1. はじめに

情報の伝送と処理において、光ファイバーケーブル（OFC）は極めて重要な役割を果たします。OFCは電気通信とテレマティクスのハイウェイとみなされており、常に安全な接続を保証することが極めて重要です。しかしながら、OFCの耐用年数は、ネズミなどのげっ歯類によって脅かされることがあります。例えば、ネズミが容易に侵入できるダクト内にOFCが設置されている場合などが挙げられます。このような環境では、ネズミはダクト内で出口が塞がれるとOFCをかじったり攻撃したりする習性があるため、OFCを保護する必要があります。

最適なケーブル設計のために、ケーブルメーカーは補強特性とネズミの侵入防止特性を兼ね備えた材料を使用することを好みます。また、OFCは柔軟で軽量であり、直径が小さいことも求められます。誘電体OFCの補強材としては、主にアラミドと、それほど多くはないもののEガラスが用いられています。アラミドは、その比類のない機械的特性と化学的特性の組み合わせ、そして優れた加工性により、非常にコスト効率が高く、優れた性能と長期信頼性を備えたOFCを実現できるため、その使用は非常に人気があり、急速に増加しています。しかし、Eガラスとアラミドが十分なネズミの侵入防止効果を保証するのかという疑問がしばしば提起されてきました。OFCのエンドユーザーから明確な回答を得ることは困難でした。例えば、スイスのOFCエンドユーザーの経験では、Eガラスとアラミドの両方で補強されたケーブルがネズミによってひどく損傷を受け、正常に機能しなくなったケースがいくつかありました。げっ歯類からの保護に関する状況を明確にし、誘電体OFCの製造業者を支援するため、当社はスイスの顧客企業と協力し、独立系研究機関であるTNO（オランダの応用科学研究機関）に依頼して、実環境下で数種類のOFCのげっ歯類耐性を試験する研究を実施することにしました。

2. 実験

テスト設定

OFCのげっ歯類耐性をテストするために、TNOは、この研究のために特別に設計されたケージで飼育されたスプラーグ・ドーリーラットを使用しました。これらのケージは、2つの区画を接続するための円形の穴が設けられた仕切りによって2つの区画に分けられました（図1参照）。一方の区画は明るく、もう一方は暗くしました。試験中、ラットの餌が置かれている暗い区画への入り口は、テスト対象のOFCによって塞がれていました。げっ歯類は暗い環境を好むため、ほとんどの時間を暗い側で過ごします。したがって、ラットが暗い区画に入るための刺激は2つありました。テスト期間中、ラットは自由に水にアクセスできました。ラットがケージ内の環境に慣れた後、最初の試験が開始されました。

図1： 試験用ケージは2つの区画に分かれている。

実験開始時、3匹のラットを各ケージの照明付き区画に2日間収容し、その間、仕切りの穴は実験用のOFC設計によって塞がれていた（図2参照）。この期間の後、ラットは4日間別のケージに移され、その後さらに2日間、実験用ケージに戻された。

図2： 試験運用中の光ファイバーケーブルによって、仕切りの穴が塞がれている。

OFC設計の評価

9種類の異なるOFC設計について、げっ歯類耐性を評価した。これらの設計はすべて、OFC市場の大部分を占める設計群に属している。OFCは2つのカテゴリーに分類できる。

1. PE外被の下にアラミド糸またはEガラス（含浸の有無を問わず）を補強材として使用した標準的なOFC設計（図3a～3d）。

2. 齧歯類の攻撃に耐えるための特殊なOFC設計、例えば二重構造やPA12または波形鋼板を使用した構造（図3e～3i）。

図3a： 標準的なOFC設計の断面図。 図3b： 標準的なOFC設計の断面図。

図3c： 標準的なOFC設計の断面図。図3d： 標準的なOFC設計の断面図。

図3e： 特殊なOFC設計の断面図。図3f： 特殊なOFC設計の断面図。

図3g： 特殊なOFC設計の断面図。図3h： 特殊なOFC設計の断面図。

図3i： 特殊なOFC設計の断面図。

3．結果と考察

2日間ずつの2回の試験期間の後、げっ歯類の攻撃による損傷が調査されました。図4a～4iには、試験した各ケーブル設計の2枚の写真が示されています。上の写真は損傷が最も少ないOFC、下の写真は損傷が最も多いOFCを示しています。ケーブルのマクロ検査の結果は、9つのOFC設計間で損傷に明らかな違いがあることを示しています。しかし、写真からわかるように、波形鋼/アラミド設計を除くすべてのOFCは、長期的な伝送特性に影響が出る可能性があるような損傷を受けています。これは、PE/含浸Eガラス/防水テープ（図4d）およびPE/含浸Eガラスストランド/PE/アラミド（図4h）のOFC設計にも当てはまりますが、これらの設計では損傷はそれほど深刻ではありません。しかし、実際には、非家畜のげっ歯類を扱うため、げっ歯類が捕獲された場合、より攻撃的で執拗な攻撃を受ける可能性があります。したがって、TNOの試験結果に基づくと、試験された設計の中で、完全にげっ歯類に耐性があるのは波形鋼板／アラミド構造の設計のみであるという結論に至らざるを得ない。

OFCの齧歯類に対する耐性は、ショアD硬度が非常に高い非晶質ポリアミドまたはポリアミド共重合体製の外被を使用することによっても向上させることができます。したがって、ケーブル設計者には、波形鋼板（例：ゼタボン）または非晶質ポリアミドもしくはポリアミド共重合体（例：グリラミド）製の外被を使用することで、OFCの齧歯類に対する耐性を向上させることを推奨します。中でも、波形鋼板の使用が最適な選択肢であると考えられます。

光ファイバーケーブルの直径がげっ歯類に対する耐性に影響を与える、つまり、ある一定の直径を超えるとげっ歯類に対する耐性にプラスの影響が生じる可能性があるという示唆は興味深く、ケーブル設計者にとってさらなる研究が有益となる可能性がある。

図4a： 試作後のPE/アラミドケーブル設計；直径13.5mm。

図4b： 試作後のPE/含浸Eガラスケーブル設計；直径11.8mm。

図4c： 試作後のPE/Eガラスケーブル設計；直径9.5mm。

図4d： 試作後のPE/含浸Eガラス/防水テープケーブル設計；直径15.5mm。

図4e： 試作後のPE/含浸Eガラス/PE/アラミドケーブル設計；直径8.8mm。

図4f： 試作後のPE/アラミド/PE/アラミドケーブル設計；直径21mm。

図4g： 試作後のPE/PA12/アラミドケーブル設計；直径8.5mm。

図4h： 試作後のPE/含浸Eガラス繊維/PE/アラミドケーブル設計；直径15.7mm

図4i： 試作後のPE/波形鋼板/PE/アラミドケーブル設計。直径14.7mm。

4. 結論

試験結果に基づき、TNOは、試験した光ファイバーケーブル（OFC）設計のうち、波形鋼板／アラミド構造のみが齧歯類に対する完全な耐性を有すると結論付けた。その他の設計（含浸処理の有無にかかわらずEガラスまたはアラミドで補強したもの、あるいはPA12シースを使用したもの）は、齧歯類の攻撃に十分な耐性を示さなかった。この研究は、齧歯類に対する耐性が求められる場合には、ケーブル設計に特別な注意を払う必要があることを明確に示している。