광섬유 케이블 제조 이해
이론에서 제작까지
현대 통신의 세계는 원료를 글로벌 연결의 백본으로 변환하는 정교한 프로세스 인 광섬유 케이블 제조에 크게 의존합니다.
기본 원칙광 도파관
광섬유 시신경 케이블 제조의 중심에는 빛이 어떻게 전파되는지에 대한 이해가 있습니다.광 도파관. 섬유 도파관 내의 전자기장 분포 및 모달 특성은 모든 광섬유 케이블의 기본 전송 특성을 결정합니다. 하나의 전파 모드 만 지원하는 단일 - 모드 섬유는 광섬유 케이블 생산 중에 신중하게 제어 해야하는 특정 컷오프 파장을 나타냅니다.
이러한 컷오프 특성은 케이블 링 후에 변경 될 수 있으므로 제조업체가 광섬유 케이블 설계 단계에서 기계적 응력 및 굽힘 효과를 설명하여 최종 제품에서 최적의 성능을 보장하는 것이 필수적입니다.
의 현상색수 분산단일 - 모드 섬유는 광섬유 케이블 제조에서 중요한 고려 사항을 나타냅니다. 이 파장 - 종속 전파 특성은 광학 신호의 다양한 스펙트럼 구성 요소가 다양한 속도로 이동하여 광섬유 케이블 시스템에서 전송 거리 및 데이터 속도를 제한합니다.
현대 제조 기술은 분산 - 보상 섬유의 생산 및 굴절률 프로파일의 정확한 제어를 포함하여 분산 보상 전략을 통합합니다.사전 형식 제조. 광섬유 케이블 생산에서 이러한 고급 접근 방식은 완성 된 케이블이 신호 분해없이 연장 거리에서 높은 - 속도 데이터 전송을 지원할 수 있도록합니다.
전체 내부 반사
섬유 광학을 통한 가벼운 전파를 가능하게하는 기본 원리
모드 특성
다른 전파 경로는 섬유 분류를 결정합니다
분산RSION 효과
파장 - 종속 전파는 신호 무결성에 영향을 미칩니다
편광 모드 분산 (PMD)고급 광섬유 케이블 제조 기술을 통해 해결해야 할 또 다른 도전을 제시합니다. 섬유 복굴절로 인한이 효과는 광섬유 케이블 내의 직교 분극 상태 사이의 차등 그룹 지연을 초래합니다.
제조 공정에는 이제 섬유 드로잉 중 특수 회전 기술이 포함되어 최소화됩니다.PMD, 높은 - 속도 전송 시스템에서 광섬유 케이블의 우수한 성능을 보장합니다. 광섬유 케이블 생산의 이러한 혁신은 현대 통신 네트워크의 엄격한 요구 사항을 충족시키는 데 필수적이되었습니다.
통신 섬유의 진화
G.652에서 G.657로의 광섬유 표준의 진행은 광섬유 케이블 제조 기능의 지속적인 개선을 반영합니다.
G.652
G.652 표준 단일 - 모드 섬유
- 광섬유 케이블 설치의 표준으로 전 세계적으로 배포
- 여러 광섬유 케이블 애플리케이션에 사용할 수있는 여러 하위 범주 (A, B, C, D)
- G.652d는 광섬유 케이블 시스템에서 감소 된 물 피크 감쇠를 제공합니다.
- 낮추다PMD새로운 광섬유 케이블 변형의 값은 더 나은 성능을 보장합니다.
G.653 - G.655
G .653 - G.655 특수 섬유
- G.653 : 분산 - 광섬유 케이블 네트워크를 위해 섬유를 이동시켰다
- G.654 : 컷오프 - 잠수함 광섬유 케이블 사용을 위해 이동했습니다
- G.655 : 비 {- Zero Dispersion - 바로 광섬유 케이블 설계
- 특정 광섬유 케이블 응용 프로그램에 대한 맞춤형 특성
G.657
G.657 벤드 - insensitive 섬유
- 타이트한 굽힘 아래에서 광섬유 케이블 성능을 유지합니다
- 유연한 FTTH 광섬유 케이블 설치를 가능하게합니다
- 광섬유 케이블 제조에서 정확한 굴절률 제어
- 광섬유 케이블에서 더 나은 모드 구속을위한 트렌치 디자인
G.657 Bend의 도입 - 무감각 섬유는 광섬유 케이블 제조에서 중요한 이정표를 표시합니다. 이 섬유는 단단한 굽힘 조건에서도 탁월한 성능을 유지하므로 -에서 - 홈 배치에서보다 유연한 설치 시나리오를 가능하게합니다.
이러한 섬유를 제조하려면 굴절률 프로파일의 정확한 제어가 필요하며, 종종 종종 광학 모드를 기존 단계 - 인덱스 프로파일보다 더 효과적으로 제한하는 트렌치 설계를 사용합니다.
사전 양식 제조 기술
변형 된 화학 증기 증착
G.657 Bend의 도입 - 무감각 섬유는 광섬유 케이블 제조에서 중요한 이정표를 표시합니다. 이 섬유는 좁은 굽힘 조건에서도 탁월한 성능을 유지하므로 섬유질 -에서 - 홈 배치에서보다 유연한 광섬유 케이블 설치 시나리오를 가능하게합니다.
이러한 광섬유 케이블 구성 요소를 제조하려면 굴절률 프로파일의 정확한 제어가 필요하며, 종종 전통적인 광섬유 케이블 제품에 사용되는 기존 단계 - 인덱스 프로파일보다 광학 모드를보다 효과적으로 제한하는 트렌치 설계를 사용합니다.
증기 - 위상 축 증착
증기 - 위상 축 증착 (VAD) 및 외부 증기 증착 (OVD) 공정은 높은 - 볼륨 광섬유 케이블 제조 접근법을 나타냅니다. VAD 기술은 광섬유 케이블 생산을위한 그을음 입자의 축 증착을 통해 지속적인 사전 성장을 가능하게하는 반면, OVD는 회전하는 대상 막대에 방사형 층을 구축합니다.
VAD 코어 증착의 OVD 클래딩 응용 프로그램의 조합은 우수한 광학적 특성을 갖는 광섬유 케이블에 사용되는 G.652D 섬유를 생성하는데 특히 효과적인 것으로 입증되었다.
혈장 화학 증기 증착
혈장 화학 증기 증착 (PCVD) 및 외부 변형 화학 기술 시스템 (OMCT)은 광섬유 케이블 제조에 대한 대안 적 접근법을 제공합니다.
광섬유 케이블 프리폼에서 OVD 클래딩 층을 만들기 위해 특별히 개발 된 OMCTS 기술은 향상된 증착 속도와 개선 된 재료 활용 효율을 제공하여 더 많은 비용 - 효과적인 광섬유 케이블 생산 공정에 기여합니다.
사전 양식 제조 공정
높은 - 품질 광 섬유를 생성하는 중요한 첫 단계
MCVD 프로세스
MCVD (Modified Chemical Vapor 증착) 공정은 광섬유 케이블 제조에 사용되는 가장 진보 된 기술 중 하나입니다.
회전 실리카 튜브에 화학 증기를 정확하게 도입함으로써 제조업체는 제어 된 도펀트를 갖는 유리 층의 매우 정확한 증착을 달성 할 수 있습니다.
이 방법은 탁월한 굴절률 제어를 보장하며, 이는 광 전송을 최적화하고 신호 손실을 최소화하며 전체 섬유 성능을 향상시키는 데 중요합니다.
데이터 센터, 5G 백본 네트워크 및 잠수함 통신 시스템과 같은 B2B 응용 프로그램의 경우 일관된 굴절률 프로파일은 긴 - 용어 안정성 및 높은 - 용량 광학 시스템과의 호환성을 보장합니다.
VAD 기술
증기 축 퇴적 (VAD) 기술은 광섬유 프리폼을 생산하는 주요 방법입니다. 배치 프로세스와 달리 VAD는 지속적인 사전 형태 성장을 가능하게하여 광섬유 케이블 제조의 효율성과 일관성을 크게 향상시킵니다.
공정 동안, 실리카 입자는 축 방향으로 시드 막대에 직접 증착되어 균일 한 구조 및 정확한 굴절률 제어와 함께 큰 - 직경을 형성합니다.
B2B 애플리케이션의 경우 텔레 커뮤니케이션 캐리어, 데이터 센터 운영자 및 잠수함 케이블 제공 업체 - VAD 기술과 같은 B2B 응용 프로그램의 경우 - VAD 기술은 글로벌 광학 네트워크가 요구하는 안정적인 공급, 확장 성 및 높은 신뢰성을 보장합니다.
OVD 프로세스 OVD
외부 증기 증착 (OVD)은 광섬유 케이블 제조에서 가장 널리 사용되는 기술 중 하나입니다.
이 과정에서, 미세 실리카 입자는 회전 세라믹로드 상에 방사형 층으로 증착된다. 증착 후, 다공성 프리 폼은 고온에서 통합되어 정확한 굴절률 제어가있는 조밀 한 유리 구조를 생성한다.
통신 사업자, 데이터 센터 제공 업체 및 시스템 통합 업체와 같은 B2B 구매자의 경우 OVD는 다음 - 세대 광섬유 케이블 제조에 중요한 확장 성, 낮은 감쇠 및 안정적인 광학 성능 - 품질을 보장합니다.
PCVD 방법
혈장 화학 증기 증착 (PCVD)은 실리카 튜브 내부에 유리 층을 증착하기 위해 전자 레인지 - 생성 플라즈마를 사용하는 광섬유 케이블 제조의 고급 기술입니다.
다른 사전 형식 제조 방법과 비교하여, PCVD는 혈장 반응 동안 게르마늄 또는 불소와 같은 도펀트의 미세 조정을 허용함으로써 굴절률 제어에서 탁월한 정밀도를 제공한다.
항공 우주 통신, 센서 시스템 및 메트로폴리탄 백본 네트워크와 같은 B2B 애플리케이션의 경우 PCVD는 우수한 성능, 재현성 및 긴 - 용어 안정성을 갖춘 섬유를 제공합니다.
섬유 드로잉 및 코팅 공정
프리폼을 광섬유 케이블로 변환하는 것은 그리기 과정에서 발생합니다. 온도, 장력 및 드로잉 속도의 정확한 제어는 최종 광섬유 특성을 결정합니다. 프리 폼은 드로잉 퍼니스에서 약 2000도까지 가열되어 유리가 흐르고 125 마이크로 미터의 대상 섬유 직경으로 감소하는 넥 딩 영역을 만듭니다.
냉각 직후 보호 코팅의 적용은 광섬유 케이블 제조의 또 다른 중요한 측면을 나타냅니다. 듀얼 - 층 UV - 경화 가능한 아크릴 레이트 코팅은 일반적으로 압력 화 된 코팅 다이를 사용하여 적용하여 외부 오염에 노출되기 전에 섬유를 캡슐화합니다.
1 차 코팅은 기계적 응력 및 쿠션 미세 흡수를 흡수하는 반면, 2 차 층은 마모 저항성과 긴 - 용어 환경 보호를 제공합니다. 이들 코팅의 정확한 동심성을 유지하는 것은 큰 - 스케일 배포에서 신뢰할 수있는 스 플라이 싱, 커넥터화 및 낮은 삽입 손실을 보장하는 데 필수적입니다.
고급 광섬유 케이블 제조 시설은 레이저 - 기반 지름 모니터링 시스템을 사용하고 - 루프 제어를 닫기 위해 ± 0.5 마이크로 미터 내에서 치수 공차를 유지합니다. 이 엄격한 제어는 표준 커넥터 및 퓨전 스 플라이 싱 장비와의 호환성에 필수적입니다.
공차 이상의 편차는 스플 라이스 손실을 증가시키고, 커넥터 효율을 줄이며, 긴 - 운반 네트워크에서 신호 무결성을 손상시킬 수 있습니다. 자동화 된 제어 시스템은 높은 공정 신뢰성을 유지하기 위해 드로잉 속도 또는 용광로 조건을 즉시 조정하여 현대 생산 라인의 특징 중 하나입니다.
을 위한PMD감소, 광섬유 케이블 제조업체는 드로잉 프로세스 중에 제어 된 섬유 회전을 구현합니다. 이 기술은 섬유 축을 따라 신중하게 조절 된 트위스트를 도입하여 구조적 비대칭으로 인한 잔류 복굴절을 효과적으로 평균화합니다.
PMD 감소는 높은 - 비트 - 속도 시스템 (10GB/s 이상) 및 코 히어 런트 전송 기술로 필수적이며, 이는 편광 효과가 전송 거리와 대역폭을 직접 제한하는 코 히어 런트 전송 기술입니다. 스핀 컨트롤을 드로잉 타워에 통합함으로써 제조업체는 섬유가 다음 - 세대 통신 네트워크를위한 국제 PMD 표준을 충족하도록합니다.
광섬유 케이블 제조에서 드로잉 다음 냉각 공정은 섬유 강도 및 광학적 특성에 영향을 줄 수있는 잔류 응력을 방지하기 위해 신중한 관리가 필요합니다. 헬륨 가스 냉각 시스템은 높은 열전도율과 오염 물질을 도입하지 않고 빠르고 균일 한 켄칭을 전달할 수있는 능력으로 인해 널리 사용됩니다.
적절한 냉각은 기계적 신뢰성을 향상시키고, 마이크로 - 균열 형성을 줄이고, 수십 년 동안의 서비스 수명에 걸쳐 피로에 대한 저항을 향상시킵니다. 하이 - 잠수함 케이블 또는 데이터 센터 인터커넥트와 같은 성능 응용 프로그램에서 최적화 된 냉각 프로토콜은 Ultra - 낮은 손실 및 긴 - 용어 안정성을 달성하는 데 중요합니다.
섬유 드로잉 프로세스 단계
사전 형식 로딩
프리폼은 드로잉 타워에 조심스럽게로드되어 광섬유 케이블 생산 중에 적절한 섬유 형상을 보장하기 위해 정밀도와 정렬됩니다.
01
용광로 가열
프리 폼 팁은 흑연 또는 세라믹 용광로에서 약 2000 도로 가열되어 광섬유 케이블 제조 중 유리를 연화시킵니다.
02
섬유 드로잉
연화 유리는 정밀 장력 제어 기능을 갖춘 대상 직경 (일반적으로 125 μm)으로 끌어내어 광섬유 케이블의 코어를 형성합니다.
03
직경 모니터링
광섬유 케이블 생산 중에 광섬유 직경을 지속적으로 측정하여 폐쇄 된 - 루프 제어 시스템에 대한 피드백을 제공합니다.
04
냉각 과정
헬륨 가스 냉각 시스템은 광섬유 케이블 제조 중에 섬유를 신속하고 균일하게 식히기 위해 광섬유 케이블 제조 중에 섬유를 균일하게 냉각시킵니다.
05
코팅 응용
듀얼 - 층 아크릴 레이트 코팅은 광섬유 케이블 생산 중에 적용되어 섬유 표면을 보호하고 기계적 강도를 제공합니다.
06
UV 경화
적용된 코팅은 광섬유 케이블 제조 동안 UV 방사선을 사용하여 경화되어 단단한 보호 층을 형성합니다.
07
스풀링
완성 된 섬유는 광섬유 케이블 생산 중에 정확한 장력 제어하여 손상을 방지하여 릴에 스풀링됩니다.
08
케이블 구조 설계 및 제조
개별 섬유에서 기능성 광섬유 케이블로의 전환에는 여러 설계 고려 사항 및 제조 단계가 포함됩니다.
다중 섬유가 평면 어레이로 배열되고 UV - 치료 가능한 매트릭스 재료로 캡슐화 된 리본 섬유 기술은 최신 광섬유 케이블 제조에 중요한 높은 - 밀도 포장을 가능하게합니다.
리본 섬유의 생산에는 신뢰할 수있는 질량 융합 스 플라이 싱 기능을 보장하기 위해 정확한 정렬 시스템 및 균일 한 코팅 응용 프로그램이 필요합니다.
광섬유 케이블의 느슨한 튜브 설계는 섬유와 케이블 구조 요소 사이의 기계적 분리를 제공하여 환경 응력을 보호합니다.
느슨한 튜브를위한 2 차 코팅 공정은 섬유 다발 주변의 변형 된 폴리 프로필렌 또는 기타 열가소성 재료를 압출하는 것이며, 차등 열 팽창 및 수축을 수용 할 수있는 과량의 섬유 길이를 신중하게 제어합니다.
광섬유 케이블 제조에서 충전 화합물의 선택 및 적용은 케이블 성능에 크게 영향을 미칩니다. 전통적인 겔 - 채워진 광섬유 케이블 설계는 섬유 운동을 허용하면서 물 유입을 방지하는 혈소성 화합물을 사용합니다.
그러나 물을 사용하는 건식 광섬유 케이블 기술 - 차단 원사 및 테이프가 더 쉬운 설치 및 유지 보수 특성으로 인해 인기가 높아졌습니다.
광섬유 케이블 구조
케이블 구조 구성 요소
- 광 섬유
- 힘 멤버
- 버퍼 튜브
- 외부 재킷
리본 섬유 기술
리본 섬유는 여러 섬유를 평평한 어레이로 배열하여 높은 포장 밀도와 더 빠른 질량 융합 스 플라이 싱을 가능하게합니다. 광섬유 케이블 제조 에서이 기술은 설치 효율성을 향상시키고 인건비를 줄여 데이터 센터 및 대형 통신 네트워크에 이상적입니다.
느슨한 튜브 디자인
느슨한 튜브 설계를 통해 섬유는 보호 완충 튜브 내부에서 자유롭게 움직여 굽힘 및 온도 변화로 인한 응력이 줄어 듭니다. 광섬유 케이블 제조에 널리 사용되는이 구조는 실외 및 긴 - 거리 통신 응용 프로그램의 내구성을 향상시킵니다.
물 차단 시스템
물 - 차단 시스템은 수분 침입을 방지하기 위해 겔 화합물 또는 부풀어 놓은 건조 물질을 사용합니다. 광섬유 케이블 제조에서는 매장 또는 잠수함 설치와 같은 가혹한 환경에서 긴 - 용어 신뢰성을 보장합니다.
특수 케이블 유형
ADSS 케이블
모든 - 유전체 자체 - 지원 (ADSS) 광섬유 케이블은 전력 전송 라인을 따라 공중 설치를 위해 설계되었으며, 이는 광학 성능을 유지하면서 상당한 기계적 부하를 견딜 수 있어야합니다.
- 금속성 성분이 없습니다
- 자체 - 섬유 광학 케이블 설계 지원
- 전기 간섭에 대한 내성
OPGW 케이블
광학 접지 와이어 (OPGW) 광섬유 케이블은 광학 통신 기능을 전기 접지 와이어 기능과 결합하여 금속 와이어 구조 내의 광섬유 장치를 통합합니다.
- 이중 기능 (광섬유 케이블 통신 + 접지)
- 강도를위한 금속 갑옷
- 높은 - 전압 전송 라인에 사용됩니다
잠수함 케이블
해저 통신 광섬유 케이블은 25 년 동안의 성능을 유지하면서 극도의 해양 깊이에서 살아 남기 위해 고안된 가장 까다로운 응용 프로그램을 나타냅니다.
- 보호를위한 다중 갑옷 층
- 리피터를위한 구리 도체
- 압력 - 저항성 광섬유 케이블 설계
잠수함 케이블 제조는 아마도 광섬유 케이블 제조에서 가장 까다로운 응용 프로그램 일 것입니다. 이 케이블은 해양 깊이에서 배치에서 생존하면서 25 년간의 서비스 수명에 걸쳐 해장 성과 광학 성능을 유지해야합니다.
제조 공정에는 다중 갑옷 와이어 층, 리피터로의 전력 전달을위한 구리 도체 및 극한의 정수압 압력 하에서 물 수입을 방지하는 특수 압력 - 저항성 설계가 포함됩니다.
품질 관리 및 테스트
광섬유 케이블 제조 공정 전반에 걸쳐 엄격한 품질 관리 조치는 제품 신뢰성을 보장합니다. 광학 시간 도메인 반사 계 (OTDR) 테스트는 섬유 감쇠, 커넥터 손실 및 스플 라이스 품질의 상세한 특성을 제공합니다. 기계 테스트 프로토콜은 국제 표준에 따라 인장 강도, 호감 저항 및 굽힘 성능을 평가합니다.
케이블 인장 특성의 측정에는 광섬유 케이블 스트레인을 모니터링하는 동안 제어 된 하중을 적용하고 감쇠 변경이 포함됩니다. 이 테스트는 케이블이 광학 성능을 손상시키지 않고 설치력을 견딜 수 있는지 확인합니다.
온도 사이클링 및 물 침투 저항성 평가를 포함한 환경 테스트는 현장 조건에서 긴 - 용어 신뢰성을 확인합니다.
01
광학 테스트
광섬유 케이블 제조를위한 OTDR, 삽입 손실, 반환 손실 및 대역폭 측정
02
기계 테스트
광섬유 케이블 제조를위한 인장 강도, 호감 저항 및 굽힘 성능 평가
03
환경 테스트
광섬유 케이블 제조를위한 온도 사이클링, 습도 저항 및 물 침투 테스트
재료 및 제조 혁신
재킷 재료 발전
재킷 재료 제형의 발전으로 인해 광섬유 케이블 내구성과 성능이 향상되었습니다. 현대 폴리에틸렌 화합물은 특정 설치 환경에 맞게 조정 된 UV 안정제, 산화 방지제 및 화염 지연제를 포함합니다. 광섬유 케이블 재킷을위한 압출 공정에는 균일 한 벽 두께 및 표면 품질을 달성하기 위해 정확한 온도 제어 및 재료 흐름 관리가 필요합니다.
구부러진 - insensitive fiber 기술
듀얼 - 스테이션 Multi - 광섬유 케이블 어셈블리를위한 Axis 지능형 작업 플랫폼;
광섬유 케이블 구성 요소에 대한 동기화 된 CCD 정밀 위치;
용접 조인트의 높은 용접 정밀도 및 탁월한 일관성, 특히 광섬유 케이블 제조에서 높은 - 정밀 전자 장치 공정에 적합합니다.
광섬유 제조의 주요 혁신
1970s
감쇠가 낮은 최초의 실제 광 섬유
1980s
MCVD 및 OVD 제조 공정
2000s
구부러진 - insensitive fiber 기술
2020s
나노 구조화 된 섬유 설계