Povzetek: Prednosti optičnih kablov, zaradi katerih se njihova uporaba na področju komunikacij nenehno širi, se za prilagoditev različnim okoljem običajno doda ustrezna ojačitev v procesu načrtovanja optičnih kablov, da se zadosti različnim potrebam. Ta članek v glavnem predstavlja prednosti steklenih vlaken (tj. steklene vlaknene preje) kot ojačitve optičnih kablov, na kratko predstavlja strukturo in delovanje optičnih kablov, ojačanih s steklenimi vlakni, ter na kratko analizira težave pri uporabi steklenih vlaken.
Ključne besede: ojačitev, preja iz steklenih vlaken
1. Opis ozadja
Nastanek in razvoj optične komunikacije je pomembna revolucija v zgodovini telekomunikacij. Optična komunikacija je spremenila tradicionalni način komunikacije in omogočila komunikacijo z veliko hitrostjo in zmogljivostjo brez kakršnih koli magnetnih motenj. Z nenehnim razvojem optičnih kablov in komunikacijske tehnologije se je močno izboljšala tudi tehnologija optične komunikacije. Optični kabel z vsemi prednostmi na področju komunikacije se nenehno širi. Trenutno se optični kabel hitro razvija in ima široko paleto aplikacij na različnih področjih žične komunikacije, zaradi česar je postal glavni način sodobne komunikacije, njegov vpliv na družbeno življenje pa je vse močnejši.
2. Uporaba najpogostejših in vrst ojačitev
Za prilagoditev različnim okoljem se v procesu načrtovanja kabla običajno doda ustrezna ojačitev ali pa se struktura kabla spremeni glede na različne potrebe. Ojačitev optičnih kablov lahko razdelimo na kovinsko in nekovinsko ojačitev, glavni kovinski deli ojačitve so jeklena žica različnih velikosti, aluminijast trak itd. Nekovinski deli ojačitve so predvsem FRP, KFRP, vodoodporni trak, aramid, vezivna preja, preja iz steklenih vlaken itd. Zaradi visoke trdote in trdnosti se kovinska ojačitev uporablja predvsem v gradbeništvu in uporabnih okoljih z visokimi zahtevami glede aksialne napetosti, kot so zunanje polaganje nadzemnih vodov in cevovodov, neposredno zakopavanje in druge priložnosti. Nekovinski deli ojačitve Zaradi široke raznolikosti imajo različne vloge. Ker je nekovinska ojačitev relativno mehka in ima manjšo natezno trdnost kot kovinska ojačitev, se lahko uporablja v zaprtih prostorih, v stavbah, med nadstropji ali pa se po posebnih potrebah pritrdi na kovinsko ojačane optične kable. Za nekatera posebna okolja, kot je zgoraj omenjeno okolje, nagnjeno k glodavcem, so potrebne posebne ojačitve, ki ne le zadostijo zahtevanim aksialnim in prečnim napetostim, temveč tudi dodatne lastnosti, kot je odpornost proti glodanju. Ta članek predstavlja uporabo steklenih vlaken kot ojačitve v izvlečnih RF kablih, cevnih metuljastih kablih in kablih, odpornih proti glodavcem.
3. Preja iz steklenih vlaken in njene prednosti
Steklena vlakna so nova vrsta inženirskega materiala z negorljivimi, korozijsko odpornimi svečami, visokimi temperaturami, absorpcijo vlage, raztezkom in drugimi odličnimi lastnostmi na področju električnih, mehanskih, kemičnih in optičnih lastnosti, zato se pogosto uporabljajo v različnih panogah. Steklena vlakna se lahko razdelijo na dve vrsti: preja brez zvitkov in sukana preja, ki se običajno uporablja za izdelavo optičnih kablov.
Steklena vlakna kot ojačitev optičnega kabla imajo naslednje prednosti:
(1) V zahtevah glede natezne trdnosti se namesto aramida uporabljajo natezni elementi za optične kable, kar je ekonomično in izvedljivo. Aramid je novo visokotehnološko sintetično vlakno s prednostmi ultra visoke trdnosti, visokega modula in visoke temperaturne odpornosti. Cena aramida je visoka, kar neposredno vpliva tudi na stroške optičnega kabla. Preja iz steklenih vlaken je približno 1/20 cene aramida, drugi kazalniki učinkovitosti pa se v primerjavi z aramidom ne razlikujejo bistveno, zato se lahko preja iz steklenih vlaken uporabi kot nadomestek za aramid, kar je bolj ekonomično. Primerjava učinkovitosti med aramidno in stekleno prejo je prikazana v spodnji tabeli.
Tabela Primerjava učinkovitosti aramidne in steklene preje
(2) Preja iz steklenih vlaken je nestrupena in neškodljiva, negorljiva, odporna proti koroziji, visokim temperaturam, ima nizek raztezek, je kemično stabilna in izpolnjuje zahteve glede optičnih kablov, kot je RoHS. Preja iz steklenih vlaken ima tudi boljšo odpornost proti obrabi in koroziji, ohranja toploto in ima izolacijske lastnosti. Zagotavlja, da lahko optični kabel normalno deluje pri visokih ali nizkih temperaturah in se lahko prilagodi težjim okoljem. Izolacijske lastnosti ščitijo optični kabel pred udari strele ali drugimi elektromagnetnimi motnjami, zato se lahko široko uporablja v popolnoma dielektričnih optičnih kablih.
(3) Optični kabel, polnjen s steklenimi vlakni, lahko naredi strukturo kabla kompaktno in poveča natezno in tlačno trdnost kabla.
(4) Steklena vlakna, ki blokirajo vodo, so eden najboljših načinov za blokiranje vode v optičnih kablih. Učinek steklenih vlaken, ki blokirajo vodo, je boljši od učinka aramida, ki blokira vodo, saj ima stopnjo absorpcije nabrekanja 160 %, medtem ko ima steklena vlakna, ki blokira vodo, stopnjo absorpcije nabrekanja 200 %. Če se količina steklenih vlaken poveča, bo učinek blokiranja vode še bolj izrazit. Gre za suho strukturo, ki blokira vodo, in med spajanjem ni treba brisati oljne paste, kar je bolj priročno za gradnjo in bolj v skladu z okoljskimi zahtevami.
(5) Steklena vlakna kot ojačitvena struktura optičnega kabla imajo dobro prožnost, kar lahko odpravi slabosti optičnih kablov, kot so prevelika togost in slabše upogibanje zaradi ojačitve, kar zagotavlja udobje pri vseh vidikih proizvodnje in namestitve. To le malo vpliva na upogibnost optičnega kabla, polmer upogibanja pa je lahko do 10-krat večji od zunanjega premera kabla, kar je bolj primerno za kompleksna okolja polaganja.
(6) Gostota steklenih vlaken je 2,5 g/cm3, optični kabel z ojačitvijo iz steklenih vlaken je lahek, kar zmanjšuje stroške prevoza.
(7) Preja iz steklenih vlaken ima tudi dobro delovanje proti glodalcem. Na mnogih poljih in gorskih območjih Kitajske je vegetacija primerna za preživetje glodalcev, edinstven vonj v plastičnem ovoju optičnega kabla pa zlahka privabi glodavce k glodanju, zato komunikacijski kabelski vod v nekaterih primerih pogosto trpi zaradi ugrizov glodalcev in vpliva na kakovost komunikacije, v resnih primerih pa lahko celo privede do prekinitve komunikacijskega omrežja glavne linije in povzroči znatno škodo družbi. Prednosti in slabosti običajnih metod zaščite pred glodalci in zaščite pred glodalci s prejo iz steklenih vlaken so primerjane v naslednji tabeli.
6. Zaključek
Skratka, preja iz steklenih vlaken nima le odličnih lastnosti, temveč tudi nizko ceno, kar bo zagotovo postalo vse bolj razširjena ojačitev optičnih kablov, zmanjšalo proizvodne stroške proizvajalcev optičnih kablov in bolje zadovoljilo različne potrebe domačih in tujih kupcev.
Čas objave: 9. julij 2022