekirdek, yalnızca bir ışık modunun yayılmasına izin vererek modal dağılımı ortadan kaldırır ve telekom ağlarındaki amplifikasyon noktaları arasında 40 km veya daha fazla iletim mesafelerine olanak tanır.
• Çok Modlu Fiber (MMF) — OM1/OM2: 62,5 mikrometre (OM1) veya 50 mikrometre (OM2) çekirdek çapı. Daha büyük çekirdek, birden fazla ışık modunun aynı anda yayılmasına olanak tanır, bant genişliğini modal dağılım nedeniyle sınırlandırır, ancak hizalama ve bağlantıyı daha kolay ve daha ucuz hale getirir.
• Çok Modlu Fiber (MMF) — OM3/OM4/OM5: Veri merkezi uygulamaları için 100 metreye (OM4) kadar mesafelerde 100 Gbps veri hızlarına olanak tanıyan, modal dağılımı kısmen telafi eden, optimize edilmiş kademeli indeks kırılma indisi profiline sahip 50 mikrometre çekirdek çapı.

Plastik Optik Fiber (POF) Çekirdek Malzemesi

Kısa mesafeli, düşük maliyetli uygulamalar için, plastik fiber optik şeffaf ekran panelleri ve pencerelerde kullanılan akrilik camın aynısı olan bir polimetil metakrilat (PMMA) çekirdeği kullanır. PMMA çekirdekli POF, silika fiberle karşılaştırıldığında çok daha yüksek zayıflamaya (tipik olarak 650 nm'de 150–200 dB/km) sahiptir ve faydalı iletim mesafelerini yaklaşık 50–100 metreyle sınırlandırır. Bununla birlikte, PMMA fiberin büyük çekirdeği (tipik olarak 1.000 mikrometrelik toplam çapta 980 mikrometre) ve esnekliği, onu otomotiv bilgi-eğlence ağları, ev aydınlatması ve silika fiberin kırılganlığının ve küçük çekirdeğinin hizalama ve kullanım zorlukları oluşturduğu endüstriyel sensör uygulamaları için pratik hale getirir.

Bazen kademeli indeksli plastik optik fiber (GI-POF) olarak da adlandırılan perflorlu polimer (PF polimer) çekirdekli plastik fiber, yaklaşık 10-50 dB/km'lik önemli ölçüde daha düşük zayıflama ve daha yüksek bant genişliği elde ederek, 300 metreye kadar tesis ağ uygulamaları için standart POF ile silika fiber arasındaki performans boşluğunu doldurur.

Kaplama: Işığı Toplam İç Yansımayla Yönlendiren Cam

Kaplama, çekirdeği çevreleyen cam veya plastik katmandır ve optik açıdan en kritik ikinci malzemedir. fiber optik kablo . Tek optik işlevi, çekirdekten biraz daha düşük bir kırılma indisine sahip olmaktır; böylece çekirdek kaplama sınırına kritik açıdan daha büyük açılarla çarpan ışık, toplam iç yansımaya maruz kalır ve çevredeki malzemeye kaçmak yerine fiber boyunca yönlendirilir.

Saf Silika Kaplama

Çoğu standart tek modlu ve çok modlu telekomünikasyon fiberinde kaplama, 1550 nm'de yaklaşık 1,444 kırılma indisine sahip saf (katkısız) silika camdan yapılır. Germanyum katkılı çekirdek, katkı konsantrasyonuna bağlı olarak yaklaşık 1,447-1,452'lik biraz daha yüksek bir kırılma indeksine sahiptir ve bu, fiberin sayısal açıklığını ve ışık kabul açısını tanımlayan %0,2-0,35'lik bir kırılma indeksi farkı (delta) oluşturur.

Telekomünikasyon sınıfı fiber için standart kaplama dış çapı tam olarak 125 mikrometredir; artı veya eksi 1 mikrometrelik boyut toleransıyla korunan küresel bir standarttır. Bu standartlaştırılmış çap, farklı üreticilerin fiberlerinin güvenilir bir şekilde birbirine eklenmesine ve endüstri standardı konektörler ve birleştirme ekipmanı kullanılarak bağlanmasına olanak tanır.

Flor Katkılı Kaplama

Bazı fiber tasarımları (özellikle dispersiyon kaydırmalı uygulamalarda kullanılan çöküntü kaplamalı tek modlu fiber) iç kaplama için flor katkılı silika kullanır. Flor katkısı, silikanın kırılma indeksini saf camın altına düşürür ve bükülme kaybı performansını artıran, istenmeyen yüksek dereceli modları kesen ve dağılımı azaltan karmaşık kırılma indeksi profillerinin (W profili veya hendek destekli yapılar gibi) tasarlanmasına olanak tanır. Flor katkılı kaplama, köşelerde ve küçük kanallarda sıkı kıvrımların kaçınılmaz olduğu eve kadar fiber (FTTH) kurulumlarında kullanılan bükülmeye karşı dayanıklı fiberde (ITU-T G.657 standardı) bulunur.

Kaplama: UV ile Kürlenmiş Akrilat Polimer Katmanlar

125 mikrometrelik cam kaplamayı hemen çevreleyen, elyaf çekme işlemi sırasında uygulanan çift katmanlı bir polimer kaplamadır; bu, elyafın ön kalıptan çekildikten sonra aldığı ilk koruyucu katmandır. Bu kaplama, cam elyafın birincil mekanik korumasıdır ve optik işlevi yoktur.

Birincil Kaplama: Yumuşak İç Katman

Birincil kaplama, dış çapı yaklaşık 190-200 mikrometre olan, doğrudan cam yüzeye uygulanan yumuşak, düşük modüllü, UV ile kürlenen akrilat polimerdir. Düşük Young modülü (tipik olarak 0,5-1,0 MPa), camı mikro bükülme stresinden (yüzey düzensizliklerinden veya fiber üzerindeki yanal basınçtan kaynaklanan ve aksi takdirde zayıflamayı artıracak küçük deformasyonlardan) koruma sağlar. Birincil kaplama aynı zamanda saf cam yüzeyini nemden korur; bu da zamanla silika elyafını giderek zayıflatan stresli korozyon çatlamasını (statik yorgunluk olarak da adlandırılır) başlatır.

İkincil Kaplama: Sert Dış Katman

İkincil (dış) kaplama, birincil kaplama üzerine uygulanan daha sert, daha yüksek modüllü, UV ile kürlenen akrilat polimerdir ve toplam kaplanmış elyaf çapını standart 245-250 mikrometreye getirir. Daha yüksek sertliği (modül tipik olarak 50-100 MPa) aşınmaya, taşıma hasarına ve aksi takdirde yumuşak birincil kaplamayı sıkıştıracak ve mikro bükülme kayıplarına neden olacak radyal kuvvetlere karşı dayanıklıdır. İkincil kaplama aynı zamanda fiber tanımlaması için UV'ye dayanıklı renklendiricilerle (şerit ve çoklu fiber kablolarda kullanılan TIA-598 renk kodlama standardının 12 standart rengi) pigmentlidir.

Zorlu Ortamlar için Özel Kaplama Malzemeleri

• Poliimid Kaplama: 300°C'ye kadar yüksek sıcaklık uygulamaları için (petrol kuyusu algılama ve havacılık gibi), standart akrilat kaplamaların yerini, kat başına 5-7 mikrometrelik ince katmanlar halinde uygulanan poliimid (PI) kaplamalar alır. Poliimid kaplı fiberin dış çapı yalnızca 155 mikrometre olup, kuyu içi aletlerde ve uçak kablo demetlerinde daha sıkı paketlemeye olanak tanır.
• Hermetik Karbon Kaplama: Akrilat kaplamadan önce cam yüzeyinde biriken ultra ince amorf karbon tabakası (0,02-0,05 mikrometre), deniz altı kabloları ve bazı kimyasal algılama uygulamaları gibi hidrojen açısından zengin ortamlar için tam bir nem bariyeri sağlar. Karbon-hermetik fiber, 25 yıllık denizaltı hizmetinden sonra 0,01 dB/km'nin altında hidrojen yaşlanma kaybı sergiliyor.
• Ormocer (Organik Modifiye Seramik) Kaplama: Geleneksel akrilat kaplamaların iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalma altında hızla bozunduğu nükleer tesis ve uzay tabanlı fiber optik sistemler için üstün radyasyon direnci sunan hibrit bir organik-inorganik polimer kaplama.
• Düşük Dumanlı Sıfır Halojen (LSZH) Dış Kaplamalar: Veri merkezi ve iç mekan plenum uygulamalarında kullanılan fiber şerit yığınları için, yangına maruz kaldığında minimum düzeyde toksik duman üreten ve halojenik bileşik içermeyen LSZH uyumlu akrilat matris malzemeleri kullanılır.

Fiber Optik Kablo Çekirdek Malzemelerinin Karşılaştırılması: Silika Cam ve Plastik

Silika cam ve plastik, fiber optik kablolar için iki temel çekirdek malzemesi seçeneğidir. Aşağıdaki tablo performanslarını en önemli optik, mekanik ve uygulama kriterlerine göre karşılaştırmaktadır.

Tablo 1: Fiber optik kablolarda kullanılan silika cam ve plastik çekirdek malzemelerinin sekiz performans ve uygulama kriterine göre karşılaştırılması.

Kablo Yapısı Malzemeleri: Mukavemet Elemanları, Tampon Tüpler ve Ceketler

Dış kablo yapısı, fiberin ötesinde, hassas cam fiberi kurulum sırasında ve kablonun 20-25 yıllık tasarım ömrü boyunca mekanik strese, neme, kemirgenlere, ezilmeye ve UV bozulmasına karşı koruyan birkaç ek malzeme katmanından oluşur. Her yapısal bileşen, belirli koruyucu özellikler için seçilen malzemelerden yapılır.

Mukavemet Elemanları: Aramid Elyaf, Fiberglas ve Çelik

Mukavemet elemanları, kurulum ve hizmet içi sıcaklık döngüsü sırasında kabloya uygulanan çekme yükünü taşıyarak optik fiberi gerilmeye karşı korur (bu, zayıflamayı artırır ve kırılmaya neden olabilir). Kullanılan üç ana mukavemet elemanı malzemesi fiber optik kablo construction şunlardır:

• Aramid Elyaf İpliği (Kevlar tipi): Bina içi ve patch cord kablolarda en yaygın kullanılan mukavemet elemanıdır. Aramid elyaf yaklaşık 3.600 MPa'lık bir çekme mukavemetine ve 70-125 GPa'lık bir Young modülüne sahiptir; bu, aynı ağırlıktaki çelikten kabaca beş kat daha güçlüdür. Standart yama kordonları 150–300 denye aramid iplik içerir; dağıtım kablolarında 1.420-2.840 denyelik daha ağır fitiller kullanılır. Aramid iletken değildir (elektrik izolasyonu için önemlidir) ve düşük termal genleşmeye sahiptir, bu da fiberin sıcaklık değişimlerinde nötr kalmasını sağlar.
• Fiberglas Takviyeli Plastik (FRP) Çubuk: Gevşek tüplü dış mekan kablolarında merkezi güç elemanı olarak merkezi bir FRP çubuğu (tipik olarak 0,5-3 mm çapında) kullanılır. FRP, yüksek basınç dayanımı sunar (basınç altında bükülen aramidden farklı olarak), bu da onu gömülü veya kanal kurulumlarında ezilme kuvvetlerine direnmesi gereken kablolar için uygun hale getirir. FRP çubukların çekme mukavemeti 1.000-1.500 MPa'dır ve aramid gibi iletken değildir.
• Çelik Tel ve Çelik Bant: Çelik mukavemet elemanları, kendinden destekli havai kablolarda (ADSS ve şekil-8 tasarımları), doğrudan gömme için zırhlı kablolarda ve denizaltı kablolarında kullanılır. Çelik en yüksek çekme yükü kapasitesini sağlar - 6 mm'lik bir çelik tel halat 20 kN'nin üzerindeki çekme yüklerini taşıyabilir - ancak ağırlık ekler ve güç hatlarının yakınındaki kurulumlarda elektriksel bağlama ve topraklama gerektirir. Korozyona maruz kalma gereksinimlerine bağlı olarak galvanizli çelik veya paslanmaz çelik kullanılır.

Tampon Tüpleri: PBT, PVDF ve Polipropilen

Tampon tüpler, kablo içindeki bireysel optik fiberleri veya fiber şeritleri içeren ve koruyan içi boş silindirik yapılardır. İki fonksiyona hizmet ederler: fiberleri yanal basınçtan korumak ve kablonun soğuk sıcaklıkta büzülmesi sırasında fiberlerin gerilime girmesini önleyen kontrollü bir termal genleşme tamponu sağlamak. En yaygın tampon tüpü malzemeleri şunlardır:

• Polibütilen Tereftalat (PBT): Dış mekan kablolarındaki gevşek tüplü tampon tüpler için endüstri standardı malzeme. PBT, sıcaklıklara (-40 ila 70°C) karşı mükemmel boyutsal stabilite, düşük nem emilimi (%0,1'den az), iyi kimyasal direnç ve anlamlı ezilme direnci sağlayan 0,3-0,6 mm duvar kalınlığı sunar. PBT tüpleri, nem girişini önlemek için tipik olarak su engelleyici bir jel (tiksotropik hidrokarbon jel) veya kuru su engelleyici bant ile doldurulur.
• PVDF (Poliviniliden Florür): İç mekan kabloları ve zorlu kimyasal ortamlar için sıkı tampon yapımında kullanılır. PVDF, UV radyasyonuna, aleve ve çok çeşitli kimyasallara karşı üstün direnç sağlayarak endüstriyel tesis kabloları ve plenum dereceli iç mekan kurulumları için uygun hale getirir. PVDF sıkı tampon kaplamalar, 900 mikrometre dış çapta doğrudan 250 mikrometre kaplı fiberin üzerine uygulanır.
• Polipropilen (PP): Özellikle iç mekan-dış mekan hibrit tasarımlarında bazı kısa mesafe dağıtım kablosu uygulamaları için PBT'ye daha düşük maliyetli bir alternatif. PP, yüksek sıcaklıklarda PBT'ye göre biraz daha düşük boyutsal stabiliteye sahiptir ancak yüksek hızlı kablo üretimi için mükemmel kimyasal direnç ve iyi işleme özellikleri sunar.

Suyu Engelleyen Malzemeler: Jel, Bant ve Toz

Su girişi, gömülü ve doğrudan gömülü kurulumlarda fiber optik kablo arızasının başlıca nedenlerinden biridir. Su engellemeye yönelik her biri farklı malzeme sistemlerine sahip üç yaklaşım kullanılır:

• Hidrokarbon Doldurma Jeli: Gevşek tüplü kablolardaki geleneksel su blokajı, tampon tüpünü ve tüpler arasındaki boşlukları dolduran tiksotropik petrol bazlı bir jel kullanır. Jel, tüp içinde fiber hareketine izin verecek kadar akışkan kalır ancak suyun geçişini önleyecek kadar viskozdur. Jel dolgulu kablolar, ekleme ve sonlandırma sırasında özel jel temizleme prosedürleri gerektirir.
• Süper Emici Polimer (SAP) Bant ve İplik: Kuru su ile bloke edilmiş kablolar, suyla temas ettiğinde hızla şişen (kendi ağırlığının 400 katına kadar emebilen), petrol jeli karmaşası olmadan suyun geçişini engelleyen SAP kaplı bantlar veya iplikler kullanır. SAP bazlı su engelleme, petrol jeline göre daha kolay kullanım ve çevresel tercihler nedeniyle artık yeni kablo tasarımlarına hakimdir.
• Tampon Tüplerindeki SAP Tozu: Bazı kablo tasarımları, birincil su engelleme mekanizması olarak tampon tüplerin içine serpilmiş SAP tozunu içerir ve SAP bant sarmaya göre daha basit üretimle kuru blok yapının hafifliğine ulaşır.

Zırh Katmanları: Oluklu Çelik, Alüminyum ve Polietilen

Zırhlı fiber optik kablolar, ezilmeye, kemirgen saldırılarına ve mekanik darbelere karşı direnç sağlamak için çekirdek ile dış kılıf arasında metalik veya dielektrik zırh katmanları içerir. Üç ana zırh türü şunlardır:

• Oluklu Çelik Bant (CST) Zırhı: Bir iç polietilen cekete bağlanan, uzunlamasına uygulanan oluklu çelik bant (tipik olarak 0,15-0,25 mm kalınlığında). CST zırhı, kemirgen aktivitesinin olduğu bilinen alanlarda doğrudan gömülü kablolar için mükemmel ezilme direnci (tipik olarak 3.000–4.000 N/100 mm olarak derecelendirilmiştir) ve kemirgen direnci sağlar.
• Oluklu Alüminyum Bant: Alüminyumun çeliğe göre daha düşük ağırlığının avantajlı olduğu denizaltı ve bazı doğrudan gömme kablolarda kullanılır. Alüminyum ayrıca tuzlu su ortamlarında korozyona daha dayanıklıdır.
• Kilitli Zırh: Kablonun etrafına helisel olarak sarılmış galvanizli çelik teller, hem kemirgen direnci hem de virajlarda kurulum esnekliği gerektiren iç-dış mekan yükseltici kablolar için esnek bir zırh sağlar.

Dış Kılıf Malzemeleri: Polietilen, PVC, LSZH ve PVDF

Dış ceket, fiziksel hasara, UV radyasyonuna, neme, kimyasallara ve aşırı sıcaklıklara karşı ilk savunma hattıdır. Ceket malzemesi seçiminin yangın güvenliği, çevresel uyumluluk, kurulum kolaylığı ve uzun vadeli dayanıklılık açısından önemli etkileri vardır.

Tablo 2: Fiber optik kablolarda kullanılan dış kılıf malzemelerinin UV direnci, alev derecesi, sıcaklık aralığı, duman zehirliliği ve tipik dağıtım ortamına göre karşılaştırılması.

Fiber Optik Cam Nasıl Yapılır: Preform ve Çizim Süreci

Anlamak what fiber optik kablos are made of Fiberin optik performansı kadar dikkate değer bir süreç olan ultra saf silika camın nasıl üretildiğini anlamadan eksik kalır.

Ön Kalıp İmalatı

Optik fiber, büyük ölçekte çekirdek kaplama kırılma indisi yapısını içeren, yaklaşık 1 metre uzunluğunda ve 80-160 mm çapında ultra saf silikadan yapılmış katı bir çubuk olan bir cam ön kalıp olarak başlar. En yaygın kullanılan ön kalıp imalat işlemi, silikon tetraklorürün (SiCl4) ve germanyum tetraklorürün (GeCl4) buharlarının 1.500-1.900°C'de dönen bir silika tüp içinde oksitlendiği ve ardışık katkılı ve katkısız cam kurum katmanlarının biriktirildiği Modifiye Kimyasal Buhar Biriktirme'dir (MCVD). Dışarıda Buhar Biriktirme (OVD) ve Buhar Eksenel Biriktirme (VAD), farklı üreticiler tarafından daha yüksek biriktirme oranları ve daha büyük ön kalıp boyutları elde etmek için kullanılan alternatif işlemlerdir.

Elyaf Çizimi

Preform, ucunun yaklaşık 2.000°C'ye (silisin yumuşama noktasının hemen altında) ısıtıldığı bir çekme fırınına dikey olarak beslenir ve ince bir elyaf, saniyede 10-25 metrelik bir hızla aşağı doğru çekilir. Fiber fırından çıkıp soğudukça, çift katmanlı akrilat kaplamayı uygulayan ve sertleştiren UV kürleme odalarından geçer ve ardından bir toplama tamburuna geçer. Ön kalıp ucundan kaplanmış elyafa kadar tüm süreç, elyaf mukavemetini azaltacak yüzey kirlenmesini önlemek için hassas bir şekilde kontrol edilen bir atmosferde gerçekleşir. Çekilmiş fiberin çekme mukavemeti, bitmiş kabloda minimum kopma mukavemetini garanti etmek için %1'lik gerilimlerde (yaklaşık 0,7 GPa) hat üzerinde sürekli olarak kanıt testine tabi tutulur.

Fiber Optik Kablo Malzemeleri Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

Soru 1: Fiber optik kablo camdan mı yoksa plastikten mi yapılmış?

Çoğu telekomünikasyon ve veri ağı fiber optik kabloları, silika cam çekirdek ve kaplama ile yapılır. Plastik optik fiber (POF) mevcuttur ve bir PMMA veya perflorlu polimer çekirdek kullanır, ancak başta otomotiv, dekoratif ve kısa mesafe sensör uygulamalarında olmak üzere küresel olarak kurulu fiberin küçük bir kısmını oluşturur. İnsanlar bir ağ veya internet altyapısı bağlamında "fiber optik kablo" derken neredeyse her zaman cam çekirdekli silika fiberi kastediyorlar.

S2: Fiber optik kablolarda neden diğer malzemeler yerine silika cam kullanılıyor?

Silika cam kullanılır çünkü telekomünikasyonda kullanılan dalga boylarında (1310 nm ve 1550 nm) herhangi bir malzeme arasında en düşük optik zayıflamayı sağlar. 0,18-0,20 dB/km'lik zayıflaması, sinyallerin amplifikasyon olmadan 40 km veya daha fazla yol almasına olanak tanır. Bu dalga boylarında başka hiçbir katı şeffaf malzeme bu performansa yaklaşamaz. Silika aynı zamanda mükemmel kimyasal stabiliteye sahiptir, higroskopik değildir, son derece tekdüze lifler halinde çekilebilmektedir ve optik özellikleri onlarca yıl süren araştırma ve ticari üretimden sonra iyi anlaşılmıştır.

S3: Fiber optik kablonun koruyucu kılıfının içinde ne bulunur?

Tipik bir gevşek tüplü dış mekan fiber optik kablosunun dış kılıfının içinde şunları bulacaksınız: merkezi bir FRP veya çelik mukavemetli çubuk, çok sayıda renk kodlu PBT tampon tüpü (her biri su engelleyici jel içinde 6-12 renk kodlu optik fiber içerir veya SAP bantla çevrelenmiştir), aramid fiber iplik veya tüp demetinin etrafına sarılmış ek çelik tel güç elemanları ve zırhlı versiyonlarda, tüp demeti ile dış kılıf arasında oluklu bir çelik bant. İç mekan sıkı tamponlu kablolar daha basit bir yapıya sahiptir: her fiber, dış kılıfın altında aramid iplik mukavemet elemanları ile doğrudan 250 mikrometrelik kaplamanın üzerinde 900 mikrometrelik bir PVDF veya naylon sıkı tampon katmanına sahiptir.

S4: Fiber optik kablodaki cam ne kadar saftır?

Telekomünikasyon fiber optik kablosundaki silika cam, ticari olarak üretilen en saf malzemeler arasındadır. Demir, bakır ve krom gibi geçiş metalleri (telekomünikasyon dalga boylarında ışığı emen ve zayıflamayı önemli ölçüde artıracak elementler) için toplam metalik kirlilik içeriği milyarda 1 parçanın (ppb) altındadır. %99,9999 SiO2'yi aşan bu saflık düzeyi, camı kaçınılmaz iz mineral kirliliği içeren doğal kuvarstan ziyade ultra saf gaz halindeki öncüllerden (%99,9999'dan daha yüksek saflığa sahip SiCl4) oluşturan kimyasal buhar biriktirme işlemiyle elde edilir.

S5: Fiber optik kablolar dış hava koşullarına dayanabilir mi?

Evet, dış mekana uygun fiber optik kablolar, UV radyasyonuna, sıcaklık döngüsüne, neme, rüzgar yüklemesine ve bazı durumlarda kemirgenlere veya ezilmelere 20-25 yıl boyunca dayanacak şekilde özel olarak tasarlanmıştır. Siyah HDPE kılıflı kablolar, UV radyasyonunu emen ve zamanla kırılganlığa ve çatlamaya neden olabilecek polimer zinciri bozulmasını önleyen karbon siyahı (ağırlıkça %2-3) içerir. Jel dolgulu veya kuru bloke edilmiş gevşek tüp yapısı, nemin cam elyafına ulaşmasını önler, çünkü su girişi mekanik gerilimle birleştiğinde silikadaki stres korozyonu yorulmasını hızlandırır. Havadan monte edilen kablolar aynı zamanda buz yüküne ve rüzgarın neden olduğu titreşim yorgunluğuna da dayanmalıdır; bu gereksinimler, uygun kablo sarkma tasarımı ve mukavemet elemanı boyutuyla karşılanır.

S6: LSZH ve PVC kılıf malzemeleri arasındaki fark nedir?

PVC (polivinil klorür) ceketler alev geciktiricidir ve düşük maliyetlidir, ancak yandığında hidrojen klorür (HCl) gazı ve yoğun siyah duman açığa çıkarır; veri merkezleri, transit tüneller veya kullanılan binalar gibi kapalı alanlarda toksik ve aşındırıcıdır. LSZH (Düşük Duman Sıfır Halojen) ceketler, yangına maruz kaldığında minimum düzeyde duman üreten ve halojenik asit gazları oluşturmayan halojen içermeyen polimerlerden (tipik olarak alüminyum trihidrat gibi mineral bazlı alev geciktiricilere sahip poliolefin bileşikleri) formüle edilmiştir. Avrupa kablo standartları (EN 50575) ve birçok ulusal bina kodu artık kamu binalarında, ulaşım altyapısında ve yoğun nüfuslu veri merkezi ortamlarında LSZH kablolarını gerektirmektedir. LSZH kabloları genellikle eşdeğer PVC kaplamalı kablolara göre %15-30 daha pahalıdır.

S7: Fiber optik kablo kılıfı malzemesi sinyal iletim performansını etkiler mi?

Işık yalnızca cam çekirdek ve kaplama içinde hareket ettiğinden, kılıf malzemesinin kendisinin fiberden ışık iletimi üzerinde doğrudan bir etkisi yoktur. Bununla birlikte, kılıf malzemesi optik performansı iki şekilde dolaylı olarak etkiler: birincisi, daha sert kılıf malzemeleri fiber demetine daha büyük yanal kuvvetler uygular ve tampon tüp veya fiber kaplama tasarımları optimize edilmezse potansiyel olarak mikro bükülmenin neden olduğu zayıflama artışlarına neden olur; ikincisi, aşırı sıcaklıklarda boyutsal stabilitesi zayıf olan kılıf malzemeleri (özellikle düşük sıcaklıklarda önemli ölçüde büzüşen malzemeler), eğer kablo tasarımı yeterli gerilim azaltma sağlamazsa fiberi basınç veya çekme gerilimine maruz bırakabilir. Standart kılıf malzemeleri kullanan iyi tasarlanmış kablolar, tam nominal çalışma sıcaklığı aralığında belirtilen zayıflama performansını korur.

Sonuç: Malzeme Seçimi Neden Fiber Optik Kablo Performansını Tanımlıyor?

Cevabı fiber optik kablolar hangi malzemelerden yapılmıştır Her malzemenin hassasiyetle seçildiği sofistike, katman katman mühendislik sistemi ortaya çıkıyor: minimum kayıpla ışığı yönlendiren bir çekirdek için ultra saf germanyum katkılı silika, toplam iç yansıma sınırını oluşturan katkısız veya flor katkılı silika kaplama, camı mikro bükülme ve nemden koruyan çift katmanlı UV ile kürlenmiş akrilat kaplamalar ve aramid veya FRP güç elemanlarından oluşan bir dış kablo yapısı, PBT tampon tüpleri, suyu engelleyen SAP malzemeleri, isteğe bağlı çelik zırh, ve uygulamanın yangın güvenliğine, UV direncine, sıcaklık aralığına ve çevresel gereksinimlerine uygun bir ceket bileşiği.

Her malzeme katmanı yeri doldurulamaz bir rol oynar. Herhangi bir bileşenin arızalanması (kaplamadaki diyafram çatlağı, bozulmuş ceketten su girişi veya korumasız dış kaplamanın UV bozulması) tüm kablo bağlantısının performansını veya hizmet ömrünü tehlikeye atabilir. Ağ tasarımcıları, kurulumcular ve satın alma mühendisleri için ağı oluşturan malzemeleri anlamak fiber optik kablos tüm telekom, veri merkezi, endüstriyel ve özel uygulamalar yelpazesinde doğru spesifikasyon kararları vermenin temelidir.