Standart Fiber Kablolar Neden Siyah Topraklarda Başarısız Olur?

Telekomünikasyon mühendisliği genellikle ağ kapasitesi, bant genişliği ve optik kaybı önceliklendirse de, fiziksel katmanın nihai hayatta kalması jeoteknik stabiliteye bağlıdır. Onlarca yıllık altyapı varlıkları inşa eden ağ sahipleri için birincil tehdit şaşırtıcı bir şekilde kapasite değildir. Bunun yerine, yoğun mevsimsel nem dalgalanmalarına maruz kalan üst toprak olan “Aktif Bölge"nin mekanik değişkenliğidir.

Herhangi bir kesintinin son derece etkili olabileceği geri dönüş yolları gibi kritik ağ altyapısı inşa ederken, fiber optik kabloların toprak koşullarına dayanma yeteneğini göz önünde bulundurmak akıllıcadır.

Birçok küresel bölgede toprak, standart optik fiber kabloların fiziksel toleranslarını kolayca aşabilecek çok vektörlü kuvvetler uygulayan dinamik bir makine gibi davranır. Bu riski azaltmak için, tedbirli ağ sahipleri varlık korumasını sağlamak amacıyla ScaleFibre’ın yüksek mukavemetli tasarımları gibi özel yüksek mukavemetli sistemlere yönelmektedir.

“Reaktif” Toprakların Jeotekniği

Gömülü altyapı için birincil mekanik karşıt, Vertisoller olarak bilinen ve yaygın olarak “kara topraklar” adı verilen bir toprak türüdür. Bunlar, ıslanma ve kuruma döngüleri sırasında dramatik hacimsel değişikliklere uğrayan yüksek konsantrasyonda genişleyen kil mineralleri ile tanımlanır.

Toprakta Neler Olur?

Bir Vertisolün davranışı, mineralojik bileşimi, özellikle de belirli minerallerin varlığı ile belirlenir. Bu mineraller 2:1 kafes yapısına sahiptir; esasen farklı kil katmanlarından oluşan mikroskobik bir moleküler “sandviç”.

Bu tabakalar arasındaki bağlar nispeten zayıftır. Hidrasyon sırasında, su molekülleri tabakalar arası boşluğa (katmanlar arasına) çekilir ve tabakaları birbirinden ayırır. Makroskopik ölçekte, bu moleküler genişleme toprak hacminin artmasına neden olarak büyük şişme basınçları üretir. Öte yandan, kuru dönemlerde su kaybı kafesin çökmesine neden olarak toprakta büzülmeye ve alt toprağa birkaç metre uzayabilen derin yarıklar veya “büzülme çatlakları” oluşumuna yol açar.

Risk Altındaki Küresel Coğrafyalar

Bu jeolojik olarak değişken bölgeler stratejik açıdan önemli ve geniş bir alana yayılmıştır. Değişen, genişleyen topraklar dünya genelinde zorluklar yaratmaktadır. Duvarların çatladığı ve temel hareketleri nedeniyle temellerin kaydığı binalarda bunu şüphesiz görmüşsünüzdür. Sorunlu topraklar birçok yerde bulunur, ancak bazı belirli bölgeler iyi bilinmektedir.

Kuzey Amerika

Teksas koridorunda baskın olan kötü şöhretli “Houston Siyahı” dahil olmak üzere birçok bölgede hareketli topraklar bulunur. Bu topraklar yüksek Doğrusal Genleşme Katsayısı (COLE) ile bilinir ve genellikle temelleri kaldırarak ve boru hatlarını geleneksel şebekeleri kıracak kadar kuvvetle keserek hasara yol açar. Her yıl “Houston Siyahı” genişleyen toprakları sonucunda büyük miktarda hasar meydana gelir.

Avrupa

İspanya’nın Extremadura bölgesinde, Tierra de Barros olarak bilinen bir alanda, Pellik Vertisoller aşırı oturma yaşar. Birleşik Krallık’ta, Lias Grubu killeri, genellikle yaygın olarak kullanılan ulaşım güzergahları boyunca heyelan kaynaklı kayma ve altyapı arızaları için yüksek riskli bölgelerdir. Aslında, Birleşik Krallık’ta genişleyen topraklar bir numaralı doğal zemin tehlikesidir ve kabloları ve diğer altyapıyı keserek yaygın kesintilere, sızıntılara ve patlamalara neden olabilir.

Avustralya

Küresel olarak en çeşitli çatlayan killere sahip olan Avustralya Vertisolleri, alt toprağa hızlı su girişine izin veren derin yüzey yarıkları oluşturarak, tek bir sezonda gömülü kabloları büyük ölçüde yerinden oynatabilen yerelleşmiş, şiddetli şişmeleri tetikler. Avustralya’daki telekomünikasyon operatörleri, ülkenin birçok bölgesinde her yıl bu topraklardan kaynaklanan büyük zorluklarla karşılaşmaktadır. Bazı durumlarda, siyah topraklar o kadar çok hareket eder ki yeryüzünde büyük uçurumlar oluşturur.

Gömülü Fiber Kabloların Arıza Modları

Jeoteknik hareket, gömülü bir varlığa üç farklı mekanik gerilim yoluyla saldırır. Standart bir kablo, bunlardan biri veya birkaçı aracılığıyla sonunda elastik sınırına ulaşacak ve başarısız olacaktır.

1. Boyuna Gerilme (Çekme)

Toprak kurudukça, büzülen toprak kablo kılıfına yüksek sürtünme uygulayarak onu iki ucundan çeker. Çoğu optik fiber, mikro bükülme kayıplarının sinyali zayıflatmasından veya makro bükülmenin cam kırılmasına yol açmasından önce yaklaşık %0,2’lik maksimum gerilme toleransına sahiptir.

2. Radyal Ezilme (Şişme Basıncı)

Yeniden hidrasyon, hızlı bir hacim artışını tetikleyerek radyal bir ezilme yüküne neden olur. Bu şişme basıncı, kablo kılıfı üzerinde devasa kuvvetler uygulayarak hidrolik bir mengene gibi davranabilir. Minimum kılıflı standart kablolar çok az direnç gösterir, bu da tampon tüplerinin deforme olmasına ve fiberleri tüp duvarlarına bastırarak yüksek zayıflama oluşturmasına neden olur.

3. Eksenel Sıkıştırma (Bükülme)

Bu, genişleyen ortamlarda en kritik ve en az dikkate alınan arıza modudur. Toprak genişlediğinde, genellikle kablo boyunca daha kararlı noktalara doğru eksenel olarak iter. Birçok kablo, esas olarak kurulum sırasında çekme için tasarlanmış sınırlı mukavemet elemanlarına sahiptir. Bazıları, mükemmel çekme mukavemeti sunan ancak sıfır basma mukavemetine sahip aramid ipliklerle (Kevlar gibi) güçlendirilmiştir. Bunlar esasen baskı altında gevşeyen halatlar gibidir.

Eksenel basma yükleri altında, standart kablolar bükülür ve kıvrılır. Bu, cam fiberleri 30 mm’den daha dar bir bükülme yarıçapına zorlayarak felaketle sonuçlanan optik kayba veya tamamen fiziksel arızaya neden olur.

Mühendislik Harikası Bir Çözüm

Siyah veya genişleyen topraklarda geleneksel “normal” kabloların kullanılması genellikle sorunlara yol açar. Bu kablolar, siyah toprakların üzerlerine uyguladığı kuvvetleri kaldıracak şekilde tasarlanmamıştır ve bu nedenle toprakta orta düzeyde kaymalar sonrasında bile hızla bozulur. ScaleFibre, çevresel kuvvetlere standart fiber optik kablolardan daha kolay direnen ek mukavemet sağlamak için yüksek mukavemetli kablo portföyünü tasarlamıştır. İki genel tasarım bulunmaktadır: yüksek mukavemetli tek kılıflı zırhsız optik fiber kablo (6kN çekme mukavemeti derecesine sahip) ve yüksek mukavemetli metalik olmayan zırhlı optik fiber kablo (20kN derecesine sahip). Birincisi geleneksel gevşek tüpün çekme mukavemetinin yaklaşık üç katını sağlarken, ikincisi çekme mukavemetinin yaklaşık on katını (ve kabloların kemirgen hasarına karşı dayanıklılığını önemli ölçüde artırma özelliğini) sağlar.

Seviye 1: Yüksek Mukavemet (6kN)

6kN Yüksek Mukavemet seviyesi, artırılmış kurulum ve çevresel yükleri kaldıracak şekilde özel olarak tasarlanmış, endüstri standardı 2kN çekme sınırına göre önemli bir yükseltme sağlar. Bu kablo tasarımı, ek katmanlara ihtiyaç duymadan mekanik direncini önemli ölçüde artıran tescilli geliştirmelerle entegre özel bir Polietilen (PE) kılıf kullanır. Akıcı bir profili korurken, bu tasarım kablonun çekme kapasitesini ve ezilme direncini maksimize etmeye odaklanarak tek kılıflı bir yapıda yüksek dayanıklılık sağlar. Bu, standart kabloların yetersiz kaldığı bu tür yüksek yüklü kurulumlar için onu verimli bir seçenek haline getirir.

Bu kablo zırh sağlamaz ve bu nedenle yalnızca geleneksel zırhsız kablolar kadar kemirgenlere karşı dayanıklıdır.

Featured Solution

Yüksek Mukavemetli Gevşek Tüplü Dış Mekan Fiber Kablosu

Kritik ağ rotaları için yüksek mukavemetli, esnek gevşek tüp; zemin hareketlerinin veya zorlu koşulların hizmet sürekliliğini tehdit ettiği yerlerde dayanıklılık için tasarlanmıştır.

Ürün Detaylarını Görüntüle

Seviye 2: NMA Yüksek Mukavemet (20kN)

Metalik olmayan zırhlı yüksek mukavemetli tasarım, kablo korumasını daha da ileriye taşır. Yüksek riskli toprak ortamlarındaki kritik kablolar için ideal olan bu versiyon, katı pultrüzyonlu FRP (Fiber Takviyeli Plastik) çubukları kullanır. Bu, daha yaygın cam elyafı iplik tarzı zırhlardan farklıdır ve önemli yapısal rijitlik sağlama gibi ek bir faydası vardır. FRP çubukları daha kalın, daha güçlü ve iplik tarzı “zırh"a göre daha fazla kapsama alanı sağladığı için kemirgenlere ve diğer benzer hasarlara karşı önemli ölçüde daha fazla koruma sağlar.

Bu katı çubuklar Eksenel Basınç Direnci (ACR) sağlar. Kablonun doğrusal bütünlüğünü koruyan kirişler gibi davranarak, sıkıştırmadan kaynaklanan hasarı ve standart kabloları tehlikeye atan bükülmeyi etkili bir şekilde önlerler.

Featured Solution

Yüksek Mukavemetli Zırhlı Gevşek Tüplü Dış Mekan Fiber Kablo

Zemin hareketinin veya zorlu koşulların hizmet sürekliliğini tehdit ettiği kritik şebekelerde kullanılmak üzere son derece yüksek mukavemetli zırhlı gevşek tüp.

Ürün Detaylarını Görüntüle

Dielektrik Avantajı

Genellikle siyah toprak uygulamaları için yeterli mukavemet sağlamayan metalik zırhlı kablo seçeneklerinin aksine, ScaleFibre yüksek mukavemetli kablolarının tamamen dielektrik tasarımı (metalsiz), uzun mesafeli omurgalar için temel operasyonel faydalar sağlar:

Elektromanyetik Bağışıklık

Uzun mesafeli güzergahlar genellikle yüksek gerilim güç hatlarına paraleldir. Dielektrik kablolar iletken değildir, ağı metalik zırhlı alternatifleri felaketle sonuçlanacak şekilde eritebilecek indüklenmiş akımlardan ve yıldırım çarpmalarından korur.

Operasyonel Verimlilik

Metalik zırhın aksine, dielektrik kablolar giriş noktalarında topraklama veya bağlama gerektirmez, bu da saha işçiliğini ve Malzeme Listesini (BoM) önemli ölçüde azaltır. Birçok yargı alanında, metalik kabloların yasak olduğu yerlerde mevcut elektrik borusu veya kanalını da paylaşabilirler.

Kimyasal Stabilite

FRP çubukları kimyasal olarak inerttir ve korozyona karşı bağışıktır. Bu, ıslak, asidik topraklardaki metalik kablolarda yaygındır ve kablo sistemi ömrünü olumsuz etkiler. Korozyon yalnızca metalik zırhın kemirgen direncini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda kablonun mukavemetini de azaltır.

Sonuç

Reaktif topraklar üzerinden sürdürülebilir bir dijital omurga inşa etmek, jeoteknik etkileri dikkate alan bir mühendislik felsefesi gerektirir. Bu ortamlarda standart zırhsız veya iplik zırhlı kablolara güvenmek, bir bakım döngüsüne ve nihai arızaya yol açar. ScaleFibre’ın katı çubuk mimarisi, yüksek bakım gerektiren bir yükümlülük ile kalıcı bir altyapı varlığı arasındaki farkı temsil eder.