بعد سنوات من التطوير، أصبحت تقنية تصنيع الكابلات الضوئية ناضجة للغاية. فبالإضافة إلى خصائصها المعروفة من حيث سعة نقل البيانات الكبيرة وأداء النقل الممتاز، يُشترط أيضاً أن تتميز الكابلات الضوئية بصغر حجمها وخفة وزنها. وترتبط هذه الخصائص ارتباطاً وثيقاً بأداء الألياف الضوئية، والتصميم الهيكلي للكابل، وعملية التصنيع، فضلاً عن ارتباطها الوثيق بالمواد والخصائص المختلفة التي يتكون منها الكابل.
بالإضافة إلى الألياف الضوئية، تشمل المواد الخام الرئيسية في الكابلات الضوئية ثلاث فئات:
1. مواد بوليمرية: مادة الأنبوب المحكم، مادة الأنبوب الفضفاض PBT، مادة غلاف PE، مادة غلاف PVC، مرهم حشو، شريط مانع لتسرب الماء، شريط بوليستر
2. المواد المركبة: شريط مركب من الألومنيوم والبلاستيك، شريط مركب من الفولاذ والبلاستيك
3. المادة المعدنية: سلك فولاذي
نتحدث اليوم عن خصائص المواد الخام الرئيسية في الكابلات الضوئية والمشاكل التي من المحتمل أن تحدث، على أمل أن يكون ذلك مفيدًا لمصنعي الكابلات الضوئية.
1. مادة الأنبوب المحكم
استُخدم النايلون في معظم المواد المستخدمة في صناعة الأنابيب المحكمة في بداياتها. وتكمن ميزته في متانته ومقاومته للتآكل. أما عيوبه فتتمثل في ضعف أداء عملية التصنيع، وضيق نطاق درجة حرارة المعالجة، وصعوبة التحكم بها، وارتفاع تكلفتها. في الوقت الراهن، تتوفر مواد جديدة عالية الجودة ومنخفضة التكلفة، مثل البولي فينيل كلوريد المُعدَّل (PVC) والمطاط الصناعي. ومن منظور التطوير، تُعدّ المواد المقاومة للهب والخالية من الهالوجينات اتجاهًا حتميًا في صناعة الأنابيب المحكمة. ويتعين على مصنعي الكابلات الضوئية إيلاء هذا الأمر اهتمامًا خاصًا.
2. مادة الأنابيب الفضفاضة من مادة PBT
يُستخدم البولي بيوتيلين تيريفثالات (PBT) على نطاق واسع في صناعة الأنابيب الفضفاضة للألياف البصرية نظرًا لخصائصه الميكانيكية الممتازة ومقاومته الكيميائية العالية. ترتبط العديد من خصائصه ارتباطًا وثيقًا بالوزن الجزيئي. فعندما يكون الوزن الجزيئي كبيرًا بما يكفي، ترتفع قوة الشد وقوة الانحناء وقوة الصدم. وفي الإنتاج والاستخدام الفعليين، ينبغي إيلاء اهتمام خاص للتحكم في قوة الشد أثناء عملية التوصيل.
3. مرهم الحشو
الألياف الضوئية شديدة الحساسية لأيونات الهيدروكسيل (OH-). يؤدي الماء والرطوبة إلى تمدد الشقوق الدقيقة على سطح الألياف الضوئية، مما ينتج عنه انخفاض ملحوظ في متانتها. يتسبب الهيدروجين الناتج عن التفاعل الكيميائي بين الرطوبة والمادة المعدنية في فقدان الهيدروجين من الألياف الضوئية، مما يؤثر على جودة كابل الألياف الضوئية. لذلك، يُعدّ انبعاث الهيدروجين مؤشرًا هامًا على حالة الألياف.
4. شريط مانع لتسرب الماء
يستخدم شريط منع تسرب الماء مادة لاصقة لتثبيت الراتنج الماص للماء بين طبقتين من الأقمشة غير المنسوجة. عند تسرب الماء إلى داخل الكابل الضوئي، يمتص الراتنج الماء بسرعة ويتمدد، ليملأ الفراغات داخل الكابل، مانعًا بذلك تدفق الماء طوليًا وشعاعيًا. بالإضافة إلى مقاومته الجيدة للماء وثباته الكيميائي، يُعدّ كل من ارتفاع التمدد ومعدل امتصاص الماء في وحدة الزمن من أهم مؤشرات شريط منع تسرب الماء.
5. شريط مركب من الفولاذ والبلاستيك وشريط مركب من الألومنيوم والبلاستيك
عادةً ما تُلفّ الأشرطة المركبة من الفولاذ والبلاستيك والألومنيوم في الكابلات الضوئية طوليًا، وتُغلّف بطبقة مموجة، لتُشكّل غلافًا متكاملًا مع الغلاف الخارجي المصنوع من البولي إيثيلين. وتؤثر قوة التصاق الشريط الفولاذي/رقائق الألومنيوم بالغشاء البلاستيكي، وقوة اللحام الحراري بين الأشرطة المركبة، وقوة الترابط بين الشريط المركب والغلاف الخارجي المصنوع من البولي إيثيلين، تأثيرًا كبيرًا على الأداء العام للكابل الضوئي. كما أن توافق الشحوم مهم أيضًا، ويجب أن يكون مظهر الشريط المركب المعدني مسطحًا ونظيفًا وخاليًا من النتوءات والتلف الميكانيكي. بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا لأن الشريط المركب المعدني البلاستيكي يُلفّ طوليًا عبر قالب التشكيل أثناء الإنتاج، فإن توحيد السماكة والقوة الميكانيكية يُعدّان من أهم أولويات مُصنّع الكابلات الضوئية.
تاريخ النشر: 19 أكتوبر 2022