مع تقدم التحول الرقمي والذكاء الاجتماعي، أصبح استخدام الكابلات الضوئية واسع الانتشار. تتميز الألياف الضوئية، كوسيلة لنقل المعلومات عبرها، بنطاق ترددي عالي وسرعة عالية وزمن انتقال منخفض. ومع ذلك، نظرًا لقطرها الذي لا يتجاوز 125 ميكرومترًا، ولكونها مصنوعة من ألياف زجاجية، فهي هشة. لذلك، لضمان نقل آمن وموثوق للألياف الضوئية عبر بيئات متنوعة، كالبحر والبر والجو والفضاء، يلزم استخدام مواد ألياف عالية الجودة كمكونات تقوية.
ألياف الأراميد ألياف صناعية عالية التقنية، تطورت منذ تصنيعها في ستينيات القرن الماضي. ومع تكرارها، نتج عنها سلاسل ومواصفات متعددة. خصائصها الفريدة - خفة وزنها، ومرونتها، وقوة شدها العالية، ومعامل شدها العالي، وانخفاض معامل التمدد الخطي، ومقاومتها الممتازة للعوامل البيئية - تجعلها مادة تقوية مثالية للكابلات الضوئية.
1. مواد تركيب الكابلات الضوئية
تتكون الكابلات الضوئية من قلب مُقوّى، ولب كابل، وغلاف، وطبقة حماية خارجية. يمكن أن يكون هيكل القلب أحادي القلب (من النوع الصلب والأنبوبي) أو متعدد القلوب (من النوع المسطح والموحد). يمكن أن تكون الطبقة الواقية الخارجية معدنية أو غير معدنية.
2. تركيب ألياف الأراميد في الكابلات الضوئية
من الداخل إلى الخارج، يتضمن الكابل البصريالألياف البصريةأنبوب مفكوك، وطبقة عازلة، وغلاف. يحيط الأنبوب المفكوك بالألياف الضوئية، وتُملأ الفراغات بينه وبين الأنبوب المفكوك بالهلام. طبقة العزل مصنوعة من الأراميد، والغلاف الخارجي عبارة عن غلاف بولي إيثيلين مقاوم للهب وخالٍ من الهالوجين، قليل الدخان، ويغطي طبقة الأراميد.
3. استخدام ألياف الأراميد في الكابلات الضوئية
(1) الكابلات الضوئية الداخلية
تتميز الكابلات الضوئية اللينة أحادية وثنائية النواة بنطاق ترددي عالي، وسرعة عالية، وخسارة منخفضة. وتُستخدم على نطاق واسع في مراكز البيانات، وغرف الخوادم، وتطبيقات الألياف الضوئية إلى المكتب. في شبكات النطاق العريض المتنقلة واسعة الانتشار، تتطلب الأعداد الكبيرة من محطات القاعدة وأنظمة تقسيم الوقت الكثيفة الداخلية استخدام كابلات ضوئية طويلة المدى وكابلات هجينة دقيقة. سواءً كانت كابلات ضوئية لينة أحادية أو ثنائية النواة، أو كابلات ضوئية طويلة المدى وكابلات هجينة دقيقة، فإن استخدام كابلات عالية القوة، وعالية معامل المرونة، ومرنة...ألياف الأراميدكمواد تقوية تضمن الحماية الميكانيكية ومقاومة اللهب والمقاومة البيئية والامتثال لمتطلبات الكابلات.
(2) كابل بصري ذاتي الدعم عازل بالكامل (ADSS)
مع التطور السريع للبنية التحتية للطاقة في الصين ومشاريع الجهد العالي جدًا، يُعدّ التكامل العميق لشبكات اتصالات الطاقة مع تقنية الجيل الخامس (5G) أمرًا بالغ الأهمية لبناء الشبكات الذكية. تُستخدم كابلات ADSS الضوئية على طول خطوط الكهرباء، مما يتطلب منها أداءً جيدًا في بيئات المجال الكهرومغناطيسي العالي، وتقليل وزن الكابل لتقليل الحمل على أعمدة الكهرباء، وتحقيق تصميم عازل بالكامل لمنع الصواعق وضمان السلامة. تحمي ألياف الأراميد عالية القوة، وعالية المرونة، ومنخفضة معامل التمدد الألياف الضوئية في كابلات ADSS بفعالية.
(3) كابلات مركبة بصرية إلكترونية مربوطة
الكابلات المربوطة هي مكونات أساسية تربط منصات التحكم والمعدات المُتحكم بها، مثل البالونات والمنطاد والطائرات بدون طيار. في عصر المعلومات السريعة والرقمنة والذكاء الاصطناعي، يجب أن توفر كابلات الربط المركبة الكهروضوئية الطاقة الكهربائية ونقل المعلومات بسرعة عالية لمعدات النظام.
(4) الكابلات الضوئية المتنقلة
تُستخدم الكابلات الضوئية المتنقلة بشكل رئيسي في شبكات الاتصالات المؤقتة، مثل حقول النفط والمناجم والموانئ والبث التلفزيوني المباشر وإصلاح خطوط الاتصالات والاتصالات في حالات الطوارئ ومقاومة الزلازل والإغاثة في حالات الكوارث. تتطلب هذه الكابلات خفة الوزن وصغر القطر وسهولة الحمل، بالإضافة إلى المرونة ومقاومة التآكل والزيوت ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة. يضمن استخدام ألياف الأراميد المرنة عالية القوة والمرونة العالية كتعزيزات ثبات الكابلات الضوئية المتنقلة ومقاومتها للضغط والتآكل والزيوت والمرونة في درجات الحرارة المنخفضة ومقاومة اللهب.
(5) الكابلات البصرية الموجهة
تُعد الألياف الضوئية مثالية للنقل عالي السرعة، وعرض النطاق الترددي الواسع، ومقاومة التداخل الكهرومغناطيسي القوية، وانخفاض الخسائر، ومسافات الإرسال الطويلة. هذه الخصائص تجعلها تُستخدم على نطاق واسع في أنظمة التوجيه السلكية. أما بالنسبة لكابلات توجيه الصواريخ، فتحمي ألياف الأراميد الألياف الضوئية الهشة، مما يضمن انتشارًا عالي السرعة حتى أثناء إطلاق الصواريخ.
(6) كابلات التركيب عالية الحرارة في مجال الطيران والفضاء
بفضل خصائصها الممتازة، كالقوة العالية، ومعامل المرونة العالي، وانخفاض الكثافة، ومقاومة اللهب، ومقاومة درجات الحرارة العالية، والمرونة، تُستخدم ألياف الأراميد على نطاق واسع في كابلات الفضاء الجوي. بطلائها بمعادن مثل الزنك، والفضة، والألمنيوم، والنيكل، والنحاس، تُنتج ألياف أراميد موصلة، توفر حماية كهروستاتيكية ودرعًا كهرومغناطيسيًا. يمكن استخدام هذه الألياف في كابلات الفضاء الجوي كعناصر درع أو مكونات لنقل الإشارات. بالإضافة إلى ذلك، تتميز ألياف الأراميد الموصلة بقدرتها على تقليل الوزن بشكل كبير مع تحسين الأداء، مما يدعم تطوير اتصالات الموجات الدقيقة، وكابلات الترددات الراديوية، وغيرها من مشاريع الدفاع الجوي. كما توفر هذه الألياف درعًا كهرومغناطيسيًا لمناطق الانحناء عالية التردد في كابلات معدات هبوط الطائرات، وكابلات المركبات الفضائية، وكابلات الروبوتات.
وقت النشر: ١١ نوفمبر ٢٠٢٤