- A+
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับสายเคเบิลใยแก้วนำแสง OPGW
บทนำ Background
สายกราวด์เหนือศีรษะใยแก้วนำแสง (OPGW) คือการใส่ใยแก้วนำแสงเข้าไปในสายกราวด์เหนือศีรษะ, และรวมสายเคเบิลออปติคัลและสายกราวด์เข้าด้วยกันอย่างเป็นธรรมชาติ. บนพื้นฐานของการรับรองคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลดั้งเดิมของสายกราวด์เหนือศีรษะ, เสียง, การส่งวิดีโอ, ข้อมูลและข้อมูลอื่นๆ เมื่อเปรียบเทียบกับสายเคเบิลออปติคัลประเภทอื่น, มีความน่าเชื่อถือสูง; เหมาะสำหรับติดตั้งบนสายไฟที่มีระดับแรงดันไฟต่างๆ, และการก่อสร้างและการติดตั้งทำได้ง่าย; มันสามารถทนต่อความเครียดขนาดใหญ่, และมีความสามารถที่แข็งแกร่งในการต้านทานลมแรงและน้ำแข็ง; ได้รับการปกป้องด้วยโลหะภายนอก สามารถหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของสายสื่อสารที่เกิดจากการถูกฟ้าผ่าและกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในระบบสื่อสารพลังงานแบบเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ; สามารถรองรับแกนใยแก้วนำแสงจำนวนมาก; อายุการใช้งานยาวนาน, โดยทั่วไปมากกว่า 25 ถึง 30 ปีเนื่องจากข้อดีข้างต้น, ในระบบไฟฟ้า, การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง OPGW ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวิธีการสื่อสารในอุดมคติ.
การวิจัยเชิงทฤษฎีและทางเทคนิค
1) ใยแก้วนำแสง
การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงเป็นวิธีการสื่อสารที่ใช้เลเซอร์เป็นตัวพาข้อมูลและใยแก้วนำแสงเป็นสื่อกลางในการส่งสัญญาณ. ใยแก้วนำแสงใช้เป็นสื่อกลางในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง.
- โครงสร้างพื้นฐานของใยแก้วนำแสง
เส้นใยแก้วนำแสงมาจากสื่อโปร่งใสตั้งแต่ 2 ชั้นขึ้นไป, และโดยทั่วไปประกอบด้วยสามส่วน: แกน, หุ้มและเคลือบ.
- ประเภทของเส้นใยสื่อสาร
เส้นใยสื่อสารโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: เส้นใยซิลิกาแบบหลายขั้นตอนหักเหแสง, เส้นใยซิลิกาแบบหลายโหมดหักเหแสง, และเส้นใยซิลิกาโหมดเดียว. G.652 เป็นไฟเบอร์โหมดเดี่ยวที่ง่ายที่สุด, ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าไฟเบอร์โหมดเดียวทั่วไปหรือไฟเบอร์โหมดเดียวมาตรฐาน. ขึ้นอยู่กับอัตราการส่งข้อมูลที่แตกต่างกัน, G.652 เส้นใยแบ่งออกเป็นหลายประเภท:
G.652A ไฟเบอร์: ระยะการส่งข้อมูลของระบบ 10Gb/s สามารถเข้าถึง 400km, และระยะการส่งข้อมูลของระบบ 40Gb/s สามารถเข้าถึง 2km.
G.652B ไฟเบอร์: ระยะการส่งข้อมูลของระบบ 10Gb/s สามารถเข้าถึงได้มากกว่า 3000km, และระยะการส่งข้อมูลของระบบ 40Gb/s สามารถเข้าถึง 80km.
G.652C ไฟเบอร์: คล้ายกับไฟเบอร์ G.652A, แต่สามารถทำงานได้ในแบนด์ 1360~1530nm.
ไฟเบอร์ G.652D: คล้ายกับไฟเบอร์ G.652A, แต่สามารถทำงานได้ในแบนด์ 1360~1530nm.
- การวิเคราะห์ลักษณะใยแก้วนำแสง
การสูญเสียใยแก้วนำแสงหมายถึงการลดทอนพลังงานแสงเนื่องจากการดูดซับ, การกระเจิงและสาเหตุอื่นๆ หลังจากส่งสัญญาณแสงผ่านใยแก้วนำแสง. ปัจจัยของการสูญเสียเส้นใยส่วนใหญ่รวมถึงการสูญเสียที่แท้จริง, การสูญเสียการผลิตและการสูญเสียเพิ่มเติม. เนื่องจากส่วนประกอบหลักของแกนใยแก้วนำแสงที่ใช้ในระบบสื่อสารคือแก้วซิลิกา, คือ SiO2, และเส้นใยซิลิกาเองก็ไม่ไวต่ออุณหภูมิ, เพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพการส่งผ่านของใยแก้วนำแสงภายใต้สภาวะที่เย็นจัด, ประสิทธิภาพของการเคลือบใยแก้วนำแสงกลายเป็นปัจจัยสำคัญ. คุณสมบัติของวัสดุเคลือบเปลี่ยนแปลงได้ง่ายตามอุณหภูมิ, ซึ่งทำให้การสูญเสียเส้นใยเพิ่มขึ้นในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิเบี่ยงเบนไปจากอุณหภูมิห้อง.
2) สายออปติก
แม้ว่าใยแก้วนำแสงที่เคลือบและปลอกหุ้มจะมีกำลังรับแรงอัดอยู่บ้าง, ยังทนต่อการดัดงอไม่ได้, บิด, การยืดตัวและแรงกดด้านข้างที่แข็งแกร่ง, ฯลฯ, และไม่สามารถทนต่ออิทธิพลของสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นอุณหภูมิและความชื้นที่รุนแรงได้. สายเคเบิลใยแก้วนำแสงเป็นกระบวนการของการรวมใยแก้วนำแสงหลายตัวเข้ากับองค์ประกอบป้องกันต่างๆ, บรรจุเป็นมัด, และขึ้นรูปสายเคเบิลออปติก.
- ความจำเป็นของการเดินสายไฟเบอร์ออปติก
เหตุผลที่ต้องมีการต่อสายไฟเบอร์ออปติกในการสื่อสารในการใช้งานจริงมีสาเหตุหลักมาจากสาเหตุดังต่อไปนี้:
1) การติดตั้ง, นอน, สะดวกในการตรวจสอบและบำรุงรักษาสายเคเบิลออปติกในโครงการ.
2) สายเคเบิลออปติกสามารถปกป้องใยแก้วนำแสงได้ดีขึ้นจากการกระทำทางกลของแรงต่างๆ ในระหว่างกระบวนการวาง.
3) สายเคเบิลใยแก้วนำแสงสามารถหลีกเลี่ยงผลกระทบของสภาพแวดล้อมที่รุนแรงต่อประสิทธิภาพของใยแก้วนำแสง.
- โครงสร้างของสายออปติคัล
สายเคเบิลออปติคัลเป็นผลิตภัณฑ์สายเคเบิลนำแสงที่ใช้งานได้จริง ซึ่งรวมกับเส้นใยนำแสงหลายชนิดและส่วนประกอบป้องกันต่างๆ และบรรจุเป็นมัด. โดยปกติ, สายเคเบิลออปติคัลประกอบด้วยสี่ส่วน: แกนสายเคเบิล, องค์ประกอบความแข็งแรง, วัสดุกั้นน้ำและฝัก. โครงสร้างพื้นฐานแสดงในรูปด้านบน.
สายเคเบิลออปติคัลการสื่อสารกำลังส่วนใหญ่ประกอบด้วย OPGW, OPPC, สายเคเบิลออปติคัล ADSS และสายเคเบิลคอมโพสิตออปโตอิเล็กทรอนิกส์. ระบบสื่อสารที่รองรับของเครือข่ายแกนหลักกำลังใช้สายเคเบิลออปติคัล OPGW เป็นหลัก. โครงสร้างพื้นฐานประกอบด้วยท่อป้องกันโลหะบิดด้วยโลหะ (เหล็กหุ้มอลูมิเนียม, อลูมิเนียมอัลลอยด์, ฯลฯ) สายหุ้มเกราะ. ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเครื่องกลและไฟฟ้าสำหรับสายไฟ.
- ไส้ไส้ไฟเบอร์ออปติก
สารเติมแต่งใยแก้วนำแสงเป็นสารกึ่งแข็งหนืดที่เกิดจากการกระจายตัวหนึ่ง (หรือหลายอย่าง) สารก่อเจลในหนึ่งเดียว (หรือหลายอย่าง) น้ำมันพื้นฐาน. หน้าที่หลักของครีมใยแก้วนำแสงคือการป้องกันไม่ให้ใยแก้วนำแสงสึกกร่อนจากความชื้น. นอกจากนี้, การวางไฟเบอร์ยังสามารถทำหน้าที่เป็นเบาะเพื่อบัฟเฟอร์แรงทางกลเช่นการสั่นสะเทือน, ผลกระทบ, และดัดบนใยแก้วนำแสง. นอกจากนี้, การใช้ไฟเบอร์เพสต์ช่วยให้มั่นใจถึงคุณสมบัติทางกลของไฟเบอร์ออปติกได้ดีขึ้นและยืดอายุการใช้งาน.
- เหล็กหุ้มอะลูมิเนียมในสายเคเบิล OPGW
เหล็กหุ้มอะลูมิเนียมเป็นส่วนสำคัญของสายเคเบิล OPGW. เนื่องจากความเปราะบางที่อุณหภูมิต่ำของเหล็กธรรมดา, การลดลงของอุณหภูมิมีผลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกลของมัน. เมื่ออุณหภูมิลดลง, ความแข็งแรงของผลผลิต (fy) และความแข็งแกร่งสูงสุด (ฟู) ของเหล็กจะเพิ่มขึ้น, ในขณะที่ความเป็นพลาสติก, การยืดตัว (d), ส่วนหดตัว (Ψ) และตัวชี้วัดอื่นๆ ของเหล็กจะลดลง.
ความเปราะบางที่อุณหภูมิต่ำเป็นตัวบ่งชี้หลักของประสิทธิภาพของเหล็กที่อุณหภูมิต่ำมาก. ความเปราะบางที่อุณหภูมิต่ำของเหล็กได้รับผลกระทบจากปัจจัยดังต่อไปนี้เป็นหลัก:
1) องค์ประกอบการผสม
2) อิทธิพลของกระบวนการทางโลหะวิทยาต่อความเปราะบางที่อุณหภูมิต่ำ
3) ผลของกรรมวิธีทางความร้อนต่อความเปราะที่อุณหภูมิต่ำ
3) ข้อต่อสายออปติก
- ฮาร์ดแวร์ส่วนประกอบโลหะ
ส่วนประกอบโลหะของส่วนควบรองรับ OPGW ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อรับน้ำหนัก, และทำหน้าที่ยึดหรือรองรับสายเคเบิลออปติคัล OPGW และเชื่อมต่อ OPGW กับหอคอย. วัสดุเหล็กข้อต่อ OPGW ธรรมดา, เช่น เหล็กกล้า Q235, 35 เหล็ก, เหล็กหล่อคาร์บอนปานกลาง, ฯลฯ, ไม่ใช่วัสดุทนอุณหภูมิต่ำ, และไม่เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาวะที่มีอุณหภูมิต่ำมากของ -70 °C (อลูมิเนียมเป็นวัสดุเปราะไม่เย็น, ที่สามารถตอบสนองความต้องการได้). ดังนั้น, โดยศึกษาอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงการเปราะที่สำคัญของเหล็ก, การเลือกวัสดุที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง.
- ส่วนประกอบโพลีเมอร์สำหรับอุปกรณ์โลหะ
วัสดุพอลิเมอร์ เช่น OPGW splice box ดิสก์ ไฟเบอร์บอร์ด, แหวนซีลและบล็อกยางแคลมป์กันสะเทือน OPGW มีความเปราะบางที่อุณหภูมิต่ำ, และอุณหภูมิที่เปราะสามารถใช้เป็นดัชนีในการตรวจสอบได้. เมื่ออุณหภูมิลดลง, การเคลื่อนที่ของสายโซ่โมเลกุลพอลิเมอร์จะน้อยลงเรื่อยๆ, ดังนั้นวัสดุโพลีเมอร์จึงแข็งและเปราะ. อุณหภูมิการเปราะหมายถึงอุณหภูมิที่วัสดุกลายเป็นความล้มเหลวแบบเปราะภายใต้การกระทำของแรงกระแทก, และเป็นขีด จำกัด ล่างของอุณหภูมิที่วัสดุสามารถใช้งานได้ตามปกติ. ต่ำกว่าอุณหภูมิการเปราะ, วัสดุสูญเสียความยืดหยุ่น, เปราะหักง่าย, และไม่สามารถใช้งานได้ตามปกติ.
