Nghiên cứu mới giải quyết rủi ro kéo dài cáp quang

Khi các đường cao tốc kỹ thuật số mở rộng trên toàn cầu, thông tin liên lạc bằng cáp quang đã trở thành xương sống của xã hội hiện đại. Trong số các phương pháp triển khai khác nhau, cáp quang treo đã nổi lên như một giải pháp được ưa chuộng do tính hiệu quả về chi phí và khả năng lắp đặt nhanh chóng. Tuy nhiên, các mạng lưới trên cao này phải đối mặt với những thách thức riêng, với việc cáp bị kéo dài là một mối đe dọa liên tục đối với sự ổn định của mạng.

Cáp quang treo mang lại những lợi thế đáng kể so với các giải pháp thay thế dưới lòng đất, khiến chúng trở nên lý tưởng để mở rộng mạng lưới nhanh chóng:

• Hiệu quả chi phí: Loại bỏ việc đào và xây dựng ống dẫn tốn kém, giảm đáng kể chi phí cơ sở hạ tầng.
• Triển khai nhanh chóng: Thời gian lắp đặt ngắn hơn cho phép vùng phủ sóng mạng nhanh hơn và thâm nhập thị trường.
• Sử dụng cơ sở hạ tầng: Tận dụng các cột điện và tháp hiện có mà không cần các cấu trúc hỗ trợ mới.
• Khả năng tiếp cận bảo trì: Quy trình kiểm tra và sửa chữa được đơn giản hóa so với cáp chôn.
• Khả năng thích ứng địa hình: Đặc biệt hiệu quả ở các vùng núi hoặc các khu vực có điều kiện dưới lòng đất đầy thách thức.

Mặc dù cáp treo mang lại những lợi ích về mặt vận hành, nhưng việc chúng tiếp xúc với các yếu tố môi trường sẽ tạo ra những rủi ro riêng. Gió, tích tụ băng và lực hấp dẫn có thể gây ra hiện tượng kéo dài theo chiều dọc trong cáp, có khả năng ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của mạng.

Sự kéo dài sợi quang đề cập đến sự gia tăng chiều dài dưới ứng suất kéo, thường được đo bằng phần trăm. Các nhà sản xuất chỉ định các ngưỡng kéo dài tối đa cho từng loại cáp. Vượt quá các giới hạn này có thể gây ra hư hỏng không thể khắc phục, dẫn đến:

• Suy hao tín hiệu do các vết nứt siêu nhỏ trong sợi quang
• Đứt sợi quang hoàn toàn và mất điện mạng
• Hiệu suất mạng bị suy giảm và trải nghiệm người dùng
• Tăng yêu cầu bảo trì và chi phí vận hành
• Lão hóa cơ sở hạ tầng nhanh chóng và giảm tuổi thọ

Các tiêu chuẩn công nghiệp xác định hai thông số chính để đánh giá hiệu suất cáp treo:

Giới hạn ứng suất duy trì trong quá trình vận hành bình thường, thường yêu cầu độ kéo dài sợi quang dưới 0,2% để đảm bảo độ tin cậy lâu dài.

Ngưỡng ứng suất ngắn hạn trong điều kiện khắc nghiệt, cho phép độ kéo dài lên đến 0,6% để ngăn ngừa sự cố thảm khốc.

Thiết kế mạng treo hiệu quả đòi hỏi phải xem xét cẩn thận nhiều yếu tố:

• Điều kiện môi trường: Kiểu thời tiết và đặc điểm địa hình trong khu vực
• Thông số kỹ thuật vật liệu: Thành phần sợi quang và chất lượng vỏ bảo vệ
• Thiết kế cấu trúc: Kiến trúc cáp và phân bổ trọng lượng
• Khoảng cách hỗ trợ: Vị trí cột tối ưu để giảm thiểu ứng suất do trọng lực

Các khuyến nghị của ngành cho thấy nên chọn cáp có tỷ lệ MAT trên trọng lượng vượt quá 2,1 daN/(kg/km) để có hiệu suất tối ưu. Thiết kế nhẹ với công nghệ mô-đun siêu nhỏ gọn có thể làm giảm thêm ứng suất trong khi vẫn duy trì độ bền.

Việc triển khai đúng cách là rất quan trọng đối với tuổi thọ của mạng treo:

• Tuân thủ các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất về độ võng và ứng suất
• Sử dụng phần cứng và các bộ phận hỗ trợ tương thích
• Kiểm tra thường xuyên để tìm các hư hỏng hoặc hao mòn do môi trường
• Loại bỏ kịp thời sự tích tụ băng trong những tháng mùa đông

Khi đánh giá các tùy chọn cáp treo, tài liệu kỹ thuật phải bao gồm các báo cáo thử nghiệm độ bền chi tiết xác minh hiệu suất trong các điều kiện ứng suất khác nhau. Hỗ trợ toàn diện của nhà sản xuất cho các quy trình lắp đặt và bảo trì cũng rất cần thiết để đảm bảo độ tin cậy của mạng trong thời gian dài.