Kuinka kestäviä ilmalla puhalletut mikrokaapelit ovat lämpötilan vaihteluita?

Ilmapuhalletut mikrokaapelit (ABMC) on noussut vallankumoukselliseksi ratkaisuksi nykyaikaisissa valokuituverkoissa. Ne tarjoavat joustavuutta, skaalautuvuutta ja kustannustehokkuutta käyttöönotossa erityisesti kaupunkiympäristöissä, joissa tilaa on rajoitetusti. Kuitenkin insinöörien, verkon suunnittelijoiden ja operaatttaieiden tärkeä huolenaihe on kuinka nämä kaapelit toimivat lämpötilan vaihteluissa . Ilmapuhallettujen mikrokaapeleiden lämmönkestävyyden ymmärtäminen on välttämätöntä verkon pitkän aikavälin luotettavuuden varmistamiseksi ja kalliiden vikojen välttämiseksi.

1. Ilmapuhallettujen mikrokaapeleiden ymmärtäminen

Ilmapuhalletut mikrokaapelit ovat valokuitukaapeleita, jotka on suunniteltu kuljettamaan optisia kuituja onton mikrokanavan sisällä. Toisin kuin perinteiset kuitukaapelit, joissa kuidut upotetaan suoraan suojavaipan sisään, ABMC:t käyttävät puhalletun kuidun asennusjärjestelmä , jolloin kuituja voidaan lisätä tai vaihtaa irrottamatta itse kaapelia. Keskeisiä etuja ovat:

• Minimaalinen häiriö verkkopäivitysten aikana
• Suuri kuitutiheys pienissä kanavissa
• Helppo laajentaa tulevaisuudessa ilman laajoja kaivu- tai asennustöitä

Näiden etujen ansiosta ABMC:itä käytetään yhä enemmän televiestintä-, datakeskuksissa ja FTTH-projekteissa (Fiber to the Home). Niiden pieni koko ja kevyt muotoilu kuitenkin tarkoittavat sitä lämpöjännitykset voivat vaikuttaa niiden suorituskykyyn eri tavalla kuin tavanomaisten kuitukaapeleiden .

2. Miten lämpötila vaikuttaa valokuitukaapeleihin

Lämpötilan vaihtelut voivat vaikuttaa valokuitukaapeleihin useilla tavoilla:

1. Materiaalin laajeneminen ja supistuminen :
   Kaikki kaapelimateriaalit laajenevat ja supistuvat lämpötilan muuttuessa. Kuitukaapeleiden osalta tämä sisältää vaipan, puskuriputket ja itse kuidut. Liiallinen laajeneminen tai supistuminen voi johtaa mikrotaipumiseen, mikä voi lisätä signaalin vaimennusta.

2. Mekaaninen jännitys :
   Nopeat lämpötilan muutokset voivat aiheuttaa jännitystä kaapelin kerrosten välillä. Jäykissä tai huonosti suunnitelluissa kaapeleissa tämä jännitys voi aiheuttaa halkeamia tai muodonmuutoksia.

3. Signaalin suorituskyky :
   Kuituoptiikka on herkkä taipumiselle ja rasitukselle. Kaapelin vaipan lämpötilan aiheuttama supistuminen voi taivuttaa kuituja hieman, mikä johtaa lisääntyneeseen sisäänvientihäviöön.

4. Asennushaasteet :
   Erittäin alhaiset lämpötilat voivat tehdä mikrokaapeleista jäykkiä ja vaikeammin puhaltavia kanavien läpi, kun taas erittäin korkeat lämpötilat voivat tehdä niistä pehmeitä, mikä voi aiheuttaa vaurioita asennuksen aikana.

3. Ilmapuhallettujen mikrokaapeleiden materiaalikoostumus

ABMC:n lämpötilankesto riippuu suuresti niiden materiaalikoostumuksesta. Keskeisiä komponentteja ovat:

3.1. Ulkotakki

• Tyypillisesti valmistettu korkeatiheyspolyeteeni (HDPE) or vähäsavuinen nollahalogeeni (LSZH) materiaaleja.
• HDPE tarjoaa erinomaisen joustavuuden kylmissä olosuhteissa säilyttäen muotonsa jopa -40 °C:n lämpötiloissa.
• LSZH:ta käytetään usein sisäkäyttöön, ja se kestää jopa 70 °C lämpötiloja hajoamatta.

3.2. Mikrokanavan putki

• Ontto putki, jonka sisällä kuidut puhalletaan, on suunniteltu säilyttää tasaisen sisähalkaisijan jopa lämpötilan vaihteluissa.
• Useimmat mikrokanavat on valmistettu polyeteeni tai polypropeeni UV-stabilisaattoreilla ulkokäyttöön, jotka kestävät -30°C - 70°C rutiininomaisesti ja joissakin tapauksissa jopa 85°C kuumissa ympäristöissä.

3.3. Optiset kuidut

• Itse kuidut ovat piidioksidipohjaisia ​​ja kestävät äärimmäisiä lämpötiloja.
• Kuitujen suojapinnoitteet (akrylaatti- tai kaksikerroksiset pinnoitteet) on suunniteltu säilyttämään joustavuus ja estämään mikrotaipuminen -40 °C - 85 °C välillä.

4. Laboratoriotestit ja -standardit

ABMC:n valmistajat suorittavat tiukkoja testejä varmistaakseen lämpötilansietokyvyn:

• Lämpöpyöräilytestit : Kaapelit altistetaan toistuville korkeille ja matalille lämpötiloille kausittaisten ja päivittäisten vaihteluiden simuloimiseksi.

• Lämpö ikääntyminen : Pitkäaikainen altistuminen korkeille lämpötiloille materiaalin hajoamisen arvioimiseksi.

• Kylmätaivutustestit : Arvioi kaapelin joustavuuden matalissa lämpötiloissa varmistaakseen, että kuidut eivät murtu asennuksen tai käytön aikana.

• Standardien noudattaminen :

  • IEC 60794: Kansainvälinen standardi optisille kuitukaapeleille, mukaan lukien lämpötilaluokitukset.
  • ITU-T G.657: Ohjeet taipumattomille kuiduille, jotka auttavat ylläpitämään suorituskykyä lämpörasituksessa.

Nämä testit tarjoavat tietoja maksimikäyttölämpötiloista, odotetusta suorituskyvystä ajan kuluessa ja turvamarginaaleista asennukseen äärimmäisissä ilmastoissa.

5. ABMC:iden käytännön lämpötilankesto

Materiaalisuunnittelun ja laboratoriotestauksen perusteella ilmapuhalletut mikrokaapelit kestävät yleensä:

Nämä alueet tekevät ABMC:istä sopivia:

• Kaupunkien ja esikaupunkien ulkoverkot
• Sisäasennukset lämpötilasäädellyissä ympäristöissä
• Alueet, joilla on merkittäviä kausivaihteluita

On tärkeää huomata se äärimmäisissä olosuhteissa näiden vaihteluvälien ulkopuolella -kuten aavikon lämpö yli 90 °C tai arktinen kylmä alle -50 °C - saattaa vaatia erityisesti suunniteltuja kaapeleita.

6. Asennusta koskevia näkökohtia lämpötilavaihteluissa ympäristöissä

Vaikka kaapeli on mitoitettu laajalle lämpötila-alueelle, asennustekniikat vaikuttavat merkittävästi suorituskykyyn :

1. Esikäsittely :

   • Erittäin kylmällä säällä kaapeleita on ehkä lämmitettävä puhalluksen joustavuuden parantamiseksi.

2. Oikea kanavan valinta :

   • Mikrokanavat, joilla on alhainen lämpölaajeneminen, vähentävät kaapeleiden rasitusta lämpötilanvaihteluiden aikana.

3. Puhallinpaineen säädöt :

   • Ilmanpainetta asennuksen aikana on ehkä säädettävä lämpötilan aiheuttamien materiaalin jäykkyyden muutosten kompensoimiseksi.

4. Vältä suoraa auringonvaloa asennuksen aikana :

   • Korkeat lämpötilat asennuksen aikana voivat väliaikaisesti pehmentää vaippaa, mikä tekee siitä alttiita muodonmuutokselle, jos siihen kohdistuu liiallinen jännitys.

7. Pitkäaikainen luotettavuus vaihtelevissa ilmastoissa

Ilmapuhalletut mikrokaapelit on suunniteltu absorboi lämpöjännitystä ajan myötä ilman merkittävää suorituskyvyn heikkenemistä. Useat tekijät vaikuttavat niiden pitkän aikavälin luotettavuuteen:

• Joustava takki ja puskuri : Vähennä mikrotaittumista, vaikka kaapeli laajenee tai supistuu.
• Modulaarinen suunnittelu : Yksittäiset kuidut voidaan vaihtaa häiritsemättä koko kaapelia, mikä minimoi seisokit.
• UV-stabilisaattorit : Ulkokäyttöön käytettävät mikrokaapelit kestävät lämpö- ja ultraviolettihajoamista.
• Alhainen veden imeytyminen : Estää jäätymis- ja sulamisjaksojen aiheuttamia vaurioita, erityisesti ulkoympäristössä.

Kenttätutkimukset ovat osoittaneet, että ABMC:t alueilla, joilla lämpötilavaihtelut ovat -30 °C:sta 50 °C:seen, säilyttävät alhaisen signaalin vaimennuksen ja osoittavat minimaalista fyysistä kulumista vuosikymmenen käytön aikana.

8. Lieventämisstrategiat äärimmäisille lämpötiloille

Käyttöönotto äärimmäisissä ilmastoissa:

1. Kylmät ilmastot (-40 °C - -20 °C) :

   • Käytä kaapeleita, joilla on parannettu joustavuus alhaisissa lämpötiloissa.
   • Esilämmitä mikrokanavat tai kaapelit ennen asennusta.
   • Vältä jyrkkiä mutkia vähentääksesi kuidun halkeilua.

2. Kuumat ilmastot (50°C - 85°C) :

   • Valitse kaapelit, joissa on korkea lämmönkestävä vaippa.
   • Harkitse ulkokanavien varjostamista aurinkolämmityksen vähentämiseksi.
   • Valvo tukirakenteiden lämpölaajenemista ja jännitystä.

3. Nopeat lämpötilan vaihtelut :

   • Toteuta kaapelin löysät silmukat laajenemisen/supistumisen imemiseksi.
   • Tarkasta säännöllisesti ulkoverkon osat materiaalin väsymisen merkkien varalta.

9. Tapaustutkimukset ja kenttätyö

Tapaustutkimus 1: kaupunkien FTTH-käyttöönotto

Eurooppalaisessa kaupungissa, jossa talven lämpötila on niinkin alhainen kuin -25 °C ja kesän ylin lämpötila 35 °C, ABMC:t asennettiin valmiiksi asennettuihin mikrokanaviin. Viiden vuoden jälkeen:

• Kuitujen suorituskyky pysyi tasaisena.
• Mikrotaivutusongelmia ei havaittu.
• Laajeneminen ja supistuminen vaimenivat kanavan ja kaapelin joustavuuden.

Tapaustutkimus 2: Palvelinkeskuksen runkoverkko

Palvelinkeskus asensi ABMC:t sisätiloihin, joiden lämpötila vaihteli 18 °C:sta 27 °C:seen päivittäin. Lämpötilan vaihteluita oli ei vaikutusta signaalin laadusta, mikä osoittaa, että ABMC:t käsittelevät pieniä sisätilojen vaihteluita helposti.

10. Johtopäätös

Ilmapuhalletut mikrokaapelit tarjoavat erinomainen lämpötilanvaihteluiden kestävyys , jos ne on määritetty ja asennettu oikein. Niiden joustava muotoilu, korkealaatuiset materiaalit ja kansainvälisten standardien noudattaminen mahdollistavat niiden luotettavan toiminnan laajalla lämpötila-alueella:

• HDPE-takit ulkokäyttöön: -40°C - 85°C
• Sisätilojen LSZH-takit: 0°C - 70°C
• Kuitupinnoitteet: -40°C - 85°C

Keskeisiä seikkoja lämpötilan kestävyyden maksimoimiseksi ovat mm sopiva kanavavalinta, asennustekniikat ja lieventämisstrategiat äärimmäisiin ilmastoihin . Näillä toimenpiteillä ilmapuhalletut mikrokaapelit voivat ylläpitää pitkän aikavälin suorituskykyä, mikä tekee niistä suositeltavan valinnan nykyaikaisiin valokuituverkkoihin, jotka vaativat sekä skaalautuvuus ja ympäristön kestävyys .