הנדסה לאוקיינוס: התכנון המבני של כבלי סיבים אופטיים ימיים

כבלי סיבים אופטיים ימיים מתוכננים במיוחד לסביבות אוקייניות, ומספקים העברת נתונים יציבה ואמינה. הם משמשים לא רק לתקשורת פנימית באוניות אלא גם בשימוש נרחב בתקשורת טרנס-אוקיאנית והעברת נתונים עבור פלטפורמות נפט וגז ימיות, וממלאים תפקיד מכריע במערכות תקשורת ימיות מודרניות. כדי להבטיח את יציבות הפעילות הימית, כבלי סיבים אופטיים ימיים מתוכננים להיות עמידים למים, עמידים בפני לחץ, עמידים בפני קורוזיה, חזקים מכנית וגמישים ביותר.

באופן כללי, מבנה כבלי סיבים אופטיים ימיים כולל לפחות יחידת סיב, מעטפת, שכבת שריון ומעיל חיצוני. עבור עיצובים או יישומים מיוחדים, כבלי סיבים אופטיים ימיים עשויים להשמיט את שכבת השריון ובמקום זאת להשתמש בחומרים עמידים יותר בפני שחיקה או במעילים חיצוניים מיוחדים. בנוסף, כדי להסתגל לסביבות שונות, כבלי סיבים אופטיים ימיים עשויים לכלול גם שכבות עמידות בפני אש, אלמנטים מרכזיים/חיזוקים ואלמנטים נוספים לחסימת מים.

(1) יחידת סיב אופטי

יחידת הסיבים היא המרכיב המרכזי של כבלי סיבים אופטיים ימיים, המכילה סיב אופטי אחד או יותר.
סיבים אופטיים הם החלק המרכזי של הכבל, המורכב בדרך כלל מליבה, חיפוי וציפוי, בעלי מבנה מעגלי קונצנטרי. הליבה, העשויה מסיליקה בעלת טוהר גבוה, אחראית על העברת אותות אופטיים. החיפוי, העשוי גם הוא מסיליקה בעלת טוהר גבוה, מקיף את הליבה, ומספק משטח מחזיר אור ובידוד אופטי, כמו גם הגנה מכנית. הציפוי, השכבה החיצונית ביותר של הסיב, עשוי מחומרים כמו אקרילט, גומי סיליקון וניילון, ומגן על הסיב מפני לחות ונזק מכני.

סיבים אופטיים מסווגים בדרך כלל לסיבים חד-אופניים (למשל, G.655, G652D) וסיבים מרובי-אופניים (למשל, OM1-OM4), עם מאפייני ביצועי שידור שונים. מאפייני השידור העיקריים כוללים הנחתה מקסימלית, רוחב פס מינימלי, מקדם שבירה אפקטיבי, צמצם מספרי ומקדם פיזור מקסימלי, אשר קובעים את יעילות ומרחק שידור האות.

הסיבים מוקפים בצינורות חיץ רופפים או הדוקים כדי להפחית הפרעות בין הסיבים והשפעות סביבתיות חיצוניות. תכנון יחידת הסיבים מבטיח העברת נתונים יעילה, מה שהופך אותה לחלק הבסיסי והקריטי ביותר בכבלי סיבים אופטיים ימיים.

(2) נדן

מעטפת הסיבים היא מרכיב מפתח בכבל, המגן על הסיבים האופטיים. בהתבסס על המבנה, ניתן לחלק אותה לצינורות חיץ צפופים וצינורות חיץ רופפים.

צינורות בוץ צפופים עשויים בדרך כלל מחומרים כגון שרף פוליפרופילן (PP), פוליוויניל כלוריד (PVC) ופוליאתילן מעכב בעירה נטול הלוגן (HFFR PE). צינורות בוץ צפופים נצמדים היטב לפני השטח של הסיבים, מבלי להשאיר פערים משמעותיים, מה שממזער את תנועת הסיבים. כיסוי צפוף זה מספק הגנה ישירה לסיבים, מונע חדירת לחות ומציע חוזק מכני גבוה ועמידות בפני הפרעות חיצוניות.

צינורות חיץ רופפים עשויים בדרך כלל ממודול גבוהPBTפלסטיק, ממולא בג'ל חוסם מים כדי לספק ריפוד והגנה. צינורות חיץ רופפים מציעים גמישות מעולה ועמידות ללחץ רוחבי. ג'ל חוסם המים מאפשר לסיבים לנוע בחופשיות בתוך הצינור, ומקל על חילוץ ותחזוקת הסיבים. הוא גם מספק הגנה נוספת מפני נזק וחדירת לחות, ומבטיח את יציבותו ובטיחותו של הכבל בסביבות לחות או תת-ימיות.

(3) שכבת שריון

שכבת השריון ממוקמת בתוך המעטפת החיצונית ומספקת הגנה מכנית נוספת, המונעת נזק פיזי לכבל הסיבים האופטיים הימיים. שכבת השריון עשויה בדרך כלל מצמה של פלדה מגולוונת (GSWB). המבנה הקלוע מכסה את הכבל בחוטי פלדה מגולוונים, בדרך כלל עם שיעור כיסוי של לא פחות מ-80%. מבנה השריון מציע הגנה מכנית וחוזק מתיחה גבוהים במיוחד, בעוד שהעיצוב הקלוע מבטיח גמישות ורדיוס כיפוף קטן יותר (רדיוס הכיפוף הדינמי המותר לכבלי סיבים אופטיים ימיים הוא 20D). זה הופך אותו למתאימה ליישומים הדורשים תנועה או כיפוף תכופים. בנוסף, חומר הפלדה המגולוון מספק עמידות נוספת בפני קורוזיה, מה שהופך אותו לאידיאלי לשימוש בסביבות לחות או ריסוס מלח.

(4) מעיל חיצוני

המעטפת החיצונית היא שכבת המגן הישירה של כבלי סיבים אופטיים ימיים, המיועדת לעמוד באור שמש, גשם, סחף מי ים, נזק ביולוגי, השפעה פיזית וקרינת UV. המעטפת החיצונית עשויה בדרך כלל מחומרים עמידים לסביבה כגון פוליוויניל כלוריד (PVC) ושכבת הגנה נמוכה ללא הלוגן (LSZH) פוליאולפין, המציע עמידות מעולה בפני קרינת UV, עמידות בפני מזג אוויר, עמידות בפני כימיקלים ועמידות בפני בעירה. זה מבטיח שהכבל יישאר יציב ואמין בתנאים ימיים קשים. מסיבות בטיחות, רוב כבלי הסיבים האופטיים הימיים משתמשים כיום בחומרים LSZH, כגון LSZH-SHF1, LSZH-SHF2 ו-LSZH-SHF2 MUD. חומרי LSZH מייצרים צפיפות עשן נמוכה מאוד ואינם מכילים הלוגנים (פלואור, כלור, ברום וכו'), מה שמונע שחרור גזים רעילים במהלך הבעירה. מבין אלה, LSZH-SHF1 הוא הנפוץ ביותר.

(5) שכבה עמידה באש

באזורים קריטיים, כדי להבטיח את המשכיותן ואמינותן של מערכות תקשורת (למשל, עבור אזעקות אש, תאורה ותקשורת במצבי חירום), חלק מכבלי הסיבים האופטיים הימיים כוללים שכבה עמידה באש. כבלי צינור חיץ רופפים דורשים לעתים קרובות תוספת של סרט נציץ כדי לשפר את עמידות האש. כבלים עמידים באש יכולים לשמור על יכולות תקשורת למשך תקופה מסוימת במהלך שריפה, דבר חיוני לבטיחות הספינה.

(6) חיזוק חברים

כדי לשפר את החוזק המכני של כבלי סיבים אופטיים ימיים, יש להשתמש באלמנטים חיזוק מרכזיים כגון חוטי פלדה פוספטיים או פלסטיק מחוזק סיבים (FRP) מתווספים. אלה מגבירים את חוזק הכבל ואת עמידותו למתיחה, ומבטיחים יציבות במהלך ההתקנה והשימוש. בנוסף, ניתן להוסיף חומרי חיזוק עזר כגון חוט ארמיד כדי לשפר את חוזק הכבל ואת עמידותו בפני קורוזיה כימית.

(7) שיפורים מבניים

עם ההתקדמות הטכנולוגית, המבנה והחומרים של כבלי סיבים אופטיים ימיים מתפתחים ללא הרף. לדוגמה, כבלים יבשים לחלוטין מבטלים את הג'ל המסורתי לחסימת מים ומשתמשים בחומרים יבשים לחסימת מים הן בצינורות הרופפים והן בליבת הכבל, מה שמציע יתרונות סביבתיים, משקל קל יותר ויתרונות ללא ג'ל. דוגמה נוספת היא השימוש באלסטומר פוליאוריטן תרמופלסטי (TPU) כחומר המעטפת החיצוני, המספק טווח טמפרטורות רחב יותר, עמידות לשמן, עמידות לחומצות, עמידות בפני בסיסים, משקל קל יותר ודרישות מקום קטנות יותר. חידושים אלה מדגימים את השיפורים המתמשכים בתכנון כבלי סיבים אופטיים ימיים.

(8) סיכום

התכנון המבני של כבלי סיבים אופטיים ימיים לוקח בחשבון את הדרישות המיוחדות של סביבות אוקיינוס, כולל איטום, עמידות ללחץ, עמידות בפני קורוזיה וחוזק מכני. הביצועים הגבוהים והאמינות של כבלי סיבים אופטיים ימיים הופכים אותם למרכיב הכרחי במערכות תקשורת ימיות מודרניות. ככל שהטכנולוגיה הימית מתקדמת, המבנה והחומרים של כבלי סיבים אופטיים ימיים ממשיכים להתפתח כדי לענות על דרישות חקר האוקיינוס ​​​​העמוק יותר וצורכי תקשורת מורכבים יותר.

אודות ONE WORLD (כבל OW)

ONE WORLD (OW Cable) היא ספקית עולמית מובילה של חומרי גלם איכותיים לתעשיית החוטים והכבלים. תיק המוצרים שלנו כולל פלסטיק מחוזק בסיבים (FRP), חומרים דלי עשן ללא הלוגן (LSZH), פוליאתילן מעכב בעירה נטול הלוגן (HFFR PE) וחומרים מתקדמים אחרים שנועדו לעמוד בדרישות המחמירות של יישומי כבלים מודרניים. עם מחויבות לחדשנות, איכות וקיימות, ONE WORLD (OW Cable) הפכה לשותפה מהימנה עבור יצרני כבלים ברחבי העולם. בין אם מדובר בכבלים של סיבים אופטיים ימיים, כבלי חשמל, כבלי תקשורת או יישומים מיוחדים אחרים, אנו מספקים את חומרי הגלם והמומחיות הדרושים כדי להבטיח ביצועים ואמינות מעולים.