烽火通信劉騁：光纖光纜的輻照表現(xiàn)及應(yīng)用

  近日，恰逢中國(guó)通信學(xué)會(huì)成立40周年，以“回顧與繼承，創(chuàng)新與發(fā)展”為主題的中國(guó)通信學(xué)會(huì)2021年通信線路學(xué)術(shù)年會(huì)在蘇州吳江召開。烽火通信高級(jí)技術(shù)專家劉騁受邀發(fā)表了主題為《光纖光纜的輻照表現(xiàn)及應(yīng)用》的演講，與來自通信運(yùn)營(yíng)商、設(shè)計(jì)院、科研企業(yè)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、通信線纜生產(chǎn)商及線纜材料生產(chǎn)企業(yè)的150余位專家學(xué)者，共同探討了光纖光纜產(chǎn)品在輻照環(huán)境中的應(yīng)用挑戰(zhàn)與發(fā)展。

  光纖光纜憑借高通信帶寬、抗電磁干擾、電絕緣性、尺寸小等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前信息傳輸?shù)幕?，但目前輻照環(huán)境場(chǎng)景(如醫(yī)療檢測(cè)、部分輻照劑量巨大的特種工業(yè)加工等)中，信息傳輸?shù)妮d體仍主要是通信數(shù)據(jù)電纜。劉騁分析，普通光纖光纜產(chǎn)品無(wú)法在輻照環(huán)境長(zhǎng)距離、長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，原因主要有三個(gè)：1、輻照造成光纖中二氧化硅原子結(jié)構(gòu)重排，形成缺陷，即“色心”，引起光傳輸損耗迅速增加，并導(dǎo)致多模光纖帶寬無(wú)規(guī)律變化;2、輻照導(dǎo)致光纖內(nèi)缺陷增加，降低光纖機(jī)械壽命，如高劑量伽馬輻照會(huì)影響光纖動(dòng)態(tài)疲勞參數(shù)，使其提前斷裂;3、輻照引發(fā)光纜中高分子材料分子鍵大量斷裂，縮短其使用壽命。

  劉騁指出，在集約化、智能制造、數(shù)字化通信等發(fā)展趨勢(shì)下，通信電纜已無(wú)法滿足輻照環(huán)境海量數(shù)據(jù)交互的傳輸需求，光纖光纜廣泛應(yīng)用于輻照環(huán)境中將是大勢(shì)所趨。開發(fā)耐輻照光纖光纜產(chǎn)品的解決方案有：1、采用低鍺和無(wú)鍺的光纖設(shè)計(jì)，通過高沉積精度PCVD(等離子體化學(xué)氣相沉積)光纖預(yù)制棒制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“純硅芯——摻氟包層”結(jié)構(gòu)代替之前“摻鍺石英芯層——石英包層”結(jié)構(gòu)，可以在保留光纖折射率剖面形狀的同時(shí)降低輻照環(huán)境下“色心”的產(chǎn)生;2、采用精密的拉絲退火工藝減少光纖內(nèi)部的微缺陷，提高光纖機(jī)械壽命;3、開發(fā)耐輻照高分子護(hù)套材料、高分子加強(qiáng)元件，同時(shí)采用特殊的成纜工藝降低光纜內(nèi)部應(yīng)力，提高光纜在輻照環(huán)境中機(jī)械性能的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

  輻照環(huán)境具有危害，通信光纜一旦意外失效，相關(guān)設(shè)備或設(shè)施成為監(jiān)測(cè)盲區(qū)，易出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故，還有可能危及人身安全。因此，耐輻照光纖光纜產(chǎn)品在投入應(yīng)用前，必須經(jīng)過嚴(yán)格的安全性和可靠性認(rèn)證。劉騁介紹，耐輻照光纖光纜產(chǎn)品的鑒定試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)處于起步階段，烽火通信牽頭制訂了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 15972.54-2021 光纖試驗(yàn)方法規(guī)范 第54部分：環(huán)境性能的測(cè)量方法和試驗(yàn)程序 伽瑪輻照》，聯(lián)合相關(guān)單位搭建了光纖光纜輻照在線測(cè)試平臺(tái);2020年8月，烽火3款具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的耐輻照光纜產(chǎn)品通過國(guó)家科技重大專項(xiàng)成果鑒定，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)1E級(jí)光纜空白，達(dá)到同類產(chǎn)品國(guó)際水平，為光纖光纜在輻照相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

  最后，劉騁分享了對(duì)本次學(xué)術(shù)年會(huì)主題“回顧與繼承，創(chuàng)新與發(fā)展”的感悟，號(hào)召年輕一代光通信工程師們，應(yīng)懷有“弘揚(yáng)學(xué)術(shù)，和而不同”的精神，站在前輩們的肩膀上，以中國(guó)通信學(xué)會(huì)等為平臺(tái)，加強(qiáng)技術(shù)交流;倡導(dǎo)對(duì)光纖光纜的研究與開發(fā)要看得更遠(yuǎn)，面向未來，致力于滿足更多新型領(lǐng)域?qū)μ胤N光纖光纜的使用需求