کابل فیبر نوری
فیبر نوری یا تار نوری به انگلیسی Optical Fiber رشته باریک و بلندی از یک مادّه شفاف مثل شیشه یا پلاستیک است که می‌تواند نور وارد شده از یک سر را، ازسمت دیگر خارج کند.
فیبر نوری داری پهنای باندی بسیار بالاتر از کابل‌های معمولی می‌باشد، با فیبر نوری می‌توان داده‌هایی مانند تصویر، صوت و غیره را به راحتی با پهنای باند بالا تا 10 گیگابیت بر ثانیه و بالاتر انتقال داد.
امروزه مخابرات فیبر نوری به دلیل پهنای باند وسیعتر در مقایسه با کابل‌های مسی، و تاخیر کمتر در مقایسه با مخابرات ماهواره ای از مهمترین ابزار انتقال اطلاعات محسوب می‌شود.
علل، اثرات و یک راهکار
کابل‌های فیبر نوری به گونه‌ای طراحی شده اند که طول اضافی فیبر نوری انبساط کابل را که در نتیجه تنش خمشی، کششی یا انبساط حرارتی رخ می‌دهد، جبران می‌کند. بسته به ساختار کابل، میزان جبران خسارت می‌تواند از 0.5 تا 1.5 درصد باشد.
تمام مواد تحت تأثیر دما تا حدی منبسط و منقبض می‌شوند. ضریب انبساط حرارتی غلاف خارجی یک کابل فیبر نوری 10 برابر بیشتر از هسته آن است. در طول تست‌های چرخه حرارتی، ژاکت کابل به میزان بسیار بیشتری از فیبر داخلی در دمای پایین کوتاه می‌شود.
با این‌حال ، مضرات طول اضافی طراحی شده فیبر نوری این است که با افزایش انقباض کابل بیرونی برجسته‌تر می‌شود. طول اضافی فیبر نوری با یک سیم‌پیچ مارپیچی داخل کابل جبران می‌شود و این ممکن است منجر به خمش شود. این اثر را می‌توان با افزایش مقدار IL تأیید کرد.
نگاهی دقیق به انقباض برگشت‌پذیر و غیرقابل‌برگشت کابل
ما انقباض کابل به خاطر خنک شدن را “برگشت‌پذیر” می‌نامیم زیرا در هنگام گرم شدن کابل به حالت اصلی خود برمی‌گردد. ابعاد تغییر در طول به دلیل تغییر دما توسط ضریب انبساط مواد مشخص می‌شود. ضریب انبساط مواد پلاستیکی (روکش کابل) حدود 10 برابر بیشتر از شیشه (هسته کابل) است.
به‌عنوان مثال، هنگام سرد کردن کابل از 20+ درجه سانتی‌گراد تا 5- درجه سانتی‌گراد باعث انقباض تقریباً 0.5% می‌شود. این مقدار خیلی قابل توجه نیست، زیرا طول اضافی هسته فیبر نوری هنوز هم در کابل جای می‌گیرد.
انقباض غیرقابل‌برگشت، همان‌طور که از نام آن پیداست، قابل‌برگشت نیست. پلاستیک‌ها به‌اصطلاح مواد آمورفی (ناریخت) هستند که اجزای تشکیل دهنده آنها (مولکول‌ها) از یک دستورالعمل پیروی نمی‌کنند. در طول اکستروژن کابل، پلاستیک داغ به‌وسیله یک قالب فشرده می‌شود.
این باعث ایجاد نیروهای برشی بالا می‌شود و مولکول‌ها را مجبور به تراز کردن در جهت طولی کابل می‌کند. قبل از اینکه پلاستیک مایع به حالت آمورفی خود برگردد، در حمام آب سرد خط اکستروژن سرد می‌شود. آرایش مولکول‌ها در جهت طولی کابل فریز می‌شود.
تا زمانی که پلاستیک بیشتر از به‌اصطلاح دمای گذار شیشه گرم نشود، ساختار فریز شده باقی می‌ماند. در دمای بالاتر از دمای گذار شیشه، بازگشتن به حالت آمورفی آغاز می‌شود. این باعث می‌شود که غلاف کابل به‌صورت غیرقابل بازگشت منقبض شود.
برای پلی‌اتیلن با تراکم بالا (HDPE) دمای گذار شیشه تقریباً 100 درجه سانتی‌گراد است. برای Fire Retardant Low Smoke and Low Halogen یا FRLSZH بین50 تا 60 درجه سانتی‌گراد است.
میزان انقباض عمدتاً به جنس ماده، سطح مقطع ژاکت و پارامترهای اکستروژن بستگی دارد. انقباض کابل به ویژه در پیگتیل‌ها، کابل‌های breakout یا minibreakout، کابل‌های سیمپلکس یا داپلکس و کابل‌های Flextube مشاهده می‌شود. انقباض غیرقابل‌برگشت بین 1-5% است.
انقباض برگشت‌پذیر ناشی از دما و انقباض غیرقابل‌برگشت کابل ساختار یافته با هم جمع می‌شود. انقباض زیاد برگشت‌ناپذیر منجر به فشار آمدن به فیبر نوری (شعاع خم شدن، اثر متراکم شدن) می‌شود و دیگر توسط ساختار کابل قابل جبران نیست.
اگر پارامتر افت در محدوده دمای پایین از یک سیکل به سیکل دیگر افزایش یابد، کابل‌ها انقباض غیرقابل‌برگشت بیشتری را نشان می‌دهند.
کابل‌های فیبر نوری با انقباض کم
کابل‌های با انقباض کم با افزایش درجه حرارت انقباض برگشت‌ناپذیر کمی را نشان می‌دهند. در طی یک تست چرخه دما، پارامتر افت کابل‌های با انقباض کم در کل مدت‌زمان آن پایدار است. یک ژاکت کابل با انقباض کم کارایی فیبر نوری را در طول تغییرات دما حفظ می‌کند. کنترل و کاهش انقباض کابل به‌طور مستقیم عملکرد مکانیکی و نوری کابل‌های فیبر نوری را بهبود می‌بخشد.
منبع: lavancom
بدون دیدگاه