ใยแก้วนำแสงมีความเปราะบางมากกว่าทองแดงโดยเนื้อแท้ เป็นแก้วชนิดหนึ่ง (ซิลิกาหลอม) ซึ่งมีความต้านทานแรงดึงโดยทั่วไปน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของทองแดง อย่างไรก็ตาม แม้ว่าซิลิกาที่หลอมละลายจะดูและรู้สึกได้ เปราะบางและเปราะ หากผ่านการประมวลผล ทดสอบ และใช้งานอย่างถูกต้อง ก็พิสูจน์แล้วว่ามีความทนทานอย่างมาก
เพื่อประเมินความทนทานของวัสดุใด ๆ การพิจารณาคุณลักษณะบางประการจะเป็นประโยชน์:
ความแข็งแกร่งเริ่มต้น
อัตราการย่อยสลาย
ข้อบกพร่องใด ๆ ที่สามารถทำให้อ่อนแอลงได้
รีเอเจนต์ที่สามารถทำให้มันอ่อนลงได้
อายุการใช้งานเชิงแสง - เนื่องจากซิลิกาจะต้องสามารถทำงานได้อย่างน่าพอใจ
ด้วยเหตุนี้ มีปัจจัยสำคัญสี่ประการที่จะส่งผลต่ออายุการใช้งานของเครือข่ายไฟเบอร์ของคุณ:
1. ข้อบกพร่องพื้นผิว
แก้วซิลิกาบริสุทธิ์ที่ปราศจากข้อบกพร่องมีความทนทานต่อการย่อยสลายได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม ใยแก้วนำแสงที่ผลิตในเชิงพาณิชย์ทั้งหมดมีข้อบกพร่องที่พื้นผิว (รอยแตกขนาดเล็ก) ซึ่งทำให้อายุการใช้งานของวัสดุลดลงภายใต้เงื่อนไขบางประการ ปัจจัยสำคัญที่นี่คือปัจจัยความเข้มของความเค้น "K" ซึ่งสัมพันธ์กับความเค้นที่ใช้และรากที่สองของความลึกของรอยแตกร้าว หมายความว่าเส้นใย "ของจริง" ซึ่งมีข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ จะต้องทนทุกข์ทรมานจากข้อบกพร่องเหล่านั้นที่เติบโตช้าในช่วงแรก ตามมาด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วจนล้มเหลว
เพื่อเอาชนะสิ่งนี้ ซัพพลายเออร์เส้นใยที่มีชื่อเสียงจึงดำเนินการ "การทดสอบพิสูจน์" ซึ่งจะขยายเส้นใยให้อยู่ในระดับที่กำหนดไว้ล่วงหน้า (ปกติ 1 เปอร์เซ็นต์) ตามระยะเวลาที่กำหนดเพื่อจงใจทำลายข้อบกพร่องที่ใหญ่กว่า
2. ลดการย่อยสลาย
จากนั้นผู้ใช้จะเหลือเส้นใยที่มีข้อบกพร่องเล็กกว่าซึ่งจำเป็นต้องได้รับการปกป้องจากการย่อยสลายโดยไม่จำเป็น ซึ่งหมายถึงการหยุดการสร้างข้อบกพร่องใหม่โดยการเคลือบเส้นใยด้วยวัสดุป้องกันและทนทานสำหรับการเคลือบหลัก
3. สายพันธุ์การติดตั้ง
เรารู้ว่าความเครียดเป็นศัตรูสำคัญของการมีอายุยืนยาวของไฟเบอร์ ดังนั้นงานการป้องกันจึงถูกส่งผ่านไปยังเคเบิลเปอร์ ซึ่งจะตรวจสอบให้แน่ใจว่าการใช้องค์ประกอบความแข็งแรงที่เหมาะสมจะจำกัดความเครียดที่ใช้กับสายเคเบิลให้น้อยกว่าระดับการทดสอบการพิสูจน์ 1 เปอร์เซ็นต์อย่างมาก ผู้ติดตั้งจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระบวนการปรับใช้ไม่ทำให้สายเคเบิลทำงานหนักเกินไป
จากสามเทคนิคที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การดึง การดัน และการเป่า การดึงเท่านั้นที่ทำให้เกิดการยืดที่ไม่พึงประสงค์ (ความเค้นดึง) แก้วไม่เหมือนกับโลหะตรงที่กระจกไม่เมื่อยล้าจากการบีบอัด ดังนั้นการบีบอัดเล็กน้อยที่เกิดขึ้นระหว่างการกดจึงไม่เป็นอันตรายต่อเส้นใย
4. ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม
เมื่อใช้งานแล้ว สภาพแวดล้อมในท้องถิ่นจะมีผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของไฟเบอร์ อุณหภูมิที่สูงขึ้นสามารถเร่งการเติบโตของรอยแตกร้าวได้ แต่การมีอยู่ของน้ำถือเป็นเรื่องที่น่ากังวลมากที่สุดในอดีต การเติบโตของรอยแตกร้าวภายใต้ความเค้นเกิดขึ้นได้ด้วยน้ำซึ่งนำไปสู่ "การกัดกร่อนจากความเค้น"
คุณสามารถตรวจสอบแนวโน้มที่เส้นใยจะประสบกับการกัดกร่อนจากความเค้นได้โดยการทบทวน "พารามิเตอร์ความไวต่อการกัดกร่อนจากความเค้น" ซึ่งเรียกที่สะดวกกว่านั้นว่า "n" ค่า n สูง (ประมาณ 20) หมายถึงเส้นใยและการเคลือบที่ทนทาน
การคำนวณว่าเครือข่ายของคุณจะอยู่ได้นานแค่ไหน
เมื่อคำนึงถึงปัจจัยสี่ประการข้างต้น คุณจะคำนวณอายุการใช้งานของเครือข่ายไฟเบอร์ของคุณได้อย่างไร ในการดำเนินการนี้ ผู้วางแผนเครือข่ายจำเป็นต้องคำนึงถึงปัจจัยนำเข้า 2 ประการ:
วิธีกระจายรอยตำหนิระหว่างเส้นใยนำแสงโดยใช้ระบบกระจายแบบ Weibull
ผลการทดสอบความแข็งแรงของเส้นใย ซึ่งโดยปกติแล้วจะดำเนินการโดยผู้ผลิต
การผสมผสานการกระจายข้อบกพร่อง (ที่คาดการณ์ไว้) เข้ากับทฤษฎีการเติบโตของรอยแตกร้าว ทำให้เกิดแบบจำลองอายุการใช้งานของใยแก้วนำแสงหลายแบบ ซึ่งสามารถดูได้ที่นี่
โดยทั่วไป โมเดลเหล่านี้ให้ความน่าจะเป็นที่จะเกิดความล้มเหลวสำหรับเส้นใยกิโลเมตรใดๆ ที่กำหนดตลอดอายุการใช้งานที่เลือก ซึ่งอยู่ระหว่าง 20 ถึง 40 ปี สำหรับไฟเบอร์ระดับ 1 ที่ติดตั้งอย่างถูกต้อง ความน่าจะเป็นที่จะเกิดความล้มเหลวตลอดกรอบเวลาดังกล่าวจะอยู่ที่ 1 ใน 100,000
ในการเปรียบเทียบ โอกาสที่เส้นใยจะได้รับความเสียหายจากการแทรกแซงด้วยตนเอง เช่น การขุด ในกรอบเวลาเดียวกันคือประมาณ 1 ใน 1,000 ไฟเบอร์คุณภาพที่ติดตั้งด้วยเทคนิคที่ไม่เป็นอันตรายและโดยผู้ติดตั้งอย่างระมัดระวังในสภาวะที่ยอมรับได้จึงควรมีความน่าเชื่อถืออย่างยิ่ง หากไม่ถูกรบกวน
นอกจากนี้ ควรสังเกตว่าความยาวของสายเคเบิลนั้นแทบจะไม่ล้มเหลว "โดยเนื้อแท้" เลย แต่มีความล้มเหลวที่ข้อต่อโดยที่สายเคเบิลและประเภทของข้อต่อไม่ตรงกัน ทำให้เส้นใยเคลื่อนที่ได้ - เช่น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ สิ่งนี้นำไปสู่ความเครียดที่มากเกินไปของเส้นใยและการแตกหักในที่สุด
หลักฐานจากภาคสนาม
เนื่องจากมีการใช้ระบบไฟเบอร์ขนาดใหญ่ระบบแรกในช่วงต้นทศวรรษ 1980 ระบบดังกล่าวดำเนินไปอย่างไร ข่าวดีก็คือว่าในช่วง 35 ปีที่ผ่านมา ไม่มีการระบาดครั้งใหญ่ของความล้มเหลวของไฟเบอร์ในระบบที่ติดตั้งอย่างถูกต้องโดยใช้ส่วนประกอบระดับ 1 มีการพบเห็นการแตกหัก แต่ส่วนใหญ่เกิดจากการถอดเส้นใยออกจากสายเคเบิลและงอต่ำกว่ารัศมีการโค้งงอที่อนุญาต
ในความเป็นจริง หากจัดเก็บและขดเส้นใยอย่างถูกต้อง ก็ค่อนข้างเป็นไปได้ที่เส้นใยเหล่านั้นจะแข็งแกร่งกว่าที่เราคิดไว้ในตอนแรก บางทีข้อบกพร่องดั้งเดิมเริ่มที่จะหายตามเวลาและการสัมผัสกับน้ำภายใต้ระดับความเครียดต่ำ
ดังที่เราได้เห็นในบล็อกอื่นๆ ศัตรูที่ใหญ่ที่สุดต่อความน่าเชื่อถือทางวิศวกรรมอย่างระมัดระวังของใยแก้วนำแสงอาจมาจากมนุษย์ สัตว์ หรือธรรมชาติของแม่ แทนที่จะเป็นตัวซิลิกาที่หลอมละลายเอง หากละทิ้งปัญหาที่ไม่ใช่ด้านเทคนิคเหล่านี้ ค่อนข้างเป็นไปได้ที่เครือข่ายไฟเบอร์เองจะยังคงทำงานต่อไปได้ ด้วยออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ได้รับการอัพเกรด เป็นเวลาหลายปีต่อจากนี้ - บางทีอาจจะตราบเท่าที่รุ่นก่อนที่เป็นทองแดงด้วยซ้ำ!