1. Introduktion

I transmission og behandling af information spiller optiske fiberkabler (OFC'er) en afgørende rolle. De betragtes som motorvejene for telekommunikation og telematik. Derfor er det af største vigtighed, at de garanterer sikre forbindelser til enhver tid. Lejlighedsvis kan en OFC's levetid dog blive truet af gnavere, for eksempel når OFC'er er installeret i kanaler, der er let tilgængelige for rotter. I sådanne miljøer skal OFC'erne beskyttes, fordi rotter har en naturlig tilbøjelighed til at gnave og angribe OFC'erne, når deres udgang er blokeret i disse kanaler.

For at opnå et optimalt kabeldesign foretrækker kabelproducenter at bruge et materiale, der kombinerer forstærkende egenskaber med gnaverbeskyttelse. De ønsker også, at OFC'erne skal være fleksible og lette og have en lille diameter. Materialerne til at forstærke dielektriske OFC'er er overvejende aramid og i mindre grad E-glas. Brugen af ​​aramid er meget populær og stiger hurtigt på grund af dens uovertrufne kombination af mekaniske og kemiske egenskaber og dens gode forarbejdningsegenskaber, hvilket resulterer i meget omkostningseffektive OFC'er med fremragende ydeevne og langvarig pålidelighed. Spørgsmålet om, hvorvidt E-glas og aramid sikrer tilstrækkelig gnaverbeskyttelse, er dog ofte blevet rejst. Det var vanskeligt at få et klart svar fra OFC-slutbrugere. Erfaringer fra OFC-slutbrugere i Schweiz viste for eksempel, at i nogle tilfælde var både E-glas- og aramidforstærkede kabler så alvorligt beskadiget af rotter, at de ikke længere fungerede korrekt. For at afklare situationen omkring gnaverbeskyttelse og for at støtte producenterne af dielektriske OFC'er besluttede vi i samarbejde med en af ​​vores schweiziske kunder at inddrage et uafhængigt forskningsinstitut, TNO (en hollandsk organisation for anvendt videnskabelig forskning), til at udføre en undersøgelse under praktiske forhold for at teste gnaverresistensen hos flere typer OFC'er.

2. Eksperimentel

Testopsætning

For at teste OFC'ers gnaverresistens brugte TNO Sprague Dawley-rotter, der var anbragt i bure, der var specielt designet til dette studie. Disse bure var opdelt i to rum ved hjælp af en skillevæg med et cirkulært hul, der forbinder de to rum (se fig. 1). Det ene rum var oplyst, og det andet var mørklagt. Under forsøgene blev indgangen til det mørklagte rum, hvor rotternes foder befandt sig, blokeret af de OFC'er, der blev testet. Da gnavere foretrækker et mørkt miljø, vil de tilbringe størstedelen af ​​deres tid på den mørke side. Der var derfor to stimuli for rotterne til at komme ind i det mørklagte rum. I hele testperioden havde rotterne fri adgang til vand. Efter at rotterne var blevet vant til forholdene i burene, blev de første forsøg startet.

Figur 1: Testbur opdelt i to rum.

Ved forsøgenes start blev tre rotter anbragt i de oplyste rum i hvert bur i to efterfølgende dage, mens hullet i skillevæggen blev blokeret af OFC-designet i forsøget (se fig. 2). Efter denne periode blev rotterne overført til andre bure i fire dage og derefter returneret til testburene i yderligere to dage.

Figur 2: Hul i skillevæggen blokeret af OFC'er under retssagen.

OFC-design evalueret

Ni forskellige OFC-designs blev evalueret for gnaverresistens. Disse designs er alle en del af gruppen af ​​designs, der tegner sig for den største del af OFC-markedet. OFC'erne kan opdeles i to kategorier:

1. Standard OFC-designs med aramidgarn eller E-glas (med eller uden imprægnering) som forstærkningsmateriale under PE-yderkappen (fig. 3a til 3d).

2. Specielle OFC-design til at modstå gnaverangreb, f.eks. dobbeltlagskonstruktioner eller konstruktioner med PA12 eller bølgepap (fig. 3e til 3i).

Figur 3a: Tværsnit af et standard OFC-design. Figur 3b: Tværsnit af et standard OFC-design.

Figur 3c: Tværsnit af et standard OFC-design.Figur 3d: Tværsnit af et standard OFC-design.

Figur 3e: Tværsnit af et specielt OFC-design.Figur 3f: Tværsnit af et specielt OFC-design.

Figur 3g: Tværsnit af et specielt OFC-design.Figur 3h: Tværsnit af et specielt OFC-design.

Figur 3i: Tværsnit af et specielt OFC-design.

3. Resultater og diskussion

Efter de to testperioder på to dage hver blev skaderne forårsaget af gnaverangreb undersøgt. I figur 4a til 4i ses to billeder af hvert af de testede kabeldesigns; det øverste billede viser det mindst beskadigede, og det nederste viser det mest beskadigede OFC. Resultaterne af den makroskopiske undersøgelse af kablerne viser tydeligt forskelle i skader mellem de ni OFC-designs. Men som det kan ses på billederne, er alle OFC'er - med undtagelse af designet af korrugeret stål/aramid - beskadiget på en sådan måde, at man kan forvente, at de langsigtede transmissionsegenskaber vil blive påvirket. Dette gælder også for OFC-designene PE/imprægneret E-glas/vandspærrende tape (figur 4d) og PE/imprægneret E-glastråd/PE/aramid (figur 4h), selvom disse designs viser mindre alvorlig skade. I praksis har man dog at gøre med ikke-domesticerede gnavere, hvilket kan involvere mere aggressive og vedvarende angreb i tilfælde af at gnaveren bliver fanget. På baggrund af TNO-testresultaterne må konklusionen derfor være, at af de testede designs er det kun det korrugerede stål/aramid-design, der er fuldt gnaverresistent.

En OFC's modstandsdygtighed over for gnavere kan også forbedres ved brug af ydre kapper lavet af amorf polyamid eller polyamidcopolymerer med en meget høj Shore D-hårdhed. Derfor foreslår vi, at kabeldesignere forbedrer OFC'ers modstandsdygtighed over for gnavere ved at bruge korrugeret stål (f.eks. Zetabon) eller kapper lavet af amorf polyamid- eller polyamidcopolymerer (f.eks. Grilamid). Brugen af ​​korrugeret stål synes at være det optimale valg.

Forslaget om, at kabeldiameteren påvirker en OFC's gnaverresistens - i den forstand, at der fra en bestemt kabeldiameter og fremefter kan forekomme en positiv indflydelse på gnaverresistensen - er interessant, og yderligere undersøgelse kan vise sig umagen værd for kabeldesignere.

Figur 4a: PE/aramidkabeldesign efter test; diameter 13,5 mm.

Figur 4b: PE/imprægneret E-glas kabeldesign efter test; diameter 11,8 mm.

Figur 4c: PE/E-glaskabeldesign efter test; diameter 9,5 mm.

Figur 4d: PE/imprægneret E-glas/vandspærrende tape kabeldesign efter test; diameter 15,5 mm.

Figur 4e: PE/imprægneret E-glas/PE/aramid kabeldesign efter test; diameter 8,8 mm.

Figur 4f: PE/aramid/PE/aramid kabeldesign efter test; diameter 21 mm.

Figur 4g: PE/PA12/aramid kabeldesign efter test; diameter 8,5 mm.

Figur 4h: PE/imprægnerede E-glastråde/PE/aramidkabeldesign efter test; diameter 15,7 mm

Figur 4i: PE/bølgepap/PE/aramidkabeldesign efter afprøvning; diameter 14,7 mm.

4. Konklusion

På baggrund af resultaterne af forsøgene har TNO konkluderet, at af de testede OFC-designs er det kun det korrugerede stål/aramid-design, der er fuldt gnaverresistent. Alle andre designs (forstærket med E-glas med eller uden imprægnering eller aramid, eller med en kappe af PA12) modstod ikke gnaverangreb tilstrækkeligt. Undersøgelsen viser tydeligt, at hvis der kræves gnaverresistens, skal man være særlig opmærksom på kabeldesignet.