ออกแบบมาเพื่อมหาสมุทร: การออกแบบโครงสร้างของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเล

สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเล ช่วยให้การส่งข้อมูลมีเสถียรภาพและเชื่อถือได้ สายเคเบิลเหล่านี้ไม่เพียงแต่ใช้ในการสื่อสารภายในเรือเท่านั้น แต่ยังถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในการสื่อสารข้ามมหาสมุทรและการส่งข้อมูลสำหรับแท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง ซึ่งมีบทบาทสำคัญในระบบการสื่อสารทางทะเลสมัยใหม่ เพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพของการปฏิบัติงานนอกชายฝั่ง สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลจึงได้รับการออกแบบให้กันน้ำ ทนแรงดัน ทนต่อการกัดกร่อน แข็งแรงทนทานต่อแรงกด และมีความยืดหยุ่นสูง

โดยทั่วไป โครงสร้างของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลประกอบด้วยอย่างน้อยหนึ่งชุดไฟเบอร์ ปลอกหุ้ม ชั้นเกราะ และปลอกหุ้มชั้นนอก สำหรับการออกแบบหรือการใช้งานพิเศษ สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลอาจละชั้นเกราะและใช้วัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอมากกว่าหรือปลอกหุ้มชั้นนอกแบบพิเศษแทน นอกจากนี้ เพื่อให้สามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลอาจมีชั้นทนไฟ ชิ้นส่วนกลาง/ส่วนเสริมแรง และส่วนประกอบป้องกันน้ำเพิ่มเติม

(1) หน่วยใยแก้วนำแสง

หน่วยไฟเบอร์เป็นส่วนประกอบหลักของสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกทางทะเล ซึ่งประกอบด้วยไฟเบอร์ออปติกหนึ่งเส้นหรือมากกว่า
เส้นใยแก้วนำแสงเป็นส่วนแกนกลางของสายเคเบิล โดยทั่วไปประกอบด้วยแกนกลาง แผ่นหุ้ม และสารเคลือบ ซึ่งมีโครงสร้างเป็นวงกลมซ้อนกัน แกนกลางทำจากซิลิกาบริสุทธิ์สูง ทำหน้าที่ส่งสัญญาณแสง ส่วนหุ้มที่ทำจากซิลิกาบริสุทธิ์สูงเช่นกัน ล้อมรอบแกนกลาง ทำให้เกิดพื้นผิวสะท้อนแสงและการแยกแสง รวมถึงการป้องกันทางกล ชั้นเคลือบซึ่งเป็นชั้นนอกสุดของเส้นใยทำจากวัสดุต่างๆ เช่น อะคริเลต ยางซิลิโคน และไนลอน ช่วยปกป้องเส้นใยจากความชื้นและความเสียหายทางกล

โดยทั่วไปแล้วเส้นใยแก้วนำแสงจะถูกแบ่งออกเป็นเส้นใยแก้วนำแสงโหมดเดียว (เช่น G.655, G652D) และเส้นใยแก้วนำแสงหลายโหมด (เช่น OM1-OM4) ซึ่งมีคุณสมบัติประสิทธิภาพการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน คุณสมบัติที่สำคัญในการส่งสัญญาณประกอบด้วยการลดทอนสัญญาณสูงสุด แบนด์วิดท์ต่ำสุด ดัชนีหักเหแสงที่มีประสิทธิภาพ รูรับแสงเชิงตัวเลข และค่าสัมประสิทธิ์การกระจายสัญญาณสูงสุด ซึ่งเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพและระยะทางในการส่งสัญญาณ

เส้นใยแก้วถูกล้อมรอบด้วยท่อบัฟเฟอร์แบบหลวมหรือแน่นเพื่อลดการรบกวนระหว่างเส้นใยแก้วและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมภายนอก การออกแบบชุดเส้นใยแก้วช่วยให้มั่นใจได้ว่าการส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพ จึงเป็นส่วนพื้นฐานและสำคัญที่สุดของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเล

(2) ฝัก

ปลอกหุ้มเส้นใยเป็นส่วนประกอบสำคัญของสายเคเบิลที่ช่วยปกป้องเส้นใยนำแสง เมื่อพิจารณาจากโครงสร้างแล้ว ปลอกหุ้มเส้นใยสามารถแบ่งได้เป็นท่อบัฟเฟอร์แบบแน่นและท่อบัฟเฟอร์แบบหลวม

ท่อบัฟเฟอร์แบบแน่นมักทำจากวัสดุต่างๆ เช่น เรซินโพลีโพรพิลีน (PP) โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) และโพลีเอทิลีนหน่วงไฟปลอดฮาโลเจน (HFFR PE) ท่อบัฟเฟอร์แบบแน่นจะยึดติดกับพื้นผิวเส้นใยอย่างแน่นหนา โดยไม่ทิ้งช่องว่างขนาดใหญ่ ซึ่งช่วยลดการเคลื่อนตัวของเส้นใย การเคลือบที่แน่นหนานี้ช่วยปกป้องเส้นใยโดยตรง ป้องกันความชื้นเข้า และมีความแข็งแรงเชิงกลสูงและทนต่อการรบกวนจากภายนอก

ท่อบัฟเฟอร์หลวมมักทำจากโมดูลัสสูงพีบีทีพลาสติกบรรจุเจลป้องกันน้ำเพื่อกันกระแทกและปกป้อง สายยางกันกระแทกแบบหลวมให้ความยืดหยุ่นและทนต่อแรงกดด้านข้างได้ดีเยี่ยม เจลป้องกันน้ำช่วยให้เส้นใยเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระภายในสายยาง ช่วยให้การดึงและบำรุงรักษาเส้นใยเป็นไปอย่างสะดวก นอกจากนี้ยังช่วยปกป้องเพิ่มเติมจากความเสียหายและความชื้น ช่วยให้สายเคเบิลมีความเสถียรและปลอดภัยแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นหรือใต้น้ำ

(3) ชั้นเกราะ

ชั้นเกราะอยู่ภายในปลอกหุ้มชั้นนอก และให้การป้องกันเชิงกลเพิ่มเติม ป้องกันความเสียหายทางกายภาพต่อสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเล โดยทั่วไปชั้นเกราะทำจากลวดถักเหล็กชุบสังกะสี (GSWB) โครงสร้างแบบถักหุ้มสายเคเบิลด้วยลวดเหล็กชุบสังกะสี ซึ่งโดยปกติจะมีอัตราการครอบคลุมไม่น้อยกว่า 80% โครงสร้างเกราะให้การป้องกันเชิงกลและความต้านทานแรงดึงที่สูงมาก ในขณะที่การออกแบบแบบถักช่วยให้มีความยืดหยุ่นและมีรัศมีการโค้งงอที่เล็กลง (รัศมีการโค้งงอแบบไดนามิกที่อนุญาตสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลคือ 20D) ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องมีการเคลื่อนย้ายหรือดัดงอบ่อยครั้ง นอกจากนี้ วัสดุเหล็กชุบสังกะสียังช่วยเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นหรือละอองเกลือ

(4) แจ็คเก็ตด้านนอก

ปลอกหุ้มด้านนอกเป็นชั้นป้องกันโดยตรงของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเล ออกแบบมาเพื่อทนต่อแสงแดด ฝน การกัดเซาะของน้ำทะเล ความเสียหายทางชีวภาพ ผลกระทบทางกายภาพ และรังสียูวี โดยทั่วไปปลอกหุ้มด้านนอกทำจากวัสดุที่ทนทานต่อสิ่งแวดล้อม เช่น โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) และสารฮาโลเจนที่มีควันต่ำ (แอลเอสเอช) โพลีโอเลฟิน มีคุณสมบัติต้านทานรังสียูวี ทนต่อสภาพอากาศ ทนต่อสารเคมี และหน่วงการติดไฟได้อย่างดีเยี่ยม ซึ่งช่วยให้สายเคเบิลมีความเสถียรและเชื่อถือได้แม้ในสภาวะที่รุนแรงในทะเล ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลส่วนใหญ่ในปัจจุบันจึงใช้วัสดุ LSZH เช่น LSZH-SHF1, LSZH-SHF2 และ LSZH-SHF2 MUD วัสดุ LSZH มีความหนาแน่นของควันต่ำมากและไม่มีฮาโลเจน (ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ฯลฯ) จึงหลีกเลี่ยงการปล่อยก๊าซพิษระหว่างการเผาไหม้ LSZH-SHF1 เป็นวัสดุที่นิยมใช้มากที่สุด

(5) ชั้นทนไฟ

ในพื้นที่สำคัญ เพื่อให้มั่นใจถึงความต่อเนื่องและความน่าเชื่อถือของระบบสื่อสาร (เช่น ระบบแจ้งเตือนเพลิงไหม้ ระบบไฟส่องสว่าง และการสื่อสารในกรณีฉุกเฉิน) สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลบางสายจะมีชั้นกันไฟ สายเคเบิลแบบท่อกันชนหลวมๆ มักต้องเพิ่มเทปไมกาเพื่อเพิ่มความทนทานต่อไฟ สายเคเบิลทนไฟสามารถรักษาความสามารถในการสื่อสารได้เป็นระยะเวลาหนึ่งระหว่างเกิดเพลิงไหม้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยของเรือ

(6) การเสริมกำลังสมาชิก

เพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเล ส่วนประกอบเสริมแรงส่วนกลาง เช่น ลวดเหล็กฟอสเฟตหรือพลาสติกเสริมใย (ไฟเบอร์กลาส) เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานแรงดึงของสายเคเบิล ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความมั่นคงระหว่างการติดตั้งและการใช้งาน นอกจากนี้ ยังสามารถเสริมความแข็งแรงด้วยวัสดุเสริม เช่น เส้นใยอะรามิด เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมีของสายเคเบิล

(7) การปรับปรุงโครงสร้าง

ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี โครงสร้างและวัสดุของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลจึงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ยกตัวอย่างเช่น สายเคเบิลแบบท่อหลวมแห้งทั้งหมด (all-dry loose tube) ช่วยลดการใช้เจลป้องกันน้ำแบบเดิม และใช้วัสดุป้องกันน้ำแบบแห้งทั้งในท่อหลวมและแกนกลางสายเคเบิล ซึ่งให้ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม น้ำหนักเบา และปราศจากเจล อีกตัวอย่างหนึ่งคือการใช้เทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์ (TPU) เป็นวัสดุหุ้มชั้นนอก ซึ่งให้ช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้น ทนทานต่อน้ำมัน ทนกรด ทนด่าง น้ำหนักเบากว่า และใช้พื้นที่น้อยลง นวัตกรรมเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในการออกแบบสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเล

(8) สรุป

การออกแบบโครงสร้างของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลคำนึงถึงข้อกำหนดพิเศษของสภาพแวดล้อมทางทะเล รวมถึงการกันน้ำ ความต้านทานแรงดัน ความต้านทานการกัดกร่อน และความแข็งแรงเชิงกล ประสิทธิภาพสูงและความน่าเชื่อถือของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลทำให้สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ขาดไม่ได้ในระบบการสื่อสารทางทะเลสมัยใหม่ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทางทะเลทำให้โครงสร้างและวัสดุของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองความต้องการในการสำรวจมหาสมุทรที่ลึกขึ้นและความต้องการด้านการสื่อสารที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น

เกี่ยวกับ ONE WORLD (OW Cable)

ONE WORLD (OW Cable) คือผู้จัดหาวัตถุดิบคุณภาพสูงชั้นนำระดับโลกสำหรับอุตสาหกรรมสายไฟและสายเคเบิล ผลิตภัณฑ์ของเราประกอบด้วยพลาสติกเสริมใยแก้ว (FRP), วัสดุปลอดฮาโลเจน (LSZH), โพลีเอทิลีนทนไฟปลอดฮาโลเจน (HFFR PE) และวัสดุขั้นสูงอื่นๆ ที่ออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดของการใช้งานสายเคเบิลสมัยใหม่ ด้วยความมุ่งมั่นในนวัตกรรม คุณภาพ และความยั่งยืน ONE WORLD (OW Cable) ได้กลายเป็นพันธมิตรที่เชื่อถือได้ของผู้ผลิตสายเคเบิลทั่วโลก ไม่ว่าจะเป็นสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเล สายไฟฟ้า สายสื่อสาร หรือการใช้งานเฉพาะทางอื่นๆ เรามีวัตถุดิบและความเชี่ยวชาญที่จำเป็นเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่เหนือกว่า