บล็อก

การออกแบบโครงสร้างที่ทนทานสำหรับการติดตั้งบนหอสูงเหนือพื้นดิน

การเสริมความแข็งแรงเชิงกลเพื่อต้านทานแรงลม น้ำแข็ง และแรงดึง

สายเคเบิลป้อนสัญญาณสำหรับหอโทรคมนาคมต้องมีการเสริมความแข็งแรงเป็นพิเศษเพื่อทนต่อสภาพอากาศเลวร้ายทุกประเภท องค์ประกอบหลักในดีไซน์เหล่านี้คือ ตัวนำที่มีสมบัติแรงดึงสูงมาก โดยต้องทนต่อแรงตึงได้อย่างน้อย 600 กิโลกรัม นอกจากนี้ยังมีชั้นเส้นด้ายอารามิด (aramid yarn) ซึ่งช่วยลดการยืดตัวเมื่อมีน้ำหนักมากระทำ น้อยกว่าการออกแบบทั่วไปที่ไม่มีการเสริมแรงประมาณ 40% อีกปัจจัยสำคัญคือ รูปแบบการบิดเกลียว (helical stranding pattern) ที่ใช้ทั่วทั้งสายเคเบิล ซึ่งช่วยป้องกันการบิดตัวเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ทุกทางเลือกทางวิศวกรรมเหล่านี้มีความสำคัญ เพราะช่วยรักษารูปร่างของสายเคเบิลไว้ได้ แม้ต้องเผชิญกับลมพายุเฮอริเคนระดับ 3 ที่มีความเร็วเกิน 178 กม./ชม. หรือแม้ต้องรับมือกับน้ำแข็งที่เกาะหนาเกิน 12 มม. รอบตัวหอคอย ความทนทานในระดับนี้จึงรับประกันว่าสัญญาณจะยังคงเชื่อมต่ออยู่ได้ แม้หอคอยจะต้องรับภาระหนักที่สุด

วัสดุเปลือกหุ้มที่ทนต่อรังสี UV และทนต่อการขีดข่วน เพื่อการใช้งานภายนอกเป็นระยะเวลานาน

ชั้นด้านนอกทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันหลักจากความเสียหายจากสิ่งแวดล้อมเป็นระยะเวลานานหลายปี เราผสมโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงกับคาร์บอนแบล็กที่ช่วยเพิ่มความเสถียร ซึ่งสามารถป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตเกือบทั้งหมดตามการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM วัสดุยังมีพอลิเมอร์ที่เชื่อมขวางกัน ซึ่งสามารถยืดตัวได้มากกว่าห้าร้อยเปอร์เซ็นต์เมื่อจำเป็น เพื่อต้านทานแรงกระแทกจากวัตถุที่เคลื่อนที่มา สารเติมแต่งพิเศษช่วยลดการสึกหรอของปลอกประมาณสองในสามระหว่างการติดตั้งผ่านรอก ทั้งหมดนี้ทำให้ผลิตภัณฑ์มีความเสถียรต่อแสง UV ได้นานประมาณยี่สิบห้าปี โดยไม่เกิดรอยแตกร้าวหรือเปราะกรอบ แม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น ในทะเลทราย ที่ระดับรังสี UV อาจสูงเกินสิบเอ็ด ผลการทดสอบจริงแสดงให้เห็นว่ามีการสึกหรอไม่ถึง 0.2 มิลลิเมตรต่อปี หลังจากการสัมผัสอย่างต่อเนื่อง

ความทนทานต่อสิ่งแวดล้อม: การป้องกันสายป้อนในสภาวะสุดขั้ว

โครงข่ายสื่อสารโทรคมนาคมต้องการสายส่งสัญญาณที่ออกแบบมาเพื่อทนต่อปัจจัยสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ได้แก่ อุณหภูมิสุดขั้ว ความชื้น และการสัมผัสกับสารเคมี ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพลดลงและกระทบต่อความต่อเนื่องของสัญญาณ ความทนทานไม่ใช่ทางเลือก แต่เป็นพื้นฐานสำคัญต่อความเชื่อถือได้ในการดำเนินงาน

ความคงตัวทางความร้อนในช่วงการทำงานตั้งแต่ -40°C ถึง +70°C

สายส่งสัญญาณต้องรักษาระดับความสมบูรณ์ของฉนวนไฟฟ้าตลอดวงจรความร้อนที่รุนแรง สายเคเบิลที่มีค่าอุณหภูมิ -40°C ถึง +70°C (ตามมาตรฐาน IEC 60794-4) ใช้ฉนวนแบบครอสลิงก์โพลีเอทิลีน (XLPE) ซึ่งยังคงความยืดหยุ่นตลอดช่วงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 110°C นี้—ช่วยป้องกันการแตกร้าวเล็กๆ ในขณะที่เกิดการหดตัวและขยายตัว ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการสูญเสียสัญญาณในแอปพลิเคชันของหอคอย

การป้องกันการซึมเข้าของความชื้นโดยใช้เทคโนโลยีแกนเต็มเจลหรือระบบบล็อกความชื้นแบบแห้ง

ความชื้นจากความชื้นในอากาศและฝนสามารถทำให้อายุการใช้งานของสายป้อนสั้นลงได้อย่างมาก แกนที่บรรจุเจลจะทำงานโดยการสร้างเกราะกันน้ำภายในเสื้อหุ้มสายเคเบิล ซึ่งจะผลักดันน้ำที่ซึมเข้ามาออก ส่วนเทคโนโลยีแบบ dry block จะทำงานต่างออกไป โดยใช้วัสดุพิเศษที่สามารถดูดซับความชื้นได้เมื่อสัมผัส พร้อมขยายตัวได้ประมาณสามเท่าของขนาดเดิม วิธีการทั้งสองแบบนี้สามารถตอบสนองข้อกำหนด GR-20-CORE สำหรับการป้องกันน้ำท่วมได้ ผลการทดสอบภาคสนามแสดงให้เห็นว่าระบบปิดเหล่านี้สามารถลดปัญหาการกัดกร่อนได้ดีกว่าสายเคเบิลธรรมดาที่ไม่มีซีลประมาณ 90% ที่สำคัญที่สุดคือ หมายความว่าสายเคเบิลที่ติดตั้งใกล้ชายฝั่งหรือในพื้นที่ร้อนชื้นมักจะยังคงใช้งานได้นานเกินกว่ายี่สิบปีก่อนที่จะต้องเปลี่ยน

สมรรถนะทางไฟฟ้าและความปลอดภัยในสภาพแวดล้อมหอสูงที่มีความหนาแน่นสูง

ความสมบูรณ์ของฉนวนและการต้านทานการไหลย้อนกลับใกล้อุปกรณ์แรงดันสูง

ความสมบูรณ์ของฉนวนไฟฟ้าไม่สามารถถูกละเมิดได้โดยเด็ดขาดเมื่อพิจารณาถึงความปลอดภัยของสายส่งไฟที่ใช้ในหอโทรคมนาคม ซึ่งเต็มไปด้วยอุปกรณ์แรงดันสูงชนิดต่างๆ สายเคเบิลเหล่านี้จำเป็นต้องทนต่อสนามไฟฟ้าที่รุนแรงได้โดยที่ฉนวนไม่เกิดการรั่วหรือเสียหาย ซึ่งโดยทั่วไปหมายถึงว่า ค่าความแข็งแรงของฉนวน (dielectric strength) ควรอยู่ที่ประมาณ 20 ถึงอาจถึง 30 กิโลโวลต์ต่อมิลลิเมตร ปัญหาจะเกิดขึ้นเมื่อสายเคเบิลเหล่านี้ถูกติดตั้งใกล้กับหม้อแปลงไฟฟ้าหรือสายไฟแรงสูง เนื่องจากในขณะนั้นความต้านทานต่อการไหลแบบผิว (tracking resistance) มีความสำคัญอย่างมาก หากไม่มีความต้านทานที่เหมาะสม เส้นทางนำไฟฟ้าในรูปของคาร์บอนอาจก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของฉนวน โดยเฉพาะเมื่อมีการสะสมของฝุ่นหรือความชื้นปรากฏอยู่ นี่จึงเป็นเหตุผลที่ผู้ผลิตส่วนใหญ่เลือกใช้วัสดุเปลือกหุ้มประเภทโพลีเอทิลีนที่ผ่านการเชื่อมโยงข้าม (cross linked polyethylene - XLPE) หรือโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (high density polyethylene - HDPE) เนื่องจากวัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติต้านทานการเกิดกระแสไหลแบบผิวตามธรรมชาติ การออกแบบฉนวนทั้งสองชั้นให้ถูกต้องจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะบริเวณฐานหอคอยที่มีการติดตั้งอุปกรณ์หนาแน่น เพราะหากเกิดอาร์กเกิดขึ้น อาจทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่จนนำไปสู่ความล้มเหลวของระบบโดยรวมได้ จากประสบการณ์พบว่า สายเคเบิลที่ไม่มีคุณสมบัติป้องกันเหล่านี้มักจะเกิดความเสียหายบ่อยกว่าถึงสามเท่า ในพื้นที่ที่ต้องเผชิญกับความเครียดจากไฟฟ้าอย่างรุนแรง

การรับรอง ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานที่พิสูจน์แล้วของสายเคเบิลฟีดเดอร์แบบทาวเวอร์

สอดคล้องกับมาตรฐาน IEC 60794-4 และ GR-20-CORE

การได้รับใบรับรองอุตสาหกรรมที่เหมาะสมนั้นมีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับสายส่งสัญญาณแบบ tower feeder ในตลาดปัจจุบัน เมื่อพูดถึงมาตรฐาน IEC 60794-4 จะประเมินประสิทธิภาพของการส่งสัญญาณแสงของสายเคเบิลภายใต้แรงเครียดเชิงกล จากนั้นมี GR-20-CORE ซึ่งตรวจสอบความทนทานของสายเคเบิลต่อปัจจัยสภาพแวดล้อมต่างๆ เช่น ความต้านทานต่อความเสียหายจากน้ำท่วม การทนต่อรังสี UV จากแสงแดดเป็นเวลานาน และความสามารถในการรับแรงดึงได้ประมาณ 2,500 นิวตัน ผู้ผลิตส่วนใหญ่ใช้เวลาอย่างมากในการทดสอบด้านต่างๆ ของผลิตภัณฑ์ก่อนออกวางจำหน่าย โดยพวกเขาตรวจสอบทุกอย่างตั้งแต่ความทนทานของชั้นหุ้มด้านนอก ไปจนถึงการสูญเสียสัญญาณตามระยะทาง และการยืนยันว่าสายเคเบิลสามารถโค้งงอได้โดยไม่เกิดความเสียหาย การทดสอบเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสายเคเบิลจะทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ในสถานการณ์การติดตั้งต่างๆ ทั่วโลก

อายุการใช้งาน 25 ปี พร้อมอัตราความล้มเหลวรายปีต่ำกว่า 0.5% (ข้อมูลภาคสนาม OFC-2023)

ข้อมูลที่รวบรวมระหว่างงาน OFC-2023 แสดงให้เห็นว่า สายเคเบิลลำเลียงที่มีการรับรองอย่างถูกต้องสามารถใช้งานได้นานประมาณ 25 ปี โดยมีอัตราการเสียหายต่ำกว่าครึ่งเปอร์เซ็นต์ต่อปี สิ่งใดที่ทำให้พวกมันมีความน่าเชื่อถือสูงขนาดนี้? แกนที่ปิดกั้นด้วยเจลช่วยป้องกันไม่ให้ความชื้นเข้าไปภายใน แม้ความชื้นจะสูงเกิน 95% สายเคเบิลเหล่านี้ยังมีฉนวนหุ้มแบบ HDPE ที่ยังคงความยืดหยุ่นได้ดีในอุณหภูมิต่ำถึงลบ 40 องศาเซลเซียส รวมถึงวัสดุที่ได้รับการจัดอันดับให้ใช้งานภายนอกอาคาร ซึ่งทนต่อความเสียหายจากโอโซนได้อย่างดี นักวิจัยได้ศึกษาตัวอย่างการติดตั้งประมาณ 12,000 แห่งในพื้นที่ต่างๆ และพบว่าหอคอยในทั้งพื้นที่ชายฝั่งและทะเลทรายยังคงรักษาระดับการทำงานได้ใกล้เคียง 98% ความสามารถในการทำงานระดับนี้ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนอุปกรณ์ให้กับผู้ประกอบการประมาณ 740,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อแต่ละไซต์ ตามรายงานของสถาบัน Ponemon ในปี 2023

ส่วน FAQ

ทำไมการเสริมความแข็งแรงทางกลจึงมีความสำคัญสำหรับสายเคเบิลลำเลียง?

การเสริมความแข็งแรงทางกลมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสายส่งสัญญาณ เพื่อให้สามารถทนต่อสภาพอากาศเลวร้าย เช่น ลมแรงและการสะสมของน้ำแข็ง ซึ่งช่วยรักษาระบบส่งสัญญาณให้ต่อเนื่องและป้องกันความเสียหายต่อโครงสร้าง

วัสดุที่ต้านทานรังสี UV มีบทบาทอย่างไรในการยืดอายุการใช้งานของสายส่งสัญญาณ?

วัสดุที่ต้านทานรังสี UV เช่น โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงที่ผสมสารคาร์บอนแบล็กเพื่อเพิ่มความเสถียร ช่วยป้องกันความเสียหายจากสิ่งแวดล้อมต่อสายเคเบิล และรักษาความสมบูรณ์แข็งแรงและความยืดหยุ่นของสายเคเบิลไว้เป็นเวลานาน

ความสมบูรณ์ของฉนวนไฟฟ้า (Dielectric integrity) มีบทบาทอย่างไรในโครงสร้างหอสื่อสาร?

ความสมบูรณ์ของฉนวนไฟฟ้าช่วยให้สายส่งสัญญาณสามารถทนต่อสนามไฟฟ้าแรงสูงได้โดยไม่ทำให้ฉนวนเสื่อมสภาพ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อความปลอดภัยในพื้นที่หอคอยที่มีอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงอยู่เป็นจำนวนมาก

เทคโนโลยีการป้องกันความชื้นมีส่วนช่วยอย่างไรในการยืดอายุการใช้งานของสายเคเบิล?

เทคโนโลยีการป้องกันความชื้น เช่น แกนที่บรรจุเจลหรือแกนแบบแห้ง (dry-block) ช่วยป้องกันความเสียหายจากน้ำ ทำให้อายุการใช้งานของสายเคเบิลยาวนานขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีความชื้นสูงและพื้นที่ชายฝั่ง

ใบรับรองใดที่สำคัญสำหรับสายส่งสัญญาณแบบทาวเวอร์?

ใบรับรองต่างๆ เช่น IEC 60794-4 และ GR-20-CORE มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากช่วยให้มั่นใจได้ว่าสายส่งสัญญาณดังกล่าวเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมในด้านประสิทธิภาพทางกล ออปติคอล และสิ่งแวดล้อม