一種全介質高強度防生物嚙咬光纜設計與研發

吳東桓

摘 要：伴隨世界科技水平的不斷提高，全球光通信網絡的建設重點由骨干網轉向接入網，接入網用光纜正在向著結構多樣化、尺寸小型化和安裝敷設方便化的趨勢發展。雖然光纜得到了迅速發展，但是在現實應用過程中，經常發生光纜被生物嚙咬的現象，急需采取有效的防治措施或設計出一種全介質高強度生物嚙咬光纜，本文就對該種光纜的設計研發與實踐進行了探究，同時分析了發生生物嚙咬光纜的原因。

關鍵詞：設計與研發；全介質；高強度；生物嚙咬光纜

在光纜的正常使用過程中，時常會發生生物嚙咬光纜的問題，光纜被咬壞后，影響及阻礙了信號的正常傳輸，給人們的正常使用帶來諸多不便，為解決該問題，需要設計出能夠防止生物嚙咬的光纜，以保證光纜結構的完整性，延長光纜的使用壽命，確保通信線路的正常運行。

一、生物嚙咬光纜的原因分析

下面以主要的三種嚙咬類生物為例進行介紹，比如老鼠、啄木鳥、白蟻，如需設計的光纜達到防護目的，先要對光纜受到這幾類生物嚙咬破壞的原因進行分析。老鼠屬于嚙齒類動物，其繁殖力和生存力很強，分布叫廣泛。由于其門齒很發達會不斷生長，所以鼠類有啃咬物體以保持其牙齒鋒利的習性，塑料特有的氣味使其成為鼠類啃咬對象，因此光纜經常受到老鼠嚙咬。

啄木鳥有堅硬的嘴巴和鋒利的爪子，目前，光纜受到啄木鳥損害的原因仍處于探索階段，但有很多解釋，如啄木鳥生性喜啄、為了磨嘴，還有解釋說，由于光纜表面一般為黑色，且長距離架空敷設，當啄木鳥于高空俯瞰時，黑色光纜相當于外物入侵自己的領地，因排斥而對光纜進行破壞。

二、全介質高強度防生物嚙咬光纜的設計思路與實現

（一）光纜結構設計。1、層絞式多護套結構。防生物嚙咬光纜一般用于野外，安裝和運行環境較差，因此對光纜的機械性能、環境性能要求更苛刻，采用層絞式結構，其成纜過程中形成的光纖絞合余長，使光纜具有很好的抗拉性能和溫度特性，另外，多護套的結構設計，在提升光纜防嚙咬性能的同時，增加了光纜的抗側壓性能和防水性能。2、尼龍防護層。尼龍材料獨特的特性對防蟻來說無疑是最有效的方法，因此在設計結構時我們在光纜聚乙烯護套外圍再加擠層透明的尼龍護套，為了保證防蟻可靠性，我們控制尼龍護套厚度在0.5mm±0.1mm。防鳥時可選用紅色尼龍護套。3、FRP鎧裝。從生物嚙咬防護效果和壽命來看，物理方式最可靠，因此考慮采用增加鎧裝層來提高光纜的硬度。玻璃纖維增強復合塑料桿（FRP）具有質量輕、模量髙、抗腐蝕等優越性能。全介質高強度防生物嚙咬光纜設計時，在內護外采用多根細圓FRP以螺旋絞方式進行密集絞合，形成一層堅硬致密的鎧裝層，即使老實鼠或啄木鳥破壞了外層護套部分，也無法突破鎧裝層影響纜芯部分。4、警戒色設計。根據特殊地域的防鳥需求，可利用生物警戒色原理，在光纜制造過程中采用紅色或橙色尼龍12作為外護套，通過鳥類對這類顏色的恐懼心理降低鳥類飛落光纜的概率，進而減輕鳥類對光纜的破壞，如圖1所示。

（二）材料選用。全介質高強度防生物嚙咬光纜采用全介質環保型材料，如FRP、尼龍，其具有高強度、高模量、安全環保的特點，

使得光纜具有極優的機械性能，能夠長期耐受惡劣的境。為保證應

用的可靠性，在材料選用上精益求精，目前，國內應用于防蟻的尼龍牌號有尼龍6和尼龍12，經測試，尼龍6雖然成本低廉，但耐環境應力開裂性能相對較差，長期應用于惡劣環境中易導致開裂，而失去防護效果，因此在令介質高強度防生物嚙咬光纜的設計過程中，選擇了性能較好的尼龍12。

（三）工藝控制。1、鎧裝工序。纜芯經定徑模用無紡布進行繞包后，必須繞張力牽引輪繞若干圈，以恒定的收線張力將纜芯平整的收在盤具上，收線尺寸要大于纜芯最小允許彎曲半徑。另外，正確選用模具，FRP鎧裝工序使用的模具有定徑模和過線模，根據纜芯的不同規格選用不同的模具，如模具過大會導致FRP錯位，FKP與纜芯接觸不緊密，過小會導致纜芯受力吃掉光纖余長，導致光線衰減偏大，甚至會拉斷纜芯。2、尼龍護套工序。一，尼龍12是極性分子材料，易吸潮，高溫時易氧化，當含水量大于0.3%時無法擠出，因此已開封的尼龍料需在生產前需采取干燥處理，通常控制在110℃、6小時，未開封的無需處理；二，尼龍12是溫度突變型材料，熔點高約為180℃，擠出溫度范圍窄，要嚴格控制尼龍12的擠出溫度；三，為確保尼龍護套擠包緊密，減少光纜尼龍在擠塑過程中受到的應力，生產時應采用抽真空裝置，避免護套層間出現氣泡和雜質。

三、結語

綜上所述，在采取防止生物嚙咬光纜的措施前要分析嚙咬原因，再制定具有針對性的措施，通過結構設計、選材、工藝控制等對全介質高強度光纜進行優化設計。注意在生物多的地區安裝光纜時，要用全介質防生物嚙咬光纜代替普通光纜。

參考文獻：

[1]繆斌，李新建，冒愛峰，吳祝軍.新型全介質自承式光纜的設計與制造[J].光纖與電纜及其應用技術，2016，04：39-40.endprint