一種全介質(zhì)高強(qiáng)度防生物嚙咬光纜設(shè)計與研發(fā)

吳東桓

摘 要：伴隨世界科技水平的不斷提高，全球光通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)重點(diǎn)由骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)向接入網(wǎng)，接入網(wǎng)用光纜正在向著結(jié)構(gòu)多樣化、尺寸小型化和安裝敷設(shè)方便化的趨勢發(fā)展。雖然光纜得到了迅速發(fā)展，但是在現(xiàn)實應(yīng)用過程中，經(jīng)常發(fā)生光纜被生物嚙咬的現(xiàn)象，急需采取有效的防治措施或設(shè)計出一種全介質(zhì)高強(qiáng)度生物嚙咬光纜，本文就對該種光纜的設(shè)計研發(fā)與實踐進(jìn)行了探究，同時分析了發(fā)生生物嚙咬光纜的原因。

關(guān)鍵詞：設(shè)計與研發(fā)；全介質(zhì)；高強(qiáng)度；生物嚙咬光纜

在光纜的正常使用過程中，時常會發(fā)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(shè)計出能夠防止生物嚙咬的光纜，以保證光纜結(jié)構(gòu)的完整性，延長光纜的使用壽命，確保通信線路的正常運(yùn)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(jìn)行介紹，比如老鼠、啄木鳥、白蟻，如需設(shè)計的光纜達(dá)到防護(hù)目的，先要對光纜受到這幾類生物嚙咬破壞的原因進(jìn)行分析。老鼠屬于嚙齒類動物，其繁殖力和生存力很強(qiáng)，分布叫廣泛。由于其門齒很發(fā)達(dá)會不斷生長，所以鼠類有啃咬物體以保持其牙齒鋒利的習(xí)性，塑料特有的氣味使其成為鼠類啃咬對象，因此光纜經(jīng)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(shè)，當(dāng)啄木鳥于高空俯瞰時，黑色光纜相當(dāng)于外物入侵自己的領(lǐng)地，因排斥而對光纜進(jìn)行破壞。

二、全介質(zhì)高強(qiáng)度防生物嚙咬光纜的設(shè)計思路與實現(xiàn)

（一）光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計。1、層絞式多護(hù)套結(jié)構(gòu)。防生物嚙咬光纜一般用于野外，安裝和運(yùn)行環(huán)境較差，因此對光纜的機(jī)械性能、環(huán)境性能要求更苛刻，采用層絞式結(jié)構(gòu)，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(hù)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在提升光纜防嚙咬性能的同時，增加了光纜的抗側(cè)壓性能和防水性能。2、尼龍防護(hù)層。尼龍材料獨(dú)特的特性對防蟻來說無疑是最有效的方法，因此在設(shè)計結(jié)構(gòu)時我們在光纜聚乙烯護(hù)套外圍再加擠層透明的尼龍護(hù)套，為了保證防蟻可靠性，我們控制尼龍護(hù)套厚度在0.5mm±0.1mm。防鳥時可選用紅色尼龍護(hù)套。3、FRP鎧裝。從生物嚙咬防護(hù)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(qiáng)復(fù)合塑料桿（FRP）具有質(zhì)量輕、模量髙、抗腐蝕等優(yōu)越性能。全介質(zhì)高強(qiáng)度防生物嚙咬光纜設(shè)計時，在內(nèi)護(hù)外采用多根細(xì)圓FRP以螺旋絞方式進(jìn)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(hù)套部分，也無法突破鎧裝層影響纜芯部分。4、警戒色設(shè)計。根據(jù)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(hù)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(jìn)而減輕鳥類對光纜的破壞，如圖1所示。

（二）材料選用。全介質(zhì)高強(qiáng)度防生物嚙咬光纜采用全介質(zhì)環(huán)保型材料，如FRP、尼龍，其具有高強(qiáng)度、高模量、安全環(huán)保的特點(diǎn)，

使得光纜具有極優(yōu)的機(jī)械性能，能夠長期耐受惡劣的境。為保證應(yīng)

用的可靠性，在材料選用上精益求精，目前，國內(nèi)應(yīng)用于防蟻的尼龍牌號有尼龍6和尼龍12，經(jīng)測試，尼龍6雖然成本低廉，但耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能相對較差，長期應(yīng)用于惡劣環(huán)境中易導(dǎo)致開裂，而失去防護(hù)效果，因此在令介質(zhì)高強(qiáng)度防生物嚙咬光纜的設(shè)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(jīng)定徑模用無紡布進(jìn)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，F(xiàn)RP鎧裝工序使用的模具有定徑模和過線模，根據(jù)纜芯的不同規(guī)格選用不同的模具，如模具過大會導(dǎo)致FRP錯位，F(xiàn)KP與纜芯接觸不緊密，過小會導(dǎo)致纜芯受力吃掉光纖余長，導(dǎo)致光線衰減偏大，甚至?xí)瓟嗬|芯。2、尼龍護(hù)套工序。一，尼龍12是極性分子材料，易吸潮，高溫時易氧化，當(dāng)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(chǎn)前需采取干燥處理，通?？刂圃?10℃、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(diǎn)高約為180℃，擠出溫度范圍窄，要嚴(yán)格控制尼龍12的擠出溫度；三，為確保尼龍護(hù)套擠包緊密，減少光纜尼龍在擠塑過程中受到的應(yīng)力，生產(chǎn)時應(yīng)采用抽真空裝置，避免護(hù)套層間出現(xiàn)氣泡和雜質(zhì)。

三、結(jié)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(jié)構(gòu)設(shè)計、選材、工藝控制等對全介質(zhì)高強(qiáng)度光纜進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。注意在生物多的地區(qū)安裝光纜時，要用全介質(zhì)防生物嚙咬光纜代替普通光纜。

參考文獻(xiàn)：

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