4.2. Оценки растяжения волокон

Потенциально оптические волокна прочнее стальных, у безупречных волокон теоретический предел прочности на единицу площади свыше гиганьютона на квадратный метр. Однако на практике волокна обрываются при меньших усилиях, начиная от трещин от мелких дефектов поверхности. Хотя необходимая сила на единицу площади впечатляет, нужно помнить, что мы имеем дело с очень малой площадью поперечного сечения. Стандартное волокно с диаметром 125 микрон имеет площадь сечения 1,2 х 10⁸ м², поэтому сила в 1 кг, приложенная к волокну, создает напряжение 8 гиганьютон на квадратный метр.

Когда к оптическому волокну прикладываются продольные или поперечные усилия, они могут создать незначительные дефекты поверхности. Эти потенциально ослабленные места могут развиться в микротрещины, которые способны вызвать разрушение волокна при последующем приложении такого же или большего напряжения.

Оптические волокна обладают некоторой эластичностью, растягиваясь при небольших нагрузках и возвращаясь к первоначальной длине после снятия нагрузки. Теоретически волокно может растягиваться до 9% до разрушения под большой нагрузкой. Однако считается желательным ограничить постоянные натяжения до значений менее 0,2%. Это ограничение позволит избежать преждевременных повреждений. С другой стороны, мягкая медь неэластична. Она может под действием больших нагрузок растянуться до 25% и остаться в растянутом состоянии после снятия нагрузки. Когда обычные кабели с медными проводами подвергают чрезвычайно сильному натяжению, провода могут растягиваться; тогда как чрезвычайно сильное натяжение может оборвать волокна в кабеле, если его растянуть более чем на 5%.

Это имеет важное отношение к тому, как волокна расположены в кабеле. Волокна необходимо изолировать от действия растягивающих и скручивающих сил, чтобы предотвратить разрушение и продлить их жизнь. Следующий раздел описывает строение кабелей, обеспечивающее необходимую защиту.

4.3. Структурные элементы кабеля

Волоконно-оптические кабели конструируются различным образом, некоторые главные их виды будут обсуждены в следующих главах. Главными структурными компонентами, использующимися в кабелях, являются центральный компонент, компоненты усиления, волоконный футляр, водоотталкивающий компонент и внешняя оболочка (кожух) кабеля. Некоторым кабелям требуется также дополнительная защитная броня. Обычная структура показана на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Базовая структура кабеля

4.4. Центральный компонент

Многие кабели конструируются вокруг центрального компонента. Как следует из названия,, центральный компонент кабеля является структурой в центре кабеля. Он обычно изготавливается из стекловолокна, с возможным включением стали. Центральный компонент придает кабелю жесткость, препятствуя резким изгибам волокон до степени микроизгибов. Он вносит вклад в повышение предела прочности кабеля и является основой, на которой строится кабель и обеспечивается поддержка волокон. Однако небольшие кабели для помещений обычно не используют центральные компоненты.