En l'estructura dels cables de fibra òptica, el compost de farciment és una capa que es passa per alt fàcilment però que és de vital importància. No participa directament en la transmissió del senyal òptic, ni és tan visiblement evident com la funda exterior, però afecta directament la fiabilitat a llarg termini i l'estabilitat de transmissió del cable, convertint-lo en un material funcional essencial per garantir el funcionament del cable a llarg termini.
I. Què és el compost de farciment i per què és una "necessitat" per als cables de fibra òptica?
El compost d'ompliment de cable de fibra òptica no és un "greix" o una "vaselina" ordinària, sinó un material funcional semitransparent semblant a una pasta compost d'olis base, sistemes espessidors, components que bloquegen l'aigua, sistemes antioxidants i altres materials. El nucli d'una fibra òptica és un fil de vidre de quars extremadament fi, que té tres sensibilitats crítiques: susceptibilitat a l'aigua, la humitat i l'estrès mecànic. Un cop la humitat entra a la superfície de la fibra òptica, pot induir microesquerdes i provocar una major atenuació del senyal, cosa que pot causar una fallada de la fibra a llarg termini. A més, hi ha nombrosos microbuits dins de l'estructura del cable, com ara entre tubs solts, en buits del nucli i al voltant dels elements de reforç, que poden formar vies de migració per a l'aigua i la humitat.
Les funcions principals del compost de farciment es reflecteixen en dos aspectes. Primer, bloqueig de l'aigua i resistència a la humitat: el compost omple completament els buits interns del cable, formant una barrera hidrofòbica contínua que impedeix eficaçment la migració longitudinal de l'aigua, protegint fonamentalment l'estabilitat estructural de la fibra òptica. Segon, protecció mecànica amortidora: dins del tub solt, el compost recobreix la fibra òptica per formar una capa de suport flexible. Quan el cable està sotmès a forces externes com ara flexió, tensió o vibració, dispersa eficaçment l'estrès i redueix el risc de pèrdua per microflexió, garantint així una transmissió estable del senyal.
II. Gel de fibra vs. gelatina per a cables: diferents rols, responsabilitats respectives
En la indústria del cable de fibra òptica, els compostos de farciment es divideixen principalment en dues categories:Gel de fibraiGelatina de cableHi ha diferències significatives en les seves posicions d'aplicació i requisits de rendiment.
El Fiber Gel és un material funcional que entra en contacte directe amb la fibra òptica, principalment omplint l'interior de tubs solts o estructures troncals, mantenint un contacte directe a llarg termini amb la fibra. Per tant, els seus requisits de rendiment són extremadament estrictes: ha de tenir una neteja molt alta sense impureses mecàniques; bones característiques de baixa tensió que no causin efectes de microflexió a la fibra; valor d'àcid baix o gairebé neutre per evitar l'impacte químic a llarg termini sobre el recobriment de la fibra; i control crític del rendiment de l'evolució de l'hidrogen, ja que l'hidrogen pot causar pèrdues d'absorció d'OH a la fibra òptica, cosa que provoca una major atenuació del senyal a la banda d'1,38 μm. Pel que fa a la selecció de l'oli base, Fiber Gel utilitza principalment olis minerals hidrogenats d'alta puresa o sistemes d'oli base sintètics, els avantatges dels quals inclouen una estructura molecular estable i una alta consistència de lot a lot, cosa que els fa més adequats per a aplicacions de cables d'alta fiabilitat.
La gelatina per cable s'utilitza principalment per omplir buits en el nucli, buits en estructures trenades o estructures de la capa exterior del cable. No entra en contacte directe amb la fibra òptica i les seves funcions principals són el bloqueig general de l'aigua i l'ompliment estructural. Per tant, els seus requisits de neteja i rendiment de grau òptic són relativament més baixos, però ha de tenir un bon rendiment de bloqueig de l'aigua i estabilitat a llarg termini. Els sistemes d'oli base utilitzen principalment sistemes d'oli mineral hidrogenat naftènic o intermedi, aconseguint un equilibri entre cost i rendiment, fent-los més adequats per a la protecció de la capa exterior.
Des de la perspectiva d'un sistema de materials, els compostos de farciment també es poden dividir en tres tipus: compost d'oli mineral, compost d'oli sintètic i compost d'oli de silicona. El compost d'oli mineral ofereix una alta rendibilitat i és el més utilitzat. El compost d'oli sintètic normalment es basa en PAO (polialfaolefina) com a oli base, oferint un excel·lent rendiment a altes i baixes temperatures, així com estabilitat a l'oxidació. El compost d'oli de silicona és adequat per a entorns de temperatures extremes, mantenint un rendiment estable en un rang de -70 °C a 200 °C, però el seu cost és més elevat i és incompatible amb els sistemes d'oli mineral.
III. Problemes comuns i contramesures en aplicacions pràctiques
Durant la producció, la instal·lació i el funcionament a llarg termini dels cables de fibra òptica, poden sorgir diversos problemes de rendiment amb els compostos de farciment.
La separació d'oli es manifesta normalment quan l'oli base se separa del sistema compost, cosa que provoca una distribució desigual del compost, que al seu torn provoca una tensió desigual a la fibra òptica i una major pèrdua per microflexió. La causa principal sol estar relacionada amb el disseny del sistema d'espessiment o el control del procés de dispersió.
L'enduriment a baixa temperatura és més evident a les regions fredes. Els sistemes convencionals d'oli mineral experimenten una disminució de la viscoelasticitat a baixes temperatures, cosa que no proporciona una protecció amortidora eficaç, cosa que pot provocar contacte directe entre la fibra òptica i la paret del tub. Això s'hauria d'optimitzar seleccionant sistemes d'oli sintètic o d'oli de silicona.
Els problemes de compatibilitat es manifesten principalment com a incompatibilitat física o química entre el compost i materials com ara tubs solts de PBT, recobriments de fibra i materials que bloquegen l'aigua, cosa que pot provocar inflor del material o degradació del rendiment a llarg termini. Per tant, s'han de dur a terme proves de compatibilitat rigoroses en aplicacions pràctiques.
Els problemes d'evolució de l'hidrogen provenen principalment de components inestables i traces del sistema compost, que poden alliberar lentament hidrogen durant el funcionament a llarg termini, cosa que provoca una major atenuació addicional de la fibra òptica. Per tant, cal un control estricte de la puresa de la matèria primera i la humitat de l'entorn de producció.
Els problemes del procés d'ompliment estan relacionats amb les propietats tixotròpiques del compost i els paràmetres de control de l'equip, com ara la velocitat d'ompliment, el control de la temperatura i la distribució desigual de la pressió, tots els quals poden afectar la uniformitat de la distribució del compost dins del tub solt i, en conseqüència, impactar en el rendiment general del cable.
Conclusió
Tot i que el compost de farciment ocupa una posició no destacada en l'estructura del cable, és un material funcional clau que afecta la fiabilitat a llarg termini i el rendiment de transmissió dels cables de fibra òptica. Té un paper irreemplaçable en el bloqueig de l'aigua, la resistència a la humitat, l'amortiment i l'estabilitat estructural. A mesura que les xarxes de comunicació de fibra òptica continuen evolucionant cap a velocitats més altes, capacitats més grans i vides de servei més llargues, els requisits de rendiment i les demandes de control de processos per als compostos de farciment de cables també augmenten constantment.
Data de publicació: 29 d'abril de 2026