Ljósleiðarar eru í eðli sínu viðkvæmari en kopar. Það er tiltekin tegund af gleri (brædd kísil), með dæmigerðan togstyrk sem er minna en helmingur af kopar. Hins vegar, jafnvel þó að blönduð kísil líti út og geti fundist, viðkvæm og brothætt, ef rétt unnin, prófuð og notuð hefur það reynst gríðarlega endingargott.
Til að meta endingu hvers efnis er gagnlegt að huga að ákveðnum eiginleikum:
Upphafsstyrkur
Hraði niðurbrots
Allir gallar sem geta veikt það
Hvarfefni sem geta veikt það
Optískur líftími þess - þar sem kísilinn verður samt að geta virkað á fullnægjandi hátt
Með þetta í huga eru í meginatriðum fjórir þættir sem hafa áhrif á endingu ljósleiðarakerfisins þíns:
1. Yfirborðsgalla
Ósnortið kísilgler sem er laust við galla er gríðarlega ónæmt fyrir niðurbroti. Hins vegar hafa allir ljósleiðarar sem eru framleiddir í atvinnuskyni yfirborðsgalla (litlar örsprungur) sem draga úr endingu efnisins við ákveðnar aðstæður. Mikilvægi þátturinn hér er álagsstyrkstuðullinn "K", sem tengist beittri streitu og kvaðratrót sprungudýptarinnar. Það þýðir að „raunverulegar“ trefjar - þær sem eru með litla galla - þjást í fyrstu við hægan vöxt í þessum göllum og síðan hröðum vexti til bilunar.
Til að vinna bug á þessu, framkvæma virtir trefjabirgjar „sönnunarprófanir“ sem teygja trefjarnar að fyrirfram ákveðnu stigi (venjulega 1 prósent) í tiltekinn tíma til að brjóta vísvitandi stærri galla.
2. Draga úr niðurbroti
Notandinn situr þá eftir með trefjar sem innihalda færri, smærri galla sem þarf að verja gegn óþarfa niðurbroti. Þetta þýðir fyrst og fremst að stöðva sköpun nýrra galla með því að húða trefjarnar með verndandi og endingargóðu efni fyrir aðalhúðina.
3. Uppsetning Stofnar
Við vitum að streita er helsti óvinur langlífis trefja, þannig að verndarverkefnið er sent til kapalsins, sem mun tryggja að notkun viðeigandi styrkleikaþátta takmarkar álagið sem beitt er á kapalinn við mun minna en 1 prósent sönnunarprófunarstigið. Uppsetningarforritið þarf síðan að tryggja að dreifingarferlið yfirspenni ekki snúruna.
Af þeim þremur aðferðum sem almennt eru notaðar - toga, ýta og blása - veldur aðeins togi óæskilega teygju (togspennu). Ólíkt málmi þjáist gler ekki við að vera þjappað saman og því veldur væg þjöppun sem stafar af við þrýstingu engan skaða á trefjunum.
4. Umhverfisþættir
Þegar það hefur verið komið á laggirnar hefur nærumhverfið mikil áhrif á líf trefja. Hækkað hitastig getur flýtt fyrir sprunguvexti, en það er tilvist vatns sem hefur í gegnum tíðina verið mest áhyggjuefni. Vöxtur sprungna undir álagi er auðveldari með vatni sem leiðir til "álagstæringar".
Þú getur athugað hver tilhneiging trefja til að þjást af streitutæringu er með því að endurskoða "streitutæringarnæmisbreytu", sem er miklu þægilegra kallaður "n". Hátt n gildi (um 20) gefur til kynna endingargóðar trefjar og húðun.
Að reikna út hversu lengi netið þitt mun endast
Með hliðsjón af þessum fjórum þáttum hér að ofan, hvernig geturðu reiknað út líftíma ljósleiðarakerfisins þíns? Til að gera þetta þarf netskipuleggjandi að taka tillit til tveggja inntaka:
Hvernig göllum er dreift á ljósleiðara, með því að nota Weibull dreifingu
Niðurstöður trefjastyrkprófunar, venjulega framkvæmdar af framleiðendum
Með því að sameina (spáð) galladreifingu og sprunguvöxtarkenningu hefur verið framleitt nokkur líftímalíkön fyrir ljósleiðara, sem má sjá hér.
Almennt séð gefa þessar gerðir líkur á bilun fyrir tiltekinn trefjakm yfir valinn líftíma, einhvers staðar á milli 20 og 40 ára. Fyrir rétt uppsettan stig 1 trefjar eru bilunarlíkur á slíkum tímaramma af stærðargráðunni 1 á móti 100,000.
Til samanburðar eru líkurnar á því að trefjar skemmist við handvirkt inngrip, eins og að grafa, á sama tíma um 1 á móti 1,000. Gæða trefjar, settir upp með góðkynja tækni og af varkárum uppsetningaraðilum við viðunandi aðstæður ættu því að vera afar áreiðanlegar - að því tilskildu að það sé ekki truflað.
Einnig er rétt að benda á að kapallengdirnar sjálfar hafa sjaldan bilað „í eðli sínu“, heldur hafa verið bilanir í samskeytum þar sem kapall og samskeyti passa ekki vel saman, sem gerir trefjunum kleift að hreyfast - til dæmis vegna hitabreytinga. Þetta leiðir til ofþenslu á trefjum og að lokum beinbrota.
Sönnunargögnin frá sviði
Í ljósi þess að fyrstu stórfelldu trefjakerfin voru notuð snemma á níunda áratugnum, hvernig hefur þeim gengið? Góðu fréttirnar eru þær að á síðustu 35 árum hafa ekki komið upp umfangsmiklar uppkomu trefjabilunar í rétt uppsettum kerfum sem nota flokks 1 íhluti. Brot hafa sést, en það eru aðallega þar sem trefjar hafa verið fjarlægðir úr strengjum og beygðir undir leyfilegum beygjuradíus.
Reyndar, ef trefjar eru geymdar og spólaðar á réttan hátt, er vel mögulegt að þær reynist sterkari en við héldum í fyrstu. Kannski byrja upprunalegu gallarnir að gróa með tímanum og útsetningu fyrir vatni við lágt álag.
Eins og við höfum séð á öðrum bloggsíðum geta stærstu óvinir hins vandlega hannaða áreiðanleika ljósleiðara verið frá mönnum, dýrum eða móður náttúru, frekar en sameinaða kísilinn sjálfan. Ef þessi ótæknilegu atriði eru sleppt, er vel mögulegt að ljósleiðarakerfi sjálft gætu haldið áfram að starfa, með uppfærðri ljósatækni, í mörg ár fram í tímann - jafnvel eins lengi og koparforverar þeirra!