通信电缆技术论文

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通信电缆技术论文范文第1篇

1.1网络的发展对光纤提出新的要求

下一代网络（NGN）引发了许多的观点和争论。有的专家预言，不管下一代网络如何发展，一定将要达到三个世界，即服务层面上的IP世界、传送层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。下一代传送网要求更高的速率、更大的容量，这非光纤网莫属，但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。

（1）扩大单一波长的传输容量

目前，单一波长的传输容量已达到40Gbit/s，并已开始进行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上传输对光纤的PMD将提出一定的要求，2002年的ITU-TSG15会议上，美国已提出对40Gbit/s系统引入一个新的光纤类别（G.655.C）的提议，并建议对其PMD传输中的一些问题进行深入探讨，也许不久的将来就会出现一种专门的40Gbit/s光纤类型。

（2）实现超长距离传输

无中继传输是骨干传输网的理想，目前有的公司已能够采用色散齐理技术，实现2000～5000km的无电中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标，采用拉曼光放大技术，可以更大地延长光传输的距离。

（3）适应DWDM技术的运用

目前32×2.5Gbit/sDWDM系统已经运用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系统已在开发并取得很好的进展。DWDM系统的大量使用，对光纤的非线性指标提出了更高的要求。ITU-T对光纤的非线性属性及测试方法的标准（G.650.2）最近也已完成，当光纤的非线性测试指标明确之后，对光纤的有效面积将会提出相应指标，特别是对G.655光纤的非线性特性会有进一步改善的要求。

1.2光纤标准的细分促进了光纤的准确应用

2000年世界电信标准大会批准将原G.652光纤重新分为G.652.A、G.652.8和G.652.C3类光纤；将G.655光纤重新分为G.655.A和G.655.B两类光纤。这种光纤标准的细分促进了光纤的准确使用，细化标准的同时也提高了一些光纤的指标要求（如有些光纤几何参数的容差变小），明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求（如PMD值的规定），并提出了一些新的指标概念（如“色散纵向均匀性”等），对合理使用光纤取得了很好的作用。所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草，都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进，或有重要的提升；都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整，是值得注意的光纤技术新动向。

1.3新型光纤在不断出现

为了适应市场的需要，光纤的技术指标在不断改进，各种新型光纤在不断涌现，同时各大公司正加紧开发新品种。

（1）用于长途通信的新型大容量长距离光纤

主要是一些大有效面积、低色散维护的新型G.655光纤，其PMD值极低，可以使现有传输系统的容量方便地升级至10～40Gbit/s，并便于在光纤上采用分布式拉曼效应放大，使光信号的传输距离大大延长。如康宁公司推出的PureModePM系列新型光纤利用了偏振传输和复合包层，用于10Gbit/s以上的DWDM系统中，据称很适合于拉曼放大器的开发与应用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纤，据介绍已有传输100km长度以上单信道40Gbit／s、总容量10.2Tbit／s的记录。还有一些公司开发负色散大有效面积的光纤，提高了非线性指标的要求，并简化了色散补偿的方案，在长距离无再生的传输中表现出很好的性能，在海底光缆的长距离通信中效果也很好。

（2）用于城域网通信的新型低水峰光纤

城域网设计中需要考虑简化设备和降低成本，还需要考虑非波分复用技术（CWDM）应用的可能性。低水峰光纤在1360～1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展，使CWDM系统被极大地优化，增大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网的设计可能不仅要求光纤的水峰低，还要求光纤具有负色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以组合运用这种负色散光纤与G.652光纤或G.655标准光纤，利用它来做色散补偿，从而避免复杂的色散补偿设计，节约成本。如果将来在城域网光纤中采用拉曼放大技术，这种网络也将具有明显的优势。但是毕竟城域网的规范还不是很成熟，所以城域网光纤的规格将会随着城域网模式的变化而不断变化。

（3）用于局域网的新型多模光纤

由于局域网和用户驻地网的高速发展，大量的综合布线系统也采用了多模光纤来代替数字电缆，因此多模光纤的市场份额会逐渐加大。之所以选用多模光纤，是因为局域网传输距离较短，虽然多模光纤比单模光纤价格贵50％～100％，但是它所配套的光器件可选用发光二极管，价格则比激光管便宜很多，而且多模光纤有较大的芯径与数值孔径，容易连接与耦合，相应的连接器、耦合器等元器件价格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纤标准，但由于局域网发展的需要，它仍然得到了广泛使用。而ITU-T推荐的G.651光纤，即50/125μm的标准型多模光纤，其芯径较小、耦合与连接相应困难一些，虽然在部分欧洲国家和日本有一些应用，但在北美及欧洲大多数国家很少采用。针对这些问题，目前有的公司已进行了改进，研制出新型的5O/125μm光纤渐变型（G1）光纤，区别于传统的50/125μm光纤纤芯的梯度折射率分布，它将带宽的正态分布进行了调整，以配合850nm和1300nm两个窗口的运用，这种改进可能会为50/125pm光纤在局域网运用找到新的市场。

（4）前途未卜的空芯光纤

据报道，美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤，即光是在光纤的空气够传输。从理论上讲，这种光纤没有纤芯，减小了衰耗，增长了通信距离，防止了色散导致的干扰现象，可以支持更多的波段，并且它允许较强的光功率注入，预计其通信能力可达到目前光纤的100倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技术的发展，越来越多的研究证明空芯光纤似有可能。如果真能实用，就能解决现有光纤系统长距离传输的问题，并大大降低光通信的成本。但是，这种光纤使用起来还会遇到许多棘手的问题，比如光纤的稳定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等。因此，对于这种光纤的现场使用还需做进一步的探讨。

2光缆技术的发展特点

2.1光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现

光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来，光缆结构的发展可归纳为以下一些特点。

1）光缆结构根据使用的网络环境有了明确的光纤类型的选择，如干线网光纤、城域网光纤、接入网光纤、局域网光纤等，这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求，具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标；

2）光缆结构除考虑光缆使用环境条件以外，越来越多的与其施工方法、维护方法有关，必须统一考虑，配套设计；

3）光缆新材料的出现，促进了光缆结构的改进，如干式阻水料、纳米材料、阻燃材料等的采用，使光缆性能有明显改进。

不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展趋势，新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现，出现了如下一些类型。

·“干缆芯”式光缆：所谓“干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合来完成，其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相同，但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。首先是方便，因为阻水材料不含粘性脂类，操作使用比较方便安全；其次，干式光缆重量轻、易接续、易搬运，设备投资小、成本低，生产使用中也显得干净卫生，在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间的相对移动。特别是在接入网室内缆和用户缆中，好处更加明显。

·生态光缆：一些公司从环境保护及阻燃性能的要求出发，开发了生态光缆，应用于室内、楼房及家庭。现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求，如PVC燃烧时会放出有毒性气体，光缆稳定剂中有时含铅，都是对人体及环境有害的。2001年ITU-T已通过了一项L45建议——“使电信网外部设备对环境的影响最小化”建议，通过对光缆、电缆光器件及电杆等基于寿命周期怦估（LifeCycleAnalysis，LCA）的方法来确定产品对环境的影响。由于环境因素正日益受到重视，对通信外部设备，特别是光缆产品规定这样的指标已提到日程上来，如果不在材料和工艺上下功夫就难以达到环保的要求。因此已有不少公司针对此类问题开发了一些新材料，如对室内用缆，开发了含有阻燃添加剂的聚酞胺化合物，以及无卤性阻燃塑料等。

·海底光缆：海底光缆近年来有根快的发展，它要求长距离、低衰减的传输，而且要适应海底的环境，对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。

·浅水光缆（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：浅水光缆是区别于海底光缆而提出来的另一类结构的水下光缆，适合于在海岸边上、浅水中安装，无需中继、通信距离比较短的水下（如岛屿间、沿海岸边上的城市）敷设使用。这种光缆区别于海底光缆的环境，需要的光纤数不多（中等），但要求结构简单、成本较低，易于安装和运输，便于修复和维护。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定义下的浅水光缆建议，为建设类似的水下光缆提供了一组规范，随后也有可能形成相应的国际标准。

·微型光缆：为了配合气压安装（或水压安装）施工系统的运用，各种微型的光缆结构已在设计和使用中。对于气压安装的微型光缆，要求光缆与管道之间有一定的系数，光缆重量要准确，具有一定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式是未来接入网，特别是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式，如在智能建筑中运用的智能管道中就非常适合这种安装。

·采用了纳米材料的光缆：近来，一些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯（PE）及光纤护套管用纳米PBT等材料。采用纳米材料的光缆，利用了纳米材料所具有的许多优异性能，对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善，并可延长光缆的使用寿命。目前此类材料尚处于试用阶段。

·全介质自承式光缆（ADSS）：全介质光缆对防止电磁影响及防雷电都有优良的特性，而且重量轻、外径小，架空使用非常方便，在电力通信网中已得到大量的应用。预计2000～2005年，每年电力部门对ADSS光缆需求约15000km。ADSS同时也是电信部门在对抗电磁干扰及雷暴日高的敷设环境中一种很好的光缆类型的选择。在今后一段时间内，如何在满足要求的前提下，尽量减小ADSS光缆的外径，减轻光缆的重量，提高其耐电压性能是ADSS光缆研究改进的课题。

·架空地线光缆（OPGW）：OPGW已出现了很长一段时间，近年来一直在改进和提高之中。OPGW的光纤单元中采用PBT，于套管外面再加上一层不锈钢管，有的还在塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑胶，不锈钢管用激光焊接长度可达数十公里，光纤在这样的多层保护管中得到了充分的机械保护。预计从现在到2005年，OPGW光缆的需求将会逐年上升，每年增加约2500km，到2005年预计可达到20000km。当然对OPGW光纤的防雷问题一直是业界十分关注的问题，也应配合具体环境和使用条件加以考虑，使之得到充分保护。

2.2光缆的自动维护、适时监测系统已逐渐完善，可保证大容量高速率的光缆不中断传输

光缆的维护对于保证网络的可靠性是十分重要。在已开通的光网络中，光缆的维护和监测应该是在不中断通信的前提下进行的，一般通过监测空闲光纤（暗光纤）的方式来检测在用光纤的状态，更有效的方式是直接监测正在通信的光纤。虽然ITU-T长时间收集和讨论了国际上的最新资料，于1996年了L.25光缆网络维护的建议书，对光缆的预防性维护和故障后维护规定了详细的维护范围和功能，但已经不能满足当前的需要，目前最新的建议是2001年12月IUT-TSG16会议通过的“光缆网络的维护监测系统”（L.40建议）。为了进一步缩短检测及修复时间，美国朗讯公司曾提出了新一代光纤测试及监控系统，能在1s内发出故障告警，3min内找到故障点，且工作人员可以遥控操作，据称该系统还将开发有故障预测及对断纤（缆）的快速反应能力。日本、意大利等国电信企业也提出了一些系统方案。

·日本NTT方案：在局内运用光纤选择器与系统的测试设备和传输设备相连形成了一种可对光纤状况进行实时监测的系统，保证有用信号在通过光纤选择器测试证明良好的光纤上传输，对有故障的光纤可以预选监测出来及时传送到维护中心进行适当处理，避免不良状况进入有用的光传输信道，从而起到在运行中对整个光通信系统的支撑作用；在局外通过水敏传感器装置可监测外部设备光缆线路接头盒浸水的位置，水敏传感器安装在空闲的光纤上，水敏传感器中装有吸水性膨胀物，当水渗人接头盒时，吸水性物质会膨胀使得接头盒中的光纤受力，也就是使得这一空闲光纤弯曲，从而使光纤的损耗增加，在监测中心的OTDR上就会反映出来。

·意大利的方案：此方案是一种综合处理的新型连续光缆监测系统。主要特点是将光缆网络、光纤及光缆护套的监测综合在一起，既利用了OTDR系统周期性地对光纤的衰减进行监测，发现有衰减变化即发出警报，并进行故障定位，同时也能连续监测光缆护套的完整性，包括护套对地绝缘电阻的监测，发现问题（如护套进水等）即马上告警，达到更全面地预告故障发生的目的。

比较日本和意大利电信部门提出的光缆维护支撑系统的方案可见：日本方案在OTDR自动适时测试光纤的基础上，加入了光纤选择器，在外线上装设水敏传感器并进行护套监测，形成了一套较完整的自动维护、支撑系统，真正做到不中断光通信的维护。意大利的方案中除监测光纤性能以外，还考虑了护套绝缘电阻的自动监测。由此两例可以看出全自动的光缆维护应是一种发展方向。

3通信电缆的发展特点

3.1宽带的HYA通信电缆需要更好地为数字通信新业务服务

原有的电缆网络虽然可以支持一些数字新业务，但是在实际使用中并不是特别理想，在通信距离、速率及质量上仍有一定的限制。对于新的网络当然是以光纤为主，对于光纤所不能达到的地方或因各种原因仍然要新建电缆网络的地区，应该考虑新型宽带结构的HYA电缆（铜芯聚乙烯绝缘综合护套市内通信电缆），以便更能符合新业务发展的需要。一些公司对现有的电缆高频特性作了测试，他们得到的结论是所研究的电缆（即现有的HYA市话电缆）不能达到5类电缆的技术要求，户外电缆要实现j类电缆的特性，必须通过特殊的设计和制造来达到。但在20MHz以下，所有电缆都显示出充分适宜的传输性能。

美国已在1997年制定了用于宽带的对绞通信电缆标准（ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997），包括非填充和填充两种型式。传输频宽已扩展到100MHz，可供数字网络使用。IEC对此问题也进行过较长时间的讨论，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特频率数字接入电信网络的多对数电缆”提出了0.4～个0.8mm线径、1～150对、最高频率30MHz等指标的建议，此建议的提出也许会为这种电缆开辟一个新的空间，我国也开始了这方面的探讨和研制，并正在建立相应的标准。

3.2超5类及6类电缆将替代5类电缆成为布线系统发展的超蛰

随着智能化大楼、智能化建筑小区对宽带布线的要求愈来愈高，超5类和6类电缆己逐渐成为布线系统中的主流。超5类电缆与5类电缆的频带都是100MHz，但其具有双向通信的能力，用户可以同时收发宽带信息。因此超5类电缆比5类电缆在电阻不平衡性、绝缘电阻、对地电容不平衡性、传输速度等指标上都有提高，并且增加了近端串音衰减功率和等电平远端串音功率等一些指标，因此在工艺和结构上要做一定的改进才能达到。6类电缆在超5类的基础上，又提高了传输频带，达到250MHz，其相应的指标也有较大的提高。同时，6类电缆要求不但有严格的工艺，而且不少厂商在结构上也有一定的改进和创新，如采用泡沫皮绝缘芯线或皮泡皮绝缘芯线、骨架式结构隔离线对等都改善了电缆的高频特性。

3.3物理发泡射频同轴电缆及漏泄同轴电缆将具有较好的发展前景

由于移动通信的高速发展，无线电基路用物理发泡射频同轴电缆，特别是超柔形结构的室内电缆、路由连结电缆都有了较大的市场需求。同时，随着移动通信信号覆盖面的不断扩大，基站站数的增多，以及边缘地区（电梯、地铁、地下建筑、高层建筑室内等用户）对移动信号的要求不断提高，预计这类电缆将会有较好的发展前景。但对电缆指标的要求（如驻波比、屏蔽衰耗等要求）已明显提高，要求电缆的工艺及结构应不断改进，以与之适应。

4光纤光缆及通信电缆技术与产业发展中几个值得思考的问题

4.1积极创新开发具有自主知识产权的新技术

虽然这几年来，我国光缆电缆技术有很大发展，有一些具有自主知识产权的技术已在发挥作用，但是应该看到这种比例仍是很小的，国内有近200家光纤光缆厂，但大多产品单一，没有自主的知识产权，技术含量较低，竞争力不强。有资料统计，1997～1999年国内企业申请光通信专利的有132件，其中光纤38件，光缆只有19件，而同期外国公司在中国申请光通信专利达550件，其中光纤光缆37件。还有资料报道：从1997年以来，国内光通信核心技术专利是90件，我国自主申请的只有9件，仅占10％。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大，因此我们作为世界第二的光缆大国，应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重，争取创造更多的光纤光缆专利。

4.2开发具有先进技术水平、与使用环境、施工技术相配套的新产品

电信网络在不断发展的同时也对光缆电缆产品不断提出新的要求。不难发现，光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求，在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中，会对这一点有深刻的体会。而今后光缆建设的重点将会随着接入网、用户驻地网的建设不断展开，新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆、吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化，以便有限的敷设空间得到充分、灵活的利用。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验，正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多，接入网和用户驻地网具有很多的特色，对接入光缆也会有更多的要求，为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说，多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面，虽然紧跟了先进技术，但自我创新的成份太少。今后应当在这方面下些功夫，走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。

4.3利用已有设备与技术,改善HYA市话电缆的相应特性,为数字业务提供更好的服务

对于已经敷设的铜电缆，我们只能在现有条件下尽量利用其特性开通数字新业务。而现有的HYA电缆，虽然亦可开通ADSL等一些新业务，但是容量有限，当ADSL数量增大到一定限度后还是会出现干扰问题，而且还会影响以前开通的业务。因此，对新敷设的铜电缆，希望能提出一些新的宽带指标要求，为将来开通更多更好的新业务作好准备。现有的市话电缆生产厂商应深入研究自身的生产工艺，在不改变（或不大改变）生产设备的情况下，认真设计和精心制造，把现有电缆的技术水平提高一个档次，以提供更宽频带的电缆，为更多更好地开拓数字新业务提供高质量的通道。

4.4改进光缆电缆的施工和维护方法

目前，为了适应城市施工的特点，国际上较重视不挖沟的方式施工光、电缆，采用小地沟或微地沟技术安装光缆，同时对光缆网进行自动监测，保证光缆网络不中断通信维护。与此相适应的是需要开发相应的元器件、工具和设备，并且要在体制上作一些改进与之相适应。ITU对NH开发光缆用浸水传感器、光纤自动测试时的光纤选择器以及美国提出的1s告警、3min内定位的指标及意大利提出的光纤纤芯与光缆护套指标综合监测等方案都十分重视。在现代化的光网络中，这些方式已经起到明显的作用。由此可见，为了保证光缆网络工作的可靠性，在施工和维护中降低成本、节省劳力、节省时间，逐步推广新的施工方法，逐步完善光缆网络的自动监测维护系统和提高光缆网络的不中断维护水平已势在必行。

4.5冷静地审视当前电信市场的发展，促进光纤光缆和通信电缆产业的发展

2001年下半年以来，光纤光缆需求下降，这当然与世界电信行业的整体下滑以及宽带网络泡沫的破灭有很大关系，但更多的则是受到从1999年下半年起由于光纤紧缺而各大公司扩产过多的影响。据资料介绍，在2000年，全球光纤厂商的投资额达到26亿美元，为1999年的6倍，按推算到2002年全球光纤的产能将达到1.65～1.75亿光纤公里，远远超过了实际需求。加上当前电信基础建设的不景气，光纤过剩的现象不可避免。

光纤光缆及通信电缆的市场走势虽然受到国际经济大形势发展的影响，特别是与整个电信行业的发展有密切的关系，但应看到，在挤出了网络泡沫的水份之后，随着光纤网络从骨干网的扩建到接入网、城域网的扩散以及向用户驻地网的不断延伸，光纤光缆及宽带数字电缆的市场必将增长。据KMI预计，2003年世界光纤市场将开始有较大的增长，而到2004年的市场规模将超过敷设量最高的2000年。

应该看到，信息通信业是一个充满生机与活力的朝阳产业，网络经济有着强大的生命力，信息技术、网络技术的发展，仍然是推动社会进步的重要动力，信息网络化仍然是当今世界经济、社会发展的强大趋势。因此我们应树立信心，在全球经济好转、通信市场复苏及我国西部开发等有利条件下抓住机遇，促进光纤光缆和通信电缆技术与产业取得更大的进展。

通信电缆技术论文范文第2篇

[论文摘要]介绍无线列调电话在无漏缆区段明区间和隧道内弱盲区通信系统的组成,并结合工程实例介绍设计及安装的相关问题。

一、引言

在大郑线新立屯至通辽西区间增建第二线工程中,有相邻的甲、乙、丙三个站,由于增建二线,乙站拆除,甲乙两站相距12.2km,乙丙两站相距13.4km,甲站出站1km处上下行线各有一座长约500m的隧道,此1km内有较大曲线和路堑。因乙站车站台拆除,致使甲、丙两站间的无线列调电话通信出现弱、盲区,目前解决明区间弱场的方式主要有布放中继台及布放光纤直放站两种,前者造价较低,但由于空间波不易控制,后者需要铺设光纤,适合站间距离长,同时造价相对较大,为解决弱、盲区通信问题,针对本工程实际情况,设计中明区间采用异频中继,隧道内采用无漏缆隧道中继器及特制平板天线的方案,设备选用华通时空通信技术有限公司的产品。现将工程有关情况简介如下。

二、系统组成

本无线列调系统为450mhz-c制式,弱场异频中继频率为150mhz。

(一)明区间弱场中继设备

明区间弱场中继设备由wjj-11型首台中继器和wjj-12型尾台中继器组成,首台设在丙车站,尾台设在弱场区边缘的原乙站,通过首尾中继器的中继及无线转发功能,实现车站台与弱场区机车台的通信。wwW.lw881.com车站呼叫机车:站台将呼叫机车的114.8hz信令调制到f1发射(f1为457.7mhz),首台收f1解调出114.8hz再调制到f2发射(f2为151.7mhz。),尾台收f2解调出114.8hz再调制到f1发射,车台收f1解调出114.8hz后显示被呼叫并发415hz回铃信号,经相应操作,双方通话。机车呼叫车站:为上述反向流程,呼叫车站信令为123hz。

(二)隧道内盲区中继设备

wjs系列中继器是解决无漏缆隧道内通信的专用设备,它由wjs-1型洞口中继器、wjs-2型洞内中继器、平板天线、连接洞内中继器和平板天线的功分器、syv-50-9射频电缆和连接两中继器的中频隔离器、yzw2x4.0控制电缆组成。其中控制电缆内既传输中继器所需的220v交流电源又传输含有呼控信令的中频455khz,两者通过中频隔离器分开。隧道较短时洞内可不设中继器,较长时可设2台以上中继器,1台中继器可带多达5个平板天线。洞口中继器设在洞口中继房内,洞内中继器设在隧道内适当地点的避车洞内,平板天线贴装在洞壁上部,控制电缆、射频电缆及功分器等设在洞壁上。其通信过程如下,车站呼叫机车:站台将呼叫机车的114.8hz信令调制到f1发射,洞口中继器收f1后解调出含有114.8hz信令的中频455khz,中频经控制电缆传至洞内各中继器再调制到f1经射频电缆及功分器传至平板天线发射,机车收f1解调出114.8hz后显示被呼叫并发415hz回铃信号,经相应操作,双方通话。机车呼叫车站:为上述反向流程,呼叫车站信令为123hz。车站经首尾中继器与隧道内机车的通信与上述类似。

三、设备配置

由于乙站拆除,在乙站新设wjj-12型尾台中继器一套,丙站除原车站台外另设wjj-11型首台中继器,甲站原车站台不变;上行线隧道的甲站侧洞口设wjs-1型中继器一套,负责甲站车站台与上行线隧道内机车台的通信中继。因隧道较短,隧道内未设洞内中继器,仅设平板天线3个、功分器2个,同时设相应的射频电缆及中继电缆;下行线隧道洞内设备与下行线隧道类似,下行侧洞口设wjs-1型中继器一套,乙站设尾台中继器一套,丙站设首台中继器一套,下行线隧道内机车台经洞口中继器、拆除乙站新设的尾台中继器、丙站首台中继器与丙站车站台间的通信。

四、频率选定和场强 计算

根据tb/t3052-2002规定,450mhz频段c制式频率选457.700mhz,异频中继频率选151.700mhz。450mhz频段机车台接收机输入电平中值设计值取28dbμv(其中,电台最小可用电平10dbμv,起伏量11.5dbμv,储备量6.5dbμv)。因无线列调的场强计算范围内地球曲率的影响并不显著,故用平面大地公式近似计算。

1.450mhz:接收点入口电平:v入=p1-l1+g1-l0-f+g2-l2。式中:p1为发射功率5w(144dbμv);l1为发射馈线损耗6dbμv;g1为发射天线增益13dbμv;l0为自由空间传输衰减;f为衰减修正因子;g2为接收天线增益0dbμv;l2为接收馈线损耗3dbμv。

自由空间传输衰减:l0=22+20lgd+20lgf。式中:d为收、发天线间距离(km);f为载频频率(mhz);l0=22+20lg13.4+20lg450=97.6dbμv。

平面大地传播时衰减修正因子:f=22+20lgh1.h2.f/d=22+20lg25x4.8x

450/13400=34.1dbμv。

机车距车站13.4km时:v入=144-6+13-97.6-34.1+0-3=16.3dbμ。v不满足28dbμv的要求,但可以达到中继器的工作开门电平。

2.隧道内平板天线发射电平:(洞内中继器输出电平144dbμv[5w],射频电缆衰耗0.05db/m,平板天线间距160m,增益1dbμv,功分器主路衰耗3db,支路衰耗3-25db可调。)最远处天线发射电平:p=144-0.05×540-3×2+1=112dbμv,由远至近调整功分器支路衰耗为12db、24db,则天线发射电平为112dbμv。因隧道内电波传播受列车、洞壁构造、隧道截面及曲线等因素影响很大,工程中应据实测场强调整天线间距、功分器支路衰耗及中继器输出电平,使场强满足要求。

五、设备安装

丙站新建运转室,车站台及首台中继器设在的25米铁塔上,天线塔设10ω防雷地线,电台所需交流电源由通信机械室接引;拆除乙站利用原20米铁塔,尾台中继器设在无人值守的中继房内,电源采用太阳能供电。隧道口的洞口中继器设在无人值守的区间中继房内,电源采用太阳能供电。区间中继房应特别注意高频避雷器、系统工作地线及天线塔防雷地线的良好设置,以确保设备安全运行。隧道频电缆挂设在洞壁上部的挂钩上,平板天线及功分器设在洞壁顶部。平板天线间的距离160m左右,施工时根据隧道内场强实测情况进行调整。功分器主路衰耗3db,支路衰耗3-25db可调,愈靠近中继器的支路衰耗愈大,使各天线的输出电平基本一致。

六、小结

解决山区隧道等无线弱场是综合性的工程,需要铁路相关部门和生产厂家的共同努力。采用新技术的新型弱场覆盖设备降低了投资,提高山区隧道等弱场区的通信质量。对于已经投入使用的设备应有改善措施解决存在的问题,挖掘系统潜力,满足铁路快速 发展 的需要。

通信电缆技术论文范文第3篇

关键词：电力线网络 防盗报警系统

1 电力防盗报警系统

电力防盗报警系统的保护对象一般有电缆、变压器等，特别是户外人烟稀少的地段更是防护的重点。由于电力线路是线网状布设， 防护的地段十分分散，涉及的地理范围比较广泛，地形、环境复杂多样，因此需要分地段设置多个探测器时刻监测电力线路的运行状况。目前，常见的电力防盗报警系统均采用多个前端探测器对应一个监控中心的多对一模式，并且普遍采用无线报警网络。如果系统使用无线电磁波通信方式，因为电磁波传播距离是比较有限的，所以监控主机与各分机的安装距离不宜太远，系统的规模有限，不利于系统的扩容。随着GSM和GPRS技术的成熟以及在各个领域的使用，提升了系统监控能力和扩大了其布防范围。

2 电力防盗报警系统的常用检测原理

早期在电力防盗方面只能采用比较简单且没有较高技术含量的专职人员巡检和被动防御的方法。

被动防御法则各式各样，如下拉钢绞线防盗法。它是在电力输电线路杆塔附近的电缆上搭接一定长度的裸露导线，垂下的裸露导线由于带有同输电线路同样的电压而迫使偷盗分子无法靠近电缆。随着偷盗分子的摸索，很多时候根本不需要靠近电缆，如站在地面就能切割电力线路，所以它拥有明显的缺陷。

随着电子技术的发展应用，使用先进的电子仪器替代以前工作人员巡检或被动防御是必然的趋势。目前电子仪器检测技术方法众多，其中的电气参数监测方法主要有电压电流检测法、电容探测法、微波感应探测法、电力线载波通信法等。

2.1 电压电流检测法 电压电流检测法就是通过检测电缆是否带电判断电缆是否被盗割的一种方法。这种方法简单可靠，但只适用于长期通电的电缆。监测电力线路是否带电的检测电路可以根据实际情况进行设计，实施方案应以安全、可靠、经济为原则。根据实际情况，采用电压电流检测法，当电力线路被盗剪时，检测点就会失电报警。检测电缆是否带电的电路多种多样，实施方案针对不同的系统与实际情况而有所不同。

2.2 电容探测法 电容探测法是利用一对终端短路的空置电力线路，始端接于报警器的多谐振荡器上，当电力线路正常时，振荡器不起振，没有信号输出；当电力线路被切割时，由于两固定平行导线间电容为定值，不同切割位置使得空置电力线路形成的电容容量大小和振荡器输出的信号频率也不同，利用单片机对输出的方波脉冲进行计算，可准确测知被切割方位。将该平行导线间形成的电容接入到由555时基芯片所组成的单稳态触发器中，由单稳态触发器的工作原理可知单稳态时间：T=1.1RC，式中R固定电阻；C农用电网线路线间的电容。当线路未被盗割时，C为一定常数C0，从而也为一固定值T0；一旦线路被盗割，发生变化，随之也发生变化。因此，只要随时监测值，并与固定值T0进行比较，就能发现电力线路是否被盗，并且可以推断出盗割的位置。

2.3 微波感应探测法 微波感应探测法是利用微波感应原理，感应有效范围内的物体并取得信号，进而告知监控人员可能发生盗窃的杆塔或线路的具体信息，同时进行现场语音警示。

微波感应器又称为微波雷达，是利用电磁波的多普勒原理设计而成的。由于任何电磁波都具有反射特性，所以当微波感应器辐射出的一定频率的电磁波碰到阻拦物时，就会有一部分电磁波被反射回来。如果阻拦物是静止的，反射波的波长就是恒定的；如果阻挡物向波源运动，则反射波的波长比波源的波长短；如果阻挡物向远离波源的方向运动，则反射波的波长比波源的波长要长。波长的变化意味着频率的变化，微波感应器基于此原理，通过感应反射波的变化来判断有无运动物体逼近或远离波源。

微波感应法与电缆没有直接接触，并不判断电缆是否断电，而是将该装置安放在杆塔上，通过微波方式检测杆塔周围有效区域内是否有运动的物体。它是一种间接的判断方法，因此该设备不适合安装在人或动物活动频繁的区域，以免发生误报。

2.4 电力线载波通信法 利用电力线路载波通讯监测电力线路是否被盗，是在被测电力线路上加载检测载波信号，一旦电力线路被盗剪，信号传输中断，报警器接收不到信号就会报警。

电力线载波通信法既是一种通讯方式也是一种检测方式，它的检测媒介是现有的电力线网络，因此不需要额外增加通讯媒介，成本的节省是可观的；由于电力线不传递其他信息，因此可以独享检测通道做到实时监视控制。电力线载波通讯法安装简便随意、侦测方法隐蔽，而且不论电缆是否带电均能监测，因而具有其他方法无法比拟的优点。

3 电力防盗报警系统通信方式

从国内外对电力防盗报警系统的研究来看，应用比较广泛的通信方式主要有有线通信、无线通信以及电力线载波通讯等。

电话线通信已被电力部门广泛应用于SCADA和继电保护中。电话线利用电话网的现有资源，可以达到较高的波特率，而且容易实现双向通信。但是，它难覆盖众多区域，在野外架设电话线很容易遭到偷盗分子的破坏。

无线电通信是指利用无线电波传播信息的通信方式，可以用于传送电报、电话、传真、广播和电视等。无线电波传播时易受环境干扰，传输距离有限。对于分布广泛的电力线路，需要防护点数量大而且比较分散，很难完全覆盖。

全球移动通信系统是一个欧洲标准，但是却取得了全球性的成功。基于GSM技术的电力线路防盗报警系统是将现代计算机技术和公共移动通讯网络技术合为一体的一种新型监控报警系统。系统的中心点为监控指挥中心，由计算机网络、数据库和GSM短信平台组成。当监控中心收到各个监控点上传的信息和数据，就把它们存人数据库并分发给相应的监控计算机，以实现对各个监控点监视的目的；同时，监控中心可以响应监控计算机发出的控制信息，并且把这些信息通过GSM网络发送到相应的监控点上，从而达到对监控点设备进行控制的目的。监控中心与监控点通过GSM短信平台实现彼此间的通信。当有报警信息需要发送时，与传感器连接的短信平台立即通过GSM网络发送短信给监控中心短信平台和值班人员手机；当与GSM通信机连接的短信平台收到短信，就通过串口向监控指挥中心工作的计算机发出相关命令。计算机收到命令后，迅速对其进行处理，然后通过GSM网络返回控制信息，交待处理结果。

通用分组无线电业务被设计来提供比GSM电路交换数据业务具有更高速率的分组交换数据业务。GPRS一般应用于需要传输大量数据的通信业务中，GPRS通信的特点是永久在线，业务按流量计费。如果信号不好，那么按流量计费无疑是昂贵的，在此情况下可以采用GSM的点对点数据传输方式。

参考文献

[1]杨贤辉.基于电力线载波的电力电缆防盗系统研究.华北电力大学硕士学位论文.2007:1~27.

[2]裴冠荣.基于GPRS的电力铁塔防盗监测系统.北京交通大学硕士学位论文.2007:1~3.

通信电缆技术论文范文第4篇

关键词 矿用高压电缆；在线监测系统；总体设计；监测子站

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）103-0235-02

1电力电缆在线监测技术

电力电缆检测技术是电力电缆状态评估的基础，国外在此方面起步较早，始于上个世纪中期，开始主要是定期试验维修，即离线检测。到七十年代，随着电子技术、传感器技术、信息处理技术和的网络通信技术发展，才使得电力电缆的在线监测技术取得较大的突破，并逐步进入实用化阶段，而随后的数字技术的出现，使电力电缆的监测上了一个新的台阶。我国的电力电缆检测技术始于上世纪八十年代，虽然起步有点晚，但在不断发展和进步的同时也取得一些研究成果，如1989年，我国自主研制出第一台电力电缆故障检测仪。

为了避免事故发生，使煤矿能够安全生产，电力部门会对有关部门进行电缆预防性试验。预防性试验分为非破坏性试验和破坏性试验两种。非破坏性试验是在不会破坏电缆绝缘前提下或较低的电压下进行的相关试验，通过电缆表现出来的各种特性间接判断电缆的绝缘状况；破坏性试验也称绝缘耐压试验，绝缘耐压试验通过现场模拟各种实际电压以考验其绝缘水平，此试验对电缆本身具有不可逆转的破坏性。

实践经验表明，预防性试验对电力设备的安全运行起着至关重要的作用。但传统的预防性试验有着固有的缺陷，因为预防性试验需要停电检测，而许多重要设备又不允许轻易停电，况且停电后的设备状态与运行中的状态相比具有较大的差异，这也大大影响了判断准度。除此之外，周期性的停电检查不仅需要耗费大量的人力物力，而且由于不能实时在线监测，也不能保证电缆在检修间隔期不出现故障。因此，十分有必要大力发展电缆在线监测技术。目前，国内外正在积极探索的几种在线监测方法主要有谐波分量法 、直流成分法、介质损耗tgδ、交流叠加法、接地电流法、直流叠加法、局部放电法。

本论文以矿用高压电缆为研究对象，根据一定的筛选原则对矿用高压电缆在线监测系统进行构建，能有效提高系统预警的准确性和可信性。

2 矿用高压电缆在线监测系统总体框架

本设计将矿用高压电缆的监测系统分为监测子站、传输网络和监控中心三大部分，单个监测子站就可以独立完成数据采集、处理、存储、现场报警显示等功能，是整个系统的核心。其中，数据采集量应包括一系列参数（电压、负荷电流、接地电流、局部放电温湿度等），但由于条件限制，本系统仅选择了温度参量，若需采集其他数据，可直接在微处理器单元上开发接口，并增加相应的硬件电路和控制程序即可。

2.1 监测子站设计

我们采用如下方案来完成监测子站系统设计，首先选用DS18B20数字温度传感器采集温度数据，MSP430F149单片机作为微处理器；然后由处理器对采集的信号按特定的算法做深度挖掘和分析处理；最后，微处理器根据数据处理结果一方面对现场情况进行数据存储、显示或现场报警显示，另一方面将评估结论传送给无线通信网络，由监控中心接收。

2.2 系统软件设计

本设计将系统的软件设计分为监控中心运行管理程序和监测子站控制程序两大部分。监控中心运行管理程序负责整个系统的管理、运行和维护，该程序运行在监控中心的上位机上。本设计将该程序分为主界面层和应用层两大部分：主界面层为一个操作面板，可控制一些操作命令的发送，也可用于数据显示；应用层主要包括系统设置和调试、数据查询等。

监控中心的作用是接收来自监测子站的所有结论性数据，使工作人员可以实时了解整个系统的运行状况。首先是由监控中心的工作人员发出启动命令，系统便开始完成初始化工作，主要包括无线通信网络的初始化，数据检测系统初始化，数据处理系统初始化等；初始化工作完成后，工作人员可发送操作指令，操作指令通过无线传感网络传送到各个监测子站；监测子站收到命令后，便开始运行监测子站控制程序，最后再由无线网络将程序运行结果返回至监控中心。

监测子站控制程序主要作用是完成一个监测点的数据检测，数据处理，现场报警显示等工作。另外，监测子站作为无线传感网络的一个无线终端，还负责将程序运行结果通过无线网络传送至监控中心。

监测子站作为整个系统的核心，需要完成数据采集，数据传输，数据处理，算法实现等所有工作，所以监测子站的控制程序在本系统中地位十分重要。按照模块化的设计要求，本设计将监测子站的控制程序分为五大部分，主要由数据采集模块（接收温度数据采集命令，然后检测电缆表皮的温度数据）、数据处理模块、数据存储模块、结果显示模块、数据通信模块等组成。

3 结论与展望

本文实现了矿用高压电缆在线监测系统的设计，包括总体框架和监测子站的软硬件设计。但由于条件限制，本系统仅选择了温度参量，若需采集其他数据，可直接在微处理器单元上开发接口，并增加相应的硬件电路和控制程序即可。由于篇幅限制，本文仅仅给出了矿用高压电缆在线监测系统的设计方案，并未给出对收集到的数据的处理方法，按照目前我们的研究结果，对收集到的数据进行灰关联分析会比较有效果，在以后的研究中，我们会从这一方面着手。

参考文献

[1]张海龙.110～220KV XLPE电缆绝缘在线监测技术研究[D].武汉： 武汉大学，2009.

[2]李闯.损耗电流谐波分量测试系统的研制[D].黑龙江： 哈尔滨理工大学，2010.

[3]何俊佳.XLPE电缆主绝缘状态检测方法的研究[D].武汉： 华中科技大学，2005.

通信电缆技术论文范文第5篇

关键词：拓扑结构；总线型；环型；星型；访问控制方式

对于学习过一些计算机知识的人来说，“拓扑”这个词应该不算陌生，对于常见的三种标准的拓扑结构——总线型、星型和环型也都会有所了解。“拓扑（Topology）是几何学和图论中的基本概念，用于描述点、线、面之间的几何关系；计算机网络技术中借用拓扑的概念来描述节点之间的相互关系，从而确定节点在网络中的确切位置以及他与网络中其他节点之间的相对关系。”大多数人对三种标准拓扑结构的认识都是从他们的物理布局开始的。正如名称表示的那样，总线型是网络的所有计算机都通过一条电缆线互相连接起来；环型是每台计算机都与相邻的两台计算机相连，构成一个封闭的环状；而星型是计算机通过各自的一条电缆与一台中央集线器相连。

但学习网络的拓扑结构不仅仅要明确他们的物理布局和简单记忆各自的优缺点，更主要的是了解各种拓扑结构中数据流动的方式。通过对各种拓扑结构中访问控制方式的深入认识，加强各类型的对比，从而进一步感悟各种网络拓扑结构的优缺点。

下面是总线型、星型、环型三种标准拓扑结构中访问控制方式的相关内容以及自己的一些理解和建议。

1总线型

总线型拓扑结构也称点对点的拓扑结构，原因就是网络中的每台计算机均可以接收从某一节点传送到另一节点的数据。看似简单的数据传输方式却有许多值得思考的地方，例如某一时刻在共用的信道上，可以同时发送几个电子信号；假如某一时刻只能发送一个电子信号，那么怎样决定发送权等等。

总线型网络只有一条主电缆，该电缆仅能支持一个信道，所有计算机共享总线的全部容量。故而在某一时刻，只能有一台计算机发送电子信号。同时电缆线上的其他计算机均在监听传送中的信号，但只有那个地址与信号地址相匹配的计算机才能接收电缆上的信号，而具有其他地址的计算机对此信号不做反应。

总线型拓扑结构的网络一般采用分布式媒体访问控制方法。传统的总线型网络采取竞争的方式获得发送权，还有一种总线型网络在物理连接上是总线拓扑结构，而在逻辑结构上则采用令牌环。“‘令牌’是一种控制标志，由“空闲”与“忙”两种编码标志来实现。

“‘逻辑结构采用令牌环’的实现是总线型网络中的各个工作站按一定顺序，如按接口地址大小，排列形成一个逻辑环。”只有令牌持有者才能控制总线，才有发送信息的权力。总线网中令牌的传递与环型网中令牌的传递相似，但由于是逻辑成环，所以控制电路对于真正的环型网络稍显复杂。

总线网结构简单、布线容易、可靠性较高，易于扩充，但若主干电缆某处发生故障，整个网络将瘫痪，且发生故障时不易判断故障点。

2环型

环型拓扑中网络的所有节点都连接在一条首尾相接的封闭式通信线路上，整个网络既没有起点，也没有终点。在了解了总线型拓扑结构之后，我们不难想到环型拓扑就是把总线型拓扑中的首尾两节点连接在起来。

与总线型相同，环型网络在任一时刻最多也只能有一台计算机发送数据，并且也采用分布式媒体访问控制方法。环型网络中的“令牌机制”使每个节点获得数据发送权的机会均等。令牌处于空闲状态时沿着环型网络不停的循环传递。当一台计算机需要发送数据时，其本身的系统就会允许他在访问网络之前等待令牌的到来，一旦他截取令牌，该计算机就控制了整个网络。此时该计算机就会把令牌转换成一个数据帧，该帧被网上的计算机依次验证，直至达到目标计算机。目标计算机应答后会发送一个新的空的令牌，供其他需发送信息的计算机使用，进行新一轮的发送。

环型网络控制简单、信道利用率高、通信电缆长度短，缺点是扩展潜力有限，以及同总线网相似的，任何一个节点发生故障都可能导致整个网络不能正常工作，且寻找故障点比较困难。转贴于中国论文范文本文由中国论文范文收集整理。:

3星型

有人将星型拓扑结构形象地将比喻为一个由车轴和辐条所组成的车轮，车轴部分就是中央集线器hub。由此可以看出，星型拓扑结构的网络属于集中控制型网络，整个网络由中心节点执行集中式通行控制管理，各节点间的通信都要通过中心节点。因此，星形网采用集中式媒体访问控制方法。

星型拓扑也是通过竞争方式获得发送权。只是每一个要发送数据的节点都将要发送的数据发送中心节点，再由中心节点负责将数据送到目的节点。因此，中心节点相当复杂，而各个节点的通信处理负担都很小，只需要满足链路的简单通信要求。中央节点有三项主要功能：“当要求通信的站点发出通讯请求后，控制器要检查中央转接站是否有空闲的通路，被叫设备是否空闲，从而决定是否能建立双方的物理连接；在两台设备通信过程中要维持这一通路；当通信完成或者不成功要求拆线时，中央转接站应能拆除上述通道”。

星型网络结构简单、容易实现、便于管理、连接点的故障容易监测和排除。但不难看出，中心结点是全网络的瓶颈，中心结点出现故障会导致整个网络的瘫痪。

参考文献：

倪玉兴.计算机网络技术基础第二章课件.2007