時間:2022-05-26 11:05:07
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,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篇通信電纜論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1光纖技術發展的特點
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。
關鍵詞:公路隧道,避雷,接地裝置
該隧道位于江山市峽口鎮與廿八都鎮之間的群山峻嶺之中,在達塢隧道出口的群山腳下為收費所、達塢隧道所辦公大樓,兩者和隧道之間有近百條電力電纜、控制電纜、通信電纜及視頻信號電(光)纜相連接,收費站廣場邊有一排高度為20m的高桿金屬照明燈,離其幾十米處的互通有4桿25米高桿金屬照明燈,隧道與隧道之間都有25米的高桿金屬照明燈及室外可變情報板。隧道所辦公樓倚山而建,其下方是地勢低的多的廿八都古鎮,土質為砂質土壤,土壤電阻率約為400Ω.m,土壤電阻率較高。但在雨季時,由于地下水豐富,其地理地貌十分有利于雷暴的生成發展。免費論文。根據江山市中心氣象臺提供的資料,該地區平均雷暴日為57天,經計算,該建筑物年預計雷擊次數為0.31次/天,屬于雷電活動頻繁、雷擊事故高發地區。免費論文。該建筑物為二類防雷建筑物。近年來,頻繁的雷擊已對隧道的監控系統、通信系統、計算機系統以及室外情報板等造成了一定的危害,因此隧道及建筑物的防雷工作刻不容緩。
一、雷擊的特性
雷電破壞作用與峰值電流及其波形有最密切的關系,雷電波頻譜是研究避雷的重要依據。從雷電波頻譜結構可以獲悉雷電波電壓、電流的能量在各頻段的分布,根據這些數據可以估算通信系統頻帶范圍內雷電沖擊的幅度和能量大小,進而確定避雷措施;即使在電力系統中,了解雷電波頻譜分析,也有助于采取相應的避雷措施。典型的雷電流為近似的雙指數函數曲線,可用下式表示:
i= I0 (e-α-e-β)
式中: I0――雷電流峰值(從數kA到數百kA);
α――波前衰減系數;
β――波尾衰減系數;
i――雷電流瞬時值。
雷電流曲線峰值的左邊部分稱為波前,從峰值至電流下降到峰值的一半的E點這部分稱為波尾。雷電流波形的波前很陡,通常只有零點幾微秒到十幾微秒,并包含豐富的諧波電流。通過計算(過程從略),可求得雷電波的能量比率積累的頻率分布。雷電波能量比率積累的頻率分布:低頻部分增值快,頻率越高,增值越慢,說明雷電的能量大多分布在低頻部分。從典型雷電波計算得到的數據可知,90%以上雷電能量分布在20 kHz以下。免費論文。即在防雷工程中,只要防止20kHz以下頻率的雷電波侵入,就能把雷電波的能量削減掉90%以上。
二、隧道電氣設備防雷工程設計
該隧道監控系統設備屢遭雷擊損壞,從損壞的電氣設備分析,都是弱電部分的接口電路或電源電路(如:攝像機解碼板、電源板及攝像頭等)損壞,而且無嚴重燒焦及機械性破壞,推斷應是受到感應雷即雷電電磁脈沖的沖擊影響所致。根據我國《建筑物防雷設計規范GB50057-94》,參照國際電工委員會IEC1024防雷與接地的有關規定采取屏蔽、泄放、消峰、分流、均壓等電位聯接的原理進行防雷工程的綜合設計和改進。
(一)接地系統及措施
接地是防雷的基礎,接地系統的設計與施工直接影響防雷的效果。只有良好的接地才能為入侵的雷電流提供暢順的入地泄放通道,同時才能使屏蔽效果得到保障。該隧道建在花崗巖石之中,洞內無法利用基礎鋼筋作接地體,只能在電纜溝底部建造接地裝置。為了減小接地電阻,可采用復合接地體,即水平接地體和垂直接地體相結合的方式,并在接地極周圍填充長效降阻劑。垂直接地體的優點是在雷雨季節能積聚一定的山水,有利于改良接地極周圍的土壤電阻率,降低接地電阻。而水平接地體能擴大地網的接地面積,使隧道成為一個大的均壓體,減少閃擊放電的機會,提高泄放雷電流的能力。
(二)屏蔽
隧道內的電氣設備,外部電磁干擾主要有三種:雷電的電磁脈沖;電力系統中各種操作過電壓;靜電放電。由于雷電波主要是通過電磁感應和靜電感應,在隧道內的電源線和信號線上產生過電壓波,并沿電纜向兩端傳播沖擊,使得隧道及監控室內的監控設備被擊壞,而雷電從隧道口繞擊進洞內的可能性很小。因此屏蔽只側重于隧道外及洞口附近的各種電纜,將電源線和信號線分別敷設于鍍鋅線槽內,線槽每隔一定距離,按標準進行接地,從而使雷電作為干擾源的影響大大減小。
(三)均壓、等電位聯接
在隧道的電纜溝內及監控室內建立等電位連接帶,將設備外殼及金屬架構物進行可靠的搭接,就近接地,使整個監控系統處于準等電位水平,在隧道內形成一個均壓帶,避免被保護設備之間在雷擊瞬間形成電位差而產生二次閃擊、閃絡現象而遭損壞。
(四)專用避雷器
在采取以上措施的同時,為防止感應雷電對一些重要的電氣設備的沖擊,須在其電源或信號輸入端加裝專用避雷器。避雷器的性能必須滿足以下幾點要求:
(1)避雷器不會對線路的正常運行造成影響;
(2)要有較好的箝位效果,沖擊殘壓盡量小,并在設備的耐壓范圍內;
(3)要有足夠的雷電通流容量,雷電發生時自身不會損壞,并能反復使用;
(4)能適應惡劣的工作環境;
(5)漏電流要小。響應時間要盡可能短,一般要求達ns級。
根據理論分析及實際經驗,在下列易受感應雷影響的電氣設備前加裝相應的專用避雷器:
(1)在低壓母線、監控系統電源輸出端加裝三相或單相電源避雷器,以防止感應雷電通過電源線損壞監控系統設備;
(2)在隧道內攝像機部分解碼器輸入輸出端加裝控制信號避雷器,以防止雷電通過控制信號線損壞攝像機解碼器;
(3)在攝像機視頻信號輸入輸出端加裝同軸電纜避雷器;
(4)在通信機房配線架裝設交換機配線避雷器;
(5)洞外廣場攝像機安裝云臺、鏡頭控制線避雷器。
通過以上的技術處理,可有效防止雷電對隧道內電氣設備的影響,最大限度地將雷擊災害減至最小。
三、結語
隨著國民經濟、科學技術的飛速發展,公路隧道機電設備的自動化程度越來越高,計算機用于自動控制及營運管理也越來越普遍。隧道內機電系統包括:照明、通風、火災報警、閉路電視監控、通信、交通監測控制及供配電系統等都不可避免地會受到雷電災害的影響,如何將雷電災害的影響降至最低,是隧道機電系統在設計、施工及管理中一項非常重要的工作,必須予以充分重視。
參考文獻:
1 公路隧道設計規范JTJ026-90
2 建筑物防雷設計規范GB50057-94
3 蘇邦禮等.雷電與避雷工程.廣州:廣州中山大學出版社,1996.11
關鍵詞:可調諧變頻;可調諧變頻芯片;有線電視網絡寬帶接入;雙向改造;三網融合
ABSTRACT:A novel solution for broadband access over cable is presented in this paper, which based on tunable frequency converter RF chip. This solution comprises of two kinds of device: head-end device and user device, the head-end device supports multiple communication channels operating simultaneously and the user device could tune its working frequency to access one of the available channels freely. This technology could be deployed extensively on the cable TV network for high speed broadband access. Comparing with other existing solutions, it could sufficiently utilize the spectrum advantage of cable network much more, and freely select any applicable channel. If necessary, operator could extend applicable channels or communication bandwidth easily. This paper would describe the idea of tunable frequency-shift communication, the tunable frequency-shift RF component and typical deploying scenario in detail.
Key words:tunable frequency converter;tunable frequency converter RF-IC;broadband access over cable;bidirectional transformation;triple-network convergence
1 引言
光纖同軸混合網(HFC)是我國有線廣播電視網絡的普遍架構,即骨干網采用光纖傳輸,接入分配網采用同軸電纜。隨著光纖通信技術的發展,光纖骨干網已基本可以滿足三網融合以及下一代廣播電視網(NGB)建設的需要,但同軸接入網卻還是純粹的單向廣播網,無法實現雙向寬帶通信,這嚴重阻礙了廣電網絡的發展,因為許多融合性新業務都必須依賴雙向寬帶通信網才能實現。
于是,多種同軸電纜寬帶接入技術紛紛涌現,比如DOCSIS、 HomeplugAV、 HomeplugBPL、基帶EOC、MOCA、降頻WIFI以及HPNA等等,見參考文獻[1][2][3][4]。這些技術方案中用戶端設備通常都工作在一個固定的頻點上,擴展性和靈活性比較差,無法充分利用廣電同軸電纜的頻譜優勢。
基于上述現實,四聯微電子公司提出一種基于可調諧變頻芯片的有線網絡寬帶接入技術方案。利用這種技術方案,局端設備可同時提供一個或多個通信信道;用戶端設備可隨時切換到不同的工作頻率,與局端設備進行通信。該方案比現有的EOC(Ethernet Over Cable)技術方案[5]具備更好的靈活性、抗干擾性,提供更高的傳輸能力,充分體現出同軸電纜的頻譜優勢。本項技術已經獲得國家知識產權總局授權的發明專利[6]。
下面將對本技術方案的可調諧變頻通信方案、可調諧變頻芯片和典型應用三個方面進行詳細介紹。
2 可調諧變頻通信方案
根據國家有線電視頻譜標準[7]以及廣電總局三網融合技術指導文件[8]中的規劃,同軸電纜中5-65MHz和862MHz以上頻段可用于雙向數據通信。我國有線電視網絡目前普遍使用的是750MHz、860MHz或550MHz同軸分配網絡。同時,根據參考文獻[9]的研究,在對當前國內普遍存在的同軸電纜網絡進行部分現場測試后,發現1.2GHz以下頻段都可以用于雙向寬帶數據通信。可見,有線電視同軸電纜中實際蘊藏著大量頻譜資源,完全可以用于雙向數據通信。如能充分利用這段約400MHz的頻譜,將其分為多個頻分復用通信信道,將為有線電視網絡的寬帶接入提供潛力巨大的通信信道。
近年來,市場上涌現出了各種EOC雙向改造方案.,雖然它們各有特色,但是都沒有充分挖掘出同軸電纜的頻譜潛力,信道的擴展性以及工作頻率的靈活性都沒有體現出來。本文介紹的工作頻率可調諧的有線網絡寬帶接入技術方案,將能很好地彌補這一缺憾。
2.1 工作頻率可調諧的有線同軸網絡
可調諧變頻通信系統,包含由多個通信模塊構成的局端設備和許多個工作頻率可自由調諧的用戶端設備,它們分別處于同軸電纜分配網的兩側:局端側和用戶側,不論同軸電纜網拓撲結構是星型還是樹型,都能適用。每個局端模塊既可工作在預先設定的工作頻率,也可根據需要切換到不同的頻率;這樣,由多個通信模塊構成的局端設備就可形成多個雙向通信信道,各個信道工作在不同的頻點,既可自由跳頻,但又互不干涉。用戶端設備分布在同軸電纜的用戶端,數量比較多;每個終端設備的工作頻率都可調諧,可根據需要隨時切換到局端設備提供的多個通信信道中的任意一個,從而構成可調諧的有線網絡雙向通信鏈路。而至于各個用戶終端設備應該接入到當前哪個信道上則由系統管理單元(通常為局端設備中的一個模塊)根據需要來確定,或者由終端設備根據預先設置的調諧策略確定。
由于上述頻率調諧功能是在通信系統的物理層實現的,故在理論上可適用于各種通信協議。
圖1是可調諧有線網絡示意圖。
2.2 可調諧變頻通信技術方案
作為可調諧變頻通信概念的一個特例,本技術方案采用WIFI協議,利用成熟的WIFI產業鏈,將標準的2.4GHz射頻信號變頻到符合同軸電纜特性的頻率后在有線電纜網絡上傳輸,再結合工作頻率可調諧的功能,最終以最便宜的價格、最簡單的方法實現有線電視同軸網絡可調諧變頻通信方案。
WiFi標準屬于美國電氣電子工程師協會(IEEE)頒布的802系列標準之一:802.11。它最早于1997年推出,2年后被802.11b取代,接著又繼續演進到802.11a、c、d、e等等。2003年802.11g獲得批準,它采用正交頻分復用(OFDM)調制方式,工作在2.4GHz ISM(Industrial,Scientific,Medical)免費頻段,物理層速率高達54Mbps,從而得到了市場的青睞并大量部署。隨后,802.11n標準在2009年獲得批準,它采用OFDM調制,利用一個40MHz頻寬的信道在單入單出的工作模式下物理層即可達到150Mbps的速率,對應到MAC層速率為100Mbps左右。
這里,同軸網可調諧變頻通信方案充分利用了成熟的WiFi通信標準、協議和龐大的產業鏈,從而給有線網絡寬帶通信提供一個成熟的、可靠的物理層和MAC層,最重要的是可以選用已經大量出貨的WIFI芯片。圖2是變頻通信示意圖。
本方案正是采用最新的802.11n標準:OFDM調制、40MHz頻寬和時分復用(TDD)半雙工模式,將2.4GHz的射頻信號變換到800~1200MHz信號,從而在有線電視同軸電纜分配網上傳輸,實現高速寬帶數據通信。圖3為可調諧變頻通信設備示意圖。
隨著IEEE802.11系列標準的不斷演進,本方案可隨之持續發展。據參考文獻[10][11]的消息更高速率的802.11ac標準正在制定中,預計將于2012年正式頒布。到那時,本方案將可在80MHz甚至160MHz的頻寬上實現1Gbps左右的物理層傳輸速率。
3 可調諧變頻芯片
雙向寬帶可調諧變頻芯片是本方案中最關鍵的射頻部件。
3.1 可調諧變頻電路
可調諧變頻電路主要由兩個單向電路和一個本振電路組成,一端為固定頻率Ff的中頻端口,用于連接802.11n2.4GHz射頻端口;另一端為可變頻率Ft射頻端口,用于連接有線電視同軸電纜網絡。由于系統采用時分復用(TDD)雙工模式,兩個單向電路可共用同一個本振源(LO),分別輸入兩個混頻器中實現上下行通信鏈路的混頻、變頻;通過調節本振頻率Fo可同時切換上下行通信電路中RF端口的工作頻率。本電路既可采用高本振也可采用低本振,若本振頻率Fo 高于固定頻率Ff,則 Ft = Fo-Ff,反之則 Ft = Ff -Fo。為了獲得良好的帶外抑制,在保證射頻信號線性度的前提下,還可根據需要在中頻端口、射頻端口和混頻后設置相應的帶通濾波器,以實現該端口的較好的帶通特性。
其功能示意圖如圖4所示。
3.2 可調諧射頻芯片
基于本技術方案,四聯微電子公司正在研發實現上述電路的射頻集成電路,以提高性能指標,降低局端設備、終端設備的研發調試難度,預計不久將推向市場,為我國有線網絡寬帶通信建設提供新的選擇。
此芯片高集成度、高線性度,采用成熟的CMOS RF 0.18um工藝。特征如下:
集成PA和LNA,最少器件。
低功耗,支持多種功率管理模式。
RX接收鏈路支持自動增益控制,且具備高動態范圍、良好的線性度和噪聲系數。
TX發射鏈路帶功率檢測,并集成可調增益PA。
集成VCO/PLL頻率綜合器 ,支持小數分頻
集成2個混頻器,LO頻率可步進調節
利用本射頻集成電路芯片,可將2.4GHz頻段的射頻信號變換到710~1200MHz頻段的任意一個通信頻道;它包括射頻信號接收和發射兩個鏈路的雙向頻率變換,這里的射頻信號采用OFDM調制,遵循802.11n標準協議,信道頻寬40MHz。
應用時,此芯片的2.4GHz中頻端口(IF端口)與單通道802.11n SOC(System On Chip)芯片的射頻端口相連,SOC芯片通過SPI控制接口對本集成電路進行配置管理,變頻后的另一側(簡稱RF端口)連接有線網絡同軸電纜。
4 系統應用方案
當前,國內有線電視網絡普遍采用光纖+同軸電纜混合的HFC網絡架構,隨著光纖通信技術的發展,“光進銅退”已成為長期的發展趨勢。國內很多廣電網絡已經計劃或正在將光纖推進到小區、樓棟、甚至樓道。由于入戶布線的復雜性等綜合因素,最后一段同軸電纜必將在相當長一段時間內存在。利用現有同軸網絡解決最后300米、100米、甚至50米的高速寬帶接入問題已成為廣電網絡的普遍共識。
2010年國務院發文,促進三網融合發展。同時,國家廣電總局的NGB計劃,也明確提出廣電網絡要達到30Mbps、甚至100Mbps的入戶數據帶寬。如何以最低的投入,利用同軸電纜網達到、甚至超過上述要求呢?
基于可調諧變頻芯片的有線寬帶接入技術方案可以很好的解決這個問題。它主要由位于光節點處的局端設備和位于用戶端的終端設備組成。根據具體同軸電纜網頻譜使用情況,局端設備可有選擇地靈活開通多個適用的寬帶接入信道,而用戶端設備可根據相應的帶寬、業務需要調整工作頻率接入到合適的通信信道,從而充分利用同軸電纜中可用的頻譜,按需擴展網絡帶寬,終端自由接入相應信道,給運營商和用戶帶來全新的寬帶體驗和業務潛力。
4.1 系統接入帶寬
基于本方案的寬帶接入系統,完全可以滿足NGB建設和未來三網融合的需要。考慮到同軸電纜網的特性和有線電視頻率配置,我們在同軸電纜上710-1200MHz頻段上劃分出12個獨立的信道。遵循單信道802.11n傳輸能力,每個信道頻寬40MHz,物理層速率150Mbps,MAC層 速率可達100Mbps;如果按照隔頻傳輸,則在一根同軸電纜上即可以同時使用6個通信信道,相應速率為:
物理層: 6*150Mbps=900Mbps
鏈路層: 6*100Mbps=600Mbps
而目前國內有線電視網絡光節點處的光接收機通常都是配4路同軸電纜輸出,最少也有2路;覆蓋大約50到200用戶不等。應用本技術方案,一個光節點處的寬帶接入帶寬可達:
物理層:4*900Mbps=3.6Gbps
鏈路層:4*600Mbps=2.4Gbps
如果未來升級到802.11ac,僅用一根同軸電纜鏈路層帶寬即有望達到4*400Mbps=1.6Gbps,可參考文獻[11][12],則一個普通光節點處局端設備MAC層接入帶寬將高達6.4Gbps。此時,即使與光纖入戶FTTH相比,有線同軸電纜寬帶接入的通信帶寬也毫不遜色!
可見,基于可調諧變頻芯片的有線網絡寬帶接入技術方案完全可滿足NGB和三網融合的要求。隨著光纖到樓(FTTB)的發展,每個光節點下覆蓋用戶數將會減少到50-100戶左右,利用本方案實現戶均100Mbps帶寬將變成現實。
4.2 應用方案
FTTB光纖到樓是本技術方案最典型的應用場景,即采用G/EPON或10G EPON技術將數據通信信號送到樓棟交接箱,光纖由ONU(Optical Network Unit)和光接收機終結在樓棟,并被分別轉換為以太網信號和同軸電纜信號。局端設備透過同軸電纜分配網和用戶端的終端接入設備,比如普通用戶終端MODEM、家庭網關、雙向機頂盒等建立寬帶通信鏈路,實現高速數據通信,如圖5所示。
通常光纖到樓FTTB后的同軸電纜分配網基本都是無源分配網,不需要有線電視放大器。但是,在光纖只到小區的情況下,同軸分配網中很可能存在著放大器,如果只有一級放大器,那可通過無源跨接器跨接輕松解決;如果存在著多級放大器,則需要根據信號狀況,使用中繼設備解決。但隨著光進銅退,這種情況將逐漸減少。
5 結論
針對現有技術存在的缺陷和問題,本文提出了基于可調諧變頻芯片的有線網絡寬帶接入技術方案,并從可調諧變頻通信的方法、可調諧變頻芯片技術、系統應用方案等三個方面重點做了介紹。本方案基于自主研發的可調諧變頻芯片,是擁有完全自主知識產權的專利技術;它結合成熟的802.11產業鏈,是面向NGB、可滿足三網融合需要的高性能有線網絡寬帶接入技術。該方案可以充分發揮廣電同軸網絡的頻譜資源優勢,靈活利用空閑頻譜資源,以最低的成本實現有線網絡高速寬帶接入。隨著可調諧變頻芯片的問世、本技術方案的應用推廣,必將對我國新一代廣電信息網絡建設、三網融合新業態的發展,發揮重要作用。
參考文獻
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[5]唐明光;有線電視網絡雙向改造中的EOC技術;《中國有線電視》2009年第10期。
[6]中華人民共和國國家知識產權局專利公開號:CN101599822A,工作頻率可調諧的有線網絡接入系統及方法。
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[8]廣電總局,有線電視網絡三網融合試點業務指導和總體技術要求;2010年10月。
[9]劉華平,趙玉萍, 李紅濱;HINOC信道的測量與數據處理方法研究;高性能同軸電纜接入技術研究與實現論文集;2011年3月。
[10]en.省略/wiki/IEEE_802.11ac.
[11]Park, Min-young; IEEE 802.11ac: Dynamic Bandwidth Channel Access; Communications (ICC), 2011 IEEE International Conference; Jul-2011.
[12]Van Nee, R.; Breaking the Gigabit-per-second barrier with 802.11AC; Wireless Communications, IEEE; Volume: 18, Issue: 2; 2011.
作者簡介
關鍵詞:火災自動報警系統;自動滅火系統;消防子系統
1引言
在過去的二十年中,城市建設和工業企業的通信業務迅速發展:現代智能建筑,商業建筑,辦公樓和住宅樓已成為城市發展的趨勢。現在,您可以將所有電話,信息,圖形,圖形和多媒體設備將結合到標準布線系統中,各種設備的終端設備將插入到標準連接器中。
綜合布線系統是能兼容,因此各個生產單元的電話,信息,圖形和多媒體設備都可以互連。因此,不再需要為各種設備準備各種布線細節以及復雜的標記方案和控制方案,因為其開放的結構可以成為各種工業標準的指南。最重要的是統一配線系統的適用性和靈活性都很出色,價格便宜、干擾較少的終端設備可以重新安排和調度它。
2某酒店辦公樓綜合布線系統配置
某酒店辦公樓綜合布線系統主要由傳輸光纜、非屏蔽雙絞線電纜、配線架、模塊、標簽、面板、跳線以及其他附件組成。
系統按照終端信息點的用途可分為以下幾套網絡:
語音信息點:包括客房與酒店辦公管理區域,通過綜合布線連接到酒店的PABX系統。
客房HSIA信息點:用于客房高速寬帶接入,包括有線和無線AP。
客房互動電視信息點:用于客房互動電視信息接入。
酒店辦公和管理信息點:用于酒店內部辦公和管理使用。
設備網信息點:主要用于各個智能化系統主干信息傳輸,包括信息系統、客房控制系統、門禁系統、BA系統、視頻監控系統等。
設備網的主機房設計在一層消防控制中心,其他網絡的主機房設計在一層IT機房,兩個機房之間通過一根12 芯多模光纖連接,以便信息共享使用。
酒店區域信息點按照酒店管理方技術要求及房間家具布置進行配置設計。每標準間客房設置2 個單孔語音點(床頭一個,衛生間一個)1 個單孔數據點(電視機后側,用于互動電視),1 個語音/數據雙孔點(房間內學習區的桌子邊),1 個無線AP點(位于客房吊頂內)。每個標準間進6 條6 類4 對雙絞線。其中3 條用于數據點(AP/HSIA/互動電視),3 條用于模擬/數字電話點。
每個套房設置4 個單孔語音點(床頭一個,兩個衛生間各一個,客廳沙發邊一個),2 個單孔數據點(電視機后側,用于互動電視),1 個語音/數據雙孔點(房間內學習區的桌子邊)。每個套房進9 條6 類4 對雙絞線,其中3 條用于數據點,5 條用于模擬/數字電話,每個套房設置1 個AP點,便于客人無線設備使用。
總統套房進13 條6 類4 對雙絞線,其中6 條用于數據點,7 條用于模擬/數字電話。總統套房內設置AP點2 個。酒店的宴會廳有2 個分區,考慮到宴會廳是人流比較集中的地方,在每個分區設置5-7 個AP點(每個AP最多可以負荷30 臺無線設備的訪問),每個宴會分區設置13-17 個語音/數據雙孔點。為了方便于酒店的管理和調度,在宴會廳前庭設置5 個語音/數據雙孔點。在每個多功能會議室設置AP點1 個,單孔數據點1 個(用于互動電視),語音/數據雙孔點3 個。
3系統管理
綜合布線系統是一次投資,多年甚至是幾十年長期使用、非常實用有效的系統,它可以與所在的建筑物共存亡,有很長的生命明。使用的網絡設備更換了,使用者更換了,管理者更換了,而綜合布線系統依然有效,依然可以正常工作。當然,一個好的系統,也要有好的管理。沒有一個好的管理,很難保證一個好的系統長期好使,長期有效。按照TIA/EIA606 《商業建筑物電信基礎結構管理標準》對綜合布線的標識、記錄等做規范要求,標簽的材資滿足UL969 的要求。
管理的內容包括:位于工作區、配線間、設備間和引入設施的終端部件;電信布線纜線和連接件;布線纜線路徑、連接件位置、終端部件所在的位置。
4系統設計
4.1建筑群子系統
建筑物子系統所述的電纜,連接到其它建筑物的通信設備,是結構布線系統的一部分,并且支持所需的產品用于建筑物之間進行通信。它包括相關設備。例如大對數電纜,光纜和進入建筑物的電纜上的電涌保護,過電壓和過電壓保護設備。包括在設計的主要設備的所有光纖,大型對數電纜和通信電纜通過金屬跳線或鋼管保護。與此同時,IDC保護的電線電纜提供電氣保護,防止外部電壓和電流人員和設備的損壞。
4.2垂直子系統
該方案的垂直子系統涉及主光纜和將中央計算機室連接到地面布線室的大對數電纜。主干光纜使用6 芯多模內部光纜,帶寬可以達到1Bbit/s或更高,可以提供高質量的數據通道,此外,支持千兆以太網的傳輸距離優于國際標準。大型電纜使用3 種類型的25 對銅電纜。大雙絞線對和語音點的對數為2 :1
4.3設備間子系統
設備間的子系統包括電纜,連接模塊和對應的主布線機的輔助設備。不僅存在在同一光纜相鄰纖維之間沒有干涉,而且氣密性好,線徑也小,尺寸也小,重量也輕,誤碼率也低等,因此網絡的穩定性有很大程度的提高,增加了系統升級的可能性。地面電纜室用于將工作區域中的水平電纜與從自主電纜室獲取的垂直電纜連接起來,或用于形成網絡連接。
該部分采用金屬線在靜電地板下面的凹槽的路徑。除了安裝和引導電纜外,電纜通道在電纜的機械保護中也起著重要的作用。同時,它提供了防火,氣密和堅固的空間,因此電纜可以安全地延伸每個特定層的末端。
4.4管理間子系統
用戶更改電纜布線的方式是通過更改,添加,傳輸和擴展管理子系統中的電纜。配置控制子系統,建議在適當的部件將用于路由和調整電纜。
管理子系統提供了一種在整個有線系統與設備,以及設備連接到它,連接用于與其它子系統的通信。傳輸控制子系統的管理可以組織或改線線路,以便可以將傳輸線擴展到建筑物內的每個工作區域,這是綜合布線系統靈活性的集中體現。管理子系統與水平/干線、主系統和設備進入建筑物的連接形成了它的三個應用領域。在管理子系統中在未來可以加入線色代碼標記管理。
5結論
酒店作為一種面向廣大游客的服務建筑,其特點是人員流動量大,房間數量多而密集,從而更加考驗了酒店的安全保障、信息管理能力。作為建筑智能化工程技術中必不可少的綜合布線技術,便在此發揮出了它巨大的作用。本項目為南昌國際酒店設計的綜合布線系統為給住客們提供了完整的網絡、電話通信能力,從而保障了住客們的自身權益,也為酒店保障了住客們的安全問題。
在南昌國際酒店智能化項目中,綜合布線系統采用星型拓撲結構,采用光纖和銅纜混合組網方式設計,數據及語音水平布線采用六類非屏蔽系統,客房內同號電話采用四芯電話線纜,語音主干采用三類25 對大對數線纜。通過改變跳線的方式來完成信息點的轉換,真正實現了數據與語音點的交換功能。現如今智能化建筑設施越來越多,綜合布線系統的運用也越來越廣泛,其科學技術也得到了飛速的發展,為人們的生活帶來了巨大的便利。綜合布線的前景也越來越廣闊,在不斷發展的社會生活和建筑智能化技術行業中都占據著不可或缺的地位。
6參考文獻
關鍵詞:無線通信;起重作業;溝通
前言
目前,劉家峽水電廠廠房安裝間安裝有兩臺400噸橋式起重機,作用是承擔水輪發電機組各部件分解檢修及安裝間各種起重吊裝任務。其作業方式為現場指揮人員手勢及哨音發令,天車司機受令執行操作的方式。這種方式為單方向發令并執行的操作,并沒有反饋環節,造成指揮人員與天車司機相互間無法溝通。由于廠房安裝間環境復雜,而且指揮人員與天車司機相距直線甚至達到30米, 并且環境嘈雜,經常出現受令司機錯誤理解指揮人員指令,或者兩臺天車同時作業時兩組作業人員相互產生干擾的情況。隨著科學的進步,設備的更新,指揮人員與天車司機的及時溝通顯得尤為重要。
1 無線通信技術
無線通信,顧名思義就是利用無線電波(非線纜)來實現與設備位置無關的人機信息交互。在工作現場。一些環境下禁止、限制使用電纜或很難使用電纜,有線通信系統很難發揮作用,因為無線通信效地彌補了有線通信的不足。
2 無線通信技術在使用時的特點
2.1 無線通信的優點:
(1)無線通拓撲更適合工業網絡應用,支持點到點的連接以及廣播拓撲;
(2)不需要布線,省去施工的麻煩,保證通信安全性。
2.2 無線通信的缺點:
(1)由于工作環境為發電廠,所以內場電磁場非常強大,無線通信會受到干擾;
(2)作業現場并排擺放發電機勵磁系統控制柜,無線通信會干擾勵磁系統正常運行。
3 無線通信在起重作業中的應用
從前面的介紹不難發現,無線通信技術具有著非常明顯的優點及缺點。本文以現場實際生產情況為出發點,探討無線通信技術在兩臺橋式起重機人機系統的應用。如圖1所示。
3.1 現場總體控制
現場總指揮可以直接向兩臺天車指揮人員下達吊裝命令,以實現整個吊裝過程的總體控制,以及總體吊裝方案的實施。
3.2 單臺天車人機交互
天車指揮人員接到吊裝命令后,在具體作業過程中可以直接向天車司機下達明確指令。而天車司機自身或天車遇到問題時也可以反饋給天車指揮人員,從而有效的避免了單向信息流造成的不可控現象。而且由于天車指揮人員直接看到被吊裝設備的實際情況,如果被吊裝設備出現問題可以及時果斷的進行緊急停車操作,從而極大地降低了現場發生事故和誤操作的概率。
3.3 雙天車聯動系統
水輪發電機組分解過程中,分解起吊發電機轉子時需要雙天車聯動動作,而且發電機定轉子線棒之間間隙很小,此時兩臺天車聯動動作過程中的平衡性及同步性顯得尤為重要。而兩組天車操作組在正式起吊前的鋼絲繩預緊及尋找平衡點的工作最重要的溝通協作可以方便的實現。
4 無線通信在應用中缺點的克服
無線通信實際是電磁波來傳遞信息,所以在發電廠這個強磁場特殊環境中有自身的缺點。
從原理上出發,只要所在磁場與無線通信的電磁波不是同一個頻率就可以有效克服它在使用過程中的缺點。所以我們在采用無線通信時,可以使用無線信號數字加密、解密方式,這樣不僅無線通信自身不會受到感染,而且無線通信電磁波也不會影響發電機組的自動化原件工作。
結束語
隨著科學的進步,設備的更新,在多工種協同作業過程中對起重操作要求越來越嚴格的情況下,我們使用無線通信技術對整個作業過程“可控、在控”成為可能。并且它適用于各種工業環境,即使在極惡劣的情況下也能夠保證安全性和可靠性。無線通信在起重作業的發展空間十分巨大!
致謝
在本次論文寫作過程中,感謝各級領導予以的大力支持,同時感謝機械分場起重班各位同事為本文提供建議及信息反饋。
同時由于專業知識有限,誠懇地請各位領導對本論文多加批評指正,使我們及時完善論文的不足之處。
謹此致謝!
參 考 文 獻
[1] 紀越峰等.現代通信技術.北京郵電大學出版社,2002年3月
關鍵詞:車間通信機房;防雷;措施
中圖分類號:TU856文章標識碼:A
一、概述
隨著國民經濟的快速發展,人們對于網絡通信質量的要求越來越高,通信基站的數量不斷增加,類型也區域多樣化,大量車間通信機房得以建設。而信息化技術的快速發展,大量的微電子產品和設備應用在通信基站內,來調節和控制移動網絡通信信號的傳輸[1]。微電子產品的廣泛應用,提升通信設備性能的同時,也大大降低了車間通信機房的耐壓能力,加大了車間通信機房在雷電防護問題上的難度,尤其是安裝在電源主控室內的通信設備,受到雷擊的概率更是大于其他機房。所以對雷電災害的研究進行深入研究來了解車間通信機房收雷電擊中而發生災害的原理,對于車間通信機房的雷電防護問題具有很大的現實意義。
二、雷電災害形成以及對車間通信機房造成的災害
雷電是自然界中常見的帶電云層放電現象。當天空中有雷雨云層時,云層會攜帶大量的電荷而產生靜電感應作用。當地面某些特殊物體或者建筑物與帶電云層形成強電場而足以讓帶電云層進行對地方放電時就形成了雷電現象。一般的,雷電現象對車間通信機房造成的破壞有直擊雷災害和感應雷災害兩種形式[2]。直擊雷是帶電云層直接放電而造成的破壞,這類雷電放電具有瞬發性,短時間內形成高電壓并釋放大量的電流而對車間通信機房和通信設備造成強烈破壞。感應雷是由于帶電云層與車間通信機房的信號傳輸線、設備連接線形成強電場,強大的電磁感應對通信設備中的微電子元件間接造成破壞的災害現象。雖然沒有直擊雷造成的災害嚴重,但是發生的概率卻很大,而且強電場形成的電磁感應對微電子產品造成的過壓破壞會使通信設備產生故障而是車間通信機房癱瘓,對于整個通信網絡而言,造成的破壞也是不可估量的。所以感應雷是車間通信機房主要防范的雷電災害。
三、車間通信機房的防雷措施
車間通信機房的防雷措施主要以防止感應雷為主,直擊雷主要通過安裝避雷裝置和浪涌保護器等保護裝置來降低雷電對車間通信機房內電源和通信設備等的危害。另一方面,在建設車間通信機房時,要消滅機房內的防雷隱患等,確保將防雷工作做到最底層。
(一)安裝避雷裝置,減少電荷量
在車間通信機房上部安裝避雷裝置是車間通信機房的主動防雷,通過避雷裝置,可以將車間通信機房上部的帶電云層在聚集電荷足夠多之前就對和帶電云層運行形成通電回路而對帶電云層進行放電,并將多余的電荷導入到大地,從而避免車間通信機房由于帶電云層電量過多而進行放電造成的破壞。針對建筑物常見的避雷裝置有避雷針、避雷線、避雷器等,在建設車間通信機房時,可以根據當地的氣候條件來選擇避雷裝置,或者多種裝置結合輔助使用以增強車間通信機房的防雷能力。此外,安裝在車間通信機房內的電源避雷器的引入線不宜過長,以避免在雷擊發生時由于引入線過長而抬高雷電電位,同樣對通信設備造成過壓傷害[3]。一般的,車間通信機房內的電源避雷器的火線引線應該盡量短,加上和接地線總長度應盡量控制在5米以內,以確保雷電不會從交流引入線進入車間通信機房。同時,針對避雷裝置的安裝,針對車間通信機房的建筑、電源、通信設備等獨立、可靠接地,且相距一定距離,盡量避免保護地聯合使用,以避免使用同一接地線致使整體的防雷能力降低,防雷效果不佳。
(二)聯結機房等電位,消除電位差
針對車間通信機房防雷措施,雖然建筑、通信設備、電源等接地系統相互獨立,但是同類型內部應該進行等電位聯結。當車間通信機房遭受雷擊時,如果通信建筑之間或者電子設備之間彼此接電線沒有等電位聯結,那么彼此之間就會由于接地電阻而產生電位差,當電位差足夠大時,同樣會破壞車間通信機房的絕緣系統,造成設備破壞。針對車間通信機房建筑之間的等電位聯結,將建筑接地引下線與建筑柱內鋼筋焊接在一起,從而使建筑接地形成上端與頂層混凝土鋼筋相焊接,地部與地網相焊接,從而形成籠式避雷網,將雷電的高電流強電壓進行分流均壓。同樣的,針對電子設備的等電位聯結,需要將通信設備中的電氣、電子設備的金屬外殼、通信電纜外皮、設備機柜、各種浪涌保護器、安全保護器等接地端都應該以最短的距離聯結起來,以降低甚至消除電子設備內部防雷系統的電位差。
(三)加強通信設備雷電防護
車間通信機房的雷電防護要確保通信設備的正常運作,以保證通信網絡的正常運行。通信設備的保護包括電源保護和設備屏蔽兩部分。針對電源的雷電防護,需將避雷器加裝到車間通信機房總配電室的電纜內芯兩段來進行一級保護,同時在車間通信機房每個樓層的電纜內芯兩側加裝避雷器進行二級防護,最后在各種重要的通信設備以及UPS前段對地部分加裝避雷器作為三級保護,最終確保侵入電源系統內的雷電流通過分流技術將其泄入大地[4]。通信設備的屏蔽的主要目的是避免雷電產生的電磁場對通信設備進行干擾而擾亂通信網絡的正常運轉。通信設備屏蔽包括空間屏蔽和線路屏蔽,線路屏蔽是對網絡信號線和電源線進行屏蔽,此外還需對機房進行屏蔽,將其內部的金屬門、窗等以及防靜電專業地板進行接地,以減少雷電場對通信設備的干擾。
四、總結
車間通信機房的雷電防護措施主要從預防雷電災害的直擊雷和感應雷兩方面入手,通過為車間通信機房建筑、通信設備、電源等進行避雷設備安裝,以減少帶電云層放電時對車間通信機房造成的危害,同時通過內部接地系統的等電位聯結,降低甚至消除由于接地電阻產生的電位差,同時要加強通信設備的雷電防護工作,確保設備電源供應正常,設備運轉正常。車間通信機房的防雷工作要從細處入手,做到方方面面,一點疏忽就會造成整個防雷系統失效,所以我們要不斷努力,將車間通信機房的防雷工作做到細處,保證通信設備正常運轉,保證通信網絡正常提供服務。
參考文獻:
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英文名稱:Modern Transmission
主管單位:信息產業部
主辦單位:信息產業部電信科學技術第五研究所
出版周期:雙月刊
出版地址:四川省成都市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1673-5137
國內刊號:51-1692/TN
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發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1975
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[論文摘要]雷雨頻繁季節,防雷成為無線通信臺站的一項重要任務,認真做好系統接地工作在無線通信設備防雷避雷中具有重要意義。針對無線通信系統最基礎的接地工作,分析和探討通信防雷工作、減少通信機意外故障因素。
隨著無線通信系統的自動化裝備越來越先進,設備電路的精密集成度日益提高。感應雷電及雷電電磁脈沖的入侵很容易損壞相應的電子、電氣設施,加之無線通信設備自有的室外天線和電纜饋線等的,感應雷擊的危害明顯增加,僅靠避雷針已遠遠不能滿足無線通信臺站設備的防雷實際需求,因此,對系統工作地和保護地的要求更加嚴格,必須從細節抓起、從源頭治理、全方位著手,在抓好系統接地工作的基礎上,對臺站設備實施綜合防雷工程。要對設備防雷要認真規劃、設計、施工,設備接地工作必須嚴格要求、高度重視,務必做到系統接地關即:連線堅固、地網可靠、泄流暢通,總的來說,在一個工作區域內,盡量將鄰近的機房、鐵塔、天線、變壓器、配電柜、通信電纜統籌考慮,按均壓、等電位的原理把工作地、保護地和防雷地組成一個聯合接地網,臺站內各類接地線應從接地匯集線或接地網上分別引入,擴大地網范圍,增強整體防雷能力。
一、無線通信防直接雷的接地工作
對于防直接雷襲擊,我們一般主要采用避雷針、避雷帶、避雷網等傳統避雷裝置,只要設計規范,安裝合理,這些避雷設施便能對直接雷進行有效的防御,這種方法經濟、簡單,但要注意,避雷針應當裝在高于天線尖端數米,避雷針與天線之間應有一定的間隔,以防止由于避雷針的存在而損壞天線的輻射圖形影響通信效果。一般的做法是避雷針成為天線塔體的主桿,通信天線裝在避雷針外線大約1.5個波長以外。由于避雷針帶接觸雷擊的強度較大、范圍較廣,首先要確保其具有良好的電流瀉放通道,主要接地標準應做到:
1、避雷地線的直流通路的電阻要求足夠低,一般為10—500,小于50最佳,由于雷電浪涌電流較大,頻譜較寬且持續時間短,因此要求必須有盡量小的電感量。
2、地線不能用扁平編織線或絞合線,因為這種線電感較大,不利于泄放雷擊電流,且容易被腐蝕。要盡可能使用3mm以上的實心導線,且最好是相同的金屬材料。
3、為了增大地表層的泄放面積,可采用埋設有一定間隔的多根接地體,且相互焊接。如在建筑物的四周以1至2米的間隔埋上10根左右的銅管,并把它們焊接起來。
接地體宜采用熱鍍鋅鋼材,其規格要求如下:
鋼管φ50mm壁厚不應小于3.5mm。角鋼不應小于50mm×500mm×5mm。扁鋼不應小于40mm×4mm。
但由于無線通信臺站的環境條件不一,其地網往往難以組成沿房屋四周封閉式的環形地網,所以對地網組成方式給予了靈活考慮,但機房工作地、保護地、鐵塔防雷地三者應共同地網,且要求鐵塔與建筑物連通(含地下、樓頂),有困難時也要確保樓頂避雷帶與鐵塔地網連通。對于地處市郊、多雷區(年雷暴日大于20天以上)或建筑物較高而得不到周圍建筑物防雷設施保護的臺站,其地網應在地下、地面上作多點(兩點以上)焊接連通,特別注意的是,在地網焊接連通時要與設備斷開操作,以確保系統安全。
除了做好室外防雷設施的有效接地外,從防雷工程的系統性和綜合性來考慮,還要注意通信機房內相關設施的聯合接地,即機房內走線架、吊掛鐵架、機架或機殼、金屬通風管道、金屬門窗等均應作保護接地,保護接地線一般宜采用截面積不小于35mm2的多股銅導線。按照《通訊局(站)防雷與接地設計規范》要求,對機房的接地引入線長度不宜超過30m,其材料為鍍鋅扁鋼,截面積不宜小于4mm×40mm或不小于95~2的多殷銅線。接地引入線應作防腐、絕緣處理,并不得在暖氣、地溝內布放,埋設時應避開污水管道和水溝,在地面以上部分,應有防止機械損傷的措施。
二、無線通信防感應雷的接地工作
無論多么完善的避雷針,對感應雷擊都無能為力,由于其來自線路的感應電流,加之有的系統屏蔽差,以及沒有采取有效的等電位連接措施、綜合布線不合理、接地不規范造成地電位反擊等,因此需要運用完善的綜合防雷手段,在電源和饋線等線路上安裝相關的避雷器SPD,與合格的避雷針有機結合、相互補充,構成一套完整的防雷體系。而對任何先進、科學的防雷器件而言,設備的本身接地和防雷器的接地都尤為重要,一般要求通信機房地阻不超過10,這也是保證避雷設備發揮作用的前提和關鍵。
1、機房內的設備首先要做到保護地、工作地等電位連接,特別是相關設各機箱的外殼必須接地,以最大程度上減少二次感應雷擊的危害。對接地匯集線和接地排的要求較高,它一般設計成環形或排狀,材料為銅材,截面積不應小于120mm2,也可采用相同電阻值的鍍鋅扁鋼,機房內的接地匯集線可安裝在地槽內、墻面或走線架上,接地匯集線應與建筑鋼筋保持絕緣。
2、通信站傳輸射頻信號的同軸電纜饋線一般都有金屬外護層,應在上廓、下部和經走線架進機房入口處就近接地,在入機房處的接地應與地網引出的接地線直接連通,以瀉放線纜在外界感應的雷電流。當鐵塔高度大于或等于60m時,同軸電纜饋線的金屬外護層還應在鐵塔中部增加一處接地。在天饋系統中安裝避雷器時要注意以下方面的接地問題。一是避雷器的接地端的接地電阻不得大于50,否則將影響防雷效果;二是安裝通信天線時,天線支撐桿要與鐵塔可靠連接,連接電阻等于零,饋線應從鐵塔內部垂下,并每隔一段距離用銅絲與鐵塔固定。
論文關鍵詞:南京地鐵機電系統設備,標識
0 概述
地鐵機電系統設備功能要求特殊,安全性要求高,相關系統眾多、專業性強,被控設備種類多,自動化程度高,設備管理任務繁重。在2010年5月28日開始又有41座車站投入運營。目前南京地鐵運營維護人員尚有較大缺口,工作量大,任務繁重。安全管理任務的繁重與人員的缺乏是一個很難解決的矛盾。針對地鐵建設中忽視標識作用,造成標識不全、標識不清的情況,對機電系統設備針對性地進行了分析,建立了一個南京地鐵統一的機電系統設備標識標準,確保設備房各類設備的標識清楚、整潔醒目和標準統一。
1 南京地鐵機電系統設備特點
1.1 功能要求特殊
地鐵屬于公共交通行業,是城市交通的一面“ 窗口”。面向于乘客的優質服務,反映了地鐵的先進程度。這種服務除了人的因素以外,設備的安全、可靠、高效、節能所帶來的舒適感、安全性也非常重要。不同于智能樓宇側重于辦公自動化、通信自動化、長時間工作下環境智能調節的要求,地鐵建筑監控系統則更側重有利于安全行車管理、變化客流下的環境調節、災害情況下的疏散導引、相關設備在各種情況下的有效運行。
1.2 被控設備種類多,自動化程度高
地鐵被控設備種類繁多南京地鐵機電系統設備,包括各類風機、風閥、水泵、冷水機組、各類傳感器、蝶閥、自動扶梯、供配電設備、照明設備、防淹門、屏蔽門、各種導向標志、電梯、自動扶梯等。地鐵的安全運營管理對電氣設備控制自動化和智能化程度要求越來越高。
1.3 相關系統眾多、專業性強
地鐵工程主要配備車輛、供配電、通風空調、給排水及消防、通信、信號、自動扶梯和電梯、自動售檢票、防災報警、設備監控、綜合信息管理、導向、人防、安全或屏蔽門等系統。各個系統關聯度高、專業性強,相關機電設備維保技術含量高。
2.機電系統設備標識設計
2.1 機電設備標識的現狀分析
⑴ 標識信息量不足
近年來地鐵投入運營的線路越來越多,設備維護問題的顯現和科技水平的不斷發展對設備標識工作提出了新的要求,而我國設備標識標準缺乏先進方法和理論模型的指導,一定程度上影響了標識工作的科學性和統一性。長期以來,我國沒有系統、規范、協調的整體性的設備標識標準體系研究,造成設備標識信息缺乏,數據偏少,數據針對性性不強,滿足不了設備維護的需要。現有設備標識沒有加載反映配置、功能、應用、維護等信息,無法方便維護、兼顧資產管理。
⑵ 設備與線纜標識不規范、不統一
國內沒有統一的設備與纜線的標識標簽,造成目前使用的標簽異彩紛呈:使用扣取紙的,使用計算機打印紙的,使用白膠布的,使用普通不干膠的等等。這些標簽大小不一,顏色單調,既不耐磨,也不防潮,字跡容易模糊,特別是背面膠的黏性差、對溫度變化敏感、非常容易脫落,甚至有時會在設備和纜線上造成污跡。同時設備及線纜的標識的字體、字號和顏色往往沒有統一的標準。而在復雜的環境中,嘈雜的視覺背景、短暫的識認時間、有限的識認距離,增加了人們對設備標識識別的困難。
⑶ 標簽信息易丟失
由于使用的標簽材質各異,其使用壽命無法滿足要求,也不能保證標簽長時間不變型,不褪色,耐溶劑,耐高溫,耐磨損等性能也不能滿足要求。同時,標簽上的記錄文字容易變形、褪色、磨花,標簽上信息難以長期保存,易丟失,就可能給設備與線纜維護和管理工作帶來莫大的困難南京地鐵機電系統設備,造成難以想象的損失。
2.2 機電設備標識內容設計
⑴ 設備標識
設備標識內容分為四個部分。第一部分為設備管理信息:包括設備名稱、設備編號、管理責任人,同時設置了巡更裝置或預留電子PDA信息系統標簽密貼;第二部分為設備信息:包括設備生產廠家,設備代號、設備型號;第三部分為設備參數:包括設備功率、電壓電流、設備性能參數、設備重要保護參數;每四部分為設備維護管理資料:包括設備基本信息、故障管理資料、單點課程(或提案改善建議)及其它技術文件。
⑵ 線纜標識
現行規范要求:電纜敷設時應排列整齊,不宜交叉,加以固定,并及時裝設標識牌。 標識牌的裝設應符合下列要求:
① 在電纜終端頭、電纜接頭、拐彎處、夾層內、隧道及豎井的兩端、人井內等地方,電纜上應裝設標識牌。
② 標識牌上應注明線路編號。當無編號時,應寫明電纜型號、規格及起訖地點。標識牌的字跡應清晰不易脫落。
③ 標識牌規格宜統一。標識牌應能防腐,掛裝應牢固。
南京地鐵機電工程設計圖紙已對設備房、設備間、電力電纜、電線、控制電纜、電源線與接地線等采用了統一明確的編號標準和編號方法,設備標識系統將相應信息通過標識這個載體反映出來,建立了圖紙與實際的電纜之間緊密的聯系。這樣的標識管理對電信設備、纜線的物理管理和邏輯管理共同提升有莫大的益處,使得設備房、設備、纜線的管理井然有序。
⑶ 配電柜、配電箱回路標識
地鐵內絕大多數用電設備與配電柜、配電箱相距較遠,在同一個區域內也會存在著工作照明、節電照明、應急照明、廣告照明和安全照明等多種燈具,因此在配電柜、配電箱內標識每個回路的用途、供電區域對維護人員來說有很好的針對性,當需要檢修某回路線路時,可只分斷該回路的控制開關,而其它回路可保持正常的工作。
3 結論
南京地鐵機電系統設備的標識凸顯了設備“生機”和“活力”,深入貫徹設備房標識系統“以人為本”的設備關愛與具體要求;規范了設備與人之間的溝通與技術轉移,也有利于新員工技能的培養和對設備運營管理的規范化要求;提高了突發事件下人員對設施故障的響應速度和應急搶險處置能力。
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(廣東南海國際建筑設計有限公司,廣東 佛山 528251)
【摘 要】近年來,隨著科學技術水平的不斷發展和進步,推動了通信技術的發展,光纖技術也隨之獲得了前所未有的發展。現如今,光纖技術已經越來越多地融入到人們的日常工作和生活當中,其不僅有效地改善了人們對寬帶資源的需求,而且光纖到戶這一概念的提出,也進一步緩解了帶寬不足的壓力。首先對光纖到戶及其設計原則進行概述,進而對住宅光纖到戶設計要點進行闡述,并在此基礎上分析了高層住宅光纖到戶的設計方案。
關鍵詞 住宅;光纖到戶;設計
0 引言
隨著城市建設與信息通信的發展,用戶對傳輸帶寬的要求越來越高,光纖逐漸成為承載信息的主要載體得到越來越多的應用。建設光纖寬帶網絡成為我國發展信息產業的迫切需求,住宅區和住宅建筑內光纖到戶通信設施的建設應運而生。
1 光纖到戶的概念
光纖到戶還可稱為FTTH,是英文Fiber To The Home 的英文縮寫,簡單來說就是將光纖直接接入到用戶家中,具體來說則是將光網絡單元(ONU)安裝于住戶家中或者企業用戶的辦公場所內,這是接入光纖系列里除了光纖至桌面外和用戶的距離達到最近的光纖入網方式。光纖入網主要指的是光單元網絡和線路設備終端間通過光纖來進行傳輸信號。光纖入戶具備下面幾個特點:第一,帶寬更大、更加透明化、便于安裝和維護;第二,由光纖的終端至用戶端這個距離內基本可以實現無電源配置,這樣將不會被電力的故障而影響,且建設也相對比較容易;第三,光纖傳輸的距離較長,這和運營商的大規模運用相符;第四,光纖本身不會受到來自于外界的電磁干擾,使用壽命相對較長,能夠為運營上帶來巨大的經濟效益;第五,支持諸多協議,比較靈活;第六,在技術水平不斷完善和進步的同時,光纖到戶的接入方式制定了相對比較完善的功能和協議。
2 光纖到戶設計的重要原則
《住宅區和住宅建筑內光纖到戶通信設施工程設計規范》(GB 50846-2012)強制性條文第1.0.3條規定:住宅區和住宅建筑內光纖到戶通信設施工程的設計,必須滿足多家電信業務經營者平等接入、用戶可自由選擇電信業務經營者的要求。這條規定是進行光纖到戶設計時,必須遵守的重要原則,光纖到戶系統必須實現用戶光纜在連接電信業務經營者配線架時,可以自由選擇不同的連接端口。因此,電信業務經營者配線架與住宅建設方配線架需集中設在一個位置,這個位置通常稱作用戶接入點,光纖到戶通信設施工程就以用戶接入點為分工界面。
3 住宅光纖到戶設計要點
3.1 光纖入戶光纜與管路安裝
入戶光纜應當通過居民住宅電纜豎井進行布放,如果沒有設置電纜豎井,則在最初少量入戶的光纜可直接經建筑外墻明敷到用戶家中;當小區內的入戶光纜數量比較多時,即可在樓梯道等公共區域敷設PVC管路,用于敷設入戶光纜。管路安裝過程中,可在居民住宅建設過程中預埋,或者沿建筑外墻明敷。整個安裝過程中,一定要注意檢查管口出是否有銳棱角或者毛刺;連接操作過程中,管口一定要對準,確保連接的牢固性、密封性,管孔中不得存有水、泥砂等雜物。同時,管路在光纜分纖箱內露出的長度應當超過5mm,管路彎頭
位置兩端、或者距連通箱300mm處與管路接頭位置,均應當采用管卡將其固定好,確保管壁沒有明顯的凹癟或者裂縫,而且直線段管路管卡之間的間距設置應當均勻。
3.2 住宅小區通信機房設置
住宅小區通信機房(簡稱小區機房)的設置和小區住戶的數量有著密切的關系,通常情況下,一個小區的住戶數量大于600戶時應置有機房。此外,按照國家相關規定,為了維護住戶對電信業務的自由選擇權,應平等接入電信通信業務。在對小區機房進行設計時,要考慮到多個運營商機房共用的情況(注:電信重組后考慮三家電信業務運營商小區機房共用問題)。
3.3 交接間的設置
交接間的設置數量和小區住戶數量也有著密切,一般情況下,小區住戶數為300戶時,應設置一個交接間;住戶數超過600戶,應根據實際情況增設交接間。交接間和小區通信機房一樣,應由多家電信運營商共同使用。
3.4 用戶接入點
用戶接入點較為靠近用戶,是配線光纜和入戶光纜之間的銜接的節點,可依據樓宇單元內配電電纜交接點進行選擇。用戶接入點宜選擇在樓宇單元配電電纜連接的節點處,但不是樓宇單元內每個配電電纜連接的節點處都要設置用戶接入點;一個用戶接入點所帶用戶數量不宜超過64戶,所帶樓層范圍不宜超過10層。當樓宇單元內一個配電電纜連接的節點所帶用戶或范圍超過上述容量時,應在合適樓層增加相應的用戶接入點,此時用戶接入點將不在樓宇單元內配電電纜連接的節點處;用戶接入點可完成本層及上下幾層用戶的接入;用戶接入點處應安裝光纖分纖箱,在作為配線光纜的OPLC中完成光電分離,并完成配電線光纜和入戶光纜的連接。
4 高層住宅小區光纖到戶設計方案
高層住宅典型特點為,用戶數多、擁有地下室、樓高容量大,對實現光纖到戶來說是各住宅類型中較為經濟合理且便于安裝的。根據以上特點,高層住宅一般采用集中分光模式。設計中,首先確定小區設備間(也稱電信機房)、電信間的位置和面積。小區電信機房一般建議設置在物業管理中心(便于管理、維護),面積為10~15m2;每棟高層住宅宜在地下一層靠近弱電井位置處,設置電信間,面積為10m2左右。小區設備間(電信機房)、電信間面積均為至少滿足3家電信業務經營者通信業務接入需要進行設計的。同樣,配套的小區地下通信管道的管孔容量、預留的配線設備安裝空間也應滿足此要求。
每層弱電井到住宅戶內,預埋2根以上進戶管至每戶戶內預留的家居配線箱,由家具配線箱至戶內各終端的設計,為大家設計所熟知,不再贅述。箱內安裝有ONU(光網絡單元)設備。戶內電視機和電腦通過室內已安裝電纜和數據線連接至ONU設備,即可同時接收電視與數據信號。
在將運營商的市政管網主光纖引進入小區的機房配線后,從此機房引出住宅小區室外n芯光纖,到各個樓的電信間交接箱,并由各樓交接箱來引出多根光纖(例如32根、64根)到各樓層的配線箱,再由樓層的配線箱引出單根光纖到各個住戶配線箱。即實現光纖到戶設計要求。
5 結語
隨著國內寬帶網絡技術的快速發展,政府出臺了相關政策對寬帶網絡建設進行指導,例如《關于推進光纖寬帶網絡建設的意見》,工信部實施了寬帶普及提速工程等。在這些政策的驅動下,部分地區開始大力發展現代光纖技術,每年新增光纖人戶數量不斷增加。FTTH技術為用戶帶來了快速的上網體驗,而且也放寬了對條件、供電要求,使界面更加的清晰、簡化了安裝與運維程序,成為未來發展的主流趨勢。而光纖組網的建設技術、運行維護水平尚且任重而道遠,需要緊跟科技前沿的腳步,不斷完善和改進。
參考文獻
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【關鍵詞】小水電;電能量數據;完整率
1.概述
江門地區總面積為9541平方公里,丘陵廣布,山體起伏較大,落差大,溝脊、水系發育、水庫較多,小水電多分布在溝谷中。2013年,我局小水電共計196個,由于地處偏遠,無公網信號或公網信號不穩定等原因,造成負控終端長期處于離線狀態或上線不,導致數據上送不持續,丟失嚴重,直接影響電能量數據的采集,難以滿足計量裝置遠程監控、抄核收、線損分析等計量營銷業務的需要。
2.原因分析
江門供電局計量自動化系統公變、配變及集抄系統廣泛采用公網公司的GPRS無線數據VPN網絡。受網絡覆蓋的影響,部分終端不能上線采集。經現場勘查,2013年在接入計量自動化系統的145臺小水電終端中,有41臺由于地處偏遠,處于公網信號盲區的原因,造成負控終端長期處于離線狀態,10臺由于樹木、山石等障礙造成了信號衰減,導致公網信號不穩定,數據丟失嚴重。我們抽取了2013年1月份到4月份的系統數據進行了分析,結果如表1所示:
表1 2013年小水電終端運行情況分析
月份 終端在線率 數據完整率
1月 74.5% 78.6%
2月 76.7% 80.2%
3月 78.6% 81.7%
4月 79.8% 83.5%
從上表可知,小水電終端對整體的在線情況和數據完整率的影響,未能達到98%以上;
3.各種通信解決方案分析和選擇
針對公網盲區及信號不穩定問題主要可以通過以下方法解決。
(1)采用非公網上行方式,完全避免無線通信不穩定性問題、電房電柜屏蔽問題,保證實時在線。非公網上行方式可考慮采用電話線通信、寬帶網絡通信、電力光纜等。
(2)采用公網上行方式,但通過其他通信方式接駁,如通過載波、485 通信、微功率無線等方式轉發數據。
(3)采用公網上行方式,但采用信號增強擴展公網通信距離。如通過同軸電纜信號放大、無線直放站、新建基站等方式。
3.1 非公網上行
非公共網主要有電話撥號接入方式、公共有線電視、光纜等。此種方式均需要布線,由于小水電地處偏遠,布線成本巨大,且環境惡劣,維護困難。
3.2 公網上行,其他通信方式接駁
(1)電力載波
電力載波方式是將終端通信模塊外置于能接收到公網信號位置,電表通過電力載波方式與終端交換數據,該方案省卻了布線或無線信號干擾影響,但實際應用存在信號衰減快、干擾大、不能跨變壓器、互感器等諸多問題。
(2)有線中繼接入
該方案采用終端側模塊和外置側模塊,通過以太網雙絞線RJ45接口連接。由于采用雙絞線,通信線路以100米為宜,最長不超過300米。
(3)無線中繼通信
該方案是通過微功率無線通信的方式傳輸數據,中繼器采用470MHz 通信時,通信距離經測試在150 米以內,距離較遠時,可通過增加中繼的方式延長通信距離,目前可增加2級中繼。該方案的優點是施工簡單,初次投入不大,且后續無運行費用,但需對GPRS 轉接器提供220V電源,如終端維護口協議非標準廣電規約,GPRS 轉接器處需對協議進行處理后再進行轉發,該方案理論上適用于任意廠家終端。
圖1 無線中繼實現方式示意圖
3.3 公網上行,信號增強擴展公網通信距離
(1)無線放大器方案
無線放大器(也稱直放站)屬于同頻放大設備,其基本功能就是一個射頻信號功率增強器。該方案施工雖相對復雜,但無需對終端側設備進行改動,適用于所有廠家終端,可以一個無線放大器帶幾臺終端設備,通過共享設備,成本相對較低,更重要的是,不需后續運行費用。但該方案也有其局限性,受到信號衰減影響,實際通信距離在40米內(采用更好質量的同軸電纜可適當延長距離,但一般不超過100米)。
(2)運營商建基站
運營商建設新基站,增加信號的覆蓋范圍,對于局方來說,是一勞永逸的方式。但投資一個標準基站需要接近兩百萬元,同時該部分區域一般客戶數量較為稀少,出于對投資收益的考慮,運營商短時間內不會考慮投入,故短時間內無法實現。
4.方案選擇及應用
以上各種解決方案在特定場景均具備實際運行的優勢和可行性。但結合供電局計量自動化系統實際運行以及運維成本、通信可靠性等綜合考慮,采用“安裝無線中繼通信設備”方式投入成本小、安裝周期短、設備安裝方便靈活。因此本文選擇無線中繼方式,如圖1所示。
圖2 試點月在線時長對比圖
圖3 試點數據完整率對比圖
5.實際運行效果
本文選取了5個試點,使用無線中繼通信方式解決終端長期離線及數據傳輸不穩定問題,結果表明終端在線時間和數據完整率大幅度提高。如圖2、圖3所示。
參考文獻
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關鍵詞:光纖通信技術優勢接入技術
近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步,核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。同時,隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富,使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務,數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢,現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸,成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。
一、光纖通信技術定義
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信力式。論文百事通在光纖通信系統中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的中繞非常小,光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽,光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
二、光纖通信技術優勢
2.1頻帶極寬,通信容量大光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。散波長窗口,單模光纖具有幾十GHz?km的寬帶。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前,單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps,采用密集波分復術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。
2.2損耗低,中繼距離長目前,實用的光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖,此類光纖損耗可低于0.20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低,因此,由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。如果將來采用非石英系統極低損耗光纖,其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。目前,由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多km,由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數公里,這對于降低通信系統的成本、提高可靠性和穩定性具有特別重要的意義。
2.3抗電磁干擾能力強我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料,不易被腐蝕,而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力,它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾,也不受人為釋放的電磁干擾,還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質,交變電磁波在其中不會產生感生電動勢,即不會產生與信號無關的噪聲。這樣,就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近,也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。
2.4光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設光纖的芯徑很細,約為0.1mm,由多芯光纖組成光纜的直徑也很小,8芯光纜的橫截面直徑約為10mm,而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題,節約了地下管道建設投資。此外,光纖的重量輕,柔韌性好,光纜的重量要比電纜輕得多,在飛機、宇宙飛船和人造衛星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量,顯得更有意義。還有,光纖柔軟可繞,容易成束,能得到直徑小的高密度光纜。
2.5保密性能好對通信系統的重要要求之一是保密性好。然而,隨著科學技術的發展,電通信方式很容易被人竊聽,只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置,就可以獲取明線或電纜中傳送的信息,更不用去說無線通信方式。光纖通信與電通信不同,由于光纖的特殊設計,光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送,很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置,泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套,這些均是不透光的,因此,泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外,由于光纖中的光信號一般不會泄漏,因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。
三、光纖接入技術
隨著通信業務量的不斷增加,業務種類也更加豐富,人們不僅需要語音業務,高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已經得到了更多用戶的青睞。光纖接入網可分為有源光網絡A(ON)和無源光網絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網技術在光接入網系統中稱為有源光網絡。若光配線網(ODN全)部由無源器件組成,不包括任何有源節點,則這種光接入網就是無源光網絡。
現階段,無源光網絡P(ON)技術是實現FT-Tx的主流技術。典型的PON系統由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網絡)組成。PON技術可節省主干光纖資源和網絡層次,在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力,接入業務種類豐富,運維成本大幅降低,適合于用戶區域較分散而每一區域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區。
為實現信息傳輸的高速化,滿足大眾的需求,不僅要有寬帶的主干傳輸網絡,用戶接入部分更是關鍵,光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中,由于光纖到達置的不同,有FTB、FTTC,FTTCab和FTTH等不同的應用,統稱FTTx。
FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纖的寬帶特性,為用戶提供所需要的不受限制的帶寬,充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起,在“863”項目的推動下,開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網,包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型,也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式,發展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準,有的城市還制門了相應的優惠政策,這此都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。
在FTTH應用中,主要采用兩種技術,即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術,亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉換器)實現用戶和局端的自接連接,它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前,國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬,對大中型企業用戶來說,是比較理想的接入方式。