수소-로 인한 감쇠는 분자 수소가 실리카 광섬유에 도달하여 일시적인 흡수를 생성하거나 유리의 결함 부위와 반응할 때 발생할 수 있는 광학 손실의 증가입니다. 이는 일부 케이블 환경에서 실제로 장기적인- 안정성 고려 사항이지만 실외 광섬유 네트워크에 대한 보편적인 오류 모드로 취급되어서는 안 됩니다. 현대식 광섬유 설계와 적절한 케이블 구조는 일반 지상 응용 분야의 위험을 크게 줄였습니다.
따라서 엔지니어링 문제는 단순히 케이블에 젤, 금속 또는 수분 차단 물질이 포함되어 있는지 여부가 아닙니다.- 이는 전체 케이블 시스템이 설치된 광섬유에 영향을 미칠 만큼 충분한 수소를 오랫동안 생성하거나 허용할 수 있는지 여부입니다. 평가에서는 섬유 범주, 케이블 구성 요소, 습기 노출, 금속 요소, 외부 수소 공급원, 밀봉 및 예상 서비스 환경을 고려해야 합니다.
수소{0}}유도 감쇠란 무엇입니까?
수소 분자는 많은 케이블 재료를 통해 확산되어 결국 실리카 유리에 들어갈 만큼 작습니다. 수소가 섬유에 도달하면 두 가지 광범위한 효과를 구별해야 합니다. 분자 수소는 유리에 수소가 존재하는 동안 흡수 기능을 생성할 수 있으며 노출이 제거되면 이러한 기여 중 일부가 감소할 수 있습니다. 또한 수소는 실리카의 취약한 결함 부위와 반응하여 OH{3}} 관련 흡수를 생성하여 보다 지속적인 감쇠 변화를 일으킬 수 있습니다.
"수소 손실"은 자동으로 영구적인 케이블 고장과 동의어가 아니기 때문에 이러한 구별이 중요합니다. 심각성과 가역성은 섬유 디자인, 수소 농도, 온도, 노출 시간 및 관련된 화학적 메커니즘에 따라 달라집니다.
광케이블의 수소는 어디에서 나올 수 있나요?
케이블 내부의 수소는 둘 이상의 경로에서 발생할 수 있습니다. 가장 관련성이 높은 메커니즘은 케이블 재료, 습기 및 금속 구성 요소 또는 외부 수소-가 풍부한 환경과 관련이 있습니다.
수분 및 금속 성분
금속 외장, 강도 부재, 테이프 또는 기타 금속 구성 요소를 포함하는 케이블 구조에서 습기는 부식 또는 수소를 생성하는 갈바니 반응의 조건을 만들 수 있습니다. 지상파 광케이블에 대한 현재 ITU 지침에는 특히 습기와 금속 원소가 있는 경우 수소가 생성될 수 있다고 명시되어 있습니다. 이러한 이유로 강철 갑옷만을 문제로 다루기보다는 부식 시스템, 방수벽, 외피 무결성 및 서로 다른 재료 간의 상호 작용을 함께 평가해야 합니다.
따라서 매설 경로의 경우 토양 상태와 필요한 기계적 보호를 반영하여 케이블을 선택해야 합니다. 에이광섬유 케이블을 직접-매설한 프로젝트에서는 합법적으로 금속 보호를 요구하고 다른 프로젝트에서는 비{0}}비금속 구조를 요구할 수 있습니다. 올바른 선택은 압착, 설치류, 번개, 접지, 부식 및 환경 요구 사항에 따라 달라집니다.
케이블 화합물 및 고분자 재료
일부 케이블 구성 요소는 특정 노화, 온도 또는 화학적 조건에서 소량의 수소를 방출할 수 있습니다. 그러나 모든 기존 충전 젤이 주요 수소 공급원이라고 가정하는 것은 정확하지 않습니다. 제형은 다양하며 일부 케이블 충전 시스템에는 수소-소거 성분이 포함될 수도 있습니다. 재료 적격성 평가는 단순한 "겔 대 건조" 규칙이 아닌 공급업체 데이터와 적절한 노화 테스트를 기반으로 해야 합니다.
재킷, 테이프, 충진제, 강도 부재 및 기타 구성 요소의 기능과 선택에 대한 더 넓은 견해를 보려면 다음을 참조하십시오.광섬유 케이블 재료 가이드.
외부 수소 및 수분 유입
케이블은 특히 특수 산업, 다운홀, 고온,-가압 또는 화학적으로 공격적인 환경에서 케이블 외부에서 생성된 수소에 노출될 수도 있습니다. 열악한 폐쇄 또는 외장 밀봉은 그 자체로 직접적인 수소 공급원은 아니지만 습기 유입은 부식 및 수소 생성을 증가시키는 재료 상호 작용을 가속화할 수 있습니다. 따라서 접합 및 전환의 경우 밀봉 품질은 수소- 제어 전략의 일부로 남아 있습니다.
1383nm가 1310nm 또는 1550nm보다 중요한 이유
일반적인 기술적 오류는 1310nm와 1550nm를 수소로 인한 주요 OH 흡수 피크로 설명하는 것입니다. 이는 중요한 전송 창이지만 표준 단일{4}}모드 광섬유에서 가장 잘 알려진{3}}물/OH 흡수 특성은 약 1383nm입니다.
현재ITU-T G.652 권장사항G.652.D 섬유의 경우 수소 노화 후 1383 ± 3 nm에서 최대 감쇠 계수 0.40 dB/km를 지정합니다. 동일한 권장 사항에는 B-652.D 섬유에 대한 수소{5}}노화 유형 테스트가 IEC 60793-2-50에 따라 수행된다고 명시되어 있습니다. 최신IEC 60793-2-50B-652 광섬유 카테고리를 포함한 클래스 B 단일{0}}모드 광섬유 제품 사양을 다룹니다.
이는 수소가 다른 파장에 영향을 미치지 않는다는 의미는 아닙니다. 분자 수소 및 수소- 관련 반응은 추가 스펙트럼 특성을 생성할 수 있으며 시스템 영향은 궁극적으로 작동 대역 및 링크 예산에 따라 달라집니다. 그러나 최신 G.652.D 광섬유의 실제적인 검증을 위해서는 1383nm 영역이 주요 기준점이며 "1310nm 및 1550nm의 OH 피크"에 대한 일반적인 설명으로 대체되어서는 안 됩니다.
수소는 지상 광섬유 케이블의 일반적인 고장 원인입니까?
수소는 중요한 설계 고려 사항이지만 그 위험은 적용 분야에 비례하여 명시되어야 합니다. 지상파 광케이블에 대한 최근 ITU 지침에서는 적절한 광섬유 및 케이블 설계를 사용하는 경우에만 수소 생성이 문제가 된다고 지적합니다. 이는 현대 저수-수-피크 단일{4}}모드 광섬유 및 개선된 케이블 소재의 발전과 일치합니다.
실질적인 의미는 프로젝트 팀이 두 가지 상반된 실수를 피해야 한다는 것입니다. 즉, 수소가 축적될 수 있는 환경에서 수소를 무시하는 것과 이를 모든 노후된 실외 케이블에서 감쇠의 주요 원인으로 취급하는 것입니다. 굽힘, 기계적 변형, 외피 손상, 접합 불량, 커넥터 오염, 물{1}}관련 손상 및 설치 결함도 광학 마진을 감소시킬 수 있습니다.
의심되는 수소-유도 감쇠를 진단하는 방법
수소{0}}관련 손실은 케이블 수명만으로 추론하기보다는 증거를 통해 진단해야 합니다. 유용한 조사는 일반적으로 여러 관찰을 결합합니다.
- 현재 감쇠를 시운전 또는 승인-테스트 기록과 비교하세요.
- 작동 파장에서 감쇠를 측정하고 광섬유 사양 및 테스트 장비가 허용하는 경우 1383nm 영역 또는 더 넓은 스펙트럼 감쇠 추적을 검사합니다.
- 증가량이 광섬유를 따라 분포되는지, 접속부, 굴곡부, 폐쇄부 또는 손상된 케이블 섹션에 집중되는지 확인하십시오.
- 동일한 케이블의 인접한 광섬유를 비교하고, 가능하면 인접한 케이블 섹션의 광섬유를 비교하십시오.
- 경로에 습기 침투, 부식, 외피 손상, 침수, 비정상적인 온도 또는 외부 수소 노출이 있는지 검사하십시오.
- 섬유 카테고리와 제조업체의 수소-노화 자격 데이터를 검토하세요.
OTDR은 반사 이벤트, 국부적인 초과 손실 및 범위에 따른 변화를 찾는 데 유용하지만 OTDR 추적 자체로는 수소가 근본 원인임을 입증하지 못합니다. 더 넓은광섬유 케이블 테스트프로그램은 OTDR 결과를 삽입-손실 또는 감쇠 측정, 제품 사양 및 환경 증거와 결합해야 합니다.
수소 위험을 줄이기 위한 목표 케이블 설계 조치
1. 검증된 수소-노화 성능을 갖춘 최신 섬유 지정
섬유 선택은 첫 번째 제어 계층입니다. 기존 지상파 단일-모드 네트워크의 경우,G.652.D 단일-모드 광섬유낮은 물-최고 성능으로 설계되었으며 약 1383nm의 수소 노화 요구사항을 포함합니다.- 프로젝트 사양은 1310nm 및 1550nm의 공칭 감쇠에만 의존하는 대신 적용 가능한 광케이블 범주 및 테스트 요구 사항을 참조해야 합니다.
2. 저-수소-발생 케이블 소재 선택
재킷, 충진제, 테이프, 바인더, 코팅 및 기타 케이블 구성 요소를 시스템으로 선택해야 합니다. 목표는 장기간 노화 중에 수소를 생성할 수 있는 재료 또는 재료 조합을 최소화하는 것입니다.-IEC TR 62690, 광섬유 케이블의 수소 효과 - 지침, 단일 모드 광섬유 케이블의 수소 효과를 평가하기 위한 전용 업계 참조 자료를 제공합니다-.
3. 습기 및 부식 경로 제어
수분 장벽, 견고한 외피 구조, 적격한 스플라이스 폐쇄 및 부식을 고려한{0}} 금속 설계를 통해 수소 생성 조건을 줄일 수 있습니다. 습하거나 공격적인 환경에서는 완전한 부식 시스템을 염두에 두고 장갑 및 기타 금속 부품을 선택해야 합니다. 스테인레스 스틸은 일부 설계에 적합할 수 있지만 모든 묻혀 있는 프로젝트에 대한 보편적인 대답은 아닙니다.
지속적인 토양 수분이 있거나 기계적 노출이 까다로운 경로의 경우 사용 가능한 경로를 비교하십시오.지하 광섬유 케이블금속 또는 비금속 보호가 프로젝트 위험 프로필에 더 적합한지 결정합니다.
4. 위험이 정당화될 경우 수소-흡수 물질을 사용합니다.
ITU-T L.126 및 관련 케이블 지침에서는 수소-흡수 재료를 케이블 내부의 수소 농도를 제어하는 한 가지 방법으로 인식합니다. 수소 제거제는 수소와 반응하거나 수소를 포착하도록 만들어진 물질입니다. 이는 물의 이동을 제한하는 것이 주요 기능인 일반 물-팽윤성 분말 또는 물{5}}차단 테이프와 혼동해서는 안 됩니다.
그만큼광섬유 케이블의 수소 농도를 추정하기 위한 ITU-T L.126 방법설계에 수소 축적에 대한 보다 공식적인 평가가 필요할 때 유용합니다.-
5. 전체-건식 케이블이 변경하는 사항-과 변경하지 않는 사항을 이해합니다.
모든-건식 케이블 디자인은 케이블 구조 부분에서 기존의 범람이나 충진 젤을 제거하고 대신 건식 물 차단 요소를 사용합니다.- 이를 통해 취급을 단순화하고 하나의 잠재적인 물질 소스를 제거할 수 있지만 케이블이 자동으로 수소에 면역이 되는 것은 아닙니다. 금속 부식, 기타 고분자 재료, 외부 수소 및 밀봉 조건은 여전히 중요할 수 있습니다.
설치 또는 유지 관리상의 이유로 건식 구조가 바람직한 경우 케이블의 전체 재료 시스템과 함께 엔지니어링 이점을 평가해야 합니다. 이 구성 접근 방식에 대한 개요는 해당 사이트의 기사에서 확인할 수 있습니다.전체-건식 ADSS 광섬유 케이블.
가장 주의가 필요한 애플리케이션은 무엇입니까?
신뢰할 수 있는 수소 공급원이 있거나 수소 생성을 촉진하는 조건에서 케이블이 작동할 것으로 예상되는 경우 수소 제어를 면밀히 검토할 가치가 있습니다. 그 예로는 습식 금속 케이블 구조, 특정 장기-매설 설치, 외부 수소가 있는 산업 현장, 고온-환경 및 기타 특수 배치가 있습니다.
현대의 검증된 광섬유를 사용하는 일반 FTTx, 액세스, 덕트, 공중 및 지상 백본 네트워크의 경우 수소는 미래의 고장을 가정하기보다는 광범위한 신뢰성 평가에서 하나의 항목이어야 합니다. 케이블 구조, 방수, 기계 설계, 설치 품질, 접속 보호, 광학 마진 및 환경 노출을 모두 함께 검토해야 합니다.
FAQ
수소가 광섬유를 영구적으로 손상시킬 수 있나요?
수소가 유리의 취약한 부분과 반응할 때 지속적인 감쇠 변화가 발생할 수 있지만 모든 수소-관련 손실 메커니즘이 영구적인 것은 아닙니다. 노출이 제거되면 분자 수소 흡수가 부분적으로 가역될 수 있습니다. 실제 동작은 섬유 및 노출 조건에 따라 다릅니다.
G.652.D 섬유의 수소 노화와 가장 관련이 있는 파장은 무엇입니까?
주요 검증 영역은 1383 ± 3 nm입니다. ITU-T G.652는 G.652.D 섬유에 대한 수소 노화 후 이 파장의 감쇠 요구 사항을 지정합니다.
모든-건식 광케이블은 수소에 영향을 받지 않나요?
아니요. 충전 젤을 제거하면 잠재적인 재료 기여가 제거되고 설치 이점이 제공될 수 있지만 수소는 여전히 금속 부식, 기타 재료 또는 외부 환경에서 발생할 수 있습니다.
물-팽창성 테이프는 수소 흡수제인가요?
반드시 그런 것은 아닙니다. 표준 수-팽윤성 재료는 물 이동을 차단하도록 설계되었습니다. 수소-흡수 또는 수소-소거 물질에는 수소 제어를 위해 특별히 설계된 제제가 필요합니다.
OTDR 테스트만으로 수소-유발 감쇠를 확인할 수 있나요?
아니요. OTDR은 분산되거나 국지적인 손실을 찾는 데 도움이 될 수 있지만 근본 원인을 확인하려면 일반적으로 기준 데이터, 파장{2}}에 따른 감쇠 측정, 제품 사양, 환경 또는 재료 증거와의 비교가 필요합니다.
결론
수소{0}}로 인한 감쇠는 피할 수 없는 노화 메커니즘이 아닌 재료-및-환경 엔지니어링 문제로 가장 잘 관리됩니다. 현대식 저-수분-피크 섬유, 신중한 구성 요소 선택, 습기 및 부식 제어, 검증된 폐쇄 및 수소-소거 조치를 통해 케이블 수명 동안 허용 가능한 한도 내에서 수소-관련 광 손실을 유지할 수 있습니다.
조달 및 네트워크 설계에 있어 가장 유용한 요구 사항은 '수소-방지 케이블 선택'이 아니라 실제 노출, 광케이블 카테고리, 케이블 구성, 자격 테스트 및 허용되는 장기 감쇠를 정의하는 것입니다-. 이러한 접근 방식은 FTTx 트렁크, 전력 통신 네트워크, 매설 백본 및 기타 긴 수명의-광 인프라에 대한 보다 안정적인 사양을 생성합니다.