Wenn Glasfaserkabel während der Installation mit Lederschuhen betreten oder von einem Wagen überrollt werden, zerbricht das Glas im Inneren dann?
Ob eine Glasfaser zerbricht, wenn sie von schweren Gegenständen zertreten oder von Fahrzeugen überfahren wird, hängt von der Verkapselungsstruktur der Faser und dem Grad der Spannungskonzentration an der Belastungsstelle ab.
Aus Sicht der Mechanik und der optischen Technik sind die spezifischen Situationen wie folgt:
I. Analyse der physikalischen Mechanismen und Materialeigenschaften
1. Blankfaser (Bare Fiber)
- Physikalische Eigenschaften: Die Glasfaserkerne und Cladding-Außendurchmesser von Standard-Kommunikations-Singlemode-Fasern betragen typischerweise 125\ \mu\text{m} , der Beschichtungsaussendurchmesser 250\ \mu\text{m} und das Material ist hochreines Siliziumdioxid ( SiO_2 ).
- Verhalten unter Druck: Siliziumdioxid ist ein typisches sprödes Material. Obwohl die Faser eine extrem hohe Zugfestigkeit entlang der Achse aufweist, ist ihre Beständigkeit gegen seitliche konzentrierte Lasten und Scherspannungen äußerst gering. Wenn die blanke Faser während der Installation mit einem festen Schuh betreten wird (insbesondere wenn feiner Sand auf dem Boden eine Spannungskonzentration verursacht) oder von einem kleinen Rad überfahren wird, überschreitet der seitliche Druck den kritischen Wert für die Rissausbreitung im Glas, und die Faser bricht augenblicklich oder zerbricht in winzige Glassplitter.
2. Normale Indoor-Kabel / Tight-Buffered-Kabel
- Physikalische Eigenschaften: Die äußere Schicht ist typischerweise nur mit einer PVC-, LSZH- oder TPE-Kunststoffummantelung und etwas Aramidfaser zur Zugentlastung versehen.
- Verhalten unter Druck: Beim Betreten oder Überfahren mit einem Rad verformt sich die Kunststoffaußenschicht irreversibel. Da der Kunststoff eine geringe Elastizitätsmodul hat und keinem größeren konzentrierten seitlichen Druck standhält, wird der innere Glasfaserkern sehr leicht zerdrückt, oder es kommt zu erheblichen Mikrobildungsverlusten (Microbending Loss), die zum Abbruch des optischen Signals führen.
3. Gepanzertes Glasfaserkabel (Armored Optical Fiber Cable)
- Physikalische Eigenschaften: Die Glasfaser wird durch eine metallische Schutzschicht mit hohem Elastizitätsmodul (wie nahtlose Edelstahlrohre oder Stahlseilgeflechte) radial gestützt und geschützt.
- Verhalten unter Druck: Bei starker Belastung wird die seitliche Last vom harten Metallgehäuse aufgenommen und verteilt, sodass die auf die innere Glasfaser wirkende Radialspannung stets unter der Bruchgrenze des Glases liegt, wodurch sichergestellt wird, dass die Glasfaser nicht zerquetscht wird und das Übertragungssignal nicht beeinträchtigt wird.
II. Offizielle druckfeste Produkte und technische Daten
Um den rauen mechanischen Umgebungen wie dem Betreten auf Baustellen und dem Überfahren durch Fahrzeuge standzuhalten, hat Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) Patch-Kabel und Glasfaserkabel mit extrem hoher Druckfestigkeit entwickelt:
1. OFSCN® 2.0mm Micro Steel Armored Fiber Optic Patch Cord
Dieses Produkt verfügt über ein integriertes 0.6\text{mm} nahtloses Edelstahlrohr, das starkem seitlichem Druck standhält.
- Druckfestigkeit: >150\text{MPa}
- Zugfestigkeit: >1500\text{N}
- Strukturelle Zusammensetzung: PVC-Ummantelung, 0.6\text{mm} nahtloses Edelstahlrohr und Singlemode-Glasfaser.
2. OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
Nimmt eine doppelte Panzerungsstruktur aus „Edelstahlseilgeflecht + nahtloses Edelstahlrohr“ an, die speziell für Szenarien mit extrem hoher Widerstandsfähigkeit gegen Überfahren und Zug entwickelt wurde.
- Druckfestigkeit: >200\text{MPa}
- Zugfestigkeit: >1200\text{N}
- Strukturelle Zusammensetzung: PE-Ummantelung, 0.45\text{mm} Edelstahlseilgeflecht, 0.9\text{mm} nahtloses Edelstahlrohr.
III. Zusammenfassung
- Blankfaser oder normale nicht gepanzerte Glasfaserkabel: Beim Betreten mit Schuhen (insbesondere bei konzentrierter Belastung) oder beim Überfahren durch Fahrzeuge zerbricht der innere Glasfaserkern mit hoher Wahrscheinlichkeit oder bricht.
- Nahtlose Stahlrohr- und Stahlseil gepanzerte Glasfaserkabel: Dank der hohen Druckbeständigkeit der Metallummantelung (Druckfestigkeit bis zu 150\text{MPa} bis 200\text{MPa} oder mehr) bleibt der innere Glasfaserkern intakt und unbeschädigt.