Běžný optický kabel má teplotní rozsah použití od -40 stupňů do 70 stupňů . Ve vysokých nadmořských výškách nebo extrémně chladných oblastech jsou požadavky na nízkoteplotní výkon optických kabelů ještě přísnější.
.
Proč povlaková vrstva způsobuje ztráty vláken v prostředí s nízkou teplotou?
Kabely z optických vláken se skládají ze tří hlavních součástí, uspořádaných od nejvnitřnějších k nejvzdálenějším: jádro, plášť a povlaková vrstva. Jádro a plášť jsou primárně složeny z oxidu křemičitého (SiO2). Jejich teplotní výkon je relativně stabilní, s malým koeficientem tepelné roztažnosti. Naproti tomu povlaková vrstva je vyrobena z pryskyřičného materiálu, který má mnohem větší koeficient tepelné roztažnosti ve srovnání s SiO2. Proto se v prostředí s nízkou teplotou potahová vrstva smršťuje více než jádro, což způsobuje mačkání a namáhání vlákna, což má za následek mikroohyby a další ztráty.
Podíváme-li se na to z pohledu modulu pružnosti potahové vrstvy, v prostředí s nízkou teplotou budou potahové materiály s menšími moduly pružnosti snižovat napětí aplikované na vlákno za stejných podmínek smršťování. To zase snižuje ztráty, kterým vlákno čelí při nízkých teplotách.
Složení vláknové optiky a ztráty mikroohybem jsou znázorněny na následujícím schématu.
Kromě materiálových vlastností samotné potahové vrstvy ovlivňuje kvalita potahové vrstvy výrazně také přídavný útlum vláknové optiky při nízkých teplotách.
1. Rovnoměrnost potahové vrstvy:V případech, kdy je potahová vrstva nerovnoměrná a soustřednost potahu optických vláken je špatná, je náchylné k nerovnoměrnému smršťování potahové vrstvy v prostředí s nízkou teplotou, což zhoršuje další útlum vláknové optiky při nízkých teplotách.
2. Bubliny v nátěrové vrstvě:Koeficient tepelné roztažnosti plynů je mnohem větší než u nátěrových hmot. Proto v prostředí s nízkou teplotou bude částečné smrštění bublin v potahové vrstvě větší než u samotné potahové vrstvy. Tento jev může způsobit, že se optické vlákno do určité míry ohne ke straně bubliny, což má za následek významné dodatečné ztráty.
3. Nečistoty v nátěrové vrstvě:Pokud se během výrobního procesu do povlakové vrstvy zanesou nečistoty, rozdíly v koeficientech tepelné roztažnosti různých materiálů zvýší ztráty vláknové optiky v podmínkách nízkých teplot.
Stručně řečeno, výkon vláknové optiky za podmínek nízké teploty je ovlivněn různými faktory, včetně kvality potahové vrstvy, rovnoměrnosti potahu, přítomnosti bublin a nečistot v potahové vrstvě. Tyto faktory mohou u optických kabelů provozovaných v prostředí s nízkými teplotami zhoršit další útlum a mikroohybové ztráty. Proto je zajištění kvality a stejnoměrnosti potahové vrstvy, stejně jako minimalizace přítomnosti bublin a nečistot, zásadní pro udržení optimálního výkonu systémů optických vláken v chladném klimatu nebo ve vysokohorských oblastech.