บทคัดย่อ: ข้อดีของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทำให้การใช้งานในด้านการสื่อสารขยายตัวอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้สามารถปรับใช้กับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน จึงมักมีการเพิ่มวัสดุเสริมแรงที่เหมาะสมในกระบวนการออกแบบสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเพื่อให้ตรงกับความต้องการที่แตกต่างกัน บทความนี้ส่วนใหญ่จะแนะนำข้อดีของเส้นใยแก้ว (เช่น เส้นใยแก้ว) ในฐานะวัสดุเสริมแรงสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสง และแนะนำโครงสร้างและประสิทธิภาพของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่เสริมแรงด้วยเส้นใยแก้วโดยสังเขป และวิเคราะห์ปัญหาในการใช้งานเส้นใยแก้วโดยสังเขป
คำสำคัญ: การเสริมแรง, เส้นใยแก้ว
1. ข้อมูลเบื้องต้น
การกำเนิดและการพัฒนาของการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงเป็นการปฏิวัติครั้งสำคัญในประวัติศาสตร์ของการสื่อสารโทรคมนาคม การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงได้เปลี่ยนแปลงวิธีการสื่อสารแบบดั้งเดิม ทำให้สามารถสื่อสารด้วยความเร็วสูงและมีความจุสูงโดยปราศจากการรบกวนทางแม่เหล็กใดๆ ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงและเทคโนโลยีการสื่อสาร เทคโนโลยีการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงจึงได้รับการปรับปรุงอย่างมาก สายเคเบิลใยแก้วนำแสงมีข้อดีมากมาย ทำให้ขอบเขตการใช้งานในด้านการสื่อสารขยายตัวอย่างต่อเนื่อง ในปัจจุบัน สายเคเบิลใยแก้วนำแสงมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วและมีการใช้งานที่หลากหลาย ได้เข้าสู่พื้นที่ต่างๆ ของการสื่อสารแบบใช้สาย และกลายเป็นรูปแบบการสื่อสารหลักของการสื่อสารสมัยใหม่ มีผลกระทบต่อชีวิตทางสังคมอย่างลึกซึ้งมากขึ้นเรื่อยๆ
2. การประยุกต์ใช้และประเภทของเหล็กเสริม
เพื่อให้สามารถปรับใช้กับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันได้ โดยทั่วไปแล้วจะมีการเพิ่มวัสดุเสริมแรงที่เหมาะสมในขั้นตอนการออกแบบสายเคเบิล หรือเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสายเคเบิลเพื่อให้ตรงกับความต้องการที่แตกต่างกัน วัสดุเสริมแรงสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสงสามารถแบ่งออกเป็นวัสดุเสริมแรงโลหะและวัสดุเสริมแรงที่ไม่ใช่โลหะ โดยวัสดุเสริมแรงโลหะหลักๆ ได้แก่ ลวดเหล็กขนาดต่างๆ เทปอลูมิเนียม เป็นต้น ส่วนวัสดุเสริมแรงที่ไม่ใช่โลหะส่วนใหญ่ ได้แก่ FRP, KFRP, เทปกันน้ำ, เส้นใยอะรามิด, เส้นด้ายผูก, เส้นใยแก้ว เป็นต้น เนื่องจากวัสดุเสริมแรงโลหะมีความแข็งและความแข็งแรงสูง จึงมักใช้ในงานก่อสร้างและสภาพแวดล้อมการใช้งานที่ต้องการแรงดึงตามแนวแกนสูง เช่น การวางสายเคเบิลเหนือศีรษะกลางแจ้งและท่อส่ง การฝังดินโดยตรง และกรณีอื่นๆ ส่วนวัสดุเสริมแรงที่ไม่ใช่โลหะ เนื่องจากมีหลากหลายชนิด จึงมีบทบาทที่แตกต่างกัน เนื่องจากวัสดุเสริมแรงที่ไม่ใช่โลหะค่อนข้างอ่อนและมีความแข็งแรงดึงน้อยกว่าวัสดุเสริมแรงโลหะ จึงสามารถใช้ในอาคาร ระหว่างชั้น หรือติดกับสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่เสริมแรงด้วยโลหะเมื่อมีความจำเป็นเป็นพิเศษ สำหรับสภาพแวดล้อมพิเศษบางอย่าง เช่น สภาพแวดล้อมที่มีหนูชุกชุมดังที่กล่าวมาข้างต้น จำเป็นต้องมีการเสริมแรงพิเศษเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดไม่เพียงแต่แรงดึงตามแนวแกนและแรงดึงด้านข้างเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติเพิ่มเติม เช่น ความต้านทานต่อการกัดแทะด้วย บทความนี้จึงนำเสนอการประยุกต์ใช้เส้นใยแก้วเป็นวัสดุเสริมแรงในสายเคเบิลดึงออก RF สายเคเบิลผีเสื้อสำหรับท่อ และสายเคเบิลป้องกันหนู
3. เส้นใยแก้วและข้อดีของเส้นใยแก้ว
ใยแก้วเป็นวัสดุวิศวกรรมชนิดใหม่ มีคุณสมบัติเด่นหลายประการ เช่น ไม่ติดไฟ ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่ออุณหภูมิสูง ดูดซับความชื้น ยืดตัวได้ดี และมีคุณสมบัติทางไฟฟ้า ทางกล ทางเคมี และทางแสงที่ยอดเยี่ยม จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เส้นใยแก้วสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท คือ เส้นใยแบบไม่บิดและเส้นใยแบบบิด ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้ในการผลิตสายเคเบิลใยแก้วนำแสง
เส้นใยแก้วที่ใช้เป็นวัสดุเสริมแรงในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง มีข้อดีดังต่อไปนี้:
(1) ในข้อกำหนดความแข็งแรงดึงของกรณีดังกล่าว แทนที่จะใช้อะรามิด ให้ใช้เส้นใยแก้วเป็นองค์ประกอบรับแรงดึงของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง ซึ่งประหยัดและเป็นไปได้ อะรามิดเป็นเส้นใยสังเคราะห์ไฮเทคชนิดใหม่ มีข้อดีคือมีความแข็งแรงสูงมาก โมดูลัสสูง และทนต่ออุณหภูมิสูง ราคาของอะรามิดค่อนข้างสูง ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อต้นทุนของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง เส้นใยแก้วมีราคาประมาณ 1/20 ของอะรามิด และตัวชี้วัดประสิทธิภาพอื่นๆ ก็ไม่แตกต่างกันมากนักเมื่อเทียบกับอะรามิด ดังนั้นเส้นใยแก้วจึงสามารถใช้ทดแทนอะรามิดได้ และประหยัดกว่า การเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างอะรามิดและเส้นใยแก้วแสดงอยู่ในตารางด้านล่าง
ตารางเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเส้นใยอะรามิดและเส้นใยแก้ว
(2) เส้นใยแก้วไม่เป็นพิษและไม่เป็นอันตราย ไม่ติดไฟ ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่ออุณหภูมิสูง ยืดตัวต่ำ มีเสถียรภาพทางเคมี และตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง เช่น RoHS เส้นใยแก้วยังมีคุณสมบัติในการทนต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน การรักษาความร้อน และการเป็นฉนวนที่ดีกว่า ทำให้มั่นใจได้ว่าสายเคเบิลใยแก้วนำแสงสามารถทำงานได้ตามปกติในอุณหภูมิสูงหรือต่ำ และสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้มากขึ้น คุณสมบัติการเป็นฉนวนทำให้สายเคเบิลใยแก้วนำแสงสามารถทนต่อฟ้าผ่าหรือการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ ได้ จึงสามารถนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในสายเคเบิลใยแก้วนำแสงแบบไดอิเล็กทริกเต็มรูปแบบ
(3) สายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่บรรจุเส้นใยแก้วสามารถทำให้โครงสร้างของสายเคเบิลกระชับขึ้นและเพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงดึงและแรงอัดของสายเคเบิล
(4) เส้นใยแก้วกันน้ำเป็นหนึ่งในวิธีที่ดีที่สุดในการป้องกันน้ำในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง ประสิทธิภาพการป้องกันน้ำของเส้นใยแก้วกันน้ำดีกว่าเส้นใยอะรามิดกันน้ำ ซึ่งมีอัตราการดูดซับน้ำและบวมตัว 160% ในขณะที่เส้นใยแก้วกันน้ำมีอัตราการดูดซับน้ำและบวมตัว 200% หากเพิ่มปริมาณเส้นใยแก้ว ประสิทธิภาพการป้องกันน้ำก็จะยิ่งดีขึ้นไปอีก โครงสร้างนี้เป็นโครงสร้างป้องกันน้ำแบบแห้ง ไม่จำเป็นต้องใช้กาวน้ำมันในระหว่างกระบวนการเชื่อมต่อ ซึ่งสะดวกกว่าสำหรับการก่อสร้างและสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
(5) เส้นใยแก้วที่ใช้เป็นโครงสร้างเสริมแรงของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงมีความยืดหยุ่นดี ซึ่งสามารถขจัดข้อเสียของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่แข็งเกินไปและงอได้ยากเนื่องจากการเสริมแรง ซึ่งให้ความสะดวกในทุกด้านของการผลิตและการติดตั้ง มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพการดัดงอของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงน้อยมาก และรัศมีการดัดงอสามารถสูงถึง 10 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิล ซึ่งเหมาะสมกว่าสำหรับสภาพแวดล้อมการวางที่ซับซ้อน
(6) ความหนาแน่นของเส้นใยแก้วคือ 2.5 กรัม/ซม³ สายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่มีเส้นใยแก้วเป็นวัสดุเสริมแรงจะมีน้ำหนักเบา ช่วยลดต้นทุนการขนส่ง
(7) เส้นใยแก้วยังมีคุณสมบัติป้องกันหนูได้ดี ในหลายพื้นที่และเขตภูเขาในประเทศจีน พืชพรรณเหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของหนู และกลิ่นเฉพาะที่อยู่ในปลอกพลาสติกของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงดึงดูดหนูให้กัดแทะได้ง่าย ดังนั้นสายเคเบิลสื่อสารจึงมักได้รับความเสียหายจากการกัดแทะของหนูในบางโอกาสและส่งผลกระทบต่อคุณภาพการสื่อสาร และในกรณีร้ายแรง อาจนำไปสู่การตัดขาดเครือข่ายการสื่อสารสายหลักและก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมากต่อสังคม ตารางต่อไปนี้เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของวิธีการป้องกันหนูแบบดั้งเดิมและการป้องกันหนูด้วยเส้นใยแก้ว
6. บทสรุป
โดยสรุปแล้ว เส้นใยแก้วไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังมีราคาต่ำ ซึ่งจะกลายเป็นวัสดุเสริมแรงสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น ลดต้นทุนการผลิตของผู้ผลิตสายเคเบิลใยแก้วนำแสง และตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกันของลูกค้าทั้งในและต่างประเทศได้ดียิ่งขึ้น
วันที่โพสต์: 9 กรกฎาคม 2565