防蝉自承式蝶形引入光缆简介

王鹏　李越　闫旭光　石玉龙

摘 要：文章主要针对自承式蝶形引入光缆遭蝉破坏的原因进行简单分析，并分别从光缆的材料和结构两方面开发防蝉自承式蝶形引入光缆。

关键词：防蝉措施；材料；结构

引言

现有自承式蝶形引入光缆，在树木密集的城区、郊区和农村敷设以后，易遭到在这些场所栖息的蝉类的破坏。蝉类直接附着在光缆外表面，侵蚀光缆，同时还会产卵，使光缆受到损坏。光缆被蝉损坏的实例国内虽尚无报道，但文献查获所知，在日本已有相关的实例报道。文章旨在通过对山东某地区今年3～5月对挂网正常运行已达半年以上的皮线引入光缆陆续出现网络不通故障现象的分析，提出光缆受损是遭蝉损坏的观点并提出相应解决方案，希望能为同行所借鉴。

1 光缆受损原因追溯

2015年3月份起，山东部分地区反应自承式蝶形引入光缆在敷设6-9个月后出现断纤现象，经对断纤处进行排查，发现断纤点处有直径约为0.9-1.1mm、深度约为0.8-1mm十分规则圆整的小孔，用光功率计测试，小孔处有光泄漏出。

针对光缆受损的现象及小孔形态，首先从生产流程、包装、运输等环节进行排查，未发现异常因素，并鉴于光缆已挂网正常运行达半年以上，我们推测光缆受损的环节可能出现在挂网运行阶段由某些外界因素造成的。

技术人员多次到现场勘察，不断向行业内的生产企业及检验院所进行咨询，并通过区域对比分析发现，事故集中发生在山东地区，且发生时间也相对集中在4-5月间，其它市场区域并未发现此现象。

针对性的查找了关于山东地区的气候、鸟类、昆虫类等情况，山东地区属温带季风气候，降水集中，雨热同季，春秋短暂，冬夏较长，年平均气温11℃-14℃；2015年4月10日山东地区温度已达到20℃以上，正是各种鸟类、昆虫类最活跃并进行繁殖的季节。

光缆受损现象会不会来自于某类昆虫的损害呢？在此思维驱动下，查找各类啄木鸟及各类昆虫的生活习性和气候条件，并发现中国通信学会2013年光缆电缆学术年会的一篇论文中有蝉对皮线引入光缆损坏的报道。报道原文引用日本情况描述，每年夏季，蝉严重破坏着日本西部地区的自承式引入光缆，它将通信用自承式引入光缆的黑色外护套当作枯萎的树干，将产卵管刺入光缆中，刺伤缆的外护套，甚至伤及光纤，影响正常的信息通信。这种损害的严重程度，与季节有很大的相关性，每年4、5月是损害事故的高发期。通过皮线引入缆损害发生的时间段及小孔形态与文献所述内容进行比对，我们认为山东地区光缆表面受损的原因应由产卵期的蝉所导致。

2 蝉钻洞过程简介

蝉在光缆上钻洞的过程如下：首先，蝉在光缆的表面选中位置，通过产卵管中间的刺在粗糙光缆表面反复摩擦，在摩擦作用下使光缆表面磨损形成一定的小孔，然后开始180°往复式旋转摩擦，通过锯齿状的产卵管将洞磨损扩大，直至洞的大小和深度适合产卵为止。

通过对蝉产卵过程的研究，可以获得防蝉的突破口，比如蝉钻洞前的摩擦使得缆的表面受损，可以通过改变材料的特性来提高；摩擦损伤还与接触面的大小有关，可以通过改变光缆外表面的结构实现。

3 防蝉措施

目前，光缆从城市到乡村覆盖面广，敷设在乡村与城乡结合处的光缆重复出现表面受损的可能性较高。如何去预防，将是光缆生产企业和用户需要共同面对的问题。

3.1 新材料引用

通过研究蝉的钻洞过程可知，使用耐摩擦的环保型阻燃热塑性聚氨酯（TPU）护套料可以有效的防止光纤受到蝉的损害。日本拓自达公司曾经做过普通聚乙稀护套料和聚氨酯护套料的对比耐摩擦实验，实验装置如图4所示。

在摩擦盘旋转1000圈后，聚乙烯磨损掉的平均护套厚度为0.48mm，聚氨酯0.09mm.在摩擦盘旋转2000圈后，聚乙烯磨损掉的平均护套厚度为0.65mm，聚氨酯0.14mm。结果表明，聚氨酯具有较强的耐摩擦性，不同摩擦次数时聚氨酯护套料的平均摩擦厚度仅为聚乙烯的1/5左右。同时还将两种材料制成的引入光缆做了蝉的破坏性实验。实验分为野外架空实验和笼子中固定实验两种，结果均表明聚氨酯具有较强的防蝉特性。

我公司开发了一种新型自承式蝶形引入光缆，外护套使用环保型阻燃热塑性聚氨酯；TPU）。此类TPU护套料是以聚氨酯弹性体树脂为基料，加入优质阻燃剂以及其他一些特殊助剂。经混合、塑化、造粒而制成的粒状料。具有卓越的韧性、耐磨性、耐油性。

相对使用普通护套料的吊线光缆，使用聚氨酯护套的吊线光缆更加耐磨，可以有效的防止光纤遭到蝉损害。

3.2 新结构开发

通过研究蝉的习性可知，蝉喜欢在凹槽处产卵，而蝶形引入光缆的光纤正好位于凹槽处，因此，容易造成光纤损坏。因此，改变蝶形引入光缆的结构可以有效的防止光纤遭到损害。我公司开发了三种新结构如下：

（1）将常规非自承式蝶形引入光缆进行外护，同时在一端平行位置放置一根金属吊线后挤包一层阻燃聚烯烃护套。

该光缆将蝶形光缆外护制成自承式光缆，巧妙的将蝶形缆的凹槽保护起来，且光缆的外护套厚度较厚，可以有效的防止光纤受到蝉的损害。

（2）该光缆去掉了常规蝶形光缆中的凹槽，并对光纤进行紧套，使蝉找不到熟悉的产卵场所，同时去掉凹槽增加了光纤处的护套厚度，可以有效的防止光纤受到蝉的损害。

（3）在上述结构的基础上，将凹槽开在钢丝加强件处，采用凹槽错开的设计，这样就解决了开剥难的问题，即使蝉在光缆上产卵，也很难伤及光纤。

总体来讲，防蝉自承式引入光缆的结构是为保证光纤不受蝉的损害，一方面可以允许蝉在缆表面钻洞，但是洞的最大深度不至于伤及光纤；另一方面可考虑提升蝉在缆的护套表面钻洞的抵抗防御力。

4 结束语

随着我国光缆建设重心正在由城市转向农村，农村“光改”建设的不断推进，研发用于不同环境的光通信产品，将成为光缆制造企业占据市场份额的重要筹码。作为光缆制造企业，必须从新材料和新结构上寻找出路。

参考文献

[1]王正刚，宋海燕，张卫强，等.浅谈我国防鸟光缆现状及未来发展方向[J].现代传输.

[2]王正刚，宋静静，张义军，等.蝉对FTTH用自承式引入光缆的损害及防护措施探讨[A].中国通信学会2013年光缆电缆学术年会论文集[C].

[3]李汉堂.环保型阻燃热塑性聚氨酯护套料[J].特种橡胶制品.