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篇1

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。

篇2

（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。

篇3

（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。

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1.2線對工作電容和交流耐電壓該有源信標電纜的結構為對稱結構，其線對工作電容C的計算公式為：式中C的單位為nF／km；a為線對導體中心距，單位為mm；d為導體等效直徑，單位為mm，取值1．2mm；λ為絞入系數；φ為由于接地金屬屏蔽修正系數；d1為絕緣線芯直徑，單位為mm；D為屏蔽直徑，單位為mm；εD為等效相對介電常數；εK為空氣相對介電常數；SK為空氣面積，單位為mm2；εG為絕緣相對介電常數；SG為絕緣面積，單位為mm2。通過式（3）可知，線對工作電容C與組合后的絕緣材料的等效相對介電常數εD成正比，綜合考慮絕緣耐電壓的要求以及低密度聚乙烯（LDPE）具有較低的相對介電常數（≤2．3），因此優先選擇了LDPE作為絕緣介質，以獲得較低的線對工作電容。雖然從性能設計方面考慮，工作電容越小，絕緣電阻越高、介質耐電壓越高，絕緣厚度也應設計得越厚越好，但根據以往的對稱電纜研制經驗，一般絕緣外徑與導體直徑之比d1／d＝1．6～2．4。綜合考慮后取絕緣標稱厚度為0．6mm，即d＝1．2mm，d1＝2．4mm，d1／d＝2，再將D＝7．3mm，a＝2．4mm，λ＝1．01，εD＝1．83，φ＝0．803，代入式（3）可計算出線對間工作電容C＝44．1nF／km。該值滿足招標文件要求的線對間工作電容≤45．3nF／km，實際上絞對和擠介質層后εD還會下降，因此實際的線對工作電容C將比設計值更低。由于LDPE絕緣長期工頻耐電壓＞30kV／mm，因此絕緣厚度為0．6mm時電纜的交流耐電壓能滿足設計要求。

1.3絕緣電阻電纜絕緣電阻RI計算公式為：

1.4固有衰減系數低頻時電纜的固有衰減系數α近似計算公式為：

1.5特性阻抗Zc對稱屏蔽電纜特性阻抗Zc的理論計算公式為。

1.6電纜總體結構的確定本公司通過上述理論計算和性能分析，并結合對稱射頻電纜及地鐵用通信電纜等相關產品結構及生產工藝，設計生產了滿足上海軌道交通信號系統要求型號、規格的WDZ－PYYP312×0．88有源信標電纜。該電纜的結構如圖1所示，導體為7根直徑0．40mm的銅線絞合；絕緣材料為LDPE，絕緣厚度為0．6mm，公差為±0．05mm，色譜為紅、棕；絕緣線對左向絞合，絞合節距比不大于24d1；擠出LDPE介質層；編織雙層鍍錫銅線屏蔽；外有隔離層；擠包阻燃低煙低鹵內襯層；鍍鋅鋼絲編織鎧裝層；擠包低煙無鹵阻燃聚烯烴外護套。

2性能測試及設計優化改進

本公司在確定WDZ－PYYP312×0．88有源信標電纜結構參數后，將技術方案提交給卡斯柯信號有限公司，經設計評審，編制了工藝文件、檢驗指導書等。本公司按設計方案，分三批次（分別為1km、5km、10km）進行了WDZ－PYYP312×0．88有源信標電纜樣品試制。在按設計進行樣品試制過程中，本公司發現絕緣和介質層粘連、鋼絲從護套戳出的現象，這是前期設計時考慮不周之處。經分析，發現產生上述問題的主要原因是：a．絕緣與介質層之間的間隙過小，而材料又相同，一旦配模具系數過大，包的過緊，就會出現絕緣和介質層粘連。b．鋼絲接頭處理不當造成護套有鋼絲戳出現象。為此，本公司采取了以下措施：絕緣在試電時涂抹硅油，防止粘連；介質層擠出時采用擠管式，降低介電常數；成纜后增加一層聚酯；鋼絲接頭用銀焊，編織換錠時做好處理，并繞包一層無鹵阻燃玻璃布帶，這樣既可以提高阻燃性，又能提高機械性能。本公司對設計優化改進后生產的WDZ－PYYP312×0．88有源信標電纜樣品的主要電氣性能進行了測試，測試結果如表1所示，可見該有源信標電纜結構設計合理，具有直流電阻低、電容低、衰減小等優異性能，且阻抗可與國產信標匹配。2012年6月，卡斯柯信號有限公司對本公司生產的長為6．7km的WDZ－PYYP312×0．88有源信標電纜進行了LEU—信標電纜功能測試（即傳輸電報文現場實際測試），圖2為信標電纜測試接線示意圖，測試結果誤碼率為零，完全達到了設計要求。

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計算機工業界很多人士引以為自豪的是計算機技術的快速發展，同時，數據通信速率也在快速發展，最終，在計算機能力和通信能力的競賽過程中，通信贏了。數據通信傳輸速率的快速發展更是讓人難以想象，這樣的發展速度要依靠光纖作為傳輸媒介的問世。光纖技術現已相對成熟，下面就光纖的優點和業務上的需求來研究一下光纖的發展趨勢。

一、光纖優點

1。頻帶寬

頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號的頻帶寬度就越大。目前，采用先進的相干光通信可以在30000GHz范圍內安排2000個光載波，進行波分復用，可以容納上百萬個頻道。

2．重量輕

因為光纖非常細，單模光纖芯線直徑一般為4um～10um，外徑也只有125um，。論文格式。比標準同軸電纜的直徑47mm要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點，安裝十分方便。

3．抗干擾能力強

因為光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場的作用，故光纖傳輸對電磁干擾、工業干擾有很強的抵御能力。因此，在光纖中傳輸的信號不易被竊聽，因而利于保密。

4．保真度高

因為光纖傳輸一般不需要中繼放大，不會因為放大引人新的非線性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號。

5．工作性能可靠

一個系統的可靠性與組成該系統的設備數量有關。設備越多，發生故障的機會越大。因為光纖系統包含的設備數量少(不像電纜系統那樣需要幾十個放大器)，可靠性自然也就高，故一個設計良好、正確安裝調試的光纖系統的工作性能是非常可靠的。

6．成本不斷下降

目前，有人提出了新摩爾定律，也叫做光學定律（Optical Law）。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個月增加1倍，而價格降低1倍。光通信技術的發展，為Internet寬帶技術的發展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線電視系統采用光纖傳輸方式掃清了最后一個障礙。由于制作光纖的材料(石英)來源十分豐富，隨著技術的進步，成本還會進一步降低；而電纜所需的銅原料有限，價格會越來越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對優勢，成為建立全省、以至全國有線電視網的最主要傳輸手段。

7．損耗低

在同軸電纜組成的系統中，最好的電纜在傳輸800MHz信號時，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導纖維的損耗則要小得多，傳輸1、31um的光，每公里損耗在0．35dB以下若傳輸1．55um的光，每公里損耗更小，可達0．2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸的距離要遠得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個特點，一是在全部有線電視頻道內具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引人均衡器進行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔心因環境溫度變化而造成干線電平的波動。

二、業務上的需求和市場的競爭

伴隨著計算機的廣泛應用，計算機網絡數目在不斷的增加，Internet用戶數量也在不斷增加，使得通信容量不斷的加大，因此，數據通信的帶寬要求顯得更加重要。目前，為了解決數據能夠在主干網絡中順利的傳輸，在通信介質方面，對于主干網絡都采用了光纖作為傳輸媒介。光纖作為主干網絡的傳輸媒介，解決了主干線路數據負載問題，使得數據能夠順利傳輸。光纖在主干網絡中取代了傳統的銅線介質，但“最后一英里”問題上,還沒有完全的普及光纖，這就造成本地回路成為主干網絡的瓶頸。隨著3G網絡的不斷發展，用戶“最后一英里”問題應該盡快解決。目前，采用的接入方式有：FTTH、FTTB、FTTC。

相關數據表明，2002年至2006年，我國寬帶上網用戶比例由9%上升到52%。寬帶用戶成為大多數，這標志著我國互聯網已經進入寬帶時代。寬帶接入已經成為固網運營商增長的第一驅動力。而寬帶業務的需求必然刺激相關寬帶技術的發展和應用，光纖具有近似于無限的帶寬，端到端的全光網絡是寬帶接入的最終解決方案。隨著光纖接入成本不斷下降、銅纜接入網運維成本的攀升，運營商網絡將向以寬帶為特征的下一代網轉型。論文格式。隨著今后更多高帶寬業務的出現，FTTH上馬也是大勢所趨。論文格式。

正是基于這種共識，各固網運營商在鋪網時都遵循光進銅退的準則，將投資重心轉向光纖接入網。新建商業樓宇與住宅區原則上采用光纖覆蓋，控制銅纜投資。FTTH已經從實驗室中走出，真正貼近普通用戶，迎來了快速增長的新時期。

在最近幾年，FTTH已經出現了良好的發展勢頭。FTTH，一方面受到了企業用戶和高端家庭用戶的歡迎，與將來可能需要一次次地帶寬升級相比，一勞永逸的光纖接入更受他們的青睞。FTTH使得在家里能享受各種不同的寬帶服務，如VOD、在家購物、在家上課等。 另一方面，銅線和光纖價格的一漲一跌，也使得部署FTTH的成本正呈現下降的趨勢。長遠來看，DSL的成本已經基本上達到了極值點，但FTTH還有很大的下降空間，而且從運維成本上來說，與DSL相比FTTH有更加明顯的優勢。

三、結束語

總之，作為寬帶接入的最終發展方向，FTTH在中國，乃至亞太地區的發展尤為迅猛。我們可以預期，憑借著層出不窮的寬帶應用以及日益龐大的用戶規模，中國、亞太地區FTTH將率先成為寬帶接入的主流，引領全球光接入產業的騰飛。應該說，光纖網絡在未來的發展空間是很廣泛的，光纖作為傳輸媒介，應該主宰未來的通信市場

參考文獻

【1】 潘愛民。《計算機網絡》【M】清華大學出版社，2004年8月

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1 引言

目前，隨著煤礦機械化、自動化程度的不斷提高，通信技術在煤礦生產中的地位顯得越來越重要，已成為煤礦實現科學管理、提高勞動生產率、防止事故災害、降低百萬噸死亡率的必要手段。煤礦通信系統可分為地面通信和井下通信兩大部分。論文參考。近幾年來地面通信得到迅猛發展，設備、容量、技術不斷更新，逐步實現了數字化、程控化,通信的可靠性和穩定性也逐漸提高，地面通信正在向集語音、圖像和數據傳輸“三合一”的綜合信息網方向發展。但是，煤礦井下通信由于受通信設備技術、特殊環境條件等問題的制約,還存在許多問題。因此,建立一個暢通、靈活、可靠的井下通信系統是現代化煤礦建設的首要任務之一。

2 煤礦井下通信的特點

在煤礦通信的現代化進程中，井下通信作為重要的生產要素之一早已滲透在安全生產的每一個環節當中，特別是在生產指揮調度和安全的信息交流方面，都起著舉足輕重的作用。煤礦井下通信系統由于其環境的特殊性,具有較強的煤礦專業特征。

2.1 通信設備設計及制造方面的特點：

(1)井下通信設備必須具備本質安全性或防爆性，以適合在含爆炸性氣體的場合使用。所謂本質安全性是指正常工作或故障狀態下裝置產生的電火花和熱效應均不能點燃規定的爆炸性混合物。這就要求在電路設計時，對功率分配、元器件選擇，包括制作工藝保護措施都要做出特殊的考慮，不能直接照搬電信系統的設備或標準。

(2)設備必須體積小巧，質量輕，外殼必須具備防潮、防塵、防機械沖擊的能力。這是因為井下工作人員勞動強度大，井下巷道特別是工作面空間窄小，負重行動不太方便，而且生產崗位經常變動，流動性較大，因此要求設備必須便于攜帶和使用。

2.2 通信設備功能上的特點：

(1)通信系統對生產調度人員必須提供較高的優先權，可實現選呼、群呼、強插、強拆、錄音、擴音等功能，以便使指揮人員能暢通、無阻塞地呼叫任何終端。

(2)在重要通信點上應具備緊急呼叫和雙向報警功能，以提高對事故災害的應變能力。

(3)隨著煤礦井下安全生產及井下人員定位系統發展的需要，井下設備應當具有較強的移動通信功能，而礦井巷道為非自由空間，無線電波在井下巷道的傳輸受到根本性制約。所以應當研制功能更強的設備應用于煤礦井下的移動通信。

2.3 通信設備性能上的特點：

(1)井下通信設備是在信道條件較差的情況下工作，與地面通信有著較大的區別，地面通信設備的設計制造是以比較確切的信道參數為依據的。而由于井下環境較差，潮濕、粉塵嚴重，且在狹小的巷道空間內布有鐵道、管道、支架、電纜等金屬構件，所以，無論是專用信道還是借用信道,其特性都會受到較大的影響，使信道特性變壞或不穩定。

(2)井下用電設備配置量大，啟動頻繁，對信道形成的電氣干擾的噪聲頻譜寬、電平高。這些都對井下通信設備的運行構成較大的影響。這就要求運行于井下的通信設備在性能上必須能適應較差的信道條件和較強的干擾。

3 煤礦井下通信技術

建立功能完善的井下通信系統對于提高自動化程度、勞動生產率、加強安全防護等方面都有著非常重要的意義。井下通信作為現代煤礦通信技術的重要組成部分,現在亟待開發、研究、完善和提高。目前,井下通信技術主要有以下幾種。

3.1 載波通信技術：

載波通信是煤礦應用較早的一種通信方式，在語音、控制及信號監測方面都有應用。架線機車動力載波通信系統是煤礦早期實現電機車移動調度通信的主要手段，目前仍有一部分礦井在繼續使用。由于礦井載波通信的借用信道多數是動力電纜或機車的架線等，這些信道分支多，線路上設備起動頻繁，造成信道參數隨時間和地點的變化很大，因而通信質量不理想。目前載波通信系統在傳輸距離、通話清晰度、抗干擾性能等方面和感應通信及漏泄通信技術相比有較大差距，將逐步被替代。但在一些特定的工作環境，比如采煤機的動力載波監測等應用場合，采用動力線作為監控裝置的載波信道仍有其實用價值。論文參考。

3.2 漏泄通信技術：

是利用表面開孔的同軸電纜(漏泄電纜)在巷道中起到長天線的作用，實現移動電臺之間或與基站之間的可逆耦合，已獲得較好的通信質量。采用漏泄電纜實現井下巷道內無線電波的傳輸是一種比較理想的方法。漏泄通信技術不僅應用在礦井中，而且應用于公路、鐵路隧道、地鐵及地下停車場等場合，在國內外受到普遍的重視。其缺點是系統造價昂貴，又需敷設專用傳輸線，且信號接收局限在離導線30m以內，傳輸線架設和維護需花一定代價。

3.3 感應通信技術：

就是利用普通的金屬導體，如電線、電纜、鋼軌等，與移動電臺之間的電磁感應，靜電耦合的一種通信方式。它似乎像有線電，又有點像無線電，美其名曰“感應無線電”。通信與普通電臺的通信過程十分相似。感應通信系統具有系統組成簡單、價格較低、感應線敷設簡便(甚至可以用金屬管道作為感應線)、無需中繼器等優點,是煤礦井下比較受歡迎的一種移動通信方式。它能以較小的發射功率實現較長距離的通信，能同時實現幾個方向通信。感應通信系統為減小傳輸衰減,選擇的傳輸頻率較低(一般在2MHz以下)。而煤礦井下在低頻段的電磁噪聲較大,所以感應電話通話質量在有些礦井不理想，噪聲較大。另外，感應線離巷道壁太近時，形成電磁場空間分布的不均勻，引起較大的損耗，影響傳輸距離。

3.4 井下光纖通信技術：

國際上實用的光纖通信系統是1970年以后才發展起來的。由于光纖通信容量大、中繼距離遠、防爆性能好、抗干擾能力強，使光纖通信技術及其應用發展很快。1991年我國第一套井下光纜通信系統KT1系統研制成功，成功地解決了井下光纜的接續技術和井下光通信的若干技術難題，填補了井下光通信產品的空白。目前煤礦井下的光纖通信技術已經在許多領域發揮作用。除傳統的語音通信外，光纖是監測監控系統中理想的高速信道。光纖通信的低損耗無中繼傳輸優點使光纖工業電視系統成為井下工業電視系統的主導產品。光纖通信技術是一門新興的正在不斷發展的技術。就目前的井下光纖通信系統而言,光通信的許多優越性還有待進一步發揮。光纖通信在煤礦井下通信系統中的地位將會有更大的提高。

3.5 井下PHS通信技術：

PHS是日本開發的網絡系統，日本人稱之為“個人手持電話系統”（英文縮寫PHS，就是我們常說到的個人無繩市話系統），于1995年7月開通運營。PHS井下通信技術與目前應用于井下的其他無線通信系統（包括井下泄漏通信）有完全不同的設計理念。其技術來源于成熟的公眾移動通信技術，即PHS系統。經過一定的技術改造后把它移植于煤礦井下，是對傳統井下無線通信的突破，有傳統井下無線通信不可比擬的技術優勢。該系統在現代公眾無線通信的高技術平臺上開發，系統中各種設備與傳統煤田井下通信設備相比有較高的可靠性和性價比，并能夠得到生產廠商的長久支持。PHS通信系統作為一個無線傳輸平臺，具有較強的擴展性，平臺上可實現高速數據業務、人員定位信息的傳送等，為系統的應用提供更大的空間。可同時為煤礦井上、井下提供無線通信服務，在煤礦形成一整套覆蓋井上、井下立體的無線移動通訊及生產調度系統。

3.6 藍牙通信技術：

是一種短距離的無線數據與語音通信的開放性全球技術規范，它最初的目標是取代現有的掌上電腦、移動電話等各種數字設備上的有線電纜連接。使用國際上無需授權的2.4GHz的 ISM 頻段，采用了跳頻方式來擴展頻譜分成79個無線信道。從目前的應用來看，由于藍牙芯片體積小、功率低、接口標準、成本低，其應用已不局限于計算機外設，幾乎可以被集成到任何數字設備之中，特別是那些對數據傳輸速率要求不高的井下移動設備和便攜設備。論文參考。在井下通信時具有很好的抗干擾能力。

除了以上的井下通信技術以外，在實際應用中根據情況還可以采用擴頻技術、復用多址技術等技術來提高井下通信的可靠性及安全性。

4　結語

煤礦通信技術正在進入一個新的飛速發展時期，計算機技術、微電子技術的不斷突破給這一領域注入了新的活力。地面通信正在向數字化、綜合化方向發展，實現語音、數據、圖像的綜合傳輸,并且和計算機技術、網絡技術、光纖通信技術相結合,構成新型的地面綜合調度通信系統。井下通信將進一步應用先進的通信技術，最終構成有線和無線相結合、電纜與光纜相結合、固定和移動相結合、靈活方便、大容量、多信道、多功能的全礦井移動通信網絡。展望未來幾年,煤礦通信系統將伴隨著現代科學技術的飛速發展在許多重要方面有所突破,從而給煤礦通信的面貌帶來更大的改變。

參考文獻:

[1]我國煤礦通信技術的現狀和發展. 政. 煤礦自動化. 1998

[2]新型無線通信系統在煤礦通信的應用.通信世界. 王滿福. 2006

[3]淺談煤礦井下通信系統的特點及要求. 臧金華.中州煤炭.2005

[4]淺談煤礦井下通信管理. 燕憲連.煤礦自動化. 1999

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一． 拖體絞車功能設計需求

在拖曳式多參數剖面測量系統的定型研制中，為滿足系統整體小型化安裝和使用的需要，拖體絞車采用了雙層導流套排纜的設計方式，提出了對絞車實時的張力、纜長和纜速等信號進行的測量顯示的要求，并要提供和上位機的數據通信功能，以便系統總控軟件對絞車的狀態信息進行遠程實時監控和采集。本電氣控制設計主要通過PLC的模塊化功能設計，保證了絞車所需功能的實現。

二． 絞車的基本電氣控制特性

拖體絞車采用了SEW變頻電機和變頻控制器。SEW電機具有變速穩定、噪聲小、體積緊湊等優點，特別是減速機的工藝水平和齊全的型號滿足了多領域的應用需求。

在電氣控制功能方面，SEW電機可以采用專用的變頻器控制，也可采用第三方的變頻控制設備。SEW的變頻器附帶有專用的配置軟件，多樣的控制連接總線，便于構成多電機系統或者復雜的工業控制系統。免費論文參考網。絞車電機的工作參數可以通過變頻器擴展面板或者上位機的配置軟件來連線進行。

根據絞車工作基本需求，在絞車控制柜面板上設置正、反轉，變速調節，緊急停車等控制按鈕，另外根據人性化的工作需要，對電源連接和系統功能正常設置監視燈，以便于操作人員及時了解絞車的工作狀態，分析解除系統故障。

三． 絞車的擴展電氣控制功能

絞車設備中為采集收放纜長度以及拖纜所受張力的信息，添加了纜長測試單元和力傳感器。針對絞車的雙層排纜結構和力傳感器安裝特性，傳感器數據的修正和放纜狀態相互關聯。由此設計了纜長和張力的采集和自動修正程序，保證了絞車參數的準確可靠性，滿足設備正常工作需要。

1、纜長和纜速測量

纜長測量是根據電機轉動的圈位信號換算而得。在電機上安裝了編碼器，能隨著電機的轉動情況產生脈沖信號，PLC中的計數單元對脈沖信號進行計數處理，換算出電機轉動圈數對應的走纜長度。

纜速的測量的是根據定時間隔算得的纜長變化量，通過PLC的間接計算獲得。

這其中，由于絞車采用了雙層排纜技術，兩層排纜卷筒的直徑有較大差異，需要在排纜卷筒切換前后，更替纜長計算的參數，保證獲得的數據準確性。在實際設計中采用了固定纜長自動切換和手動纜長切換兩種方式，在絞車纜長切換位置基本不變的情況下，在固定的纜長位置切換計算參數，自動獲得纜長和纜速信息，而在絞車纜長切換位置存在較大誤差時，允許手動修正排纜切換點，保證誤差的及時消除。

2、張力測量

在絞車卷筒出纜位置和前端導纜輪之間添加了固定位置的測力輪，測力輪的軸直接采用了一個力負載傳感器，通過配套的后置放大電路，將信號以電平方式傳給PLC的AD轉換單元，從而獲得張力信號。

張力測力輪的安裝方式和張力的修正密切相關。張力的準確修正需在傳感器安裝固定以后，通過實驗測試實際拖纜張力和傳感器測得的法向應力，比較相互間關系，通過插值擬合獲得準確的修正公式。絞車排纜卷筒的直徑變化，也會使修正公式發生變化，在實際應用中要對不同卷筒分別進行張力擬合，還需和纜長換算一樣，同步卷筒的切換狀態，實現張力修正公式的自動切換。

3、顯控通信功能

為使絞車操作人員及時獲得絞車收放纜過程的狀態，通過在控制臺面板上添加觸摸顯示屏將PLC獲得的纜長、纜速及張力信號及時反饋給操作人員。通過在PLC上添加通信單元，將信號數據以485方式傳送給遠端的上位機，來進行遠程監控和信息保存。

四． 絞車電氣設計經驗

在絞車的實際加工生產和調試過程中，結合實際的生產和測試條件，對絞車的各項設計功能進行了及時的調整和改進，不僅保證了產品更好的質量和性能，并且獲得了許多有益的設計心得和經驗。

1、系統的選型

本套設計方案的實施，選用了三菱公司的PLC產品。三菱PLC在中國市場上得到非常廣泛的應用，產品的眾多系列品種保證了整套電氣設計功能的實現便利性和靈活性，對于系統設計的功能擴展和可靠性保證起到了很好的保障作用。

2、PLC編程的方法

絞車的擴展功能多利用PLC來實現，在PLC的算法設計上類似于單片機的底層編程方式，需要對PLC的硬件性能和工作特殊方式較深入的了解，在算法的實現上要更多考慮到系統優化。如在纜速的換算過程中，由于要在更新速率和顯示精度上達到匹配協調，需要充分了解計算單元的精度位數，實際問題出現的數據范圍，調整計算次序來保證運算精度。

3、張力換算方法

準確的進行張力測量是一個程序復雜，實踐性強的問題。要獲得準確的張力，不僅要有好的傳感器，還要有好的設計安裝，最后還需要有一個細致的測試修正過程。在本絞車設計中，張力傳感器采用瑞士的LB系列軸應力傳感器，該傳感器本身具有良好的線性精度設計，應力變化的準確性非常高。絞車的張力測量設計采用了纜對壓力輪法向壓力的方式，通過設計的定角度安裝位置，保證了對纜張力轉化參數的一致性。在后期的張力校準調試中，對兩層卷筒分別進行了多工作位置，多導向輪角度的工作張力測試，最后獲得的擬合公式僅采用一次多項式就達到了設計指標提出的±10%測量值誤差的精度。

五． 絞車電氣設計的改進提高

雙層導流套排纜絞車的設計是拖體絞車的創新設計，在這第一次設計中難免存在不盡完善的地方。作為電氣控制設計部分能夠改進和提高之處有很多。免費論文參考網。

l電氣接插件的選型和改進

絞車電氣由于初次設計，對于配套成熟產品的選型方面了解得不夠深入，選用的電氣、信號接插電纜都限于點對點連接，這樣在絞車的電纜拆裝方面有不夠方便簡潔的問題。絞車電機本身的控制電纜就有四組：電源三相進線、電機控制的三相線、剎車控制線、風機三相線，外加傳感器的編碼器線和張力傳感器線，以及和遠端通信的信號線，堆在控制柜后的電纜就密密匝匝。在安裝和拆卸時不僅繁瑣，而且容易出現錯誤。如果采用了合適的接插設備，不僅在安裝上簡便、安全，而且外觀上也整齊大方。在產品的專業性上就顯得更為到家。免費論文參考網。

l軟件的設計和優化

基于PLC的軟件設計，專一性比較強，程序的優化提高的需要有一定時間的應用熟練和磨合提高。同樣功能的軟件，在代碼上的優化，小則提高運行的速度和效率，大則可以避免出現bug和系統錯誤的危險。要開發出人機界面友好，簡潔易用的軟件也需要多了解真實工作中操作習慣和安全規范，絞車軟件的完善提高也需要經歷這樣一個應用－反饋－改進的過程。

l控制功能方式的改型和提高

絞車的電氣控制功能有很多可以提升和變通改進的地方，通過本型絞車電氣功能的設計，在將來的絞車電氣控制設計中可以有更多的發揮應用。比如通過遠端連線和監控可以實現操控人員的遠程絞車收放，通過無線控制設備的添加，可以滿足操控人員靈活換位等等。如同軟件設計，控制方式的搭配變化也可以孕育出滿足不同類型需要的控制功能，使得產品有更廣闊的市場空間。

參考文獻：

[1]10kN電動拖曳絞車試驗大綱，QF4.028.010MX-SY

[2]SEW Movidrive MDX60B/61B 操作手冊，版本01/2005

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和2G網絡相比，3G網絡在深層次覆蓋時存在諸多不足。此外，由于3G系統自干擾的特性，會引起“呼吸效應”現象和“遠近效應”現象。因此，網絡規劃時需要考慮減少網絡的滿載率，同時也要考慮切換區域大小的設置問題。

由于室外站進行室內覆蓋對信號的控制和深度覆蓋不能做到最優，嚴重影響用戶的滿意度。韓國最大的移動通信商SKT的數據顯示，大部分服務質量差的位置都在室內，且往往是由于宏蜂窩基站覆蓋不到位造成的。

相比之下，室內分布系統不僅可以在話務密集地區進行有效的話務吸收，解決室內“無死角”覆蓋，而且減輕了室外站小區“呼吸效應”，降低了室外系統的負荷，從而能夠提高整個網絡的質量和容量。

3G室內分布系統

傳統的室內覆蓋系統將不同系統割裂開來，采取單獨建設、單獨維護的策略。但由于我國目前網絡存在多種系統，且頻段跨度較大，所以室內分布系統應該采用多系統的寬頻室內覆蓋方案，即一套天饋系統來實現多系統信號的同時覆蓋。

其中，信號源主要包括室內宏蜂窩基站、室內微蜂窩基站和直放站等。從系統容量和功率需求的角度，根據不同話務需求和覆蓋場景選擇不同的信號源。比如，對于大話務量地區，宜采用宏蜂窩基站作室內分布系統的信號源，能夠插入多塊基帶處理板，滿足話務密集地區的需求；對于寫字樓等室內用戶集中、話務量較高區域，可以考慮建設微蜂窩室內分布系統；對于隧道、地鐵車站、地下商場、地下酒吧等強調覆蓋而非容量的場所，可以考慮用室內直放站引入基站信號。

信號分布系統可以分為無源分布系統，有源分布系統和混合分布系統三種形式。無源分布系統是通過無源器件進行分路，經由饋線將無線信號盡可能平均地分配到覆蓋單元上，從而實現室內信號的均勻分布；有源分布系統中加入了功率放大器這一類有源設備。信號經過各級衰耗后，到達末端時，可以利用放大器放大以達到理想的強度，保證覆蓋效果。也可以混合采用無源系統和有源系統的部分器件，建立一套混合的信號分布系統。

覆蓋方式主要有三種，即分布式天線系統(DAS)、泄漏電纜系統和混合方案。

分布式天線系統能夠支持從400MHz到2.5GHz很寬的頻率范圍；對于建筑物內部結構狹長的特別區域，例如公路隧道、鐵路隧道、礦井等，可選用泄漏電纜分布系統，泄漏電纜不需要室內天線，通過電纜上泄漏信號進行覆蓋；多系統的寬頻室內覆蓋方案共用天饋線系統，具有相當靈活的可擴展性。但是在多網合一的室內分布系統的設計中，對系統間干擾的分析和抑制至關重要。

3G室內分布系統的設計

在室內分布系統方案設計中，需要考慮三方面的因素：降低室外信號對室內的影響；減少室內信號外泄；室內環境的特殊性所帶來的傳輸與空間衰耗。

首先，由于室外基站會對室內系統造成影響，所以必須對來自室外基站的信號進行測量，以了解室外宏站對室內系統的影響。

其次，室內分布系統的信號泄漏容易造成對室外信號的干擾，容易導致室外用戶選用室內信號，使軟切換增多，從而影響室外的掉話率。在3G工程設計階段就需要控制過多的軟切換區，減少室內天線的輸出電平，控制信號泄漏電平。在靠近窗戶、門口等邊緣區域，應采用方向性較好的定向天線，以減少信號的泄漏從而優化切換關系。

最后，由于頻率上的差異，多系統共用室內分布系統不可避免地帶來了不同系統間在室內分布系統上功率損耗不一致的情況。比如，在2GHz下信號的饋線損耗，空間損耗和隔墻損耗都有增加。所以，應根據實際情況采用“多天線低功率”方式進行覆蓋，合理布防天線。

鏈路預算

1.容量預分析

A地的人流量是2000人/小時，設手機人均使用率為25%，A地移動電話用戶數為2000*25%=500/小時。用戶均勻分布，平均每用戶忙時話務量為0.02Erl，則A地總的話務量為10Erl，按照20%的余量，最大吸收話務量為12Erl。系統信號源為微蜂窩基站，根據Erlang-B公式表，當呼損率為2%時，兩個載頻容量為8.20Erl。因此采用4個載頻容量足夠提供系統使用。

2.覆蓋場強預分析

吸頂全向天線的輸出口功率為7dBm，增益為3dBi。距天線的最遠覆蓋距離約為10m。自由空間傳播損耗是58dB，貫穿損耗和多徑衰落分別是15dB和10dB。則邊緣場強=7+3-58-15-10=-74dBm。

覆蓋電梯的定向板狀天線的輸出口功率為11dBm，增益為8.5dBi。距天線的最遠覆蓋距離約為20m，20m自由空間傳播損耗是64dB，貫穿損耗和多徑衰落分別是20dB和15dB。則邊緣場強=11+8.5-64-20-15=-79.5dBm。

一般以移動終端的發射功率來確定漏泄射頻同軸電纜的最大覆蓋長度。移動終端的最大輸出功率為2W，系統要求的最低場強為-105dBm。頻率為2GHz，95%耦合損耗為86dB，耦合損耗的波動余量為5dB。漏泄同軸電纜的衰減常數為44dB/km，跳線及接頭損耗為2dB，地鐵系統車體的屏蔽作用和吸收損耗為10dB。則最大覆蓋距離=(33-(-105)-86-5-2-10)/44=795m

在新的通信系統中，覆蓋、容量和質量不再獨立，需要綜合考慮；多業務的同時存在也需要均衡考慮；重要的是，需要兼顧多網同時進行通信的狀況；干擾也將成為未來移動通信的最大攻克難點。而這些對饋線、漏纜、器件及附件和天線的性能都提出了很高的要求。

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Система вождение экструдера

Абреже

Экструдер—аппарат，который выделает изолированную корку для проводки и кабеля в индустрии проводки и кабеля.Дело изолированной корки—самая требовательная и трудная центральная техника в любом процессе бырабатки.Поэтому автоматизированность и производительный точность экструтера зай-мут очень важную позицию.В нашей стране настоящий огромный зовод，который выработает проводку и кабель，широко применяет основанную на PLC автоуправляющую систему，у которой бывает мно- гогранный начет—толнкий автоматизированность и производительный точность，высокий себестоимость и т.д.

Этот текст запранировл основанную на однолистовом аппарате неясную контролируемую систему.Канал аппаратуры，которого заключает доминанту ос- нованного однолистового аппарата，блок клавиатуры и табла，связной интерфейс однолистового аппарата с ПрЧ.Софтвер закючает неясный контролируемый алгоритм，вождение ПС，вождение клавиатуры и табла.Эта система может активно возвышает автоматизированность аппарата，точность и безотказность вырабатки，и может экономит часть себестоимость вырабатки.

Главные слова Вождение экструдера Веясное вождение

Вождение однолистовой аппарат ПС

目 錄

第一章 押出機模糊控制系統的介紹 …………………………………………………1

第二章 押出機模糊控制系統控制器的設計 …………………………………………3

2.1 變量模糊化 …………………………………………………………………3

2.2 模糊控制規則 ………………………………………………………………………6

2.3 模糊控制規則表的基本思想 ………………………………………………………6

2.4 模糊控制查詢表的離線計算 ………………………………………………………8

第三章 押出機模糊控制系統的單片機實現 …………………………………………11

3.1 硬件電路設計 ……………………………………………………………………11

3.1.1 單片機的選擇 ……………………………………………………………………11

3.1.2 串行通信電路 ……………………………………………………………………13

3.1.3 線徑顯示和設定電路 ……………………………………………………………14

3.1.4 電源電路 …………………………………………………………………………16

3.1.5 復位和晶振電路 …………………………………………………………………16

3.1.6 DANFOSS變頻器的介紹 …………………………………………………………16

3.1.7 火花機、測徑儀及凹凸儀的選用 ………………………………………………17

3.2 軟件編程的算法和流程 ……………………………………………………………19

3.2.1 系統流程圖 ………………………………………………………………………19

3.2.2 模糊控制查詢表的存放形式 ……………………………………………………20

3.2.3 查表方法的軟件實現 ……………………………………………………………22

3.2.4 模糊控制器算法流程圖 …………………………………………………………22

3.2.5 串行通信程序設計 ………………………………………………………………23

3.2.6 線徑顯示和設定流程圖 …………………………………………………………25

3.2.7 定時器/計數器的工作方式選擇 ………………………………………………26

3.2.8 串行口的工作方式選擇 …………………………………………………………27

3.2.9 波特率的計算 ……………………………………………………………………30

第四章 單片機系統與變頻器的連接……………………………………………………32

4.1 如何通過RS－485控制多臺變頻器 ………………………………………………32

4.2 提高RS-485總線的可靠性 ………………………………………………………32

4.2.1 問題的提出 …………………………………………………………………… 32

4.2.2 硬件電路的設計 …………………………………………………………………33

4.2.3軟件的編程 ………………………………………………………………………34

4.2.4 結論 ………………………………………………………………………………35

第五章 變頻器的選型及其注意事項 ………………………………………………… 36

5.1 引言 …………………………………………………………………………………36

5.2 變頻器的控制方式 …………………………………………………………………36

5.3 變頻器控制方式的合理選用 ………………………………………………………36

5.4 變頻器選型注意事項 ………………………………………………………………36

5.4.1 負載類型和變頻器的選擇 ………………………………………………………36

5.4.2 變頻器安裝地點的選擇 …………………………………………………………36

5.5 結論 ………………………………………………………………………………37

總結 ………………………………………………………………………………………38

參考文獻 …………………………………………………………………………………39

附錄1 ……………………………………………………………………………………40

附錄2 ……………………………………………………………………………………41

附錄3 ……………………………………………………………………………………42

第一章 押出機模糊控制系統的介紹

押出機(又名擠出機)是電線電纜工業中為電線電纜制作絕緣外皮的設備。制作電線電纜絕緣外皮是整個電線電纜生產工藝流程中要求最高，難度最大的核心技術。因此，押出機設備的自動化程度以及生產精度和可靠性在電線電纜生產中居于至關重要的地位。我國現行眾多電線電纜成套設備生產廠家廣泛采用基于PLC的自動控制系統，但這些基于PLC的押出機自動控制系統存在多方面的不足，現列舉如下:

(l)自動化程度低。系統在開機和運行期間都必須配備專門的操作人員不間斷的監視系統的運行狀況，并做頻繁的操作。系統無法脫離操作人員實現程度更高的自動化生產，在本質上是一個缺陷很多的開環控制系統。

(2)生產精度低，系統可靠性差。系統采用模擬量和開關量控制，控制參數易受生產現場的惡劣環境的干擾，致使系統的生產精度低，可靠性差。另外，模擬量控制使系統布線煩瑣，生產、安裝和維修過程復雜。

(3)成本高。基于PLC的工業自動控制系統雖然有設計方便、快捷，開發周期短的獨特優點，但存在著生產成本高的重大問題。

基于PLC的押出機自動控制系統生產自動化程度低的主要原因是控制過程包括復雜的化學過程，致使被控對象建模十分復雜，很難找到一個比較接近的數學模型來近似而實現比較理想的PID閉環控制。因此，必須根據熟練的操作工人的精心操作才能實現可靠的生產。

如前所述，模糊控制系統的設計與實現無需知道被控對象確切的數學模型，而是通過計算機或單片機來實現熟練操作人員的控制經驗，從而達到比較理想的自動控制效果。因此本人提出了基于數字單片機的押出機模糊控制系統。該系統能夠有效提高設備的自動化程度及生產精度和可靠性，并能節省部分生產成本。

圖1.1 押出機工藝流程圖

圖1.1為押出機的工藝流程圖。圖中在放線架與收線架之間的直線表示的是處理過程中的金屬線芯(或成束電纜)。放線架在牽引電機的作用下勻速放線。在金屬線芯經過機頭時，主機帶動的機頭將經過高溫加熱的膠料勻速押出，使之均勻地附著在金屬線芯的表面形成絕緣外皮。機頭與牽引之間的測徑儀用來測量附著絕緣外皮后的金屬線芯的直徑。系統以此為主要參數來調節主機與牽引之間的轉速，使絕緣外皮厚度達到精度要求的范圍。金屬線芯經過牽引之后接受火花機和凸凹儀的檢測，分別檢驗絕緣外皮的抗壓能力和表面的光滑程度及均勻性，根據這些參數來調一節機頭各加熱區的溫度。在收線架處，系統可以實現自動換軸功能，而且在斷線或者收線架換軸失敗的時候，儲線架會根據張力儀檢測到的信息自動開始工作。使得換軸過程中以及儲線架和收線架之間發生常規故障時放線架至凸凹儀段能夠正常工作，不影響電線電纜生產的產量和質量。

第二章 押出機模糊控制系統控制器的設計

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(2)為了減少管線檢修及施工時對交通的影響，管線應盡量布置在人行道或非機動車道下，并平行于道路中心線布置；

(3)根據管線所輸送的介質性質分類布置，以減少管線問的相互干擾，

(4)管線豎向布置時，其調整原則是：壓力管讓重力管，小管讓大管，支管讓干管，易彎管讓難彎管；

(5)各種管線的危險性由大到小依次為：煤氣管道、生活污水管道、雨水管道、電力電纜、給水管道、通信信號電纜；

(6)各種管道的可塑性由大到小依次為：通信信號電纜、電力電纜、給水管道、煤氣管道、生活污水管道、雨水管道。

根據《城市工程管線綜合規劃規范》的要求，工程管線布置在道路下，從道路紅線向道路中心線方向平行布置的次序宜為：電力管、通信信號管、煤氣管、給水管、雨水管、污水管；工程管線在庭院內，由建筑紅線向外依次平行布置的次序為：電力管、通信信號管、污水管、煤氣管、給水管。

2某住宅小區設計構思

在某住宅小區的5類地下管線中，對小區運行安全最為直接的是排水管；對小區運行安全潛在危險大的是煤氣管；對小區今后發展影響最大的是通信信號管。因此，確定設計方案的重點是排水管、煤氣管和通信信號管。

2．1體制排水管設計

首先是排水體制的選擇，設計采用雨污分流制，為今后城市污水的集中處理提供條件；其次是小區豎向設計與排水出口方向的協調，如果小區的豎向分區與排水總出口不一致，客觀上將造成小區不合理的逆向排水。

2．2煤氣管的施工安全設計

由于煤氣具有可爆炸性和劇毒性的特點，設計的關鍵在于如何確保煤氣管的施工安全和運行安全。在布置時，煤氣管不宜在污水管和電力電纜旁邊，以免煤氣泄漏后遇沼氣或電火花而引起爆炸。

2．3通信信號管設計

隨著現代通訊技術的迅猛發展，遠程安全系統的完善和電腦網絡進入家庭，均與通信信號管的建設密不可分，在設計時主要考慮遠期的可發展性，適當預留發展空間。

2．4消防系統管線設計

因水消防系統一般是獨立的消防給水系統，絕大部分時間管網內的水處于靜止狀態。我國目前消防管網大部分采用鋼管，而不流動的水易孳生厭氧菌，其對鋼管會產生生化腐蝕，這種腐蝕多為點蝕，對鋼管的破壞性極大。因此把消防管網設計成流動狀態是很有必要的，這一點很容易被設計人員所忽視，應引起足夠的重視。把消防水設計成流動狀態，當消防系統較小時不難做到，而對消防系統供水范圍較大時就有一定的難度，但至少應將消防主管內的水設計咸流動狀態。為保證消防管網內水量的相對穩定，要求系統內的回流水應進入消防水池，不應為減少回流管的設計而將該部分水作它用，更不能就近排放。回流水量盡可能少，能保證管網內的水處于流動狀態即可，避免回流量過大而影響消防時的水量和增加平時穩壓泵的運行功率。

3某住宅小區管線綜合平面布置

在某住宅小區中，主干道寬為1Om，車道寬7m，人行道寬15m，宅問道路寬為2．5m，住宅房前屋后的綠化帶寬為2．5～3．5m。以下以北梯戶型為例，門棟入口方向朝北，衛生問和廚房布置在北面。

3．1庭院內管線綜合平面布置

3．11污水管設計

根據住宅的平面布置以及GBJ15-88《建筑給水排水設計規范》的要求，化糞池距建筑物的凈距宜《5m，且化糞池及其污水管布置在宅間道路遠離住宅的一側為宜。若將化糞池和污水管布置在宅間道路下，需考慮化糞池承受通過汽車的荷載，每座造價將增加近2000元，與延長幾米污水管的造價相比，顯然前者在經濟上不劃算i若讓給水管和煤氣管穿越化糞池，也將增加施工難度和工程造價，故設計時考慮將污水管布置在宅問道路遠離住宅的一側。

3．1．2煤氣管的安全設計

煤氣管通常采用PE管，在附近管道施工開挖時，煤氣管容易遭受意外損傷，危及煤氣管的運行安全。設計時，將煤氣管布置在屋后的綠化帶中，既減少了外部荷載的影響，又避免了管道與房屋一側的施工干擾，能較好地保證煤氣管的安全。

3．1．3通信信號管設計

由于現代通訊技術發展迅速，今后必然會有擴容施工，為了減少施工對道路的破壞及對居民生活的影響，設計將通信信號管布置在宅問道路的綠化帶中。

3．1．4給水管和電力電纜

給水管和電力電纜相對變化較小，可一次性施工到位。給水管布置在宅問道路下；考慮到電力電纜的可彎性較大，將其布置在遠離住宅的另一側綠化帶中。

3．15消防管線設計

裝置及罐區防火堤外四周消防管線應環形布置，如裝置內有消防通道，則沿消防通道也應布置消防管線并與裝置四周管線環形連接。當幾個占地面積較少的裝置在一起時，為減少管線敷設，可將這幾個裝置作為整體在其四周環狀布置管線，必要時采用支管引入裝置的形式補充設置消防設施。環狀管網應用閥門分成若干獨立管段，每個管段上消防設施的布置不應超過5個。消防管網可與企業生產水管網設置連通管，連通管上設置止回閥，保證消防管內的水不流向生產水管網。綜合上述情況，設計庭院內管線綜合平面布置由住宅一側依次向外調整為：煤氣管、通信信號管、給水管、污水管、電力管。具體布置見圖1。

3-2主干道下管線綜合平面布置

在設計時，考慮將可燃易燃及損壞時對房屋基礎有危害的管道盡量遠離建筑布置：對埋設較深的管道也布置距建筑物遠一些。為了減少外部荷載對煤氣管的影響，設計將煤氣管布置在-N人行道下；雨水管和污水管的管徑較大且埋設較深，將其布置在道路中間，電力電纜布置在另一側人行道下，通信信號管布置在靠近電力電纜一側的車行道下。具體布置見圖2。

4管線綜合豎向設計

由于污水管和雨水管屬于重力式排水，其調節余量小，且排水管管徑較大，占用的空間也較多，因而豎向設計時應處理好排水管的高程。在排水條件許可的條件下，適當地降低雨水管的埋深，使其管頂覆土達到1～1．2m，有利于管線交叉時其他小管徑的管道從雨水管的上方穿越，從而減少建設投資并為日后管線的維修提供方便。

篇11

1.2綜合布線系統組成綜合布線系統主要由以下子模塊組成，其中包括：水平布線子模塊、建筑群子模塊、管理子模塊、干線子模塊、工作區子模塊、設備間子模塊[4]。（1）水平布線子模塊。該模塊由建筑內部間所有的接線，以及該接線連接到所有區域內部插座間的電纜組成。在該模塊內，可以進行語音、圖像、視頻等信號傳輸的電纜和光纖。（2）建筑群子模塊。該模塊將多個建筑物中的電視、電話和數據構建成綜合的建筑群系統。（3）管理子模塊。該模塊是把建筑中水平和垂直模塊的所有設備進行組合，其中光纖配線架和銅纜配線架為其重要的設備。采用電纜線多跳的特性，使得布線系統更加可靠和靈活。（4）干線子模塊。該模塊主要有一些線纜組成，這些線纜將設備間子模塊、管理子模塊和水平子模塊進行相互的連接。這些線纜的部署方式有：環型、星型、狀型、總線型和樹等。（5）工作區子模塊。該模塊是指建筑內部所有的終端設備到信息插座的整個區域，在這個區域內，計算機、電視等設備可以被支持。（6）設備間子模塊。該模塊是對大樓中所安裝的主配線架進行維護和管理，通過在樓宇中合適的地方安裝進出設備線和配架線。

2面向智能建筑的綜合布線系統設計

在智能建筑中的布線設計，需要按照一定的設計規則來進行，通常來說，可以依照以下設計步驟：（1）首先，需要去了解建筑物內各個辦公室用戶間的通信需求，然后對給出了這些需要進總體的評估，確定各個辦公室內需要安裝的語音點和通信點的位置。然后結合《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》標準，設計用戶提出的信息點。最后根據這些信息點的數目來確定安裝的空間大小，以及未來需要擴展的空間容量。（2）了解建筑內不同用戶對布線系統設備的要求，綜合評估用戶的意見，其中評估的內容有：設備、數據、語音和監控等。由于線纜傳輸距離受到限制，所以為了使得達到通信的要求，將采用同軸光纜、電纜和數據電纜等來代替線纜。（3）弱電系統的垂直和水平通道是由建筑的模式來決定的。為了使得整個建筑系統的布線合理化，需要根據上述的通道來選取布線設備之間的位置結構以及各個設備機房見的設置結構。（4）通過1，2中了解和評估的用戶需求，以及考慮未來的建筑內部布線系統的變化或者擴展，需要在現有的布線基礎上留有足夠的接口和空間，使得系統具有可擴展性。（5）上述的需求評估后，就可以對建筑物內的布線系統的方案進行設計，同時確定出布線的介質和所需要相關的硬件設備。（6）最后，繪圖人員就會根據上述的設計方案，繪制出整個樓層的布線平面圖和系統的綜合布線圖。

篇12

1當前光纖通信的優越性

1.1頻帶非常寬，傳輸容量非常大

目前，在光纖通信系統中，光纖的傳輸帶寬比電纜大很多，單模光纖就具有幾十GHz?km的帶寬距離積。采用多種復用技術能提升線路傳輸容量；最簡單的是采用空分復用，光纖外徑只有幾十 m，一根光纜就可以容納幾百根光纖，傳輸容量成百倍增長；對于單根光纖，可以采用光復用技術，正在研究開發的光復用技術有波分復用（WDM）、光碼分復用（OCDM）和光時分復用（OTDM），而主要采用的是波分復用（WDM），目前人們采用的密集波分復用（DWDM）能增加可使用波長數量，同時利用光纖損耗譜平坦，擴大可利用的波長轉換技術和窗口技術，實現波長再利用等使單根光纖由單波長傳輸的傳輸速率幾Gbps，達到多波長傳輸幾十Tbit/s；另一方面，減小光源譜線寬度和采用外調制方式，同樣能極大提升傳輸容量。

1.2抗電磁干擾性能強，泄露小，保密性好，無串話

由于光纖是非金屬的光導纖維（目前主要采用石英（SiO2）），光纖通信線路不會受普通的高、低頻電磁場的干擾和閃電雷擊等的損壞，抗電磁干擾性能好。光纖的設計獨特無比，在光纖中傳輸的光被嚴格局限于光纖的纖芯與包層鄰近進行傳輸，泄露極其微弱；即使在彎曲半徑十分小的地方，光泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光纜之外的光信號基本上沒有，如果沒有專用的特殊工具，光纖無法分接；以及長途光纜等通常埋在地下。由此可知：光纖通信保密性能極好，也不會產生電纜通信中常見的串話現象。這對現代政治、軍事和經濟均有重要意義。

1.3光纖重量輕、纖芯細，鋪設簡單，資源豐富

光纖一般直徑只有幾微米至幾十微米之間，相同容量話路光纜，要比電纜輕90%～95%（光纜的質量僅為電纜的1/10～1/20），直徑小于電纜的1/5；光纖柔軟性十足，鋪設簡單；這順利解決通信傳輸系統占用較大的空間致地下管道擁擠等難題，同時極大的節省了通信地下管道的投資成本；光纖通信應用于航天領域，能夠有效減輕衛星、飛船與飛機等的重量，提升通信質量的同時降低制造成本。制造光纖的原料石英（SiO2），更是資源豐富且價格便宜，因此光纖通信的發展及全面普及具有巨大前景。

2光纖通信發展現狀及趨勢

2.1超高速、超大容量、超長距離系統發展

光纖通信經過數十年的發展，目前商用系統傳輸速率已能達到10Gbps以上；隨著傳輸需求不斷提升，超高速、超大容量、超長距離的光纖通信系統發展成為必然。單一的采用光時分復用（OTDM）或波分復用（WDM）對信道傳輸速率的提升是有限的；因此，可以采用將多個光時分復用（OTDM）信號集中進行波分復用（WDM）的辦法來實現信道傳輸能力最大化。

2.2新型光纖不斷發展

在傳統的G.652光纖已無法滿足超高速長距離傳輸網絡發展需求的狀況下，新型光纖的開發成為下一代網絡基礎設施工作的重要部分。光纖通信傳輸速率的提高主要通過：（1）提高傳輸速率；（2）增加傳輸的光波數量。因此，開發盡可能寬的可用波段的全波光纖成為關鍵。目前全國光纖通信運用在C（1530～1565nm）與L（1565～1625nm）波段，而全波光纖能將波長擴展至1260～1675nm；若按波長間隔為50HZ（0.4nm）開通DWDM系統，以目前單信道傳輸速率80 Gbps計算，單纖通信容量高達1000X80 Gbps以上。其它諸如非零色散光纖，空心光纖等新型光纖也陸續出現。

2.3光纖孤子通信發展

光纖孤子通信是一種全光非線性通信方案，主要利用光纖折射率的非線性效應對光脈沖壓縮，使其與群速色散激發的光脈沖展寬平衡，光孤子能在光纖的反常色散區與脈沖光功率密度足夠大前提下進行長距離不變形傳輸。這種傳輸方式在大幅度提升傳輸距離的同時保證了傳輸質量。理論上，光孤子通信容量沒有限制，可高達1000Gbps；近些年隨著色散補償和色散管理的實施及相關技術的深入研究，光孤子運行速率已能從10～20 Gbps提高至100 Gbps；并采用再生、重新定時等降低自發發射，使傳輸距離高達100000km以上。

3結語

自從1966年英籍華人高錕博士提出光纖作為傳輸介質的概念，1970年美國康寧公司根據高錕論文的設想，使用改進型化學汽相沉淀法，制造出世界上第一根超低損耗光纖，其在1 m附件波長區將光纖損耗降低到20dB/km。由于光波通信技術的巨大發展，現在世界通信傳輸業務的90%需經過光纖傳輸，并且目前業務量還在不斷快速增長；隨著光纖通信技術的不斷發展，光纖通信應用的范圍將越來越廣。

篇13

一、電磁干擾產生的原因及特點

（一）傳導瞬變和高頻干擾

1．由于雷擊、斷路器操作和短路故障等引起的浪涌和高頻瞬變電壓或電流通過變（配）電所二次側進入遠動終端設備，對設備正常運行產生干擾，嚴重還可損壞電路。2．由電磁繼電器的通斷引起的瞬變干擾，電壓幅值高，時間短、重復率高，相當于一連串脈沖群。3．鐵路電力供電中，特別是現代高速鐵路對電力要求都比較高，一般都是幾路電源供電，母線投切轉換比較頻繁，振蕩波出現的次數較多。

（二）場的干擾

1．正常情況下的穩態磁場和短路事故時的暫態磁場兩種，特別是短路事故時的磁場對顯示器等影響比較大。2．由于斷路器的操作或短路事故、雷擊等引起的脈沖磁場。3．變電所中的隔離開關和高壓柜手車在操作時產生的阻尼振蕩瞬變過程，也產生一定的磁場。4．無線通信、對講機等輻射電磁場對遠動終端會產生一定的干擾，鐵路中繼站通常會和通信站在一處，通信發射塔對中繼站電力遠動終端設備的干擾比較大。

（三）對通信線路的干擾

1．鐵路變電所遠動終端的數據由串口通信經雙絞線進入車站通信站，再經過轉換成光信號沿鐵通專用通信光纜送至電力遠動調度中心，遙信和遙控數據在變電所到通信站的過程走的是電信號，由于變電所高低壓進出線纜很多，遠動終端受的干擾比較大。2．中繼站一般距鐵路都比較近，列車通過時的振動對遠動終端設備有一定的干擾。

（四）繼電器本身原因

繼電器本身可能由于某種原因一次性未合到位而產生干擾的振動信號，或負荷開關、斷路器、隔離開關等二次側產生振動信號。

二、干擾對電力遠動系統的影響

無論交流電源供電還是直流供電，電源與干擾源之間耦合通道都相對較多，很容易影響到遠動終端設備，包括要害的CPU；模擬量輸入受干擾，可能會造成采樣數據的錯誤，影響精度和計量的準確性，還可能會引起微機保護誤動、損壞遠動終端設備和微機保護部分元器件；開關量輸入、輸出通道受干擾，可能會導致微機和遠動終端判斷錯誤，遠動調試終端數據錯誤遠動終端CPU受干擾會導致CPU工作不正常，無法正常工作，還可能會導致遠動終端程序受到破壞。

三、抗干擾設計分析

（一）屏蔽措施

1．高壓設備與遠動終端輸入、輸出采用有鎧裝（屏蔽層）的電纜，電纜鋼鎧兩端接地，這樣可以在很大程度上減小耦合感應電壓。2．在選擇變電所和中繼站電力設備時盡量選設有專門屏蔽層的互感器，也有利于防止高頻干擾進入遠動終端設備內部。3．在遠動終端設備的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容，可以有效抑制外部高頻干擾。

（二）系統接地設計

1．一次系統接地主要是為了防雷、中性點接地、保護設備，合適的接地系統可以有效的保障設備安全運行，對于斷路器柜接地處要增加接地扁鐵和接地極的數量，設備接地處增加增加接地網絡互接線，降低接地網中瞬變電位差，提高對二次設備的電磁兼容，減少對遠動終端的干擾。2. 二次系統接地分為安全接地和工作接地，安全接地主要是為了避免工作人員因設備絕緣損壞或絕緣降低時，遭受觸電危險和保證設備安全，將設備外殼接地，接地線采用多股銅軟線，導電性好、接地牢固可靠，安全接地網可以和一次設備的接地網相連；工作接地是為了給電子設備、微機控制系統和保護裝置一個電位基準，保證其可靠運行，防止地環流干擾。轉貼于

3．由于高低壓柜本身都是多都是采用鍍鋅薄鋼板材料，本身也有屏蔽作用，將高低高柜都可靠接地。4．遠動終端微機電源地和數字地不與機殼外殼相連，這樣可以減小電源線同機殼之間的分布電容，提高抗共模干擾的能力，可明顯提高電力遠動監控系統的安全性、可靠性。

（三）采取良好的隔離措施

1．為避免遠動終端自身電源干擾采取隔離變壓器，電源高頻噪聲主要是通過變壓器初、次級寄生電容耦合，隔離變壓器初級和次級之間由屏蔽層隔離，分布電容小，可提高抗共模干擾的能力。2．電力遠動監控系統開關量的輸入主要斷路器、隔離開關、負荷開關的輔助觸點和電力調壓器分接頭位置等，開關量的輸出主要是對斷路器、負荷開關和電力調壓器分接頭的控制。3．信號電纜盡量避開電力電纜，在印刷遠動終端的電路板布線時注意避免互感。4．采用光電耦合隔離，光電耦合器的輸入阻抗很小，而干擾源內阻大，且輸入/輸出回路之間分布電容極小，絕緣電阻很大，因此回路一側的干擾很難通過光耦送到另一側去，能有效地防止干擾從過程通道進入主CPU。

（四）濾波器的設計

1．采用低通濾波去高次諧波。2．采用雙端對稱輸入來抑制共模干擾，軟件采用離散的采集方式，并選用相應的數字濾波技術。

（五）分散獨立功能塊供電，每個功能塊均設單獨的電壓過載保護，不會因某塊穩壓電源故障而使整個系統破壞，也減少了公共阻抗的相互耦合及公共電源的耦合，大大提高供電的可靠性。

（六）數據采集抗干擾設計

1．在信息量采集時，取消專門的變送器屏柜，將變送器部分封裝在RTU內，減少中間環節，這樣可以減少變送器部分輸出的弱電流電路的長度。2．遙信由于合閘一次不到位或由于二次側振動而產生的誤遙信干擾信號，并且還會產生尖脈沖信號，也可能對遙信回路產生干擾誤遙信號。

（七）過程通道抗干擾設計

（八）印刷電路板設計。在印刷電路板設計中盡量將數字電路地和模擬地電路地分開；電源輸入端跨接10～100μF的電解電容。

（九）控制狀態位的干擾設計

（十）程序運行失常的抗干擾設計

（十一）單片機軟件的抗干擾設計