통신 엔지니어링은 일반적으로 네트워크 용량, 대역폭 및 광 손실을 우선시하지만, 물리 계층의 궁극적인 생존은 지반공학적 안정성에 달려 있습니다. 수십 년간 지속될 인프라 자산을 구축하는 네트워크 소유자에게 주요 위협은 놀랍게도 용량이 아닙니다. 대신, 이는 강렬한 계절적 수분 변동에 노출되는 상부 토양인 “활동층"의 기계적 불안정성입니다.
어떤 장애라도 극심한 영향을 미칠 수 있는 백홀 경로와 같은 중요 네트워크 인프라를 구축할 때, 광섬유 케이블이 토양 조건을 견딜 수 있는 능력을 고려하는 것이 현명합니다.
전 세계 여러 지역에서 토양은 동적인 기계처럼 작용하여 표준 광섬유 케이블의 물리적 허용치를 쉽게 초과할 수 있는 다방향의 힘을 가합니다. 이러한 위험을 완화하기 위해 현명한 네트워크 소유자들은 자산 보호를 위해 ScaleFibre의 고강도 설계와 같은 특수 고강도 시스템으로 전환하고 있습니다.
“반응성” 토양의 지반공학
매설된 인프라에 대한 주요 기계적 적수는 Vertosols로 알려진 토양으로, 일반적으로 “흑색 토양"이라고 불립니다. 이 토양은 습윤 및 건조 주기 동안 극적인 부피 변화를 겪는 팽창성 점토 광물 농도가 높은 것이 특징입니다.
토양에서 무슨 일이 일어나는가?
버티솔(Vertosol)의 거동은 그 광물학적 구성, 특히 특정 광물의 존재에 의해 결정됩니다. 이 광물들은 2:1 격자 구조를 특징으로 하는데, 이는 본질적으로 서로 다른 점토 층이 겹겹이 쌓인 미세한 분자 “샌드위치"와 같습니다.
이러한 판 사이의 결합은 비교적 약합니다. 수화 과정에서 물 분자가 층간 공간(층 사이)으로 유입되어 층들을 벌어지게 합니다. 거시적 규모에서 이러한 분자적 팽창은 토양 부피를 급증시켜 막대한 팽창 압력을 발생시킵니다. 반면에 건조기에는 수분 손실로 인해 격자가 붕괴되어 토양이 수축하고 수 미터 깊이까지 확장될 수 있는 깊은 균열 또는 “수축 균열"이 형성됩니다.
위험에 처한 전 세계 지역
이러한 지질학적으로 불안정한 지역은 전략적으로 중요하며 광범위하게 분포되어 있습니다. 이동하고 팽창하는 토양은 전 세계적으로 어려움을 야기합니다. 건물에서 벽이 갈라지고 기초가 밑에 있는 토양의 움직임으로 인해 이동하는 것을 보셨을 것입니다. 문제가 되는 토양은 여러 곳에서 발생하지만, 일부 특정 지역은 잘 알려져 있습니다.
북미
텍사스 회랑에 주로 분포하는 악명 높은 “휴스턴 블랙"을 포함하여 여러 지역에서 토양 이동이 발생합니다. 이 토양은 높은 선형 팽창 계수(COLE)로 알려져 있으며, 종종 기초를 솟아오르게 하고 기존 유틸리티 본관을 끊을 정도로 강한 힘으로 도관을 절단합니다. 매년 “휴스턴 블랙” 팽창성 토양으로 인해 막대한 피해가 발생합니다.
유럽
스페인 엑스트레마두라 지역의 티에라 데 바로스(Tierra de Barros)로 알려진 지역에서는 펠릭 버티솔(Pellic Vertosols)이 극심한 지반 침하를 겪습니다. 영국에서는 리아스 그룹(Lias Group) 점토가 산사태로 인한 전단 및 인프라 파손의 고위험 지역으로, 주로 흔히 사용되는 운송 통행로를 따라 발생합니다. 사실 영국에서는 팽창성 토양이 가장 큰 자연 지반 위험이며, 케이블 및 기타 인프라를 절단하여 광범위한 정전, 누출 및 파열을 유발할 수 있습니다.
호주
전 세계에서 가장 다양한 균열성 점토를 포함하는 호주 버티솔은 깊은 표면 균열을 형성하여 지하 토양으로의 빠른 물 침투를 허용하고, 한 시즌 만에 매설된 케이블을 엄청나게 변위시킬 수 있는 국지적이고 격렬한 팽창을 유발합니다. 호주의 통신 사업자들은 매년 전국 여러 지역에서 이러한 토양으로 인해 막대한 어려움에 직면합니다. 어떤 경우에는 흑색 토양이 너무 많이 이동하여 지구에 거대한 틈을 만들기도 합니다.
매설 광섬유 케이블의 파손 모드
지반의 움직임은 세 가지 별개의 기계적 스트레스를 통해 매설된 자산을 공격합니다. 표준 케이블은 결국 이러한 스트레스 중 하나 이상으로 인해 탄성 한계에 도달하여 파손될 것입니다.
1. 종방향 변형 (인장)
토양이 건조해지면 수축하는 지반이 케이블 재킷에 강한 마찰을 가하여 양쪽 끝에서 케이블을 당깁니다. 대부분의 광섬유는 미세 굽힘 손실로 인해 신호가 약해지거나 거시 굽힘으로 인해 유리 파손이 발생하기 전 약 0.2%의 최대 변형 허용 오차를 가집니다.
2. 방사형 압착 (팽창 압력)
재수화는 급격한 부피 증가를 유발하여 방사형 압착 하중을 초래합니다. 이 팽창 압력은 유압 바이스처럼 작용하여 케이블 재킷에 엄청난 힘을 가할 수 있습니다. 재킷이 최소화된 표준 케이블은 저항력이 거의 없어 버퍼 튜브가 변형되어 섬유를 튜브 벽에 밀어붙여 높은 감쇠를 유발합니다.
3. 축방향 압축 (좌굴)
이는 팽창성 환경에서 가장 중요하고 간과되기 쉬운 파손 모드입니다. 토양이 팽창하면 종종 케이블을 따라 축방향으로 더 안정적인 지점 쪽으로 밀어냅니다. 많은 케이블은 주로 설치 중 당김을 위해 설계된 제한된 강도 부재를 특징으로 합니다. 일부는 아라미드 얀(케블라와 같은)으로 보강되는데, 이는 우수한 인장 강도를 제공하지만 압축 강도는 전혀 없습니다. 이는 본질적으로 압력 하에서 축 늘어지는 로프와 같습니다.
축방향 압축 하중 하에서 표준 케이블은 좌굴되고 꼬입니다. 이는 유리 섬유를 30mm보다 좁은 굽힘 반경으로 강제하여 치명적인 광 손실 또는 전체 물리적 파손을 유발합니다.
엔지니어링된 솔루션
흑색 또는 팽창성 토양에서 기존의 “일반” 케이블을 사용하는 것은 종종 문제에 취약합니다. 이러한 케이블은 흑색 토양이 가하는 힘을 처리하도록 설계되지 않았으므로, 토양의 완만한 변화에도 불구하고 빠르게 파손됩니다. ScaleFibre는 표준 광섬유 케이블보다 환경적인 힘에 더 쉽게 저항하는 추가적인 강도를 제공하도록 고강도 케이블 포트폴리오를 설계했습니다. 크게 두 가지 설계가 있습니다. 하나는 고강도 단일 재킷 비장갑 광섬유 케이블 (6kN 인장 강도 등급)이고, 다른 하나는 고강도 비금속 장갑 광섬유 케이블 (20kN 등급)입니다. 전자는 기존 루즈 튜브의 약 3배 인장 강도를 제공하며, 후자는 약 10배 인장 강도를 제공합니다 (또한 설치류 피해에 대한 케이블의 저항력을 크게 증가시킵니다).
1단계: 고강도 (6kN)
6kN 고강도 등급은 산업 표준인 2kN 인장 한계를 크게 뛰어넘는 업그레이드를 제공하며, 증가된 설치 및 환경 부하를 처리하도록 특별히 설계되었습니다. 이 케이블 설계는 추가적인 층 없이 기계적 탄력성을 크게 증가시키는 독점적인 강화 기술이 통합된 특수 폴리에틸렌(PE) 재킷을 활용합니다. 간결한 프로파일을 유지하면서도 이 설계는 케이블의 인장 용량과 압착 저항을 극대화하여 단일 재킷 구조 내에서 높은 내구성을 제공하는 데 중점을 둡니다. 따라서 표준 케이블로는 부족한 이러한 유형의 고부하 설치에 효율적인 선택이 됩니다.
이 케이블은 장갑을 제공하지 않으므로, 기존의 비장갑 케이블과 동일한 수준의 설치류 저항성을 가집니다.
고강도 루스 튜브 옥외 광섬유 케이블
지반 이동 또는 혹독한 조건으로 인해 서비스 연속성이 위협받는 중요한 네트워크 경로를 위한 고강도, 탄력적인 루스 튜브.
제품 상세 보기2단계: NMA 고강도 (20kN)
비금속 장갑 고강도 설계는 케이블 보호를 더욱 강화합니다. 고위험 토양 환경의 중요 케이블에 이상적인 이 버전은 견고한 압출 성형 FRP(섬유 강화 플라스틱) 로드를 사용합니다. 이는 더 일반적인 유리 얀 스타일의 장갑과는 다르며, 상당한 구조적 강성을 제공하는 추가적인 이점이 있습니다. FRP 로드가 얀 스타일 “장갑"보다 더 두껍고 강하며 더 넓은 커버리지를 제공하므로 설치류 및 기타 유사한 손상에 대해 훨씬 더 많은 보호를 제공합니다.
| 기계적 특성 | 유리 얀 (표준) | 견고한 FRP 로드 (ScaleFibre NMA) |
|---|---|---|
| 물리적 형상 | 유연함 (로프와 유사) | 강성 (보와 유사) |
| 축방향 압축 강도 | 미미함 (좌굴에 취약) | 높음 (구조 기둥 강도) |
| 압착 보호 | 낮음 (외부 재킷 변형) | 우수함 (강성 보호 케이지) |
| 영률 (강성) | 낮음 (더 높은 탄성) | 높음 (30%–75% 신장 감소) |
이 견고한 로드는 축방향 압축 저항(ACR)을 제공합니다. 이는 케이블의 선형 무결성을 유지하는 보 역할을 하여 압축으로 인한 손상과 표준 케이블을 손상시키는 좌굴을 효과적으로 방지합니다.
고강도 방호용 루즈 튜브 실외 광섬유 케이블
지상 이동이나 혹독한 환경으로 인해 서비스 연속성이 위협받는 곳에서 중요한 네트워크를 구축하기 위한 매우 고강도의 장갑형 루즈 튜브입니다.
제품 상세 보기유전체 이점
일반적으로 흑색 토양 적용에 충분한 강도를 추가하지 않는 금속 장갑 케이블 옵션과 달리, ScaleFibre 고강도 케이블의 완전 유전체(금속 없음) 설계는 장거리 백본에 필수적인 운영 이점을 제공합니다:
전자기 간섭 내성
장거리 경로는 종종 고전압 전력선과 평행하게 이어집니다. 유전체 케이블은 비전도성이므로 유도 전류와 금속 장갑 대안을 치명적으로 녹일 수 있는 낙뢰로부터 네트워크를 보호합니다.
운영 효율성
금속 장갑과 달리, 유전체는 진입 지점에서 접지나 본딩이 필요 없어 현장 작업 및 자재 명세서(BoM)를 크게 절감합니다. 또한 많은 관할 구역에서 금속 케이블이 금지된 기존 전기 덕트 또는 전선관을 공유할 수 있습니다.
화학적 안정성
FRP 로드는 화학적으로 불활성이고 부식에 강합니다. 이는 습하고 산성 토양의 금속 케이블에서 흔히 발생하며, 케이블 시스템 수명에 부정적인 영향을 미칩니다. 부식은 금속 장갑의 설치류 저항성을 감소시킬 뿐만 아니라 케이블의 강도도 저하시킵니다.
결론
반응성 토양을 통해 지속 가능한 디지털 백본을 구축하려면 지반공학적 영향을 고려하는 엔지니어링 철학이 필요합니다. 이러한 환경에서 표준 비장갑 또는 얀 장갑 케이블에 의존하는 것은 유지보수와 궁극적인 파손의 반복으로 이어집니다. ScaleFibre의 견고한 로드 구조는 높은 유지보수 부담과 영구적인 인프라 자산 간의 차이를 보여줍니다.
네트워크를 보호할 준비가 되셨습니까?
가혹한 환경을 위해 설계된 당사의 20kN 장갑 고강도 케이블에 대한 세부 정보를 확인하세요.
세부 정보 확인귀하의 사양에 따라 연락드리겠습니다.
