I strukturen til fiberoptiske kabler er fyllstoffet et lag som lett blir oversett, men likevel kritisk viktig. Det deltar ikke direkte i optisk signaloverføring, og er heller ikke like synlig som den ytre kappen, men det påvirker direkte kabelens langsiktige pålitelighet og overføringsstabilitet, noe som gjør den til et viktig funksjonelt materiale for å sikre langsiktig kabeldrift.
I. Hva er fyllmasse, og hvorfor er det en «nødvendighet» for fiberoptiske kabler?
Fyllmasse for fiberoptiske kabler er ikke vanlig «fett» eller «vaselin», men snarere et halvtransparent, pastalignende funksjonelt materiale bestående av baseoljer, fortykningssystemer, vannblokkerende komponenter, antioksidantsystemer og andre materialer. Kjernen i en optisk fiber er en ekstremt fin kvartsglasstråd, som har tre kritiske følsomheter: mottakelighet for vann, fuktighet og mekanisk stress. Når fuktighet trenger inn i overflaten av den optiske fiberen, kan den forårsake mikrosprekker og føre til økt signaldemping, noe som potensielt kan forårsake fiberfeil på lang sikt. I tillegg er det en rekke mikrohulrom i kabelstrukturen, for eksempel mellom løse rør, i kjernehull og rundt forsterkningselementer, som kan danne migrasjonsveier for vann og fuktighet.
Kjernefunksjonene til fyllstoffet gjenspeiles i to aspekter. For det første, vannblokkering og fuktbestandighet: stoffet fyller de indre hulrommene i kabelen fullstendig og danner en kontinuerlig hydrofob barriere som effektivt forhindrer langsgående vannmigrasjon, noe som fundamentalt beskytter den strukturelle stabiliteten til den optiske fiberen. For det andre, mekanisk bufferbeskyttelse: Inne i det løse røret dekker stoffet den optiske fiberen og danner et fleksibelt støttelag. Når kabelen utsettes for ytre krefter som bøying, spenning eller vibrasjon, sprer den effektivt stress og reduserer risikoen for mikrobøyingstap, og sikrer dermed stabil signaloverføring.
II. Fibergel vs. kabelgelé: Ulike roller, respektive ansvarsområder
I fiberoptisk kabelindustri er fyllmasser hovedsakelig delt inn i to kategorier:FibergelogKabelgeléDet er betydelige forskjeller i deres applikasjonsposisjoner og ytelseskrav.
Fibergel er et funksjonelt materiale som kommer i direkte kontakt med den optiske fiberen, og fyller primært det indre av løse rør eller ryggradsstrukturer, og opprettholder langvarig direkte kontakt med fiberen. Derfor er ytelseskravene ekstremt strenge: det må ha svært høy renhet uten mekaniske urenheter; gode lavspenningsegenskaper som ikke forårsaker mikrobøyningseffekter på fiberen; lav eller nesten nøytral syreverdi for å unngå langvarig kjemisk påvirkning på fiberbelegget; og kritisk kontroll av hydrogenutviklingsytelsen, da hydrogen kan forårsake OH-absorpsjonstap i den optiske fiberen, noe som fører til økt signaldemping i 1,38 μm-båndet. Når det gjelder valg av baseolje, bruker Fibergel hovedsakelig høyrene hydrogenerte mineraloljer eller syntetiske baseoljesystemer, hvis fordeler inkluderer stabil molekylstruktur og høy konsistens fra batch til batch, noe som gjør dem mer egnet for kabelapplikasjoner med høy pålitelighet.
Kabelgelé brukes hovedsakelig til å fylle kjernehull, hulrom i trådstrukturer eller ytre lagstrukturer i kabelen. Den kommer ikke i direkte kontakt med den optiske fiberen, og kjernefunksjonene er generell vannblokkering og strukturell fylling. Derfor er kravene til renslighet og optisk ytelse relativt lavere, men den må ha god vannblokkeringsytelse og langsiktig stabilitet. Baseoljesystemer bruker for det meste nafteniske eller mellomliggende hydrogenerte mineraloljesystemer, noe som oppnår en balanse mellom kostnad og ytelse, noe som gjør dem mer egnet for beskyttelse av ytre lag.
Fra et materialsystemperspektiv kan fyllmasser også deles inn i tre typer: mineraloljeblanding, syntetisk oljeblanding og silikonoljeblanding. Mineraloljeblanding tilbyr høy kostnadseffektivitet og er den mest brukte. Syntetisk oljeblanding er vanligvis basert på PAO (polyalfaolefin) som baseolje, og gir utmerket ytelse ved høye og lave temperaturer samt oksidasjonsstabilitet. Silikonoljeblanding er egnet for ekstreme temperaturmiljøer og opprettholder stabil ytelse i et område fra -70 °C til 200 °C, men kostnaden er høyere og den er inkompatibel med mineraloljesystemer.
III. Vanlige problemer og mottiltak i praktiske anvendelser
Under produksjon, installasjon og langvarig drift av fiberoptiske kabler kan det oppstå ulike ytelsesproblemer med fyllmasser.
Oljeseparasjon manifesterer seg vanligvis ved at baseoljen separerer fra forbindelsessystemet, noe som fører til ujevn fordeling av forbindelsen, som igjen forårsaker ujevn belastning på den optiske fiberen og økt mikrobøyingstap. Den grunnleggende årsaken er vanligvis relatert til utformingen av fortykningssystemet eller kontrollen av dispersjonsprosessen.
Lavtemperaturherding er mer tydelig i kalde områder. Konvensjonelle mineraloljesystemer opplever en reduksjon i viskoelastisitet ved lave temperaturer, og gir dermed ikke effektiv bufferbeskyttelse, noe som kan føre til direkte kontakt mellom den optiske fiberen og rørveggen. Dette bør optimaliseres ved å velge syntetisk olje eller silikonoljesystemer.
Kompatibilitetsproblemer manifesterer seg hovedsakelig som fysisk eller kjemisk inkompatibilitet mellom forbindelsen og materialer som løse PBT-rør, fiberbelegg og vannblokkerende materialer, noe som kan føre til materialsvelling eller ytelsesforringelse på lang sikt. Derfor må det utføres grundige kompatibilitetstester i praktiske anvendelser.
Problemer med hydrogenutvikling stammer hovedsakelig fra spor av ustabile komponenter i det sammensatte systemet, som sakte kan frigjøre hydrogen under langvarig drift, noe som resulterer i økt ytterligere demping av den optiske fiberen. Derfor er streng kontroll av råmaterialets renhet og fuktigheten i produksjonsmiljøet nødvendig.
Problemer med fylleprosessen er relatert til de tiksotrope egenskapene til blandingen og utstyrets kontrollparametere, som fyllehastighet, temperaturkontroll og ujevn trykkfordeling, som alle kan påvirke ensartetheten av blandingsfordelingen i det løse røret og dermed påvirke kabelens generelle ytelse.
Konklusjon
Selv om fyllmassen ikke har en fremtredende plass i kabelstrukturen, er den et viktig funksjonelt materiale som påvirker den langsiktige påliteligheten og overføringsytelsen til fiberoptiske kabler. Den spiller en uerstattelig rolle i vannblokkering, fuktmotstand, buffering og strukturell stabilitet. Etter hvert som fiberoptiske kommunikasjonsnettverk fortsetter å utvikle seg mot høyere hastigheter, større kapasiteter og lengre levetid, øker også ytelseskravene og prosesskontrollkravene for kabelfyllmasser jevnt og trutt.
Publisert: 29. april 2026