میکرو کابل های دمیده شده با هوا در برابر نوسانات دما چقدر مقاوم هستند؟

کابل های میکرو دمیده شده با هوا (ABMC) به عنوان یک راه حل انقلابی در شبکه های فیبر نوری مدرن ظهور کرده اند. آنها انعطاف پذیری، مقیاس پذیری و مقرون به صرفه بودن را در استقرار، به ویژه در محیط های شهری که فضا محدود است، ارائه می دهند. با این حال، یک نگرانی حیاتی برای مهندسان، برنامه ریزان شبکه و اپراتورها وجود دارد نحوه عملکرد این کابل ها تحت تغییرات دما . درک انعطاف پذیری حرارتی کابل های میکرو دمیده شده با هوا برای اطمینان از قابلیت اطمینان طولانی مدت شبکه و جلوگیری از خرابی های پرهزینه ضروری است.

1. شناخت کابل های میکرو دمیده شده با هوا

کابل‌های میکرو دمنده هوا نوعی کابل فیبر نوری هستند که برای حمل فیبرهای نوری در داخل یک میکرو مجرای توخالی طراحی شده‌اند. برخلاف کابل‌های فیبر معمولی، که در آن فیبرها مستقیماً درون یک ژاکت محافظ قرار می‌گیرند، ABMC‌ها از سیستم نصب فیبر دمیده شده ، اجازه می دهد تا فیبرها بدون برداشتن خود کابل وارد یا جایگزین شوند. مزایای کلیدی عبارتند از:

• حداقل اختلال در هنگام ارتقاء شبکه
• تراکم فیبر بالا در مجاری کوچک
• سهولت توسعه آینده بدون حفاری یا نصب گسترده

با توجه به این مزایا، ABMC ها به طور فزاینده ای در پروژه های مخابراتی، مراکز داده و FTTH (Fiber to the Home) مستقر می شوند. با این حال، اندازه کوچک و طراحی سبک وزن آنها به این معنی است تنش های حرارتی می تواند عملکرد آنها را متفاوت از کابل های فیبر معمولی تحت تاثیر قرار دهد .

2. چگونه دما بر کابل های فیبر نوری تأثیر می گذارد

نوسانات دما می تواند کابل های فیبر نوری را به طرق مختلف تحت تاثیر قرار دهد:

1. انبساط و انقباض مواد :
   تمام مواد کابل با تغییر دما منبسط و منقبض می شوند. برای کابل های فیبر، این شامل ژاکت، لوله های بافر و خود فیبرها می شود. انبساط یا انقباض بیش از حد ممکن است منجر به خم شدن میکرو شود که می تواند تضعیف سیگنال را افزایش دهد.

2. استرس مکانیکی :
   تغییرات سریع دما ممکن است باعث ایجاد تنش بین لایه های کابل شود. در کابل های سفت یا ضعیف، این تنش می تواند منجر به ترک خوردگی یا تغییر شکل شود.

3. عملکرد سیگنال :
   فیبر نوری به خمش و تنش حساس است. انقباض کت کابل ناشی از دما ممکن است الیاف را کمی خم کند و در نتیجه باعث افزایش اتلاف درج شود.

4. چالش های نصب :
   دمای بسیار پایین می‌تواند کابل‌های میکرو را سفت و سخت‌تر کند، در حالی که دمای بسیار بالا می‌تواند آنها را نرم کند و منجر به آسیب احتمالی در حین نصب شود.

3. ترکیب مواد میکرو کابل های دمیده شده با هوا

مقاومت دمایی ABMC ها به شدت به ترکیب مواد آنها بستگی دارد. اجزای کلیدی عبارتند از:

3.1. ژاکت بیرونی

• به طور معمول ساخته شده از پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) یا هالوژن صفر کم دود (LSZH) مواد
• HDPE انعطاف پذیری عالی را در شرایط سرد ارائه می دهد و شکل خود را در دمای 40- درجه سانتی گراد حفظ می کند.
• LSZH اغلب برای کاربردهای داخلی استفاده می شود، که قادر به تحمل دماهای تا 70 درجه سانتیگراد بدون تخریب است.

3.2. لوله میکرو

• لوله توخالی که درون آن الیاف دمیده می شوند، طراحی شده است یک قطر داخلی ثابت را حفظ کنید حتی تحت تغییرات دما
• اکثر ریز مجراها از پلی اتیلن یا پلی پروپیلن با تثبیت کننده های UV برای استفاده در فضای باز، قادر به تحمل -30 درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد به طور معمول، و در برخی موارد تا 85 درجه سانتیگراد برای محیط های با گرمای بالا.

3.3. فیبرهای نوری

• الیاف خود بر پایه سیلیس هستند و ذاتاً در برابر دماهای شدید مقاوم هستند.
• پوشش‌های محافظ روی الیاف (آکریلات یا پوشش‌های دولایه) برای حفظ انعطاف‌پذیری و جلوگیری از خمش خمشی در محدوده دمایی -40 تا 85 درجه سانتیگراد طراحی شده‌اند.

4. تست و استانداردهای آزمایشگاهی

سازندگان ABMC تست های دقیقی را برای اطمینان از انعطاف پذیری دما انجام می دهند:

• تست های چرخه حرارتی : کابل ها برای شبیه سازی نوسانات فصلی و روزانه در معرض چرخه های مکرر دماهای بالا و پایین قرار می گیرند.

• پیری گرما : قرار گرفتن طولانی مدت در معرض دماهای بالا برای ارزیابی تخریب مواد.

• تست خم سرد : انعطاف پذیری کابل را در دماهای پایین ارزیابی می کند تا اطمینان حاصل شود که الیاف در حین نصب یا عملیات شکسته نمی شوند.

• مطابقت با استانداردها :

  • IEC 60794: استاندارد بین المللی برای کابل های فیبر نوری، از جمله درجه بندی دما.
  • ITU-T G.657: دستورالعمل هایی برای الیاف حساس به خم شدن، که به حفظ عملکرد تحت تنش حرارتی کمک می کند.

این آزمایش‌ها داده‌هایی را در مورد حداکثر دمای عملیاتی، عملکرد مورد انتظار در طول زمان و حاشیه‌های ایمنی برای نصب در آب و هوای شدید ارائه می‌کنند.

5. مقاومت عملی دما ABMCs

بر اساس طراحی مواد و آزمایش‌های آزمایشگاهی، کابل‌های میکرو دمیده شده با هوا معمولاً مقاومت می‌کنند:

این محدوده ها ABMC ها را برای موارد زیر مناسب می کنند:

• شبکه های شهری و برون شهری در فضای باز
• استقرار در محیط های داخلی با محیط های کنترل شده با درجه حرارت
• مناطق با تغییرات فصلی قابل توجه

توجه به این نکته ضروری است شرایط شدید خارج از این محدوده - مانند گرمای بیابان بالای 90 درجه سانتیگراد یا سرمای قطب شمال زیر 50- درجه سانتیگراد - ممکن است به کابلهای مهندسی شده ویژه نیاز داشته باشد.

6. ملاحظات نصب در محیط های متغیر دما

حتی اگر یک کابل برای محدوده دمایی وسیع درجه بندی شده باشد، تکنیک های نصب به طور قابل توجهی بر عملکرد تأثیر می گذارد :

1. پیش تهویه :

   • در هوای بسیار سرد، کابل ها ممکن است نیاز به گرم کردن داشته باشند تا انعطاف پذیری برای دمیدن بهبود یابد.

2. انتخاب مناسب کانال :

   • ریز کانال ها با انبساط حرارتی کم فشار وارده بر کابل ها را در طول نوسانات دما کاهش می دهند.

3. تنظیم فشار دمش :

   • فشار هوا در حین نصب ممکن است برای جبران تغییرات سفتی مواد ناشی از دما نیاز به تنظیم داشته باشد.

4. اجتناب از قرار گرفتن در معرض مستقیم نور خورشید در هنگام نصب :

   • دمای بالا در حین نصب می تواند به طور موقت ژاکت را نرم کند و در صورت اعمال کشش بیش از حد، آن را مستعد تغییر شکل می کند.

7. قابلیت اطمینان بلند مدت در آب و هوای متغیر

کابل های میکرو دمنده هوا طراحی شده اند تا جذب تنش حرارتی در طول زمان بدون کاهش قابل توجه عملکرد عوامل متعددی در قابلیت اطمینان طولانی مدت آنها نقش دارند:

• ژاکت و بافر انعطاف پذیر : خم شدن میکرو را حتی زمانی که کابل منبسط یا منقبض می شود کاهش دهید.
• طراحی مدولار : فیبرهای جداگانه را می توان بدون ایجاد مزاحمت برای کل کابل تعویض کرد و زمان خرابی را به حداقل رساند.
• تثبیت کننده های UV : کابل های میکرو فضای باز در برابر تخریب حرارتی و فرابنفش مقاوم هستند.
• جذب کم آب : از آسیب ناشی از چرخه های انجماد و ذوب، به ویژه در محیط های بیرونی جلوگیری می کند.

مطالعات میدانی نشان داده است که ABMCها در مناطقی با تغییرات دما از -30 درجه سانتیگراد تا 50 درجه سانتیگراد تضعیف سیگنال پایین را حفظ می کنند و حداقل سایش فیزیکی را در طول یک دهه کار نشان می دهند.

8. استراتژی های کاهش برای دماهای شدید

برای استقرار در آب و هوای شدید:

1. آب و هوای سرد (40- تا 20- درجه سانتی گراد) :

   • از کابل هایی با انعطاف پذیری بیشتر در دمای پایین استفاده کنید.
   • قبل از نصب، ریز مجاری یا کابل ها را از قبل گرم کنید.
   • برای کاهش خطر ترک خوردن الیاف، از خم شدن تیز خودداری کنید.

2. آب و هوای گرم (50 تا 85 درجه سانتی گراد) :

   • کابل هایی با ژاکت های مقاوم در برابر حرارت بالا را انتخاب کنید.
   • برای کاهش گرمایش خورشیدی، کانال های فضای باز را سایه بزنید.
   • مانیتور برای انبساط حرارتی و تنش در سازه های پشتیبانی.

3. نوسانات سریع دما :

   • برای جذب انبساط/انقباض، حلقه های شل کابل را اجرا کنید.
   • به طور منظم بخش های شبکه در فضای باز را برای علائم خستگی مواد بازرسی کنید.

9. مطالعات موردی و عملکرد میدانی

مطالعه موردی 1: استقرار FTTH شهری

در یک شهر اروپایی با دمای زمستانی تا 25- درجه سانتیگراد و بالاترین دمای تابستان 35 درجه سانتیگراد، ABMCها در ریز مجراهای از پیش نصب شده نصب شدند. بعد از پنج سال:

• عملکرد فیبر ثابت باقی ماند.
• هیچ مشکل microbending مشاهده نشد.
• انبساط و انقباض توسط کانال و انعطاف پذیری کابل جذب شد.

مطالعه موردی 2: ستون فقرات مرکز داده

یک مرکز داده، ABMC ها را در محیط های داخلی با دمای 18 تا 27 درجه سانتی گراد روزانه نصب می کند. نوسانات دما داشت بدون تاثیر در کیفیت سیگنال، نشان می دهد که ABMC ها تغییرات جزئی داخل ساختمان را به راحتی مدیریت می کنند.

10. نتیجه گیری

کابل های میکرو دمیده هوا ارائه می شود مقاومت عالی در برابر نوسانات دما ، به شرطی که به درستی مشخص و نصب شده باشند. طراحی انعطاف پذیر، مواد با کیفیت بالا و رعایت استانداردهای بین المللی به آنها اجازه می دهد تا به طور قابل اعتماد در طیف وسیعی از دما کار کنند:

• ژاکت های HDPE در فضای باز: -40 درجه سانتیگراد تا 85 درجه سانتیگراد
• ژاکت های LSZH داخلی: 0 تا 70 درجه سانتی گراد
• پوشش های فیبر: -40 درجه سانتیگراد تا 85 درجه سانتیگراد

ملاحظات کلیدی برای به حداکثر رساندن انعطاف پذیری دما عبارتند از انتخاب مجرای مناسب، تکنیک های نصب، و استراتژی های کاهش برای آب و هوای شدید . با این اقدامات، کابل‌های میکرو دمیده شده با هوا می‌توانند عملکرد طولانی‌مدت خود را حفظ کنند، و آنها را به انتخابی ارجح برای شبکه‌های فیبر نوری مدرن تبدیل می‌کند که هر دو را نیاز دارند. مقیاس پذیری و انعطاف پذیری محیطی .