การประยุกต์ใช้เส้นใยอะรามิดในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

ด้วยความก้าวหน้าของการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลและปัญญาประดิษฐ์ (social intelligence) การใช้สายเคเบิลใยแก้วนำแสงจึงแพร่หลายอย่างแพร่หลาย สายเคเบิลใยแก้วนำแสงในฐานะสื่อกลางในการส่งข้อมูลในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง ให้แบนด์วิดท์สูง ความเร็วสูง และมีความหน่วงต่ำ อย่างไรก็ตาม ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 125 ไมโครเมตร และทำจากใยแก้ว สายเคเบิลใยแก้วนำแสงจึงมีความเปราะบาง ดังนั้น เพื่อให้มั่นใจว่าสายเคเบิลใยแก้วนำแสงจะส่งสัญญาณได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย เช่น ทางทะเล ทางบก ทางอากาศ และอวกาศ จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุใยแก้วนำแสงคุณภาพสูงเป็นส่วนประกอบเสริมแรง

เส้นใยอะรามิดเป็นเส้นใยสังเคราะห์เทคโนโลยีขั้นสูงที่ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องนับตั้งแต่ยุคอุตสาหกรรมในช่วงทศวรรษ 1960 ด้วยการพัฒนาซ้ำหลายครั้ง ส่งผลให้มีผลิตภัณฑ์และคุณสมบัติที่หลากหลาย คุณสมบัติเฉพาะของเส้นใยอะรามิด ได้แก่ น้ำหนักเบา ความยืดหยุ่น ความต้านทานแรงดึงสูง โมดูลัสแรงดึงสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำ และความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ดีเยี่ยม ทำให้เส้นใยอะรามิดเป็นวัสดุเสริมแรงที่เหมาะสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

1. วัสดุประกอบของสายเคเบิลออปติก

สายเคเบิลออปติคัลประกอบด้วยแกนกลางที่เสริมความแข็งแรง แกนกลางสายเคเบิล ปลอกหุ้ม และชั้นป้องกันภายนอก โครงสร้างแกนกลางอาจเป็นแบบแกนเดี่ยว (แบบมัดรวมและแบบมัดรวม) หรือแบบหลายแกน (แบบแบนและแบบรวมศูนย์) ชั้นป้องกันภายนอกอาจเป็นแบบหุ้มเกราะโลหะหรือไม่ใช่โลหะ

2. องค์ประกอบของเส้นใยอะรามิดในสายเคเบิลออปติก

จากภายในสู่ภายนอก สายออปติคอลประกอบด้วยเส้นใยแก้วนำแสงท่อหลวม ชั้นฉนวน และปลอกหุ้ม ท่อหลวมหุ้มใยแก้วนำแสง และช่องว่างระหว่างใยแก้วนำแสงและท่อหลวมถูกเติมด้วยเจล ชั้นฉนวนทำจากอะรามิด ส่วนปลอกหุ้มด้านนอกเป็นปลอกหุ้มโพลีเอทิลีนที่ทนไฟ ปราศจากฮาโลเจน และควันน้อย หุ้มชั้นอะรามิด

3. การประยุกต์ใช้เส้นใยอะรามิดในสายเคเบิลออปติก

(1) สายออปติกภายในอาคาร
สายออปติคัลแบบแกนเดี่ยวและแกนคู่มีลักษณะเด่นคือแบนด์วิดท์สูง ความเร็วสูง และการสูญเสียต่ำ สายเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในศูนย์ข้อมูล ห้องเซิร์ฟเวอร์ และการใช้งานแบบไฟเบอร์ออปติกถึงเดสก์ ในเครือข่ายบรอดแบนด์เคลื่อนที่ที่มีการใช้งานหนาแน่น สถานีฐานจำนวนมากและระบบแบ่งเวลาภายในอาคารที่มีความหนาแน่นสูง จำเป็นต้องใช้สายออปติคัลระยะไกลและสายไฮบริดไมโครออปติคัล ไม่ว่าจะเป็นสายออปติคัลแบบแกนเดี่ยวหรือแกนคู่ หรือสายออปติคัลระยะไกลและสายไฮบริดไมโครออปติคัล การใช้สายออปติคัลที่มีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง และยืดหยุ่นเส้นใยอะรามิดเนื่องจากเป็นวัสดุเสริมแรง จึงทำให้มีการป้องกันทางกล ทนไฟ ทนทานต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นไปตามข้อกำหนดของสายเคเบิล

(2) สายเคเบิลออปติกที่รองรับตัวเองด้วยไฟฟ้าทั้งหมด (ADSS)
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของโครงสร้างพื้นฐานพลังงานไฟฟ้าและโครงการแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษของจีน การบูรณาการเครือข่ายสื่อสารไฟฟ้าเข้ากับเทคโนโลยี 5G อย่างลึกซึ้งจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการก่อสร้างโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ สายเคเบิลออปติคัล ADSS ถูกนำมาใช้ตามแนวสายส่งไฟฟ้า ซึ่งต้องการประสิทธิภาพที่ดีในสภาพแวดล้อมที่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสูง ลดน้ำหนักของสายเคเบิลเพื่อลดภาระของเสาไฟฟ้า และออกแบบให้เป็นฉนวนไฟฟ้าทั้งหมดเพื่อป้องกันฟ้าผ่าและเพื่อความปลอดภัย เส้นใยอะรามิดที่มีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง และมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำ ช่วยปกป้องเส้นใยแสงในสายเคเบิล ADSS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

(3) สายเคเบิลคอมโพสิตออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบเชื่อมต่อ
สายเคเบิลแบบเชื่อมต่อ (Tethered Cable) เป็นส่วนประกอบสำคัญที่เชื่อมต่อแพลตฟอร์มควบคุมและอุปกรณ์ควบคุมต่างๆ เช่น บอลลูน เรือเหาะ หรือโดรน ในยุคที่ข้อมูลข่าวสาร ดิจิทัล และปัญญาประดิษฐ์มีความเร็วสูง สายเคเบิลแบบเชื่อมต่อแบบคอมโพสิตออปโตอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องจ่ายทั้งพลังงานไฟฟ้าและการส่งข้อมูลความเร็วสูงให้กับอุปกรณ์ระบบ

(4)สายออปติกเคลื่อนที่
สายใยแก้วนำแสงเคลื่อนที่ส่วนใหญ่ใช้ในสถานการณ์เครือข่ายชั่วคราว เช่น แหล่งน้ำมัน เหมืองแร่ ท่าเรือ การถ่ายทอดสดทางโทรทัศน์ การซ่อมแซมสายสื่อสาร การสื่อสารฉุกเฉิน การต้านทานแผ่นดินไหว และการบรรเทาภัยพิบัติ สายเคเบิลเหล่านี้ต้องการน้ำหนักเบา เส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก พกพาสะดวก พร้อมด้วยความยืดหยุ่น ความทนทานต่อการสึกหรอ ทนน้ำมัน และทนอุณหภูมิต่ำ การใช้เส้นใยอะรามิดที่มีความยืดหยุ่น ความแข็งแรงสูง และโมดูลัสสูงเป็นวัสดุเสริมแรง ช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพ ความทนทานต่อแรงดัน ความทนทานต่อการสึกหรอ ทนน้ำมัน ความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำ และคุณสมบัติหน่วงการติดไฟของสายใยแก้วนำแสงเคลื่อนที่

(5)สายเคเบิลออปติกแบบมีไกด์
เส้นใยแก้วนำแสงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการส่งข้อมูลความเร็วสูง แบนด์วิดท์กว้าง ต้านทานการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดี การสูญเสียสัญญาณต่ำ และระยะการส่งข้อมูลที่ไกล คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เส้นใยแก้วนำแสงนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในระบบนำวิถีแบบมีสาย สำหรับสายเคเบิลนำวิถีขีปนาวุธ เส้นใยอะรามิดจะช่วยปกป้องเส้นใยแก้วนำแสงที่บอบบาง ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะสามารถใช้งานได้ด้วยความเร็วสูงแม้ในขณะที่ขีปนาวุธกำลังบินอยู่

(6) สายเคเบิลติดตั้งอุณหภูมิสูงในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
ด้วยคุณสมบัติอันยอดเยี่ยมของเส้นใยอะรามิด เช่น ความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ความหนาแน่นต่ำ ทนไฟ ทนอุณหภูมิสูง และความยืดหยุ่น จึงทำให้เส้นใยอะรามิดถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในสายเคเบิลการบินและอวกาศ ด้วยการชุบเส้นใยอะรามิดด้วยโลหะต่างๆ เช่น สังกะสี เงิน อะลูมิเนียม นิกเกิล หรือทองแดง เส้นใยอะรามิดนำไฟฟ้าจึงถูกสร้างขึ้น ซึ่งให้การป้องกันไฟฟ้าสถิตและการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า เส้นใยเหล่านี้สามารถนำไปใช้ในสายเคเบิลการบินและอวกาศเป็นส่วนประกอบป้องกันหรือส่วนประกอบในการส่งสัญญาณ นอกจากนี้ เส้นใยอะรามิดนำไฟฟ้ายังสามารถลดน้ำหนักได้อย่างมาก พร้อมกับเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน สนับสนุนการพัฒนาระบบสื่อสารไมโครเวฟ สายเคเบิล RF และโครงการป้องกันการบินและอวกาศอื่นๆ เส้นใยเหล่านี้ยังให้การป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับพื้นที่โค้งงอความถี่สูงในสายเคเบิลล้อลงจอดของเครื่องบิน สายเคเบิลยานอวกาศ และสายเคเบิลหุ่นยนต์