สายไฟเบอร์ออฟติก ทำให้เราพัฒนาระบบการสื่อสารได้ก้าวหน้าขึ้น อย่างไรก็ตาม ความลับที่แท้จริงเบื้องหลังการเชื่อมต่อที่ราบรื่นคือวัสดุที่ใช้ ตัวอย่างเช่น ไฟเบอร์ออปติกส่วนใหญ่ใช้เส้นแก้วหรือพลาสติกบางๆ วัสดุเหล่านี้มีความใส แข็งแรง และทนทาน ช่วยให้ส่งสัญญาณได้อย่างน่าเชื่อถือในระยะทางไกล ในบทความนี้ เราจะพูดถึงวัสดุไฟเบอร์ออปติกทุกประเภทอย่างละเอียด ดังนั้น โปรดอ่านบล็อกนี้ต่อไปเพื่อทำความเข้าใจว่าโลกเชื่อมต่อกันได้อย่างไร
รูปที่ 1 วัสดุของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง
1) ความเข้าใจ วัสดุใยแก้วนำแสง
“วัสดุใยแก้วนำแสงประกอบด้วยโพลีเมอร์ (พลาสติก) หรือแก้ว (ซิลิกา) ที่ผ่านการประดิษฐ์อย่างประณีต ซึ่งโปร่งแสงมาก และให้แสงผ่านได้โดยมีการสูญเสียแสงน้อยมาก”
- คุณสมบัติหลักของวัสดุไฟเบอร์ออพติก
- ความโปร่งใสสูง: กระจก (ซิลิกา) และพลาสติกมีความโปร่งใสสูง ทำให้แสงผ่านได้โดยมีการสูญเสียแสงเพียงเล็กน้อย ส่งผลให้ส่งข้อมูลในระยะไกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- น้ำหนักเบาและยืดหยุ่น: ไฟเบอร์ออปติกมีน้ำหนักเบากว่าสายทองแดงมาก นอกจากนี้ ยังงอและหมุนได้ง่ายกว่าโดยไม่แตกหัก ทำให้ขั้นตอนการติดตั้งง่ายขึ้น เนื่องจากมีน้ำหนักเบาและมีความยืดหยุ่น ไฟเบอร์ออปติกจึงสามารถรับมือกับจุดที่คับแคบหรือการกำหนดค่าที่ซับซ้อนได้อย่างคล่องแคล่ว ทำให้เป็นโซลูชันที่ใช้งานได้จริงเพื่อประหยัดพื้นที่
- ความทนทานและความแข็งแรงสูง: ไฟเบอร์ออปติกมีอายุการใช้งานยาวนานเนื่องจากใช้วัสดุที่แข็งแรง เช่น เคฟลาร์ เคลือบป้องกัน และชั้นทนความชื้นที่ใช้ในการสร้าง สายเคเบิลเหล่านี้ทนต่อสภาพอากาศ การดัดงอ และแรงกระแทก หากดูแลอย่างถูกต้อง สายเคเบิลเหล่านี้จะมีอายุการใช้งานยาวนานหลายทศวรรษและยังคงเป็นโซลูชันที่เชื่อถือได้เนื่องจากมีอายุการใช้งานยาวนาน
- ทนความร้อนและไฟ: วัสดุบางชนิดที่ใช้ทำสายเคเบิลใยแก้วนำแสงได้รับการออกแบบมาให้ทนความร้อนและแม้แต่ทนไฟ สายเคเบิลใยแก้วนำแสงไม่ร้อนเกินไปหรือเกิดประกายไฟ ซึ่งแตกต่างจากสายเคเบิลโลหะ ซึ่งทำให้ปลอดภัยกว่าในการใช้งานในอาคาร โรงงาน หรือพื้นที่เสี่ยงภัยสูงอื่นๆ
2) วัสดุอะไรบ้าง สายไฟเบอร์ออฟติก ทำจาก?
วัสดุที่ใช้ในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง ให้แสงผ่านเข้าไปจึงจะสามารถส่งข้อมูลได้ เนื่องจากสายเคเบิลใยแก้วนำแสงแต่ละชิ้นมีหน้าที่เฉพาะของตัวเอง วัสดุที่ใช้จึงต้องแข็งแรง โปร่งใส และทนทาน ดังนั้น มาเจาะลึกกันเลยดีกว่า!
i) วัสดุแกนกลาง: ที่ที่แสงเดินทาง
แกนกลางของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงคือส่วนโปร่งใสที่อยู่ตรงกลางซึ่งแสงเดินทาง สายเคเบิลใยแก้วนำแสงต้องทำจากวัสดุที่แสงสามารถเดินทางผ่านได้โดยมีการสูญเสียแสงน้อยที่สุด
- แก้ว (เส้นใยที่ทำจากซิลิกา): สายใยแก้วนำแสงส่วนใหญ่ใช้แก้วที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์สูงซึ่งทำจาก ซิลิกา (SiO₂) กระจกชนิดนี้มีความใสมาก ทำให้แสงสามารถส่งผ่านได้ในระยะไกลโดยไม่สูญเสียความเข้มแสง อินเทอร์เน็ตความเร็วสูงและการสื่อสารระยะไกลต้องใช้กระจก
- พลาสติก (เส้นใยนำแสงพลาสติก, POF): สายเคเบิลบางชนิดใช้พลาสติกแทนแก้ว เส้นใยพลาสติกเหล่านี้ใช้งานได้ง่ายกว่า ประหยัดกว่า และยืดหยุ่นกว่า จึงเหมาะสำหรับระยะทางสั้น เช่น เครือข่ายภายในบ้านและระบบรถยนต์ สายเคเบิลเหล่านี้จะไม่สามารถใช้งานได้กับเครือข่ายระยะไกล เนื่องจากพลาสติกไม่สามารถส่งผ่านแสงได้เท่ากับแก้ว
รูปที่ 2 วัสดุที่สามารถนำมาทำสายใยแก้วนำแสงได้
ii) วัสดุหุ้ม : ช่วยกักเก็บแสงไว้ภายใน
วัสดุหุ้มคือปลอกหุ้มที่ยึดแกนกลางไว้ โดยจะป้องกันไม่ให้แสงหลุดออกจากเส้นใยโดยใช้การสะท้อนภายในทั้งหมด ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าแสงจะยังคงอยู่ในแกนกลาง
- กระจก (วัสดุหุ้มที่ทำจากซิลิก้า) : สำหรับสายเคเบิลประสิทธิภาพสูง จะใช้แผ่นหุ้มแก้ว เนื่องจากมีดัชนีการหักเหแสงต่ำกว่าแกนกลาง ทำให้แสงผ่านได้ง่ายยิ่งขึ้น
- กระจกโด๊ปฟลูออรีน: การเติมฟลูออรีนลงในกระจกพิเศษจะช่วยลดดัชนีการหักเหของแสง ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าสัญญาณจะชัดเจนขึ้นโดยลดการสูญเสียสัญญาณให้น้อยที่สุด
- วัสดุหุ้มอาคารแบบโพลีเมอร์: ใช้ในใยแก้วนำแสงพลาสติก (POF) บางชนิด โดยประเภทนี้ใช้พลาสติกคลุมเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่น แต่น่าเสียดายที่การทำเช่นนี้ทำให้สัญญาณลดทอนลงมากขึ้น โดยเฉพาะในระยะทางไกล
iii) การเคลือบและการบัฟเฟอร์: การป้องกันความเสียหาย
เนื่องจากสายเคเบิลมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กลง จึงต้องมีชั้นป้องกันเพื่อป้องกันรอยขีดข่วน ความชื้น และการโค้งงอ
- สารเคลือบโพลีเมอร์อะคริเลต: ไฟเบอร์ออปติกส่วนใหญ่หุ้มด้วยโพลีเมอร์เหล่านี้เพื่อเพิ่มการป้องกันความชื้น ฝุ่น และการโค้งงอ ช่วยป้องกันไม่ให้แกนแก้วหรือพลาสติกแตก
- การเคลือบโพลีอิไมด์: สายเคเบิลเหล่านี้ครอบคลุมถึงเครื่องจักรในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ โดยออกแบบมาเพื่อทนต่ออุณหภูมิที่รุนแรงหรือสภาพแวดล้อมที่ต้องการความแม่นยำสูง
iv) วัสดุเสริมความแข็งแรง
สายเคเบิลใยแก้วนำแสงใช้วัสดุเสริมความแข็งแรงเพื่อปกป้องเส้นใยแก้วที่บอบบางจากความเครียด การดัดงอ และความเสียหายจากภายนอก โดยตัวเลือกยอดนิยมมีดังต่อไปนี้
- เคฟลาร์ คือเส้นด้ายอะรามิดเนื่องจากมีน้ำหนักเบา มีความยืดหยุ่น และทนทานต่อการยืด
- สำหรับสถานการณ์ที่มีความตึงเครียดสูง เช่น สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทางอากาศ และสายเคเบิลใต้น้ำ ลวดเหล็กให้ความทนทานเพิ่มขึ้น
- ชิ้นส่วนความแข็งแรงของฉนวนไฟฟ้าและแท่งไฟเบอร์กลาสให้การรองรับโครงสร้างในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่น
วัสดุเหล่านี้ช่วยให้สายเคเบิลสามารถทนต่อสภาพอากาศที่เลวร้ายและแรงดึงระหว่างการติดตั้งได้ การเลือกวัสดุเสริมความแข็งแรงของใยแก้วนำแสงที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับการใช้งาน ไม่ว่าจะเป็นในร่ม กลางแจ้ง หรือในโรงงาน
นอกจากนี้ ผู้ใช้ Qoura ชื่อ Steve Blumenkranz ซึ่งเป็นวิศวกรเครื่องกล ยังได้แบ่งปันความคิดเห็นเกี่ยวกับวัสดุไฟเบอร์ออปติกอีกด้วย เขายังกล่าวอีกว่าแก้วที่ผสมเจมเรเนียมไดออกไซด์หรือพลาสติกเป็นวัสดุที่นิยมใช้กันทั่วไป
3) วัสดุหุ้มสายเคเบิลใยแก้วนำแสง
ปลอกหุ้มของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเป็นชั้นนอกสุดที่หุ้มและปกป้องสายเคเบิลจากความเสียหายต่างๆ ปกป้องส่วนประกอบภายในที่บอบบางจากความชื้น ความร้อน สารเคมี และแรงกระแทกทางกายภาพใดๆ
ปลอกหุ้มใยแก้วนำแสงมักทำจากวัสดุพลาสติกที่มีความทนทานสูง ทนต่อรอยขีดข่วนและใช้งานได้ยาวนาน โดยวัสดุที่สำคัญที่สุด ได้แก่:
i) โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC): โพลีไวนิลคลอไรด์เป็นโพลิเมอร์สังเคราะห์ที่ทำจากโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์ผ่านกระบวนการโพลีเมอไรเซชัน วัสดุหุ้มประเภทนี้มีต้นทุนต่ำ ยืดหยุ่น และทนไฟ โดยพีวีซีเป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากสามารถป้องกันความเสียหายจากความชื้นและความเสียหายทางกายภาพเล็กน้อยได้อย่างน่าเชื่อถือ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสายเคเบิลภายในอาคาร เช่น เครือข่ายสำนักงานหรือการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่บ้าน อย่างไรก็ตาม พีวีซีไม่สามารถใช้กับการใช้งานที่ต้องการอุณหภูมิสูงได้ เนื่องจากจะปล่อยไอพิษออกมาเมื่อติดไฟ
รูปที่ 3 วัสดุหุ้มสายไฟเบอร์
ii) โพลีเอทิลีน (PE): PE เป็นโพลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกชนิดเบาที่ผลิตจากโมโนเมอร์เอทิลีน PE เหมาะสำหรับสายเคเบิลกลางแจ้งและใต้ดิน เนื่องจากทนต่อน้ำ สารเคมี และรังสี UV ไม่เสื่อมสภาพง่ายในสภาพอากาศที่เลวร้าย ดังนั้น PE จึงถูกนำมาใช้สำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสงใต้ถนน ในเขตอุตสาหกรรม และแม้แต่ใต้ท้องทะเล
iii) ฮาโลเจนที่มีควันต่ำเป็นศูนย์ (LSZH): พลาสติก LSZH ไม่ปล่อยก๊าซพิษเมื่อเกิดการเผาไหม้ ไม่เหมือนกับ PVC จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานที่ที่ต้องการความปลอดภัย เช่น โรงพยาบาล โรงเรียน หรือพื้นที่สาธารณะที่มีผู้คนพลุกพล่าน
iv) เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ (TPE) และโพลียูรีเทน (PU): วัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติยืดหยุ่นและคืนตัวได้ดี จึงสามารถนำไปใช้กับสายเคเบิลที่โค้งงอได้บ่อย เช่น สายเคเบิลที่ใช้ในแขนหุ่นยนต์และยานพาหนะ PU ถูกใช้ในอุตสาหกรรมและการทหารเนื่องจากมีความทนทานต่อน้ำมัน สารเคมี และการเสียดสีเป็นพิเศษ
5) คำกล่าวปิดท้าย
โดยสรุป การพัฒนาไฟเบอร์ออปติกแสดงให้เห็นถึงนวัตกรรมที่เกิดขึ้นในการสื่อสารระยะไกลความเร็วสูงสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม สามารถทำได้ก็ต่อเมื่อคุณเลือกใช้วัสดุที่มีคุณภาพสูงเท่านั้น มิฉะนั้น คุณจะต้องทนทุกข์กับต้นทุนการบำรุงรักษาและการซ่อมแซม
ดังนั้นหากคุณต้องการซื้อสายไฟเบอร์ออพติกคุณภาพสูง ดีคัม ไฟเบอร์ มีโซลูชันที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้องการของคุณ อย่าลังเลที่จะตรวจสอบผลิตภัณฑ์อันน่าประทับใจของเราและยกระดับเครือข่ายของคุณวันนี้!