ออกแบบมาเพื่อมหาสมุทร: การออกแบบโครงสร้างของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเล

สายไฟเบอร์ออปติกทางทะเลได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมในมหาสมุทร ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลได้อย่างเสถียรและเชื่อถือได้ สายไฟเบอร์ออปติกไม่เพียงแต่ใช้ในการสื่อสารภายในเรือเท่านั้น แต่ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสารข้ามมหาสมุทรและการส่งข้อมูลสำหรับแท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง ซึ่งมีบทบาทสำคัญในระบบสื่อสารทางทะเลสมัยใหม่ เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของการดำเนินงานนอกชายฝั่ง สายไฟเบอร์ออปติกทางทะเลจึงได้รับการออกแบบให้กันน้ำ ทนแรงดัน ทนต่อการกัดกร่อน แข็งแรงทนทานต่อกลไก และมีความยืดหยุ่นสูง

โดยทั่วไป โครงสร้างของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลจะประกอบด้วยอย่างน้อยหน่วยใยแก้วนำแสง ปลอกหุ้ม ชั้นเกราะ และปลอกหุ้มภายนอก สำหรับการออกแบบหรือการใช้งานพิเศษ สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลอาจละเว้นชั้นเกราะและใช้วัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอมากกว่าหรือปลอกหุ้มภายนอกพิเศษแทน นอกจากนี้ เพื่อให้ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลอาจรวมชั้นทนไฟ ส่วนเสริม/ส่วนเสริมแรง และองค์ประกอบป้องกันน้ำเพิ่มเติมด้วย

(1) หน่วยใยแก้วนำแสง

หน่วยไฟเบอร์เป็นส่วนประกอบหลักของสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกทางทะเล ซึ่งประกอบด้วยไฟเบอร์ออปติกหนึ่งเส้นหรือมากกว่า
เส้นใยนำแสงเป็นส่วนแกนกลางของสายเคเบิล ซึ่งโดยทั่วไปประกอบด้วยแกน ปลอกหุ้ม และสารเคลือบ โดยมีโครงสร้างเป็นวงกลมซ้อนกัน แกนกลางซึ่งทำจากซิลิกาที่มีความบริสุทธิ์สูง ทำหน้าที่ส่งสัญญาณออปติก ส่วนปลอกหุ้มซึ่งทำจากซิลิกาที่มีความบริสุทธิ์สูงเช่นกัน ล้อมรอบแกนกลาง ทำให้เกิดพื้นผิวสะท้อนแสงและการแยกแสง รวมถึงการป้องกันทางกล ชั้นเคลือบซึ่งเป็นชั้นนอกสุดของเส้นใยทำจากวัสดุ เช่น อะคริเลต ยางซิลิโคน และไนลอน ช่วยปกป้องเส้นใยจากความชื้นและความเสียหายทางกล

โดยทั่วไปแล้วเส้นใยแก้วนำแสงจะแบ่งออกเป็นเส้นใยแก้วนำแสงโหมดเดียว (เช่น G.655, G652D) และเส้นใยแก้วนำแสงหลายโหมด (เช่น OM1-OM4) โดยมีคุณสมบัติประสิทธิภาพในการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน คุณสมบัติที่สำคัญในการส่งสัญญาณ ได้แก่ การลดทอนสัญญาณสูงสุด แบนด์วิดท์ต่ำสุด ดัชนีหักเหแสงที่มีประสิทธิภาพ รูรับแสงตัวเลข และค่าสัมประสิทธิ์การกระจายสัญญาณสูงสุด ซึ่งกำหนดประสิทธิภาพและระยะทางในการส่งสัญญาณ

ไฟเบอร์ถูกล้อมรอบด้วยท่อบัฟเฟอร์ที่หลวมหรือแน่นเพื่อลดการรบกวนระหว่างไฟเบอร์และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมภายนอก การออกแบบหน่วยไฟเบอร์ช่วยให้การส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพ จึงทำให้เป็นส่วนพื้นฐานและสำคัญที่สุดของสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกทางทะเล

(2) ฝัก

ปลอกหุ้มเส้นใยเป็นส่วนประกอบสำคัญของสายเคเบิลที่ทำหน้าที่ปกป้องเส้นใยนำแสง โดยแบ่งตามโครงสร้างได้เป็นท่อบัฟเฟอร์แบบแน่นและท่อบัฟเฟอร์แบบหลวม

ท่อบัฟเฟอร์แบบแน่นมักทำจากวัสดุ เช่น เรซินโพลีโพรพิลีน (PP) โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) และโพลีเอทิลีนหน่วงไฟปลอดฮาโลเจน (HFFR PE) ท่อบัฟเฟอร์แบบแน่นจะยึดติดกับพื้นผิวเส้นใยอย่างแน่นหนา โดยไม่ทิ้งช่องว่างขนาดใหญ่ ซึ่งช่วยลดการเคลื่อนตัวของเส้นใย การคลุมแบบแน่นนี้จะช่วยปกป้องเส้นใยโดยตรง ป้องกันการซึมผ่านของความชื้น และให้ความแข็งแรงเชิงกลสูงและต้านทานการรบกวนจากภายนอก

ท่อบัฟเฟอร์หลวมมักทำจากโมดูลัสสูงพีบีทีพลาสติกบรรจุเจลกันน้ำเพื่อให้เกิดการกันกระแทกและการปกป้อง ท่อบัฟเฟอร์แบบหลวมให้ความยืดหยุ่นที่ยอดเยี่ยมและทนต่อแรงกดด้านข้าง เจลกันน้ำช่วยให้เส้นใยเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระภายในท่อ ช่วยให้ดึงเส้นใยออกและบำรุงรักษาได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังให้การป้องกันเพิ่มเติมต่อความเสียหายและความชื้นที่เข้ามา ทำให้มั่นใจได้ว่าสายเคเบิลจะมีเสถียรภาพและปลอดภัยในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นหรือใต้น้ำ

(3) ชั้นเกราะ

ชั้นเกราะอยู่ภายในปลอกหุ้มด้านนอกและให้การป้องกันทางกลเพิ่มเติม ป้องกันไม่ให้สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลได้รับความเสียหายทางกายภาพ ชั้นเกราะมักทำจากลวดเหล็กชุบสังกะสี (GSWB) โครงสร้างถักหุ้มสายเคเบิลด้วยลวดเหล็กชุบสังกะสี โดยปกติจะมีอัตราการครอบคลุมไม่น้อยกว่า 80% โครงสร้างเกราะให้การป้องกันทางกลและความแข็งแรงในการดึงที่สูงมาก ในขณะที่การออกแบบถักช่วยให้มีความยืดหยุ่นและมีรัศมีการโค้งงอที่เล็กกว่า (รัศมีการโค้งงอที่อนุญาตแบบไดนามิกสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลคือ 20D) ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องมีการเคลื่อนย้ายหรือโค้งงอบ่อยครั้ง นอกจากนี้ วัสดุเหล็กชุบสังกะสียังให้ความทนทานต่อการกัดกร่อนเพิ่มเติม ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นหรือมีละอองเกลือ

(4) เสื้อนอก

ปลอกหุ้มด้านนอกเป็นชั้นป้องกันโดยตรงของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเล ออกแบบมาเพื่อทนต่อแสงแดด ฝน การกัดเซาะของน้ำทะเล ความเสียหายทางชีวภาพ ผลกระทบทางกายภาพ และรังสี UV ปลอกหุ้มด้านนอกมักทำจากวัสดุที่ทนทานต่อสิ่งแวดล้อม เช่น โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) และฮาโลเจนเป็นศูนย์ที่มีควันน้อย (แอลเอสเอช) โพลีโอเลฟิน ซึ่งมีคุณสมบัติทนต่อรังสี UV ทนต่อสภาพอากาศ ทนต่อสารเคมี และทนไฟได้ดีเยี่ยม ทำให้สายเคเบิลมีความเสถียรและเชื่อถือได้แม้ในสภาวะทางทะเลที่รุนแรง ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลส่วนใหญ่จึงใช้วัสดุ LSZH เช่น LSZH-SHF1, LSZH-SHF2 และ LSZH-SHF2 MUD วัสดุ LSZH ก่อให้เกิดควันที่มีความหนาแน่นต่ำมากและไม่มีฮาโลเจน (ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน เป็นต้น) จึงหลีกเลี่ยงการปล่อยก๊าซพิษในระหว่างการเผาไหม้ LSZH-SHF1 เป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปที่สุด

(5) ชั้นทนไฟ

ในพื้นที่สำคัญ เพื่อให้แน่ใจว่าระบบสื่อสารมีความต่อเนื่องและเชื่อถือได้ (เช่น สำหรับสัญญาณเตือนไฟไหม้ แสงสว่าง และการสื่อสารในกรณีฉุกเฉิน) สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลบางสายจะมีชั้นทนไฟรวมอยู่ด้วย สายเคเบิลท่อบัฟเฟอร์แบบหลวมมักต้องใช้เทปไมก้าเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มความทนทานต่อไฟ สายเคเบิลทนไฟสามารถรักษาความสามารถในการสื่อสารได้ในช่วงระยะเวลาหนึ่งระหว่างเกิดไฟไหม้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความปลอดภัยของเรือ

(6) การเสริมกำลังสมาชิก

เพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเล ให้ใช้ส่วนประกอบเสริมแรงส่วนกลาง เช่น ลวดเหล็กฟอสเฟตหรือพลาสติกเสริมไฟเบอร์ (ไฟเบอร์กลาส) จะถูกเพิ่มเข้าไป ซึ่งจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานแรงดึงของสายเคเบิล ทำให้มั่นใจได้ว่าสายเคเบิลจะมีความเสถียรในระหว่างการติดตั้งและการใช้งาน นอกจากนี้ ยังสามารถเสริมความแข็งแรงด้วยเส้นใยอะรามิดเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมีของสายเคเบิลได้อีกด้วย

(7) การปรับปรุงโครงสร้าง

ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี โครงสร้างและวัสดุของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลจึงได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น สายเคเบิลแบบท่อหลวมที่แห้งทั้งหมดจะขจัดเจลกันน้ำแบบเดิมและใช้วัสดุกันน้ำแบบแห้งในทั้งท่อหลวมและแกนสายเคเบิล ซึ่งให้ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม น้ำหนักเบากว่า และปราศจากเจล ตัวอย่างอีกประการหนึ่งคือการใช้เทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์ (TPU) เป็นวัสดุหุ้มด้านนอก ซึ่งให้ช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้น ทนทานต่อน้ำมัน ทนกรด ทนด่าง น้ำหนักเบากว่า และใช้พื้นที่น้อยกว่า นวัตกรรมเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในการออกแบบสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเล

(8) สรุป

การออกแบบโครงสร้างของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลคำนึงถึงข้อกำหนดพิเศษของสภาพแวดล้อมในมหาสมุทร เช่น การกันน้ำ ความต้านทานแรงดัน ความต้านทานการกัดกร่อน และความแข็งแรงเชิงกล ประสิทธิภาพสูงและความน่าเชื่อถือของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลทำให้สายเคเบิลเหล่านี้เป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ในระบบการสื่อสารทางทะเลสมัยใหม่ เมื่อเทคโนโลยีทางทะเลมีความก้าวหน้า โครงสร้างและวัสดุของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางทะเลก็ยังคงพัฒนาต่อไปเพื่อตอบสนองความต้องการในการสำรวจมหาสมุทรที่ลึกขึ้นและความต้องการการสื่อสารที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น

เกี่ยวกับ ONE WORLD (OW Cable)

ONE WORLD (OW Cable) เป็นซัพพลายเออร์ชั้นนำระดับโลกด้านวัตถุดิบคุณภาพสูงสำหรับอุตสาหกรรมสายไฟและสายเคเบิล กลุ่มผลิตภัณฑ์ของเราประกอบด้วยพลาสติกเสริมใยแก้ว (FRP) วัสดุปลอดฮาโลเจน (LSZH) ที่มีควันน้อย โพลีเอทิลีนทนไฟปลอดฮาโลเจน (HFFR PE) และวัสดุขั้นสูงอื่นๆ ที่ออกแบบมาเพื่อตอบสนองข้อกำหนดที่เข้มงวดของการใช้งานสายเคเบิลสมัยใหม่ ด้วยความมุ่งมั่นในการสร้างสรรค์นวัตกรรม คุณภาพ และความยั่งยืน ONE WORLD (OW Cable) จึงกลายเป็นพันธมิตรที่เชื่อถือได้สำหรับผู้ผลิตสายเคเบิลทั่วโลก ไม่ว่าจะเป็นสายเคเบิลใยแก้วนำแสงสำหรับเดินเรือ สายไฟ สายเคเบิลสื่อสาร หรือการใช้งานเฉพาะทางอื่นๆ เรามีวัตถุดิบและความเชี่ยวชาญที่จำเป็นเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่เหนือกว่า