معرفة الصناعة

كيف يؤثر عدد الألياف والتصميم البصري على أداء الإرسال

كابلات الألياف الضوئية المركبة إنها ليست منتجات مقاس واحد يناسب الجميع. يحدد عدد نوى الألياف - سواء 2 أو 4 أو 12 أو 24 أو 48 أو أكثر - بشكل مباشر مقدار سعة النطاق الترددي التي يمكن أن يدعمها تشغيل كبل واحد، كما أن الاختيار بين الألياف أحادية الوضع (OS2) والألياف متعددة الأوضاع (OM3/OM4/OM5) يغير بشكل أساسي مسافة النقل القابلة للاستخدام. تم تصميم الألياف أحادية الوضع، مع نسبة النواة/الكسوة التي تبلغ 9/125 ميكرومتر، للنقل لمسافات طويلة، وتستخدم عادة في تشغيل العمود الفقري للمرافق أو الاتصالات بين المحطات الفرعية حيث تتجاوز المسافات عدة كيلومترات. تعتبر الألياف متعددة الأوضاع، ذات النوى الأكبر مقاس 50/125 ميكرومتر أو 62.5/125 ميكرومتر، مناسبة بشكل أفضل لروابط البيانات قصيرة المدى وعالية النطاق الترددي داخل المنشآت الصناعية أو أنظمة البناء الذكية.

هناك عامل أقل مناقشة ولكنه بنفس القدر من الأهمية وهو هيكل الجدائل داخل الكابل. تسمح تصميمات الأنابيب السائبة لكل ألياف أو حزمة ألياف بالتحرك قليلاً داخل أنبوب مملوء بالهلام، مما يحمي من التمدد الحراري والانكماش - وهو أمر بالغ الأهمية في البيئات الخارجية أو الصناعية حيث تكون تقلبات درجات الحرارة كبيرة. تعمل التصميمات محكمة الغلق على تغليف كل ألياف مباشرة بطبقة واقية، مما يجعلها أسهل في الإنهاء ولكنها أكثر حساسية للضغط الميكانيكي. بالنسبة للكابلات المركبة التي تدمج موصلات الطاقة المصنوعة من الألياف والنحاس، فإن فهم كيفية تفاعل هذين المكونين تحت الانحناء والتوتر وتحميل درجة الحرارة أمر ضروري لتحقيق الموثوقية على المدى الطويل.

تقوم شركة Zhishang Cable بتصميم المنتجات مع الاهتمام الدقيق بترتيب الألياف الأساسية بالنسبة للمحور المحايد للكابل، مما يقلل من خسائر الانحناء الدقيق التي يمكن أن تؤدي إلى انخفاض جودة الإشارة بصمت بمرور الوقت دون أي ضرر واضح لغلاف الكابل.

تكوينات موصلات الطاقة في تصميم الكابلات المركبة

الجزء الكهربائي أ كابل الألياف الضوئية المركب يخدم وظيفتين متميزتين اعتمادًا على التطبيق: يمكنه حمل الطاقة التشغيلية للمعدات البعيدة مثل الكاميرات أو أجهزة الاستشعار أو عقد الاتصالات الصغيرة، أو يمكن أن يكون بمثابة وسيلة تأريض وقائية وإشارات داخل البنية التحتية لمرافق الطاقة. تتطلب حالتا الاستخدام هاتين مواصفات موصلات مختلفة تمامًا، ويؤدي اختيار التكوين الخاطئ إما إلى كابلات ذات هندسة زائدة تهدر التكلفة أو موصلات ذات تصنيف منخفض مما يخلق مخاطر على السلامة.

بالنسبة لتطبيقات الجهد المنخفض (عادة 48 فولت تيار مستمر أو 24 فولت تيار مستمر في أنظمة الأتمتة والمراقبة الصناعية)، فإن الموصلات النحاسية الملتوية أو المتوازية ذات المقاطع العرضية بين 0.5 مم² و2.5 مم² شائعة. في متغيرات OPGW (السلك الأرضي البصري) أو OPPC (موصل الطور البصري)، تكون العناصر المعدنية هيكلية وكهربائية في نفس الوقت، وغالبًا ما تستخدم الفولاذ المغطى بالألمنيوم (ACS) أو أسلاك سبائك الألومنيوم مرتبة في طبقات متحدة المركز. يجب حساب مقاومة التيار المستمر وقدرة تيار الدائرة القصيرة لهذه الموصلات والتحقق منها وفقًا لمتطلبات تنسيق حماية الشبكة - فالنهج الميكانيكي البحت لاختيار الكابلات غير كافٍ في هذه التركيبات.

اختيار مادة السترة وتأثيرها على عمر الخدمة الميدانية

الغلاف الخارجي لكابل الألياف الضوئية المركب هو خط الدفاع الأول ضد التدهور البيئي، ومع ذلك يتم التعامل معه في كثير من الأحيان كفكرة لاحقة في عملية الشراء. تحمل كل من مواد الغلاف السائدة - PE (البولي إيثيلين)، وPVC، وLSZH (منخفض الهالوجين بدون دخان)، وTPU - مقايضات محددة تصبح ذات أهمية بالغة اعتمادًا على بيئة التثبيت.

سترات HDPE تظل هي المعيار للتطبيقات الجوية المباشرة والدفن الخارجي بسبب مقاومتها المتميزة للرطوبة، وثبات الأشعة فوق البنفسجية، ومقاومتها للمواد الكيميائية في التربة. ومع ذلك، فإن HDPE لا يؤدي أداءً جيدًا في سيناريوهات الحريق، فهو يحترق دون أن ينطفئ ذاتيًا. بالنسبة للكابلات التي يتم توجيهها عبر رافعات المباني، أو حوامل الكابلات داخل الأنفاق، أو المنشآت الصناعية المغلقة، سترات LSZH مطلوبة من قبل معظم رموز مكافحة الحرائق؛ فهي تحد من انبعاث الغازات السامة وكثافة الدخان، وهو أمر مهم بشكل خاص في الأماكن الضيقة حيث قد يكون الإخلاء صعبًا.

في التطبيقات الديناميكية - الأذرع الآلية، أو الأدوات الآلية المتحركة، أو أنظمة كابلات سلسلة السحب - لا يوفر PE أو PVC القدرة على التحمل المرن الميكانيكي المتكرر المطلوب. TPU (البولي يوريثين الحراري) هو الخيار المناسب هنا، حيث يوفر مقاومة عالية للتآكل ويحتفظ بالمرونة حتى بعد ملايين دورات الانحناء. كجزء من تطوير منتجاتها المعتمدة على البحث والتطوير، تعمل شركة Anhui Zhishang Cable Technology Co., Ltd. مع العملاء لتحديد مادة الغلاف بناءً على ظروف الخدمة الفعلية بدلاً من التخلف عن الخيار الأرخص المتاح، مع إدراك أن فشل الغلاف هو أحد الأسباب الرئيسية لاستبدال الكابل المبكر في هذا المجال.

لمحة سريعة عن خصائص مادة الغلاف الرئيسية

• الكثافة: أفضل مقاومة للرطوبة والأشعة فوق البنفسجية؛ مناسبة للدفن في الهواء الطلق/المباشر؛ لا مثبطات اللهب.
• بولي كلوريد الفينيل: فعالة من حيث التكلفة مع مرونة معتدلة؛ مثبطات اللهب مقبولة؛ يطلق غاز حمض الهيدروكلوريك (HCl) أثناء الاحتراق.
• لسزه: انبعاثات سامة منخفضة في النار؛ إلزامية للأنفاق والسكك الحديدية والمباني العامة في العديد من المناطق.
• تي بي يو: مقاومة فائقة للتآكل والإجهاد المرن؛ مثالية للتركيبات المتحركة أو سلسلة السحب.

مخاطر التثبيت التي تؤدي إلى تدهور أداء الكابل المركب بمرور الوقت

حتى كابل الألياف الضوئية المركب المُصنع جيدًا يمكن أن يكون أداؤه ضعيفًا أو يفشل قبل الأوان إذا كانت ممارسات التثبيت لا تأخذ في الاعتبار الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للكابل. من الأخطاء الشائعة تجاهل الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء . بالنسبة للكابلات المركبة، فإن نصف القطر هذا ليس قيمة واحدة ولكنه قيد مزدوج: قد يكون للألياف الضوئية والموصلات النحاسية متطلبات مختلفة للحد الأدنى من نصف قطر الانحناء، ويجب تصميم الكابل وتركيبه لتلبية المتطلبات الأكثر تقييدًا للاثنين. يؤدي انتهاك الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء للألياف إلى حدوث خسائر في الانحناء الجزئي والكلي؛ يمكن أن يؤدي تجاوز حد الموصل إلى إجهاد المعدن وزيادة المقاومة بمرور الوقت.

يعد سحب التوتر أثناء تركيب القناة عامل خطر آخر لا يحظى بالتقدير. ال أقصى حمل الشد المسموح به (غالبًا ما يتم تحديده بشكل منفصل للتثبيت والخدمة طويلة الأمد) ويجب عدم تجاوزه. بالنسبة للكابلات ذات الألياف المدعومة بعضو قوة مركزي (عادةً FRP أو فولاذ)، يحمل عضو القوة معظم قوة الشد - ولكن إذا تم إمساك الكابل أو سحبه من الغلاف بدلاً من إنهائه بشكل صحيح في النهاية، فسيتم نقل الحمل إلى الألياف الضوئية أو الموصلات النحاسية بدلاً من ذلك. يعد هذا خطأ شائعًا بشكل خاص عندما يستخدم القائمون على التركيب غير المعتادين على بناء الكابلات المركبة مقابض سحب قياسية مصممة لجميع الكابلات الكهربائية.

يتم أيضًا التغاضي في كثير من الأحيان عن الإدارة الحرارية أثناء التركيب في البيئات الحارة أو تشغيل القنوات المعرضة لأشعة الشمس المباشرة. تعمل الحرارة على تسريع تدهور الغلاف ويمكن أن تسبب تمددًا حراريًا تفاضليًا بين عناصر الألياف والموصلات المعدنية. يؤدي تحديد كابل بنطاق درجة حرارة تشغيل مناسب - والتحقق من أن نسب ملء القناة تسمح بتبديد الحرارة بشكل مناسب - إلى إطالة عمر الخدمة إلى حد كبير. يجب أيضًا التحقق من جودة الربط والإنهاء للجزء البصري باستخدام اختبار OTDR بعد التثبيت، وليس فقط الفحص البصري، نظرًا لأن خسائر الاتصال التي تقع ضمن الحدود المقبولة في اليوم الأول يمكن أن تتفاقم بشكل كبير إذا كان الوصل أو الموصل تحت ضغط ميكانيكي من التوجيه غير الصحيح.