การประยุกต์ใช้เส้นใยอะรามิดในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

ด้วยความก้าวหน้าของการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลและปัญญาประดิษฐ์ การใช้สายเคเบิลออปติกจึงแพร่หลายไปทั่วทุกหนทุกแห่ง ไฟเบอร์ออปติกซึ่งเป็นสื่อกลางในการส่งข้อมูลในสายเคเบิลออปติกมีแบนด์วิดท์สูง ความเร็วสูง และการส่งผ่านข้อมูลที่มีค่าความหน่วงต่ำ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 125μm และทำจากใยแก้ว ไฟเบอร์ออปติกจึงเปราะบาง ดังนั้น เพื่อให้มั่นใจว่าการส่งผ่านไฟเบอร์ออปติกจะปลอดภัยและเชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย เช่น ทางทะเล ทางบก ทางอากาศ และอวกาศ จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุไฟเบอร์คุณภาพสูงเป็นส่วนประกอบเสริม

เส้นใยอะรามิดเป็นเส้นใยสังเคราะห์ที่มีเทคโนโลยีขั้นสูงซึ่งได้รับการพัฒนามาตั้งแต่ยุคอุตสาหกรรมในช่วงทศวรรษ 1960 ด้วยการพัฒนาซ้ำหลายครั้ง ทำให้มีผลิตภัณฑ์และคุณลักษณะเฉพาะต่างๆ มากมาย คุณสมบัติเฉพาะของเส้นใยอะรามิด ได้แก่ น้ำหนักเบา ความยืดหยุ่น แรงดึงสูง โมดูลัสแรงดึงสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำ และทนต่อสภาพแวดล้อมได้ดี ทำให้เส้นใยอะรามิดเป็นวัสดุเสริมแรงที่เหมาะสำหรับสายเคเบิลออปติก

1. วัสดุประกอบของสายเคเบิลออปติก

สายเคเบิลออปติกประกอบด้วยแกนเสริม แกนสายเคเบิล ปลอกหุ้ม และชั้นป้องกันภายนอก โครงสร้างแกนอาจเป็นแบบแกนเดียว (แบบมัดรวมเป็นก้อนและแบบท่อ) หรือแบบหลายแกน (แบบแบนและแบบยูนิต) ชั้นป้องกันภายนอกอาจเป็นแบบหุ้มเกราะโลหะหรือไม่ใช่โลหะ

2. องค์ประกอบของเส้นใยอะรามิดในสายเคเบิลออปติก

จากภายในสู่ภายนอก สายออปติคอลประกอบด้วยเส้นใยแก้วนำแสงท่อหลวม ชั้นฉนวน และปลอกหุ้ม ท่อหลวมจะล้อมรอบใยแก้วนำแสง และช่องว่างระหว่างใยแก้วนำแสงกับท่อหลวมจะเต็มไปด้วยเจล ชั้นฉนวนทำจากอะรามิด และปลอกหุ้มด้านนอกเป็นปลอกหุ้มโพลีเอทิลีนที่ทนไฟ ปลอดฮาโลเจน และควันน้อย คลุมชั้นอะรามิด

3. การประยุกต์ใช้เส้นใยอะรามิดในสายเคเบิลออปติก

(1) สายออปติคอลภายในอาคาร
สายออปติกอ่อนแบบแกนเดี่ยวและแกนคู่มีลักษณะเด่นคือมีแบนด์วิดท์สูง ความเร็วสูง และการสูญเสียต่ำ สายออปติกอ่อนเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในศูนย์ข้อมูล ห้องเซิร์ฟเวอร์ และแอพพลิเคชั่นไฟเบอร์ถึงเดสก์ ในเครือข่ายบรอดแบนด์เคลื่อนที่ที่ใช้งานหนาแน่น สถานีฐานจำนวนมากและระบบแบ่งเวลาหนาแน่นในร่มจำเป็นต้องใช้สายออปติกระยะไกลและสายไฮบริดไมโครออปติก ไม่ว่าจะเป็นสายออปติกอ่อนแบบแกนเดี่ยวหรือแกนคู่ หรือสายออปติกระยะไกลและสายไฮบริดไมโครออปติก การใช้สายออปติกอ่อนที่มีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ยืดหยุ่นเส้นใยอะรามิดเป็นวัสดุเสริมแรงที่ช่วยปกป้องทางกล ทนไฟ ทนทานต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นไปตามข้อกำหนดของสายเคเบิล

(2) สายเคเบิลออปติกที่รองรับตัวเองด้วยไฟฟ้าทั้งหมด (ADSS)
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วในโครงสร้างพื้นฐานพลังงานไฟฟ้าและโครงการแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษของจีน การบูรณาการเครือข่ายการสื่อสารไฟฟ้าเข้ากับเทคโนโลยี 5G อย่างลึกซึ้งจึงมีความจำเป็นสำหรับการสร้างโครงข่ายอัจฉริยะ สายเคเบิลออปติก ADSS ถูกใช้ตามสายไฟฟ้า ซึ่งต้องทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสูง ลดน้ำหนักของสายเคเบิลเพื่อลดภาระของเสาไฟฟ้า และสร้างการออกแบบที่เป็นฉนวนทั้งหมดเพื่อป้องกันฟ้าผ่าและรับรองความปลอดภัย เส้นใยอะรามิดที่มีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง และมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำ ช่วยปกป้องเส้นใยออปติกในสายเคเบิล ADSS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

(3) สายเคเบิลคอมโพสิตออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบมีสาย
สายเคเบิลแบบผูกติดเป็นส่วนประกอบสำคัญที่เชื่อมต่อแพลตฟอร์มควบคุมและอุปกรณ์ควบคุม เช่น บอลลูน เรือเหาะ หรือโดรน ในยุคของข้อมูลที่รวดเร็ว การเปลี่ยนผ่านสู่ระบบดิจิทัล และปัญญาประดิษฐ์ สายเคเบิลแบบผูกติดแบบคอมโพสิตออปโตอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องจ่ายทั้งพลังงานไฟฟ้าและการส่งข้อมูลความเร็วสูงให้กับอุปกรณ์ระบบ

(4)สายออปติคอลเคลื่อนที่
สายออปติกแบบเคลื่อนที่ส่วนใหญ่ใช้ในสถานการณ์เครือข่ายชั่วคราว เช่น แหล่งน้ำมัน เหมืองแร่ ท่าเรือ การถ่ายทอดสดทางโทรทัศน์ การซ่อมสายสื่อสาร การสื่อสารฉุกเฉิน ความต้านทานแผ่นดินไหว และการบรรเทาทุกข์จากภัยพิบัติ สายเหล่านี้ต้องการน้ำหนักเบา เส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก และพกพาสะดวก รวมถึงความยืดหยุ่น ทนทานต่อการสึกหรอ ทนทานต่อน้ำมัน และทนต่ออุณหภูมิต่ำ การใช้เส้นใยอะรามิดที่มีความยืดหยุ่น ความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง เป็นการเสริมแรง ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสายออปติกแบบเคลื่อนที่จะมีเสถียรภาพ ทนทานต่อแรงดัน ทนทานต่อการสึกหรอ ทนทานต่อน้ำมัน มีความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำ และหน่วงการติดไฟ

(5)สายเคเบิลออปติกแบบมีไกด์
ใยแก้วนำแสงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง แบนด์วิดท์กว้าง ทนทานต่อสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า การสูญเสียต่ำ และระยะการส่งข้อมูลไกล คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้ใยแก้วนำแสงถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบนำทางแบบมีสาย สำหรับสายนำขีปนาวุธ ใยแก้วนำแสงอะรามิดจะปกป้องใยแก้วนำแสงที่บอบบาง ทำให้มั่นใจได้ว่าจะสามารถใช้งานได้ด้วยความเร็วสูงแม้ในขณะที่ขีปนาวุธกำลังบินอยู่

(6) สายเคเบิลติดตั้งอุณหภูมิสูงในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
เนื่องด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่น เช่น ความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ความหนาแน่นต่ำ ทนไฟ ทนต่ออุณหภูมิสูง และความยืดหยุ่น เส้นใยอะรามิดจึงถูกนำมาใช้ในสายเคเบิลสำหรับการบินและอวกาศอย่างกว้างขวาง โดยการชุบเส้นใยอะรามิดด้วยโลหะ เช่น สังกะสี เงิน อลูมิเนียม นิกเกิล หรือทองแดง เส้นใยอะรามิดที่นำไฟฟ้าได้ถูกสร้างขึ้น ซึ่งให้การป้องกันไฟฟ้าสถิตและการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า เส้นใยเหล่านี้สามารถใช้ในสายเคเบิลสำหรับการบินและอวกาศเป็นองค์ประกอบการป้องกันหรือส่วนประกอบในการส่งสัญญาณ นอกจากนี้ เส้นใยอะรามิดที่นำไฟฟ้ายังสามารถลดน้ำหนักได้อย่างมากในขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ซึ่งสนับสนุนการพัฒนาการสื่อสารไมโครเวฟ สายเคเบิล RF และโครงการป้องกันการบินและอวกาศอื่นๆ นอกจากนี้ เส้นใยเหล่านี้ยังให้การป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับพื้นที่ที่โค้งงอความถี่สูงในสายเคเบิลสำหรับล้อลงจอดของเครื่องบิน สายเคเบิลสำหรับยานอวกาศ และสายเคเบิลสำหรับหุ่นยนต์อีกด้วย