مع تطور المجتمع الحديث، أصبحت الشبكات جزءًا لا يتجزأ من الحياة اليومية، ويعتمد نقل إشارات الشبكة على كابلات الشبكة (المعروفة باسم كابلات الإيثرنت). وباعتبارها مجمعًا صناعيًا حديثًا متنقلًا في البحر، تشهد الهندسة البحرية والصناعات البحرية تطورًا متزايدًا نحو الأتمتة والذكاء. وقد ازدادت البيئة تعقيدًا، مما يفرض متطلبات أعلى على بنية كابلات الإيثرنت والمواد المستخدمة فيها. سنستعرض اليوم بإيجاز الخصائص البنيوية، وطرق التصنيف، والتكوينات الرئيسية للمواد المستخدمة في كابلات الإيثرنت البحرية.
1. تصنيف الكابلات
(1) وفقًا لأداء الإرسال
تُصنع كابلات الإيثرنت التي نستخدمها عادةً من موصلات نحاسية مجدولة على شكل أزواج، تحتوي على موصلات نحاسية أحادية أو متعددة الخيوط، ومواد عازلة من البولي إيثيلين أو البولي أوليفين، مجدولة في أزواج، ثم تُجمع هذه الأزواج الأربعة لتشكيل كابل كامل. وبناءً على الأداء، يمكن اختيار درجات مختلفة من الكابلات.
الفئة 5E (CAT5E): عادةً ما يكون الغلاف الخارجي مصنوعًا من مادة PVC أو البولي أوليفين منخفض الدخان والخالي من الهالوجين، بتردد نقل يبلغ 100 ميجاهرتز وسرعة قصوى تبلغ 1000 ميجابت في الثانية. ويُستخدم على نطاق واسع في الشبكات المنزلية وشبكات المكاتب العامة.
الفئة 6 (CAT6): تستخدم موصلات نحاسية عالية الجودة والبولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)مادة عازلة، مع فاصل هيكلي، مما يزيد عرض النطاق الترددي إلى 250 ميجاهرتز من أجل نقل أكثر استقرارًا.
الفئة 6A (CAT6A): يزداد التردد إلى 500 ميجاهرتز، ويصل معدل النقل إلى 10 جيجابت في الثانية، ويستخدم عادةً شريط مايلر من رقائق الألومنيوم كمادة حماية للزوج، ويتم دمجه مع مادة غلاف عالية الأداء منخفضة الدخان وخالية من الهالوجين للاستخدام في مراكز البيانات.
الفئة 7 / 7A (CAT7/CAT7A): تستخدم موصلًا نحاسيًا خاليًا من الأكسجين بقطر 0.57 مم، كل زوج محمي بـورق ألومنيوم، شريط مايلر+ جديلة سلك نحاسي مطلي بالقصدير بالكامل، مما يعزز سلامة الإشارة ويدعم نقل البيانات عالي السرعة بسرعة 10 جيجابت في الثانية.
الفئة 8 (CAT8): الهيكل عبارة عن SFTP مع درع مزدوج الطبقات (شريط مايلر من رقائق الألومنيوم لكل زوج + جديلة شاملة)، والغلاف مصنوع عادةً من مادة XLPO عالية المقاومة للهب، ويدعم سرعة تصل إلى 2000 ميجاهرتز و40 جيجابت في الثانية، وهو مناسب لوصلات المعدات في مراكز البيانات.
(2). وفقًا لهيكل الحماية
يمكن تقسيم كابلات الإيثرنت إلى أنواع مختلفة حسب استخدام مواد الحماية في هيكلها:
UTP (زوج ملتوي غير محمي): يستخدم فقط مادة عازلة من البولي أو البولي إيثيلين عالي الكثافة بدون حماية إضافية، منخفض التكلفة، مناسب للبيئات ذات الحد الأدنى من التداخل الكهرومغناطيسي.
STP (الزوج الملتوي المحمي): يستخدم شريط مايلر من رقائق الألومنيوم أو جديلة من الأسلاك النحاسية كمادة واقية، مما يعزز مقاومة التداخل، وهو مناسب للبيئات الكهرومغناطيسية المعقدة.
غالباً ما تتعرض كابلات إيثرنت البحرية لتداخل كهرومغناطيسي قوي، مما يتطلب هياكل حماية ذات مستوى أعلى. تشمل التكوينات الشائعة ما يلي:
F/UTP: يستخدم شريط مايلر من رقائق الألومنيوم كطبقة حماية شاملة، وهو مناسب لـ CAT5E و CAT6، ويستخدم بشكل شائع في أنظمة التحكم الموجودة على متن المركبات.
SF/UTP: شريط مايلر من رقائق الألومنيوم + درع جديلة نحاسية عارية، مما يعزز مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي بشكل عام، ويستخدم عادة لنقل الطاقة والإشارات البحرية.
S/FTP: يستخدم كل زوج ملتوي شريط مايلر من رقائق الألومنيوم للحماية الفردية، مع طبقة خارجية من جديلة أسلاك نحاسية للحماية الشاملة، بالإضافة إلى غلاف من مادة XLPO عالية المقاومة للهب. هذا تصميم شائع لكابلات CAT6A وما فوقها.
2. الاختلافات في كابلات إيثرنت البحرية
تختلف كابلات الإيثرنت البحرية اختلافًا واضحًا عن نظيراتها الأرضية من حيث اختيار المواد والتصميم الهيكلي. ونظرًا لظروف البيئة البحرية القاسية - من رذاذ ملحي كثيف ورطوبة عالية وتداخل كهرومغناطيسي قوي وإشعاع فوق بنفسجي مكثف وقابلية للاشتعال - يجب أن تستوفي مواد الكابلات معايير أعلى من حيث السلامة والمتانة والأداء الميكانيكي.
(1) المتطلبات القياسية
عادةً ما يتم تصميم كابلات إيثرنت البحرية وفقًا للمعيارين IEC 61156-5 و IEC 61156-6. تستخدم الكابلات الأفقية عادةً موصلات نحاسية صلبة مع مواد عازلة من البولي إيثيلين عالي الكثافة لتحقيق مسافة نقل واستقرار أفضل؛ بينما تستخدم أسلاك التوصيل في غرف البيانات موصلات نحاسية مجدولة مع عزل من البولي أوليفين أو البولي إيثيلين الأكثر ليونة لتسهيل التوجيه في المساحات الضيقة.
(2) مقاومة اللهب والحريق
لمنع انتشار الحريق، غالبًا ما تستخدم كابلات إيثرنت البحرية مواد البولي أوليفين المقاومة للهب والخالية من الهالوجين منخفضة الدخان (مثل LSZH وXLPO وغيرها) في غلافها، بما يتوافق مع معايير IEC 60332 لمقاومة اللهب، وIEC 60754 (الخالية من الهالوجين)، وIEC 61034 (منخفضة الدخان). أما بالنسبة للأنظمة الحساسة، فيُضاف شريط الميكا ومواد أخرى مقاومة للحريق لتلبية معايير IEC 60331 لمقاومة الحريق، مما يضمن استمرار وظائف الاتصال أثناء حوادث الحريق.
(3) مقاومة الزيت، ومقاومة التآكل، وهيكل التدريع
في الوحدات البحرية مثل منصات الإنتاج والتخزين والتفريغ العائمة (FPSOs) والجرافات، تتعرض كابلات الإيثرنت غالبًا للزيت والمواد المسببة للتآكل. ولتحسين متانة الغلاف، تُستخدم مواد غلاف من البولي أوليفين المتشابك (SHF2) أو مواد SHF2 المقاومة للطين، والمتوافقة مع معايير NEK 606 لمقاومة المواد الكيميائية. ولتعزيز القوة الميكانيكية، يمكن تغليف الكابلات بضفيرة من أسلاك الفولاذ المجلفن (GSWB) أو ضفيرة من أسلاك النحاس المطلية بالقصدير (TCWB)، مما يوفر قوة ضغط وشد، بالإضافة إلى حماية كهرومغناطيسية للحفاظ على سلامة الإشارة.
(4). مقاومة الأشعة فوق البنفسجية وأداء التقادم
تتعرض كابلات إيثرنت البحرية عادةً لأشعة الشمس المباشرة، لذا يجب أن تتمتع مواد الغلاف بمقاومة ممتازة للأشعة فوق البنفسجية. ويُستخدم عادةً غلاف من البولي أوليفين مع الكربون الأسود أو إضافات مقاومة للأشعة فوق البنفسجية، ويتم اختباره وفقًا لمعايير UL1581 أو ASTM G154-16 الخاصة بتقادم الأشعة فوق البنفسجية لضمان الاستقرار الفيزيائي وإطالة عمر الخدمة في البيئات ذات مستويات الأشعة فوق البنفسجية العالية.
باختصار، يرتبط تصميم كل طبقة من طبقات كابلات إيثرنت البحرية ارتباطًا وثيقًا بالاختيار الدقيق لمواد الكابل. تتكون هذه الكابلات من موصلات نحاسية عالية الجودة، ومواد عازلة من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) أو البولي أوليفين (PO)، وشريط مايلر من رقائق الألومنيوم، وجدائل من الأسلاك النحاسية، وشريط الميكا، وغلاف من مادة XLPO، وغلاف من مادة SHF2، لتشكل معًا نظام كابلات اتصالات قادرًا على تحمل الظروف البحرية القاسية. بصفتنا موردًا لمواد الكابلات، ندرك أهمية جودة المواد لأداء الكابل ككل، ونلتزم بتوفير حلول مواد موثوقة وآمنة وعالية الأداء للصناعات البحرية والمنصات البحرية.
تاريخ النشر: 16 يونيو 2025