光通讯基础知识

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1、光缆材料的质量评价（上）摘要木文介绍了光缆主要材料应具备的特性，如何评价材料的优劣，劣质材料对光缆的性能影响，以及在可靠性和寿命方面需要考虑的问题。涉及的材料包括护套材料、油膏、套管材料和金属包带等。关键词：光缆，材料，质量，可靠性刖言我们知道，光纤是传输光信号的载体，它可以传送超大容量的信号，然而光纤本身是脆弱的。传输的信息量越大吋，对载体的可靠性要求就越高。人们把光纤做成光缆，是对光纤的保护，光缆要适应不同的敷设环境，要能使用很多年。必须使用性能优良的材料，才能保证在使用期内对光纤的保护。光缆的基本设计原则是：1,提供适度的机械保护。

2、2,保证光缆适应长期恶劣的环境条件，热，氧,紫外线，化学物质等。3,保证成缆后光纤在运行时尽量少受应力，通常成缆光纤的长期残余应力不超过筛选张力的20%至25%。4,光缆应易于施工，敷设和维护，具冇较小的摩擦系数，易于开缆，接续简便。LU光缆的性能我们可以从两个大的方面来考虑，一是使用性能，二是可靠性。作为使用性能，包括光学特性、机械性能、环境性能等:Kunj-靠性则是基于对长期寿命的考虑。除了合理的光缆生产工艺和结构，材料性能的影响是很关键的，特别対于光缆的可靠性是至关重要的。因此对于光缆材料的选择，需要从多方面來平衡：机械强度是否对光

3、纤形成足够的保护；在各种气候条件卜性能的卜.降速度如何；是不是在牛产加工时具有可操作性；合理的成木；对环境的影响。在光缆发展过程中，沿用了一些电缆用的材料，如聚乙烯护套，汕膏，金属复合带等。针对光缆的特殊性，这些材料或多或少都做了改性。在光缆得以广泛应用的这20年中，材料也是在不断地发展变化。最近一段时间，国际和国内光缆市场急剧变化，价格不断下降。由此光缆制造的成木压力也不断增加。在过去，光纤在光缆的成本中山主导地位，通常山到70%,随着光纤价格的下降，其它材料的成木比垂越来越人。在光缆市场上，不同价格的光缆的成木存在着差别，那么所用材料

4、也可能有所不同。有些光缆产站，虽然可以通过光缆的出厂验收，但其所用原材料的站质上存在缺陷，会对光缆的可靠性带来潜在的问题。光缆的使用者，希望了解如何去识别材料的差界。本文将通过对光缆材料的一些重要性能指标的分析,來说明材料的质量差别如何來区分，一•种材料的质量好，它应该好在什么地方，会对提高光缆性能和可靠性起哪些作用。对于质量差的材料应该注意些什么指标，差的地方会对光缆性能和可靠性造成什么影响。高分子材料使用寿命的预测—从重量和占的体积來看，光缆中的大部分材料是高分子材料，高分子材料的使用寿命通常使用阿仑尼乌斯定理來预测⑵：k=A.exp

5、(-EZRT)其中k是高聚物反应速率（降解），A是常数，E是活化能，R是气体常数，T是绝对温度。将公式1对时间积分，可得到⑵£k.dt=£A.exp(-E/RT).dt公式2的左边代表在t时间内发生的反应或分子降解的数量。如果分子降解数冃达到临界值匾，高聚物就会失效。达到临界值亂所需的时间人被定义为高聚物的使用寿命。M€=£k.exp(-E/RT).dt从上式可以看出，高分了材料的使用寿命主要取决于材料的活性和使用环境。护套材料光缆的护套肓接与外界环境相接触，护套材料的选择需要考虑多方而的因素。聚乙烯分了结构为，-[CH厂曲丄-。它具有相

6、对密度小，化学稳定性好、耐水、介电常数小，电绝缘性能好等特点。简单的分子结构使其具冇良好的化学稳定性，加之具有合理的成本，从上世纪40年代起，聚乙烯就广泛地用于通信电缆护套材料。电信与线缆工艺的不断发展对护套材料的改进提出新的要求。而聚乙烯制造工艺的不断进步，包括催化剂和反应过程的技术进步，使得聚乙烯护套材料的性能能够满足这些新的需求。线缆行业使用的聚乙烯护套料主要有:LLDPE,MDPE,HDPE。其特性比较见图1、2从以上各项特性可见，MDPE和HDPE具有鮫咼的硕度、杨氏模量，较低的热变形、騎耗、透水率、热回缩和摩擦系数。早期的HD

7、PE护套料有回缩人，耐环境应力差，加工性能差等缺点。MDPE护套料则是结合了LLDPE和HDPE的优点，专为光缆开发的护套材料，具有更好的综合性能。近年來随着材料技术的发展，HDPE护套料的上述缺点也得到了很大的改进。因此，它们都是适于制造光缆护套的材料。【丄DPE由于一些性能上的弱点，在光缆生产中较少采用。聚乙烯光缆护套材料的耍求•加工性：聚乙烯应具有优秀的流变性能。适于不同的缆径，能达到一定的挤出速度。挤出后有良好的表面，不会因为材料不稳定的流变性而产生差的表面效果，如皱纹，竹节，起泡等。为了适应大规模生产，作为光缆的护套材料的批量间

8、性能的稳定性也是金关重要的。因为批量Z间的不稳定性而频繁调整挤出丄艺势必会影响光缆的最终性能。这里我们对比了分别采用聚合法和共混法生产的两种不同牌号的MDPE的熔体指数的批量分布，对以明显地看