آیا زندگی دیجیتال شما کند شده است؟ پخش‌های اینترنتی کند، تماس‌های قطع شده؟ قهرمان گمنام دنیای متصل ما، کابل نوری، ممکن است کلید حل این مشکل باشد و خلق آن یک شگفتی است.
کابل‌های نوری از پیش‌شکل‌های شیشه‌ای فوق خالص ساخته می‌شوند، به فیبرهایی به نازکی مو تبدیل می‌شوند، برای محافظت پوشش داده می‌شوند، به صورت استراتژیک بسته‌بندی می‌شوند و در روکش‌های بادوام قرار می‌گیرند. این فرآیند دقیق، انتقال داده‌ها با سرعت نور را با حداقل تلفات تضمین می‌کند.
سفر از شن خام تا یک کابل با کارایی بالا واقعاً جذاب است. وقتی برای اولین بار با HONGKAI وارد این حوزه شدم، مجذوب دقت و ظرافت موجود در آن شدم. این کار در مورد ساخت یک سیم است، اما در عین حال ایجاد یک مسیر بی‌نقص برای نور. بیایید نگاهی به چگونگی به وجود آمدن این اجزای حیاتی عصر دیجیتال بیندازیم.
چه مواد خامی این لوله‌های پرسرعت نور را می‌سازند؟
آیا تا به حال فکر کرده‌اید که چه چیزی یک کابل نوری را تا این حد خاص می‌کند؟ استفاده از مواد نامناسب به معنای سیگنال‌های ضعیف و اتصالات خراب است. این حوزه‌ای است که در آن تک تک اجزا اهمیت دارند.
قلب فیبرهای نوری با کارایی بالا سیلیس فوق خالص1، مشتق شده از تتراکلرید سیلیکون، اغلب با تتراکلرید ژرمانیوم برای تنظیم دقیق خواص هدایت نور. پلیمرهای محافظ و مواد پوششی نیز کلیدی هستند.
خلوص مورد نیاز برای این مواد شگفت‌انگیز است. در اوایل کار در HONGKAI، متوجه شدم که برای ارتباطات از راه دور، به خصوص ارتباطات از راه دور، شیشه حرف اول را می‌زند. ما با مواد شیمیایی مانند تتراکلرید سیلیکون (SiCl₄) و گاهی اوقات تتراکلرید ژرمانیوم (GeCl₄) شروع می‌کنیم. این مواد به شیشه-سیلیکای فوق‌العاده خالص (SiO₂) برای ساختار اصلی و دی‌اکسید ژرمانیوم (GeO₂) برای کمک به ایجاد هسته هدایت‌کننده نور تبدیل می‌شوند. به این شکل فکر کنید: هسته، شاهراه است، شیشه اطراف، که روکش نامیده می‌شود، خواص کمی متفاوتی دارد تا سیگنال‌های نوری را مهار کند. این تفاوت با کنترل دقیق ترکیب شیمیایی، اغلب با استفاده از فرآیندهایی مانند رسوب بخار شیمیایی اصلاح‌شده (MCVD) حاصل می‌شود. برای برخی از کاربردهای کوتاه‌برد، می‌توان از پلاستیک‌هایی مانند PMMA استفاده کرد، اما شیشه بسیار تخصصی، قهرمان شاهراه‌های داده است. پایه‌گذاری "راهکار جهشی" HONGKHONGKAI - شروع با بهترین برای ساختن بهترین.
چگونه شیشه برای فیبرهای نوری نازک‌تر از مو کشیده می‌شود؟
یک رشته شیشه، نازک‌تر از موی خود را تصور کنید که حجم عظیمی از اطلاعات را حمل می‌کند. این داستان نیست؛ بلکه ... فرآیند کشش الیاف2—یک گام حیاتی و پیشرفته.
The فرآیند کشش الیاف2 یک پیش‌فرم شیشه‌ای را تا حدود ۱۹۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌کند، سپس آن را با دقت به صورت یک فیبر پیوسته و باریک می‌کشد یا "می‌کشد" که بلافاصله برای محافظت و استحکام پوشش داده می‌شود.
اولین باری که یک برج کشش دیدم، شگفت‌زده شدم. این برج‌ها می‌توانند چندین طبقه ارتفاع داشته باشند! پیش‌سازه، یک میله بزرگ و محکم از این شیشه فوق‌العاده خالص و با فرمول خاص، در بالا بارگذاری می‌شود. نوک آن در یک کوره تا حدود ۱۹۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شود - به طور خوراکی داغ! همزمان با نرم شدن نوک، نیروی جاذبه به کشیدن یک رشته نازک به سمت پایین کمک می‌کند. این یک کشش ساده نیست؛ بلکه یک کشش کنترل‌شده است. سرعت کشش، که می‌تواند ۱۰ تا ۲۰ متر در ثانیه یا حتی بیشتر در دستگاه‌های مدرن باشد، و میزان تغذیه پیش‌سازه به طور دقیق مدیریت می‌شوند. یک گیج لیزری دائماً قطر فیبر را اندازه‌گیری می‌کند و دقیقاً ۱۲۵ میکرون (۵ میلی‌متر) را با تلورانس فقط ±۱ میکرون هدف قرار می‌دهد. به محض اینکه فیبر کشیده شد، یک پوشش محافظ دو لایه - یک لایه داخلی نرم و یک لایه بیرونی سخت‌تر - روی آن قرار می‌گیرد که فوراً توسط لامپ‌های UV خشک می‌شود. این پوشش برای محافظت از سطح شیشه بکر در برابر هرگونه آسیبی حیاتی است.
چگونه فیبرهای شکننده به کابل‌های محکم و قابل استفاده تبدیل می‌شوند؟
فیبرهای نوری تکی فوق‌العاده و در عین حال بسیار شکننده هستند. پس چگونه به کابل‌های محکمی که می‌بینیم تبدیل می‌شوند؟ اینجاست که کابل‌کشی و روکش‌گذاری وارد عمل می‌شوند و به فیبرها قدرت می‌دهند.
کابل‌کشی، فیبرهای روکش‌دار را در یک ساختار هسته‌ای، اغلب در اطراف یک عضو مقاوم، مونتاژ می‌کند و روکش، این هسته را در لایه‌های محافظ می‌پوشاند تا در برابر تنش‌های نصب و محیطی مقاومت کند.
در HONGKAI، ما ماشین‌آلاتی را ارائه می‌دهیم که این مراحل حیاتی تبدیل را انجام می‌دهند. پس از کشیدن و پوشش دادن الیاف، باید آنها را سازماندهی و محافظت کرد. یک روش استاندارد، قرار دادن الیاف در لوله‌های "bRff" است. لوله‌های "e" که اغلب از موادی مانند PBT ساخته می‌شوند، چندین الیاف را در خود جای می‌دهند و می‌توانند با ژل مخصوصی پر شوند یا از مواد متورم شونده در برابر آب برای جلوگیری از هرگونه رطوبت استفاده شوند، که برای کابل‌های فضای باز بسیار مهم است. گاهی اوقات، الیاف به صورت "روبان‌های" مسطح یا "روبان‌های "رول" ون گروه‌بندی می‌شوند که می‌توانند الیاف بیشتری را در فضای کوچکتری قرار دهند و اتصال را آسان‌تر کنند. سپس این لوله‌ها یا روبان‌ها معمولاً به دور یک عضو مرکزی مقاوم، یک میله GRP، پیچیده می‌شوند (پیچیده می‌شوند) تا به کابل استحکام کششی بدهند. در نهایت، کل مجموعه در یک یا چند روکش قرار می‌گیرد. برای کابل‌های فضای باز، اغلب از پلی‌اتیلن سخت (PE) استفاده می‌کنیم. برای استفاده در فضای داخلی، موادی با مقاومت خاص در برابر شعله و دود مورد نیاز است. این ترکیب طراحی و مواد سفت و سخت را به هم پیوند می‌دهد که به کابل‌های کارآمد تبدیل می‌شود.
چرا هر مرحله در تولید کابل نوری به دقت بررسی می‌شود؟
با چنین فرآیند پیچیده‌ای، تولیدکنندگان چگونه می‌توانند تضمین کنند که هر کابل کاملاً کار می‌کند؟ پاسخ، کنترل کیفیت بی‌وقفه است. این فقط یک بررسی نهایی است؛ این یک فلسفه است.
کنترل کیفیت در تولید کابل نوری شامل آزمایش و نظارت دقیق در هر مرحله، از مواد اولیه تا کابل نهایی، برای اطمینان از عملکرد نوری، دوام مکانیکی و مقاومت در برابر محیط زیست است.
من همیشه به مشتریانم تأکید می‌کنم که کنترل کیفیت غیرقابل مذاکره است. دقت مورد نیاز در تولید کابل نوری بسیار زیاد است - ما در مورد کنترل مواد در سطح تقریباً مولکولی صحبت می‌کنیم! این فرآیند اغلب در محیط‌های اتاق تمیز انجام می‌شود که در آن فشار هوا و رطوبت کنترل می‌شوند. ضریب شکست (نحوه خم شدن نور توسط شیشه) در طول ساخت پیش‌فرم دائماً بررسی می‌شود. همانطور که اشاره کردم، قطر در کشش فیبر بیش از 750 بار در ثانیه کنترل می‌شود. پوشش‌ها باید برای محافظت از فیبر بی‌نقص باشند. در طول کابل‌کشی و روکش‌گذاری، ابعادی مانند ضخامت دیواره لوله مشاهده می‌شود، گاهی اوقات با استفاده از سیستم‌های اشعه ایکس. و سپس، کابل نهایی از مجموعه‌ای از آزمایش‌ها عبور می‌کند: آزمایش‌های نوری مانند بررسی میرایی (از دست دادن سیگنال) با OTDR، آزمایش‌های مکانیکی برای استحکام کششی و مقاومت در برابر له شدن، و آزمایش‌های محیطی برای شبیه‌سازی پیری و تغییرات دما. توجه دقیق به جزئیات تضمین می‌کند که هر راه‌اندازی تسهیل‌شده توسط HONGKAI می‌تواند کابل‌هایی تولید کند که بالاترین استانداردهای صنعتی، مانند استانداردهای مندرج در ISO 9001، را برآورده می‌کنند.
نتیجه‌گیری
ساخت یک کابل نوری، سفری پر از دقت است، از خالص‌سازی مواد خام گرفته تا کشیدن الیافی به نازکی مو و محافظت از آنها در برابر عناصر طبیعی، که همگی تضمین می‌کنند دنیای دیجیتال ما به طرز درخشانی متصل باقی بماند.