תקציר: היתרונות של כבל סיב אופטי הופכים את השימוש בו בתחום התקשורת למתרחב כל הזמן. על מנת להסתגל לסביבות שונות, חיזוק מתאים מוסיף בדרך כלל בתהליך התכנון של כבל סיב אופטי כדי לענות על צרכים שונים. מאמר זה מציג בעיקר את היתרונות של חוט סיבי זכוכית (כלומר חוט סיבי זכוכית) כחיזוק כבל סיב אופטי, ומציג בקצרה את המבנה והביצועים של כבל סיב אופטי מחוזק בחוט סיבי זכוכית, ומנתח בקצרה את הקשיים בשימוש בחוט סיבי זכוכית.
מילות מפתח: חיזוק, חוט סיבי זכוכית
1. תיאור רקע
לידתה ופיתוחה של תקשורת סיבים אופטיים הם מהפכה חשובה בהיסטוריה של התקשורת. תקשורת סיבים אופטיים שינתה את דרך התקשורת המסורתית, ואפשרה תקשורת במהירות גבוהה ובקיבולת גבוהה ללא כל סוג של הפרעה מגנטית. עם הפיתוח המתמשך של כבלי סיבים אופטיים וטכנולוגיית התקשורת, גם טכנולוגיית התקשורת הסיבים האופטיים שופרה מאוד. כבלי סיבים אופטיים, עם כל היתרונות שלהם, הופכים את היקף השימוש שלהם לתחום התקשורת להתרחב ללא הרף. כיום, כבלי סיבים אופטיים עם קצב פיתוח מהיר ומגוון רחב של יישומים נכנסו לתחומים שונים של תקשורת קווית והפכה למצב התקשורת העיקרי של התקשורת המודרנית, וההשפעה על החיים החברתיים גוברת והולכת.
2. יישום רוב וסוגי החיזוקים
על מנת להסתגל לסביבות שונות, בדרך כלל מוסיפים חיזוק מתאים בתהליך תכנון הכבל או שמשנים את מבנה הכבל כדי לענות על צרכים שונים. ניתן לחלק את חיזוק כבלי הסיבים האופטיים לחיזוק מתכתי וחיזוק לא מתכתי, חלקי החיזוק המתכתיים העיקריים הם חוטי פלדה בגדלים שונים, סרט אלומיניום וכו', חלקי חיזוק לא מתכתיים הם בעיקר FRP, KFRP, סרט עמיד למים, ארמיד, חוט קשירה, חוט סיבי זכוכית וכו'. בשל הקשיות והחוזק הגבוהים של חיזוק המתכת, הוא משמש בעיקר בסביבות בנייה ושימוש עם דרישות גבוהות למתח צירי, כגון הנחת צינורות חיצוניים עיליים, קבורה ישירה ואירועים אחרים. בשל המגוון הרחב של חלקי חיזוק לא מתכתיים, התפקיד שממלאים חלקי חיזוק לא מתכתיים שונה. מכיוון שחיזוק לא מתכתי רך יחסית וחוזק המתיחה קטן מזה של חיזוק מתכת, ניתן להשתמש בו בתוך הבית, בבניינים, בין קומות, או לחבר אותו לכבלי סיבים אופטיים מחוזקים במתכת כאשר יש צורך מיוחד. עבור סביבות מיוחדות מסוימות, כגון הסביבה המועדת למכרסמים שהוזכרה לעיל, יש צורך בחיזוקים מיוחדים כדי לעמוד לא רק במאמצים הציריים והרוחביים הנדרשים, אלא גם בתכונות נוספות, כגון עמידות בפני כירסום. מאמר זה מציג את השימוש בחוט פיברגלס כחיזוק בכבל RF לשליפה, כבל פרפר צינורות וכבל חסין מכרסמים.
3. חוט סיבי זכוכית ויתרונותיו
סיבי זכוכית הם סוג חדש של חומרי הנדסה, בעלי תכונות מצוינות שאינן דליקות, עמידות בפני קורוזיה, עמידות בטמפרטורה גבוהה, ספיגת לחות, התארכות ועוד, בתחומים חשמליים, מכניים, כימיים ואופטיים, ולכן הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות שונות. חוטי סיבי זכוכית ניתנים לחלוקה לשני סוגים: חוט ללא פיתול וחוט מפותל, המשמשים בדרך כלל לייצור כבלי סיבים אופטיים.
חוט סיבי זכוכית כחיזוק כבל סיב אופטי, יש לו את היתרונות הבאים:
(1) בדרישות חוזק המתיחה של האירוע במקום ארמיד, מהווים אלמנטים מתיחה של כבל סיב אופטי, כלכלי ובעל ביצועים. ארמיד הוא סיב סינתטי חדשני בעל יתרונות של חוזק גבוה במיוחד, מודול גבוה ועמידות בטמפרטורה גבוהה. מחיר הארמיד גבוה, מה שמשפיע ישירות גם על עלות כבל הסיב האופטי. חוט פיברגלס הוא כ-1/20 ממחירו של ארמיד, ומדדי הביצועים האחרים אינם שונים בהרבה בהשוואה לארמיד, כך שניתן להשתמש בחוט פיברגלס כתחליף לארמיד, והחסכון בו טוב יותר. השוואת הביצועים בין ארמיד לחוט פיברגלס מוצגת בטבלה שלהלן.
טבלה להשוואת ביצועי חוט ארמיד וחוט סיבי זכוכית
(2) חוט פיברגלס אינו רעיל ואינו מזיק, אינו דליק, עמיד בפני קורוזיה, עמיד לטמפרטורות גבוהות, בעל התארכות נמוכה, יציב כימית ועומד בדרישות הביצועים של כבל אופטי כגון RoHS. לחוט סיבי הזכוכית יש גם עמידות טובה יותר בפני שחיקה וקורוזיה, שימור חום ותכונות בידוד. זה מבטיח שכבל הסיבים האופטי יוכל לפעול כרגיל בטמפרטורה גבוהה או נמוכה, והוא יכול להסתגל לסביבות קשות יותר. תכונות הבידוד הופכות את כבל הסיבים האופטי לחסין מפני פגיעות ברק או הפרעות אלקטרומגנטיות אחרות, וניתן להשתמש בו באופן נרחב בכבל סיבים אופטיים דיאלקטרי מלא.
(3) כבל סיב אופטי ממולא בחוט סיבי זכוכית יכול להפוך את מבנה הכבל לקומפקטי ולהגדיל את חוזק המתיחה והדחיסה שלו.
(4) חוט סיבי זכוכית חוסם מים הוא אחת הדרכים הטובות ביותר לחסימת מים בכבל סיב אופטי. אפקט חסימת המים של חוט סיבי זכוכית חוסם מים טוב יותר מזה של ארמיד חוסם מים, שיש לו קצב נפיחות ספיגה של 160%, בעוד שלחוט סיבי זכוכית חוסם מים יש קצב נפיחות ספיגה של 200%. אם כמות חוט סיבי הזכוכית תגדל, אפקט חסימת המים יהיה בולט עוד יותר. זהו מבנה יבש וחוסם מים, ואין צורך לנגב משחת שמן במהלך תהליך החיבור, וזה נוח יותר לבנייה ותואם יותר לדרישות הסביבה.
(5) חוט פיברגלס כמבנה חיזוק של כבל סיב אופטי הוא בעל גמישות טובה, מה שיכול לבטל את החסרונות של כבל סיב אופטי הנוקשה מדי ולא קל לכיפוף עקב החיזוק, מה שמספק נוחות לכל היבטי הייצור וההתקנה. יש לו השפעה מועטה על ביצועי הכיפוף של כבל סיב אופטי, ורדיוס הכיפוף יכול להיות עד פי 10 מהקוטר החיצוני של הכבל, וזה מתאים יותר לסביבות הנחה מורכבות.
(6) צפיפות חוט סיבי זכוכית היא 2.5 גרם/סמ"ק, כבל סיב אופטי עם חוט סיבי זכוכית כחיזוק קל משקל, מה שמפחית את עלויות ההובלה.
(7) לחוט סיבי זכוכית יש גם ביצועים טובים נגד מכרסמים. בשדות רבים ובאזורים הרריים בסין, הצמחייה מתאימה למכרסמים להישרדות, והריח הייחודי הכלול במעטפת הפלסטיק של כבל סיב אופטי מושך בקלות מכרסמים לכרסם, כך שקווי כבל התקשורת סובלים לעיתים קרובות מעקיצות מכרסמים ומשפיעים על איכות התקשורת, ובמקרים חמורים, זה יכול אף להוביל לסיום רשת התקשורת הראשית ולגרום להפסדים משמעותיים לחברה. היתרונות והחסרונות של שיטות איטום מכרסמים קונבנציונליות ואיטום מכרסמים בחוט סיבי זכוכית מושווים בטבלה הבאה.
6. סיכום
לסיכום, חוט סיבי זכוכית לא רק בעל ביצועים מצוינים, אלא גם מחיר נמוך, אשר צפוי להפוך לחיזוק כבל סיבים אופטיים בשימוש נרחב יותר ויותר, להפחית את עלות הייצור של יצרני כבלי סיבים אופטיים ולענות טוב יותר על הצרכים השונים של לקוחות מקומיים וזרים.
זמן פרסום: 09 ביולי 2022