1. Cyflwyniad

Wrth drosglwyddo a phrosesu gwybodaeth, mae Ceblau Ffibr Optegol (OFCs) yn chwarae rhan hanfodol. Fe'u hystyrir yn briffyrdd telathrebu a thelemateg. Felly, mae o'r pwys mwyaf eu bod yn gwarantu cysylltiadau diogel bob amser. Weithiau, fodd bynnag, gallai oes weithredol OFC gael ei bygwth gan gnofilod, er enghraifft pan osodir OFCs mewn dwythellau sy'n hawdd i lygod mawr eu cyrraedd. Mewn amgylcheddau o'r fath mae'n rhaid amddiffyn yr OFCs, oherwydd mae gan lygod mawr duedd naturiol i gnoi ac ymosod ar yr OFCs pan fydd eu hallanfa wedi'i rhwystro yn y dwythellau hyn.

Ar gyfer dyluniad cebl gorau posibl, mae gweithgynhyrchwyr ceblau yn well ganddynt ddefnyddio deunydd sy'n cyfuno priodweddau atgyfnerthu ag amddiffyniad rhag cnofilod. Maent hefyd eisiau i'r OFCs fod yn hyblyg ac yn ysgafn, a bod â diamedr bach. Y deunyddiau i atgyfnerthu OFCs dielectrig yw aramid ac E-wydr yn bennaf i raddau llai. Mae'r defnydd o aramid yn boblogaidd iawn ac mae'n cynyddu'n gyflym oherwydd ei gyfuniad digyffelyb o briodweddau mecanyddol a chemegol a'i briodweddau prosesu da, gan arwain at OFCs cost-effeithiol iawn gyda pherfformiad rhagorol a dibynadwyedd hirdymor. Fodd bynnag, mae'r cwestiwn a yw E-wydr ac aramid yn sicrhau digon o amddiffyniad rhag cnofilod wedi'i godi'n aml. Roedd yn anodd cael ateb clir gan ddefnyddwyr terfynol OFC. Dangosodd profiadau defnyddwyr terfynol OFC yn y Swistir, er enghraifft, mewn rhai achosion, fod ceblau wedi'u hatgyfnerthu ag E-wydr ac aramid wedi'u difrodi mor ddifrifol gan lygod mawr fel nad oeddent yn gweithredu'n iawn mwyach. Er mwyn egluro'r sefyllfa o ran amddiffyn cnofilod ac i gefnogi gweithgynhyrchwyr OFCs dielectrig, penderfynon ni, mewn cydweithrediad ag un o'n cwsmeriaid yn y Swistir, alw sefydliad ymchwil annibynnol, TNO (sefydliad o'r Iseldiroedd ar gyfer ymchwil wyddonol gymhwysol), i gynnal astudiaeth o dan amodau ymarferol i brofi ymwrthedd sawl math o OFCs i gnofilod.

2. Arbrofol

Gosod prawf

I brofi ymwrthedd OFCs i gnofilod, defnyddiodd TNO lygod mawr Sprague Dawley a oedd wedi'u cadw mewn cewyll a gynlluniwyd yn arbennig ar gyfer yr astudiaeth hon. Rhannwyd y cewyll hyn yn ddwy adran trwy raniad â thwll crwn i gysylltu'r ddwy adran (gweler Ffig. 1). Goleuwyd un o'r adrannau a thywyllwyd y llall. Yn ystod y treialon, cafodd mynedfa'r adran dywyll, lle'r oedd bwyd y llygod mawr wedi'i leoli, ei rhwystro gan yr OFCs a oedd ar brawf. Gan fod cnofilod yn well ganddynt amgylchedd tywyll, byddant yn treulio'r rhan fwyaf o'u hamser ar yr ochr dywyll. Felly, roedd dau ysgogiad i'r llygod mawr fynd i mewn i'r adran dywyll. Yn ystod y cyfnod prawf cyfan, roedd gan y llygod mawr fynediad rhydd at ddŵr. Ar ôl i'r llygod mawr ddod i arfer â'r amodau yn y cewyll, cychwynnwyd y treialon cyntaf.

Ffig. 1: Cawell prawf wedi'i rannu'n ddwy adran.

Ar ddechrau'r treialon, cafodd tri llygoden eu lletya yn adrannau goleuedig pob cawell am ddau ddiwrnod dilynol, tra bod y twll yn y rhaniad wedi'i rwystro gan y dyluniad OFC ar brawf (gweler Ffig. 2). Ar ôl y cyfnod hwn, trosglwyddwyd y llygod mawr i gewyll eraill am bedwar diwrnod ac yna dychwelwyd nhw i'r cewyll prawf am ddau ddiwrnod arall.

Ffig. 2: Twll yn y rhaniad wedi'i rwystro gan OFCs ar brawf.

Dyluniadau OFC wedi'u gwerthuso

Gwerthuswyd naw dyluniad gwahanol o OFC am eu gwrthsefyll i gnofilod. Mae'r dyluniadau hyn i gyd yn rhan o'r grŵp o ddyluniadau sy'n cyfrif am y rhan fwyaf o'r farchnad OFC. Gellir rhannu'r OFCs yn ddau gategori:

1. Dyluniadau OFC safonol gan ddefnyddio edafedd aramid neu wydr-E (gyda neu heb drwytho) fel deunydd atgyfnerthu o dan y wain allanol PE (Ffigau 3a i 3d).

2. Dyluniadau OFC arbennig i wrthsefyll ymosodiadau cnofilod, e.e. adeiladwaith dwy haen neu adeiladwaith gyda PA12 neu ddur rhychog (Ffigau 3e i 3i).

Ffig. 3a: Trawstoriad o ddyluniad OFC safonol. Ffig. 3b: Trawstoriad o ddyluniad OFC safonol.

Ffig. 3c: Trawstoriad o ddyluniad OFC safonol.Ffig. 3d: Trawstoriad o ddyluniad OFC safonol.

Ffig. 3e: Trawstoriad o ddyluniad OFC arbennig.Ffig. 3f: Trawstoriad o ddyluniad OFC arbennig.

Ffig. 3g: Trawstoriad o ddyluniad OFC arbennig.Ffig. 3h: Trawstoriad o ddyluniad OFC arbennig.

Ffig. 3i: Trawstoriad o ddyluniad OFC arbennig.

3. Canlyniadau a thrafodaeth

Ar ôl y ddau gyfnod prawf o ddau ddiwrnod yr un, archwiliwyd y difrod oherwydd ymosodiadau cnofilod. Yn Ffig. 4a i 4i fe welwch ddau lun o bob un o'r dyluniadau cebl a brofwyd; y llun uchaf yn dangos yr un a ddifrodwyd leiaf a'r un isaf yn dangos yr OFC a ddifrodwyd fwyaf. Mae canlyniadau'r archwiliad macrosgopig o'r ceblau yn dangos gwahaniaethau yn y difrod rhwng y naw dyluniad OFC yn glir. Ond, fel y gallwch weld yn y lluniau, mae pob OFC - ac eithrio'r dyluniad dur rhychog/aramid - wedi'u difrodi yn y fath fodd fel y gellid disgwyl i briodweddau trosglwyddo hirdymor gael eu heffeithio. Mae hyn hefyd yn wir am y dyluniadau OFC PE/E-wydr wedi'i drwytho/tâp blocio dŵr (Ffig. 4d) a PE/llinynnau E-wydr wedi'u trwytho/PE/aramid (Ffig. 4h), er bod y dyluniadau hyn yn dangos difrod llai difrifol. Yn ymarferol, fodd bynnag, mae rhywun yn delio â chnofilod annomestig, a allai gynnwys ymosodiadau mwy ymosodol a pharhaus rhag ofn y bydd y cnofil yn cael ei ddal. Felly, ar sail canlyniadau profion TNO, rhaid dod i'r casgliad mai dim ond y dyluniad dur rhychog/aramid sy'n gwbl wrthsefyll cnofilod o'r dyluniadau a brofwyd.

Gellir gwella ymwrthedd OFC i gnofilod hefyd trwy ddefnyddio gwainiau allanol wedi'u gwneud o bolymerau polyamid amorffaidd neu bolymerau polyamid â chaledwch Shore D uchel iawn. Felly, rydym yn awgrymu bod dylunwyr ceblau yn gwella ymwrthedd OFC i gnofilod trwy ddefnyddio dur rhychog (e.e. Zetabon) neu wainiau wedi'u gwneud o bolymerau polyamid amorffaidd neu bolymerau polyamid (e.e. Grilamid). Ymddengys mai defnyddio dur rhychog yw'r dewis gorau posibl.

Mae'r awgrym bod diamedr y cebl yn effeithio ar ymwrthedd cnofilod OFC - i'r perwyl y gallai dylanwad cadarnhaol ar ymwrthedd cnofilod ddigwydd o ddiamedr cebl penodol ymlaen - yn ddiddorol a gallai astudiaeth bellach fod yn werth chweil i ddylunwyr ceblau.

Ffig. 4a: Dyluniad cebl PE/aramid ar ôl y treial; diamedr 13.5 mm.

Ffig. 4b: Dyluniad cebl PE/gwydr-E wedi'i drwytho ar ôl treial; diamedr 11.8 mm.

Ffig. 4c: Dyluniad cebl PE/E-gwydr ar ôl treial; diamedr 9.5 mm.

Ffig. 4d: Dyluniad cebl PE/E-wydr wedi'i drwytho/tâp blocio dŵr ar ôl y treial; diamedr 15.5 mm.

Ffig. 4e: Dyluniad cebl PE/gwydr-E/PE/aramid wedi'i drwytho ar ôl y treial; diamedr 8.8 mm.

Ffig. 4f: Dyluniad cebl PE/aramid/PE/aramid ar ôl y treial; diamedr 21 mm.

Ffig. 4g: Dyluniad cebl PE/PA12/aramid ar ôl y treial; diamedr 8.5 mm.

Ffig. 4h: Cebl PE/llinynnau E-wydr wedi'u trwytho/PE/aramid wedi'i ddylunio ar ôl y treial; diamedr 15.7 mm

Ffig. 4i: Dyluniad cebl PE/dur rhychog/PE/aramid ar ôl y treial; diamedr 14.7 mm.

4. Casgliad

Ar sail canlyniadau'r treialon, mae TNO wedi dod i'r casgliad mai dim ond y dyluniad dur rhychog/aramid sy'n gwbl wrthsefyll cnofilod o'r dyluniadau OFC a brofwyd. Nid oedd yr holl ddyluniadau eraill (wedi'u hatgyfnerthu ag E-wydr gyda neu heb drwytho- neu aramid, neu gyda gwain o PA12) yn gwrthsefyll ymosodiadau cnofilod yn ddigonol. Mae'r astudiaeth yn dangos yn glir, os oes angen ymwrthedd cnofilod, bod yn rhaid rhoi sylw arbennig i ddyluniad ceblau.