Морские оптоволоконные кабели специально разработаны для использования в океанских условиях, обеспечивая стабильную и надёжную передачу данных. Они используются не только для внутренней связи на судах, но и широко применяются для трансокеанской связи и передачи данных на морских нефтегазовых платформах, играя важнейшую роль в современных морских системах связи. Для обеспечения стабильности морских операций морские оптоволоконные кабели разработаны с учётом водонепроницаемости, устойчивости к давлению, коррозии, механической прочности и высокой гибкости.
Как правило, конструкция морских оптоволоконных кабелей включает в себя как минимум один волоконный модуль, оболочку, броню и внешнюю оболочку. В особых случаях или для особых условий применения морские оптоволоконные кабели могут не иметь брони, используя вместо этого более износостойкие материалы или специальные внешние оболочки. Кроме того, для адаптации к различным условиям окружающей среды морские оптоволоконные кабели могут включать в себя огнестойкие слои, центральные/армирующие элементы и дополнительные водоблокирующие элементы.
(1) Оптоволоконный блок
Волоконно-оптический блок является основным компонентом морских волоконно-оптических кабелей, содержащим одно или несколько оптических волокон.
Оптические волокна – это сердцевина кабеля, обычно состоящая из сердечника, оболочки и покрытия, имеющих концентрическую кольцевую структуру. Сердцевина, изготовленная из высокочистого кремния, отвечает за передачу оптических сигналов. Оболочка, также изготовленная из высокочистого кремния, окружает сердечник, обеспечивая отражающую поверхность, оптическую изоляцию и механическую защиту. Внешний слой волокна, покрытие, изготовленное из таких материалов, как акрилат, силиконовый каучук и нейлон, защищает волокно от влаги и механических повреждений.
Оптические волокна обычно подразделяются на одномодовые (например, G.655, G652D) и многомодовые (например, OM1-OM4) с различными характеристиками передачи. Ключевыми характеристиками передачи являются максимальное затухание, минимальная ширина полосы пропускания, эффективный показатель преломления, числовая апертура и максимальный коэффициент дисперсии, которые определяют эффективность и дальность передачи сигнала.
Волокна окружены свободными или плотными буферными трубками для снижения помех между волокнами и воздействия внешней среды. Конструкция оптоволоконного модуля обеспечивает эффективную передачу данных, что делает его важнейшей частью морских оптоволоконных кабелей.
(2) Ножны
Оболочка волокна — ключевой компонент кабеля, защищающий оптические волокна. По своей структуре она подразделяется на трубки с плотным и свободным буфером.
Плотные буферные трубки обычно изготавливаются из таких материалов, как полипропилен (ПП), поливинилхлорид (ПВХ) и безгалогеновый огнестойкий полиэтилен (HFFR PE). Плотные буферные трубки плотно прилегают к поверхности волокон, не оставляя значительных зазоров, что сводит к минимуму их перемещение. Такое плотное покрытие обеспечивает прямую защиту волокон, предотвращая проникновение влаги и обеспечивая высокую механическую прочность и устойчивость к внешним воздействиям.
Свободные буферные трубки обычно изготавливаются из высокомодульного материала.ПБТПластик, заполненный водоблокирующим гелем для амортизации и защиты. Свободные буферные трубки обеспечивают превосходную гибкость и устойчивость к боковому давлению. Водоблокирующий гель позволяет волокнам свободно перемещаться внутри трубки, облегчая их извлечение и обслуживание. Он также обеспечивает дополнительную защиту от повреждений и проникновения влаги, гарантируя устойчивость и безопасность кабеля во влажной среде или под водой.
(3) Слой брони
Броневой слой расположен под внешней оболочкой и обеспечивает дополнительную механическую защиту, предотвращая физическое повреждение морского оптоволоконного кабеля. Броневой слой обычно изготавливается из оплетки из оцинкованной стальной проволоки (GSWB). Оплетка покрывает кабель оцинкованными стальными проволоками, как правило, с плотностью покрытия не менее 80%. Броневая структура обеспечивает чрезвычайно высокую механическую защиту и прочность на разрыв, а оплетка обеспечивает гибкость и меньший радиус изгиба (допустимый динамический радиус изгиба для морских оптоволоконных кабелей составляет 20D). Это делает его пригодным для применения в условиях частых перемещений или изгибов. Кроме того, оцинкованная сталь обеспечивает дополнительную коррозионную стойкость, что делает его идеальным для использования во влажных условиях или в условиях соляного тумана.
(4) Внешняя оболочка
Внешняя оболочка — это прямой защитный слой морских оптоволоконных кабелей, предназначенный для защиты от солнечного света, дождя, морской эрозии, биологических повреждений, физических воздействий и ультрафиолетового излучения. Внешняя оболочка обычно изготавливается из экологически устойчивых материалов, таких как поливинилхлорид (ПВХ) и малодымный, безгалогеновый (ЛСЖ) полиолефин, обладающий превосходной стойкостью к ультрафиолетовому излучению, атмосферным воздействиям, химической стойкостью и огнестойкостью. Это гарантирует стабильность и надежность кабеля в суровых морских условиях. В целях безопасности в большинстве морских оптоволоконных кабелей сейчас используются материалы LSZH, такие как LSZH-SHF1, LSZH-SHF2 и LSZH-SHF2 MUD. Материалы LSZH выделяют очень мало дыма и не содержат галогенов (фтора, хлора, брома и т. д.), что исключает выделение токсичных газов при горении. Среди них наиболее распространен LSZH-SHF1.
(5) Огнестойкий слой
В критических зонах, для обеспечения непрерывности и надежности систем связи (например, пожарной сигнализации, освещения и связи в чрезвычайных ситуациях), некоторые морские оптоволоконные кабели имеют огнестойкий слой. Кабели со свободным буферным слоем часто требуют добавления слюдяной ленты для повышения огнестойкости. Огнестойкие кабели могут сохранять связь в течение определённого времени во время пожара, что критически важно для безопасности судна.
(6) Укрепляющие элементы
Для повышения механической прочности морских волоконно-оптических кабелей используются центральные армирующие элементы, такие как фосфатированная стальная проволока или армированный волокном пластик (FRP). Они повышают прочность и сопротивление разрыву кабеля, обеспечивая стабильность при монтаже и эксплуатации. Кроме того, для повышения прочности и стойкости кабеля к химической коррозии могут быть добавлены вспомогательные армирующие элементы, такие как арамидная нить.
(7) Структурные улучшения
Благодаря технологическому прогрессу структура и материалы морских оптоволоконных кабелей постоянно совершенствуются. Например, в кабелях с полностью сухой трубчатой укладкой вместо традиционного водоблокирующего геля используются сухие водоблокирующие материалы как в трубчатой укладке, так и в сердечнике кабеля, что обеспечивает экологические преимущества, меньший вес и отсутствие геля. Другой пример — использование термопластичного полиуретанового эластомера (ТПУ) в качестве материала внешней оболочки, который обеспечивает более широкий температурный диапазон, маслостойкость, кислотостойкость, щелочестойкость, меньший вес и компактность. Эти инновации демонстрируют постоянное совершенствование конструкции морских оптоволоконных кабелей.
(8) Резюме
Конструкция морских оптоволоконных кабелей учитывает особые требования морской среды, включая водонепроницаемость, устойчивость к давлению, коррозионную стойкость и механическую прочность. Высокие характеристики и надежность морских оптоволоконных кабелей делают их незаменимым компонентом современных морских систем связи. По мере развития морских технологий структура и материалы морских оптоволоконных кабелей продолжают совершенствоваться, чтобы соответствовать требованиям глубоководных исследований океана и более сложным коммуникационным задачам.
О ОДНОМ МИРЕ (OW Cable)
Компания ONE WORLD (OW Cable) — ведущий мировой поставщик высококачественного сырья для кабельной промышленности. Наш ассортимент продукции включает армированный волокном пластик (FRP), малодымные материалы без галогенов (LSZH), безгалогенный огнестойкий полиэтилен (HFFR PE) и другие передовые материалы, разработанные для удовлетворения строгих требований современных кабельных систем. Благодаря приверженности инновациям, качеству и устойчивому развитию, компания ONE WORLD (OW Cable) стала надежным партнером для производителей кабелей по всему миру. Мы предоставляем сырье и экспертные знания, необходимые для обеспечения высочайшей производительности и надежности морских оптоволоконных кабелей, силовых кабелей, кабелей связи и других специализированных применений.
Время публикации: 14 марта 2025 г.