I cavi in fibra ottica marini sono progettati specificamente per gli ambienti oceanici, garantendo una trasmissione dati stabile e affidabile. Non sono utilizzati solo per le comunicazioni interne delle navi, ma trovano ampia applicazione anche nelle comunicazioni transoceaniche e nella trasmissione dati per le piattaforme petrolifere e del gas offshore, svolgendo un ruolo cruciale nei moderni sistemi di comunicazione marina. Per garantire la stabilità delle operazioni offshore, i cavi in fibra ottica marini sono progettati per essere impermeabili, resistenti alla pressione, alla corrosione, meccanicamente robusti e altamente flessibili.
In genere, la struttura dei cavi in fibra ottica per applicazioni marine comprende almeno un'unità in fibra, una guaina, uno strato di armatura e una guaina esterna. Per progetti o applicazioni particolari, i cavi in fibra ottica per applicazioni marine possono omettere lo strato di armatura e utilizzare invece materiali più resistenti all'usura o guaine esterne speciali. Inoltre, per adattarsi a diversi ambienti, i cavi in fibra ottica per applicazioni marine possono includere anche strati ignifughi, elementi centrali/di rinforzo e ulteriori elementi impermeabili.
(1) Unità di fibra ottica
L'unità in fibra è il componente principale dei cavi in fibra ottica marini e contiene una o più fibre ottiche.
Le fibre ottiche costituiscono il nucleo del cavo, tipicamente formato da un nucleo, un rivestimento e una guaina, con una struttura circolare concentrica. Il nucleo, realizzato in silice ad elevata purezza, è responsabile della trasmissione dei segnali ottici. Il rivestimento, anch'esso in silice ad elevata purezza, avvolge il nucleo, fornendo una superficie riflettente e isolamento ottico, oltre a protezione meccanica. La guaina, lo strato più esterno della fibra, è realizzata con materiali come acrilato, gomma siliconica e nylon, e protegge la fibra dall'umidità e dai danni meccanici.
Le fibre ottiche sono generalmente classificate in fibre monomodali (ad esempio, G.655, G652D) e fibre multimodali (ad esempio, OM1-OM4), con diverse caratteristiche di trasmissione. Le principali proprietà di trasmissione includono l'attenuazione massima, la larghezza di banda minima, l'indice di rifrazione effettivo, l'apertura numerica e il coefficiente di dispersione massimo, che determinano l'efficienza e la distanza di trasmissione del segnale.
Le fibre sono circondate da tubi di protezione, più o meno stretti, per ridurre le interferenze tra le fibre e gli agenti esterni. La progettazione dell'unità in fibra garantisce un'efficiente trasmissione dei dati, rendendola la parte più fondamentale e critica dei cavi in fibra ottica marini.
(2) Fodero
La guaina protettiva delle fibre è un componente chiave del cavo, in quanto protegge le fibre ottiche. In base alla struttura, può essere suddivisa in guaine protettive strette e guaine protettive larghe.
I tubi di protezione aderenti sono generalmente realizzati con materiali quali resina di polipropilene (PP), cloruro di polivinile (PVC) e polietilene ignifugo privo di alogeni (HFFR PE). Questi tubi aderiscono perfettamente alla superficie delle fibre, senza lasciare spazi significativi, riducendo al minimo il movimento delle stesse. Tale copertura aderente garantisce una protezione diretta delle fibre, impedendo l'ingresso di umidità e offrendo elevata resistenza meccanica e protezione dalle interferenze esterne.
I tubi tampone allentati sono generalmente realizzati in materiale ad alto moduloPBTTubo in plastica riempito con gel idrorepellente per fornire ammortizzazione e protezione. I tubi di protezione liberi offrono un'eccellente flessibilità e resistenza alla pressione laterale. Il gel idrorepellente permette alle fibre di muoversi liberamente all'interno del tubo, facilitando l'estrazione e la manutenzione delle fibre. Fornisce inoltre un'ulteriore protezione contro danni e infiltrazioni di umidità, garantendo la stabilità e la sicurezza del cavo in ambienti umidi o subacquei.
(3) Strato di armatura
Lo strato di armatura è posizionato all'interno della guaina esterna e fornisce un'ulteriore protezione meccanica, prevenendo danni fisici al cavo in fibra ottica marino. Lo strato di armatura è tipicamente realizzato in treccia di filo d'acciaio zincato (GSWB). La struttura intrecciata ricopre il cavo con fili di acciaio zincato, generalmente con una copertura non inferiore all'80%. La struttura di armatura offre un'elevatissima protezione meccanica e resistenza alla trazione, mentre il design intrecciato garantisce flessibilità e un raggio di curvatura ridotto (il raggio di curvatura dinamico consentito per i cavi in fibra ottica marini è di 20D). Ciò lo rende adatto ad applicazioni che richiedono frequenti movimenti o piegature. Inoltre, il materiale in acciaio zincato offre un'ulteriore resistenza alla corrosione, rendendolo ideale per l'uso in ambienti umidi o con nebbia salina.
(4) Giacche esterne
La guaina esterna è lo strato protettivo diretto dei cavi in fibra ottica marina, progettato per resistere alla luce solare, alla pioggia, all'erosione dell'acqua di mare, ai danni biologici, agli impatti fisici e alle radiazioni UV. La guaina esterna è in genere realizzata con materiali resistenti agli agenti atmosferici come il cloruro di polivinile (PVC) e a bassa emissione di fumo e senza alogeni (LSZH) poliolefina, che offre un'eccellente resistenza ai raggi UV, agli agenti atmosferici, agli agenti chimici e alla fiamma. Ciò garantisce che il cavo rimanga stabile e affidabile anche in condizioni marine difficili. Per motivi di sicurezza, la maggior parte dei cavi in fibra ottica marini utilizza ora materiali LSZH, come LSZH-SHF1, LSZH-SHF2 e LSZH-SHF2 MUD. I materiali LSZH producono una densità di fumo molto bassa e non contengono alogeni (fluoro, cloro, bromo, ecc.), evitando il rilascio di gas tossici durante la combustione. Tra questi, LSZH-SHF1 è il più comunemente utilizzato.
(5) Strato resistente al fuoco
Nelle aree critiche, per garantire la continuità e l'affidabilità dei sistemi di comunicazione (ad esempio, per allarmi antincendio, illuminazione e comunicazioni durante le emergenze), alcuni cavi in fibra ottica per uso navale includono uno strato ignifugo. I cavi con guaina protettiva libera spesso richiedono l'aggiunta di nastro di mica per migliorarne la resistenza al fuoco. I cavi ignifughi possono mantenere le capacità di comunicazione per un certo periodo durante un incendio, aspetto cruciale per la sicurezza della nave.
(6) Elementi di rinforzo
Per migliorare la resistenza meccanica dei cavi in fibra ottica marini, elementi di rinforzo centrali come fili di acciaio fosfatato o plastica rinforzata con fibre (FRPVengono aggiunti dei rinforzi ausiliari. Questi aumentano la resistenza e la resistenza alla trazione del cavo, garantendo stabilità durante l'installazione e l'utilizzo. Inoltre, è possibile aggiungere elementi di rinforzo ausiliari come il filato aramidico per migliorare la resistenza del cavo e la resistenza alla corrosione chimica.
(7) Miglioramenti strutturali
Grazie ai progressi tecnologici, la struttura e i materiali dei cavi in fibra ottica per applicazioni marine sono in continua evoluzione. Ad esempio, i cavi a tubo libero completamente asciutti eliminano il tradizionale gel idrorepellente e utilizzano materiali idrorepellenti a secco sia nei tubi liberi che nell'anima del cavo, offrendo vantaggi ambientali, peso ridotto e l'assenza di gel. Un altro esempio è l'utilizzo di elastomero poliuretanico termoplastico (TPU) come materiale per la guaina esterna, che offre un intervallo di temperatura più ampio, resistenza agli oli, agli acidi e agli alcali, peso ridotto e ingombro inferiore. Queste innovazioni dimostrano i continui miglioramenti nella progettazione dei cavi in fibra ottica per applicazioni marine.
(8) Sommario
La progettazione strutturale dei cavi in fibra ottica marini tiene conto dei requisiti specifici degli ambienti oceanici, tra cui impermeabilità, resistenza alla pressione, resistenza alla corrosione e resistenza meccanica. Le elevate prestazioni e l'affidabilità dei cavi in fibra ottica marini li rendono un componente indispensabile dei moderni sistemi di comunicazione marittima. Con l'avanzare della tecnologia marina, la struttura e i materiali dei cavi in fibra ottica marini continuano ad evolversi per soddisfare le esigenze dell'esplorazione degli oceani più profondi e le necessità di comunicazione sempre più complesse.
Informazioni su ONE WORLD (OW Cable)
ONE WORLD (OW Cable) è un fornitore leader a livello globale di materie prime di alta qualità per l'industria dei cavi e dei fili. Il nostro portafoglio prodotti comprende plastica rinforzata con fibre (FRP), materiali a bassa emissione di fumo e privi di alogeni (LSZH), polietilene ignifugo senza alogeni (HFFR PE) e altri materiali avanzati progettati per soddisfare i rigorosi requisiti delle moderne applicazioni per cavi. Grazie al suo impegno per l'innovazione, la qualità e la sostenibilità, ONE WORLD (OW Cable) è diventata un partner di fiducia per i produttori di cavi in tutto il mondo. Che si tratti di cavi in fibra ottica per applicazioni marine, cavi di alimentazione, cavi di comunicazione o altre applicazioni specializzate, forniamo le materie prime e le competenze necessarie per garantire prestazioni e affidabilità superiori.
Data di pubblicazione: 14 marzo 2025