時(shí)間：2023-05-29 17:30:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇通信電纜，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】干擾現(xiàn)象 通信光纖 抗干擾技術(shù) 接地保護(hù)
通信電纜是傳輸電磁能信息的主要載體，它能完成電磁能之間的轉(zhuǎn)換。由于復(fù)雜的通信環(huán)境使得通信電纜對(duì)通信線路造成十分大的影響，其中包括電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)。電磁感應(yīng)是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢，使通信線路存在對(duì)地電壓。靜電感應(yīng)是物質(zhì)（如金屬，即導(dǎo)體）中電子流動(dòng)的一種現(xiàn)象。金屬物體內(nèi)部的電子移向表面，使表面帶有與接近它的帶電物體相反極性的電荷，并有靜電力學(xué)現(xiàn)象和放電現(xiàn)象發(fā)生。如果感應(yīng)物體是電阻較小的良導(dǎo)體時(shí)，容易發(fā)生靜電放電現(xiàn)象從而造成危害。由于靜電耦合作用，輸電線路的電場會(huì)在鄰近的通信線路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，導(dǎo)致通信電纜中的不平衡電流急速增加，造成電力設(shè)備的損壞。因此，要不斷探究和完善通信電纜的抗干擾技術(shù)。
一、通信電纜的受干擾現(xiàn)象
通信電纜的干擾現(xiàn)象是指由于電子設(shè)備中的邏輯電路芯片和微處理器兩者產(chǎn)生的電磁波，它的頻譜范圍可以達(dá)到幾百兆甚至上千兆。通信電纜干擾現(xiàn)象所產(chǎn)生的電磁波還可以耦合到進(jìn)出屏蔽機(jī)箱的電纜線路上，同時(shí)屏蔽箱體內(nèi)的干擾也會(huì)通過傳導(dǎo)途徑被電纜線路帶到機(jī)箱以外，造成輻射干擾。通信電纜外界的環(huán)境也會(huì)對(duì)屏蔽箱產(chǎn)生影響，它可以干擾屏蔽箱內(nèi)的電路和電子元件。另外，由于通信電纜存在一定的長度，所以它的干擾吸收能力和干擾輻射能力通常會(huì)比屏蔽箱內(nèi)的各種線路所產(chǎn)生的干擾強(qiáng)。電纜表皮層的電流和電纜芯內(nèi)的電流產(chǎn)生感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓會(huì)對(duì)外部產(chǎn)生干擾輻射。其輻射大小主要取決于電纜芯中通過電流的大小、電纜長度和電纜規(guī)格等因素。
在同一電纜線束中，時(shí)常存在串?dāng)_的現(xiàn)象。串?dāng)_的大小通常用耦合阻抗來衡量。當(dāng)電纜的耦合長度等于或小于傳輸信號(hào)波長的1/16時(shí)，這種耦合屬于低頻耦合。低頻磁場耦合的強(qiáng)弱與芯線之間的距離、電纜屏蔽層的接地方式、干擾信號(hào)的頻率、電纜本身的阻抗和芯線之間的距離等有技術(shù)措施有關(guān)。處理好通信電纜的串?dāng)_問題也是避免通信電纜受干擾的重要手段。
二、通信電纜的分類
通信電纜是由在兩根在理想條件下完全相同的金屬導(dǎo)線外涂覆絕緣層組成的回路，也稱之為對(duì)稱電纜。 通信電纜按用途可分為長距離傳輸用的長途通信電纜和較短距離傳輸用的區(qū)域通信電纜。長途通信電纜又可分為聯(lián)接用的中繼通信電纜和城市間傳輸用的干線長途電纜（或稱干線通信電纜）。區(qū)域通信電纜可分為市內(nèi)電話電纜和電話局間或局內(nèi)聯(lián)接用的（引線等）配線電纜及局用電纜。干線長途電纜往往是由不同結(jié)構(gòu)的電纜組合在一起的綜合型通信電纜。通信電纜按線心所用絕緣材料種類可分為空氣紙絕緣電纜、紙-繩絕緣電纜、聚苯乙烯-繩絕緣電纜、泡沫聚乙烯絕緣電纜、聚乙烯墊圈絕緣電纜、實(shí)心聚乙烯絕緣電纜、魚泡（聚乙烯）絕緣電纜等。
三、通信電纜的抗干擾技術(shù)
目前防止通信電纜受干擾最有效的方式是濾波和屏蔽。濾波主要適應(yīng)于低頻應(yīng)用場合，而屏蔽適用于高頻應(yīng)用市場。與此同時(shí)，為了更好地抑制通訊電纜受干擾現(xiàn)象，還要做好通信電纜的接地保護(hù)工作。
（一）濾波。防止通信電纜受干擾最常用的濾波儀器是屏蔽濾波連接器，它可以有效的抑制通信電纜受干擾。濾波主要分為以下兩種形式：高密度和高性的D型濾波連接器，這種儀器主要運(yùn)用在大型工廠、軍用設(shè)備和工業(yè)控制設(shè)備等。它能夠高效的吸收電磁干擾輻射。普通經(jīng)濟(jì)型D型連接器，這種連接器主要運(yùn)用在民用電子產(chǎn)品和小型工廠。它能夠吸收系統(tǒng)中要求比較低的電磁干擾輻射。
（二）屏蔽。電纜的屏蔽效能主要取決于屏蔽層的物理結(jié)構(gòu)，主要的屏蔽電纜有以下三種：
1.單層編織絲網(wǎng)屏蔽電纜。它的屏蔽層是由單層導(dǎo)線構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到85%～95%的覆蓋率，主要防護(hù)低阻干擾源，譬如防護(hù)電動(dòng)機(jī)的磁性線圈、控制電路、控制設(shè)備以及普通家用電器設(shè)備。2.雙層編織絲網(wǎng)屏蔽電纜。它的屏蔽層是由雙層導(dǎo)線構(gòu)成的，它的優(yōu)點(diǎn)是提供更高的頻率，比如移動(dòng)無線通訊網(wǎng)、計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)系統(tǒng)等的干擾進(jìn)行防護(hù)。3.編織絲網(wǎng)和金屬箔組合封裝屏蔽電纜。它的優(yōu)點(diǎn)是覆蓋率大，覆蓋面積大，這樣極大的提高了高頻屏蔽特性。它可以對(duì)頻率接近1000MHz的干擾源提供防護(hù)，主要用于安全部門和軍事通信部門。
（三）通信電纜的接地保護(hù)。接地系統(tǒng)主要包括埋在地下的接地體、地上的公共接地母線、接地線和接地入線等部分。為了保護(hù)通信電纜不受干擾，就要保證通信電纜得到足夠的接地保護(hù)。為了提供能夠長期保持低阻抗對(duì)地排流，地下部分接地體的設(shè)置應(yīng)該注重以下幾個(gè)因素：接地體、土壤條件、接地信號(hào)的特性、接地體的效果。針對(duì)地上部分，應(yīng)當(dāng)考慮所設(shè)計(jì)的接地系統(tǒng)是連續(xù)的、固定的，它的載流量必須滿足最大短路電流或者最大雷擊電流。與此同時(shí)，它所具備的阻抗數(shù)值也必須限定在規(guī)定的數(shù)值內(nèi)，應(yīng)當(dāng)符合地面上建筑物的電位。
近年來，隨著社會(huì)對(duì)通訊行業(yè)和電力需要的迅速增長，使得輸電電壓的等級(jí)不斷提升，通信電纜的抗干擾技術(shù)也不斷需要更新，電纜線路中的電磁干擾問題也逐漸成為人們熱議的一個(gè)話題。因此，如何加強(qiáng)和完善通信電纜的抗干擾技術(shù)將是未來數(shù)年里通信行業(yè)必須要做的工作。只有不斷發(fā)展通信防干擾技術(shù)才能給人們創(chuàng)立一個(gè)安全便捷的的通信環(huán)境。
參考文獻(xiàn)：
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（一）網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對(duì)光纖提出新的要求。下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)引發(fā)了許多的觀點(diǎn)和爭議。有專家預(yù)言，不管下一代網(wǎng)
絡(luò)如何發(fā)展，一定將要達(dá)到三個(gè)世界，即服務(wù)層面上的Ⅳ世界，傳遞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(wǎng)要求更高的速率，更大的容量，這非光纖網(wǎng)莫屬。
1、擴(kuò)大單一波長的傳輸容量。目前，單一波長的傳輸容量已達(dá)到40Gbit／s，并已開始進(jìn)行160Gbit／s的研究。40Gbit／s以上傳輸對(duì)光纖的PMD將提出一定的要求，不久的將來會(huì)出現(xiàn)一種專門的40Gbit／s光纖類型。
2、實(shí)現(xiàn)超長距離傳輸。無中繼傳輸是骨干傳輸網(wǎng)的理想，目前有的公司已能夠采用色散齊理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)2000-5000Km的無中繼傳輸。有的公司正進(jìn)一步改善光纖指標(biāo)，采用拉曼放大技術(shù)，可以更大地延長光傳輸?shù)木嚯x。
（二）光纖標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)分促進(jìn)了光纖的準(zhǔn)確應(yīng)用。2000年世界電信標(biāo)準(zhǔn)大會(huì)將原G.625光纖重新分為G.625A，G．652.8和G.652．0三類光纖，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(biāo)準(zhǔn)的細(xì)分促進(jìn)了光纖的準(zhǔn)確使用，細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)也提高了一些光纖的指標(biāo)要求，并提出了一些新的指標(biāo)概念，對(duì)合理使用光纖取得了很好的作用。
（三）新型光纖在不斷出現(xiàn)。為了適應(yīng)市場的要求，光纖的技術(shù)指標(biāo)在不斷改進(jìn)，各種新型光纖在不斷涌現(xiàn)，同時(shí)各大公司正加緊開發(fā)新的品種。
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(hù)的新型G.655光纖，其PMD值極低，可以使現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)的容量方便地升級(jí)至10-40Gbit/s并便于在光纖上采用分布式拉曼效應(yīng)放大，使光信號(hào)的傳輸距離大大延長。
2、用于城域網(wǎng)通信的新型低水峰光纖。城域網(wǎng)設(shè)計(jì)中需要考慮簡化設(shè)備和降低成本，還需要考慮非波分復(fù)用技術(shù)(CWDM)應(yīng)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(kuò)展，使CWDM系統(tǒng)被極在大地優(yōu)化，增大了傳輸信道，增長了傳輸距離。
3、用于局域網(wǎng)的新型多模光纖。由于局域網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)的高速發(fā)展，大量的綜合布線也采用了多模光纖來代替數(shù)字電纜，因此多模光纖的市場份額會(huì)逐漸加大。之所以選用多模光纖，是因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)傳輸距離較短，雖然多模光纖比單模光纖價(jià)格貴50％---100％，但是它們配套的光器件可選用發(fā)光二極管，格則比激光管便宜很多，而且多模光纖有較大的芯徑與數(shù)值空徑，容易連接與耦合，相應(yīng)的連接器，耦合器等元器件價(jià)格也低得多。
4、前途未卜的空心光纖。據(jù)報(bào)道，美國一些公司及大學(xué)研究所真正在開發(fā)一種新的空心光纖，即光是在光纖的空氣中傳輸。如果真的實(shí)用，就能解決現(xiàn)有光纖系統(tǒng)長距離傳輸?shù)膯栴}，并大大降低光通信的成本。
二、光纜技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)
（一）光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得光纜的新結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。光纜結(jié)構(gòu)的發(fā)展可歸納為以下一些特點(diǎn)：
1、光纜結(jié)構(gòu)根據(jù)使用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有了明確的光纖類型的選擇，如干線網(wǎng)光纖，城域網(wǎng)光纖，接入光纖，局域網(wǎng)光纖等，這決定了大范圍內(nèi)光纖傳輸特性的要求，具體運(yùn)用的條件還可依據(jù)細(xì)分的標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)。
2、光纜結(jié)構(gòu)除考慮光纜使用環(huán)境條件以外，越來越多的與其施工方法，維護(hù)方法有關(guān)，必須同一考慮，配套設(shè)計(jì)。
3、光纜新材料的出現(xiàn)，促進(jìn)了光纜結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，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(jìn)。
（二）光纜的自動(dòng)維護(hù)，適時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)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(hù)對(duì)于保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性是十分重要的。在已開通的光網(wǎng)絡(luò)中，光纜的維護(hù)和監(jiān)測應(yīng)該是在不中斷通信的前提下進(jìn)行的，一般通過監(jiān)測空閑光纖(暗光纖)的方式來檢測在用光纖的狀態(tài)，更有效的方式是直接監(jiān)測正在通信的光纖。目前最新的建議是2001年12月TUT-TSGl6會(huì)議通過的“光纜網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)”(L40建議)。美國郎訊公司曾提出了新一代光纖測試及監(jiān)測系統(tǒng)，能在1s內(nèi)發(fā)出故障警告，3min內(nèi)找到故障點(diǎn)，且工作人員可以遙控操作，據(jù)稱該系統(tǒng)還將開發(fā)有故障預(yù)測及對(duì)斷纖(纜)的快速反應(yīng)能力。
三、通信電纜的發(fā)展特點(diǎn)
（一）寬帶的HYA通信電纜需要更好地為數(shù)字通信新業(yè)務(wù)服務(wù)。原有的電纜網(wǎng)絡(luò)雖然可以支持一些數(shù)字業(yè)務(wù)，但是在實(shí)際使用中并不是特別的理想，在通信距離，速率及質(zhì)量上仍有一定的限制。對(duì)于新的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)然是以光纖為主，對(duì)于光纖所不能達(dá)到地方或因各種原因仍然要新建電纜網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)，應(yīng)該考慮新型寬帶結(jié)構(gòu)的HYA電纜，以便更能符合新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。一些公司對(duì)現(xiàn)有的電纜高頻特性作了測試，他們得到的結(jié)論是所研究的電纜不能達(dá)到5類電纜的技術(shù)要求，戶外電纜要實(shí)現(xiàn)5類電纜的特性，必須通過特殊的設(shè)計(jì)和制造來達(dá)到。但在20MHz以下，所有電纜都顯示出充分適宜的傳輸性能。
（二）超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。隨著智能化大樓，智能化建筑小區(qū)對(duì)寬帶布線的要求越來越高，超5類和6類電纜已逐漸成為布線系統(tǒng)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(shí)收發(fā)寬帶信息。因此超5類電纜比5類電纜在電阻不平衡性，對(duì)地電容不平衡性，傳輸速度等指標(biāo)上都有提高，并且增加了近端串音衰減功率和等電平遠(yuǎn)端串音功率等一些指標(biāo)，因此在工藝和結(jié)構(gòu)上要做到一定的改進(jìn)才能達(dá)到。
四、光纖光纜和通信電纜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中幾個(gè)值得思考的問題
（一）積極創(chuàng)新開發(fā)具有良好知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)。雖然這幾年來，我國光纜電纜技術(shù)有很大發(fā)展，有一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)已發(fā)揮作用，但是應(yīng)該看到這種比例仍是很小的，國內(nèi)有近200家光纖光纜廠，但大多產(chǎn)品單一，沒有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)含量較低，競爭力不強(qiáng)。
（二）開發(fā)具有先進(jìn)技術(shù)水平，與使用環(huán)境，施工技術(shù)相配套的新產(chǎn)品。電信網(wǎng)絡(luò)在不斷發(fā)展的同時(shí)也對(duì)光纜電纜產(chǎn)品不斷提出新的要求。今后光纜建設(shè)的重點(diǎn)將會(huì)隨著接入網(wǎng)，用戶駐地網(wǎng)的建設(shè)不斷展開，新一代的光纜結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)也會(huì)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(tǒng)的全套技術(shù)而有一系列新的變化，以便有限的敷設(shè)空間得到充分，靈活的利用。
（三）利用已有設(shè)備與技術(shù)，改善HYA市話電纜的相應(yīng)特性，為數(shù)字業(yè)務(wù)提供更好的服務(wù)。對(duì)于已經(jīng)敷設(shè)的銅電纜，我們只能在現(xiàn)有條件下盡量利用其特性開通數(shù)字新業(yè)務(wù)。而現(xiàn)有的HYA電纜，雖然亦可開通ADSL等一些新業(yè)務(wù)，但是容量有限，當(dāng)ADSL數(shù)量增大到一定限度后，還是會(huì)出現(xiàn)干擾問題，而且還會(huì)影響以前開通的業(yè)務(wù)。
1各類建筑對(duì)線纜的要求
根據(jù)《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50314-2006規(guī)定，我國的建筑可分為辦公建筑、商業(yè)建筑、文化建筑、媒體建筑、體育建筑、醫(yī)院建筑、學(xué)校建筑、交通建筑、住宅建筑、通用工業(yè)建筑。不同建筑類型在綜合布線系統(tǒng)的構(gòu)架組成、等級(jí)類別的選擇、敷設(shè)安裝方式、安全防護(hù)等方面各不相同，因此在選擇通信線纜的防火阻燃級(jí)別方面也有較大的差異。
1.1人身安全與線纜阻燃無論何種情況，火災(zāi)發(fā)生后必須保障人身安全。尤其對(duì)于醫(yī)院建筑、學(xué)校建筑、交通建筑以及住宅建筑等人員密集區(qū)域，一旦發(fā)生火災(zāi)，人們更關(guān)注在火災(zāi)過程中如何控制火勢、提供被困人員可逃生需要的條件以及降低空氣中的毒性等措施。作為傳輸介質(zhì)的通信線纜本身不是引起火災(zāi)的因素，但也能將火焰迅速蔓延到建筑物的各個(gè)角落。線纜燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量將會(huì)加速周圍溫度上升，散發(fā)的煙霧將降低火災(zāi)現(xiàn)場的能見度，影響人員的疏散，煙霧及其中的有毒物質(zhì)則可能造成人員窒息甚至死亡。根據(jù)相關(guān)消防數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，火災(zāi)中超過60%的人員傷亡來自于煙熏窒息和中毒。對(duì)于人員密集的建筑，選擇通信線纜既要考慮其阻燃性能，也要考慮線纜燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙密度以及毒性。在非線纜引起的火災(zāi)中，任何線纜只能提供燃燒材料，當(dāng)火場溫度高于600℃時(shí)，即便是目前行業(yè)公認(rèn)阻燃級(jí)別最高的CMP電纜也會(huì)燃燒。針對(duì)這類建筑的綜合布線系統(tǒng)水平線纜，建議護(hù)套材質(zhì)選擇燃燒時(shí)毒性、發(fā)煙量更低的LSZH線纜，阻燃性能等級(jí)應(yīng)符合IEC60332-3-24（IEC60332-3C）。LSZH基材本身不含有鹵素，采用氫氧化鎂或氫氧化鋁等無機(jī)物作為阻燃劑，阻燃劑受熱分解釋放出結(jié)晶水的過程可以吸收大量的熱，生成的氧化物是良好的耐火材料，釋放出的水蒸氣又能抑制煙霧，從而起到降低煙霧、阻燃的作用。國內(nèi)目前尚未正式按安全性能分級(jí)的通信線纜國家標(biāo)準(zhǔn)（即將頒布針對(duì)電纜和光纜燃燒性能分級(jí)的國家標(biāo)準(zhǔn)，就線纜延燃距離、熱能釋放、煙霧釋放、滴漏、毒性五個(gè)方面做出了明確規(guī)定），阻燃電纜選擇通常參考GA306-2001對(duì)電纜阻燃級(jí)別要求如表1所示，建議選擇阻燃二級(jí)及以上產(chǎn)品。對(duì)于人員相對(duì)較少、通風(fēng)狀態(tài)較好的建筑，綜合布線系統(tǒng)的水平線纜可采用常規(guī)阻燃性的線纜，阻燃級(jí)別CM、和IEC60332-1的LSZH護(hù)套等。除使用線纜數(shù)量較多的水平系統(tǒng)外，垂直子系統(tǒng)一般敷設(shè)在垂直豎井以及各類線槽中，由于豎井和線槽本身具有一定的密封性，因此在選擇線纜上應(yīng)考慮其阻燃性能。目前，行業(yè)內(nèi)主干線纜多采用符合北美UL1666阻燃要求的CMR/OFNR護(hù)套類型產(chǎn)品。
1.2信息傳輸與線纜阻燃隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，其在國家建設(shè)、國防安全、金融市場以及人們?nèi)粘Ｉ钪衅鹬e足輕重的作用，確保信息數(shù)據(jù)安全迅速的傳輸將關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，甚至關(guān)系到國家安危。為在火災(zāi)中爭取更多的時(shí)間，在對(duì)信息數(shù)據(jù)傳輸安全要求較高的建筑內(nèi)，綜合布線系統(tǒng)水平線纜建議采用阻燃級(jí)別更高的CMR或符合IEC60332-3C的LSZH護(hù)套線纜（人員密集型的醫(yī)院建議采用LSZH護(hù)套線纜）。對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸中斷影響不明顯的建筑，水平線纜采用CM級(jí)別或符合IEC60332-1的LSZH護(hù)套線纜更為經(jīng)濟(jì)適用。對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸要求較高的建筑建議采用CMR/OFNR或符合IEC60332-3C的LSZH護(hù)套線纜，有條件的用戶建議采用CMP/OFNP護(hù)套線纜，同時(shí)在設(shè)計(jì)垂直主干線纜時(shí)采用雙主干結(jié)構(gòu)。一般建筑內(nèi)的垂直主干線纜也可采用阻燃級(jí)別較低的CM或符合IEC60332-1的LSZH護(hù)套線纜。
1.3設(shè)備安全與線纜阻燃火災(zāi)一旦發(fā)生，除會(huì)造成人員傷亡、數(shù)據(jù)中斷外，還將帶來巨大的財(cái)產(chǎn)損失。其中包括一些造價(jià)較高的設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、高端生產(chǎn)檢測設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等。綜上所述，任何阻燃級(jí)別的線纜在火災(zāi)現(xiàn)場都是燃燒的材料，建筑在選擇綜合布線系統(tǒng)的水平線纜時(shí)，為盡量減少火災(zāi)對(duì)造價(jià)較高設(shè)備的損壞，推薦選用在燃燒過程中不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)的LSZH材質(zhì)護(hù)套線纜，線纜的阻燃級(jí)別可任意選擇。在火災(zāi)中需要保護(hù)的設(shè)備多放置于工作區(qū)域，垂直主干線纜的燃燒對(duì)這些設(shè)備影響不大，在線纜阻燃級(jí)別及護(hù)套材質(zhì)方面可以根據(jù)其他要求進(jìn)行選擇。
2數(shù)據(jù)中心對(duì)線纜的要求
根據(jù)思科VisualNetworkingIndex（VNI）Forecast（2012-2017）報(bào)告提供的數(shù)據(jù)，預(yù)測到2017年全球IP流量將達(dá)到1.4ZB，全球互聯(lián)網(wǎng)用戶將由2012年的23億增長到2017年的36億，其中非PC設(shè)備貢獻(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)流量將由2012年的26%上升到2017年的49%，全球移動(dòng)流量的年增長率將達(dá)到66%，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也將進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的快速增長，全球M2M（機(jī)器對(duì)機(jī)器模塊）IP流量將增長20倍，從2012年的197PB（占全球IP流量的0.5%）增長到2017年的3.9EB（占全球IP流量的3%）。2014年1月16日，中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）在京第33次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》，報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，截至2013年12月，中國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)6.18億，手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)5億，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)到45.8%。快速增長的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量需要更多的數(shù)據(jù)中心支撐，數(shù)據(jù)中心場地及設(shè)備的安全，是保障整個(gè)數(shù)據(jù)中心信息安全的前提。與樓宇布線不同的是，數(shù)據(jù)中心是一個(gè)線纜、設(shè)備使用密集的場所，一旦發(fā)生火災(zāi)，線纜布放的結(jié)構(gòu)將成為火勢蔓延的主要趨向；線纜燃燒產(chǎn)生的熱量及煙霧將可能造成嚴(yán)重的人員傷亡和設(shè)備損壞，數(shù)據(jù)傳輸中斷帶來的損失大于樓宇建筑。因此，數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)應(yīng)從傳輸性能、阻燃性能以及燃燒煙密度和產(chǎn)物等方面，綜合選擇合適的護(hù)套材質(zhì)線纜使用。依據(jù)綜合布線工作組2013年的《數(shù)據(jù)中心安全線纜使用白皮書》，在線纜阻燃級(jí)別選擇方面主要從數(shù)據(jù)中心的重要性、規(guī)模和建筑結(jié)構(gòu)、類型等方面進(jìn)行對(duì)比。
2.1數(shù)據(jù)中心重要性與線纜阻燃我國當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)GB50174-2008《電子信息機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)劃》以及北美TIA942-A《數(shù)據(jù)中心的通信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》。GB50174-2008從機(jī)房基礎(chǔ)建設(shè)要求等方面將數(shù)據(jù)中心從高到低分為A級(jí)（容錯(cuò)型）、B級(jí)（冗余型）、C級(jí)（基本型）；TIA942-A則根據(jù)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的可用性、穩(wěn)定性和安全性從低到高分為Tier-I、Tier-II、Tier-III、Tier-IV。由于GB50174-2008與ITA942-A兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義數(shù)據(jù)中心級(jí)別的基礎(chǔ)有所不同，因此兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)各個(gè)級(jí)別之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系也不是很緊密，相互之間大致對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示。（1）A級(jí)/Tier-IV、Tier-III級(jí)機(jī)房（容錯(cuò)型）容錯(cuò)型（含可并行維護(hù)）數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)可用性要求達(dá)到99.9%以上，系統(tǒng)宕機(jī)造成的損失及影響非常嚴(yán)重，這類數(shù)據(jù)中心建議選擇阻燃級(jí)別最高的CMP/OFNP或IEC60332-3B等護(hù)套線纜（暫不引用國家標(biāo)準(zhǔn)）。根據(jù)筆者多年接觸高級(jí)別數(shù)據(jù)中心的經(jīng)驗(yàn)，在完善其他消防措施時(shí)，出于經(jīng)濟(jì)性考慮，銅纜也可選擇阻燃級(jí)別CMR或IEC60332-3C的護(hù)套產(chǎn)品。（2）B級(jí)/Tier-II級(jí)機(jī)房（冗余型）冗余型數(shù)據(jù)中心可以承受一定程度的宕機(jī)故障，每年允許宕機(jī)時(shí)間為22小時(shí)，這類數(shù)據(jù)中心可滿足大多數(shù)普通用戶的需求。這類數(shù)據(jù)中心建議選擇阻燃性能較高的CMR/OFNR或IEC60332-3C護(hù)套線纜，筆者接觸的大多數(shù)據(jù)中心綜合布線線纜都選擇了這一阻燃級(jí)別；當(dāng)數(shù)據(jù)中心火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)或遭受外部火災(zāi)影響風(fēng)險(xiǎn)較高時(shí)，建議選擇阻燃級(jí)別更高的CMP/OFNP或IEC60332-3B護(hù)套線纜；在其他火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較小、消防措施完善時(shí)，也可選擇阻燃級(jí)別較低的CM或IEC60332-1護(hù)套銅纜。（3）C級(jí)/Tier-I級(jí)機(jī)房（基本型）基本型數(shù)據(jù)中心對(duì)系統(tǒng)宕機(jī)有較高的故障容忍度，年允許宕機(jī)時(shí)間為28.8小時(shí)，這類數(shù)據(jù)中心多用于一般企業(yè)的辦公網(wǎng)絡(luò)，可選擇阻燃級(jí)別較低的CM/OFNR或IEC60332-1護(hù)套線纜。
2.2數(shù)據(jù)中心規(guī)模與線纜阻燃數(shù)據(jù)中心規(guī)模大小決定了通信線纜的數(shù)量，數(shù)據(jù)中心根據(jù)機(jī)房面積可分為小型（小于300m2）、中型（300m2～1000m2）、大型（1000m2～3000m2）及超大型（3000m2以上）。小型數(shù)據(jù)中心由于規(guī)模較小，日常管理維護(hù)比較簡單，火災(zāi)隱患容易消除，通信線纜阻燃級(jí)別參考上述基本型數(shù)據(jù)中心，建議選擇阻燃級(jí)別較低且比較經(jīng)濟(jì)的CM/OFNR或IEC60332-1護(hù)套線纜。中型數(shù)據(jù)中心的物理空間相對(duì)較大，日常管理維護(hù)相對(duì)復(fù)雜，火災(zāi)隱患的消除較為困難，通信線纜阻燃級(jí)別可參考B級(jí)冗余型數(shù)據(jù)中心建設(shè)，建議選擇阻燃級(jí)別較高的CMR/OFNR或IEC60332-2C護(hù)套線纜。對(duì)于大型、超大型數(shù)據(jù)中心，其物理空間分布可能在多個(gè)樓層甚至是多個(gè)建筑，日常管理維護(hù)較為復(fù)雜，消除火災(zāi)隱患較為困難，綜合布線系統(tǒng)通信線纜建議選擇阻燃級(jí)別最高的CMP/OFNP或IEC60332-3B等護(hù)套線纜。
2.3數(shù)據(jù)中心類型與線纜阻燃數(shù)據(jù)中心根據(jù)運(yùn)營模式可分為自用型和租借型兩類，根據(jù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域及業(yè)務(wù)類型又可分為政府機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)、互聯(lián)網(wǎng)以及企業(yè)數(shù)據(jù)中心等。對(duì)于同一級(jí)別的數(shù)據(jù)中心來說，租借型數(shù)據(jù)中心的宕機(jī)成本要高于自用型數(shù)據(jù)中心，因此，租借型數(shù)據(jù)中心建議選擇更高阻燃級(jí)別的通信線纜，如冗余型數(shù)據(jù)中心的通信線纜建議按照容錯(cuò)型數(shù)據(jù)中心的要求來選擇阻燃級(jí)別。作為政府機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)等承載業(yè)務(wù)范圍涉及到國計(jì)民生的數(shù)據(jù)中心，網(wǎng)絡(luò)中斷不僅會(huì)帶來重大財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)也可能造成極壞的社會(huì)影響。其數(shù)據(jù)中心通信線纜的選擇推薦高阻燃級(jí)別的CMP/OFNP或IEC60332-3B等護(hù)套線纜，當(dāng)數(shù)據(jù)中心配備有多套災(zāi)備方案時(shí)，通信線纜也可采用阻燃級(jí)別CMR/OFNR或IEC60332-2C的護(hù)套線纜。互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)無疑對(duì)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的需求是最迫切的，網(wǎng)絡(luò)中斷給企業(yè)帶來的損失無疑是巨大的。IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）通信線纜推薦選用高阻燃級(jí)別的CMP/OFNP或IEC60332-3B等護(hù)套線纜，IDC建設(shè)具有與其他行業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)不同的特點(diǎn)，根據(jù)筆者多年與IDC行業(yè)合作的經(jīng)驗(yàn)得出，用戶極大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心采用了阻燃級(jí)別為CMR/OFNR或IEC60332-2C的護(hù)套線纜。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞 絕緣材料；絕緣電阻；兆歐表；直流特性
中圖分類號(hào)TM757 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）68-0154-01
通信電纜根據(jù)不同地段及土質(zhì)要求埋深不同，一般在1m一下。長時(shí)間使用，受溫度、濕度、大氣壓等影響，電纜的絕緣特性就會(huì)下降，容易受周圍電磁場的影響，產(chǎn)生感應(yīng)電流影響通信質(zhì)量。因此需要定期檢測電纜的直流特性（絕緣電阻）是否達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。目前測量絕緣電阻的方法和設(shè)備很多，本單位一般使用ZC-7型兆歐表測量電纜的絕緣電阻。
絕緣電阻就是在絕緣材料上加一個(gè)直流電壓，加電很長時(shí)間以后線路上的充電電流、極化電流完全消失后，只剩單純導(dǎo)電電流下的電阻值。根據(jù)這一原理，將絕緣材料兩端加一個(gè)恒定的直流電壓，再將流過絕緣材料內(nèi)部的導(dǎo)電性電流測量出來，根據(jù)歐姆定律即可計(jì)算出絕緣電阻值。測量不同的絕緣材料，在加同樣恒定的直流電壓的情況下，測得的導(dǎo)電性電流也不一樣，把導(dǎo)電性電流的變化值換算成絕緣電阻值，點(diǎn)化在電流表的表盤上，這樣就得到了一個(gè)直讀式兆歐表，這個(gè)過程就是兆歐表的制作原理。由于固體絕緣材料的自由電子極少，只有在強(qiáng)電場的作用下，自由電子的導(dǎo)電性能才較為明顯，導(dǎo)電性電流也才能變大以便測量，因此要求兆歐表的測量輸出電壓比較高。通信電纜一般使用輸出電壓為250V和500V的兆歐表。測量電纜全程絕緣電阻時(shí)用250V兆歐表，這是因?yàn)楦魍ㄐ疟０苍O(shè)備放電管的放電電壓為380V，如果用500V兆歐表測量，容易因放電管放電而造成測量誤差。測量電纜芯線時(shí)用500V兆歐表。電力電纜因涉及到人身安全問題，對(duì)電纜的絕緣性能要求比較高，一般使用輸出電壓為1 000V甚至2 500V的兆歐表。通信電纜不能使用這兩種兆歐表進(jìn)行測量，否側(cè)高電壓會(huì)擊穿電纜絕緣層，造成電纜的絕緣性能下降。
萬用表的歐姆檔也能測量電阻，但不能用來測量電纜的絕緣電阻。因?yàn)槿f用表的最大輸出電壓只有15V，在低電壓下測得的電阻值不能反映高壓作用下絕緣材料的絕緣電阻值。因此在實(shí)際測量工作中不能用萬用表來取代兆歐表。
兆歐表屬國家強(qiáng)制檢定工作計(jì)量器具目錄內(nèi)的儀表，因此測量使用的儀表必須經(jīng)縣級(jí)以上人民政府計(jì)量行政部門所屬或者授權(quán)的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定合格，并在檢定使用周期內(nèi)方可使用。兆歐表的檢定周期一般為兩年。在兩年的工作時(shí)間內(nèi)，儀表在使用和存放過程中可能有損壞現(xiàn)象發(fā)生，因此在使用前應(yīng)該對(duì)儀表進(jìn)行如下自檢，自檢合格后方可使用。
1）開路∞檢查：使用前首先清潔儀表端子表面的塵土和污垢，在不接測量導(dǎo)線的情況下，勻速搖動(dòng)儀表搖把，使其保持每分鐘120轉(zhuǎn)左右。指針應(yīng)指在∞的位置，不得偏離標(biāo)度線的中心位置±1mm；2）短路零位檢查：將兆歐表的線路端鈕L與接地端鈕E短接，先緩慢搖動(dòng)搖把，指針是否緩慢回零，并檢查指針在移動(dòng)過程中是否有卡針現(xiàn)象。然后勻速搖動(dòng)搖把，使其保持每分鐘120轉(zhuǎn)左右，指針應(yīng)指在零刻度線上，不得偏離標(biāo)度線的中心位置±1mm。
經(jīng)過以上自檢才能保證兆歐表的工作性能是正常的，否則須送相關(guān)計(jì)量檢定部門修理檢定后才能使用。使用兆歐表測量電器設(shè)備的絕緣電阻時(shí)，須在設(shè)備不帶電的情況下才能進(jìn)行測量。為此，測量之前須先將電源切斷并進(jìn)行短路接地放電。放電的目的是為了保護(hù)人身和設(shè)備的安全及獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果。測量通信電纜的絕緣電阻時(shí)應(yīng)斷開電纜的終端設(shè)備，并將電纜的芯線和金屬護(hù)套接地放電，以保證測量過程中沒有感應(yīng)電流的干擾。本人去年做過一個(gè)小試驗(yàn)，一條地區(qū)電纜因長時(shí)間受外界惡劣環(huán)境影響，電纜的絕緣性能受到嚴(yán)重破壞，芯線的通話質(zhì)量非常差，線內(nèi)雜音很大。斷開電纜兩端的通信設(shè)備并將電纜的芯線接地放電后，不到半個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，芯線的感應(yīng)電流很快達(dá)到200mA左右。因此，在測量電纜芯線對(duì)地絕緣電阻時(shí)，先將被測電纜芯線及電纜金屬護(hù)套接地放電，然后將被測芯線接至兆歐表的線路端鈕L上,接地端鈕E接電纜的金屬護(hù)套并接地。測量兩線間絕緣電阻時(shí)，兩條芯線分別接至L端鈕和E端鈕上。
兆歐表的工作位置為水平，使用時(shí)應(yīng)放置在水平位置，輕拿輕放。因?yàn)檎讱W表的表頭為流比計(jì)結(jié)構(gòu)，磕碰容易造成表頭轉(zhuǎn)動(dòng)部分的摩擦誤差變大，更甚者會(huì)使轉(zhuǎn)動(dòng)部分的軸尖脫離軸承，造成儀表的損壞不能使用。測量用的導(dǎo)線應(yīng)絕緣良好，不能使用絞線或者使兩線相互交叉使用。測量時(shí)應(yīng)勻速搖動(dòng)儀表搖把，使其保持每分鐘120轉(zhuǎn)左右，切忌忽快忽慢，造成輸出電壓不穩(wěn)而帶來測量誤差。由于絕緣材料受充電電流和吸收電流的影響，絕緣電阻隨測量時(shí)間的長短而有所差異，一般以大于15s的讀書為準(zhǔn)。因兆歐表的測量輸出電壓比較高，在兆歐表沒有停止搖動(dòng)和設(shè)備沒有對(duì)地放電之前，不要用手接觸接線端鈕，以免觸電。兆歐表雖然使用簡單，但實(shí)際使用過程中不掌握兆歐表的特性及正確的使用方法，往往會(huì)使兆歐表損壞或者測得的結(jié)果與實(shí)際情況不符。一個(gè)不正確的數(shù)據(jù)往往比沒有測量還要誤事，因此一定要正確的使用兆歐表，保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。只有得到正確的測量數(shù)據(jù)，才能保證設(shè)備和人生的安全，才能達(dá)到測量的目的。
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【關(guān)鍵詞】 鐵路通信光電纜 排遷割接 施工流程 注意事項(xiàng)
隨著通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國的鐵路通信取得了突破性發(fā)展，鐵路通信從傳統(tǒng)的架空明線升級(jí)到GSM無線傳輸，還有綜合數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)。高水平的鐵路通信系統(tǒng)為鐵路的安全運(yùn)輸提供了信息保障，而通信方式的不斷變化帶來了大量的通信光電纜替換工程，這時(shí)就出現(xiàn)既有光電纜設(shè)施與新設(shè)光電纜之間的沖突，需要對(duì)既有通信光電纜設(shè)施進(jìn)行遷改，這就涉及到對(duì)既有光電纜的割接工程。
在鐵路通信光電纜割接工程中，無論光電纜的設(shè)置方式如何，均采用通信徑路走向與鐵軌的交越關(guān)系來確定割接方式。排遷割接的具體方法有兩種：一是先敷設(shè)新的光電纜，然后在新敷設(shè)光電纜的兩端與既有光電纜進(jìn)行割接。另一種方式是直接將需要排遷的光電纜全部挖出，然后在原光電纜的接頭處進(jìn)行割接，在原有光電纜接頭處完成新舊電纜的連接后，將原有的光電纜抬出去，并將新的光電纜敷設(shè)入溝內(nèi)。
一、排遷割接的施工準(zhǔn)備
第一，使用探測儀測定排遷割接光電纜的徑路，明確割接的長度、具體部位，做好割接準(zhǔn)備。比如說，當(dāng)新敷設(shè)光電纜經(jīng)過新建鐵路軌道時(shí)，應(yīng)采用交越割接的方式，將割接的光電纜以直埋的方式敷設(shè)到鐵路軌道的施工動(dòng)土層以下，這樣可以有效避免光電纜割接對(duì)新建鐵路軌道產(chǎn)生路基震壓等影響。
第二，確定割接位置后，使用光電纜探測儀檢測既有電纜的接頭位置，接頭一般會(huì)留有一段光電纜，這樣在割接工程竣工驗(yàn)收時(shí)就能很快找到接頭位置。同時(shí)，這種方式還能有效減少接頭數(shù)，為后續(xù)施工提供便利。
第三，確定新敷設(shè)光電纜的長度。根據(jù)本次割接工程的實(shí)際情況對(duì)新光電纜進(jìn)行特性測試，確保其各項(xiàng)特性均滿足敷設(shè)的要求。
第四，仔細(xì)檢查既有光電纜各處回線的應(yīng)用情況，并做好記錄，作為后期施工過程中的回線狀態(tài)對(duì)比資料，從而確保割接工程的順利進(jìn)行，確保施工的安全性。
二、施工流程
鐵路通信光電纜排遷割接可以分成六個(gè)步驟：第一，核對(duì)新敷設(shè)光電纜的芯線。第二，在施工現(xiàn)場與機(jī)房之間架設(shè)一道通信專線，保證施工現(xiàn)場與機(jī)房的信息交流的順暢，為安全施工、穩(wěn)定施工提供保障。第三，關(guān)閉所有的通信設(shè)備電源。光電纜的排遷割接中，關(guān)閉所有通信設(shè)備的電源有助于保障施工人員的人身安全。第四，在接續(xù)前先進(jìn)行復(fù)聯(lián)，這樣可以保證閉塞電話和行車電話通信的暢通。第五，排遷割接過程中，機(jī)房人員對(duì)割接完成的每一條回線都進(jìn)行仔細(xì)的狀態(tài)試驗(yàn)，若是發(fā)現(xiàn)問題，立即通知施工現(xiàn)場尋找原因，確認(rèn)該光電纜排遷割接的接頭是否完好無損，消除故障后方可對(duì)接頭進(jìn)行封頭。第六，接頭工作做好后馬上將光電纜放入溝槽中，然后對(duì)接頭進(jìn)行防腐處理，最后回填接頭坑。
三、注意事項(xiàng)
通信光電纜排遷割接工程比較復(fù)雜，施工質(zhì)量要求高，且施工中危險(xiǎn)源多，一個(gè)處理不當(dāng)就可能帶來施工事故。所以說，必須抓準(zhǔn)通信光電纜排遷割接的施工注意要點(diǎn)，保證高質(zhì)、高效完成鐵路通信光電纜的割接工作。
3.1 接頭位置的合理設(shè)置
在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段，必須根據(jù)割接工程的實(shí)際情況確定接頭位置，盡量減少接頭數(shù)量。接頭位置的確定應(yīng)綜合考慮各方面因素，在涵洞、路口、大橋等受壓較大的路段不宜設(shè)置接頭位置，若通信光電纜中有電纜井，可以將接頭設(shè)置在該處，這有利于做好接頭的維護(hù)工作。為了今后接頭維護(hù)的便利，應(yīng)在接頭處預(yù)留出2-3m的電纜，電纜將接頭盤繞起來，使得接頭能固定在其既定位置。
3.2 技術(shù)要求的落實(shí)
首先要保證工程中所使用的主材和輔材的質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)要求，不得采購價(jià)格低的劣質(zhì)材料。選擇信譽(yù)好的正規(guī)廠家，購買與設(shè)計(jì)方案配套的纜線、附件等材料，信譽(yù)好的正規(guī)廠家還能為施工單位提供優(yōu)質(zhì)的售后工作。其次，采用人工敷設(shè)方式時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制敷設(shè)的節(jié)奏，不得出現(xiàn)忽慢忽快現(xiàn)象，應(yīng)邊放邊拉，避免出現(xiàn)纜線的擰動(dòng)和背扣現(xiàn)象。采用機(jī)械敷設(shè)時(shí)，為敷設(shè)機(jī)械配合合適的牽引工具，控制牽引的力度，派遣專人觀測纜線的敷設(shè)過程，保護(hù)纜線。再次，敷設(shè)時(shí)，光電纜的彎曲半徑應(yīng)大于規(guī)定值，溝槽底部不得出現(xiàn)地形的突變或突然彎曲現(xiàn)象，避免電纜在打彎和回填時(shí)受損，影響其使用壽命。最后，在一般的地段上，光電纜的埋設(shè)深度應(yīng)≥0.8m，當(dāng)遇到松軟土層、農(nóng)田、新建鐵路、新建車站等地段時(shí)，應(yīng)盡量加深埋設(shè)深度，并做好光電纜的安全防護(hù)工作，用標(biāo)樁等在埋設(shè)光電纜的路段做出標(biāo)識(shí)。
3.3 纜線保護(hù)工作
施工過程中，必須重視對(duì)纜線的保護(hù)，不得因一些人為因素造成纜線的破損，影響其使用壽命。目前在鐵路通信光電纜排遷割接工程中常見的保護(hù)方式是：（1）過道保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)鐵路路基等不可挖掘的路段時(shí)，可以采用過道防護(hù)方式頂進(jìn)或挖埋鋼管保護(hù)光電纜。（2）電纜溝防護(hù)。當(dāng)遇到易動(dòng)土層時(shí)，可以采用穿鋼管、電纜槽等方式來保護(hù)纜線。在不易開挖處，再額外添加一層水泥包封，保護(hù)纜線。（3）落差保護(hù)。當(dāng)光電纜敷設(shè)路段存在明顯的地勢高低變化時(shí)，這是就需要采取落差保護(hù)措施保護(hù)纜線不受損壞。若是落差較大，應(yīng)砌一層石質(zhì)護(hù)坡；若落差較小，可以采用多層夯實(shí)的方式保護(hù)纜線，將大塊的石頭砌在容易發(fā)生洪水沖刷位置電纜溝的兩端。（4）引上/下保護(hù)。在光電纜從電纜溝中進(jìn)入到建筑物或是引出建筑物時(shí)，應(yīng)對(duì)暴露在地面上的纜線做好防護(hù)工作，通常采用鋼管和電桿來保護(hù)地面上的光纜，同時(shí)還要注意鋼管和電桿的固定工作。
四、結(jié)束語
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，鐵路通信光電纜排遷割接工程越來越多，而施工要求也越來越高。為保證高質(zhì)量施工，必須優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，采用先進(jìn)技術(shù)、機(jī)械設(shè)備和高質(zhì)量的材料保證工程質(zhì)量，提高纜線的使用壽命，保證鐵路通信的穩(wěn)定順暢。
參 考 文 獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】 無線通信 泄漏電纜 天線 越區(qū)切換
1 概述
目前，中國各個(gè)城市都進(jìn)入了高速發(fā)展的進(jìn)程中，地鐵建設(shè)也迎來了全面開花的建設(shè)，各個(gè)省會(huì)城市都在爭先恐后的開始進(jìn)行地鐵和輕軌的規(guī)劃、建設(shè)、擴(kuò)建。由于地下軌道和高架軌道的成本差異以及多方面的考慮，大部分城市的地鐵格局都采用了市區(qū)地下隧道連接市郊地面高架軌道的方式。要保持在列車全程行駛中，通信信號(hào)的連接流暢和平滑切換，對(duì)列車的通信控制系統(tǒng)提出了更高的要求。
2 越區(qū)切換
切換是指在蜂窩系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)基站或者信道切換到另外一個(gè)基站或者信道的全過程，這個(gè)過程也稱之為自動(dòng)鏈路轉(zhuǎn)移。切換過程中，不僅僅要識(shí)別新的基站，還要進(jìn)行話音與信號(hào)信令的重新分配。要保證切換的平滑順暢，切換的全過程需要保證在用戶不被察覺的前提下進(jìn)行。切換的目的主要是：（1）保證用戶的通話質(zhì)量；（2）平衡各個(gè)小區(qū)之間的話務(wù)量。
3 在出現(xiàn)故障的情況下進(jìn)行轉(zhuǎn)移
越區(qū)切換通常發(fā)生在移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)基站覆蓋小區(qū)進(jìn)入到另一個(gè)基站覆蓋小區(qū)的情況下，為了保持通信的連續(xù)性，將移動(dòng)臺(tái)與當(dāng)前基站之間的鏈路轉(zhuǎn)移到移動(dòng)臺(tái)與新基站之問的鏈路。切換發(fā)生的門限值是在系統(tǒng)安裝時(shí)進(jìn)行初調(diào)的，且初始參數(shù)設(shè)置取決于系統(tǒng)性能要求，不能隨意改變。列車在行進(jìn)過程中，勢必不停的重復(fù)越區(qū)切換的過程，頻繁而有規(guī)律的越區(qū)切換是地鐵車載無線通信系統(tǒng)中一個(gè)特有的現(xiàn)狀。
在分析漏泄無線通信系統(tǒng)越區(qū)時(shí)，采用具有滯后余量和門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則：僅允許移動(dòng)用戶在當(dāng)前基站的信號(hào)電平低于規(guī)定門限，且新基站的信號(hào)強(qiáng)度高于當(dāng)前基站一個(gè)滯后余量時(shí)，進(jìn)行越區(qū)切換。以及移動(dòng)臺(tái)輔助的越區(qū)切換控制策略：每個(gè)移動(dòng)臺(tái)監(jiān)測從周圍漏纜基站中接受到的信號(hào)能量，包括功率、距離和話音質(zhì)量，這三個(gè)指標(biāo)決定切換的門限。并將這些檢測數(shù)據(jù)報(bào)告給舊基站進(jìn)行計(jì)算且與切換門限值進(jìn)行比較，然后再?zèng)Q定何時(shí)進(jìn)行越區(qū)切換以及切換到哪一個(gè)基站。
因此，選用四個(gè)門限電平值[1]：A1，A2，B1，B2。移動(dòng)臺(tái)在空閑狀態(tài)的時(shí)候，接收到的本基站信號(hào)低于可用電平值A(chǔ)1，而相鄰的基站此時(shí)的信號(hào)高于本基站信號(hào)的值大于預(yù)定電平值A(chǔ)2，移動(dòng)臺(tái)可以進(jìn)行重選基站；如果移動(dòng)臺(tái)處在通話狀態(tài)中，接收到的本基站電平值低于可用電平B1，此時(shí)相鄰基站的信號(hào)高于本基站信號(hào)的值大于預(yù)定值B2，移動(dòng)臺(tái)會(huì)立即進(jìn)行重選。這種切換，是為了使移動(dòng)臺(tái)在通話過程中，盡量減少不必要的切換次數(shù)，信號(hào)仍然可用的時(shí)候，減少切換次數(shù)，盡量保持在原基站中。
3 隧道內(nèi)的漏纜連接方式
在隧道環(huán)境中，多種因素都可能產(chǎn)生快速衰落，而泄漏電纜是最常規(guī)的選擇，泄漏電纜的鋪設(shè)方式和型號(hào)選擇關(guān)系著列車行進(jìn)過程中信號(hào)的穩(wěn)定程度；而切換區(qū)域的設(shè)置和泄漏電纜的尾端連接方式越區(qū)切換的效果影響很大，直接關(guān)系到無線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。地面軌道如果也全程鋪設(shè)泄漏電纜，無疑增加了建設(shè)成本，而全向天線容易遇到信號(hào)門限問題，無疑成為了一個(gè)兩難的選擇。即使選擇全程漏纜覆蓋，車站站廳部分多采用功分器、耦合器加全向小天線的方式作場強(qiáng)覆蓋，用戶勢必需要在移動(dòng)的列車和站廳天線之間切換，因此行進(jìn)過程中會(huì)遇到多種復(fù)雜的狀況。
而地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)還有一個(gè)特點(diǎn)是全部在地下，而且大部分在隧道里面。在隧道內(nèi)部，列車在高速運(yùn)行的過程中，如何進(jìn)行平滑的越區(qū)切換就成為了一個(gè)重要的問題。由于地鐵隧道區(qū)間是鏈狀覆蓋網(wǎng)，一般基站頻率復(fù)用都采用隔站復(fù)用，因此列車行進(jìn)方向的切換（本小區(qū)與鄰小區(qū)）位于區(qū)間中部，而此時(shí)列車的車速也達(dá)到最高，同時(shí)列車又是金屬外殼[2]。此外，普通的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不同地方是，地鐵交通沿線（無論的地上還是地下）小區(qū)的重疊區(qū)域比較單一，在同一個(gè)地理位置上通常不會(huì)存在兩個(gè)以上的小區(qū)覆蓋，這無形中又給切換帶來了困難。
一般情況下，地鐵無線通信進(jìn)行正常切換需要6S，如果要進(jìn)行越區(qū)切換需要計(jì)算的時(shí)間應(yīng)該是2倍，因此為12S，這是為了保證一次切換不成功立即進(jìn)行第二次切換[3]。所以漏泄無線通信一般選取下列隧道內(nèi)越區(qū)切換參數(shù)：
（1）啟動(dòng)越區(qū)切換時(shí)候進(jìn)行測算的門限值應(yīng)當(dāng)高于接受的移動(dòng)臺(tái)靈敏值10～15dB；
（2）本小區(qū)與切換對(duì)象小區(qū)信號(hào)質(zhì)量相差：5～10dB；
（3）本小區(qū)與相鄰小區(qū)信號(hào)質(zhì)量單次計(jì)算總時(shí)間：5～10s。
由于地鐵隧道是一個(gè)封閉的地下圓柱形空間，隧道效應(yīng)使高頻信號(hào)衰減很快，為了保證隧道內(nèi)的信號(hào)均勻分布，隧道內(nèi)都使用漏泄同軸電纜（LCX）。保證在隧道內(nèi)漏泄無線信號(hào)的順利切換的一個(gè)有效手段就是正確設(shè)計(jì)場強(qiáng)的覆蓋，也就是要從以下兩方面考慮選用系統(tǒng)及設(shè)備的參數(shù)[4]。
（1）合理設(shè)置越區(qū)切換區(qū)域以保證98%以上區(qū)域各信號(hào)的最弱電平為-85dB，也就是說保證移動(dòng)通信可通率大于等于98%；
（2）隧道區(qū)間中點(diǎn)的漏泄電纜尾端聯(lián)通，使兩邊基站來的信號(hào)盡量形成較多的重疊區(qū)[5]。
因此在施工中，隧道內(nèi)采用泄漏電纜直通進(jìn)行覆蓋，在基站切換點(diǎn)泄漏電纜加裝終端負(fù)載，兩泄漏電纜間距很小，一般約為0.5m[6]。
4 天線的信號(hào)覆蓋方式
地鐵內(nèi)的無線信號(hào)分為公網(wǎng)和專網(wǎng)兩個(gè)部分。
拿南京地鐵舉例，專網(wǎng)信號(hào)使用的是800m信號(hào)頻段，以區(qū)別于公網(wǎng)無線頻段。專網(wǎng)的終端設(shè)備包括車輛上安裝的車載無線臺(tái)，各個(gè)車站控制室安裝的固定無線臺(tái)，以及工作人員手持無線臺(tái)。車輛在隧道中，通過鋪設(shè)無線漏纜進(jìn)行信號(hào)覆蓋，在泄漏電纜無法覆蓋的區(qū)域，則加裝定向天線來進(jìn)行覆蓋。
因此，列車進(jìn)出隧道的區(qū)域，隧道內(nèi)的信號(hào)與地面信號(hào)進(jìn)行越區(qū)切換，因?yàn)樾枰粋€(gè)足夠的重疊區(qū)域才能保證車載移動(dòng)臺(tái)不掉話。一般選擇在隧道口加裝一個(gè)定向天線，將隧道內(nèi)的信號(hào)向外輻射一段區(qū)域。一般情況下，信號(hào)切換需要6～12s，當(dāng)列車運(yùn)行速度為80km/h時(shí)，12秒內(nèi)將行進(jìn)267m，因此需要267m的覆蓋區(qū)域。[7]
而專網(wǎng)無線集群通信，更多的直接在地面軌道兩邊繼續(xù)鋪設(shè)泄漏電纜來進(jìn)行無線信號(hào)覆蓋，這樣雖然在成本上有所上升，卻減少了越區(qū)切換的次數(shù)，加強(qiáng)了通話的穩(wěn)定性。
此外在站廳一般還需要用全向小天線進(jìn)行信號(hào)覆蓋。車站控制室的固定臺(tái)一般會(huì)直接外接一個(gè)專網(wǎng)天線，站臺(tái)層與站廳層按照信號(hào)覆蓋區(qū)域進(jìn)行信號(hào)覆蓋。
公網(wǎng)系統(tǒng)還需要在各個(gè)出入口通道內(nèi)加裝公網(wǎng)天線進(jìn)行信號(hào)覆蓋。
5 結(jié)語
地鐵交通的現(xiàn)狀主要以地下線路為主。結(jié)合現(xiàn)在各個(gè)城市的地鐵軌道輻射線路，更多的城市地鐵采用了市中心地下隧道，向市郊延伸時(shí)采用高架地面軌道的方式。因此隧道內(nèi)泄漏無線通信以及地面天線無線信號(hào)覆蓋成為無線通信系統(tǒng)中一個(gè)重要的命題。越區(qū)切換的質(zhì)量將直接影響到列車的安全運(yùn)行以及乘客的乘坐體驗(yàn)。地形的多樣性對(duì)無線系統(tǒng)通信的施工提出了更高的要求，在實(shí)際中應(yīng)該綜合考慮各種情況，以信號(hào)的穩(wěn)定安全為首先，實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的高效、安全、穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)：
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中利科技集團(tuán)以更快捷、可靠的產(chǎn)品、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)滿足用戶的需要和期望，為通信事業(yè)的騰飛作出新的貢獻(xiàn)。
中利科技集團(tuán)是專業(yè)研制、開發(fā)新材料、新產(chǎn)品的國家高新技術(shù)企業(yè)。主要產(chǎn)品有：通信機(jī)房用阻燃軟電纜系列，防火低煙無鹵軟電纜系列，通信光纜系列，通信市話電纜系列，UL電子線纜系列，半硬同軸電纜系列，鐵路信號(hào)電纜系列，鐵路綜合光纜系列，電力控制電纜系列等。中利產(chǎn)品均通過2000版ISO9001質(zhì)量認(rèn)證，其中RVVZ阻燃軟電纜和RVVFH防火低煙無鹵軟電纜雙雙填補(bǔ)國內(nèi)空白，通過幾年的市場推廣應(yīng)用，已遍及全國通信行業(yè)的通信機(jī)房電源系統(tǒng)中，并占全國通信電源總用量的75%以上，得到了全國廣大用戶的一致好評(píng)和信賴，獲得了“中國名牌”和“馳名商標(biāo)”稱號(hào)。
主要產(chǎn)品適用范圍：
ZA-RV(RVZ)型銅芯絕緣軟電纜。該電纜廣泛應(yīng)用于通信、鐵路、化工等行業(yè)的輸配電系統(tǒng)，特別適用于通信電源配電系統(tǒng)的內(nèi)部連接線，也可作為移動(dòng)電纜使用。適用于穿管或電纜槽、架、溝內(nèi)敷設(shè)。
ZA-RVV(RVVZ)型銅芯絕緣護(hù)套軟電纜。該電纜廣泛應(yīng)用于通信、鐵路、化工等行業(yè)的輸配電系統(tǒng)，特別適用于電源配電系統(tǒng)的內(nèi)部連接線，也可作為移動(dòng)電纜使用。
ZA-RVV22(RVVZ22)型緣護(hù)套裝軟電纜。該電纜廣泛應(yīng)用于通信、鐵路、化工等行業(yè)的輸配電系統(tǒng)，特別適用于機(jī)房配電系統(tǒng)的內(nèi)部連接線，適用于直埋，溝內(nèi)敷設(shè)。
阻燃軟電纜：
電纜額定工作電壓分別為450/750V、600/1000V。
單根導(dǎo)體分別采用0.25～0.50mm和多層復(fù)絞結(jié)構(gòu)，電纜彎曲性能達(dá)到≤電纜外徑六倍。
絕緣護(hù)套材料經(jīng)改性后，具有高阻燃性，氧指數(shù)大于32%。
電纜的長期工作溫度分別為90℃～105℃，從而可使電纜載流量比普通電纜提高1.3倍。
電纜超過IEC332-3《電纜成束燃燒試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的A級(jí)水平。
適用范圍：
該電纜廣泛應(yīng)用于通信、鐵路、化工、高層建筑等行業(yè)的輸配電系統(tǒng)，特別適用于通信中心交換機(jī)房、高層建筑、電梯機(jī)房、機(jī)場、地鐵、人防、自動(dòng)消防系統(tǒng)等不間斷電力系統(tǒng)。
耐火無鹵低煙軟電纜：
電纜的長期工作溫度分別為90℃～105℃，額定工作電壓600V～1000V；
柔軟性：導(dǎo)體結(jié)構(gòu)采用多層復(fù)絞形式，電纜彎曲性能達(dá)到≤電纜外徑七倍；
阻燃性：具有高阻燃性，氧指數(shù)大于33。其性能超過IEC332-3《電纜成束燃燒試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的A級(jí)水平；
耐火性：在800℃以上火焰中正常工作不小于90min，且在燃燒實(shí)驗(yàn)期內(nèi)3A快速熔斷器不熔斷；
低煙性：按IEC1034-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求試驗(yàn)后，其透光率不小于70%；
中天日立射頻電纜有限公司漏泄同軸電纜的成功研發(fā)及使用，將大大降低在隧道及大型建筑物內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本，從而推動(dòng)我國通信產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，反映出人們?nèi)粘Ｉ钪袑?duì)無線通信需求在不斷的增加.移動(dòng)用戶的需求是：隨時(shí)隨地都能使用高質(zhì)量的移動(dòng)通信;同時(shí)，隨著我國軌道交通、隧道、建筑大樓和大型、復(fù)雜的場館建筑內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，漏泄同軸電纜因保證了信號(hào)覆蓋的不間斷，需求量大幅上升。
為了適應(yīng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，漏泄同軸電纜應(yīng)運(yùn)而生，成為3G產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可缺少的一種產(chǎn)品。漏泄同軸電纜主要用于一般通信天線難以發(fā)揮作用的領(lǐng)域，特別是在移動(dòng)通信系統(tǒng)分立天線無法提供足夠的信號(hào)覆蓋的區(qū)域。
漏泄同軸電纜所要達(dá)到的功能就是在其經(jīng)過的路線的任何一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能：a)傳輸電磁波；b)向外發(fā)射電磁波；c)接收外面特定的電磁波。
根據(jù)市場的需求，中天日立射頻電纜有限公司抓住機(jī)遇，投入大量的人力、物力，研發(fā)出寬頻帶用的物理發(fā)泡聚乙烯漏泄同軸電纜，廣泛應(yīng)用于無線電波無法有效直接傳播到的地方，比如隧道、大型建筑物、地鐵、地下停車場、地下室、礦井以及高速公路、鐵路等特殊環(huán)境，受到市場歡迎。
坐落于江蘇南通國家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的中天日立射頻電纜有限公司，成立于2004年12月，一期投資1500萬美元，系中天科技股份有限公司、日立電線株式會(huì)社與南京郵電大學(xué)合資創(chuàng)辦，是一家致力于移動(dòng)通信用射頻同軸電纜及配套附件開發(fā)、生產(chǎn)的專業(yè)公司。
母公司江蘇中天科技股份有限公司系中國通信行業(yè)上市公司、國家級(jí)重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，專業(yè)生產(chǎn)各類高品質(zhì)通信光纜、光纖復(fù)合架空地線、海底光電纜等通信電纜光纜，已成為我國光電線纜品種最齊全的公司，“特種光纜找中天”成為業(yè)界共識(shí)。日立電線株式會(huì)社系日立制作所全資公司，是世界著名射頻電纜生產(chǎn)廠商，擁有40多年制造經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品暢銷全世界。南京郵電大學(xué)在電子、信息技術(shù)系統(tǒng)領(lǐng)域具有很深的研究，是我國大規(guī)模系統(tǒng)培養(yǎng)通信科技人才的高等院校。
依托中天科技的品牌知名度、南京郵電大學(xué)雄厚的科研背景和日立電線株式會(huì)社40多年的線纜制作經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)聘請國內(nèi)外資深射頻電纜專家加盟，這些專家在通信行業(yè)工作平均時(shí)間在25年以上，擁有十分豐富的專業(yè)研發(fā)、制造、管理經(jīng)驗(yàn)，這一切為中天日立射頻電纜有限公司積累了創(chuàng)新推動(dòng)發(fā)展的軟實(shí)力。因此，該公司在新品研發(fā)、生產(chǎn)、檢測、管理、市場開拓等具有過硬的綜合實(shí)力，具備耦合型和輻射型兩種類型漏泄電纜的研發(fā)、生產(chǎn)能力。
該物理發(fā)泡聚乙烯絕緣漏泄電纜采用全新的工藝，采用全新的發(fā)泡、氬弧焊、軋紋和縱包開槽設(shè)備，切削一組合適的外導(dǎo)體槽孔，使電纜周圍沿信號(hào)傳輸方向具有強(qiáng)度相對(duì)均勻的射頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)在分立天線盲區(qū)的長距離輸送，滿足無線寬帶的需求。
焦?fàn)t四大車的通信方式大多采用無線或感應(yīng)無線的通信方式。在感應(yīng)無線的通信方式中,編碼電纜既作為位置檢測使用,又作為數(shù)據(jù)通信使用。將編碼電纜應(yīng)用在移動(dòng)機(jī)車的定位上是相當(dāng)成功的,但將其應(yīng)用在數(shù)據(jù)通信上,其缺點(diǎn)是明顯的。首先感應(yīng)無線通信的工作頻率較低(100kHz左右),容易受到電氣干擾;其次其通信環(huán)路過長,設(shè)備復(fù)雜,穩(wěn)定性較差,成本高。近年來,無線電通信技術(shù)飛速發(fā)展,已由過去的模擬方式發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)字方式,其特點(diǎn)是硬件設(shè)備簡單、通信速度快、通信誤碼率低。因此采用無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)解決焦?fàn)t四大車的通信問題是未來的發(fā)展方向。
1.1通信技術(shù)
(1)擴(kuò)頻通信基本原理擴(kuò)頻通信,即擴(kuò)展頻譜通信(Spread SpectrumCommunication),它與光纖通信、衛(wèi)星通信,一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式。擴(kuò)頻通信是將待傳送的信息數(shù)據(jù)被偽隨機(jī)編碼(擴(kuò)頻序列:Spread Sequence)調(diào)制,實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后再傳輸;接收端則采用相同的編碼進(jìn)行解調(diào)及相關(guān)處理,恢復(fù)原始信息數(shù)據(jù)。(2)擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信的可行性,是從信息論和抗干擾理論的基本公式中引伸而來的。擴(kuò)展頻譜換取信噪比要求的降低,正是擴(kuò)頻通信的重要特點(diǎn),并由此為擴(kuò)頻通信的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。總之,我們用信息帶寬的10 0倍,甚至10 0 0倍以上的寬帶信號(hào)來傳輸信息,就是為了提高通信的抗干擾能力,即在強(qiáng)干擾條件下保證可靠安全地通信。這就是擴(kuò)展頻譜通信的基本思想和理論依據(jù)。
2 位置檢測的基本原理
2.1編碼電纜的結(jié)構(gòu)
編碼電纜由電纜芯線、模芯和電纜護(hù)套構(gòu)成。芯線有兩種,即基準(zhǔn)線(R線)和地址線(G0線—G9線)。基準(zhǔn)線R在整個(gè)電纜段中不交叉,地址線是按格雷碼的編碼規(guī)律來編制的,G0每隔2P交叉一次,G1每隔4P交叉一次,G2每隔8P交叉一次,以此類推,G9在整個(gè)電纜段中只交叉一次,P為依靠電纜本身能識(shí)別的最小長度。
2.2位置檢測的基本原理
圖1為編碼電纜位置檢測原理示意圖。移動(dòng)機(jī)車上安裝一個(gè)天線箱(發(fā)射天線),天線箱距離扁平電纜10 ~30 c m,天線箱發(fā)射的高頻信號(hào)通過電磁感應(yīng)被地面的編碼電纜接收,R線為平行敷設(shè)的一對(duì)線,接收到的信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào),G0 ~ G9在不同的位置有不同的交叉點(diǎn),其接收到的信號(hào)在經(jīng)過偶數(shù)個(gè)交叉后,相位與基準(zhǔn)信號(hào)相同,在經(jīng)過奇數(shù)個(gè)交叉點(diǎn)后,相位與基準(zhǔn)信號(hào)的相位相反,若規(guī)定同相位時(shí)地址為“0”,反相位時(shí)地址為“1”,則在編碼電纜的某一位置得到唯一10位的地址編碼,此對(duì)應(yīng)與機(jī)車的一個(gè)地址。例如圖中G0~G9的地址碼為:001…1。位置檢測單元將地址碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的米數(shù),即可檢測出機(jī)車離編碼電纜始端的距離,從而得到機(jī)車的位置。
3 感應(yīng)無線定位和通信系統(tǒng)
數(shù)據(jù)通信受到變頻調(diào)速器諧波干擾,變頻器工作時(shí),作為一個(gè)強(qiáng)大的干擾源,其干擾途徑一般分為輻射、傳導(dǎo)、電磁耦合、二次輻射和邊傳導(dǎo)邊輻射等,諧波的頻率為幾十千赫茲到幾百千赫茲。主要途徑如圖2所示。從圖2可以看出,變頻器產(chǎn)生的輻射干擾對(duì)周圍的無線電接收設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響。下面介紹感應(yīng)無線通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信和地址檢測的模式,并說明變頻調(diào)速器對(duì)感應(yīng)無線通信干擾的原因。
3.1數(shù)據(jù)通信的模式
感應(yīng)無線通信的工作頻率為:地面站:79kHz,車載站:49k Hz,這個(gè)頻率正好在變頻調(diào)速器的諧波范圍,于是產(chǎn)生了同頻干擾。數(shù)據(jù)通信的流程如圖3所示。由于地面站的數(shù)據(jù)是通過編碼電纜發(fā)射的,而編碼電纜是單線圈結(jié)構(gòu),發(fā)射效率較低,要保證車上的接收質(zhì)量,必須提高車上接收的靈敏度,因此車上的接收天線是多線圈的,并配有信號(hào)放大器,因此靈敏度較高,在接收地面站信號(hào)時(shí)也很容易接收到變頻器的諧波,造成同頻干擾。車上接收到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)后就不能往地面站回發(fā)數(shù)據(jù),只能等待接收下一幀數(shù)據(jù)。若干擾仍存在,通信就中斷了。為了消除變頻調(diào)速器的諧波干擾,常采用如下兩種方法。(1)增加一個(gè)參數(shù)一樣的接收線圈。采用放大器差分輸入(減法器)的辦法來消除干擾,但同時(shí)也把有用的信號(hào)差分掉了,為了防止有用信號(hào)被差分(相減)掉,這兩個(gè)線圈必須保持一定的距離。這樣它們接收到的干擾信號(hào)就不相等了,因此,用差分相減的辦法不能完全消除變頻調(diào)速器的諧波干擾。(2)采用無線擴(kuò)頻通信技術(shù)。其工作頻率2.4GHz,避開了變頻調(diào)速器諧波干擾,是一種徹底解決變頻調(diào)速器的諧波對(duì)數(shù)據(jù)通信干擾的辦法。本系統(tǒng)采用的就是無線擴(kuò)頻通訊技術(shù)。
3.2地址檢測模式
感應(yīng)無線通信系統(tǒng)中,編碼電纜既用作地址檢測,又用作數(shù)據(jù)通信,因此地址檢測和數(shù)據(jù)通信只能分時(shí)進(jìn)行,地址檢測建立在數(shù)據(jù)通信之上。即在一個(gè)通信同期內(nèi),有一段時(shí)間用于車上調(diào)制器發(fā)送載波,以便地面站檢測地址,如圖4所示。由于變頻調(diào)速器的干擾,車載站接收到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)后不能回發(fā)數(shù)據(jù),也就不能發(fā)送載波(用于地址檢測)了,因此地址檢測便不能實(shí)現(xiàn)。
3.3變頻調(diào)速器的諧波對(duì)感應(yīng)無線數(shù)據(jù)通信干擾
編碼電纜既用作地址檢測,又用作數(shù)據(jù)通信,通過編碼電纜和車上天線箱的電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)車載站和地面站的數(shù)據(jù)交換。近年來,變頻調(diào)速器在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。但它工作時(shí)頻率豐富的諧波對(duì)周圍的設(shè)備帶來了嚴(yán)重的干擾。其嚴(yán)重后果有:(1)影響無線電設(shè)備的正常接受;(2)影響周圍機(jī)器設(shè)備的正常工作,使它們因接受錯(cuò)誤的信號(hào)而產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。所以數(shù)據(jù)通信應(yīng)采用抗干擾能力強(qiáng),尤其是抗變頻調(diào)速器諧波干擾的通信技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】通信設(shè)施;防雷措施;降低危害
隨著通信建設(shè)速度的加快，先進(jìn)通信設(shè)備在通信網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用，單一的防護(hù)體系已不能滿足現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)安全的要求，防護(hù)體系已從單一防護(hù)體系轉(zhuǎn)為多級(jí)防護(hù)，多級(jí)防護(hù)包括防直擊雷、防感應(yīng)雷電、防地電位反擊引起的瞬間過電壓影響等多方面的防護(hù)，應(yīng)根據(jù)數(shù)字程控、數(shù)字微波、VHF、光電傳輸、交直流電源等所有微電子設(shè)備的不同功能、不同受保護(hù)程度確定防護(hù)要點(diǎn)和保護(hù)等級(jí)。根據(jù)雷電引起瞬間過電壓的危害的可能侵入的通道，從電源線到數(shù)據(jù)通信線路都應(yīng)該做到多級(jí)保護(hù)。為此我們應(yīng)采取的防范原則是“整體防御、綜合治理、多重保護(hù)”，力爭將其產(chǎn)生的危害降低到最低點(diǎn)。
一、通信設(shè)施的防雷措施
通常來說，避免建筑物及設(shè)備遭受雷擊的方式大致有四種：①疏導(dǎo)，即將雷云中的電荷通過引線疏導(dǎo)至大地，避免直接雷擊或感應(yīng)雷擊電流流經(jīng)建筑物或通信設(shè)備，從而使建筑物或通信設(shè)備免受雷擊。②隔離，即將雷電所產(chǎn)生的過電壓和被保護(hù)物隔離開來從而避免雷擊。③等位，即將鐵塔地、天饋線地、設(shè)備工作地、建筑物的公共地等置于等電位上。④中和，即釋放出異性電荷和雷云中的電荷進(jìn)行中和，從而阻止雷電的形成。根據(jù)以上的四種避雷方法，具體到一個(gè)通信工程的防雷電過電壓來說，其主要的措施有以下幾種方法。
1.外部防護(hù)
外部防護(hù)主要采用避雷針（避雷網(wǎng)、避雷線和避雷帶）和接地裝置（接地線、地極）來加以防護(hù)。其保護(hù)原理是：當(dāng)雷云放電接近地面時(shí)，它使地面的電場發(fā)生畸變，在避雷針（避雷線）頂部形成局部電場強(qiáng)度畸變，以影響雷電先導(dǎo)入電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針（避雷線）放電，再通過接地引下線、接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護(hù)物免受雷擊，這是人們長期實(shí)踐證明的防直擊雷的有效方法。然而，被動(dòng)放電式避雷針存在反應(yīng)速度差、保護(hù)的范圍小以及導(dǎo)通量小等不足。根據(jù)現(xiàn)代通信發(fā)展的要求，避雷針應(yīng)選擇提前放電主動(dòng)式的防雷裝置，并且應(yīng)該從30o、45o、60o等不同角度考慮，以做到對(duì)各種雷擊的防護(hù)，增大保護(hù)范圍，增加導(dǎo)通量。建筑物的所有外露金屬構(gòu)件（管道）都應(yīng)與防雷網(wǎng)（避雷線或避雷帶）連接良好。
2.內(nèi)部防護(hù)
首先是電源部分的防護(hù)，因?yàn)榫€路是雷電侵入的主要通道之一。對(duì)于高壓部分，供電部門有專用的高壓避雷裝置，而線對(duì)線的過壓則無法控制。因此，對(duì)380V低壓線路應(yīng)進(jìn)行過電壓保護(hù)，按國家規(guī)范要求應(yīng)分為3部分：建議在高壓變壓器后端到通信局（站）配電機(jī)房總配電盤的電纜內(nèi)芯線兩端對(duì)地加裝避雷器，作為一級(jí)保護(hù);在樓宇總配電盤至樓層配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端對(duì)地加裝避雷器，作為二級(jí)保護(hù);在所有重要的、精密的設(shè)備以及UPS的前端對(duì)地加裝避雷器，作為三級(jí)保護(hù)。目的是用分流（限流）技術(shù)將雷電過電壓（脈沖）能量分流疏導(dǎo)至大地，從而達(dá)到保護(hù)的目的。分流（限流）技術(shù)中采用的防護(hù)器的質(zhì)量、性能的好壞將直接影響防護(hù)的效果，因此應(yīng)選擇合格優(yōu)良的避雷裝置。
其次是信號(hào)部分的防護(hù)，這需要根據(jù)通信設(shè)備的對(duì)雷電的敏感度來確定。建議在所有信息系統(tǒng)進(jìn)入樓宇的電纜內(nèi)芯線端時(shí)，應(yīng)對(duì)地加裝避雷器，電纜中的空線應(yīng)接地，并做好屏蔽接地。
通信局站內(nèi)的E1線、網(wǎng)線不應(yīng)架空走線，特別是移動(dòng)基站到傳輸設(shè)備的E1線，以及數(shù)據(jù)通信設(shè)備的網(wǎng)線。E1線、網(wǎng)線是室內(nèi)信號(hào)互連線，正常情況下不應(yīng)架空出戶走線。如果由于實(shí)際條件出現(xiàn)E1線、網(wǎng)線出戶走線的情況，此時(shí)應(yīng)按進(jìn)局電纜的要求進(jìn)行E1線、網(wǎng)線的防雷保護(hù)，可以采用以下措施來預(yù)防雷擊的損壞：
（1）信號(hào)電纜宜穿金屬管從地下入局，金屬管兩端接地，信號(hào)電纜進(jìn)入室內(nèi)后應(yīng)在設(shè)備的對(duì)應(yīng)接口處加裝信號(hào)避雷器保護(hù)，信號(hào)避雷器的保護(hù)接地線應(yīng)盡量短。
（2）如果因條件限制，室外電纜無法從地下走線，信號(hào)電纜宜穿金屬軟管進(jìn)行屏蔽，金屬軟管的兩端應(yīng)可靠接地，在機(jī)房內(nèi)可連接到機(jī)房保護(hù)接地排。電纜進(jìn)入室內(nèi)后在設(shè)備的對(duì)應(yīng)接口處應(yīng)加裝信號(hào)避雷器保護(hù)，信號(hào)避雷器的保護(hù)接地線應(yīng)盡量短。
（3）室外電纜采用具有金屬外護(hù)套的電纜，金屬外護(hù)套的兩端應(yīng)可靠接地，在機(jī)房內(nèi)可連接到機(jī)房保護(hù)接地排。電纜進(jìn)入室內(nèi)后在設(shè)備的對(duì)應(yīng)接口處應(yīng)加裝信號(hào)避雷器保護(hù)，信號(hào)避雷器的保護(hù)接地線應(yīng)盡量短。
（4）出入局站的信號(hào)電纜，電纜內(nèi)的空線對(duì)在機(jī)房內(nèi)宜做保護(hù)接地。例如：室外引入的E1總電纜內(nèi)兩對(duì)同軸線只用了一對(duì)，則另一對(duì)E1電纜的芯線和屏蔽層可在室內(nèi)匯接到一塊小金屬板上，再由小金屬板接出一根接地線到機(jī)房的保護(hù)接地排。
圖1 地網(wǎng)間多點(diǎn)連接示意圖
最后是接地處理，接地系統(tǒng)把雷電流引入大地，從而達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人身安全的目的。一般建筑物的接地系統(tǒng)有建筑物地網(wǎng)（與法拉第網(wǎng)相接）、電源地（要求地阻
二、結(jié)語
總之，防雷接地對(duì)通信設(shè)備來說是一個(gè)永恒的話題，接地系統(tǒng)的正確與否直接關(guān)系到通信設(shè)備和人身的安全。根據(jù)國際、國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及國際、國家和信息產(chǎn)業(yè)部的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，可以明確以下幾點(diǎn)。
1.通信局（站）必須按規(guī)范建立在聯(lián)合接地系統(tǒng)、均壓等電位分區(qū)保護(hù)的基礎(chǔ)上。
2.無論是通信大樓，還是通信設(shè)施，都必須采用層層防護(hù)的原則。
3.防雷裝置的接地電阻應(yīng)符合《建筑物防雷接地規(guī)范》與通信行業(yè)防雷接地標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)各通信機(jī)房、基站等所處的環(huán)境，應(yīng)從電纜引入開始安裝多級(jí)保護(hù)器。
[關(guān)鍵詞]電力、通信綜合管溝設(shè)計(jì)方法特殊節(jié)點(diǎn)附屬工程
中圖分類號(hào)：F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
工程概述
秦皇大道是灃西新城區(qū)內(nèi)南北向的重要交通通道，向南可與西寶高速公路新線連接，并可延伸至科技六路，向北與西寶高速公路連接，并可通向咸陽主城區(qū)。道路長度4296.218米，紅線寬150米，等級(jí)為城市主干路I級(jí)，并沿線與西寶高速、東西向設(shè)置的綠色長廊相交。該條路承擔(dān)的交通、管線通道的作用重大,同時(shí)有較高的景觀要求。根據(jù)各專業(yè)管線規(guī)劃,秦皇大道敷設(shè)的管線均為主干管道。
2電力、通信綜合管溝設(shè)計(jì)
2.1平面設(shè)計(jì)
根據(jù)管線綜合設(shè)計(jì),秦皇大道電力、通信綜合管溝分別位于位于道路東西兩側(cè)人行道下,其平面線形基本與道路一致, 平行于道路紅線,同時(shí)考慮與綠廊橋梁、西寶高速相交規(guī)劃道路的平面位置相協(xié)調(diào)。
2.2縱斷面設(shè)計(jì)
秦皇大道電力、通信綜合管溝縱坡大部分與秦皇大道的縱斷面一致，但必須滿足電力管溝縱坡不小于0.5%。在與雨污水支管等相交時(shí),電力、通信綜合管溝從其管頂穿過，在與西寶高速相交時(shí)，根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ11-2011)3.0.19強(qiáng)制性條文條要求,電力通信管溝位于擋墻、下穿箱涵以外綠化帶下。綜合管溝縱坡不宜太大,應(yīng)滿足各相關(guān)規(guī)范的要求。《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》 ( GB 50217 —2007) 第 5. 5. 8 條規(guī)定:“高落差地段的電纜隧道中,通道不宜呈階梯狀,且縱向坡度不宜大于15°……”,同時(shí)考慮到方便安裝人員在管溝內(nèi)搬運(yùn)管件,本工程在綠廊范圍，將電力、通信綜合管溝管溝最大坡度定為 26%，略高于規(guī)范，但在綜合管溝地板設(shè)有防滑踏步。為滿足電力、電信管溝內(nèi)地面排水需要,管溝縱坡不小于 0. 5 %。管溝埋深不宜太大,溝頂覆土能夠滿足道路人行道結(jié)構(gòu)層即可,秦皇大道電力、電信標(biāo)準(zhǔn)段覆土厚度控制在0.13m。
2.3橫斷面設(shè)計(jì)
橫斷面設(shè)計(jì)原則在滿足使用功能的前提下,力求經(jīng)濟(jì)合理。
《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》( GB 50289-98) 第2. 3. 3 條規(guī)定: “……電信電纜管線與高壓輸電電纜管線必須分開設(shè)置 ……”秦皇大道電力電纜包括110 kV 輸電電纜,基于上述規(guī)范規(guī)定,電力、電信采用分倉式（雙室）的斷面形式,電力電纜單獨(dú)布置,通信管道設(shè)于另一室。綜合管溝內(nèi)管線之間的距離、管線與管溝內(nèi)壁、頂板及底板之間的距離以及管溝內(nèi)人形通道寬度應(yīng)考慮管道安裝和檢修的需要,必須滿足相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》( GB 50217 —2007) 第5. 5 節(jié)對(duì)電纜溝內(nèi)各種布置尺寸做了相應(yīng)規(guī)定) ,同時(shí)還需為管線擴(kuò)容預(yù)留適當(dāng)?shù)目臻g。綜合考慮上述因素后,確定秦皇大道電力、通信綜合管溝凈斷面尺寸為: 西側(cè)分倉式電力、通信綜合管溝采用2.7×1.8米鋼筋砼結(jié)構(gòu)，其中電力室為1. 5 m ×1. 8 m，通信室為1. 0 m ×1. 8 m，壁厚200mm。東側(cè)由于無110KV電纜敷設(shè)，電力、通信共溝，采用1.4×1.8米磚砌體結(jié)構(gòu)，壁厚490mm。為防止電力電纜對(duì)通信光纜造成影響，通信光纜支架設(shè)有阻燃的玻璃鋼橋架。電力、通信綜合管溝均為通行防水地溝，用于敷設(shè)110KV、10KV電力電纜及通信電纜。其中西側(cè)管溝可分別敷設(shè)18回10KV電纜、4回110KV電力電纜；東側(cè)管溝可敷設(shè)15回10KV電力電纜。
2.4特殊節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
2.4.1電力、通信綜合管溝交叉節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
2.4.1.1為避免管線施工對(duì)車行道的反復(fù)開挖，在秦皇大道與其他道路相交路口處設(shè)分倉式電力、通信綜合管溝，以實(shí)現(xiàn)秦皇大道電力、通信綜合管溝內(nèi)管線與相交道路上相應(yīng)管線的銜接。同時(shí)為滿足道路沿線兩側(cè)地塊對(duì)市政配套管線的需求，在秦皇大道綜合管溝上每隔200m左右設(shè)橫向過街管穿過綠化帶，以向道路兩側(cè)地塊接入市政配套管線。主溝與主溝為“十字”型交叉，通過“四通出線、進(jìn)線井”銜接。
出線、進(jìn)線井為兩層結(jié)構(gòu)，秦皇大道主溝位于一層，相交道路主溝與地下一層相接。在一層底板上開設(shè)材料設(shè)備吊裝孔兼作人孔，二層綜合管溝內(nèi)管線通過穿越一層底板進(jìn)行銜接。在四通出線井處，管溝需加寬以滿足各管線穿越底板的需要。這種設(shè)計(jì)使得井內(nèi)電力電纜、通信光纜在井內(nèi)既避免了互相干擾，又能使管線穿越想穿越的任何一個(gè)方向，大大滿足了運(yùn)營商的要求。四通出線井設(shè)計(jì)要遵循經(jīng)濟(jì)適用的原則，各種尺寸不宜過大，能夠滿足安裝要求即可。
2.4.1.2設(shè)計(jì)三通井
沿道路每相隔200~300米設(shè)計(jì)有A型三通井、B型三通井、C型三通井。其中 A型三通井為道路橫向電力電纜出線，為兩層鋼筋砼結(jié)構(gòu)，電信走上層，電力電纜從隔板穿下走下層。B型三通井為道路橫向通信光纜出線。C型三通井為共溝道路橫向電力電纜、通信光纜出線。
2.4.2電力、通信綜合管溝過道路交叉口節(jié)點(diǎn)處設(shè)計(jì)
由于道路交口處各種管線縱橫交叉，埋深較為復(fù)雜。如果設(shè)計(jì)為排管，雖然避開其他管線容易，但散熱不好，以后的穿線、檢修困難。故本次電力、通信綜合管溝在道路交叉口處設(shè)計(jì)為鋼筋砼管涵，管涵頂覆土必須滿足道路機(jī)動(dòng)車道下結(jié)構(gòu)層的厚度，設(shè)計(jì)為600mm.另外由于道路機(jī)動(dòng)車道動(dòng)荷載很大，在管涵靠近頂板處設(shè)有搭板，防止對(duì)路面造成不均勻沉降。
2.4.3電力通信管溝穿西寶高速
西寶高速公路是全國“兩縱兩橫”公路主骨架G045連云港——霍爾果斯國道主干線的重要組成部分，車流量較大，施工對(duì)其造成的影響很大，考慮到以后電力電纜及通信電纜增容的可能性，故道路東西兩側(cè)均采用3.3m×1.8m的分倉式鋼筋砼結(jié)構(gòu)。
2.5電力、通信綜合管溝防水
磚砌體管溝內(nèi)采用1：2水泥砂漿（摻加3%防水粉）抹面，20mm厚。鋼筋砼電力、通信綜合管溝、人孔井外防水采用丙烯酸高分子防水涂料進(jìn)行防水處理，做法參見《地溝及蓋板》（02J331）第85頁42節(jié)點(diǎn)。
2.6支架設(shè)計(jì)
道路西邊，通信倉單側(cè)支架，支架間距0.8米，電力倉雙側(cè)支架，支架間距1.0米，支架在溝內(nèi)雙側(cè)交錯(cuò)布置。道路東邊電力、通信倉支架間距分別為1.0米、1.5米。為防止支架被盜，本次設(shè)計(jì)電力、通信綜合管溝支架均為復(fù)合材料的高強(qiáng)玻璃鋼支架。
3設(shè)計(jì)探討
(1) 電力、通信綜合管溝作為電力電纜、通信光纜的載體,管溝標(biāo)準(zhǔn)段、出線井及下料口尺寸應(yīng)滿足各種管線的安裝要求,各種管線的布置應(yīng)盡量減少對(duì)管線運(yùn)行的不利影響。高壓電纜線由于直徑較大，需要的轉(zhuǎn)彎半徑較大，因此盡量使各種井尺寸滿足電力電纜的要求。
(2) 電力、通信綜合管溝一旦建成,就不宜再在其主體結(jié)構(gòu)上鑿洞,因此,設(shè)計(jì)前應(yīng)充分研究規(guī)劃,分析沿線區(qū)域的發(fā)展情況,盡量合理地確定預(yù)留支溝(或接出管線) 的位置,避免重復(fù)建設(shè)，特別在穿越高速、橋梁等特殊地段。
(3) 在豎向設(shè)計(jì)中應(yīng)處理好電力、通信綜合管溝與相交重力流管線的矛盾,優(yōu)先考慮重力流管線的敷設(shè)要求。
參考文獻(xiàn) 1 《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50217 —2007） 2 《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB 50289 —98）3《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ11-2011）
關(guān)鍵詞：SDLC協(xié)議；RS 485；通信控制器；工作方式；通信故障
中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1004－373X(2009)04－152－03
Design of Synchronous RS 485 Bus Controller Based on SDLC Protocol
LI Guoping,CHENG Long,CHAI Bo
(Micro－electronics Technology Institute,Xi′an,710075,China)
Abstract：The design thoughts of RS 485 communication controller based on SDLC,SDLC protocol and RS 485 protocol are introduced.The problems of working methods used in the process of RS 485 are needed to pay attention.Most of its means of communication is half－duplex communications,data transmission bus to resolve their conflict,that is communication failures,became key and focus ofimproving their reliability.How to avoid communication fault of RS 485 is analysed.
Keywords：SDLC protocol;RS 485;communication controller;working method;communication fault
在分布式系統(tǒng)中，多機(jī)相互通信是比較常見的一種方式，而通信的關(guān)鍵不僅是能夠傳輸數(shù)據(jù),更重要的是能夠準(zhǔn)確傳輸,并且能自動(dòng)檢錯(cuò)和用一定的方式來糾正，尤其在現(xiàn)在研發(fā)的導(dǎo)彈系統(tǒng)中，高可靠性與數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝允菍?dǎo)彈系統(tǒng)必備的條件。RS 485標(biāo)準(zhǔn)作為一種多點(diǎn)、差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范，其接口大多連接成半雙工通信方式,他所具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速率、電纜長度和可靠性,是其他標(biāo)準(zhǔn)無法比擬的，因而多次被用在現(xiàn)代武器裝備系統(tǒng)中。這里介紹的基于SDLC協(xié)議的同步RS 485總線通信控制器的實(shí)現(xiàn)，即是某武器裝備上的一個(gè)重要單元。
1 SDLC協(xié)議和RS 485總線協(xié)議介紹
1.1 SDLC協(xié)議簡介
同步數(shù)據(jù)鏈路控制(SDLC)是19世紀(jì)70年代IBM公司開發(fā)的傳輸協(xié)議，它取代了二進(jìn)制同步(BSC)協(xié)議。SDLC等價(jià)于網(wǎng)絡(luò)通信中的開放系統(tǒng)互連(OSI)模型的第二層。這一層協(xié)議保證數(shù)據(jù)單元從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)成功到達(dá)下一個(gè)，流到正確位置。
SDLC使用通信初級(jí)站－次級(jí)站模型。在IBM大型機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，主機(jī)通常是初級(jí)站和工作站，其他設(shè)備為次級(jí)站，各個(gè)次級(jí)站有自身的地址。多個(gè)設(shè)備或次級(jí)站使用多點(diǎn)排列連接到一條公共線。SDLC也可用于點(diǎn)到點(diǎn)通信，它主要用在寬域網(wǎng)(WAN)的遠(yuǎn)程通信。
SDLC是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)鏈協(xié)議高層次數(shù)據(jù)鏈控制(HDLC)的基礎(chǔ)。它成為IBM的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(SNA)和系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)(ASS)的一部分，現(xiàn)在仍然廣泛應(yīng)用于大型機(jī)數(shù)據(jù)鏈控制中。
1.2 RS 485總線協(xié)議簡介
電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA于1983 年制訂并RS 485 標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)TIA通信工業(yè)協(xié)會(huì)修訂后命名為TIA/EIA－485－A，習(xí)慣地稱之為RS 485。RS 485是為彌補(bǔ)RS 232通信距離短、速率低等缺點(diǎn)而產(chǎn)生的。其只規(guī)定了平衡驅(qū)動(dòng)器和接收器的電特性，而沒有規(guī)定接插件、傳輸電纜和應(yīng)用層通信協(xié)議。因而在當(dāng)時(shí)看來是一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)，具有相當(dāng)高噪聲抑制，相對(duì)高的傳輸速率，傳輸距離遠(yuǎn)和寬的通信平臺(tái)。
RS 485接口大多連接成半雙工通信方式，其主要特點(diǎn)有:平衡差分傳輸,多點(diǎn)通信; 雙絞線傳輸。理想情況下最大輸入電流為0.18~110 mA(-7~+12 V)；最大總線負(fù)載為32 個(gè)單位負(fù)載(UL);最大傳輸速率為10 Mb/s；最大電纜長度為121 912 m(4 000 ft)；差分輸入范圍為-7~+12 V。
RS 485總線在通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS 485 串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RS 485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200 mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。 RS 485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路需由使能信號(hào)加以控制。RS 485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用RS 485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。
2 設(shè)計(jì)思想及原理
眾所周知，經(jīng)常接觸的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、環(huán)型和總線型3種結(jié)構(gòu)。但是RS 485有其特殊的性能限制了該設(shè)計(jì)只能采用總線型結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
在該設(shè)計(jì)中，采用多站點(diǎn)通信方式，它與一般的通信方式不同，這里采用的是主從結(jié)構(gòu)式，也就是說在這多點(diǎn)通信過程中，只設(shè)一個(gè)主站，其他都為從站。在通信過程中，從站只能與主站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而從站與從站之間要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換只能通過主站進(jìn)行中轉(zhuǎn)。每一個(gè)站都有他自身的站地址，通信開始所有從站處于接收狀態(tài)，等待主站的呼叫。當(dāng)主站以命令包的形式向鏈路上某一從站發(fā)出命令時(shí)，所有從站接收命令幀中的站地址信息，并與自己站地址相比較，如果相符，說明主站在呼叫自己，從而接收并解析和執(zhí)行命令；之后從站應(yīng)向主站發(fā)回應(yīng)答信息數(shù)據(jù)后以結(jié)束本次通信，否則不予理睬，繼續(xù)等待接收。在通信結(jié)束后，從站繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待命令。
3 多站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式
3.1 工作方式
常見的RS 485站點(diǎn)多為2個(gè)站點(diǎn)，這里給出多站點(diǎn)下RS 485的工作方式。RS 485多站通信方式一般分為正常模式、監(jiān)聽模式和廣播模式。
RS 485多站通信過程中，主站與從站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，根據(jù)通信協(xié)議規(guī)定，每一個(gè)站都有自己的站地址。主站在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)幀頭是從站的站地址，在正常模式下，從站只能接受到跟自己地址相匹配的一對(duì)一數(shù)據(jù)，如果跟自己地址不匹配則只能等待，直到等到跟自己地址匹配再開始接收數(shù)據(jù)。而監(jiān)聽模式則是從站地址為0XFF，不管主站的地址是什么，從站都能收到數(shù)據(jù)，這也就是所謂的監(jiān)聽。相對(duì)于監(jiān)聽來說廣播模式則相反，廣播模式是主站設(shè)置為0XFF，不管從站的地址是什么，從站都能收到主站發(fā)過來的數(shù)據(jù)。
通過以上3種方式，RS 485多站點(diǎn)通信方式的測試具有有效性與合理性。
3.2 工作流程
為了使通信協(xié)議簡單，通信可靠，在通信系統(tǒng)中常采用“主－從”及“命令－應(yīng)答”方式。即每次通信工作均由“主站”發(fā)出命令幀，由“從站”返回響應(yīng)幀。在定義通信協(xié)議時(shí)，還應(yīng)明確：明確幀的最大長度和最小長度；明確幀是周期或非周期傳輸；若為周期性，明確發(fā)送方周期時(shí)間及幀間最大時(shí)間間隔。
另外，協(xié)議中還需定義通信失敗的處理方法，如：本幀通信出錯(cuò)要求重試和重試的次數(shù)；重試仍然出錯(cuò)，則采用重新初始化通信接口或切換通信通道；如果上述兩點(diǎn)措施后仍然出錯(cuò)，則報(bào)告通信故障，停止。為此該系統(tǒng)的工作流程如圖2所示。
在測試過程中，通過更改波特率(abaud,bbaud)來測試對(duì)主從站的影響。軟件實(shí)現(xiàn)如下：
void initial485(){ …
*abaud=0x04;//波特率
…
*aaddr=0x43;//站地址
delay2(5);
*amodel=0x06;//FIFO 方式或者RAM方式
…
*bbaud=0x04;
…}
因?yàn)樵谠撛O(shè)計(jì)中，RS 485有2路通信，所以A，B通道都要初始化。
4 使用RS 485需注意的問題
在使用RS 485總線過程中，難免有些因素(如可靠性及通信速度)會(huì)因?yàn)橥饨鐥l件的不同而受到不同的影響，設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量避免這些因素產(chǎn)生不良影響。
4.1 在通信電纜中的信號(hào)反射
在通信過程中，有2種信號(hào)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)反射：阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。阻抗不連續(xù)，信號(hào)在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有，信號(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引起反射。這種信號(hào)反射的原理與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的。要消除這種反射的方法，就必須在電纜的末端跨接一個(gè)與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻，使電纜的阻抗連續(xù)。由于信號(hào)在電纜上的傳輸是雙向的，因此，在通信電纜的另一端可跨接一個(gè)同樣大小的終端電阻。如圖3所示。
從理論上分析，在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻，就再也不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)反射現(xiàn)象。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，由于傳輸電纜的特性阻抗與通信波特率等應(yīng)用環(huán)境有關(guān)，特性阻抗不可能與終端電阻完全相等，因此或多或少地還會(huì)存在信號(hào)反射。引起信號(hào)反射的另一個(gè)原因是數(shù)據(jù)收發(fā)器與傳輸電纜之間的阻抗不匹配。這種原因引起的反射，主要表現(xiàn)在通信線路處在空閑方式時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂。信號(hào)反射對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懀瑲w根結(jié)底是因?yàn)榉瓷湫盘?hào)觸發(fā)了接收器輸入端的比較器，使接收器收到了錯(cuò)誤的信號(hào)，導(dǎo)致CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤或整個(gè)數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤。
4.2 在通信電纜中的信號(hào)衰減
第二個(gè)影響信號(hào)傳輸?shù)囊蛩厥切盘?hào)在電纜的傳輸過程中會(huì)衰減。一條傳輸電纜可以看作由分布電容、分布電感和電阻聯(lián)合組成的等效電路。電纜的分布電容C主要是由雙絞線的兩條平行導(dǎo)線產(chǎn)生。導(dǎo)線的電阻在這里對(duì)信號(hào)的影響很小，可以忽略不計(jì)。信號(hào)的損失主要是由于電纜的分布電容和分布電感組成的LC低通濾波器。
4.3 分布電容對(duì)RS 485總線傳輸性能的影響
電纜的分布電容主要由雙絞線中兩條平行導(dǎo)線產(chǎn)生。另外，導(dǎo)線與地之間也存在分布電容，雖然很小，但在分析時(shí)也不能忽視。分布電容對(duì)總線傳輸性能影響的，主要原因是總線上傳輸?shù)男盘?hào)是基波信號(hào)，信號(hào)的表達(dá)方式只有“1”和“0”。在特殊字節(jié)中，如0x01，信號(hào)“0”使得分布電容有足夠的充電時(shí)間，而信號(hào)“1”到來時(shí)，由于分布電容中的電荷來不及放電，(Vin+)-(Vin-)還大于200 mV，結(jié)果使接收誤認(rèn)為是“0”，而最終導(dǎo)致CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤，整個(gè)數(shù)據(jù)幀傳輸錯(cuò)誤。
由于總線上的分布影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能降低。解決這個(gè)問題有2
種方法：降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈剩皇褂梅植茧娙菪〉碾娎|，提高傳輸線的質(zhì)量。
5 結(jié) 語
這里主要介紹了基于SDLC協(xié)議的同步RS 485總線數(shù)據(jù)通信控制器的設(shè)計(jì)思想及使用RS 485需要注意的一些問題。RS 485總線具有實(shí)時(shí)性好，造價(jià)低，可靠性高等特點(diǎn)，因而現(xiàn)在已被普遍應(yīng)用在工業(yè)及軍事方面。
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作者簡介
李果萍 女，碩士研究生。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)控制技術(shù)。
