โครงสร้างของสายเคเบิลเครือข่ายทางทะเลคืออะไร

หลังจากนำความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับสายเคเบิลเครือข่ายทางทะเลในฉบับที่แล้ว วันนี้เราจะมาแนะนำโครงสร้างเฉพาะของสายเคเบิลเครือข่ายทางทะเลต่อไปพูดง่ายๆ ก็คือ โดยทั่วไปแล้วสายเคเบิลเครือข่ายแบบหุ้มเกราะจะประกอบด้วยตัวนำ ชั้นฉนวน ชั้นป้องกัน และเปลือกด้านนอก ในขณะที่สายเคเบิลเครือข่ายหุ้มเกราะประกอบด้วยตัวนำ ชั้นฉนวน ชั้นป้องกัน ปลอกด้านใน ชั้นเกราะ และปลอกด้านนอกจะเห็นได้ว่าสายเคเบิลเครือข่ายหุ้มเกราะไม่เพียงแต่มีชั้นเกราะเพิ่มเติมเมื่อเปรียบเทียบกับสายเคเบิลเครือข่ายทั่วไป แต่ยังมีปลอกหุ้มด้านในป้องกันเพิ่มเติมอีกด้วยต่อไป เราจะพาทุกคนไปทีละขั้นตอนเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับสายเคเบิลเครือข่ายทางทะเลให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

1. ตัวนำ

ที่วัสดุของสายเคเบิลเครือข่ายตัวนำสามารถแบ่งออกเป็นทองแดงกระป๋อง ทองแดงบริสุทธิ์ ลวดอลูมิเนียม อลูมิเนียมหุ้มทองแดง เหล็กหุ้มทองแดง และประเภทอื่นๆตามมาตรฐาน IEC 61156-5-2020 ควรใช้ตัวนำทองแดงอบอ่อนแข็งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 0.4 มม. ถึง 0.65 มม. สำหรับสายเคเบิลเครือข่ายในเวลาเดียวกัน ผู้คนมีความต้องการอัตราการส่งข้อมูลและความเสถียรของสายเคเบิลเครือข่ายที่สูงขึ้นมากขึ้นตัวนำที่มีค่าการนำไฟฟ้าอ่อน เช่น ลวดอลูมิเนียม อลูมิเนียมหุ้มทองแดง และเหล็กหุ้มทองแดง ค่อยๆ เลิกใช้ในตลาด โดยมีทองแดงกระป๋องและทองแดงเปลือยครอบครองตลาดส่วนใหญ่เมื่อเปรียบเทียบกับตัวนำทองแดงบริสุทธิ์ ทองแดงกระป๋องมีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรกว่า และสามารถต้านทานการกัดกร่อนของตัวนำโดยการเกิดออกซิเดชัน สารเคมี และความชื้น จึงช่วยรักษาความเสถียรของวงจร
โครงสร้างตัวนำสายเคเบิลเครือข่ายแบ่งออกเป็นตัวนำแบบแข็งและตัวนำแบบควั่นตามชื่อที่แนะนำ ตัวนำแข็งหมายถึงลวดทองแดงเส้นเดียว ในขณะที่ตัวนำตีเกลียวประกอบด้วยลวดทองแดงหน้าตัดขนาดเล็กหลายเส้นที่พันเป็นรูปเกลียวโดยมีศูนย์กลางร่วมกันความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างตัวนำตีเกลียวและตัวนำที่เป็นของแข็งคือประสิทธิภาพการส่งผ่านเนื่องจากพื้นที่หน้าตัดของเส้นลวดมีขนาดใหญ่ขึ้น การสูญเสียการแทรกก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้นดังนั้นการลดทอนของตัวนำตีเกลียวจึงมากกว่าตัวนำที่เป็นของแข็งถึง 20% -50%และมีช่องว่างระหว่างเกลียวลวดทองแดงในตัวนำตีเกลียวอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ส่งผลให้ความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรงสูงขึ้นในสถานการณ์ส่วนใหญ่ วิศวกรมักจะใช้สายเคเบิลเครือข่ายที่มีตัวนำแข็งเมื่อเผชิญกับสถานการณ์พิเศษที่ต้องใช้พื้นที่แคบและการเดินสายที่ยืดหยุ่น พวกเขาจะใช้ตัวนำตีเกลียวที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้นเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดในการติดตั้ง
สายเคเบิลเครือข่ายส่วนใหญ่จะใช้ตัวนำไฟฟ้าสองแบบ: 23AWG (0.57 มม.) และ 24AWG (0.51 มม.)CAT5E ใช้ตัวนำ 24AWG ในขณะที่ CAT6, CAT6A, CAT7 และ CAT7A ต้องการประสิทธิภาพการส่งข้อมูลที่ดีกว่า ดังนั้นจะใช้ตัวนำ 23AWGแน่นอนว่าข้อกำหนดของ IEC ไม่ได้แยกประเภทข้อกำหนดสายไฟสำหรับสายเคเบิลเครือข่ายประเภทต่างๆ ไว้อย่างชัดเจนตราบใดที่กระบวนการผลิตยังดีเยี่ยมและประสิทธิภาพการส่งผ่านเป็นไปตามข้อกำหนด ตัวนำ 24AWG ยังเหมาะสำหรับสายเคเบิลเครือข่าย CAT6 และสูงกว่าอีกด้วย

2. ฉนวนกันความร้อน

ชั้นฉนวนของสายเคเบิลเครือข่ายส่วนใหญ่จะใช้เพื่อป้องกันการรั่วไหลของสัญญาณระหว่างการส่งผ่านสายเคเบิล จึงหลีกเลี่ยงการรั่วไหลของข้อมูลตามมาตรฐาน IEC60092-360 และข้อกำหนดการเดินสายไฟภายในประเทศ เช่น GB/T 50311-2016 วัสดุโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) หรือโฟมโพลีเอทิลีน (โฟม PE) โดยทั่วไปจะใช้เป็นวัสดุฉนวนสำหรับสายเคเบิลเครือข่ายทางทะเลโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงมีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและต่ำได้ดีเยี่ยม มีคุณสมบัติทางกลที่แข็งแกร่ง ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง และความเครียดจากสิ่งแวดล้อมที่ดีเนื่องจากมีประสิทธิภาพดีเยี่ยม จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายโฟมโพลีเอทิลีนเหมาะสำหรับสายเคเบิลเครือข่ายที่มีอัตราการส่งข้อมูลสูงที่มี CAT6A และข้อกำหนดที่สูงกว่า เนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีกว่า

3. โครงกระดูกข้าม

โครงกระดูกไขว้หรือที่เรียกว่ากระดูกงูไขว้ ใช้เพื่อแยกสี่คู่ออกจากกันสายเคเบิลเครือข่ายในสี่ทิศทางที่แตกต่างกัน จึงช่วยลด crosstalk ระหว่างคู่;กระดูกงูไขว้โดยทั่วไปประกอบด้วย HDPE ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 มม.สายเคเบิลเครือข่ายประเภท 6 ขึ้นไปมีความไวต่อสัญญาณ "เสียงรบกวน" มากกว่า เนื่องจากจำเป็นต้องส่งข้อมูลขนาด 1Gps ขึ้นไปข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับความสามารถในการป้องกันการรบกวนของสายเคเบิลดังนั้น สำหรับสายเคเบิลเครือข่ายประเภท 6 และสูงกว่าที่ไม่ใช้การป้องกันคู่สายอลูมิเนียมฟอยล์ จะใช้การแยกโครงกระดูกข้ามของสายสี่คู่
อย่างไรก็ตาม ไม่มีการใช้โครงแบบกากบาทสำหรับสายเคเบิลเครือข่ายประเภท 5 และสายเคเบิลเครือข่ายที่หุ้มด้วยคู่อะลูมิเนียมฟอยล์เนื่องจากแบนด์วิธการรับส่งข้อมูลของสายเคเบิลเครือข่าย Super Five มีขนาดไม่ใหญ่ โครงสร้างสายคู่ตีเกลียวจึงสามารถตอบสนองข้อกำหนดการป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีโครงกระดูกไขว้อลูมิเนียมฟอยล์ที่ใช้สำหรับป้องกันสายเคเบิลเครือข่ายสามารถป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงได้ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้โครงกระดูกไขว้เชือกดึงมีบทบาทในการป้องกันไม่ให้สายเคเบิลเครือข่ายยืดออกและส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานปัจจุบันผู้ผลิตสายเคเบิลรายใหญ่ส่วนใหญ่ใช้เชือกไฟเบอร์กลาสหรือเชือกไนลอนเป็นเชือกดึง

4. โล่

ชั้นป้องกันของสายเคเบิลเครือข่ายหมายถึงอลูมิเนียมฟอยล์และตาข่ายทอ และชั้นป้องกันส่วนใหญ่จะใช้เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าและรับประกันการส่งสัญญาณที่เสถียรชั้นป้องกันของชั้นป้องกันเดียวสายเคเบิลเครือข่ายเป็นอลูมิเนียมฟอยล์เพียงชั้นเดียว มีความหนาไม่น้อยกว่า 0.012 มม. และมีอัตราการห่อทับซ้อนไม่น้อยกว่า 20%ชั้นของฟิล์มพลาสติก PET หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ Mylar จะถูกพันไว้ระหว่างสายเคเบิลกับอลูมิเนียมฟอยล์ชั้นชีลด์เดี่ยวเพื่อแยกกระแสไหลระหว่างสายเคเบิลและชั้นชีลด์โลหะ และป้องกันกระแสมากเกินไปไม่ให้สร้างความเสียหายให้กับสายเคเบิลสายเคเบิลเครือข่ายที่มีฉนวนสองชั้นมีสองรูปแบบ รูปแบบหนึ่งคือ SF/UTP (การถักเปียภายนอก + การป้องกันโดยรวมของอลูมิเนียมฟอยล์) และอีกรูปแบบคือ S/FTP (การถักเปียภายนอก + สายถึงการป้องกันบางส่วนของอลูมิเนียมฟอยล์)ทั้งสองประกอบด้วยอลูมิเนียมฟอยล์และตาข่ายทอ โดยตาข่ายทอทำจากลวดทองแดงกระป๋องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่น้อยกว่า 0.5 มม. และความหนาแน่นของการทอสามารถปรับแต่งได้ตามความต้องการด้านสิ่งแวดล้อมโดยทั่วไปมีเกียร์ที่ใช้กันทั่วไปอยู่หลายชนิด เช่น 45%, 65% และ 80%ตามมาตรฐานการออกแบบ IEC60092-350 สำหรับสายเคเบิลทางทะเล จำเป็นต้องเพิ่มสายดินที่สัมผัสกับพื้นผิวโลหะของชั้นป้องกันเข้ากับสายเคเบิลเครือข่ายแบบมีชีลด์ชั้นเดียวเพื่อป้องกันความเสียหายแบบคงที่ ในขณะที่สายเคเบิลเครือข่ายแบบมีชีลด์สองชั้นจะไม่ ต้องเพิ่มเพราะชั้นโลหะถักสามารถปล่อยไฟฟ้าสถิตได้

5. ชุดเกราะ

สายเคเบิลเครือข่ายหุ้มเกราะหมายถึงสายเคเบิลเครือข่ายที่มีชั้นป้องกันเกราะวัสดุโลหะวัตถุประสงค์ของการเพิ่มชั้นเกราะให้กับสายเคเบิลเครือข่ายไม่เพียงแต่เพื่อเพิ่มการป้องกันทางกล เช่น ความต้านทานแรงดึงและแรงอัดเพื่อยืดอายุการใช้งาน แต่ยังเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันสัญญาณรบกวนผ่านการป้องกันการป้องกันอีกด้วยรูปแบบเกราะของสายเคเบิลเครือข่ายทางทะเลส่วนใหญ่เป็นเกราะทอ ทำจากลวดเหล็กชุบสังกะสี ลวดทองแดง ลวดทองแดงชุบโลหะ หรือลวดโลหะผสมทองแดงที่ได้มาตรฐาน ISO7959-2ในกระบวนการผลิตจริง เกราะลวดส่วนใหญ่ทำจากการทอลวดเหล็กชุบสังกะสี (GSWB) และการทอลวดทองแดงกระป๋อง (TCWB)วัสดุ GSWB มีความแข็งแรงเชิงกลสูงกว่าและทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีกว่า ทำให้เหมาะสำหรับสถานที่ที่ต้องการความแข็งแรงของสายเคเบิลสูงวัสดุ TCWB มีความยืดหยุ่นมากกว่า รัศมีการโค้งงอน้อยกว่า แต่มีความแข็งแรงน้อยกว่า และเหมาะสำหรับสถานที่ที่ต้องการความเหนียวของสายเคเบิลสูง

6. แจ็คเก็ต

เปลือกนอกของสายเคเบิลเครือข่ายเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นเปลือกนอกหน้าที่ของมันคือพันสายเคเบิลเครือข่ายสี่คู่ไว้ในพื้นที่ อำนวยความสะดวกในการเดินสาย และปกป้องสายไฟสี่คู่ในสายเคเบิลเครือข่ายเปลือกด้านนอกต้องมีลักษณะกลมและสม่ำเสมอ ก่อรูปเป็นเนื้อเดียวกันแน่น และครอบคลุมส่วนประกอบด้านล่างเมื่อลอกเปลือกนอกออกจะไม่ทำให้ฉนวนหรือชีลด์ภายในเสียหายตามข้อกำหนดของ DNV Classification Society ความหนาของเปลือกด้านนอกของสายเคเบิลเครือข่ายทางทะเล Dt=0.04 · Df (เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของโครงสร้างด้านในของปลอก)+0.5 มม. และความหนาขั้นต่ำคือ 0.7 มม.วัสดุเปลือกของสายเคเบิลเครือข่ายทางทะเลส่วนใหญ่เป็นโพลีโอเลฟินสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนปราศจากฮาโลเจน (LSZH) ซึ่งแบ่งออกเป็นสามประเภท: LSZH-SHF1, LSZH-SHF2 และ LSZH-SHF2 MUD และตรงตามช่วงวัสดุที่ระบุใน IEC60092 -360.เมื่อเผาวัสดุ LSZH ความหนาแน่นของควันจะต่ำมากและไม่มีฮาโลเจน (ฟลูออโรคลอโรโบรมีน ไอโอดีน แอสทาทีน) จึงไม่ก่อให้เกิดก๊าซพิษจำนวนมากปัญหาก่อนหน้านี้แนะนำว่า LSZH-SHF1 เป็นประเภทที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดและเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมทั่วไปในอาคารส่วนใหญ่ ในขณะที่ LSZH-SHF2 และ LSZH-SHF2 MUD เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้น เช่น FPSO และโรงไฟฟ้านอกชายฝั่ง