مقدمه مواد و ساختار فیبر نوری:
در این مقاله با مواد و ساختار فیبر نوری آشنا می شوید و با ساختار روکش کابل فیبر نوری آشنا می شوید. با ما همراه باشید. فیبر نوری با توانایی بی نظیر خود در انتقال حجم وسیعی از داده ها در فواصل طولانی با سرعت های باورنکردنی، شبکه های ارتباطی مدرن را متحول کرده است. در قلب هر سیستم فیبر نوری، تعامل پیچیده ای از روکش کابل فیبر نوری، بافر و مواد کابل کشی نهفته است. این اجزا نه تنها مسئول حفاظت از فیبرهای نوری ظریف هستند، بلکه نقش مهمی در حفظ یکپارچگی سیگنال و تضمین عملکرد قوی دارند. درک پیچیدگی‌های پوشش‌های فیبر، مواد بافر و کابل‌کشی برای طراحی، استقرار و حفظ شبکه‌های فیبر نوری قابل اعتماد که نیازهای روزافزون عصر دیجیتال امروزی را برآورده می‌کنند، اساسی است.
روکش/بافر فیبر نوری چیست؟
مواد و ساختار فیبر نوری
روکش ها/بافرهای فیبر نوری به عنوان سپرهای حیاتی عمل می‌کنند و از فیبر در برابر محیط اطراف محافظت می‌کنند. این پوشش ها از فیبر شیشه ای ظریف در برابر فشار مکانیکی و عوامل محیطی در حین استفاده محافظت می کنند. به طور معمول در طول فرآیند کشش الیاف به صورت تک لایه یا دو لایه اعمال می شود، پوشش ها قبل از هرگونه تماس خارجی از محافظت می کنند. علاوه بر این، ممکن است یک لایه مواد بافر برای دفاع بیشتر اضافه شود، که پشتیبانی مکانیکی بیشتری را ارائه می دهد و یکپارچگی موجبر فیبر را حفظ می کند.
مثال:
تصور کنید زیور آلات شیشه ای شکننده را قبل از ارسال در لایه های محافظ حباب بسته بندی کنید. به طور مشابه، پوشش‌ها/بافرهای فیبر نوری از فیبر ظریف در برابر آسیب‌های احتمالی ناشی از استرس مکانیکی و عوامل محیطی محافظت می‌کنند و ایمنی و طول عمر آن را در طول استفاده تضمین می‌کنند.
روکش کابل فیبر نوری چیست؟
روکش کابل فیبر نوری به عنوان یک پوشش محافظ برای فیبرهای نوری عمل می کند و از آنها در برابر آسیب های محیطی محافظت می کند. ساختار کابل شامل بافرها، اعضای استحکام و روکش ها می باشد. عوامل مختلفی بر طراحی کابل‌های فیبر نوری تأثیر می‌گذارند که طراحی آن متناسب با کاربرد مورد نظر کابل است.
مثال:
به یک بارانی فکر کنید که از خیس شدن شما در طول طوفان محافظت می کند. به طور مشابه، یک روکش کابل فیبر نوری فیبرهای نوری ظریف را از آسیب های محیطی محافظت می کند و از قابلیت اطمینان و طول عمر آنها اطمینان می دهد.
مواد و ساختار فیبر نوری
پوشش های فیبر نوری:
مواد و ساختار فیبر نوری
پوشش فیبر آکریلات:
ترکیبات پوشش مایع قابل درمان با نور طراحی شده برای پوشش های اولیه فیبرهای شیشه ای نوری. فیبرهای نوری استاندارد مخابراتی معمولاً دارای یک پوشش دوگانه آکریلات هستند که از یک پوشش داخلی نرم تر و یک لایه بیرونی سخت تر تشکیل شده است. الیاف تخصصی ممکن است از یک لایه استفاده کنند.
آکریلات با دمای بالا:
اکریلات با دمای بالا برای مقاومت آن در برابر بخار، ژل های کابلی یا شرایط محیطی سخت که نیاز به محافظت بیشتر دارند، استفاده می شود. معمولاً در حسگرهای صنعتی و کاربردهای نظامی / هوافضا استفاده می شود.
فلوروآکریلات:
این پوشش غیر سمی و بادوام برای کاربردهای پزشکی مناسب است. به سطح سیلیس می‌چسبد و با کاهش عیوب ریز، استحکام کششی فیبر را افزایش می‌دهد. اغلب در تنظیمات صنعتی استفاده می شود که در آن پلیمر سفت و سخت اجازه می دهد تا اتصالات را مستقیماً بر روی فیبر و برش مکانیکی چین دهد. فلورواکریلات می تواند هم به عنوان روکش و هم به عنوان ماده پوشش برای فیبرهای نوری عمل کند.
پوشش سیلیکونی:
پوشش سیلیکونی در برابر بخار آب و مواد شیمیایی مختلف مقاوم است، نرمی را ارائه می دهد اما برای محافظت به بافر اضافی نیاز دارد، معمولاً با ترموپلاستیک هایی مانند ETFE، PFA یا PEEK. سیلیکون همچنین فشرده سازی ناشی از تضعیف را کاهش می دهد و به راحتی می توان آن را از بین برد.
پوشش آکریلات:
معمولاً برای فیبرهای نوری طراحی شده برای کاربردهای سنجش دمای توزیع شده اعمال می شود. بسته به درجه، پوشش های آکریلات از محدوده دمای متوسط تا 135 درجه سانتیگراد به مدت 20 سال و دمای بالاتر تا 200 درجه سانتیگراد پشتیبانی می کنند. آنها مقاومت در برابر رطوبت را همراه با مقاومت در برابر آب و مواد شیمیایی ایجاد می کنند و آنها را برای استقرار در محیط های سخت مناسب می کند.
پلی آمید:
پوشش‌های پلی‌آمید که برای فیبرهای نوری در محیط‌های حساس دما و ارتباطات طراحی شده‌اند، استحکام مکانیکی و مقاومت شیمیایی را ارائه می‌دهند. پوشش‌های پلی‌آمید OFS با پایداری حرارتی عالی، دمای دائمی طول عمر تا 275 درجه سانتیگراد را به مدت 80 سال و سفرهای کوتاه‌مدت تا 450 درجه سانتیگراد را حفظ می‌کنند.
کربن:
یک پوشش نازک کربنی به طور قابل توجهی طول عمر فیبرهای نوری را افزایش می دهد، به ویژه در کاربردهای پر استرس یا محیط هایی با نصب سیم پیچ محکم و قرار گرفتن در معرض رطوبت بالا. زمانی انتخاب می شود که طول عمر طولانی فیبر حیاتی باشد.
پلی اتر اتر کتون (PEEK):
اغلب به عنوان یک لایه سوم در ارتباط با پوشش های دیگر مانند کربن و سیلیکون استفاده می شود. PEEK یک لایه بیرونی مدول یانگ بالا با مقاومت شیمیایی و سایشی عالی، انبساط حرارتی کم و خواص هالوژن صفر ارائه می‌کند و دود و سمیت کم را تضمین می‌کند.
پلی بوتیلن ترفتالات (PBT):
PBT خواص مکانیکی عالی، از جمله استحکام، چقرمگی، و سختی، همراه با مقاومت شیمیایی قوی ارائه می دهد. با دمای انحراف گرما بالا، فیبرهای نوری با پوشش PBT در هوافضا، تاسیسات و تنظیمات صنعتی کاربرد دارند.
پلی پروپیلن (PP):
به عنوان جایگزینی برای پلی وینیل کلراید (PVC) برای بافرهای فیبر نوری در کابل های LSZH (کم دود صفر هالوژن) استفاده می شود. PP دود کمتری ساطع می کند و هالوژن سمی ندارد و برای محیط هایی که شرایط دمای بالا می تواند منجر به تولید ترکیبات اسیدی شود، مناسب است.
پلی اتیلن (PE):
پلی اتیلن دارای مقاومت عالی در برابر رطوبت و آب و هوا، همراه با خواص الکتریکی خوب در طیف وسیعی از دما است. مقاومت در برابر سایش آن را به یک انتخاب رایج برای مواد ژاکت در کابل‌های فیبر نوری Outside Plant تبدیل می‌کند.
LSZH (کم دود، هالوژن صفر) PE-PP:
ژاکت های LSZH فاقد مواد هالوژنه هستند که در هنگام سوختن می توانند مواد سمی و خورنده تولید کنند. ژاکت های LSZH که برای نصب های بسته ایده آل هستند، ایمنی بیشتری در هنگام احتراق ارائه می دهند.
پلی وینیل کلراید (PVC):
PVC ماده ای مقرون به صرفه، انعطاف پذیر و ناهموار است. می‌توان آن را متناسب با محیط‌ها و برنامه‌های مختلف طراحی کرد، که آن را برای کابل‌های داخلی و خارجی مناسب می‌سازد.
پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF):
پوشش‌های PVDF در برابر حلال‌ها و مواد شیمیایی، مقاومت در برابر سایش عالی، استحکام دی الکتریک بالا و خواص خود خاموش شوندگی در هنگام آتش‌سوزی از خود نشان می‌دهند. PVDF یک انتخاب مناسب برای کابل های پلنوم داخلی است.
پلی اورتان (TPU):
TPU ویژگی هایی مانند مقاومت در برابر سایش بالا، عملکرد در دمای پایین، استحکام برشی بالا، الاستیسیته، شفافیت و مقاومت در برابر روغن و گریس را ارائه می دهد. به طور گسترده در کابل های صنعتی برای دوام استفاده می شود.
پلی اورتان ضد شعله بدون هالوژن (HFFR TPU):
ترکیبات HFFR TPU جایگزین جایگزین های حاوی هالوژن در کاربردهای مختلف، از جمله عایق سیم و کابل می شود. HFFR TPU با عملکرد عالی در برابر شعله و خواص مکانیکی، از جمله انعطاف پذیری، ایمنی را در فضاهای بسته افزایش می دهد.
Hytrel® TPE:
Hytrel® TPE انعطاف پذیری لاستیک ها را با استحکام پلاستیک ترکیب می کند. این ماده با ایجاد خستگی انعطاف پذیر عالی و محدوده دمایی گسترده، در برابر پاره شدن، رشد برش انعطاف پذیر، خزش و سایش مقاومت می کند. چقرمگی و مقاومت فوق‌العاده در برابر هیدروکربن‌ها و سیالات مختلف را نشان می‌دهد و برای کاربردهای هواپیما در چندین کابل OFS مناسب است.
اتیلن تترافلوئورواتیلن (ETFE):
ETFE، کوپلیمری از اتیلن و تترا فلوئورواتیلن، مقاومت بسیار خوبی در برابر دمای، مقاومت شیمیایی و استحکام مکانیکی، همراه با استحکام کششی و ازدیاد طول از خود نشان می‌دهد. ETFE با عملکرد بهتر از بسیاری از فلوروپلیمرها، مقاومت فوق العاده ای در برابر آب و هوا و پیری دارد. معمولاً به عنوان یک بافر برای الیاف OFS HCS® در برنامه های صنعتی datacom استفاده می شود.
Perfluoroalkoxy Teflon™ (PFA):
کابل های بافر شده با فلوروپلیمرهای PFA Teflon™ مقاومت استثنایی در برابر دماهای بالا، واکنش های شیمیایی، خوردگی و ترک خوردگی ناشی از تنش دارند. این ماده برای کابل های مستقر در محیط های سخت مناسب است.
نتیجه گیری مواد و ساختار فیبر نوری:
در نتیجه، پوشش‌های فیبر، مواد بافر و کابل‌کشی ستون فقرات سیستم‌های ارتباطی فیبر نوری را تشکیل می‌دهند و از فیبرهای نوری ظریف محافظت می‌کنند و انتقال کارآمد داده‌ها را تسهیل می‌کنند. از طریق نوآوری مستمر و پیشرفت در علم مواد و فرآیندهای تولید، این اجزا برای پاسخگویی به نیازهای در حال تحول شبکه های ارتباطی مدرن تکامل یافته اند. همانطور که ما به دوران انتقال داده ها و اتصالات با سرعت بالا وارد می شویم، نقش پوشش های فیبر، بافر و مواد کابل کشی همچنان در شکل دادن به چشم انداز ارتباطات راه دور مهم خواهد بود، امکان اتصال یکپارچه و پیشبرد نوآوری های تکنولوژیکی رو به جلو.
سوالات متداول درباره مواد و ساختار فیبر نوری
چه ماده ای برای پوشش دادن فیبرهای نوری استفاده می شود؟
مواد مورد استفاده برای پوشش دادن فیبرهای نوری معمولاً از یک پوشش اولیه تشکیل شده است که یک ماده پلاستیکی نرم مانند آکریلات یا سیلیکون است. این پوشش اولیه برای محافظت از فیبر شیشه ای شکننده درون کابل عمل می کند. سپس پوشش اولیه توسط یک پوشش ثانویه پوشانده می شود که معمولاً از مواد پلاستیکی سخت تری مانند نایلون یا پی وی سی ساخته می شود تا محافظت بیشتری ایجاد کند. در نهایت، کل کابل در یک ژاکت بیرونی قرار می گیرد که معمولاً از موادی مانند پلی اتیلن، پلی اورتان یا PVC ساخته شده است. این مواد به دلیل دوام، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر عوامل محیطی انتخاب می شوند.
پوشش اولیه در فیبر نوری چیست؟
پوشش اولیه در فیبر نوری یک ماده پلاستیکی نرم مانند آکریلات یا سیلیکون است که مستقیماً روی هسته شیشه ای فیبر اعمال می شود. عملکرد اصلی آن محافظت از الیاف شیشه در برابر تنش های مکانیکی و محیطی در کاربرد است. پوشش اولیه ممکن است در یک لایه یا دو لایه اعمال شود و معمولاً در طول فرآیند کشش الیاف و قبل از تماس با هر سطح خارجی اعمال می شود. برای حفاظت بیشتر، ممکن است یک لایه از مواد بافر اضافه شود.
برای محافظت از کابل فیبر نوری از چه چیزی استفاده می شود؟
کابل های فیبر نوری با استفاده از ترکیبی از پوشش ها و مواد پوششی محافظت می شوند. پوشش های اولیه و ثانویه برای محافظت از فیبر شیشه ای داخل کابل عمل می کنند، در حالی که روکش بیرونی محافظت مکانیکی و محیطی بیشتری را فراهم می کند. ژاکت بیرونی معمولاً از موادی مانند پلی اتیلن، پلی اورتان یا پی وی سی ساخته می شود که به دلیل دوام، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر عوامل محیطی انتخاب می شوند.
روکش بیرونی کابل فیبر نوری چیست؟
روکش های بیرونی کابل های فیبر نوری معمولا از موادی مانند پلی اتیلن، پلی اورتان یا PVC ساخته می شوند. این مواد به دلیل دوام، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر عوامل محیطی انتخاب می شوند. ژاکت بیرونی حفاظت مکانیکی و محیطی اضافی برای الیاف شیشه داخل کابل فراهم می کند.
چگونه فیبر نوری را پوشش می دهید؟
فیبر نوری با اعمال پوشش اولیه به طور مستقیم بر روی هسته شیشه ای فیبر پوشش داده می شود. این معمولاً در طول فرآیند کشیدن فیبر و قبل از لمس هر سطح خارجی انجام می شود. پوشش اولیه ممکن است در یک لایه یا دو لایه اعمال شود و برای محافظت از الیاف شیشه در برابر تنش های مکانیکی و محیطی در هنگام اعمال طراحی شده است. برای حفاظت بیشتر، ممکن است یک لایه از مواد بافر اضافه شود.
پوشش نوری چیست؟
پوشش نوری به پوشش های اولیه و ثانویه اعمال شده بر روی هسته شیشه ای فیبر نوری اشاره دارد. پوشش اولیه یک ماده پلاستیکی نرم مانند آکریلات یا سیلیکون است که از الیاف شیشه در برابر تنش های مکانیکی و محیطی محافظت می کند. پوشش ثانویه یک ماده پلاستیکی سخت تر مانند نایلون یا پی وی سی است که محافظت بیشتری از الیاف شیشه را فراهم می کند.
پوشش سه لایه چیست؟
سه لایه پوشش در فیبرهای نوری معمولاً از پوشش اولیه، پوشش ثانویه و ژاکت بیرونی تشکیل شده است. پوشش اولیه یک ماده پلاستیکی نرم است که مستقیماً روی هسته شیشه‌ای فیبر اعمال می‌شود، در حالی که پوشش ثانویه یک ماده پلاستیکی سخت‌تر است که محافظت بیشتری را ایجاد می‌کند. ژاکت بیرونی از مواد بادوام و انعطاف پذیر مانند پلی اتیلن، پلی اورتان یا پی وی سی ساخته شده است و حفاظت مکانیکی و محیطی بیشتری را برای الیاف شیشه داخل کابل ارائه می دهد.
دو ماده محبوب فیبر نوری کدامند؟
دو ماده محبوب مورد استفاده برای فیبرهای نوری شیشه و پلاستیک هستند. الیاف شیشه معمولاً در کاربردهای مسافت طولانی و پهنای باند بالا استفاده می شود، در حالی که الیاف پلاستیکی در کاربردهای کوتاه و کم هزینه استفاده می شود. فیبرهای شیشه ای پهنای باند بالاتر و اتلاف سیگنال کمتری را ارائه می دهند، در حالی که الیاف پلاستیکی انعطاف پذیرتر هستند و کار با آنها آسان تر است.
چه دو ماده را می توان برای هسته فیبر نوری استفاده کرد؟
دو ماده ای که می توان برای هسته فیبرهای نوری استفاده کرد، شیشه و پلاستیک هستند. فیبرهای شیشه ای به دلیل پهنای باند بیشتر و اتلاف سیگنال کمتر معمولاً در کاربردهای مسافت طولانی و با پهنای باند بالا استفاده می شوند. از سوی دیگر، الیاف پلاستیکی انعطاف‌پذیرتر و کار کردن با آنها آسان‌تر است، و آنها را برای کاربردهای کم‌هزینه و مسافت‌های کوتاه مناسب می‌سازد.