光通讯基础知识

光缆材料的质量量评价（上上）摘要本文介绍了光缆缆缆主要材材料应应具备的的特性性，如何何评价价材料的的优劣劣，劣质质材料料对光缆缆的性性能影响响，以以及在可可靠性性和寿命命方面面需要考考虑的的问题。涉涉及及的材料料包括括护套材材料、油油膏、套套管材材料和金金属包包带等。关键词：光缆，材材料，质量，可可靠性前言

我们知知知道，光光纤是是传输光光信号号的载体体，它它可以传传送超超大容量量的信信号，然然而光光纤本身身是脆脆弱的。传传输输的信息息量越越大时，对对载载体的可可靠性性要求就就越高高。人们们把光光纤做成成光缆缆，是对对光纤纤的保护护，光光缆要适适应不不同的敷敷设环环境，要要能使使用很多多年。必必须使用用性能能优良的的材料料，才能能保证证在使用用期内内对光纤纤的保保护。

光缆的的的基本设设计原原则是：：11，提供适适度度的机械械保护护。2，保证光光缆缆适应长长期恶恶劣的环环境条条件，热热，氧氧，紫外外线，化化学物质质等。3，保证成成缆后光纤纤在运行时时尽量少受受应力，通通常成缆光光纤的长期期残余应力力不超过筛筛选张力的的20%至25%。4，光缆应应易于施工工，敷设和和维护，具具有较小的的摩擦系数数，易于开开缆，接续续简便。[[1]

光缆的的的性能我我们可可以从两两个大大的方面面来考考虑，一一是使使用性能能，二二是可靠靠性。作作为使用用性能能，包括括光学学特性、机机械械性能、环环境境性能等等；而而可靠性性则是是基于对对长期期寿命的的考虑虑。除了了合理理的光缆缆生产产工艺和和结构构，材料料性能能的影响响是很很关键的的，特特别对于于光缆缆的可靠靠性是是至关重重要的的。因此此对于于光缆材材料的的选择，需需要要从多方方面来来平衡：：机械械强度是是否对对光纤形形成足足够的保保护；；在各种种气候候条件下下性能能的下降降速度度如何；；是不不是在生生产加加工时具具有可可操作性性；合合理的成成本；；对环境境的影影响。

在光缆缆缆发展过过程中中，沿用用了一一些电缆缆用的的材料，如如聚聚乙烯护护套，油油膏，金金属复复合带等等。针针对光缆缆的特特殊性，这这些些材料或或多或或少都做做了改改性。在在光缆缆得以广广泛应应用的这这200年中，材材料料也是在在不断断地发展展变化化。

最近一一一段时间间，国国际和国国内光光缆市场场急剧剧变化，价价格格不断下下降。由由此光缆缆制造造的成本本压力力也不断断增加加。在过过去，光光纤在光光缆的的成本中中占主主导地位位，通通常占到到700％，随着着光光纤价格格的下下降，其其它材材料的成成本比比重越来来越大大。在光光缆市市场上，不不同同价格的的光缆缆的成本本存在在着差别别，那那么所用用材料料也可能能有所所不同。有有些些光缆产产品，虽虽然可以以通过过光缆的的出厂厂验收，但但其其所用原原材料料的品质质上存存在缺陷陷，会会对光缆缆的可可靠性带带来潜潜在的问问题。光缆的使用者，希希望了解如何何去识别材料料的差异。本本文将通过对对光缆材料的的一些重要性性能指标的分分析，来说明明材料的质量量差别如何来来区分，一种种材料的质量量好，它应该该好在什么地地方，会对提提高光缆性能能和可靠性起起哪些作用。对对于质量差的的材料应该注注意些什么指指标，差的地地方会对光缆缆性能和可靠靠性造成什么么影响。

高分子材料使使使用寿命的的预预测

从重量量量和占的的体积积来看，光光缆缆中的大大部分分材料是是高分分子材料料，高高分子材材料的的使用寿寿命通通常使用用阿仑仑尼乌斯斯定理理来预测测[22]：(1)

其中k是高聚聚聚物反应速速率率(降解)，A是常数，EE是活化能能，RR是气体常常数数，T是绝对温温度度。将公式1对时间间间积分，可可得得到 (22))公式2的左边代代代表在t时间内发发生生的反应应或分分子降解解的数数量。如如果分分子降解解数目目达到临临界值值Mc，高聚物物就就会失效效。达达到临界界值MMc所需的时时间间Tc被定义为为高高聚物的的使用用寿命。(3)))从上式可以看出出出，高分分子材材料的使使用寿寿命主要要取决决于材料料的活活性和使使用环环境。护套材料光缆的护套直接接接与外界界环境境相接触触，护护套材料料的选选择需要要考虑虑多方面面的因因素。聚聚乙烯烯分子结结构为为，-[CCHH2-CH2]n-。它具有有相相对密度度小，化化学稳定定性好好、耐水水、介介电常数数小，电电绝缘性性能好好等特点点。简简单的分分子结结构使其其具有有良好的的化学学稳定性性，加加之具有有合理理的成本本，从从上世纪纪400年代起，聚聚聚乙烯就就广泛泛地用于于通信信电缆护护套材材料。电电信与与线缆工工艺的的不断发发展对对护套材材料的的改进提提出新新的要求求。而而聚乙烯烯制造造工艺的的不断断进步，包包括括催化剂剂和反反应过程程的技技术进步步，使使得聚乙乙烯护护套材料料的性性能能够够满足足这些新新的需需求。线缆行业使用的的的聚乙烯烯护套套料主要要有：：LLDPPEE，MDPEE，HDPEE。其其特性比比较见见图1、2

图1

图2从以上各项特性性性可见，MMDDPE和HDPEE具有有较高的的硬度度、杨氏氏模量量，较低低的热热变形、磨磨耗耗、透水水率、热热回缩和和摩擦擦系数。早早期期的HDPPEE护套料有有回回缩大，耐耐环环境应力力差，加加工性能能差等等缺点。MMDDPE护套套料料则是结结合了了LLDPPEE和HDPEE的优优点，专专为光光缆开发发的护护套材料料，具具有更好好的综综合性能能。近近年来随随着材材料技术术的发发展，HDDPPE护套料料的的上述缺缺点也也得到了了很大大的改进进。因因此，它它们都都是适于于制造造光缆护护套的的材料。LLLLDPEE由于于一些性性能上上的弱点点，在在光缆生生产中中较少采采用。聚乙烯光缆护套套套材料的的要求求

加加工性：：聚乙乙烯应具具有优优秀的流流变性性能。适适于不不同的缆缆径，能能达到一一定的的挤出速速度。挤挤出后有有良好好的表面面，不不会因为为材料料不稳定定的流流变性而而产生生差的表表面效效果，如如皱纹纹，竹节节，起起泡等。为为了了适应大大规模模生产，作作为为光缆的的护套套材料的的批量量间性能能的稳稳定性也也是至至关重要要的。因因为批量量之间间的不稳稳定性性而频繁繁调整整挤出工工艺势势必会影影响光光缆的最最终性性能。这这里我我们对比比了分分别采用用聚合合法和共共混法法生产的的两种种不同牌牌号的的MDPEE的熔熔体指数数的批批量分布布，可可以明显显地看看出：这这两种种护套料料的批批量稳定定性水水平有很很大的的差异，AA材料在光光缆缆的生产产制造造过程中中挤出出参数可可保持持稳定，至至少少从加工工工艺艺这方面面，光光缆护套套的最最终质量量可得得以保证证。而而B材料的熔熔体体指数波波动很很大，在在挤出出光缆护护套时时，需不不断调调整工艺参参数数，这样样有可可能影响响到光光缆的最最终质质量的稳稳定。

图3，两种MDDPPE的批量量熔体指指数统统计(A为聚合法法，BB为共混法法)

回回缩：低低收缩缩是光缆缆护套套材料的的重要要参数之之一，未未受控制制的回回缩将使使光缆缆发生变变形，对对光纤造造成微微弯或宏宏弯损损耗。开开发低低回缩的的光缆缆护套料料也是是材料供供应商商致力发发展的的方向。就就材材料本身身而言言，影响响回缩缩的因素素有分分子量，分分子子量分布布，支支链长度度，支支链密度度等。另另外加工工过程程的热历历史也也会影响响成缆缆后护套套的最最终收缩缩。

机械性能能：：对于光光缆护护套来说说，机机械性能能方面面需要考考虑的的有屈服服强度度，抗拉拉强度度，断裂裂伸长长率，耐耐磨性性等。高高质量量的光缆缆护套套料，其其抗拉拉强度和和断裂裂伸长率率均远远远高于于国内内标准要要求的的12MPPaa和350％(MDDPPE)。最最为为重要的的的机机械性能能是批批量稳定定性和和老化前前后的的变化率率，以以下我们们对比比了光缆缆护套套料A和B的老化前前后后的机械械性能能，虽然然都可可以满足足要求求，但差差异是是明显的的。表1

MDPE护套料料料AMDPE护套料料料B抗拉强度(MMMPa))断裂伸长率(%%%)抗拉强度(MMMPa))断裂伸长率(%%%)老化前22.061522.2797老化后21.261519.5634老化前后变化率率率4%0%12%20%

耐侯性，耐耐耐环境性性和老老化性：：护套套材料直直接与与外界环环境相相接触，为为了了保证长长期的的的使用用寿命命，必需需考虑虑气候和和环境境的影响响。聚聚乙烯的的老化化和失效效可能能来自以以下几几个方面面：

热氧老化：热热热氧老化用用两两方面的的指标标来评估估，机机械性能能的老老化前后后变化化率前面面已有有论述，另另一一点是氧氧化诱诱导期OIITT，OIT与材材料料中抗氧氧剂的的含量，类类型型和分散散性密密切相关关。

紫外线：在聚聚聚乙烯护套套料料中，通通常是是采用添添加碳碳黑来吸吸收紫紫外线。其其阻阻挡紫外外线的的效果与与碳黑黑的含量量，适适当的颗颗粒大大小和类类型，及及其分散散程度度有关。其其测测量方式式为碳碳黑吸收收系数数：测试试方法法是将含含有碳碳黑的聚聚乙烯烯熔融后后压制制成约10μm厚的薄膜膜，用用紫外分分光光光度计测测定波波长3755nnm处紫外外光光的吸光光度，通通过计算算即可可得出碳碳黑吸吸收系数数值。一一般技术术要求求该值要要大于于400。在在聚聚乙烯护护套料料的生产产过程程中，如如果混混合的工工艺不不过关，碳碳黑黑吸收系系数是是不容易易达到到要求或或是不不稳定的的。我我们曾经经检测测到某些些护套套料样品品的碳碳黑吸收收系数数低于30000。对这样样的的材料在在光缆缆敷设后后就可可能在抗抗紫外外线老化化方面面存在隐隐患，特特别是应应用于于架空光光缆时时。环境应力开裂：：：聚乙烯烯塑料料在含有有皂类类、保湿湿剂、油油或洗涤涤剂的的环境中中受到到应力时时，就就会表现现处机机械性能能失效效而表面面发生生开裂。耐耐环环境应力力开裂裂的测试试方法法是将聚聚乙烯烯护套料料制成成1.755--2.00mmm厚的试片片，在在其表面面刻出出0.3--00.4mmm深深的刻痕痕，将将试片弯弯曲于于试样架架中；；然后浸浸泡于于50±00..5°CC的10%%Igeepaal（表表面面活性剂剂）水水溶液中中保持持一定的的时间间，观测测出现现第一个个裂纹纹的时间间。通通常的标标准要要求为大大于996小时。而而现有材材料厂厂商提供供的指指标有966hh,55000h,和10000hh。不同牌牌号号的产品品之间间，在耐耐环境境应力开开裂的的水平上上还是是存在着着很大大的差别别。我们可以看出，作作为光缆最终终的保护层，光光缆护套料的的要求是多方方面的而且是是非常严格的的。既要适应应许多不同的的复杂的气候候环境，又要要保证长期（至至少25年）的稳稳定。可以这这样说，线缆缆的护套材料料是聚乙烯众众多的应用领领域中可靠性性要求最高的的地方之一。然然而类似于BB样品这样的的材料，在目目前国内的光光缆行业中不不乏使用者，需需要引起光缆缆用户的重视视油膏

油膏膏膏按其在在光缆缆结构中中的位位置分为为纤膏膏和缆膏膏。纤纤膏在松松套管管内，直直接与与光纤接接触，缆缆膏则在在套管管外。油油膏在在通常状状态下下是半固固体，在在剪切力力作用用下流动动性增增强(触变性)。油膏的的性性能主要要从以以下几个个方面面来考虑虑：

相容性性性：相容性性是是考察油油膏长长期与光光缆中中的其它它物质质相接触触时，是是否对其其它材材料产生生溶胀胀而降低低性能能，是否否对其其它材料料造成成腐蚀。虽虽然然相容性性与被被考察的的两种种材料的的化学学结构和和化学学成份都都有关关，但由由于油油膏的成成份相相对光缆缆中的的其它材材料而而言更复复杂；；而且有有一定定的流动动性，可可与其它它材料料充分接接触，所所以在考考虑光光缆中材材料的的相容性性时，油油膏是相相当关关键的。表表22为光缆材材料料的相容容性关关系。表2

光纤涂层及着色色色层或带带纤树树脂套管材料金属包带护套纤膏√√

缆膏

√√√

相容性试验验验时将其其它材材料浸在在油膏膏中，在在高温温下保持持一段段时间，经经过过加速老老化，然然后测试试材料料的溶胀胀程度度和其它它性能能的变化化，如如机械性性能等等。

保证证证油膏与与其它它材料的的相容容性，除除了大大量的试试验外外，保证证油膏膏的配方方合理理和配料料稳定定以及生生产过过程的严严格控控制是很很关键键的。因因为纤纤膏与光光纤直直接接触触，为为避免对对光纤纤造成不不可预预期的影影响，纤纤膏一般般都使使用合成成油作作为基质质。

触变变变性：触变变性性是油膏膏最基基本的物物理特特性，当当施加加外力时时，油油膏在剪剪切力力的作用用下，粘粘度下降降，呈呈流动性性，但但外力去去除后后，经过过一段段时间，粘粘度度增加，又又恢恢复到不不流动动的状态态。触触变性对对于油油膏的重重要性性在于：：光缆缆生产过过程中中，油膏膏在剪剪切力作作用下下，应具具有足足够的流流动性性，以便便于充充满光缆缆内的的缝隙；；成缆缆后，油油膏应应保持相相当稳稳定，温温度升升高时不不滴流流，低温温时不不变硬变变脆，使使光纤受受力。

其它性能：

滴点：一定定定的滴点点主要要保证光光缆的的滴流性性能。通通常光缆缆要求求70℃下不滴流流，而而多数油油膏的的滴点在在1550℃以上。

锥入度：常常常温下，锥锥入入度应该该是考考核油膏膏批量量一致性性的参参数。而而低温温锥入度度应足足够大以以保证证在低温温下油油膏不会会对光光纤产生生负面面的作用用力。

析油和挥发发发量：油油膏成成份稳定定性的的指标。油油膏膏是一种种混合合体，在在光缆缆使用和和运行行过程中中液体体组分不不应分分离出来来。所所以油膏膏除了了需要良良好的的胶体配配方外外，还应应注意意控制低低分子子量油类类成份份的含量量。

闪点：安全全全性指标标，低低的闪点点意味味着易燃燃。

粘度：单一一一条件下下的粘粘度只是是个批批量一致致性指指标。对对于光光缆用的的油膏膏来说，不不同同温度下下的粘粘度----剪切力力曲线是是很重重要的，它它可可以从另另一面面反映油油膏的的触变性性能。粘粘度曲线线的稳稳定也有有利于于光缆制制造过过程的工工艺控控制。

氧化诱导期期期：抗老老化性性方面的的指标标。

吸水时间：：：吸水型型缆膏膏吸水速速度的的指标。

酸值：油膏膏膏含酸性性物质质的量化化指标标。

关于析氢氢损是造成光纤纤纤衰减增增加的的一个危危险因因素。特特别是是光纤油油膏直直接与光光纤接接触，所所以人人们对油油膏的的析氢非非常重重视。其其实在在正常情情况下下，在所所有的的光缆材材料中中，油膏膏产氢氢的可能能性和和量相对对来说说都是相相当小小的，我我们知知道，油油膏的的主要成成份是是基础油油和二二氧化硅硅,他们都是是比比较惰性性的材材料。要要从正正常的油油膏产产品中产产生氢氢分子是是不太太容易的的。如如果油膏膏生产产过程中中原材材料和工工艺控控制不严严格，引引入了成成分不不明的化化学物物质，会会增加加产氢的的可能能性。由于种种原因，一一段时间以来来，一提到氢氢损就联想到到油膏。然而而这样会使我我们忽略一些些真正危险的的产氢物质。基基本的化学知知识告诉我们们，最简单的的产生氢气的的方法有两种种：一是比较较活性的金属属与酸反应（公公式4），二是两两种有电位差差的金属在酸酸性环境中，哪哪怕是弱酸性性的环境中的的电化学反应应，如图4。所以对于于氢损，我们们更应该对光光缆中的金属属，以及光缆缆结构可能产产生酸性环境境的因素加以以注意。(4))

图4所以油膏在其原原原材料成成份清清楚并严严格控控制的前前提下下，其产产氢的的量和可可能性性将远远远小于于光缆中中的金金属元件件的作作用。值值得注注意的是是，油油膏如果果酸值值过大的的话，将将使金属属元件件产生氢氢气的的可能性性增加加。金属复合带金属复合带在光光光缆原材材料成成本中占占较大大的比重重。光光缆中的的金属属复合带带分为为钢塑复复合带带和铝塑塑复合合带。金金属复复合带由由中间间的金属属带基基和两面面的聚聚合物薄薄膜((通常为EAAAA)组成。金金属复合合带的的性能要要求主主要有以以下几几个方面面：机械性能：金属属属复合带带需要要一定的的强度度和延伸伸率，金金属复合合带的的强度主主要是是由金属属带基基提供，而而延延伸率也也是考考核的金金属带带基的延延伸率率。粘接性能：这有有有三个方方面的的含义：：一是是金属复复合带带可以与与聚乙乙烯护套套粘合合，二是是金属属带在纵纵包时时搭接处处需要要自粘，三三是是聚合物物薄膜膜与金属属带基基的粘合合强度度。金属属复合合带的粘粘接性性能主要要与聚聚合物薄薄膜所所用材料料的性性能有关关。相容性和抗腐蚀蚀蚀性：由于于光光缆中有有油膏膏存在，金金属属复合带带会长长期与油油膏接接触，这这就需需要考虑虑与油油膏的相相容性性。而相相容性性所观察察的对对象是看看在油油膏中金金属带带基与聚聚合物物薄膜是是否会会起泡或或分层层。抗腐腐蚀性性是指复复合带带在酸性性或碱碱性环境境中会会不会分分层或或对金属属带基基造成腐腐蚀。

金属复合带的的的各项性能能与与其原材材料的的选用密密切相相关。比比如复复合钢带带的带带基，通通常用用镀铬钢钢带，镀镀铬层的的特点点是1，在潮湿湿大大气中很很稳定定。2，在一般般酸酸性环境境中很很稳定。这这是是因为金金属铬铬本身在在大气气中极易易氧化化成一层层极薄薄的钝化化层。试试验和长长期的的使用证证明，镀镀铬钢带带用在在光缆复复合带带中的相相当稳稳定可靠靠的。

也有光缆厂家家家采用成本本相相对较低低的镀镀锡钢带带为带带基的复复合钢钢带。钢钢基镀镀锡板在在干燥燥洁净的的大气气中具有有良好好耐蚀性性，但但镀锡层层表面面的孔隙隙是不不可避免免的，因因此在潮潮湿大大气和表表面凝凝露或浸浸水条条件下，易易形形成微电电池发发生腐蚀蚀，尤尤其是在在酸性性或有微微量盐盐份存在在的环环境中，腐腐蚀蚀速度相相当快快。所以以镀锡锡钢带往往往不不能通过过光缆缆用金属属复合合带标准准所规规定的耐耐腐蚀蚀性试验验。而而且由于于Fee和Sn之间的的电电位差，腐腐蚀蚀过程中中微电电池的形形成，也也极大增增加了了氢气生生成的的风险。

我们们们用同一一厂家家生产的的分别别采用镀镀铬钢钢带和镀镀锡钢钢带为带带基的的复合带带，按按照YD//TT7223..1-994标标准检测测其抗抗腐蚀等等级。将将镀铬钢钢带AA和镀锡钢钢带带B浸泡于0..11moll/LL盐酸中200天，结果果镀铬钢钢带AA仅边缘有有少少量腐蚀蚀，而而镀锡钢钢带BB锈蚀严重重，薄薄膜完全全脱落落。表3抗腐蚀等级要求结果镀铬钢带A≥78镀锡钢带B≥70

在目前前前国内市市场的的成本压压力下下，如样样品BB这类的复复合合钢带在在为数数不少的的光缆缆厂中还还在采采用，甚甚至包包括一些些大的的光缆厂厂家。对对光缆品品质有有着严格格要求求的用户户，需需要最基基本的的原材料料性能能以控制制，以以确保光光缆在在漫长的的使用用期内的的正常常运行。

同种材材材质的带带基，不不同的品品牌之之间也有有很大大的质量量差异异。除了了机械械性能的的差异异之外，通通常常质量较较差的的金属带带会表表现在均均匀性性差，缺缺陷较较多，在在生产产制造过过程中中易断裂裂。

聚合物薄膜也也也有不同的的成成份，如如EAAA膜、PE膜及PE//EEAA复合合膜膜等，当当然也也存在着着质量量差异。套套管管材料

套管是光缆制制制造过程中中对对光纤的的第一一道机械械保护护层。按按照光光缆的设设计原原则，成成缆后后光纤在在运行行时尽量量少受受应力，这这就就需要选选用适适当的套套管材材料并加加以合合理的工工艺控控制，以以对光光纤加以以足够够的机械械保护护，并形形成合合理的光光纤余余长。目目前通通用光缆缆所采采用的套套管材材料有PBBTT、PP单层，PPP//PC双层层。与与光缆中中的其其它聚合合物材材料一样样，热热氧老化化是可可靠性方方面首首先考虑虑的因因素之一一，这这也是通通过OOIT和老老化化前后机机械性性能变化化来控控制。所所不同同的是，套套管管两面都都与油油膏接触触，所所以在对对套管管材料进进行老老化性能能试验验时还需需要引引入油膏膏的因因素。另另外，光光缆接续续时套套管要在在接头头盒内作作盘留留，这时时套管管长期外外于弯弯曲状态态，受受到弯曲曲应力力。套管管在应应力状况况下的的老化也也有相相应的试试验方方法：将将套管管弯曲成成一定定的半径径的圈圈，再进进行加加热老化化，观观察老化化后套套管是否否会出出现开裂裂。

PBT由于在在在聚合物物材料料中有较较高的的弯曲模模量和和优秀的的机械械强度，在在工工程塑料料中相相对容易易的挤挤出加工工性，在在早期就就被选选作光缆缆套管管材料。但但在在初期，PPBBT有两个个不不易克服服的缺缺点：水水解和和回缩。水解：PBT合合合成过程程会在在分子链链的端端头留下下羧端端基---CCOOHH，假假如未加加保护护的PBTT松套管管暴露在在湿热热环境下下，存存在的水水分会会对PBTT其水解解作用，结结果果导致分分子量量下降，随随着着分子量量下降降至一定定程度度，水解解后的的PBT树脂脂主主要出现现脆化化、丧失失韧性性、以及及易于于开裂等等。见见下图5::

图5回缩：PBT是是是高结晶晶性的的聚合物物，加加工后的的二次次结晶会会造成成套管回回缩，余余长难于于控制制。套管管的回回缩会持持续到到光缆敷敷设后后。特别别是在在温差较较大的的地区，架架空空敷设的的光缆缆在反复复的温温度变化化过程程中充分分结晶晶，其极极大的的后收缩缩曾引引起光缆缆变形形，衰耗耗上升升，甚至至断纤纤，给通通信造造成潜在在的危危害。所以PBT的生生生产厂商商一直直在致力力于光光缆套管管用PPBT的改改性性。抗水水解性性和回缩缩性得得到了很很大的的改善。因因为为PBT的改改性性需要先先进的的合成工工艺，在在国内市市场上上有多种种不同同的光缆缆套管管用PBTT，这些些材料的的质量量是存在在较大大差异的的。另外，光缆的结结结构和制制造工工艺也对对套管管回缩的的控制制起着至至关重重要的作作用。

PP/PC双双双层套管管则从从根本上上解决决了水解解和回回缩的问问题。首首先这两两种材材料都没没有产产生水解解的基基团。其其次PPC是完全全非非结晶的的材料料，没有有回缩缩产生。

单层的PP主主主要用于较较大大尺寸的的套管管，如光光纤带带光缆，这这需需要填充充与PPP相容的的专专用油膏膏。

加强芯

加强芯芯芯是光缆缆中的的主要受受力元元件，它它决定定了光缆缆的拉拉伸性能能。加加强芯应应具有有高的杨杨氏模模量，较较小的的密度，在在国国内光缆缆行业业中，加加强芯芯通常采采用高高模量钢钢丝，玻玻纤增强强塑料料GRP也越越来来越多地地得到到应用。钢钢丝丝和GRPP的物理理性能比比较见见下表：：表4

钢丝GRP杨氏模量（GPPPa）180-2000045-55抗张强度(((MPa))1500-2000001000-155500密度(g/cccm3)7.82.0

GRRRP重量轻轻，不不导电，在在国国内主要要用于于全介质质光缆缆的生产产。采采用GRPP为加强强芯的光光缆的的成本要要高于于钢丝加加强芯芯光缆，这这是是因为一一方面面GRP价格格更更高，另另一方方面它的的模量量低，为为了满满足同样样的光光缆机械械性能能设计要要求，采采用的GRRPP的直径要要比比钢丝粗粗，或或需辅以以芳纶纶纱。但但在欧欧美，由由于全全介质结结构的的光缆重重量轻轻，耐腐腐蚀，除除了可防防强电电，防雷雷的优优点，还还便于于敷设安安装，其其使用的的比例例要高于于国内内。

为了满足光缆缆缆的可靠性性，钢钢丝的性性能要要考虑以以下几几个方面面：机械性能：钢丝丝丝应有足足够高高的模量量，因因为光缆缆的拉拉伸特性性是根根据钢丝丝的模模量和直直径来来计算的的。一定力值F下的的的光缆应应变(555)E是钢丝模量，AA是钢丝截截面积。实实际上，光光缆用的加加强芯钢丝丝模量一般般在1800-2000GPa之之间，相对对变化不大大。有时候候，不同的的用户对光光缆承受张张力的要求求不一样。例例如，对于于管道敷设设的光缆，标标准要求在在短期张力力为15000N。有有的用户要要求为30000N，满满足这两种种要求的光光缆所用的的钢丝的截截面积是不不一样的，后后者应是前前者的一倍倍。

耐腐蚀性：对对对于钢丝的的防防腐蚀，有有三三种方式式：镀镀锌、磷磷化和和用不锈锈钢丝丝。显然然不锈锈钢丝的的效果果最好，但但价价格昂贵贵。镀镀锌就是是在钢钢丝表面面镀一一层金属属锌，磷磷化就是是对钢钢丝进行行磷化化处理，在在表表面形成成一层层磷酸盐盐保护护层。镀镀锌钢钢丝已较较少采采用。主主要原原因在于于其产产氢的潜潜在危危险：金金属锌锌和金属属铁之之间有明明显的的电位差差，有有潮汽的的条件件下可以以在钢钢丝表面面形成成微电池池，电电离出氢氢气。在在酸性条条件下下产氢的的速度度将大大大加快快。而磷磷化层层则没有有这种种可能。磷磷化化钢丝的的抗腐腐蚀性能能与磷磷化层配配方，磷磷化工艺艺，磷磷化层的的厚度度和均匀匀性有有关。钢钢丝生生产者对对这些些参数都都应有有严格的的控制制和测试试。另另外，钢钢丝最最终的抗抗腐蚀蚀性也应应经过过测试。

缺陷：如果钢钢钢丝的制造造过过程没有有得到到严格的的控制制，钢丝丝的局局部有缺缺陷，这这样就形形成局局部的薄薄弱点点，可能能在缺缺陷处断断裂。材料供应者的质质质量保证证体系系好的原材料品质质质，是生生产出出高质量量的光光缆的必必要条条件