通信電纜技術論文
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通信電纜技術論文范文第1篇
1.1網絡的發展對光纖提出新的要求
下一代網絡（NGN）引發了許多的觀點和爭論。有的專家預言，不管下一代網絡如何發展，一定將要達到三個世界，即服務層面上的IP世界、傳送層面上的光的世界和接入層面上的無線世界。下一代傳送網要求更高的速率、更大的容量，這非光纖網莫屬，但高速骨干傳輸的發展也對光纖提出了新的要求。
（1）擴大單一波長的傳輸容量
目前，單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s，并已開始進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD將提出一定的要求，2002年的ITU-TSG15會議上，美國已提出對40Gbit/s系統引入一個新的光纖類別（G.655.C）的提議，并建議對其PMD傳輸中的一些問題進行深入探討，也許不久的將來就會出現一種專門的40Gbit/s光纖類型。
（2）實現超長距離傳輸
無中繼傳輸是骨干傳輸網的理想，目前有的公司已能夠采用色散齊理技術，實現2000～5000km的無電中繼傳輸。有的公司正進一步改善光纖指標，采用拉曼光放大技術，可以更大地延長光傳輸的距離。
（3）適應DWDM技術的運用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系統已經運用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統已在開發并取得很好的進展。DWDM系統的大量使用，對光纖的非線性指標提出了更高的要求。ITU-T對光纖的非線性屬性及測試方法的標準（G.650.2）最近也已完成，當光纖的非線性測試指標明確之后，對光纖的有效面積將會提出相應指標，特別是對G.655光纖的非線性特性會有進一步改善的要求。
1.2光纖標準的細分促進了光纖的準確應用
2000年世界電信標準大會批準將原G.652光纖重新分為G.652.A、G.652.8和G.652.C3類光纖；將G.655光纖重新分為G.655.A和G.655.B兩類光纖。這種光纖標準的細分促進了光纖的準確使用，細化標準的同時也提高了一些光纖的指標要求（如有些光纖幾何參數的容差變小），明確了對不同的網絡層次和不同的傳輸系統中使用的光纖的不同指標要求（如PMD值的規定），并提出了一些新的指標概念（如“色散縱向均勻性”等），對合理使用光纖取得了很好的作用。所有這些建議的修改、子建議的出現及新子建議的起草，都意味著光纖分類及指標、測試方法有某些改進，或有重要的提升；都標志著要求光纖質量的提高或運用方向上的調整，是值得注意的光纖技術新動向。
1.3新型光纖在不斷出現
為了適應市場的需要，光纖的技術指標在不斷改進，各種新型光纖在不斷涌現，同時各大公司正加緊開發新品種。
（1）用于長途通信的新型大容量長距離光纖
主要是一些大有效面積、低色散維護的新型G.655光纖，其PMD值極低，可以使現有傳輸系統的容量方便地升級至10～40Gbit/s，并便于在光纖上采用分布式拉曼效應放大，使光信號的傳輸距離大大延長。如康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖利用了偏振傳輸和復合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統中，據稱很適合于拉曼放大器的開發與應用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，據介紹已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit／s、總容量10.2Tbit／s的記錄。還有一些公司開發負色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標的要求，并簡化了色散補償的方案，在長距離無再生的傳輸中表現出很好的性能，在海底光纜的長距離通信中效果也很好。
（2）用于城域網通信的新型低水峰光纖
城域網設計中需要考慮簡化設備和降低成本，還需要考慮非波分復用技術（CWDM）應用的可能性。低水峰光纖在1360～1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展，使CWDM系統被極大地優化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網的設計可能不僅要求光纖的水峰低，還要求光纖具有負色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以組合運用這種負色散光纖與G.652光纖或G.655標準光纖，利用它來做色散補償，從而避免復雜的色散補償設計，節約成本。如果將來在城域網光纖中采用拉曼放大技術，這種網絡也將具有明顯的優勢。但是畢竟城域網的規范還不是很成熟，所以城域網光纖的規格將會隨著城域網模式的變化而不斷變化。
（3）用于局域網的新型多模光纖
由于局域網和用戶駐地網的高速發展，大量的綜合布線系統也采用了多模光纖來代替數字電纜，因此多模光纖的市場份額會逐漸加大。之所以選用多模光纖，是因為局域網傳輸距離較短，雖然多模光纖比單模光纖價格貴50％～100％，但是它所配套的光器件可選用發光二極管，價格則比激光管便宜很多，而且多模光纖有較大的芯徑與數值孔徑，容易連接與耦合，相應的連接器、耦合器等元器件價格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標準，但由于局域網發展的需要，它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖，即50/125μm的標準型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接相應困難一些，雖然在部分歐洲國家和日本有一些應用，但在北美及歐洲大多數國家很少采用。針對這些問題，目前有的公司已進行了改進，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型（G1）光纖，區別于傳統的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，它將帶寬的正態分布進行了調整，以配合850nm和1300nm兩個窗口的運用，這種改進可能會為50/125pm光纖在局域網運用找到新的市場。
（4）前途未卜的空芯光纖
據報道，美國一些公司及大學研究所正在開發一種新的空芯光纖，即光是在光纖的空氣夠傳輸。從理論上講，這種光纖沒有纖芯，減小了衰耗，增長了通信距離，防止了色散導致的干擾現象，可以支持更多的波段，并且它允許較強的光功率注入，預計其通信能力可達到目前光纖的100倍。歐洲和日本的一些業界人士也十分關注這一技術的發展，越來越多的研究證明空芯光纖似有可能。如果真能實用，就能解決現有光纖系統長距離傳輸的問題，并大大降低光通信的成本。但是，這種光纖使用起來還會遇到許多棘手的問題，比如光纖的穩定性、側壓性能及彎曲損耗的增大等。因此，對于這種光纖的現場使用還需做進一步的探討。
2光纜技術的發展特點
2.1光網絡的發展使得光纜的新結構不斷涌現
光纜的結構總是隨著光網絡的發展、使用環境的要求而發展的。新一代的全光網絡要求光纜提供更寬的帶寬、容納更多的波長、傳送更高的速率、便于安裝維護、使用壽命更長等。近年來，光纜結構的發展可歸納為以下一些特點。
1）光纜結構根據使用的網絡環境有了明確的光纖類型的選擇，如干線網光纖、城域網光纖、接入網光纖、局域網光纖等，這決定了大范圍內光纜光纖傳輸特性的要求，具體運用的條件還有可依據的細分的標準及指標；
2）光纜結構除考慮光纜使用環境條件以外，越來越多的與其施工方法、維護方法有關，必須統一考慮，配套設計；
3）光纜新材料的出現，促進了光纜結構的改進，如干式阻水料、納米材料、阻燃材料等的采用，使光纜性能有明顯改進。
不同的場合和不同的要求造成了光纜的多結構的發展趨勢，新的光纜結構以及在現有結構上不斷改進的各種結構也在不斷涌現，出現了如下一些類型。
·“干纜芯”式光纜：所謂“干纜芯”即區別于常用的填充管型的光纜纜芯。這種纜的阻水功能主要靠阻水帶、阻水紗和涂層組合來完成，其防水性能、滲水性能都與傳統的光纜相同，但它具有生產、運輸、施工和維護上的一些優點。首先是方便，因為阻水材料不含粘性脂類，操作使用比較方便安全；其次，干式光纜重量輕、易接續、易搬運，設備投資小、成本低，生產使用中也顯得干凈衛生，在長期使用中還可減少纜芯中各種元件之間的相對移動。特別是在接入網室內纜和用戶纜中，好處更加明顯。
·生態光纜：一些公司從環境保護及阻燃性能的要求出發，開發了生態光纜，應用于室內、樓房及家庭。現有光纜中使用的一些材料已不符合環保的要求，如PVC燃燒時會放出有毒性氣體，光纜穩定劑中有時含鉛，都是對人體及環境有害的。2001年ITU-T已通過了一項L45建議——“使電信網外部設備對環境的影響最小化”建議，通過對光纜、電纜光器件及電桿等基于壽命周期怦估（LifeCycleAnalysis，LCA）的方法來確定產品對環境的影響。由于環境因素正日益受到重視，對通信外部設備，特別是光纜產品規定這樣的指標已提到日程上來，如果不在材料和工藝上下功夫就難以達到環保的要求。因此已有不少公司針對此類問題開發了一些新材料，如對室內用纜，開發了含有阻燃添加劑的聚酞胺化合物，以及無鹵性阻燃塑料等。
·海底光纜：海底光纜近年來有根快的發展，它要求長距離、低衰減的傳輸，而且要適應海底的環境，對抗水壓、抗氣損、抗拉伸、抗沖擊的要求都特別嚴格。
·淺水光纜（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：淺水光纜是區別于海底光纜而提出來的另一類結構的水下光纜，適合于在海岸邊上、淺水中安裝，無需中繼、通信距離比較短的水下（如島嶼間、沿海岸邊上的城市）敷設使用。這種光纜區別于海底光纜的環境，需要的光纖數不多（中等），但要求結構簡單、成本較低，易于安裝和運輸，便于修復和維護。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定義下的淺水光纜建議，為建設類似的水下光纜提供了一組規范，隨后也有可能形成相應的國際標準。
·微型光纜：為了配合氣壓安裝（或水壓安裝）施工系統的運用，各種微型的光纜結構已在設計和使用中。對于氣壓安裝的微型光纜，要求光纜與管道之間有一定的系數，光纜重量要準確，具有一定的硬度等。這種微型光纜和自動安裝的方式是未來接入網，特別是用戶駐地網絡中綜合布線系統很有潛力的一種方式，如在智能建筑中運用的智能管道中就非常適合這種安裝。
·采用了納米材料的光纜：近來，一些廠商已開發出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護套用聚乙烯（PE）及光纖護套管用納米PBT等材料。采用納米材料的光纜，利用了納米材料所具有的許多優異性能，對光纜的抗機械沖擊性能、阻水、阻氣性都有一定的改善，并可延長光纜的使用壽命。目前此類材料尚處于試用階段。
·全介質自承式光纜（ADSS）：全介質光纜對防止電磁影響及防雷電都有優良的特性，而且重量輕、外徑小，架空使用非常方便，在電力通信網中已得到大量的應用。預計2000～2005年，每年電力部門對ADSS光纜需求約15000km。ADSS同時也是電信部門在對抗電磁干擾及雷暴日高的敷設環境中一種很好的光纜類型的選擇。在今后一段時間內，如何在滿足要求的前提下，盡量減小ADSS光纜的外徑，減輕光纜的重量，提高其耐電壓性能是ADSS光纜研究改進的課題。
·架空地線光纜（OPGW）：OPGW已出現了很長一段時間，近年來一直在改進和提高之中。OPGW的光纖單元中采用PBT，于套管外面再加上一層不銹鋼管，有的還在塑料套管與不銹鋼管之間加上一層熱塑膠，不銹鋼管用激光焊接長度可達數十公里，光纖在這樣的多層保護管中得到了充分的機械保護。預計從現在到2005年，OPGW光纜的需求將會逐年上升，每年增加約2500km，到2005年預計可達到20000km。當然對OPGW光纖的防雷問題一直是業界十分關注的問題，也應配合具體環境和使用條件加以考慮，使之得到充分保護。
2.2光纜的自動維護、適時監測系統已逐漸完善，可保證大容量高速率的光纜不中斷傳輸
光纜的維護對于保證網絡的可靠性是十分重要。在已開通的光網絡中，光纜的維護和監測應該是在不中斷通信的前提下進行的，一般通過監測空閑光纖（暗光纖）的方式來檢測在用光纖的狀態，更有效的方式是直接監測正在通信的光纖。雖然ITU-T長時間收集和討論了國際上的最新資料，于1996年了L.25光纜網絡維護的建議書，對光纜的預防性維護和故障后維護規定了詳細的維護范圍和功能，但已經不能滿足當前的需要，目前最新的建議是2001年12月IUT-TSG16會議通過的“光纜網絡的維護監測系統”（L.40建議）。為了進一步縮短檢測及修復時間，美國朗訊公司曾提出了新一代光纖測試及監控系統，能在1s內發出故障告警，3min內找到故障點，且工作人員可以遙控操作，據稱該系統還將開發有故障預測及對斷纖（纜）的快速反應能力。日本、意大利等國電信企業也提出了一些系統方案。
·日本NTT方案：在局內運用光纖選擇器與系統的測試設備和傳輸設備相連形成了一種可對光纖狀況進行實時監測的系統，保證有用信號在通過光纖選擇器測試證明良好的光纖上傳輸，對有故障的光纖可以預選監測出來及時傳送到維護中心進行適當處理，避免不良狀況進入有用的光傳輸信道，從而起到在運行中對整個光通信系統的支撐作用；在局外通過水敏傳感器裝置可監測外部設備光纜線路接頭盒浸水的位置，水敏傳感器安裝在空閑的光纖上，水敏傳感器中裝有吸水性膨脹物，當水滲人接頭盒時，吸水性物質會膨脹使得接頭盒中的光纖受力，也就是使得這一空閑光纖彎曲，從而使光纖的損耗增加，在監測中心的OTDR上就會反映出來。
·意大利的方案：此方案是一種綜合處理的新型連續光纜監測系統。主要特點是將光纜網絡、光纖及光纜護套的監測綜合在一起，既利用了OTDR系統周期性地對光纖的衰減進行監測，發現有衰減變化即發出警報，并進行故障定位，同時也能連續監測光纜護套的完整性，包括護套對地絕緣電阻的監測，發現問題（如護套進水等）即馬上告警，達到更全面地預告故障發生的目的。
比較日本和意大利電信部門提出的光纜維護支撐系統的方案可見：日本方案在OTDR自動適時測試光纖的基礎上，加入了光纖選擇器，在外線上裝設水敏傳感器并進行護套監測，形成了一套較完整的自動維護、支撐系統，真正做到不中斷光通信的維護。意大利的方案中除監測光纖性能以外，還考慮了護套絕緣電阻的自動監測。由此兩例可以看出全自動的光纜維護應是一種發展方向。
3通信電纜的發展特點
3.1寬帶的HYA通信電纜需要更好地為數字通信新業務服務
原有的電纜網絡雖然可以支持一些數字新業務，但是在實際使用中并不是特別理想，在通信距離、速率及質量上仍有一定的限制。對于新的網絡當然是以光纖為主，對于光纖所不能達到的地方或因各種原因仍然要新建電纜網絡的地區，應該考慮新型寬帶結構的HYA電纜（銅芯聚乙烯絕緣綜合護套市內通信電纜），以便更能符合新業務發展的需要。一些公司對現有的電纜高頻特性作了測試，他們得到的結論是所研究的電纜（即現有的HYA市話電纜）不能達到5類電纜的技術要求，戶外電纜要實現j類電纜的特性，必須通過特殊的設計和制造來達到。但在20MHz以下，所有電纜都顯示出充分適宜的傳輸性能。
美國已在1997年制定了用于寬帶的對絞通信電纜標準（ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997），包括非填充和填充兩種型式。傳輸頻寬已擴展到100MHz，可供數字網絡使用。IEC對此問題也進行過較長時間的討論，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特頻率數字接入電信網絡的多對數電纜”提出了0.4～個0.8mm線徑、1～150對、最高頻率30MHz等指標的建議，此建議的提出也許會為這種電纜開辟一個新的空間，我國也開始了這方面的探討和研制，并正在建立相應的標準。
3.2超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統發展的超蟄
隨著智能化大樓、智能化建筑小區對寬帶布線的要求愈來愈高，超5類和6類電纜己逐漸成為布線系統中的主流。超5類電纜與5類電纜的頻帶都是100MHz，但其具有雙向通信的能力，用戶可以同時收發寬帶信息。因此超5類電纜比5類電纜在電阻不平衡性、絕緣電阻、對地電容不平衡性、傳輸速度等指標上都有提高，并且增加了近端串音衰減功率和等電平遠端串音功率等一些指標，因此在工藝和結構上要做一定的改進才能達到。6類電纜在超5類的基礎上，又提高了傳輸頻帶，達到250MHz，其相應的指標也有較大的提高。同時，6類電纜要求不但有嚴格的工藝，而且不少廠商在結構上也有一定的改進和創新，如采用泡沫皮絕緣芯線或皮泡皮絕緣芯線、骨架式結構隔離線對等都改善了電纜的高頻特性。
3.3物理發泡射頻同軸電纜及漏泄同軸電纜將具有較好的發展前景
由于移動通信的高速發展，無線電基路用物理發泡射頻同軸電纜，特別是超柔形結構的室內電纜、路由連結電纜都有了較大的市場需求。同時，隨著移動通信信號覆蓋面的不斷擴大，基站站數的增多，以及邊緣地區（電梯、地鐵、地下建筑、高層建筑室內等用戶）對移動信號的要求不斷提高，預計這類電纜將會有較好的發展前景。但對電纜指標的要求（如駐波比、屏蔽衰耗等要求）已明顯提高，要求電纜的工藝及結構應不斷改進，以與之適應。
4光纖光纜及通信電纜技術與產業發展中幾個值得思考的問題
4.1積極創新開發具有自主知識產權的新技術
雖然這幾年來，我國光纜電纜技術有很大發展，有一些具有自主知識產權的技術已在發揮作用，但是應該看到這種比例仍是很小的，國內有近200家光纖光纜廠，但大多產品單一，沒有自主的知識產權，技術含量較低，競爭力不強。有資料統計，1997～1999年國內企業申請光通信專利的有132件，其中光纖38件，光纜只有19件，而同期外國公司在中國申請光通信專利達550件，其中光纖光纜37件。還有資料報道：從1997年以來，國內光通信核心技術專利是90件，我國自主申請的只有9件，僅占10％。實際上我國的光纖光纜技術應該說與國際水平己差距下大，因此我們作為世界第二的光纜大國，應該把開發具有自主知識產權的技術作為我們工作的重中之重，爭取創造更多的光纖光纜專利。
4.2開發具有先進技術水平、與使用環境、施工技術相配套的新產品
電信網絡在不斷發展的同時也對光纜電纜產品不斷提出新的要求。不難發現，光纜的結構越來越依賴于使用的環境條件及施工的具體要求，在海底光纜、淺水光纜、ADSS及OPGW光纜的開發中，會對這一點有深刻的體會。而今后光纜建設的重點將會隨著接入網、用戶駐地網的建設不斷展開，新一代的光纜結構和施工技術也會基于如微型光纜、吹入或漂浮安裝及迷你型微管或小管系統的全套技術而有一系列新的變化，以便有限的敷設空間得到充分、靈活的利用。這當中也包含了若干光纜設計、制造工藝、光纖光纜材料、施工安裝方面的新的技術課題。一些國家或公司已取得了一些經驗，正逐漸形成新的系統技術專利。我國的用戶眾多，接入網和用戶駐地網具有很多的特色，對接入光纜也會有更多的要求，為我們研究和創新接入網和用戶駐地網光纜結構提供了很好的機會。應該說，多數光纜技術我們是跟在國外最新技術的后面，雖然緊跟了先進技術，但自我創新的成份太少。今后應當在這方面下些功夫，走自己的創新之路。在有中國特色的接入網及用戶駐地網中多采用一些有中國特色的光電纜產品。
4.3利用已有設備與技術,改善HYA市話電纜的相應特性,為數字業務提供更好的服務
對于已經敷設的銅電纜，我們只能在現有條件下盡量利用其特性開通數字新業務。而現有的HYA電纜，雖然亦可開通ADSL等一些新業務，但是容量有限，當ADSL數量增大到一定限度后還是會出現干擾問題，而且還會影響以前開通的業務。因此，對新敷設的銅電纜，希望能提出一些新的寬帶指標要求，為將來開通更多更好的新業務作好準備。現有的市話電纜生產廠商應深入研究自身的生產工藝，在不改變（或不大改變）生產設備的情況下，認真設計和精心制造，把現有電纜的技術水平提高一個檔次，以提供更寬頻帶的電纜，為更多更好地開拓數字新業務提供高質量的通道。
4.4改進光纜電纜的施工和維護方法
目前，為了適應城市施工的特點，國際上較重視不挖溝的方式施工光、電纜，采用小地溝或微地溝技術安裝光纜，同時對光纜網進行自動監測，保證光纜網絡不中斷通信維護。與此相適應的是需要開發相應的元器件、工具和設備，并且要在體制上作一些改進與之相適應。ITU對NH開發光纜用浸水傳感器、光纖自動測試時的光纖選擇器以及美國提出的1s告警、3min內定位的指標及意大利提出的光纖纖芯與光纜護套指標綜合監測等方案都十分重視。在現代化的光網絡中，這些方式已經起到明顯的作用。由此可見，為了保證光纜網絡工作的可靠性，在施工和維護中降低成本、節省勞力、節省時間，逐步推廣新的施工方法，逐步完善光纜網絡的自動監測維護系統和提高光纜網絡的不中斷維護水平已勢在必行。
4.5冷靜地審視當前電信市場的發展，促進光纖光纜和通信電纜產業的發展
2001年下半年以來，光纖光纜需求下降，這當然與世界電信行業的整體下滑以及寬帶網絡泡沫的破滅有很大關系，但更多的則是受到從1999年下半年起由于光纖緊缺而各大公司擴產過多的影響。據資料介紹，在2000年，全球光纖廠商的投資額達到26億美元，為1999年的6倍，按推算到2002年全球光纖的產能將達到1.65～1.75億光纖公里，遠遠超過了實際需求。加上當前電信基礎建設的不景氣，光纖過剩的現象不可避免。
光纖光纜及通信電纜的市場走勢雖然受到國際經濟大形勢發展的影響，特別是與整個電信行業的發展有密切的關系，但應看到，在擠出了網絡泡沫的水份之后，隨著光纖網絡從骨干網的擴建到接入網、城域網的擴散以及向用戶駐地網的不斷延伸，光纖光纜及寬帶數字電纜的市場必將增長。據KMI預計，2003年世界光纖市場將開始有較大的增長，而到2004年的市場規模將超過敷設量最高的2000年。
應該看到，信息通信業是一個充滿生機與活力的朝陽產業，網絡經濟有著強大的生命力，信息技術、網絡技術的發展，仍然是推動社會進步的重要動力，信息網絡化仍然是當今世界經濟、社會發展的強大趨勢。因此我們應樹立信心，在全球經濟好轉、通信市場復蘇及我國西部開發等有利條件下抓住機遇，促進光纖光纜和通信電纜技術與產業取得更大的進展。
通信電纜技術論文范文第2篇
[論文摘要]介紹無線列調電話在無漏纜區段明區間和隧道內弱盲區通信系統的組成,并結合工程實例介紹設計及安裝的相關問題。
一、引言
在大鄭線新立屯至通遼西區間增建第二線工程中,有相鄰的甲、乙、丙三個站,由于增建二線,乙站拆除,甲乙兩站相距12.2km,乙丙兩站相距13.4km,甲站出站1km處上下行線各有一座長約500m的隧道,此1km內有較大曲線和路塹。因乙站車站臺拆除,致使甲、丙兩站間的無線列調電話通信出現弱、盲區,目前解決明區間弱場的方式主要有布放中繼臺及布放光纖直放站兩種,前者造價較低,但由于空間波不易控制,后者需要鋪設光纖,適合站間距離長,同時造價相對較大,為解決弱、盲區通信問題,針對本工程實際情況,設計中明區間采用異頻中繼,隧道內采用無漏纜隧道中繼器及特制平板天線的方案,設備選用華通時空通信技術有限公司的產品。現將工程有關情況簡介如下。
二、系統組成
本無線列調系統為450mhz-c制式,弱場異頻中繼頻率為150mhz。
(一)明區間弱場中繼設備
明區間弱場中繼設備由wjj-11型首臺中繼器和wjj-12型尾臺中繼器組成,首臺設在丙車站,尾臺設在弱場區邊緣的原乙站,通過首尾中繼器的中繼及無線轉發功能,實現車站臺與弱場區機車臺的通信。wwW.lw881.com車站呼叫機車:站臺將呼叫機車的114.8hz信令調制到f1發射(f1為457.7mhz),首臺收f1解調出114.8hz再調制到f2發射(f2為151.7mhz。),尾臺收f2解調出114.8hz再調制到f1發射,車臺收f1解調出114.8hz后顯示被呼叫并發415hz回鈴信號,經相應操作,雙方通話。機車呼叫車站:為上述反向流程,呼叫車站信令為123hz。
(二)隧道內盲區中繼設備
wjs系列中繼器是解決無漏纜隧道內通信的專用設備,它由wjs-1型洞口中繼器、wjs-2型洞內中繼器、平板天線、連接洞內中繼器和平板天線的功分器、syv-50-9射頻電纜和連接兩中繼器的中頻隔離器、yzw2x4.0控制電纜組成。其中控制電纜內既傳輸中繼器所需的220v交流電源又傳輸含有呼控信令的中頻455khz,兩者通過中頻隔離器分開。隧道較短時洞內可不設中繼器,較長時可設2臺以上中繼器,1臺中繼器可帶多達5個平板天線。洞口中繼器設在洞口中繼房內,洞內中繼器設在隧道內適當地點的避車洞內,平板天線貼裝在洞壁上部,控制電纜、射頻電纜及功分器等設在洞壁上。其通信過程如下,車站呼叫機車:站臺將呼叫機車的114.8hz信令調制到f1發射,洞口中繼器收f1后解調出含有114.8hz信令的中頻455khz,中頻經控制電纜傳至洞內各中繼器再調制到f1經射頻電纜及功分器傳至平板天線發射,機車收f1解調出114.8hz后顯示被呼叫并發415hz回鈴信號,經相應操作,雙方通話。機車呼叫車站:為上述反向流程,呼叫車站信令為123hz。車站經首尾中繼器與隧道內機車的通信與上述類似。
三、設備配置
由于乙站拆除,在乙站新設wjj-12型尾臺中繼器一套,丙站除原車站臺外另設wjj-11型首臺中繼器,甲站原車站臺不變;上行線隧道的甲站側洞口設wjs-1型中繼器一套,負責甲站車站臺與上行線隧道內機車臺的通信中繼。因隧道較短,隧道內未設洞內中繼器,僅設平板天線3個、功分器2個,同時設相應的射頻電纜及中繼電纜;下行線隧道洞內設備與下行線隧道類似,下行側洞口設wjs-1型中繼器一套,乙站設尾臺中繼器一套,丙站設首臺中繼器一套,下行線隧道內機車臺經洞口中繼器、拆除乙站新設的尾臺中繼器、丙站首臺中繼器與丙站車站臺間的通信。
四、頻率選定和場強 計算
根據tb/t3052-2002規定,450mhz頻段c制式頻率選457.700mhz,異頻中繼頻率選151.700mhz。450mhz頻段機車臺接收機輸入電平中值設計值取28dbμv(其中,電臺最小可用電平10dbμv,起伏量11.5dbμv,儲備量6.5dbμv)。因無線列調的場強計算范圍內地球曲率的影響并不顯著,故用平面大地公式近似計算。
1.450mhz:接收點入口電平:v入=p1-l1+g1-l0-f+g2-l2。式中:p1為發射功率5w(144dbμv);l1為發射饋線損耗6dbμv;g1為發射天線增益13dbμv;l0為自由空間傳輸衰減;f為衰減修正因子;g2為接收天線增益0dbμv;l2為接收饋線損耗3dbμv。
自由空間傳輸衰減:l0=22+20lgd+20lgf。式中:d為收、發天線間距離(km);f為載頻頻率(mhz);l0=22+20lg13.4+20lg450=97.6dbμv。
平面大地傳播時衰減修正因子:f=22+20lgh1.h2.f/d=22+20lg25x4.8x
450/13400=34.1dbμv。
機車距車站13.4km時:v入=144-6+13-97.6-34.1+0-3=16.3dbμ。v不滿足28dbμv的要求,但可以達到中繼器的工作開門電平。
2.隧道內平板天線發射電平:(洞內中繼器輸出電平144dbμv[5w],射頻電纜衰耗0.05db/m,平板天線間距160m,增益1dbμv,功分器主路衰耗3db,支路衰耗3-25db可調。)最遠處天線發射電平:p=144-0.05×540-3×2+1=112dbμv,由遠至近調整功分器支路衰耗為12db、24db,則天線發射電平為112dbμv。因隧道內電波傳播受列車、洞壁構造、隧道截面及曲線等因素影響很大,工程中應據實測場強調整天線間距、功分器支路衰耗及中繼器輸出電平,使場強滿足要求。
五、設備安裝
丙站新建運轉室,車站臺及首臺中繼器設在的25米鐵塔上,天線塔設10ω防雷地線,電臺所需交流電源由通信機械室接引;拆除乙站利用原20米鐵塔,尾臺中繼器設在無人值守的中繼房內,電源采用太陽能供電。隧道口的洞口中繼器設在無人值守的區間中繼房內,電源采用太陽能供電。區間中繼房應特別注意高頻避雷器、系統工作地線及天線塔防雷地線的良好設置,以確保設備安全運行。隧道頻電纜掛設在洞壁上部的掛鉤上,平板天線及功分器設在洞壁頂部。平板天線間的距離160m左右,施工時根據隧道內場強實測情況進行調整。功分器主路衰耗3db,支路衰耗3-25db可調,愈靠近中繼器的支路衰耗愈大,使各天線的輸出電平基本一致。
六、小結
解決山區隧道等無線弱場是綜合性的工程,需要鐵路相關部門和生產廠家的共同努力。采用新技術的新型弱場覆蓋設備降低了投資,提高山區隧道等弱場區的通信質量。對于已經投入使用的設備應有改善措施解決存在的問題,挖掘系統潛力,滿足鐵路快速 發展 的需要。
通信電纜技術論文范文第3篇
關鍵詞：電力線網絡 防盜報警系統
1 電力防盜報警系統
電力防盜報警系統的保護對象一般有電纜、變壓器等，特別是戶外人煙稀少的地段更是防護的重點。由于電力線路是線網狀布設， 防護的地段十分分散，涉及的地理范圍比較廣泛，地形、環境復雜多樣，因此需要分地段設置多個探測器時刻監測電力線路的運行狀況。目前，常見的電力防盜報警系統均采用多個前端探測器對應一個監控中心的多對一模式，并且普遍采用無線報警網絡。如果系統使用無線電磁波通信方式，因為電磁波傳播距離是比較有限的，所以監控主機與各分機的安裝距離不宜太遠，系統的規模有限，不利于系統的擴容。隨著GSM和GPRS技術的成熟以及在各個領域的使用，提升了系統監控能力和擴大了其布防范圍。
2 電力防盜報警系統的常用檢測原理
早期在電力防盜方面只能采用比較簡單且沒有較高技術含量的專職人員巡檢和被動防御的方法。
被動防御法則各式各樣，如下拉鋼絞線防盜法。它是在電力輸電線路桿塔附近的電纜上搭接一定長度的裸露導線，垂下的裸露導線由于帶有同輸電線路同樣的電壓而迫使偷盜分子無法靠近電纜。隨著偷盜分子的摸索，很多時候根本不需要靠近電纜，如站在地面就能切割電力線路，所以它擁有明顯的缺陷。
隨著電子技術的發展應用，使用先進的電子儀器替代以前工作人員巡檢或被動防御是必然的趨勢。目前電子儀器檢測技術方法眾多，其中的電氣參數監測方法主要有電壓電流檢測法、電容探測法、微波感應探測法、電力線載波通信法等。
2.1 電壓電流檢測法 電壓電流檢測法就是通過檢測電纜是否帶電判斷電纜是否被盜割的一種方法。這種方法簡單可靠，但只適用于長期通電的電纜。監測電力線路是否帶電的檢測電路可以根據實際情況進行設計，實施方案應以安全、可靠、經濟為原則。根據實際情況，采用電壓電流檢測法，當電力線路被盜剪時，檢測點就會失電報警。檢測電纜是否帶電的電路多種多樣，實施方案針對不同的系統與實際情況而有所不同。
2.2 電容探測法 電容探測法是利用一對終端短路的空置電力線路，始端接于報警器的多諧振蕩器上，當電力線路正常時，振蕩器不起振，沒有信號輸出；當電力線路被切割時，由于兩固定平行導線間電容為定值，不同切割位置使得空置電力線路形成的電容容量大小和振蕩器輸出的信號頻率也不同，利用單片機對輸出的方波脈沖進行計算，可準確測知被切割方位。將該平行導線間形成的電容接入到由555時基芯片所組成的單穩態觸發器中，由單穩態觸發器的工作原理可知單穩態時間：T=1.1RC，式中R固定電阻；C農用電網線路線間的電容。當線路未被盜割時，C為一定常數C0，從而也為一固定值T0；一旦線路被盜割，發生變化，隨之也發生變化。因此，只要隨時監測值，并與固定值T0進行比較，就能發現電力線路是否被盜，并且可以推斷出盜割的位置。
2.3 微波感應探測法 微波感應探測法是利用微波感應原理，感應有效范圍內的物體并取得信號，進而告知監控人員可能發生盜竊的桿塔或線路的具體信息，同時進行現場語音警示。
微波感應器又稱為微波雷達，是利用電磁波的多普勒原理設計而成的。由于任何電磁波都具有反射特性，所以當微波感應器輻射出的一定頻率的電磁波碰到阻攔物時，就會有一部分電磁波被反射回來。如果阻攔物是靜止的，反射波的波長就是恒定的；如果阻擋物向波源運動，則反射波的波長比波源的波長短；如果阻擋物向遠離波源的方向運動，則反射波的波長比波源的波長要長。波長的變化意味著頻率的變化，微波感應器基于此原理，通過感應反射波的變化來判斷有無運動物體逼近或遠離波源。
微波感應法與電纜沒有直接接觸，并不判斷電纜是否斷電，而是將該裝置安放在桿塔上，通過微波方式檢測桿塔周圍有效區域內是否有運動的物體。它是一種間接的判斷方法，因此該設備不適合安裝在人或動物活動頻繁的區域，以免發生誤報。
2.4 電力線載波通信法 利用電力線路載波通訊監測電力線路是否被盜，是在被測電力線路上加載檢測載波信號，一旦電力線路被盜剪，信號傳輸中斷，報警器接收不到信號就會報警。
電力線載波通信法既是一種通訊方式也是一種檢測方式，它的檢測媒介是現有的電力線網絡，因此不需要額外增加通訊媒介，成本的節省是可觀的；由于電力線不傳遞其他信息，因此可以獨享檢測通道做到實時監視控制。電力線載波通訊法安裝簡便隨意、偵測方法隱蔽，而且不論電纜是否帶電均能監測，因而具有其他方法無法比擬的優點。
3 電力防盜報警系統通信方式
從國內外對電力防盜報警系統的研究來看，應用比較廣泛的通信方式主要有有線通信、無線通信以及電力線載波通訊等。
電話線通信已被電力部門廣泛應用于SCADA和繼電保護中。電話線利用電話網的現有資源，可以達到較高的波特率，而且容易實現雙向通信。但是，它難覆蓋眾多區域，在野外架設電話線很容易遭到偷盜分子的破壞。
無線電通信是指利用無線電波傳播信息的通信方式，可以用于傳送電報、電話、傳真、廣播和電視等。無線電波傳播時易受環境干擾，傳輸距離有限。對于分布廣泛的電力線路，需要防護點數量大而且比較分散，很難完全覆蓋。
全球移動通信系統是一個歐洲標準，但是卻取得了全球性的成功。基于GSM技術的電力線路防盜報警系統是將現代計算機技術和公共移動通訊網絡技術合為一體的一種新型監控報警系統。系統的中心點為監控指揮中心，由計算機網絡、數據庫和GSM短信平臺組成。當監控中心收到各個監控點上傳的信息和數據，就把它們存人數據庫并分發給相應的監控計算機，以實現對各個監控點監視的目的；同時，監控中心可以響應監控計算機發出的控制信息，并且把這些信息通過GSM網絡發送到相應的監控點上，從而達到對監控點設備進行控制的目的。監控中心與監控點通過GSM短信平臺實現彼此間的通信。當有報警信息需要發送時，與傳感器連接的短信平臺立即通過GSM網絡發送短信給監控中心短信平臺和值班人員手機；當與GSM通信機連接的短信平臺收到短信，就通過串口向監控指揮中心工作的計算機發出相關命令。計算機收到命令后，迅速對其進行處理，然后通過GSM網絡返回控制信息，交待處理結果。
通用分組無線電業務被設計來提供比GSM電路交換數據業務具有更高速率的分組交換數據業務。GPRS一般應用于需要傳輸大量數據的通信業務中，GPRS通信的特點是永久在線，業務按流量計費。如果信號不好，那么按流量計費無疑是昂貴的，在此情況下可以采用GSM的點對點數據傳輸方式。
參考文獻
[1]楊賢輝.基于電力線載波的電力電纜防盜系統研究.華北電力大學碩士學位論文.2007:1~27.
[2]裴冠榮.基于GPRS的電力鐵塔防盜監測系統.北京交通大學碩士學位論文.2007:1~3.
通信電纜技術論文范文第4篇
關鍵詞 礦用高壓電纜；在線監測系統；總體設計；監測子站
中圖分類號TM7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）103-0235-02
1電力電纜在線監測技術
電力電纜檢測技術是電力電纜狀態評估的基礎，國外在此方面起步較早，始于上個世紀中期，開始主要是定期試驗維修，即離線檢測。到七十年代，隨著電子技術、傳感器技術、信息處理技術和的網絡通信技術發展，才使得電力電纜的在線監測技術取得較大的突破，并逐步進入實用化階段，而隨后的數字技術的出現，使電力電纜的監測上了一個新的臺階。我國的電力電纜檢測技術始于上世紀八十年代，雖然起步有點晚，但在不斷發展和進步的同時也取得一些研究成果，如1989年，我國自主研制出第一臺電力電纜故障檢測儀。
為了避免事故發生，使煤礦能夠安全生產，電力部門會對有關部門進行電纜預防性試驗。預防性試驗分為非破壞性試驗和破壞性試驗兩種。非破壞性試驗是在不會破壞電纜絕緣前提下或較低的電壓下進行的相關試驗，通過電纜表現出來的各種特性間接判斷電纜的絕緣狀況；破壞性試驗也稱絕緣耐壓試驗，絕緣耐壓試驗通過現場模擬各種實際電壓以考驗其絕緣水平，此試驗對電纜本身具有不可逆轉的破壞性。
實踐經驗表明，預防性試驗對電力設備的安全運行起著至關重要的作用。但傳統的預防性試驗有著固有的缺陷，因為預防性試驗需要停電檢測，而許多重要設備又不允許輕易停電，況且停電后的設備狀態與運行中的狀態相比具有較大的差異，這也大大影響了判斷準度。除此之外，周期性的停電檢查不僅需要耗費大量的人力物力，而且由于不能實時在線監測，也不能保證電纜在檢修間隔期不出現故障。因此，十分有必要大力發展電纜在線監測技術。目前，國內外正在積極探索的幾種在線監測方法主要有諧波分量法 、直流成分法、介質損耗tgδ、交流疊加法、接地電流法、直流疊加法、局部放電法。
本論文以礦用高壓電纜為研究對象，根據一定的篩選原則對礦用高壓電纜在線監測系統進行構建，能有效提高系統預警的準確性和可信性。
2 礦用高壓電纜在線監測系統總體框架
本設計將礦用高壓電纜的監測系統分為監測子站、傳輸網絡和監控中心三大部分，單個監測子站就可以獨立完成數據采集、處理、存儲、現場報警顯示等功能，是整個系統的核心。其中，數據采集量應包括一系列參數（電壓、負荷電流、接地電流、局部放電溫濕度等），但由于條件限制，本系統僅選擇了溫度參量，若需采集其他數據，可直接在微處理器單元上開發接口，并增加相應的硬件電路和控制程序即可。
2.1 監測子站設計
我們采用如下方案來完成監測子站系統設計，首先選用DS18B20數字溫度傳感器采集溫度數據，MSP430F149單片機作為微處理器；然后由處理器對采集的信號按特定的算法做深度挖掘和分析處理；最后，微處理器根據數據處理結果一方面對現場情況進行數據存儲、顯示或現場報警顯示，另一方面將評估結論傳送給無線通信網絡，由監控中心接收。
2.2 系統軟件設計
本設計將系統的軟件設計分為監控中心運行管理程序和監測子站控制程序兩大部分。監控中心運行管理程序負責整個系統的管理、運行和維護，該程序運行在監控中心的上位機上。本設計將該程序分為主界面層和應用層兩大部分：主界面層為一個操作面板，可控制一些操作命令的發送，也可用于數據顯示；應用層主要包括系統設置和調試、數據查詢等。
監控中心的作用是接收來自監測子站的所有結論性數據，使工作人員可以實時了解整個系統的運行狀況。首先是由監控中心的工作人員發出啟動命令，系統便開始完成初始化工作，主要包括無線通信網絡的初始化，數據檢測系統初始化，數據處理系統初始化等；初始化工作完成后，工作人員可發送操作指令，操作指令通過無線傳感網絡傳送到各個監測子站；監測子站收到命令后，便開始運行監測子站控制程序，最后再由無線網絡將程序運行結果返回至監控中心。
監測子站控制程序主要作用是完成一個監測點的數據檢測，數據處理，現場報警顯示等工作。另外，監測子站作為無線傳感網絡的一個無線終端，還負責將程序運行結果通過無線網絡傳送至監控中心。
監測子站作為整個系統的核心，需要完成數據采集，數據傳輸，數據處理，算法實現等所有工作，所以監測子站的控制程序在本系統中地位十分重要。按照模塊化的設計要求，本設計將監測子站的控制程序分為五大部分，主要由數據采集模塊（接收溫度數據采集命令，然后檢測電纜表皮的溫度數據）、數據處理模塊、數據存儲模塊、結果顯示模塊、數據通信模塊等組成。
3 結論與展望
本文實現了礦用高壓電纜在線監測系統的設計，包括總體框架和監測子站的軟硬件設計。但由于條件限制，本系統僅選擇了溫度參量，若需采集其他數據，可直接在微處理器單元上開發接口，并增加相應的硬件電路和控制程序即可。由于篇幅限制，本文僅僅給出了礦用高壓電纜在線監測系統的設計方案，并未給出對收集到的數據的處理方法，按照目前我們的研究結果，對收集到的數據進行灰關聯分析會比較有效果，在以后的研究中，我們會從這一方面著手。
參考文獻
[1]張海龍.110～220KV XLPE電纜絕緣在線監測技術研究[D].武漢： 武漢大學，2009.
[2]李闖.損耗電流諧波分量測試系統的研制[D].黑龍江： 哈爾濱理工大學，2010.
[3]何俊佳.XLPE電纜主絕緣狀態檢測方法的研究[D].武漢： 華中科技大學，2005.
通信電纜技術論文范文第5篇
關鍵詞：拓撲結構；總線型；環型；星型；訪問控制方式
對于學習過一些計算機知識的人來說，“拓撲”這個詞應該不算陌生，對于常見的三種標準的拓撲結構——總線型、星型和環型也都會有所了解。“拓撲（Topology）是幾何學和圖論中的基本概念，用于描述點、線、面之間的幾何關系；計算機網絡技術中借用拓撲的概念來描述節點之間的相互關系，從而確定節點在網絡中的確切位置以及他與網絡中其他節點之間的相對關系。”大多數人對三種標準拓撲結構的認識都是從他們的物理布局開始的。正如名稱表示的那樣，總線型是網絡的所有計算機都通過一條電纜線互相連接起來；環型是每臺計算機都與相鄰的兩臺計算機相連，構成一個封閉的環狀；而星型是計算機通過各自的一條電纜與一臺中央集線器相連。
但學習網絡的拓撲結構不僅僅要明確他們的物理布局和簡單記憶各自的優缺點，更主要的是了解各種拓撲結構中數據流動的方式。通過對各種拓撲結構中訪問控制方式的深入認識，加強各類型的對比，從而進一步感悟各種網絡拓撲結構的優缺點。
下面是總線型、星型、環型三種標準拓撲結構中訪問控制方式的相關內容以及自己的一些理解和建議。
1總線型
總線型拓撲結構也稱點對點的拓撲結構，原因就是網絡中的每臺計算機均可以接收從某一節點傳送到另一節點的數據。看似簡單的數據傳輸方式卻有許多值得思考的地方，例如某一時刻在共用的信道上，可以同時發送幾個電子信號；假如某一時刻只能發送一個電子信號，那么怎樣決定發送權等等。
總線型網絡只有一條主電纜，該電纜僅能支持一個信道，所有計算機共享總線的全部容量。故而在某一時刻，只能有一臺計算機發送電子信號。同時電纜線上的其他計算機均在監聽傳送中的信號，但只有那個地址與信號地址相匹配的計算機才能接收電纜上的信號，而具有其他地址的計算機對此信號不做反應。
總線型拓撲結構的網絡一般采用分布式媒體訪問控制方法。傳統的總線型網絡采取競爭的方式獲得發送權，還有一種總線型網絡在物理連接上是總線拓撲結構，而在邏輯結構上則采用令牌環。“‘令牌’是一種控制標志，由“空閑”與“忙”兩種編碼標志來實現。
“‘邏輯結構采用令牌環’的實現是總線型網絡中的各個工作站按一定順序，如按接口地址大小，排列形成一個邏輯環。”只有令牌持有者才能控制總線，才有發送信息的權力。總線網中令牌的傳遞與環型網中令牌的傳遞相似，但由于是邏輯成環，所以控制電路對于真正的環型網絡稍顯復雜。
總線網結構簡單、布線容易、可靠性較高，易于擴充，但若主干電纜某處發生故障，整個網絡將癱瘓，且發生故障時不易判斷故障點。
2環型
環型拓撲中網絡的所有節點都連接在一條首尾相接的封閉式通信線路上，整個網絡既沒有起點，也沒有終點。在了解了總線型拓撲結構之后，我們不難想到環型拓撲就是把總線型拓撲中的首尾兩節點連接在起來。
與總線型相同，環型網絡在任一時刻最多也只能有一臺計算機發送數據，并且也采用分布式媒體訪問控制方法。環型網絡中的“令牌機制”使每個節點獲得數據發送權的機會均等。令牌處于空閑狀態時沿著環型網絡不停的循環傳遞。當一臺計算機需要發送數據時，其本身的系統就會允許他在訪問網絡之前等待令牌的到來，一旦他截取令牌，該計算機就控制了整個網絡。此時該計算機就會把令牌轉換成一個數據幀，該幀被網上的計算機依次驗證，直至達到目標計算機。目標計算機應答后會發送一個新的空的令牌，供其他需發送信息的計算機使用，進行新一輪的發送。
環型網絡控制簡單、信道利用率高、通信電纜長度短，缺點是擴展潛力有限，以及同總線網相似的，任何一個節點發生故障都可能導致整個網絡不能正常工作，且尋找故障點比較困難。轉貼于中國論文范文本文由中國論文范文收集整理。:
3星型
有人將星型拓撲結構形象地將比喻為一個由車軸和輻條所組成的車輪，車軸部分就是中央集線器hub。由此可以看出，星型拓撲結構的網絡屬于集中控制型網絡，整個網絡由中心節點執行集中式通行控制管理，各節點間的通信都要通過中心節點。因此，星形網采用集中式媒體訪問控制方法。
星型拓撲也是通過競爭方式獲得發送權。只是每一個要發送數據的節點都將要發送的數據發送中心節點，再由中心節點負責將數據送到目的節點。因此，中心節點相當復雜，而各個節點的通信處理負擔都很小，只需要滿足鏈路的簡單通信要求。中央節點有三項主要功能：“當要求通信的站點發出通訊請求后，控制器要檢查中央轉接站是否有空閑的通路，被叫設備是否空閑，從而決定是否能建立雙方的物理連接；在兩臺設備通信過程中要維持這一通路；當通信完成或者不成功要求拆線時，中央轉接站應能拆除上述通道”。
星型網絡結構簡單、容易實現、便于管理、連接點的故障容易監測和排除。但不難看出，中心結點是全網絡的瓶頸，中心結點出現故障會導致整個網絡的癱瘓。
參考文獻：
倪玉興.計算機網絡技術基礎第二章課件.2007
