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探索光纖電纜製造工藝

您每天所依賴的超高速互聯網是透過 光纖電纜 它們是細玻璃或塑膠絲。但是,您知道它們經歷了極其複雜的製造過程,涉及先進的技術、極端的溫度和徹底的測試。讓我們帶您進入迷人的光纖電纜生產世界!

光纖製造製程指南

圖 1 光纖製造製程指南

1)光纖光纜製造的關鍵要求 

在了解光纖電纜生產之前,必須了解與光纖電纜相關的關鍵組件和材料以及設定要求。 

i)了解光纖電纜結構: 首先,請記住 光纖電纜由四個主要層組成:一個是核心(中心透明部分傳輸光訊號)。類似地,第二個是包層,它是圍繞纖芯的光反射部分,用於將光保留在內部,從而減輕訊號損失。 

接下來是緩衝塗層,它是一種耐磨的保護層,可保護光纖免受刮傷和外部損壞。最後一層是夾克,起到與周圍環境隔離的作用。

光纖電纜生產的先決條件

圖2 光纖電纜生產的先決條件

ii)材料選擇: 除此之外, 必須選擇正確的材料才能達到最佳性能和壽命。因此,查看給定的表格可以幫助您快速決定選擇哪種材料! 

包層緩衝塗層實力會員外套
材料石英玻璃(99.999%純)氟摻雜二氧化矽紫外光固化丙烯酸酯凱夫拉縴維、鋼、玻璃纖維聚氯乙烯、低煙無滷、聚乙烯

iii) 生產要求: 此外,光纖電纜製造需要精密機械、無塵室和嚴格的溫度控制。例如,光纖拉製過程需要將二氧化矽加熱到 2000 攝氏度以上,保持直徑為 125 微米,變化僅為 ±1 微米。

iv) 品質管制措施: 然而, 在規模生產之前,需要評估光纖電纜的品質。對於單模光纖,訊號損失或衰減需要低於 0.2 dB/km,同時電纜應承受不小於 50 牛頓的拉力,以確保持久耐用性。 

因此,透過遵守這些條件,可以製造出能夠不間斷可靠運作 25 年以上的光纖電纜。

2)光纖電纜生產流程逐步指南

光纖電纜生產流程圖

圖3 光纖電纜生產流程圖

i) 步驟 1:預製件製造 

第一階段從預製棒開始,從中可以拉製出具有優良特性的光纖。想像一下預製棒作為控制光纖電纜結構的“藍圖”,從而控制決定光穿過光纖電纜的效率的所有過程。

光纖電纜預製棒製造

圖4 光纖電纜預製棒製造

  • 預製件是如何製作的?

為了實現超高性能,多功能等級 二氧化矽 (純度為99.999%),纖芯和包層均分層沉積。這裡請記住,每一點污染,即使是中游的污染,都可能導致訊號遺失,因此要遵循一定的程序。

光纖電纜製造的MCVD工藝

圖5 光纖電纜製造的MCVD工藝

  • 三種常見的預製棒製造方法 
過程最適合優點缺點
MCVD(改良的化學氣相沉積)旋轉的石英管內加熱氣體形成層高精準度電信光纖精確的折射率控制生產能力低,成本高
OVD(外部氣相沉積)二氧化矽顆粒沉積在旋轉棒上,然後燒結標準光纖的量產良好的纖維性能控制複雜的設定
VAD(氣相軸向沉積)垂直沉積建構大型預製件高容量、低成本光纖高效規模化生產需要先進的設備

透過這些步驟,預製件將在 1600-1800°C 下燒結,以消除氣泡並實現無與倫比的光學清晰度。經過這些工序後,就得到了一根堅固的透明棒,可以用於光纖拉製;這是下一階段。

步驟2:光纖拉絲工藝

準備好預製棒後,接下來就是將其轉換成超細光纖。這發生在光纖拉絲塔中,這是一個高度複雜的系統,可以管理每個細節以保持精確度。

  • 光纖拉絲製程作業描述  
  • 首先,爐子將預製棒的尖端加熱到大約 2000-2200°C。直到尖端變軟。
  • 接下來,熔融的二氧化矽在重力作用下被拉動,形成細纖維束。 
  • 現在,光纖的直徑由雷射監測系統持續監測。它確保光纖正好是125微米±1微米。  
光纖拉絲塔

圖6 光纖拉絲塔

  • 塗抹初級塗層

在光纖冷卻之前,立即塗上一層紫外線固化的聚合物塗層,以保護光纖免受外部損壞。此塗層過程在幾毫秒內完成,以確保不會形成微觀裂紋。  

  • 冷卻和捲繞

塗上初級塗層後,光纖移至冷卻室以獲得機械強度。現在,這根纖維被纏繞在線軸上。

步驟3:光纖測試和品質控制 

在繼續進行之前,必須對光纖進行徹底的測試。這是因為訊號遺失或機械故障會造成嚴重危害,因此必須採取多步驟的品質評估措施。 

  • 光學性能測試
目的測試方法適用電纜類型標準值
衰減測試測量訊號損失光訊號透過光纖發送,並記錄損耗單模、多模光纖1310 nm 處 (SMF) ≤ 0.35 dB/km,850 nm 處 (MMF) ≤ 3.0 dB/km
分散性測試評估訊號展寬OTDR分析長途、DWDM、海底電纜色度:≤18ps/nm·km,偏振模:≤0.2ps/√km
回波損耗測試檢查反射訊號功率OTDR 或功率計所有光纖電纜單模≥55dB,多模≥30dB
插入損耗測試測量連接丟失前後功率測量跳線、連接器、接續電纜每個連接器≤0.3 dB
偏光模色散 (PMD) 測試評估訊號失真極化分析高速長距離光纖≤0.2 ps/√km
  • 機械強度測試
目的測試方法適用電纜類型標準值
拉伸強度試驗承受拉力直到失敗架空、地下、海底電纜北緯 600–2700 度
抗壓強度測試抗壓縮對電纜施加力鎧裝直埋電纜1000–3000 牛/10 厘米
衝擊試驗承受突然衝擊落錘試驗室內、室外、工業電纜1-10 次衝擊,1-2 Nm
彎曲試驗評估靈活性以各種角度彎曲緊密緩衝、跳線、立管電纜20–50 個循環,20 倍直徑
水滲透測試防止濕氣侵入水暴露測試凝膠填充戶外海底電纜無水滲透(24小時)
  • 最終缺陷檢查: 

顯微成像可以檢測微裂紋、氣泡或不規則的矽塗層,只有在光纖被接受後才能進行。不符合公認標準的纖維將被廢棄,以確保只使用優質纖維。

步驟4:二次塗層和緩衝 

在這個階段,可以保護纖維在更惡劣的條件下具有更高的耐用性。

  • 施加二次保護層  

在主塗層上放置第二層丙烯酸酯或熱塑性塑料,以進一步保護纖維免受濕氣、化學物質和機械應力的影響。

  • 選擇正確的緩衝技術  

? 鬆管緩衝: 纖維鬆散地放置在含有凝膠或空氣空間的塑膠管中,以提供靈活性和抵抗極端溫度的能力。

? 緊密緩衝: 這涉及施加牢固地附著在纖維上的保護層。這使得光纖更適合直接安裝。  

適當的緩衝使光纖能夠承受地下和空中安裝以及惡劣的海洋條件。  

步驟5:電纜組裝和護套 

準備工作現已完成,光纖已準備好製成完整的光纜。  

  • 將多根光纖絞在一起  

多芯光纜,纖維依照特定的順序放置在中心管內。為了防止損壞,製造商包括 凱夫拉、鋼絲或玻璃纖維棒來加強管路。

  • 添加外部保護套  

添加外護套可保護電纜免受環境風險的影響。材料選擇的類型取決於預期用途:  

夾克材質最適合
PVC(聚氯乙烯)室內使用,性價比高
LSZH(低煙無鹵)防火,適合封閉空間
聚乙烯(PE)室外和地下應用
鎧裝電纜 (鋼/膠帶)高保護區、直埋設施
  • 最終防潮防火

光纖電纜製造商 在電纜內部放置防水凝膠或膠帶,以確保電纜不會接觸到水。在封閉電纜時,如果擔心電纜暴露在火中,則使用耐熱材料。  

除了這些工序之外,最終測試仍然是完成光纖電纜的最後一步。  

第六步:最終測試和品質保證  

您的電纜要經過一系列電信、互聯網和工業標準測試,以評估其在這些領域的可用性。電纜還要經過最終檢查,包括檢查外觀、測量直徑和標記外殼。經過所有測試後,電纜準備運輸和安裝,以提供高速、長距離通信,且訊號損失很小。

3)最終判決

總之,光纜施工是一項專業性強、先進程度高的工作。從預製棒製造到最終品質保證測試的每個步驟都需要極其仔細地完成,以盡量減少訊號損失並實現最大的耐用性。隨著世界對高速資料傳輸的期待,光纖領域的創新也不斷增加,以實現效能最佳化。憑藉無與倫比的品質認證和先進的製造部門, 德坎 是您首選的優質光纖電纜供應商。因此,請立即聯繫我們!

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