مع تطور المجتمعات الحديثة، أصبحت الشبكات جزءًا لا يتجزأ من الحياة اليومية، ويعتمد نقل إشارات الشبكة على كابلات الشبكة (المعروفة باسم كابلات الإيثرنت). وباعتبارها مجمعًا صناعيًا بحريًا حديثًا متنقلًا، أصبحت الهندسة البحرية والبحرية أكثر أتمتةً وذكاءً. وقد ازدادت البيئة تعقيدًا، مما فرض متطلبات أعلى على بنية كابلات الإيثرنت وموادها. سنقدم اليوم بإيجاز الخصائص الهيكلية، وطرق التصنيف، وتكوينات المواد الرئيسية لكابلات الإيثرنت البحرية.
1. تصنيف الكابلات
(1). وفقًا لأداء النقل
عادةً ما تُصنع كابلات الإيثرنت التي نستخدمها عادةً من هياكل زوجية مجدولة من موصلات نحاسية، تحتوي على موصلات نحاسية أحادية أو متعددة الجدائل، ومواد عزل من البولي إيثيلين أو البولي بروبيلين، ملتوية في أزواج، ثم تُشكل أربعة أزواج في كابل كامل. بناءً على الأداء، يمكن اختيار أنواع مختلفة من الكابلات:
الفئة 5E (CAT5E): الغلاف الخارجي مصنوع عادةً من بولي كلوريد الفينيل (PVC) أو بولي أوليفين منخفض الدخان وخالي من الهالوجين، بتردد إرسال يبلغ 100 ميجاهرتز وسرعة قصوى تبلغ 1000 ميجابت في الثانية. يُستخدم على نطاق واسع في شبكات المنازل والمكاتب العامة.
الفئة 6 (CAT6): تستخدم موصلات نحاسية عالية الجودة والبولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)مادة عازلة، مع فاصل هيكلي، مما يزيد النطاق الترددي إلى 250 ميجا هرتز لنقل أكثر استقرارا.
الفئة 6A (CAT6A): يزداد التردد إلى 500 ميجا هرتز، ويصل معدل النقل إلى 10 جيجابت في الثانية، وتستخدم عادةً شريط Mylar المصنوع من رقائق الألومنيوم كمواد حجب للزوج، ويتم دمجها مع مادة غلاف خالية من الهالوجين عالية الأداء ومنخفضة الدخان للاستخدام في مراكز البيانات.
الفئة 7 / 7A (CAT7/CAT7A): تستخدم موصل نحاسي خالٍ من الأكسجين بسمك 0.57 مم، كل زوج محمي بـرقائق الألومنيوم وشريط مايلر+ سلك نحاسي مضفر بالكامل، مما يعزز سلامة الإشارة ويدعم نقلًا عالي السرعة يصل إلى 10 جيجابت في الثانية.
الفئة 8 (CAT8): الهيكل عبارة عن SFTP مع درع مزدوج الطبقة (رقائق الألومنيوم وشريط Mylar لكل زوج + جديلة شاملة)، والغلاف عبارة عن مادة غلاف XLPO عالية المقاومة للهب، ويدعم ما يصل إلى 2000 ميجا هرتز وسرعة 40 جيجابت في الثانية، وهو مناسب لاتصالات بين المعدات في مراكز البيانات.
(2). وفقًا لهيكل الحماية
وفقًا لما إذا كانت مواد الحماية مستخدمة في الهيكل، يمكن تقسيم كابلات الإيثرنت إلى:
UTP (زوج ملتوي غير محمي): يستخدم فقط مادة العزل PO أو HDPE بدون حجب إضافي، وهو منخفض التكلفة ومناسب للبيئات ذات التداخل الكهرومغناطيسي الأدنى.
STP (زوج ملتوي محمي): يستخدم رقائق الألومنيوم أو شريط Mylar أو جديلة الأسلاك النحاسية كمواد حماية، مما يعزز مقاومة التداخل، وهو مناسب للبيئات الكهرومغناطيسية المعقدة.
غالبًا ما تواجه كابلات الإيثرنت البحرية تداخلًا كهرومغناطيسيًا قويًا، مما يتطلب هياكل حماية أعلى. تشمل التكوينات الشائعة ما يلي:
F/UTP: يستخدم شريط Mylar المصنوع من رقائق الألومنيوم كطبقة حماية شاملة، وهو مناسب لـ CAT5E وCAT6، ويُستخدم عادةً في أنظمة التحكم الموجودة على متن الطائرة.
SF/UTP: شريط Mylar من رقائق الألومنيوم + درع مضفر من النحاس العاري، مما يعزز مقاومة EMI الشاملة، ويستخدم عادة في نقل الطاقة البحرية والإشارات.
S/FTP: يستخدم كل زوج مجدول شريط مايلر من رقائق الألومنيوم للحماية الفردية، مع طبقة خارجية من سلك نحاسي مضفر للحماية الشاملة، بالإضافة إلى غلاف XLPO عالي المقاومة للهب. هذا الهيكل شائع في كابلات CAT6A وما فوق.
2. الاختلافات في كابلات إيثرنت البحرية
بالمقارنة مع كابلات الإيثرنت الأرضية، تختلف كابلات الإيثرنت البحرية اختلافًا واضحًا في اختيار المواد والتصميم الهيكلي. نظرًا لقسوة البيئة البحرية - ضباب الملح الكثيف، والرطوبة العالية، والتداخل الكهرومغناطيسي القوي، والأشعة فوق البنفسجية الشديدة، وقابلية الاشتعال - يجب أن تلبي مواد الكابلات معايير أعلى للسلامة والمتانة والأداء الميكانيكي.
(1).المتطلبات القياسية
عادةً ما تُصمَّم كابلات الإيثرنت البحرية وفقًا للمعيارين IEC 61156-5 وIEC 61156-6. عادةً ما تستخدم الكابلات الأفقية موصلات نحاسية صلبة مع مواد عزل HDPE لتحقيق مسافة نقل واستقرار أفضل؛ بينما تستخدم أسلاك التوصيل في غرف البيانات موصلات نحاسية مجدولة مع عزل أكثر ليونة من PO أو PE لتسهيل التوجيه في المساحات الضيقة.
(2). مقاومة اللهب والحرائق
لمنع انتشار الحرائق، غالبًا ما تستخدم كابلات الإيثرنت البحرية مواد بولي أوليفينية مقاومة للحريق وخالية من الهالوجين ومنخفضة الدخان (مثل LSZH وXLPO، إلخ) في التغليف، مما يلبي معايير IEC 60332 (مثبطة للهب)، وIEC 60754 (خالية من الهالوجين)، وIEC 61034 (منخفضة الدخان). في الأنظمة الحساسة، يُضاف شريط ميكا ومواد أخرى مقاومة للحريق لتلبية معايير IEC 60331 لمقاومة الحريق، مما يضمن استمرارية وظائف الاتصال أثناء حوادث الحريق.
(3). مقاومة الزيت ومقاومة التآكل وهيكل التدريع
في الوحدات البحرية، مثل وحدات الإنتاج والتخزين والتفريغ العائمة (FPSOs) والحفارات، غالبًا ما تتعرض كابلات الإيثرنت للزيت والمواد المسببة للتآكل. لتحسين متانة الغلاف، تُستخدم مواد غلاف البولي أوليفين المتشابكة (SHF2) أو مواد SHF2 MUD المقاومة للطين، والمتوافقة مع معايير مقاومة المواد الكيميائية NEK 606. ولتعزيز القوة الميكانيكية، يمكن تغليف الكابلات بضفيرة أسلاك فولاذية مجلفنة (GSWB) أو ضفيرة أسلاك نحاسية مطلية بالقصدير (TCWB)، مما يوفر قوة ضغط وشد، بالإضافة إلى درع كهرومغناطيسي لحماية سلامة الإشارة.
(4). مقاومة الأشعة فوق البنفسجية وأداء الشيخوخة
غالبًا ما تتعرض كابلات الإيثرنت البحرية لأشعة الشمس المباشرة، لذا يجب أن تتمتع مواد الغلاف بمقاومة ممتازة للأشعة فوق البنفسجية. عادةً، يُستخدم غلاف البولي أوليفين مع أسود الكربون أو إضافات مقاومة للأشعة فوق البنفسجية، ويُختبر وفقًا لمعايير UL1581 أو ASTM G154-16 لمقاومة الأشعة فوق البنفسجية، وذلك لضمان ثباته المادي وإطالة عمره الافتراضي في بيئات ذات تركيز عالٍ من الأشعة فوق البنفسجية.
باختصار، يرتبط تصميم كل طبقة من طبقات كابلات الإيثرنت البحرية ارتباطًا وثيقًا بالاختيار الدقيق لمواد الكابلات. تُشكّل الموصلات النحاسية عالية الجودة، ومواد العزل من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) أو البولي بروبيلين (PO)، وشريط المايلر المصنوع من رقائق الألومنيوم، وجديلة الأسلاك النحاسية، وشريط الميكا، ومواد غلاف XLPO، ومواد غلاف SHF2 معًا نظام كابلات اتصالات قادر على تحمّل البيئات البحرية القاسية. بصفتنا موردًا لمواد الكابلات، نُدرك أهمية جودة المواد لأداء الكابل بأكمله، ونلتزم بتوفير حلول مواد موثوقة وآمنة وعالية الأداء للصناعات البحرية والبحرية.
وقت النشر: ١٦ يونيو ٢٠٢٥