Đảm bảo tỷ lệ trong ống dẫn để kế hoạch lắp đặt cáp thành công

Thứ năm, 26 Tháng 4 2018 09:27   - Tầm nhìn mạng số 34

Một trong những khái niệm quan trọng cần nắm rõ trong ngành kết nối cáp viễn thông là làm thế nào để tính toán được tỷ lệ lấp đầy cáp trong ống dẫn, và vì sao thông số này quan trọng. Tỷ lệ lấp đầy cáp giữ vai trò mấu chốt trong việc thiết kế và triển khai một kế hoạch lắp đặt cáp hiệu quả.

Tỷ lệ lấp đầy cáp là tỷ lệ giữa diện tích mặt cắt ngang của tất cả cáp chứa trong ống dẫn với diện tích toàn bộ không gian bên trong ống. Thông số này được thể hiện theo tỷ lệ phần trăm, và bị chi phối bởi các luật, tiêu chuẩn hoặc các hướng dẫn triển khai để đảm bảo hiệu suất và an toàn khi lắp đặt cáp.

Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ khái niệm “tỷ lệ lấp đầy cáp”, lý do tại sao thông số này quan trọng và cần tính toán ra sao khi thiết kế một hệ thống ống dẫn. Bài viết cũng phân tích những khác biệt giữa phương pháp kéo cáp và thổi cáp, đồng thời đề xuất một số cách tính toán tỷ lệ lấp đầy cáp phù hợp.

Tỷ lệ lấp đầy trong phương pháp kéo cáp

Kéo cáp trong ống dẫn là phương pháp thi công lắp đặt cáp phổ biến nhất. Khi kéo cáp qua ống dẫn, tỷ lệ lấp đầy càng cao, việc kéo cáp càng khó. Nếu sắp triển khai dự án lắp đặt cáp theo phương pháp kéo, bạn cần tính toán kỹ tỷ lệ lấp đầy cáp ngay từ bước lập kế hoạch ban đầu. Việc này sẽ giúp bạn quyết định được kích cỡ ống dẫn phù hợp để kéo cáp, cũng như đường kính cáp phù hợp để kéo qua ống dẫn đang có một cách hiệu quả.

Việc đảm bảo tỷ lệ lấp đầy cáp có ý nghĩa quan trọng, giúp tối đa hóa khoảng cách lắp đặt và giảm thiểu sự cố trong suốt quá trình kéo cáp qua ống dẫn. Nếu tỷ lệ lấp đầy cáp thấp, bạn có thể phải bổ sung thêm những điểm nối không cần thiết. Nhưng nếu tỷ lệ lấp đầy quá cao, bạn không thể kéo cáp qua ống dẫn mà không gây ra những tổn hại cho cả cáp lẫn thành ống dẫn. Nếu cáp bị hư tổn, việc kéo cáp sẽ rất dễ sai sót và không mang lại hiệu quả. Chú ý: Ngoài ảnh hưởng từ tỷ lệ lấp đầy, hiệu quả kéo cáp thành công còn bị chi phối bởi sự phức tạp của tuyến cáp, chất liệu vỏ bọc cáp và vật liệu ống dẫn, cũng như những điều kiện môi trường xung quanh và các công nghệ khác.

Chương 770 trong Bộ luật quốc gia về điện (NEC) cung cấp hướng dẫn cách tính tỷ lệ lấp đầy cho việc thi công kéo cáp. Hình 1 sử dụng công thức d2/D2, với d là đường kính cáp và D là đường kính không gian bên trong ống dẫn. Hình 2thể hiện số lượng cáp tối đa có thể kéo qua ống dẫn tương ứng với tỷ lệ lấp đầy cáp. Tuy hướng dẫn này chủ yếu áp dụng cho cáp đồng, nhưng các nhà cung cấp cáp quang cũng ứng dụng cách tính tương tự khi kéo cáp quang.

Tỷ lệ lấp đầy càng cao, vỏ bọc cáp tiếp xúc với bề mặt bên trong ống dẫn càng nhiều, đồng nghĩa lực ma sát cũng cao hơn. Điều này sẽ thay đổi nếu bạn lắp đặt cùng lúc nhiều hơn một sợi cáp. Kéo hai sợi cáp một lần rất dễ khiến chúng xoắn vào nhau, tạo nên những hình dạng kỳ quái và khó kéo cáp, hiệu quả không cao. Tuy nhiên, khi số lượng cáp là ba sợi hoặc nhiều hơn được bó lại với nhau sẽ tạo nên một hình dạng tròn tương tự mặt cắt ngang bên trong ống dẫn, giúp dễ kéo cáp qua ống dẫn và tăng hiệu quả cao hơn.

Có nhiều chất liệu vỏ bọc cáp khác nhau trên thị trường. Các nhà cung cấp khác nhau có thể khuyến nghị những hướng dẫn phù hợp dựa trên cấu trúc cáp mà họ sản xuất. Chẳng hạn như một nhà sản xuất hàng đầu về cáp sợi quang cho biết, tỷ lệ lấp đầy tối đa chấp nhận được trên một sợi cáp quang đơn của công ty là 0.65, cao hơn so với mức khuyến nghị trong luật NEC là 0.53.

Tỷ lệ lấp đầy trong phương pháp thổi cáp

Một phương pháp thi công khác về lắp đặt cáp là thổi hoặc bơm sợi cáp qua ống dẫn. Tỷ lệ lấp đầy cáp rất quan trọng khi bạn cần thổi hoặc bơm một sợi cáp vào trong ống dẫn. Đúng như tên gọi, đây là quá trình sử dụng khí nén để thổi sợi cáp đi vào một ống dẫn đã lắp đặt trước. Một máy cơ học sử dụng dây đai sẽ đẩy cáp vào bên trong ống. Sau đó, một lượng khí nén sẽ được phun vào trong ống dẫn, đẩy hoặc kéo cáp dọc theo ống dẫn dựa trên kỹ thuật lắp đặt cáp riêng. Không khí được bơm vào ống dẫn với tốc độ cao, xuyên qua ống dẫn và bao bọc sợi cáp, tạo ra lực đẩy cáp chuyển động dọc theo bên trong ống dẫn.

Trong ứng dụng thổi hoặc bơm cáp, không khí sẽ bao bọc toàn bộ cáp, giảm đáng kể lực ma sát giữa vỏ cáp và vách bên trong ống dẫn. Ta cần duy trì một tỷ lệ lấp đầy phù hợp để đảm bảo đủ áp lực và khí bơm vào sẽ giữ cho cáp “trôi” trong ống dẫn. Mức tỷ lệ lấp đầy phù hợp thường dao động từ 50 – 80% tùy theo khuyến nghị từ nhà cung cấp. Các nhà sản xuất cũng thường ghi rõ tỷ lệ lấp đầy tối ưu cho phương pháp thổi cáp, thường dao động từ 0.65 – 0.75.

Khi triển khai cáp bằng cách thổi hoặc bơm, tỷ lệ lấp đầy ống dẫn sẽ được tính toán dựa trên công thức d/D, thay cho công thức d2/D2 sử dụng cho các ứng dụng kéo cáp. Một điều quan trọng cần lưu ý: bạn chỉ có thể thổi mỗi lần một sợi cáp qua ống dẫn.

Bạn vừa tìm hiểu hai cách tính tỷ lệ lấp đầy cáp một cách chính xác. Điều quan trọng là cần nắm rõ khi nào nên sử dụng phương pháp nào? Hình 3 thể hiện một đồ thị về tỷ lệ lấp đầy cáp sử dụng cho cả hai phương pháp. Giả định chỉ có một loại cáp được lắp đặt trong ống dẫn một in. Với số lượng cáp khác nhau cho thấy tỷ lệ lấp đầy tăng ra sao khi đường kính cáp tăng.

Sử dụng cách tính d2/D2, bạn có thể kéo một đường cáp lên đến 288 sợi nếu tuân theo hướng dẫn của nhà cung cấp thay vì tuân thủ quy định trong NEC. Sử dụng cách tính d/D, có thể kéo một cáp từ 144 - 216 sợi. Tuy nhiên, số lượng cáp này rất gần với giới hạn tối đa của tỷ lệ lấp đầy cáp. Bạn cũng nên lưu ý, nếu tuân thủ nghiêm ngặt những hướng dẫn theo NEC, bạn có thể chỉ kéo được 96 sợi cáp hoặc ít hơn.

Ngoài ra, ta cần xem xét những cách tính khác nhau này tác động ra sao đối với phương pháp thổi cáp . Sử dụng phương pháp d/D, có thể thổi được một cáp từ 96 – 244 sợi. Nhưng nếu sử dụng cách tính d2/D2 theo như cáp đồng, thì chỉ một cáp loại 288 sợi hoặc nhiều hơn mới được chấp nhận để triển khai phương pháp thổi cáp. Sử dụng sai phép tính tỷ lệ lấp đầy cáp ở đây có thể khiến kết quả tệ hơn và lắp đặt cáp thất bại.

Như vậy, nên sử dụng tỷ lệ lấp đầy cáp nào để lên kế hoạch lắp đặt cáp thành công? Có thể thấy, với phương pháp bơm hoặc thổi cáp, cách tính d/D được khuyến nghị bởi phần lớn các nhà cung cấp trong ngành. Vì không phải mọi sợi cáp và mọi ống dẫn đều giống nhau, điều quan trọng là bạn cần tham khảo hướng dẫn từ nhà cung cấp và tuân thủ những khuyến nghị phù hợp với sản phẩm của họ. Càng nhiều nhà cung cấp, thông tin khuyến nghị nhận được càng khác nhau. Mục tiêu tính toán là để càng gần với tỷ lệ lấp đầy tối ưu càng tốt, đặc biệt nếu bạn sử dụng phương pháp lắp đặt như bơm/thổi cáp.

Với phương pháp kéo cáp, công thức d2/D2 được khuyến nghị để tính tỷ lệ lấp đầy cáp. Sử dụng công thức d/D, bạn nhận được những hướng dẫn chặt chẽ hơn, ít rủi ro hơn. Nhưng đồng thời, phương pháp này cũng không đảm bảo sẽ giúp cho việc lắp đặt cáp dễ dàng hơn, hoặc sử dụng ống dẫn rộng hơn sẽ hiệu quả hơn.

Những cân nhắc khác

Tỷ lệ lấp đầy cáp là một trong những bước quan trọng để lên kế hoạch kéo cáp. Tuy nhiên, dù chọn phương pháp kéo cáp hay bơm/thổi cáp, việc triển khai cáp thành công còn dựa vào nhiều yếu tố khác ngoài tỷ lệ lấp đầy, ví dụ bán kính uốn cong hay độ nghiêng cáp. Điều này đồng nghĩa khi lên kế hoạch lắp đặt cáp, bạn cần cân nhắc nhiều yếu tố môi trường xung quanh như nhiệt độ, mật độ và điều kiện của ống dẫn. Để lắp đặt cáp hiệu quả, bạn cũng nên quan tâm đến việc lựa chọn thiết bị lắp đặt, và kiểm tra dự báo thời tiết trước khi triển khai.

Nếu bạn cần hỗ trợ khi lên kế hoạch lắp đặt cáp, nhiều nhà cung cấp có thể sẽ cử người đến hỗ trợ và giúp tính toán việc lắp đặt cáp hiệu quả. Hoặc họ có thể đề xuất những khuyến nghị để cải thiện hiệu quả lắp đặt cáp. Điều quan trọng bạn cần nhớ khi lên kế hoạch, là phải tính toán từ trước và có tầm nhìn đủ xa để khi cần nâng cấp, bạn sẽ tránh được cơn ác mộng lắp đặt cáp phức tạp chỉ bằng một vài phép tính chính xác.

Nguyễn Văn Đông Minh

Theo ICT Today



Bài viết xem thêm