引論：我們?yōu)槟砹?3篇通信電纜論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
1.1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)和爭論。有的專家預(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(wǎng)要求更高的速率、更大的容量，這非光纖網(wǎng)莫屬，但高速骨干傳輸?shù)陌l(fā)展也對(duì)光纖提出了新的要求。
（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，2002年的ITU-TSG15會(huì)議上，美國已提出對(duì)40Gbit/s系統(tǒng)引入一個(gè)新的光纖類別（G.655.C）的提議，并建議對(duì)其PMD傳輸中的一些問題進(jìn)行深入探討，也許不久的將來就會(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的無電中繼傳輸。有的公司正進(jìn)一步改善光纖指標(biāo)，采用拉曼光放大技術(shù)，可以更大地延長光傳輸?shù)木嚯x。
（3）適應(yīng)DWDM技術(shù)的運(yùn)用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統(tǒng)已在開發(fā)并取得很好的進(jìn)展。DWDM系統(tǒng)的大量使用，對(duì)光纖的非線性指標(biāo)提出了更高的要求。ITU-T對(duì)光纖的非線性屬性及測試方法的標(biāo)準(zhǔn)（G.650.2）最近也已完成，當(dāng)光纖的非線性測試指標(biāo)明確之后，對(duì)光纖的有效面積將會(huì)提出相應(yīng)指標(biāo)，特別是對(duì)G.655光纖的非線性特性會(huì)有進(jìn)一步改善的要求。
1.2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)批準(zhǔn)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(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（如有些光纖幾何參數(shù)的容差變小），明確了對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)層次和不同的傳輸系統(tǒng)中使用的光纖的不同指標(biāo)要求（如PMD值的規(guī)定），并提出了一些新的指標(biāo)概念（如“色散縱向均勻性”等），對(duì)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(xiàn)及新子建議的起草，都意味著光纖分類及指標(biāo)、測試方法有某些改進(jìn)，或有重要的提升；都標(biāo)志著要求光纖質(zhì)量的提高或運(yùn)用方向上的調(diào)整，是值得注意的光纖技術(shù)新動(dòng)向。
1.3新型光纖在不斷出現(xiàn)
為了適應(yīng)市場的需要，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。如康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖利用了偏振傳輸和復(fù)合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統(tǒng)中，據(jù)稱很適合于拉曼放大器的開發(fā)與應(yīng)用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，據(jù)介紹已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit／s、總?cè)萘?0.2Tbit／s的記錄。還有一些公司開發(fā)負(fù)色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標(biāo)的要求，并簡化了色散補(bǔ)償?shù)姆桨福陂L距離無再生的傳輸中表現(xiàn)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(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)被極大地優(yōu)化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網(wǎng)的設(shè)計(jì)可能不僅要求光纖的水峰低，還要求光纖具有負(fù)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(yùn)用這種負(fù)色散光纖與G.652光纖或G.655標(biāo)準(zhǔn)光纖，利用它來做色散補(bǔ)償，從而避免復(fù)雜的色散補(bǔ)償設(shè)計(jì)，節(jié)約成本。如果將來在城域網(wǎng)光纖中采用拉曼放大技術(shù)，這種網(wǎng)絡(luò)也將具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是畢竟城域網(wǎng)的規(guī)范還不是很成熟，所以城域網(wǎng)光纖的規(guī)格將會(huì)隨著城域網(wǎng)模式的變化而不斷變化。
（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，大量的綜合布線系統(tǒng)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％，但是它所配套的光器件可選用發(fā)光二極管，價(jià)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)值孔徑，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。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標(biāo)準(zhǔn)，但由于局域網(wǎng)發(fā)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(biāo)準(zhǔn)型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接相應(yīng)困難一些，雖然在部分歐洲國家和日本有一些應(yīng)用，但在北美及歐洲大多數(shù)國家很少采用。針對(duì)這些問題，目前有的公司已進(jìn)行了改進(jìn)，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型（G1）光纖，區(qū)別于傳統(tǒng)的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，它將帶寬的正態(tài)分布進(jìn)行了調(diào)整，以配合850nm和1300nm兩個(gè)窗口的運(yùn)用，這種改進(jìn)可能會(huì)為50/125pm光纖在局域網(wǎng)運(yùn)用找到新的市場。
（4）前途未卜的空芯光纖
據(jù)報(bào)道，美國一些公司及大學(xué)研究所正在開發(fā)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(dǎo)致的干擾現(xiàn)象，可以支持更多的波段，并且它允許較強(qiáng)的光功率注入，預(yù)計(jì)其通信能力可達(dá)到目前光纖的100倍。歐洲和日本的一些業(yè)界人士也十分關(guān)注這一技術(shù)的發(fā)展，越來越多的研究證明空芯光纖似有可能。如果真能實(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。但是，這種光纖使用起來還會(huì)遇到許多棘手的問題，比如光纖的穩(wěn)定性、側(cè)壓性能及彎曲損耗的增大等。因此，對(duì)于這種光纖的現(xiàn)場使用還需做進(jìn)一步的探討。
2光纜技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)
2.1光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得光纜的新結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)
光纜的結(jié)構(gòu)總是隨著光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、使用環(huán)境的要求而發(fā)展的。新一代的全光網(wǎng)絡(luò)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(hù)、使用壽命更長等。近年來，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、接入網(wǎng)光纖、局域網(wǎng)光纖等，這決定了大范圍內(nèi)光纜光纖傳輸特性的要求，具體運(yùn)用的條件還有可依據(jù)的細(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)，必須統(tǒng)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)。
不同的場合和不同的要求造成了光纜的多結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，新的光纜結(jié)構(gòu)以及在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上不斷改進(jìn)的各種結(jié)構(gòu)也在不斷涌現(xiàn)，出現(xiàn)了如下一些類型。
·“干纜芯”式光纜：所謂“干纜芯”即區(qū)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(tǒng)的光纜相同，但它具有生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工和維護(hù)上的一些優(yōu)點(diǎn)。首先是方便，因?yàn)樽杷牧喜缓承灾悾僮魇褂帽容^方便安全；其次，干式光纜重量輕、易接續(xù)、易搬運(yùn)，設(shè)備投資小、成本低，生產(chǎn)使用中也顯得干凈衛(wèi)生，在長期使用中還可減少纜芯中各種元件之間的相對(duì)移動(dòng)。特別是在接入網(wǎng)室內(nèi)纜和用戶纜中，好處更加明顯。
·生態(tài)光纜：一些公司從環(huán)境保護(hù)及阻燃性能的要求出發(fā)，開發(fā)了生態(tài)光纜，應(yīng)用于室內(nèi)、樓房及家庭。現(xiàn)有光纜中使用的一些材料已不符合環(huán)保的要求，如PVC燃燒時(shí)會(huì)放出有毒性氣體，光纜穩(wěn)定劑中有時(shí)含鉛，都是對(duì)人體及環(huán)境有害的。2001年ITU-T已通過了一項(xiàng)L45建議——“使電信網(wǎng)外部設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響最小化”建議，通過對(duì)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(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響。由于環(huán)境因素正日益受到重視，對(duì)通信外部設(shè)備，特別是光纜產(chǎn)品規(guī)定這樣的指標(biāo)已提到日程上來，如果不在材料和工藝上下功夫就難以達(dá)到環(huán)保的要求。因此已有不少公司針對(duì)此類問題開發(fā)了一些新材料，如對(duì)室內(nèi)用纜，開發(fā)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(fā)展，它要求長距離、低衰減的傳輸，而且要適應(yīng)海底的環(huán)境，對(duì)抗水壓、抗氣損、抗拉伸、抗沖擊的要求都特別嚴(yán)格。
·淺水光纜（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：淺水光纜是區(qū)別于海底光纜而提出來的另一類結(jié)構(gòu)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(shè)使用。這種光纜區(qū)別于海底光纜的環(huán)境，需要的光纖數(shù)不多（中等），但要求結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，易于安裝和運(yùn)輸，便于修復(fù)和維護(hù)。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定義下的淺水光纜建議，為建設(shè)類似的水下光纜提供了一組規(guī)范，隨后也有可能形成相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。
·微型光纜：為了配合氣壓安裝（或水壓安裝）施工系統(tǒng)的運(yùn)用，各種微型的光纜結(jié)構(gòu)已在設(shè)計(jì)和使用中。對(duì)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(shù)，光纜重量要準(zhǔn)確，具有一定的硬度等。這種微型光纜和自動(dòng)安裝的方式是未來接入網(wǎng)，特別是用戶駐地網(wǎng)絡(luò)中綜合布線系統(tǒng)很有潛力的一種方式，如在智能建筑中運(yùn)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(fā)出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護(hù)套用聚乙烯（PE）及光纖護(hù)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(yōu)異性能，對(duì)光纜的抗機(jī)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(zhì)自承式光纜（ADSS）：全介質(zhì)光纜對(duì)防止電磁影響及防雷電都有優(yōu)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(wǎng)中已得到大量的應(yīng)用。預(yù)計(jì)2000～2005年，每年電力部門對(duì)ADSS光纜需求約15000km。ADSS同時(shí)也是電信部門在對(duì)抗電磁干擾及雷暴日高的敷設(shè)環(huán)境中一種很好的光纜類型的選擇。在今后一段時(shí)間內(nèi)，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(jìn)的課題。
·架空地線光纜（OPGW）：OPGW已出現(xiàn)了很長一段時(shí)間，近年來一直在改進(jìn)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(dá)數(shù)十公里，光纖在這樣的多層保護(hù)管中得到了充分的機(jī)械保護(hù)。預(yù)計(jì)從現(xiàn)在到2005年，OPGW光纜的需求將會(huì)逐年上升，每年增加約2500km，到2005年預(yù)計(jì)可達(dá)到20000km。當(dāng)然對(duì)OPGW光纖的防雷問題一直是業(yè)界十分關(guān)注的問題，也應(yīng)配合具體環(huán)境和使用條件加以考慮，使之得到充分保護(hù)。
2.2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。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。雖然ITU-T長時(shí)間收集和討論了國際上的最新資料，于1996年了L.25光纜網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的建議書，對(duì)光纜的預(yù)防性維護(hù)和故障后維護(hù)規(guī)定了詳細(xì)的維護(hù)范圍和功能，但已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需要，目前最新的建議是2001年12月IUT-TSG16會(huì)議通過的“光纜網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)”（L.40建議）。為了進(jìn)一步縮短檢測及修復(fù)時(shí)間，美國朗訊公司曾提出了新一代光纖測試及監(jiān)控系統(tǒng)，能在1s內(nèi)發(fā)出故障告警，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。日本、意大利等國電信企業(yè)也提出了一些系統(tǒng)方案。
·日本NTT方案：在局內(nèi)運(yùn)用光纖選擇器與系統(tǒng)的測試設(shè)備和傳輸設(shè)備相連形成了一種可對(duì)光纖狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的系統(tǒng)，保證有用信號(hào)在通過光纖選擇器測試證明良好的光纖上傳輸，對(duì)有故障的光纖可以預(yù)選監(jiān)測出來及時(shí)傳送到維護(hù)中心進(jìn)行適當(dāng)處理，避免不良狀況進(jìn)入有用的光傳輸信道，從而起到在運(yùn)行中對(duì)整個(gè)光通信系統(tǒng)的支撐作用；在局外通過水敏傳感器裝置可監(jiān)測外部設(shè)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(dāng)水滲人接頭盒時(shí)，吸水性物質(zhì)會(huì)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(jiān)測中心的OTDR上就會(huì)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(xù)光纜監(jiān)測系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是將光纜網(wǎng)絡(luò)、光纖及光纜護(hù)套的監(jiān)測綜合在一起，既利用了OTDR系統(tǒng)周期性地對(duì)光纖的衰減進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)有衰減變化即發(fā)出警報(bào)，并進(jìn)行故障定位，同時(shí)也能連續(xù)監(jiān)測光纜護(hù)套的完整性，包括護(hù)套對(duì)地絕緣電阻的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題（如護(hù)套進(jìn)水等）即馬上告警，達(dá)到更全面地預(yù)告故障發(fā)生的目的。
比較日本和意大利電信部門提出的光纜維護(hù)支撐系統(tǒng)的方案可見：日本方案在OTDR自動(dòng)適時(shí)測試光纖的基礎(chǔ)上，加入了光纖選擇器，在外線上裝設(shè)水敏傳感器并進(jìn)行護(hù)套監(jiān)測，形成了一套較完整的自動(dòng)維護(hù)、支撐系統(tǒng)，真正做到不中斷光通信的維護(hù)。意大利的方案中除監(jiān)測光纖性能以外，還考慮了護(hù)套絕緣電阻的自動(dòng)監(jiān)測。由此兩例可以看出全自動(dòng)的光纜維護(hù)應(yīng)是一種發(fā)展方向。
3通信電纜的發(fā)展特點(diǎn)
3.1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)字新業(yè)務(wù)，但是在實(shí)際使用中并不是特別理想，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)到的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（銅芯聚乙烯絕緣綜合護(hù)套市內(nèi)通信電纜），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（即現(xiàn)有的HYA市話電纜）不能達(dá)到5類電纜的技術(shù)要求，戶外電纜要實(shí)現(xiàn)j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。
美國已在1997年制定了用于寬帶的對(duì)絞通信電纜標(biāo)準(zhǔn)（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(kuò)展到100MHz，可供數(shù)字網(wǎng)絡(luò)使用。IEC對(duì)此問題也進(jìn)行過較長時(shí)間的討論，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特頻率數(shù)字接入電信網(wǎng)絡(luò)的多對(duì)數(shù)電纜”提出了0.4～個(gè)0.8mm線徑、1～150對(duì)、最高頻率30MHz等指標(biāo)的建議，此建議的提出也許會(huì)為這種電纜開辟一個(gè)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(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
3.2超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統(tǒng)發(fā)展的超蟄
隨著智能化大樓、智能化建筑小區(qū)對(duì)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(tǒng)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(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、絕緣電阻、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)上要做一定的改進(jìn)才能達(dá)到。6類電纜在超5類的基礎(chǔ)上，又提高了傳輸頻帶，達(dá)到250MHz，其相應(yīng)的指標(biāo)也有較大的提高。同時(shí)，6類電纜要求不但有嚴(yán)格的工藝，而且不少廠商在結(jié)構(gòu)上也有一定的改進(jìn)和創(chuàng)新，如采用泡沫皮絕緣芯線或皮泡皮絕緣芯線、骨架式結(jié)構(gòu)隔離線對(duì)等都改善了電纜的高頻特性。
3.3物理發(fā)泡射頻同軸電纜及漏泄同軸電纜將具有較好的發(fā)展前景
由于移動(dòng)通信的高速發(fā)展，無線電基路用物理發(fā)泡射頻同軸電纜，特別是超柔形結(jié)構(gòu)的室內(nèi)電纜、路由連結(jié)電纜都有了較大的市場需求。同時(shí)，隨著移動(dòng)通信信號(hào)覆蓋面的不斷擴(kuò)大，基站站數(shù)的增多，以及邊緣地區(qū)（電梯、地鐵、地下建筑、高層建筑室內(nèi)等用戶）對(duì)移動(dòng)信號(hào)的要求不斷提高，預(yù)計(jì)這類電纜將會(huì)有較好的發(fā)展前景。但對(duì)電纜指標(biāo)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(jié)構(gòu)應(yīng)不斷改進(jìn)，以與之適應(yīng)。
4光纖光纜及通信電纜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中幾個(gè)值得思考的問題
4.1積極創(chuàng)新開發(fā)具有自主知識(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)已在發(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)。有資料統(tǒng)計(jì)，1997～1999年國內(nèi)企業(yè)申請(qǐng)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(qǐng)光通信專利達(dá)550件，其中光纖光纜37件。還有資料報(bào)道：從1997年以來，國內(nèi)光通信核心技術(shù)專利是90件，我國自主申請(qǐng)的只有9件，僅占10％。實(shí)際上我國的光纖光纜技術(shù)應(yīng)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(yīng)該把開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)作為我們工作的重中之重，爭取創(chuàng)造更多的光纖光纜專利。
4.2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。不難發(fā)現(xiàn)，光纜的結(jié)構(gòu)越來越依賴于使用的環(huán)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(fā)中，會(huì)對(duì)這一點(diǎn)有深刻的體會(huì)。而今后光纜建設(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。這當(dāng)中也包含了若干光纜設(shè)計(jì)、制造工藝、光纖光纜材料、施工安裝方面的新的技術(shù)課題。一些國家或公司已取得了一些經(jīng)驗(yàn)，正逐漸形成新的系統(tǒng)技術(shù)專利。我國的用戶眾多，接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)具有很多的特色，對(duì)接入光纜也會(huì)有更多的要求，為我們研究和創(chuàng)新接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)光纜結(jié)構(gòu)提供了很好的機(jī)會(huì)。應(yīng)該說，
多數(shù)光纜技術(shù)我們是跟在國外最新技術(shù)的后面，雖然緊跟了先進(jìn)技術(shù)，但自我創(chuàng)新的成份太少。今后應(yīng)當(dāng)在這方面下些功夫，走自己的創(chuàng)新之路。在有中國特色的接入網(wǎng)及用戶駐地網(wǎng)中多采用一些有中國特色的光電纜產(chǎn)品。
4.3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)。因此，對(duì)新敷設(shè)的銅電纜，希望能提出一些新的寬帶指標(biāo)要求，為將來開通更多更好的新業(yè)務(wù)作好準(zhǔn)備。現(xiàn)有的市話電纜生產(chǎn)廠商應(yīng)深入研究自身的生產(chǎn)工藝，在不改變（或不大改變）生產(chǎn)設(shè)備的情況下，認(rèn)真設(shè)計(jì)和精心制造，把現(xiàn)有電纜的技術(shù)水平提高一個(gè)檔次，以提供更寬頻帶的電纜，為更多更好地開拓?cái)?shù)字新業(yè)務(wù)提供高質(zhì)量的通道。
4.4改進(jìn)光纜電纜的施工和維護(hù)方法
目前，為了適應(yīng)城市施工的特點(diǎn)，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(shù)安裝光纜，同時(shí)對(duì)光纜網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測，保證光纜網(wǎng)絡(luò)不中斷通信維護(hù)。與此相適應(yīng)的是需要開發(fā)相應(yīng)的元器件、工具和設(shè)備，并且要在體制上作一些改進(jìn)與之相適應(yīng)。ITU對(duì)NH開發(fā)光纜用浸水傳感器、光纖自動(dòng)測試時(shí)的光纖選擇器以及美國提出的1s告警、3min內(nèi)定位的指標(biāo)及意大利提出的光纖纖芯與光纜護(hù)套指標(biāo)綜合監(jiān)測等方案都十分重視。在現(xiàn)代化的光網(wǎng)絡(luò)中，這些方式已經(jīng)起到明顯的作用。由此可見，為了保證光纜網(wǎng)絡(luò)工作的可靠性，在施工和維護(hù)中降低成本、節(jié)省勞力、節(jié)省時(shí)間，逐步推廣新的施工方法，逐步完善光纜網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)和提高光纜網(wǎng)絡(luò)的不中斷維護(hù)水平已勢(shì)在必行。
4.5冷靜地審視當(dāng)前電信市場的發(fā)展，促進(jìn)光纖光纜和通信電纜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
2001年下半年以來，光纖光纜需求下降，這當(dāng)然與世界電信行業(yè)的整體下滑以及寬帶網(wǎng)絡(luò)泡沫的破滅有很大關(guān)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(kuò)產(chǎn)過多的影響。據(jù)資料介紹，在2000年，全球光纖廠商的投資額達(dá)到26億美元，為1999年的6倍，按推算到2002年全球光纖的產(chǎn)能將達(dá)到1.65～1.75億光纖公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了實(shí)際需求。加上當(dāng)前電信基礎(chǔ)建設(shè)的不景氣，光纖過剩的現(xiàn)象不可避免。
光纖光纜及通信電纜的市場走勢(shì)雖然受到國際經(jīng)濟(jì)大形勢(shì)發(fā)展的影響，特別是與整個(gè)電信行業(yè)的發(fā)展有密切的關(guān)系，但應(yīng)看到，在擠出了網(wǎng)絡(luò)泡沫的水份之后，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)從骨干網(wǎng)的擴(kuò)建到接入網(wǎng)、城域網(wǎng)的擴(kuò)散以及向用戶駐地網(wǎng)的不斷延伸，光纖光纜及寬帶數(shù)字電纜的市場必將增長。據(jù)KMI預(yù)計(jì)，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(guī)模將超過敷設(shè)量最高的2000年。
篇2
（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，2002年的ITU-TSG15會(huì)議上，美國已提出對(duì)40Gbit/s系統(tǒng)引入一個(gè)新的光纖類別（G.655.C）的提議，并建議對(duì)其PMD傳輸中的一些問題進(jìn)行深入探討，也許不久的將來就會(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的無電中繼傳輸。有的公司正進(jìn)一步改善光纖指標(biāo)，采用拉曼光放大技術(shù)，可以更大地延長光傳輸?shù)木嚯x。
（3）適應(yīng)DWDM技術(shù)的運(yùn)用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統(tǒng)已在開發(fā)并取得很好的進(jìn)展。DWDM系統(tǒng)的大量使用，對(duì)光纖的非線性指標(biāo)提出了更高的要求。ITU-T對(duì)光纖的非線性屬性及測試方法的標(biāo)準(zhǔn)（G.650.2）最近也已完成，當(dāng)光纖的非線性測試指標(biāo)明確之后，對(duì)光纖的有效面積將會(huì)提出相應(yīng)指標(biāo)，特別是對(duì)G.655光纖的非線性特性會(huì)有進(jìn)一步改善的要求。
1.2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)批準(zhǔn)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(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（如有些光纖幾何參數(shù)的容差變小），明確了對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)層次和不同的傳輸系統(tǒng)中使用的光纖的不同指標(biāo)要求（如PMD值的規(guī)定），并提出了一些新的指標(biāo)概念（如“色散縱向均勻性”等），對(duì)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(xiàn)及新子建議的起草，都意味著光纖分類及指標(biāo)、測試方法有某些改進(jìn)，或有重要的提升；都標(biāo)志著要求光纖質(zhì)量的提高或運(yùn)用方向上的調(diào)整，是值得注意的光纖技術(shù)新動(dòng)向。
1.3新型光纖在不斷出現(xiàn)
為了適應(yīng)市場的需要，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。如康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖利用了偏振傳輸和復(fù)合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統(tǒng)中，據(jù)稱很適合于拉曼放大器的開發(fā)與應(yīng)用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，據(jù)介紹已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit／s、總?cè)萘?0.2Tbit／s的記錄。還有一些公司開發(fā)負(fù)色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標(biāo)的要求，并簡化了色散補(bǔ)償?shù)姆桨福陂L距離無再生的傳輸中表現(xiàn)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(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)被極大地優(yōu)化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網(wǎng)的設(shè)計(jì)可能不僅要求光纖的水峰低，還要求光纖具有負(fù)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(yùn)用這種負(fù)色散光纖與G.652光纖或G.655標(biāo)準(zhǔn)光纖，利用它來做色散補(bǔ)償，從而避免復(fù)雜的色散補(bǔ)償設(shè)計(jì)，節(jié)約成本。如果將來在城域網(wǎng)光纖中采用拉曼放大技術(shù)，這種網(wǎng)絡(luò)也將具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是畢竟城域網(wǎng)的規(guī)范還不是很成熟，所以城域網(wǎng)光纖的規(guī)格將會(huì)隨著城域網(wǎng)模式的變化而不斷變化。
（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，大量的綜合布線系統(tǒng)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％，但是它所配套的光器件可選用發(fā)光二極管，價(jià)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)值孔徑，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。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標(biāo)準(zhǔn)，但由于局域網(wǎng)發(fā)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(biāo)準(zhǔn)型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接相應(yīng)困難一些，雖然在部分歐洲國家和日本有一些應(yīng)用，但在北美及歐洲大多數(shù)國家很少采用。針對(duì)這些問題，目前有的公司已進(jìn)行了改進(jìn)，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型（G1）光纖，區(qū)別于傳統(tǒng)的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，它將帶寬的正態(tài)分布進(jìn)行了調(diào)整，以配合850nm和1300nm兩個(gè)窗口的運(yùn)用，這種改進(jìn)可能會(huì)為50/125pm光纖在局域網(wǎng)運(yùn)用找到新的市場。
（4）前途未卜的空芯光纖
據(jù)報(bào)道，美國一些公司及大學(xué)研究所正在開發(fā)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(dǎo)致的干擾現(xiàn)象，可以支持更多的波段，并且它允許較強(qiáng)的光功率注入，預(yù)計(jì)其通信能力可達(dá)到目前光纖的100倍。歐洲和日本的一些業(yè)界人士也十分關(guān)注這一技術(shù)的發(fā)展，越來越多的研究證明空芯光纖似有可能。如果真能實(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。但是，這種光纖使用起來還會(huì)遇到許多棘手的問題，比如光纖的穩(wěn)定性、側(cè)壓性能及彎曲損耗的增大等。因此，對(duì)于這種光纖的現(xiàn)場使用還需做進(jìn)一步的探討。
2光纜技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)
2.1光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得光纜的新結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)
光纜的結(jié)構(gòu)總是隨著光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、使用環(huán)境的要求而發(fā)展的。新一代的全光網(wǎng)絡(luò)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(hù)、使用壽命更長等。近年來，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、接入網(wǎng)光纖、局域網(wǎng)光纖等，這決定了大范圍內(nèi)光纜光纖傳輸特性的要求，具體運(yùn)用的條件還有可依據(jù)的細(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)，必須統(tǒng)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)。
不同的場合和不同的要求造成了光纜的多結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，新的光纜結(jié)構(gòu)以及在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上不斷改進(jìn)的各種結(jié)構(gòu)也在不斷涌現(xiàn)，出現(xiàn)了如下一些類型。
·“干纜芯”式光纜：所謂“干纜芯”即區(qū)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(tǒng)的光纜相同，但它具有生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工和維護(hù)上的一些優(yōu)點(diǎn)。首先是方便，因?yàn)樽杷牧喜缓承灾悾僮魇褂帽容^方便安全；其次，干式光纜重量輕、易接續(xù)、易搬運(yùn)，設(shè)備投資小、成本低，生產(chǎn)使用中也顯得干凈衛(wèi)生，在長期使用中還可減少纜芯中各種元件之間的相對(duì)移動(dòng)。特別是在接入網(wǎng)室內(nèi)纜和用戶纜中，好處更加明顯。
·生態(tài)光纜：一些公司從環(huán)境保護(hù)及阻燃性能的要求出發(fā)，開發(fā)了生態(tài)光纜，應(yīng)用于室內(nèi)、樓房及家庭。現(xiàn)有光纜中使用的一些材料已不符合環(huán)保的要求，如PVC燃燒時(shí)會(huì)放出有毒性氣體，光纜穩(wěn)定劑中有時(shí)含鉛，都是對(duì)人體及環(huán)境有害的。2001年ITU-T已通過了一項(xiàng)L45建議——“使電信網(wǎng)外部設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響最小化”建議，通過對(duì)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(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響。由于環(huán)境因素正日益受到重視，對(duì)通信外部設(shè)備，特別是光纜產(chǎn)品規(guī)定這樣的指標(biāo)已提到日程上來，如果不在材料和工藝上下功夫就難以達(dá)到環(huán)保的要求。因此已有不少公司針對(duì)此類問題開發(fā)了一些新材料，如對(duì)室內(nèi)用纜，開發(fā)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(fā)展，它要求長距離、低衰減的傳輸，而且要適應(yīng)海底的環(huán)境，對(duì)抗水壓、抗氣損、抗拉伸、抗沖擊的要求都特別嚴(yán)格。
·淺水光纜（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：淺水光纜是區(qū)別于海底光纜而提出來的另一類結(jié)構(gòu)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(shè)使用。這種光纜區(qū)別于海底光纜的環(huán)境，需要的光纖數(shù)不多（中等），但要求結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，易于安裝和運(yùn)輸，便于修復(fù)和維護(hù)。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定義下的淺水光纜建議，為建設(shè)類似的水下光纜提供了一組規(guī)范，隨后也有可能形成相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。
·微型光纜：為了配合氣壓安裝（或水壓安裝）施工系統(tǒng)的運(yùn)用，各種微型的光纜結(jié)構(gòu)已在設(shè)計(jì)和使用中。對(duì)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(shù)，光纜重量要準(zhǔn)確，具有一定的硬度等。這種微型光纜和自動(dòng)安裝的方式是未來接入網(wǎng)，特別是用戶駐地網(wǎng)絡(luò)中綜合布線系統(tǒng)很有潛力的一種方式，如在智能建筑中運(yùn)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(fā)出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護(hù)套用聚乙烯（PE）及光纖護(hù)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(yōu)異性能，對(duì)光纜的抗機(jī)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(zhì)自承式光纜（ADSS）：全介質(zhì)光纜對(duì)防止電磁影響及防雷電都有優(yōu)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(wǎng)中已得到大量的應(yīng)用。預(yù)計(jì)2000～2005年，每年電力部門對(duì)ADSS光纜需求約15000km。ADSS同時(shí)也是電信部門在對(duì)抗電磁干擾及雷暴日高的敷設(shè)環(huán)境中一種很好的光纜類型的選擇。在今后一段時(shí)間內(nèi)，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(jìn)的課題。
·架空地線光纜（OPGW）：OPGW已出現(xiàn)了很長一段時(shí)間，近年來一直在改進(jìn)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(dá)數(shù)十公里，光纖在這樣的多層保護(hù)管中得到了充分的機(jī)械保護(hù)。預(yù)計(jì)從現(xiàn)在到2005年，OPGW光纜的需求將會(huì)逐年上升，每年增加約2500km，到2005年預(yù)計(jì)可達(dá)到20000km。當(dāng)然對(duì)OPGW光纖的防雷問題一直是業(yè)界十分關(guān)注的問題，也應(yīng)配合具體環(huán)境和使用條件加以考慮，使之得到充分保護(hù)。
2.2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。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。雖然ITU-T長時(shí)間收集和討論了國際上的最新資料，于1996年了L.25光纜網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的建議書，對(duì)光纜的預(yù)防性維護(hù)和故障后維護(hù)規(guī)定了詳細(xì)的維護(hù)范圍和功能，但已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需要，目前最新的建議是2001年12月IUT-TSG16會(huì)議通過的“光纜網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)”（L.40建議）。為了進(jìn)一步縮短檢測及修復(fù)時(shí)間，美國朗訊公司曾提出了新一代光纖測試及監(jiān)控系統(tǒng)，能在1s內(nèi)發(fā)出故障告警，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。日本、意大利等國電信企業(yè)也提出了一些系統(tǒng)方案。
·日本NTT方案：在局內(nèi)運(yùn)用光纖選擇器與系統(tǒng)的測試設(shè)備和傳輸設(shè)備相連形成了一種可對(duì)光纖狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的系統(tǒng)，保證有用信號(hào)在通過光纖選擇器測試證明良好的光纖上傳輸，對(duì)有故障的光纖可以預(yù)選監(jiān)測出來及時(shí)傳送到維護(hù)中心進(jìn)行適當(dāng)處理，避免不良狀況進(jìn)入有用的光傳輸信道，從而起到在運(yùn)行中對(duì)整個(gè)光通信系統(tǒng)的支撐作用；在局外通過水敏傳感器裝置可監(jiān)測外部設(shè)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(dāng)水滲人接頭盒時(shí)，吸水性物質(zhì)會(huì)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(jiān)測中心的OTDR上就會(huì)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(xù)光纜監(jiān)測系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是將光纜網(wǎng)絡(luò)、光纖及光纜護(hù)套的監(jiān)測綜合在一起，既利用了OTDR系統(tǒng)周期性地對(duì)光纖的衰減進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)有衰減變化即發(fā)出警報(bào)，并進(jìn)行故障定位，同時(shí)也能連續(xù)監(jiān)測光纜護(hù)套的完整性，包括護(hù)套對(duì)地絕緣電阻的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題（如護(hù)套進(jìn)水等）即馬上告警，達(dá)到更全面地預(yù)告故障發(fā)生的目的。
比較日本和意大利電信部門提出的光纜維護(hù)支撐系統(tǒng)的方案可見：日本方案在OTDR自動(dòng)適時(shí)測試光纖的基礎(chǔ)上，加入了光纖選擇器，在外線上裝設(shè)水敏傳感器并進(jìn)行護(hù)套監(jiān)測，形成了一套較完整的自動(dòng)維護(hù)、支撐系統(tǒng)，真正做到不中斷光通信的維護(hù)。意大利的方案中除監(jiān)測光纖性能以外，還考慮了護(hù)套絕緣電阻的自動(dòng)監(jiān)測。由此兩例可以看出全自動(dòng)的光纜維護(hù)應(yīng)是一種發(fā)展方向。
3通信電纜的發(fā)展特點(diǎn)
3.1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)字新業(yè)務(wù)，但是在實(shí)際使用中并不是特別理想，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)到的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（銅芯聚乙烯絕緣綜合護(hù)套市內(nèi)通信電纜），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（即現(xiàn)有的HYA市話電纜）不能達(dá)到5類電纜的技術(shù)要求，戶外電纜要實(shí)現(xiàn)j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。
美國已在1997年制定了用于寬帶的對(duì)絞通信電纜標(biāo)準(zhǔn)（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(kuò)展到100MHz，可供數(shù)字網(wǎng)絡(luò)使用。IEC對(duì)此問題也進(jìn)行過較長時(shí)間的討論，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特頻率數(shù)字接入電信網(wǎng)絡(luò)的多對(duì)數(shù)電纜”提出了0.4～個(gè)0.8mm線徑、1～150對(duì)、最高頻率30MHz等指標(biāo)的建議，此建議的提出也許會(huì)為這種電纜開辟一個(gè)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(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
3.2超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統(tǒng)發(fā)展的超蟄
隨著智能化大樓、智能化建筑小區(qū)對(duì)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(tǒng)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(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、絕緣電阻、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)上要做一定的改進(jìn)才能達(dá)到。6類電纜在超5類的基礎(chǔ)上，又提高了傳輸頻帶，達(dá)到250MHz，其相應(yīng)的指標(biāo)也有較大的提高。同時(shí)，6類電纜要求不但有嚴(yán)格的工藝，而且不少廠商在結(jié)構(gòu)上也有一定的改進(jìn)和創(chuàng)新，如采用泡沫皮絕緣芯線或皮泡皮絕緣芯線、骨架式結(jié)構(gòu)隔離線對(duì)等都改善了電纜的高頻特性。
3.3物理發(fā)泡射頻同軸電纜及漏泄同軸電纜將具有較好的發(fā)展前景
由于移動(dòng)通信的高速發(fā)展，無線電基路用物理發(fā)泡射頻同軸電纜，特別是超柔形結(jié)構(gòu)的室內(nèi)電纜、路由連結(jié)電纜都有了較大的市場需求。同時(shí)，隨著移動(dòng)通信信號(hào)覆蓋面的不斷擴(kuò)大，基站站數(shù)的增多，以及邊緣地區(qū)（電梯、地鐵、地下建筑、高層建筑室內(nèi)等用戶）對(duì)移動(dòng)信號(hào)的要求不斷提高，預(yù)計(jì)這類電纜將會(huì)有較好的發(fā)展前景。但對(duì)電纜指標(biāo)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(jié)構(gòu)應(yīng)不斷改進(jìn)，以與之適應(yīng)。
4光纖光纜及通信電纜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中幾個(gè)值得思考的問題
4.1積極創(chuàng)新開發(fā)具有自主知識(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)已在發(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)。有資料統(tǒng)計(jì)，1997～1999年國內(nèi)企業(yè)申請(qǐng)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(qǐng)光通信專利達(dá)550件，其中光纖光纜37件。還有資料報(bào)道：從1997年以來，國內(nèi)光通信核心技術(shù)專利是90件，我國自主申請(qǐng)的只有9件，僅占10％。實(shí)際上我國的光纖光纜技術(shù)應(yīng)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(yīng)該把開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)作為我們工作的重中之重，爭取創(chuàng)造更多的光纖光纜專利。
4.2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。不難發(fā)現(xiàn)，光纜的結(jié)構(gòu)越來越依賴于使用的環(huán)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(fā)中，會(huì)對(duì)這一點(diǎn)有深刻的體會(huì)。而今后光纜建設(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。這當(dāng)中也包含了若干光纜設(shè)計(jì)、制造工藝、光纖光纜材料、施工安裝方面的新的技術(shù)課題。一些國家或公司已取得了一些經(jīng)驗(yàn)，正逐漸形成新的系統(tǒng)技術(shù)專利。我國的用戶眾多，接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)具有很多的特色，對(duì)接入光纜也會(huì)有更多的要求，為我們研究和創(chuàng)新接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)光纜結(jié)構(gòu)提供了很好的機(jī)會(huì)。應(yīng)該說，多數(shù)光纜技術(shù)我們是跟在國外最新技術(shù)的后面，雖然緊跟了先進(jìn)技術(shù)，但自我創(chuàng)新的成份太少。今后應(yīng)當(dāng)在這方面下些功夫，走自己的創(chuàng)新之路。在有中國特色的接入網(wǎng)及用戶駐地網(wǎng)中多采用一些有中國特色的光電纜產(chǎn)品。
4.3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)。因此，對(duì)新敷設(shè)的銅電纜，希望能提出一些新的寬帶指標(biāo)要求，為將來開通更多更好的新業(yè)務(wù)作好準(zhǔn)備。現(xiàn)有的市話電纜生產(chǎn)廠商應(yīng)深入研究自身的生產(chǎn)工藝，在不改變（或不大改變）生產(chǎn)設(shè)備的情況下，認(rèn)真設(shè)計(jì)和精心制造，把現(xiàn)有電纜的技術(shù)水平提高一個(gè)檔次，以提供更寬頻帶的電纜，為更多更好地開拓?cái)?shù)字新業(yè)務(wù)提供高質(zhì)量的通道。
4.4改進(jìn)光纜電纜的施工和維護(hù)方法
目前，為了適應(yīng)城市施工的特點(diǎn)，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(shù)安裝光纜，同時(shí)對(duì)光纜網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測，保證光纜網(wǎng)絡(luò)不中斷通信維護(hù)。與此相適應(yīng)的是需要開發(fā)相應(yīng)的元器件、工具和設(shè)備，并且要在體制上作一些改進(jìn)與之相適應(yīng)。ITU對(duì)NH開發(fā)光纜用浸水傳感器、光纖自動(dòng)測試時(shí)的光纖選擇器以及美國提出的1s告警、3min內(nèi)定位的指標(biāo)及意大利提出的光纖纖芯與光纜護(hù)套指標(biāo)綜合監(jiān)測等方案都十分重視。在現(xiàn)代化的光網(wǎng)絡(luò)中，這些方式已經(jīng)起到明顯的作用。由此可見，為了保證光纜網(wǎng)絡(luò)工作的可靠性，在施工和維護(hù)中降低成本、節(jié)省勞力、節(jié)省時(shí)間，逐步推廣新的施工方法，逐步完善光纜網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)和提高光纜網(wǎng)絡(luò)的不中斷維護(hù)水平已勢(shì)在必行。
4.5冷靜地審視當(dāng)前電信市場的發(fā)展，促進(jìn)光纖光纜和通信電纜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
2001年下半年以來，光纖光纜需求下降，這當(dāng)然與世界電信行業(yè)的整體下滑以及寬帶網(wǎng)絡(luò)泡沫的破滅有很大關(guān)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(kuò)產(chǎn)過多的影響。據(jù)資料介紹，在2000年，全球光纖廠商的投資額達(dá)到26億美元，為1999年的6倍，按推算到2002年全球光纖的產(chǎn)能將達(dá)到1.65～1.75億光纖公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了實(shí)際需求。加上當(dāng)前電信基礎(chǔ)建設(shè)的不景氣，光纖過剩的現(xiàn)象不可避免。
光纖光纜及通信電纜的市場走勢(shì)雖然受到國際經(jīng)濟(jì)大形勢(shì)發(fā)展的影響，特別是與整個(gè)電信行業(yè)的發(fā)展有密切的關(guān)系，但應(yīng)看到，在擠出了網(wǎng)絡(luò)泡沫的水份之后，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)從骨干網(wǎng)的擴(kuò)建到接入網(wǎng)、城域網(wǎng)的擴(kuò)散以及向用戶駐地網(wǎng)的不斷延伸，光纖光纜及寬帶數(shù)字電纜的市場必將增長。據(jù)KMI預(yù)計(jì)，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(guī)模將超過敷設(shè)量最高的2000年。
篇3
（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，2002年的ITU-TSG15會(huì)議上，美國已提出對(duì)40Gbit/s系統(tǒng)引入一個(gè)新的光纖類別（G.655.C）的提議，并建議對(duì)其PMD傳輸中的一些問題進(jìn)行深入探討，也許不久的將來就會(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的無電中繼傳輸。有的公司正進(jìn)一步改善光纖指標(biāo)，采用拉曼光放大技術(shù)，可以更大地延長光傳輸?shù)木嚯x。
（3）適應(yīng)DWDM技術(shù)的運(yùn)用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統(tǒng)已在開發(fā)并取得很好的進(jìn)展。DWDM系統(tǒng)的大量使用，對(duì)光纖的非線性指標(biāo)提出了更高的要求。ITU-T對(duì)光纖的非線性屬性及測試方法的標(biāo)準(zhǔn)（G.650.2）最近也已完成，當(dāng)光纖的非線性測試指標(biāo)明確之后，對(duì)光纖的有效面積將會(huì)提出相應(yīng)指標(biāo)，特別是對(duì)G.655光纖的非線性特性會(huì)有進(jìn)一步改善的要求。
1.2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)批準(zhǔn)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(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（如有些光纖幾何參數(shù)的容差變小），明確了對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)層次和不同的傳輸系統(tǒng)中使用的光纖的不同指標(biāo)要求（如PMD值的規(guī)定），并提出了一些新的指標(biāo)概念（如“色散縱向均勻性”等），對(duì)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(xiàn)及新子建議的起草，都意味著光纖分類及指標(biāo)、測試方法有某些改進(jìn)，或有重要的提升；都標(biāo)志著要求光纖質(zhì)量的提高或運(yùn)用方向上的調(diào)整，是值得注意的光纖技術(shù)新動(dòng)向。
1.3新型光纖在不斷出現(xiàn)
為了適應(yīng)市場的需要，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。如康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖利用了偏振傳輸和復(fù)合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統(tǒng)中，據(jù)稱很適合于拉曼放大器的開發(fā)與應(yīng)用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，據(jù)介紹已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit／s、總?cè)萘?0.2Tbit／s的記錄。還有一些公司開發(fā)負(fù)色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標(biāo)的要求，并簡化了色散補(bǔ)償?shù)姆桨福陂L距離無再生的傳輸中表現(xiàn)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(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)被極大地優(yōu)化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網(wǎng)的設(shè)計(jì)可能不僅要求光纖的水峰低，還要求光纖具有負(fù)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(yùn)用這種負(fù)色散光纖與G.652光纖或G.655標(biāo)準(zhǔn)光纖，利用它來做色散補(bǔ)償，從而避免復(fù)雜的色散補(bǔ)償設(shè)計(jì)，節(jié)約成本。如果將來在城域網(wǎng)光纖中采用拉曼放大技術(shù)，這種網(wǎng)絡(luò)也將具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是畢竟城域網(wǎng)的規(guī)范還不是很成熟，所以城域網(wǎng)光纖的規(guī)格將會(huì)隨著城域網(wǎng)模式的變化而不斷變化。
（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，大量的綜合布線系統(tǒng)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％，但是它所配套的光器件可選用發(fā)光二極管，價(jià)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)值孔徑，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。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標(biāo)準(zhǔn)，但由于局域網(wǎng)發(fā)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(biāo)準(zhǔn)型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接相應(yīng)困難一些，雖然在部分歐洲國家和日本有一些應(yīng)用，但在北美及歐洲大多數(shù)國家很少采用。針對(duì)這些問題，目前有的公司已進(jìn)行了改進(jìn)，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型（G1）光纖，區(qū)別于傳統(tǒng)的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，它將帶寬的正態(tài)分布進(jìn)行了調(diào)整，以配合850nm和1300nm兩個(gè)窗口的運(yùn)用，這種改進(jìn)可能會(huì)為50/125pm光纖在局域網(wǎng)運(yùn)用找到新的市場。
（4）前途未卜的空芯光纖
據(jù)報(bào)道，美國一些公司及大學(xué)研究所正在開發(fā)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(dǎo)致的干擾現(xiàn)象，可以支持更多的波段，并且它允許較強(qiáng)的光功率注入，預(yù)計(jì)其通信能力可達(dá)到目前光纖的100倍。歐洲和日本的一些業(yè)界人士也十分關(guān)注這一技術(shù)的發(fā)展，越來越多的研究證明空芯光纖似有可能。如果真能實(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。但是，這種光纖使用起來還會(huì)遇到許多棘手的問題，比如光纖的穩(wěn)定性、側(cè)壓性能及彎曲損耗的增大等。因此，對(duì)于這種光纖的現(xiàn)場使用還需做進(jìn)一步的探討。
2光纜技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)
2.1光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得光纜的新結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)
光纜的結(jié)構(gòu)總是隨著光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、使用環(huán)境的要求而發(fā)展的。新一代的全光網(wǎng)絡(luò)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(hù)、使用壽命更長等。近年來，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、接入網(wǎng)光纖、局域網(wǎng)光纖等，這決定了大范圍內(nèi)光纜光纖傳輸特性的要求，具體運(yùn)用的條件還有可依據(jù)的細(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)，必須統(tǒng)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)。
不同的場合和不同的要求造成了光纜的多結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，新的光纜結(jié)構(gòu)以及在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上不斷改進(jìn)的各種結(jié)構(gòu)也在不斷涌現(xiàn)，出現(xiàn)了如下一些類型。
·“干纜芯”式光纜：所謂“干纜芯”即區(qū)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(tǒng)的光纜相同，但它具有生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工和維護(hù)上的一些優(yōu)點(diǎn)。首先是方便，因?yàn)樽杷牧喜缓承灾悾僮魇褂帽容^方便安全；其次，干式光纜重量輕、易接續(xù)、易搬運(yùn)，設(shè)備投資小、成本低，生產(chǎn)使用中也顯得干凈衛(wèi)生，在長期使用中還可減少纜芯中各種元件之間的相對(duì)移動(dòng)。特別是在接入網(wǎng)室內(nèi)纜和用戶纜中，好處更加明顯。
·生態(tài)光纜：一些公司從環(huán)境保護(hù)及阻燃性能的要求出發(fā)，開發(fā)了生態(tài)光纜，應(yīng)用于室內(nèi)、樓房及家庭。現(xiàn)有光纜中使用的一些材料已不符合環(huán)保的要求，如PVC燃燒時(shí)會(huì)放出有毒性氣體，光纜穩(wěn)定劑中有時(shí)含鉛，都是對(duì)人體及環(huán)境有害的。2001年ITU-T已通過了一項(xiàng)L45建議——“使電信網(wǎng)外部設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響最小化”建議，通過對(duì)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(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響。由于環(huán)境因素正日益受到重視，對(duì)通信外部設(shè)備，特別是光纜產(chǎn)品規(guī)定這樣的指標(biāo)已提到日程上來，如果不在材料和工藝上下功夫就難以達(dá)到環(huán)保的要求。因此已有不少公司針對(duì)此類問題開發(fā)了一些新材料，如對(duì)室內(nèi)用纜，開發(fā)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(fā)展，它要求長距離、低衰減的傳輸，而且要適應(yīng)海底的環(huán)境，對(duì)抗水壓、抗氣損、抗拉伸、抗沖擊的要求都特別嚴(yán)格。
·淺水光纜（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：淺水光纜是區(qū)別于海底光纜而提出來的另一類結(jié)構(gòu)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(shè)使用。這種光纜區(qū)別于海底光纜的環(huán)境，需要的光纖數(shù)不多（中等），但要求結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，易于安裝和運(yùn)輸，便于修復(fù)和維護(hù)。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定義下的淺水光纜建議，為建設(shè)類似的水下光纜提供了一組規(guī)范，隨后也有可能形成相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。
·微型光纜：為了配合氣壓安裝（或水壓安裝）施工系統(tǒng)的運(yùn)用，各種微型的光纜結(jié)構(gòu)已在設(shè)計(jì)和使用中。對(duì)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(shù)，光纜重量要準(zhǔn)確，具有一定的硬度等。這種微型光纜和自動(dòng)安裝的方式是未來接入網(wǎng)，特別是用戶駐地網(wǎng)絡(luò)中綜合布線系統(tǒng)很有潛力的一種方式，如在智能建筑中運(yùn)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(fā)出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護(hù)套用聚乙烯（PE）及光纖護(hù)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(yōu)異性能，對(duì)光纜的抗機(jī)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(zhì)自承式光纜（ADSS）：全介質(zhì)光纜對(duì)防止電磁影響及防雷電都有優(yōu)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(wǎng)中已得到大量的應(yīng)用。預(yù)計(jì)2000～2005年，每年電力部門對(duì)ADSS光纜需求約15000km。ADSS同時(shí)也是電信部門在對(duì)抗電磁干擾及雷暴日高的敷設(shè)環(huán)境中一種很好的光纜類型的選擇。在今后一段時(shí)間內(nèi)，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(jìn)的課題。
·架空地線光纜（OPGW）：OPGW已出現(xiàn)了很長一段時(shí)間，近年來一直在改進(jìn)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(dá)數(shù)十公里，光纖在這樣的多層保護(hù)管中得到了充分的機(jī)械保護(hù)。預(yù)計(jì)從現(xiàn)在到2005年，OPGW光纜的需求將會(huì)逐年上升，每年增加約2500km，到2005年預(yù)計(jì)可達(dá)到20000km。當(dāng)然對(duì)OPGW光纖的防雷問題一直是業(yè)界十分關(guān)注的問題，也應(yīng)配合具體環(huán)境和使用條件加以考慮，使之得到充分保護(hù)。
2.2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。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。雖然ITU-T長時(shí)間收集和討論了國際上的最新資料，于1996年了L.25光纜網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的建議書，對(duì)光纜的預(yù)防性維護(hù)和故障后維護(hù)規(guī)定了詳細(xì)的維護(hù)范圍和功能，但已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需要，目前最新的建議是2001年12月IUT-TSG16會(huì)議通過的“光纜網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)”（L.40建議）。為了進(jìn)一步縮短檢測及修復(fù)時(shí)間，美國朗訊公司曾提出了新一代光纖測試及監(jiān)控系統(tǒng)，能在1s內(nèi)發(fā)出故障告警，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。日本、意大利等國電信企業(yè)也提出了一些系統(tǒng)方案。
·日本NTT方案：在局內(nèi)運(yùn)用光纖選擇器與系統(tǒng)的測試設(shè)備和傳輸設(shè)備相連形成了一種可對(duì)光纖狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的系統(tǒng)，保證有用信號(hào)在通過光纖選擇器測試證明良好的光纖上傳輸，對(duì)有故障的光纖可以預(yù)選監(jiān)測出來及時(shí)傳送到維護(hù)中心進(jìn)行適當(dāng)處理，避免不良狀況進(jìn)入有用的光傳輸信道，從而起到在運(yùn)行中對(duì)整個(gè)光通信系統(tǒng)的支撐作用；在局外通過水敏傳感器裝置可監(jiān)測外部設(shè)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(dāng)水滲人接頭盒時(shí)，吸水性物質(zhì)會(huì)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(jiān)測中心的OTDR上就會(huì)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(xù)光纜監(jiān)測系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是將光纜網(wǎng)絡(luò)、光纖及光纜護(hù)套的監(jiān)測綜合在一起，既利用了OTDR系統(tǒng)周期性地對(duì)光纖的衰減進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)有衰減變化即發(fā)出警報(bào)，并進(jìn)行故障定位，同時(shí)也能連續(xù)監(jiān)測光纜護(hù)套的完整性，包括護(hù)套對(duì)地絕緣電阻的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題（如護(hù)套進(jìn)水等）即馬上告警，達(dá)到更全面地預(yù)告故障發(fā)生的目的。
比較日本和意大利電信部門提出的光纜維護(hù)支撐系統(tǒng)的方案可見：日本方案在OTDR自動(dòng)適時(shí)測試光纖的基礎(chǔ)上，加入了光纖選擇器，在外線上裝設(shè)水敏傳感器并進(jìn)行護(hù)套監(jiān)測，形成了一套較完整的自動(dòng)維護(hù)、支撐系統(tǒng)，真正做到不中斷光通信的維護(hù)。意大利的方案中除監(jiān)測光纖性能以外，還考慮了護(hù)套絕緣電阻的自動(dòng)監(jiān)測。由此兩例可以看出全自動(dòng)的光纜維護(hù)應(yīng)是一種發(fā)展方向。
3通信電纜的發(fā)展特點(diǎn)
3.1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)字新業(yè)務(wù)，但是在實(shí)際使用中并不是特別理想，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)到的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（銅芯聚乙烯絕緣綜合護(hù)套市內(nèi)通信電纜），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（即現(xiàn)有的HYA市話電纜）不能達(dá)到5類電纜的技術(shù)要求，戶外電纜要實(shí)現(xiàn)j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。
美國已在1997年制定了用于寬帶的對(duì)絞通信電纜標(biāo)準(zhǔn)（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(kuò)展到100MHz，可供數(shù)字網(wǎng)絡(luò)使用。IEC對(duì)此問題也進(jìn)行過較長時(shí)間的討論，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特頻率數(shù)字接入電信網(wǎng)絡(luò)的多對(duì)數(shù)電纜”提出了0.4～個(gè)0.8mm線徑、1～150對(duì)、最高頻率30MHz等指標(biāo)的建議，此建議的提出也許會(huì)為這種電纜開辟一個(gè)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(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
3.2超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統(tǒng)發(fā)展的超蟄
隨著智能化大樓、智能化建筑小區(qū)對(duì)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(tǒng)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(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、絕緣電阻、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)上要做一定的改進(jìn)才能達(dá)到。6類電纜在超5類的基礎(chǔ)上，又提高了傳輸頻帶，達(dá)到250MHz，其相應(yīng)的指標(biāo)也有較大的提高。同時(shí)，6類電纜要求不但有嚴(yán)格的工藝，而且不少廠商在結(jié)構(gòu)上也有一定的改進(jìn)和創(chuàng)新，如采用泡沫皮絕緣芯線或皮泡皮絕緣芯線、骨架式結(jié)構(gòu)隔離線對(duì)等都改善了電纜的高頻特性。
3.3物理發(fā)泡射頻同軸電纜及漏泄同軸電纜將具有較好的發(fā)展前景
由于移動(dòng)通信的高速發(fā)展，無線電基路用物理發(fā)泡射頻同軸電纜，特別是超柔形結(jié)構(gòu)的室內(nèi)電纜、路由連結(jié)電纜都有了較大的市場需求。同時(shí)，隨著移動(dòng)通信信號(hào)覆蓋面的不斷擴(kuò)大，基站站數(shù)的增多，以及邊緣地區(qū)（電梯、地鐵、地下建筑、高層建筑室內(nèi)等用戶）對(duì)移動(dòng)信號(hào)的要求不斷提高，預(yù)計(jì)這類電纜將會(huì)有較好的發(fā)展前景。但對(duì)電纜指標(biāo)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(jié)構(gòu)應(yīng)不斷改進(jìn)，以與之適應(yīng)。
4光纖光纜及通信電纜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中幾個(gè)值得思考的問題
4.1積極創(chuàng)新開發(fā)具有自主知識(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)已在發(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)。有資料統(tǒng)計(jì)，1997～1999年國內(nèi)企業(yè)申請(qǐng)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(qǐng)光通信專利達(dá)550件，其中光纖光纜37件。還有資料報(bào)道：從1997年以來，國內(nèi)光通信核心技術(shù)專利是90件，我國自主申請(qǐng)的只有9件，僅占10％。實(shí)際上我國的光纖光纜技術(shù)應(yīng)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(yīng)該把開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)作為我們工作的重中之重，爭取創(chuàng)造更多的光纖光纜專利。4.2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。不難發(fā)現(xiàn)，光纜的結(jié)構(gòu)越來越依賴于使用的環(huán)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(fā)中，會(huì)對(duì)這一點(diǎn)有深刻的體會(huì)。而今后光纜建設(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。這當(dāng)中也包含了若干光纜設(shè)計(jì)、制造工藝、光纖光纜材料、施工安裝方面的新的技術(shù)課題。一些國家或公司已取得了一些經(jīng)驗(yàn)，正逐漸形成新的系統(tǒng)技術(shù)專利。我國的用戶眾多，接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)具有很多的特色，對(duì)接入光纜也會(huì)有更多的要求，為我們研究和創(chuàng)新接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)光纜結(jié)構(gòu)提供了很好的機(jī)會(huì)。應(yīng)該說，多數(shù)光纜技術(shù)我們是跟在國外最新技術(shù)的后面，雖然緊跟了先進(jìn)技術(shù)，但自我創(chuàng)新的成份太少。今后應(yīng)當(dāng)在這方面下些功夫，走自己的創(chuàng)新之路。在有中國特色的接入網(wǎng)及用戶駐地網(wǎng)中多采用一些有中國特色的光電纜產(chǎn)品。
4.3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)。因此，對(duì)新敷設(shè)的銅電纜，希望能提出一些新的寬帶指標(biāo)要求，為將來開通更多更好的新業(yè)務(wù)作好準(zhǔn)備。現(xiàn)有的市話電纜生產(chǎn)廠商應(yīng)深入研究自身的生產(chǎn)工藝，在不改變（或不大改變）生產(chǎn)設(shè)備的情況下，認(rèn)真設(shè)計(jì)和精心制造，把現(xiàn)有電纜的技術(shù)水平提高一個(gè)檔次，以提供更寬頻帶的電纜，為更多更好地開拓?cái)?shù)字新業(yè)務(wù)提供高質(zhì)量的通道。
4.4改進(jìn)光纜電纜的施工和維護(hù)方法
目前，為了適應(yīng)城市施工的特點(diǎn)，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(shù)安裝光纜，同時(shí)對(duì)光纜網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測，保證光纜網(wǎng)絡(luò)不中斷通信維護(hù)。與此相適應(yīng)的是需要開發(fā)相應(yīng)的元器件、工具和設(shè)備，并且要在體制上作一些改進(jìn)與之相適應(yīng)。ITU對(duì)NH開發(fā)光纜用浸水傳感器、光纖自動(dòng)測試時(shí)的光纖選擇器以及美國提出的1s告警、3min內(nèi)定位的指標(biāo)及意大利提出的光纖纖芯與光纜護(hù)套指標(biāo)綜合監(jiān)測等方案都十分重視。在現(xiàn)代化的光網(wǎng)絡(luò)中，這些方式已經(jīng)起到明顯的作用。由此可見，為了保證光纜網(wǎng)絡(luò)工作的可靠性，在施工和維護(hù)中降低成本、節(jié)省勞力、節(jié)省時(shí)間，逐步推廣新的施工方法，逐步完善光纜網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)和提高光纜網(wǎng)絡(luò)的不中斷維護(hù)水平已勢(shì)在必行。
4.5冷靜地審視當(dāng)前電信市場的發(fā)展，促進(jìn)光纖光纜和通信電纜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
2001年下半年以來，光纖光纜需求下降，這當(dāng)然與世界電信行業(yè)的整體下滑以及寬帶網(wǎng)絡(luò)泡沫的破滅有很大關(guān)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(kuò)產(chǎn)過多的影響。據(jù)資料介紹，在2000年，全球光纖廠商的投資額達(dá)到26億美元，為1999年的6倍，按推算到2002年全球光纖的產(chǎn)能將達(dá)到1.65～1.75億光纖公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了實(shí)際需求。加上當(dāng)前電信基礎(chǔ)建設(shè)的不景氣，光纖過剩的現(xiàn)象不可避免。
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1.2線對(duì)工作電容和交流耐電壓該有源信標(biāo)電纜的結(jié)構(gòu)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其線對(duì)工作電容C的計(jì)算公式為：式中C的單位為nF／km；a為線對(duì)導(dǎo)體中心距，單位為mm；d為導(dǎo)體等效直徑，單位為mm，取值1．2mm；λ為絞入系數(shù)；φ為由于接地金屬屏蔽修正系數(shù)；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(duì)介電常數(shù)；εK為空氣相對(duì)介電常數(shù)；SK為空氣面積，單位為mm2；εG為絕緣相對(duì)介電常數(shù)；SG為絕緣面積，單位為mm2。通過式（3）可知，線對(duì)工作電容C與組合后的絕緣材料的等效相對(duì)介電常數(shù)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(duì)介電常數(shù)（≤2．3），因此優(yōu)先選擇了LDPE作為絕緣介質(zhì)，以獲得較低的線對(duì)工作電容。雖然從性能設(shè)計(jì)方面考慮，工作電容越小，絕緣電阻越高、介質(zhì)耐電壓越高，絕緣厚度也應(yīng)設(shè)計(jì)得越厚越好，但根據(jù)以往的對(duì)稱電纜研制經(jīng)驗(yàn)，一般絕緣外徑與導(dǎo)體直徑之比d1／d＝1．6～2．4。綜合考慮后取絕緣標(biāo)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(jì)算出線對(duì)間工作電容C＝44．1nF／km。該值滿足招標(biāo)文件要求的線對(duì)間工作電容≤45．3nF／km，實(shí)際上絞對(duì)和擠介質(zhì)層后εD還會(huì)下降，因此實(shí)際的線對(duì)工作電容C將比設(shè)計(jì)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(shí)電纜的交流耐電壓能滿足設(shè)計(jì)要求。
1.3絕緣電阻電纜絕緣電阻RI計(jì)算公式為：
1.4固有衰減系數(shù)低頻時(shí)電纜的固有衰減系數(shù)α近似計(jì)算公式為：
1.5特性阻抗Zc對(duì)稱屏蔽電纜特性阻抗Zc的理論計(jì)算公式為。
1.6電纜總體結(jié)構(gòu)的確定本公司通過上述理論計(jì)算和性能分析，并結(jié)合對(duì)稱射頻電纜及地鐵用通信電纜等相關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)生產(chǎn)了滿足上海軌道交通信號(hào)系統(tǒng)要求型號(hào)、規(guī)格的WDZ－PYYP312×0．88有源信標(biāo)電纜。該電纜的結(jié)構(gòu)如圖1所示，導(dǎo)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(duì)左向絞合，絞合節(jié)距比不大于24d1；擠出LDPE介質(zhì)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(nèi)襯層；鍍鋅鋼絲編織鎧裝層；擠包低煙無鹵阻燃聚烯烴外護(hù)套。
2性能測試及設(shè)計(jì)優(yōu)化改進(jìn)
本公司在確定WDZ－PYYP312×0．88有源信標(biāo)電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)后，將技術(shù)方案提交給卡斯柯信號(hào)有限公司，經(jīng)設(shè)計(jì)評(píng)審，編制了工藝文件、檢驗(yàn)指導(dǎo)書等。本公司按設(shè)計(jì)方案，分三批次（分別為1km、5km、10km）進(jìn)行了WDZ－PYYP312×0．88有源信標(biāo)電纜樣品試制。在按設(shè)計(jì)進(jìn)行樣品試制過程中，本公司發(fā)現(xiàn)絕緣和介質(zhì)層粘連、鋼絲從護(hù)套戳出的現(xiàn)象，這是前期設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周之處。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生上述問題的主要原因是：a．絕緣與介質(zhì)層之間的間隙過小，而材料又相同，一旦配模具系數(shù)過大，包的過緊，就會(huì)出現(xiàn)絕緣和介質(zhì)層粘連。b．鋼絲接頭處理不當(dāng)造成護(hù)套有鋼絲戳出現(xiàn)象。為此，本公司采取了以下措施：絕緣在試電時(shí)涂抹硅油，防止粘連；介質(zhì)層擠出時(shí)采用擠管式，降低介電常數(shù)；成纜后增加一層聚酯；鋼絲接頭用銀焊，編織換錠時(shí)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(jī)械性能。本公司對(duì)設(shè)計(jì)優(yōu)化改進(jìn)后生產(chǎn)的WDZ－PYYP312×0．88有源信標(biāo)電纜樣品的主要電氣性能進(jìn)行了測試，測試結(jié)果如表1所示，可見該有源信標(biāo)電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，具有直流電阻低、電容低、衰減小等優(yōu)異性能，且阻抗可與國產(chǎn)信標(biāo)匹配。2012年6月，卡斯柯信號(hào)有限公司對(duì)本公司生產(chǎn)的長為6．7km的WDZ－PYYP312×0．88有源信標(biāo)電纜進(jìn)行了LEU—信標(biāo)電纜功能測試（即傳輸電報(bào)文現(xiàn)場實(shí)際測試），圖2為信標(biāo)電纜測試接線示意圖，測試結(jié)果誤碼率為零，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
篇5
計(jì)算機(jī)工業(yè)界很多人士引以為自豪的是計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)，數(shù)據(jù)通信速率也在快速發(fā)展，最終，在計(jì)算機(jī)能力和通信能力的競賽過程中，通信贏了。數(shù)據(jù)通信傳輸速率的快速發(fā)展更是讓人難以想象，這樣的發(fā)展速度要依靠光纖作為傳輸媒介的問世。光纖技術(shù)現(xiàn)已相對(duì)成熟，下面就光纖的優(yōu)點(diǎn)和業(yè)務(wù)上的需求來研究一下光纖的發(fā)展趨勢(shì)。
一、光纖優(yōu)點(diǎn)
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(hào)的頻帶寬度就越大。目前，采用先進(jìn)的相干光通信可以在30000GHz范圍內(nèi)安排2000個(gè)光載波，進(jìn)行波分復(fù)用，可以容納上百萬個(gè)頻道。
2．重量輕
因?yàn)楣饫w非常細(xì)，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(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)，安裝十分方便。
3．抗干擾能力強(qiáng)
因?yàn)楣饫w的基本成分是石英，只傳光，不導(dǎo)電，不受電磁場的作用，故光纖傳輸對(duì)電磁干擾、工業(yè)干擾有很強(qiáng)的抵御能力。因此，在光纖中傳輸?shù)男盘?hào)不易被竊聽，因而利于保密。
4．保真度高
因?yàn)楣饫w傳輸一般不需要中繼放大，不會(huì)因?yàn)榉糯笠诵碌姆蔷€性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號(hào)。
5．工作性能可靠
一個(gè)系統(tǒng)的可靠性與組成該系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量有關(guān)。設(shè)備越多，發(fā)生故障的機(jī)會(huì)越大。因?yàn)楣饫w系統(tǒng)包含的設(shè)備數(shù)量少(不像電纜系統(tǒng)那樣需要幾十個(gè)放大器)，可靠性自然也就高，故一個(gè)設(shè)計(jì)良好、正確安裝調(diào)試的光纖系統(tǒng)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(xué)定律（Optical Law）。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個(gè)月增加1倍，而價(jià)格降低1倍。光通信技術(shù)的發(fā)展，為Internet寬帶技術(shù)的發(fā)展奠定了非常好的基礎(chǔ)。這就為大型有線電視系統(tǒng)采用光纖傳輸方式掃清了最后一個(gè)障礙。由于制作光纖的材料(石英)來源十分豐富，隨著技術(shù)的進(jìn)步，成本還會(huì)進(jìn)一步降低；而電纜所需的銅原料有限，價(jià)格會(huì)越來越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，成為建立全省、以至全國有線電視網(wǎng)的最主要傳輸手段。
7．損耗低
在同軸電纜組成的系統(tǒng)中，最好的電纜在傳輸800MHz信號(hào)時(shí)，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導(dǎo)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(dá)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?shù)木嚯x要遠(yuǎn)得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個(gè)特點(diǎn)，一是在全部有線電視頻道內(nèi)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(jìn)行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔(dān)心因環(huán)境溫度變化而造成干線電平的波動(dòng)。
二、業(yè)務(wù)上的需求和市場的競爭
伴隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)目在不斷的增加，Internet用戶數(shù)量也在不斷增加，使得通信容量不斷的加大，因此，數(shù)據(jù)通信的帶寬要求顯得更加重要。目前，為了解決數(shù)據(jù)能夠在主干網(wǎng)絡(luò)中順利的傳輸，在通信介質(zhì)方面，對(duì)于主干網(wǎng)絡(luò)都采用了光纖作為傳輸媒介。光纖作為主干網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒介，解決了主干線路數(shù)據(jù)負(fù)載問題，使得數(shù)據(jù)能夠順利傳輸。光纖在主干網(wǎng)絡(luò)中取代了傳統(tǒng)的銅線介質(zhì)，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(wǎng)絡(luò)的瓶頸。隨著3G網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用戶“最后一英里”問題應(yīng)該盡快解決。目前，采用的接入方式有：FTTH、FTTB、FTTC。
相關(guān)數(shù)據(jù)表明，2002年至2006年，我國寬帶上網(wǎng)用戶比例由9%上升到52%。寬帶用戶成為大多數(shù)，這標(biāo)志著我國互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入寬帶時(shí)代。寬帶接入已經(jīng)成為固網(wǎng)運(yùn)營商增長的第一驅(qū)動(dòng)力。而寬帶業(yè)務(wù)的需求必然刺激相關(guān)寬帶技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，光纖具有近似于無限的帶寬，端到端的全光網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)運(yùn)維成本的攀升，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)將向以寬帶為特征的下一代網(wǎng)轉(zhuǎn)型。論文格式。隨著今后更多高帶寬業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，F(xiàn)TTH上馬也是大勢(shì)所趨。論文格式。
正是基于這種共識(shí)，各固網(wǎng)運(yùn)營商在鋪網(wǎng)時(shí)都遵循光進(jìn)銅退的準(zhǔn)則，將投資重心轉(zhuǎn)向光纖接入網(wǎng)。新建商業(yè)樓宇與住宅區(qū)原則上采用光纖覆蓋，控制銅纜投資。FTTH已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室中走出，真正貼近普通用戶，迎來了快速增長的新時(shí)期。
在最近幾年，F(xiàn)TTH已經(jīng)出現(xiàn)了良好的發(fā)展勢(shì)頭。FTTH，一方面受到了企業(yè)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(jí)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(wù)，如VOD、在家購物、在家上課等。 另一方面，銅線和光纖價(jià)格的一漲一跌，也使得部署FTTH的成本正呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。長遠(yuǎn)來看，DSL的成本已經(jīng)基本上達(dá)到了極值點(diǎn)，但FTTH還有很大的下降空間，而且從運(yùn)維成本上來說，與DSL相比FTTH有更加明顯的優(yōu)勢(shì)。
三、結(jié)束語
總之，作為寬帶接入的最終發(fā)展方向，F(xiàn)TTH在中國，乃至亞太地區(qū)的發(fā)展尤為迅猛。我們可以預(yù)期，憑借著層出不窮的寬帶應(yīng)用以及日益龐大的用戶規(guī)模，中國、亞太地區(qū)FTTH將率先成為寬帶接入的主流，引領(lǐng)全球光接入產(chǎn)業(yè)的騰飛。應(yīng)該說，光纖網(wǎng)絡(luò)在未來的發(fā)展空間是很廣泛的，光纖作為傳輸媒介，應(yīng)該主宰未來的通信市場
參考文獻(xiàn)
【1】 潘愛民。《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》【M】清華大學(xué)出版社，2004年8月
篇6
1 引言
目前，隨著煤礦機(jī)械化、自動(dòng)化程度的不斷提高，通信技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的地位顯得越來越重要，已成為煤礦實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、防止事故災(zāi)害、降低百萬噸死亡率的必要手段。煤礦通信系統(tǒng)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(fā)展，設(shè)備、容量、技術(shù)不斷更新，逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、程控化,通信的可靠性和穩(wěn)定性也逐漸提高，地面通信正在向集語音、圖像和數(shù)據(jù)傳輸“三合一”的綜合信息網(wǎng)方向發(fā)展。但是，煤礦井下通信由于受通信設(shè)備技術(shù)、特殊環(huán)境條件等問題的制約,還存在許多問題。因此,建立一個(gè)暢通、靈活、可靠的井下通信系統(tǒng)是現(xiàn)代化煤礦建設(shè)的首要任務(wù)之一。
2 煤礦井下通信的特點(diǎn)
在煤礦通信的現(xiàn)代化進(jìn)程中，井下通信作為重要的生產(chǎn)要素之一早已滲透在安全生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，特別是在生產(chǎn)指揮調(diào)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(tǒng)由于其環(huán)境的特殊性,具有較強(qiáng)的煤礦專業(yè)特征。
2.1 通信設(shè)備設(shè)計(jì)及制造方面的特點(diǎn)：
(1)井下通信設(shè)備必須具備本質(zhì)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(zhì)安全性是指正常工作或故障狀態(tài)下裝置產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性混合物。這就要求在電路設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)功率分配、元器件選擇，包括制作工藝保護(hù)措施都要做出特殊的考慮，不能直接照搬電信系統(tǒng)的設(shè)備或標(biāo)準(zhǔn)。
(2)設(shè)備必須體積小巧，質(zhì)量輕，外殼必須具備防潮、防塵、防機(jī)械沖擊的能力。這是因?yàn)榫鹿ぷ魅藛T勞動(dòng)強(qiáng)度大，井下巷道特別是工作面空間窄小，負(fù)重行動(dòng)不太方便，而且生產(chǎn)崗位經(jīng)常變動(dòng)，流動(dòng)性較大，因此要求設(shè)備必須便于攜帶和使用。
2.2 通信設(shè)備功能上的特點(diǎn)：
(1)通信系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)調(diào)度人員必須提供較高的優(yōu)先權(quán)，可實(shí)現(xiàn)選呼、群呼、強(qiáng)插、強(qiáng)拆、錄音、擴(kuò)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(diǎn)上應(yīng)具備緊急呼叫和雙向報(bào)警功能，以提高對(duì)事故災(zāi)害的應(yīng)變能力。
(3)隨著煤礦井下安全生產(chǎn)及井下人員定位系統(tǒng)發(fā)展的需要，井下設(shè)備應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的移動(dòng)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(yīng)當(dāng)研制功能更強(qiáng)的設(shè)備應(yīng)用于煤礦井下的移動(dòng)通信。
2.3 通信設(shè)備性能上的特點(diǎn)：
(1)井下通信設(shè)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(qū)別，地面通信設(shè)備的設(shè)計(jì)制造是以比較確切的信道參數(shù)為依據(jù)的。而由于井下環(huán)境較差，潮濕、粉塵嚴(yán)重，且在狹小的巷道空間內(nèi)布有鐵道、管道、支架、電纜等金屬構(gòu)件，所以，無論是專用信道還是借用信道,其特性都會(huì)受到較大的影響，使信道特性變壞或不穩(wěn)定。
(2)井下用電設(shè)備配置量大，啟動(dòng)頻繁，對(duì)信道形成的電氣干擾的噪聲頻譜寬、電平高。這些都對(duì)井下通信設(shè)備的運(yùn)行構(gòu)成較大的影響。這就要求運(yùn)行于井下的通信設(shè)備在性能上必須能適應(yīng)較差的信道條件和較強(qiáng)的干擾。
3 煤礦井下通信技術(shù)
建立功能完善的井下通信系統(tǒng)對(duì)于提高自動(dòng)化程度、勞動(dòng)生產(chǎn)率、加強(qiáng)安全防護(hù)等方面都有著非常重要的意義。井下通信作為現(xiàn)代煤礦通信技術(shù)的重要組成部分,現(xiàn)在亟待開發(fā)、研究、完善和提高。目前,井下通信技術(shù)主要有以下幾種。
3.1 載波通信技術(shù)：
載波通信是煤礦應(yīng)用較早的一種通信方式，在語音、控制及信號(hào)監(jiān)測方面都有應(yīng)用。架線機(jī)車動(dòng)力載波通信系統(tǒng)是煤礦早期實(shí)現(xiàn)電機(jī)車移動(dòng)調(diào)度通信的主要手段，目前仍有一部分礦井在繼續(xù)使用。由于礦井載波通信的借用信道多數(shù)是動(dòng)力電纜或機(jī)車的架線等，這些信道分支多，線路上設(shè)備起動(dòng)頻繁，造成信道參數(shù)隨時(shí)間和地點(diǎn)的變化很大，因而通信質(zhì)量不理想。目前載波通信系統(tǒng)在傳輸距離、通話清晰度、抗干擾性能等方面和感應(yīng)通信及漏泄通信技術(shù)相比有較大差距，將逐步被替代。但在一些特定的工作環(huán)境，比如采煤機(jī)的動(dòng)力載波監(jiān)測等應(yīng)用場合，采用動(dòng)力線作為監(jiān)控裝置的載波信道仍有其實(shí)用價(jià)值。論文參考。
3.2 漏泄通信技術(shù)：
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(shí)現(xiàn)移動(dòng)電臺(tái)之間或與基站之間的可逆耦合，已獲得較好的通信質(zhì)量。采用漏泄電纜實(shí)現(xiàn)井下巷道內(nèi)無線電波的傳輸是一種比較理想的方法。漏泄通信技術(shù)不僅應(yīng)用在礦井中，而且應(yīng)用于公路、鐵路隧道、地鐵及地下停車場等場合，在國內(nèi)外受到普遍的重視。其缺點(diǎn)是系統(tǒng)造價(jià)昂貴，又需敷設(shè)專用傳輸線，且信號(hào)接收局限在離導(dǎo)線30m以內(nèi)，傳輸線架設(shè)和維護(hù)需花一定代價(jià)。
3.3 感應(yīng)通信技術(shù)：
就是利用普通的金屬導(dǎo)體，如電線、電纜、鋼軌等，與移動(dòng)電臺(tái)之間的電磁感應(yīng)，靜電耦合的一種通信方式。它似乎像有線電，又有點(diǎn)像無線電，美其名曰“感應(yīng)無線電”。通信與普通電臺(tái)的通信過程十分相似。感應(yīng)通信系統(tǒng)具有系統(tǒng)組成簡單、價(jià)格較低、感應(yīng)線敷設(shè)簡便(甚至可以用金屬管道作為感應(yīng)線)、無需中繼器等優(yōu)點(diǎn),是煤礦井下比較受歡迎的一種移動(dòng)通信方式。它能以較小的發(fā)射功率實(shí)現(xiàn)較長距離的通信，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)幾個(gè)方向通信。感應(yīng)通信系統(tǒng)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(yīng)電話通話質(zhì)量在有些礦井不理想，噪聲較大。另外，感應(yīng)線離巷道壁太近時(shí)，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(shù)：
國際上實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)是1970年以后才發(fā)展起來的。由于光纖通信容量大、中繼距離遠(yuǎn)、防爆性能好、抗干擾能力強(qiáng)，使光纖通信技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展很快。1991年我國第一套井下光纜通信系統(tǒng)KT1系統(tǒng)研制成功，成功地解決了井下光纜的接續(xù)技術(shù)和井下光通信的若干技術(shù)難題，填補(bǔ)了井下光通信產(chǎn)品的空白。目前煤礦井下的光纖通信技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域發(fā)揮作用。除傳統(tǒng)的語音通信外，光纖是監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中理想的高速信道。光纖通信的低損耗無中繼傳輸優(yōu)點(diǎn)使光纖工業(yè)電視系統(tǒng)成為井下工業(yè)電視系統(tǒng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。光纖通信技術(shù)是一門新興的正在不斷發(fā)展的技術(shù)。就目前的井下光纖通信系統(tǒng)而言,光通信的許多優(yōu)越性還有待進(jìn)一步發(fā)揮。光纖通信在煤礦井下通信系統(tǒng)中的地位將會(huì)有更大的提高。
3.5 井下PHS通信技術(shù)：
PHS是日本開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，日本人稱之為“個(gè)人手持電話系統(tǒng)”（英文縮寫PHS，就是我們常說到的個(gè)人無繩市話系統(tǒng)），于1995年7月開通運(yùn)營。PHS井下通信技術(shù)與目前應(yīng)用于井下的其他無線通信系統(tǒng)（包括井下泄漏通信）有完全不同的設(shè)計(jì)理念。其技術(shù)來源于成熟的公眾移動(dòng)通信技術(shù)，即PHS系統(tǒng)。經(jīng)過一定的技術(shù)改造后把它移植于煤礦井下，是對(duì)傳統(tǒng)井下無線通信的突破，有傳統(tǒng)井下無線通信不可比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)在現(xiàn)代公眾無線通信的高技術(shù)平臺(tái)上開發(fā)，系統(tǒng)中各種設(shè)備與傳統(tǒng)煤田井下通信設(shè)備相比有較高的可靠性和性價(jià)比，并能夠得到生產(chǎn)廠商的長久支持。PHS通信系統(tǒng)作為一個(gè)無線傳輸平臺(tái)，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，平臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、人員定位信息的傳送等，為系統(tǒng)的應(yīng)用提供更大的空間。可同時(shí)為煤礦井上、井下提供無線通信服務(wù)，在煤礦形成一整套覆蓋井上、井下立體的無線移動(dòng)通訊及生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。
3.6 藍(lán)牙通信技術(shù)：
是一種短距離的無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球技術(shù)規(guī)范，它最初的目標(biāo)是取代現(xiàn)有的掌上電腦、移動(dòng)電話等各種數(shù)字設(shè)備上的有線電纜連接。使用國際上無需授權(quán)的2.4GHz的 ISM 頻段，采用了跳頻方式來擴(kuò)展頻譜分成79個(gè)無線信道。從目前的應(yīng)用來看，由于藍(lán)牙芯片體積小、功率低、接口標(biāo)準(zhǔn)、成本低，其應(yīng)用已不局限于計(jì)算機(jī)外設(shè)，幾乎可以被集成到任何數(shù)字設(shè)備之中，特別是那些對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的井下移動(dòng)設(shè)備和便攜設(shè)備。論文參考。在井下通信時(shí)具有很好的抗干擾能力。
除了以上的井下通信技術(shù)以外，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)情況還可以采用擴(kuò)頻技術(shù)、復(fù)用多址技術(shù)等技術(shù)來提高井下通信的可靠性及安全性。
4 結(jié)語
煤礦通信技術(shù)正在進(jìn)入一個(gè)新的飛速發(fā)展時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的不斷突破給這一領(lǐng)域注入了新的活力。地面通信正在向數(shù)字化、綜合化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸,并且和計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光纖通信技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)成新型的地面綜合調(diào)度通信系統(tǒng)。井下通信將進(jìn)一步應(yīng)用先進(jìn)的通信技術(shù)，最終構(gòu)成有線和無線相結(jié)合、電纜與光纜相結(jié)合、固定和移動(dòng)相結(jié)合、靈活方便、大容量、多信道、多功能的全礦井移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。展望未來幾年,煤礦通信系統(tǒng)將伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)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(xiàn):
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[3]淺談煤礦井下通信系統(tǒng)的特點(diǎn)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(dòng)化. 1999
篇7
一． 拖體絞車功能設(shè)計(jì)需求
在拖曳式多參數(shù)剖面測量系統(tǒng)的定型研制中，為滿足系統(tǒng)整體小型化安裝和使用的需要，拖體絞車采用了雙層導(dǎo)流套排纜的設(shè)計(jì)方式，提出了對(duì)絞車實(shí)時(shí)的張力、纜長和纜速等信號(hào)進(jìn)行的測量顯示的要求，并要提供和上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信功能，以便系統(tǒng)總控軟件對(duì)絞車的狀態(tài)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集。本電氣控制設(shè)計(jì)主要通過PLC的模塊化功能設(shè)計(jì)，保證了絞車所需功能的實(shí)現(xiàn)。
二． 絞車的基本電氣控制特性
拖體絞車采用了SEW變頻電機(jī)和變頻控制器。SEW電機(jī)具有變速穩(wěn)定、噪聲小、體積緊湊等優(yōu)點(diǎn)，特別是減速機(jī)的工藝水平和齊全的型號(hào)滿足了多領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
在電氣控制功能方面，SEW電機(jī)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(shè)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(gòu)成多電機(jī)系統(tǒng)或者復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。絞車電機(jī)的工作參數(shù)可以通過變頻器擴(kuò)展面板或者上位機(jī)的配置軟件來連線進(jìn)行。
根據(jù)絞車工作基本需求，在絞車控制柜面板上設(shè)置正、反轉(zhuǎn)，變速調(diào)節(jié)，緊急停車等控制按鈕，另外根據(jù)人性化的工作需要，對(duì)電源連接和系統(tǒng)功能正常設(shè)置監(jiān)視燈，以便于操作人員及時(shí)了解絞車的工作狀態(tài)，分析解除系統(tǒng)故障。
三． 絞車的擴(kuò)展電氣控制功能
絞車設(shè)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(duì)絞車的雙層排纜結(jié)構(gòu)和力傳感器安裝特性，傳感器數(shù)據(jù)的修正和放纜狀態(tài)相互關(guān)聯(lián)。由此設(shè)計(jì)了纜長和張力的采集和自動(dòng)修正程序，保證了絞車參數(shù)的準(zhǔn)確可靠性，滿足設(shè)備正常工作需要。
1、纜長和纜速測量
纜長測量是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈位信號(hào)換算而得。在電機(jī)上安裝了編碼器，能隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況產(chǎn)生脈沖信號(hào)，PLC中的計(jì)數(shù)單元對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)處理，換算出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)對(duì)應(yīng)的走纜長度。
纜速的測量的是根據(jù)定時(shí)間隔算得的纜長變化量，通過PLC的間接計(jì)算獲得。
這其中，由于絞車采用了雙層排纜技術(shù)，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(jì)算的參數(shù)，保證獲得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中采用了固定纜長自動(dòng)切換和手動(dòng)纜長切換兩種方式，在絞車?yán)|長切換位置基本不變的情況下，在固定的纜長位置切換計(jì)算參數(shù)，自動(dòng)獲得纜長和纜速信息，而在絞車?yán)|長切換位置存在較大誤差時(shí)，允許手動(dòng)修正排纜切換點(diǎn)，保證誤差的及時(shí)消除。
2、張力測量
在絞車卷筒出纜位置和前端導(dǎo)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(gè)力負(fù)載傳感器，通過配套的后置放大電路，將信號(hào)以電平方式傳給PLC的AD轉(zhuǎn)換單元，從而獲得張力信號(hào)。
張力測力輪的安裝方式和張力的修正密切相關(guān)。張力的準(zhǔn)確修正需在傳感器安裝固定以后，通過實(shí)驗(yàn)測試實(shí)際拖纜張力和傳感器測得的法向應(yīng)力，比較相互間關(guān)系，通過插值擬合獲得準(zhǔn)確的修正公式。絞車排纜卷筒的直徑變化，也會(huì)使修正公式發(fā)生變化，在實(shí)際應(yīng)用中要對(duì)不同卷筒分別進(jìn)行張力擬合，還需和纜長換算一樣，同步卷筒的切換狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)張力修正公式的自動(dòng)切換。
3、顯控通信功能
為使絞車操作人員及時(shí)獲得絞車收放纜過程的狀態(tài)，通過在控制臺(tái)面板上添加觸摸顯示屏將PLC獲得的纜長、纜速及張力信號(hào)及時(shí)反饋給操作人員。通過在PLC上添加通信單元，將信號(hào)數(shù)據(jù)以485方式傳送給遠(yuǎn)端的上位機(jī)，來進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和信息保存。
四． 絞車電氣設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
在絞車的實(shí)際加工生產(chǎn)和調(diào)試過程中，結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)和測試條件，對(duì)絞車的各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能進(jìn)行了及時(shí)的調(diào)整和改進(jìn)，不僅保證了產(chǎn)品更好的質(zhì)量和性能，并且獲得了許多有益的設(shè)計(jì)心得和經(jīng)驗(yàn)。
1、系統(tǒng)的選型
本套設(shè)計(jì)方案的實(shí)施，選用了三菱公司的PLC產(chǎn)品。三菱PLC在中國市場上得到非常廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品的眾多系列品種保證了整套電氣設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)便利性和靈活性，對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能擴(kuò)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(kuò)展功能多利用PLC來實(shí)現(xiàn)，在PLC的算法設(shè)計(jì)上類似于單片機(jī)的底層編程方式，需要對(duì)PLC的硬件性能和工作特殊方式較深入的了解，在算法的實(shí)現(xiàn)上要更多考慮到系統(tǒng)優(yōu)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(dá)到匹配協(xié)調(diào)，需要充分了解計(jì)算單元的精度位數(shù)，實(shí)際問題出現(xiàn)的數(shù)據(jù)范圍，調(diào)整計(jì)算次序來保證運(yùn)算精度。
3、張力換算方法
準(zhǔn)確的進(jìn)行張力測量是一個(gè)程序復(fù)雜，實(shí)踐性強(qiáng)的問題。要獲得準(zhǔn)確的張力，不僅要有好的傳感器，還要有好的設(shè)計(jì)安裝，最后還需要有一個(gè)細(xì)致的測試修正過程。在本絞車設(shè)計(jì)中，張力傳感器采用瑞士的LB系列軸應(yīng)力傳感器，該傳感器本身具有良好的線性精度設(shè)計(jì)，應(yīng)力變化的準(zhǔn)確性非常高。絞車的張力測量設(shè)計(jì)采用了纜對(duì)壓力輪法向壓力的方式，通過設(shè)計(jì)的定角度安裝位置，保證了對(duì)纜張力轉(zhuǎn)化參數(shù)的一致性。在后期的張力校準(zhǔn)調(diào)試中，對(duì)兩層卷筒分別進(jìn)行了多工作位置，多導(dǎo)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(xiàng)式就達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)提出的±10%測量值誤差的精度。
五． 絞車電氣設(shè)計(jì)的改進(jìn)提高
雙層導(dǎo)流套排纜絞車的設(shè)計(jì)是拖體絞車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在這第一次設(shè)計(jì)中難免存在不盡完善的地方。作為電氣控制設(shè)計(jì)部分能夠改進(jìn)和提高之處有很多。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
l電氣接插件的選型和改進(jìn)
絞車電氣由于初次設(shè)計(jì)，對(duì)于配套成熟產(chǎn)品的選型方面了解得不夠深入，選用的電氣、信號(hào)接插電纜都限于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(jī)本身的控制電纜就有四組：電源三相進(jìn)線、電機(jī)控制的三相線、剎車控制線、風(fēng)機(jī)三相線，外加傳感器的編碼器線和張力傳感器線，以及和遠(yuǎn)端通信的信號(hào)線，堆在控制柜后的電纜就密密匝匝。在安裝和拆卸時(shí)不僅繁瑣，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。如果采用了合適的接插設(shè)備，不僅在安裝上簡便、安全，而且外觀上也整齊大方。在產(chǎn)品的專業(yè)性上就顯得更為到家。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
l軟件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化
基于PLC的軟件設(shè)計(jì)，專一性比較強(qiáng)，程序的優(yōu)化提高的需要有一定時(shí)間的應(yīng)用熟練和磨合提高。同樣功能的軟件，在代碼上的優(yōu)化，小則提高運(yùn)行的速度和效率，大則可以避免出現(xiàn)bug和系統(tǒng)錯(cuò)誤的危險(xiǎn)。要開發(fā)出人機(jī)界面友好，簡潔易用的軟件也需要多了解真實(shí)工作中操作習(xí)慣和安全規(guī)范，絞車軟件的完善提高也需要經(jīng)歷這樣一個(gè)應(yīng)用－反饋－改進(jìn)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(jìn)的地方，通過本型絞車電氣功能的設(shè)計(jì)，在將來的絞車電氣控制設(shè)計(jì)中可以有更多的發(fā)揮應(yīng)用。比如通過遠(yuǎn)端連線和監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)操控人員的遠(yuǎn)程絞車收放，通過無線控制設(shè)備的添加，可以滿足操控人員靈活換位等等。如同軟件設(shè)計(jì)，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(chǎn)品有更廣闊的市場空間。
參考文獻(xiàn)：
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篇8
和2G網(wǎng)絡(luò)相比，3G網(wǎng)絡(luò)在深層次覆蓋時(shí)存在諸多不足。此外，由于3G系統(tǒng)自干擾的特性，會(huì)引起“呼吸效應(yīng)”現(xiàn)象和“遠(yuǎn)近效應(yīng)”現(xiàn)象。因此，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)需要考慮減少網(wǎng)絡(luò)的滿載率，同時(shí)也要考慮切換區(qū)域大小的設(shè)置問題。
由于室外站進(jìn)行室內(nèi)覆蓋對(duì)信號(hào)的控制和深度覆蓋不能做到最優(yōu)，嚴(yán)重影響用戶的滿意度。韓國最大的移動(dòng)通信商SKT的數(shù)據(jù)顯示，大部分服務(wù)質(zhì)量差的位置都在室內(nèi)，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(nèi)分布系統(tǒng)不僅可以在話務(wù)密集地區(qū)進(jìn)行有效的話務(wù)吸收，解決室內(nèi)“無死角”覆蓋，而且減輕了室外站小區(qū)“呼吸效應(yīng)”，降低了室外系統(tǒng)的負(fù)荷，從而能夠提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和容量。
3G室內(nèi)分布系統(tǒng)
傳統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)將不同系統(tǒng)割裂開來，采取單獨(dú)建設(shè)、單獨(dú)維護(hù)的策略。但由于我國目前網(wǎng)絡(luò)存在多種系統(tǒng)，且頻段跨度較大，所以室內(nèi)分布系統(tǒng)應(yīng)該采用多系統(tǒng)的寬頻室內(nèi)覆蓋方案，即一套天饋系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)信號(hào)的同時(shí)覆蓋。
其中，信號(hào)源主要包括室內(nèi)宏蜂窩基站、室內(nèi)微蜂窩基站和直放站等。從系統(tǒng)容量和功率需求的角度，根據(jù)不同話務(wù)需求和覆蓋場景選擇不同的信號(hào)源。比如，對(duì)于大話務(wù)量地區(qū)，宜采用宏蜂窩基站作室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)源，能夠插入多塊基帶處理板，滿足話務(wù)密集地區(qū)的需求；對(duì)于寫字樓等室內(nèi)用戶集中、話務(wù)量較高區(qū)域，可以考慮建設(shè)微蜂窩室內(nèi)分布系統(tǒng)；對(duì)于隧道、地鐵車站、地下商場、地下酒吧等強(qiáng)調(diào)覆蓋而非容量的場所，可以考慮用室內(nèi)直放站引入基站信號(hào)。
信號(hào)分布系統(tǒng)可以分為無源分布系統(tǒng)，有源分布系統(tǒng)和混合分布系統(tǒng)三種形式。無源分布系統(tǒng)是通過無源器件進(jìn)行分路，經(jīng)由饋線將無線信號(hào)盡可能平均地分配到覆蓋單元上，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)信號(hào)的均勻分布；有源分布系統(tǒng)中加入了功率放大器這一類有源設(shè)備。信號(hào)經(jīng)過各級(jí)衰耗后，到達(dá)末端時(shí)，可以利用放大器放大以達(dá)到理想的強(qiáng)度，保證覆蓋效果。也可以混合采用無源系統(tǒng)和有源系統(tǒng)的部分器件，建立一套混合的信號(hào)分布系統(tǒng)。
覆蓋方式主要有三種，即分布式天線系統(tǒng)(DAS)、泄漏電纜系統(tǒng)和混合方案。
分布式天線系統(tǒng)能夠支持從400MHz到2.5GHz很寬的頻率范圍；對(duì)于建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)狹長的特別區(qū)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(tǒng)，泄漏電纜不需要室內(nèi)天線，通過電纜上泄漏信號(hào)進(jìn)行覆蓋；多系統(tǒng)的寬頻室內(nèi)覆蓋方案共用天饋線系統(tǒng)，具有相當(dāng)靈活的可擴(kuò)展性。但是在多網(wǎng)合一的室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對(duì)系統(tǒng)間干擾的分析和抑制至關(guān)重要。
3G室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在室內(nèi)分布系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，需要考慮三方面的因素：降低室外信號(hào)對(duì)室內(nèi)的影響；減少室內(nèi)信號(hào)外泄；室內(nèi)環(huán)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(huì)對(duì)室內(nèi)系統(tǒng)造成影響，所以必須對(duì)來自室外基站的信號(hào)進(jìn)行測量，以了解室外宏站對(duì)室內(nèi)系統(tǒng)的影響。
其次，室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)泄漏容易造成對(duì)室外信號(hào)的干擾，容易導(dǎo)致室外用戶選用室內(nèi)信號(hào)，使軟切換增多，從而影響室外的掉話率。在3G工程設(shè)計(jì)階段就需要控制過多的軟切換區(qū)，減少室內(nèi)天線的輸出電平，控制信號(hào)泄漏電平。在靠近窗戶、門口等邊緣區(qū)域，應(yīng)采用方向性較好的定向天線，以減少信號(hào)的泄漏從而優(yōu)化切換關(guān)系。
最后，由于頻率上的差異，多系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)不可避免地帶來了不同系統(tǒng)間在室內(nèi)分布系統(tǒng)上功率損耗不一致的情況。比如，在2GHz下信號(hào)的饋線損耗，空間損耗和隔墻損耗都有增加。所以，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用“多天線低功率”方式進(jìn)行覆蓋，合理布防天線。
鏈路預(yù)算
1.容量預(yù)分析
A地的人流量是2000人/小時(shí)，設(shè)手機(jī)人均使用率為25%，A地移動(dòng)電話用戶數(shù)為2000*25%=500/小時(shí)。用戶均勻分布，平均每用戶忙時(shí)話務(wù)量為0.02Erl，則A地總的話務(wù)量為10Erl，按照20%的余量，最大吸收話務(wù)量為12Erl。系統(tǒng)信號(hào)源為微蜂窩基站，根據(jù)Erlang-B公式表，當(dāng)呼損率為2%時(shí)，兩個(gè)載頻容量為8.20Erl。因此采用4個(gè)載頻容量足夠提供系統(tǒng)使用。
2.覆蓋場強(qiáng)預(yù)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(yuǎn)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(qiáng)=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(yuǎn)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(qiáng)=11+8.5-64-20-15=-79.5dBm。
一般以移動(dòng)終端的發(fā)射功率來確定漏泄射頻同軸電纜的最大覆蓋長度。移動(dòng)終端的最大輸出功率為2W，系統(tǒng)要求的最低場強(qiáng)為-105dBm。頻率為2GHz，95%耦合損耗為86dB，耦合損耗的波動(dòng)余量為5dB。漏泄同軸電纜的衰減常數(shù)為44dB/km，跳線及接頭損耗為2dB，地鐵系統(tǒng)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(tǒng)中，覆蓋、容量和質(zhì)量不再獨(dú)立，需要綜合考慮；多業(yè)務(wù)的同時(shí)存在也需要均衡考慮；重要的是，需要兼顧多網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行通信的狀況；干擾也將成為未來移動(dòng)通信的最大攻克難點(diǎn)。而這些對(duì)饋線、漏纜、器件及附件和天線的性能都提出了很高的要求。
鏈接作者簡介
篇9
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(jī)模糊控制系統(tǒng)的介紹 …………………………………………………1
第二章 押出機(jī)模糊控制系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì) …………………………………………3
2.1 變量模糊化 …………………………………………………………………3
2.2 模糊控制規(guī)則 ………………………………………………………………………6
2.3 模糊控制規(guī)則表的基本思想 ………………………………………………………6
2.4 模糊控制查詢表的離線計(jì)算 ………………………………………………………8
第三章 押出機(jī)模糊控制系統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)現(xiàn) …………………………………………11
3.1 硬件電路設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………11
3.1.1 單片機(jī)的選擇 ……………………………………………………………………11
3.1.2 串行通信電路 ……………………………………………………………………13
3.1.3 線徑顯示和設(shè)定電路 ……………………………………………………………14
3.1.4 電源電路 …………………………………………………………………………16
3.1.5 復(fù)位和晶振電路 …………………………………………………………………16
3.1.6 DANFOSS變頻器的介紹 …………………………………………………………16
3.1.7 火花機(jī)、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(tǒng)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(shí)現(xiàn) ……………………………………………………………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(shè)計(jì) ………………………………………………………………23
3.2.6 線徑顯示和設(shè)定流程圖 …………………………………………………………25
3.2.7 定時(shí)器/計(jì)數(shù)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(jì)算 ……………………………………………………………………30
第四章 單片機(jī)系統(tǒng)與變頻器的連接……………………………………………………32
4.1 如何通過RS－485控制多臺(tái)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(shè)計(jì) …………………………………………………………………33
4.2.3軟件的編程 ………………………………………………………………………34
4.2.4 結(jié)論 ………………………………………………………………………………35
第五章 變頻器的選型及其注意事項(xiàng) ………………………………………………… 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(xiàng) ………………………………………………………………36
5.4.1 負(fù)載類型和變頻器的選擇 ………………………………………………………36
5.4.2 變頻器安裝地點(diǎn)的選擇 …………………………………………………………36
5.5 結(jié)論 ………………………………………………………………………………37
總結(jié) ………………………………………………………………………………………38
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………39
附錄1 ……………………………………………………………………………………40
附錄2 ……………………………………………………………………………………41
附錄3 ……………………………………………………………………………………42
第一章 押出機(jī)模糊控制系統(tǒng)的介紹
押出機(jī)(又名擠出機(jī))是電線電纜工業(yè)中為電線電纜制作絕緣外皮的設(shè)備。制作電線電纜絕緣外皮是整個(gè)電線電纜生產(chǎn)工藝流程中要求最高，難度最大的核心技術(shù)。因此，押出機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化程度以及生產(chǎn)精度和可靠性在電線電纜生產(chǎn)中居于至關(guān)重要的地位。我國現(xiàn)行眾多電線電纜成套設(shè)備生產(chǎn)廠家廣泛采用基于PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)，但這些基于PLC的押出機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)存在多方面的不足，現(xiàn)列舉如下:
(l)自動(dòng)化程度低。系統(tǒng)在開機(jī)和運(yùn)行期間都必須配備專門的操作人員不間斷的監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并做頻繁的操作。系統(tǒng)無法脫離操作人員實(shí)現(xiàn)程度更高的自動(dòng)化生產(chǎn)，在本質(zhì)上是一個(gè)缺陷很多的開環(huán)控制系統(tǒng)。
(2)生產(chǎn)精度低，系統(tǒng)可靠性差。系統(tǒng)采用模擬量和開關(guān)量控制，控制參數(shù)易受生產(chǎn)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境的干擾，致使系統(tǒng)的生產(chǎn)精度低，可靠性差。另外，模擬量控制使系統(tǒng)布線煩瑣，生產(chǎn)、安裝和維修過程復(fù)雜。
(3)成本高。基于PLC的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)雖然有設(shè)計(jì)方便、快捷，開發(fā)周期短的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，但存在著生產(chǎn)成本高的重大問題。
基于PLC的押出機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)生產(chǎn)自動(dòng)化程度低的主要原因是控制過程包括復(fù)雜的化學(xué)過程，致使被控對(duì)象建模十分復(fù)雜，很難找到一個(gè)比較接近的數(shù)學(xué)模型來近似而實(shí)現(xiàn)比較理想的PID閉環(huán)控制。因此，必須根據(jù)熟練的操作工人的精心操作才能實(shí)現(xiàn)可靠的生產(chǎn)。
如前所述，模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)無需知道被控對(duì)象確切的數(shù)學(xué)模型，而是通過計(jì)算機(jī)或單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)熟練操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)，從而達(dá)到比較理想的自動(dòng)控制效果。因此本人提出了基于數(shù)字單片機(jī)的押出機(jī)模糊控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠有效提高設(shè)備的自動(dòng)化程度及生產(chǎn)精度和可靠性，并能節(jié)省部分生產(chǎn)成本。
圖1.1 押出機(jī)工藝流程圖
圖1.1為押出機(jī)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(jī)的作用下勻速放線。在金屬線芯經(jīng)過機(jī)頭時(shí)，主機(jī)帶動(dòng)的機(jī)頭將經(jīng)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(jī)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(tǒng)以此為主要參數(shù)來調(diào)節(jié)主機(jī)與牽引之間的轉(zhuǎn)速，使絕緣外皮厚度達(dá)到精度要求的范圍。金屬線芯經(jīng)過牽引之后接受火花機(jī)和凸凹儀的檢測，分別檢驗(yàn)絕緣外皮的抗壓能力和表面的光滑程度及均勻性，根據(jù)這些參數(shù)來調(diào)一節(jié)機(jī)頭各加熱區(qū)的溫度。在收線架處，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換軸功能，而且在斷線或者收線架換軸失敗的時(shí)候，儲(chǔ)線架會(huì)根據(jù)張力儀檢測到的信息自動(dòng)開始工作。使得換軸過程中以及儲(chǔ)線架和收線架之間發(fā)生常規(guī)故障時(shí)放線架至凸凹儀段能夠正常工作，不影響電線電纜生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量。
第二章 押出機(jī)模糊控制系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)
篇10
(2)為了減少管線檢修及施工時(shí)對(duì)交通的影響，管線應(yīng)盡量布置在人行道或非機(jī)動(dòng)車道下，并平行于道路中心線布置；
(3)根據(jù)管線所輸送的介質(zhì)性質(zhì)分類布置，以減少管線問的相互干擾，
(4)管線豎向布置時(shí)，其調(diào)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(xiǎn)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(hào)電纜；
(6)各種管道的可塑性由大到小依次為：通信信號(hào)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(jù)《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)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(hào)管、煤氣管、給水管、雨水管、污水管；工程管線在庭院內(nèi)，由建筑紅線向外依次平行布置的次序?yàn)椋弘娏堋⑼ㄐ判盘?hào)管、污水管、煤氣管、給水管。
2某住宅小區(qū)設(shè)計(jì)構(gòu)思
在某住宅小區(qū)的5類地下管線中，對(duì)小區(qū)運(yùn)行安全最為直接的是排水管；對(duì)小區(qū)運(yùn)行安全潛在危險(xiǎn)大的是煤氣管；對(duì)小區(qū)今后發(fā)展影響最大的是通信信號(hào)管。因此，確定設(shè)計(jì)方案的重點(diǎn)是排水管、煤氣管和通信信號(hào)管。
2．1體制排水管設(shè)計(jì)
首先是排水體制的選擇，設(shè)計(jì)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(qū)豎向設(shè)計(jì)與排水出口方向的協(xié)調(diào)，如果小區(qū)的豎向分區(qū)與排水總出口不一致，客觀上將造成小區(qū)不合理的逆向排水。
2．2煤氣管的施工安全設(shè)計(jì)
由于煤氣具有可爆炸性和劇毒性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何確保煤氣管的施工安全和運(yùn)行安全。在布置時(shí)，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(hào)管設(shè)計(jì)
隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，遠(yuǎn)程安全系統(tǒng)的完善和電腦網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入家庭，均與通信信號(hào)管的建設(shè)密不可分，在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮遠(yuǎn)期的可發(fā)展性，適當(dāng)預(yù)留發(fā)展空間。
2．4消防系統(tǒng)管線設(shè)計(jì)
因水消防系統(tǒng)一般是獨(dú)立的消防給水系統(tǒng)，絕大部分時(shí)間管網(wǎng)內(nèi)的水處于靜止?fàn)顟B(tài)。我國目前消防管網(wǎng)大部分采用鋼管，而不流動(dòng)的水易孳生厭氧菌，其對(duì)鋼管會(huì)產(chǎn)生生化腐蝕，這種腐蝕多為點(diǎn)蝕，對(duì)鋼管的破壞性極大。因此把消防管網(wǎng)設(shè)計(jì)成流動(dòng)狀態(tài)是很有必要的，這一點(diǎn)很容易被設(shè)計(jì)人員所忽視，應(yīng)引起足夠的重視。把消防水設(shè)計(jì)成流動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)消防系統(tǒng)較小時(shí)不難做到，而對(duì)消防系統(tǒng)供水范圍較大時(shí)就有一定的難度，但至少應(yīng)將消防主管內(nèi)的水設(shè)計(jì)咸流動(dòng)狀態(tài)。為保證消防管網(wǎng)內(nèi)水量的相對(duì)穩(wěn)定，要求系統(tǒng)內(nèi)的回流水應(yīng)進(jìn)入消防水池，不應(yīng)為減少回流管的設(shè)計(jì)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(wǎng)內(nèi)的水處于流動(dòng)狀態(tài)即可，避免回流量過大而影響消防時(shí)的水量和增加平時(shí)穩(wěn)壓泵的運(yùn)行功率。
3某住宅小區(qū)管線綜合平面布置
在某住宅小區(qū)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(wèi)生問和廚房布置在北面。
3．1庭院內(nèi)管線綜合平面布置
3．11污水管設(shè)計(jì)
根據(jù)住宅的平面布置以及GBJ15-88《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)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(yuǎn)離住宅的一側(cè)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(jià)將增加近2000元，與延長幾米污水管的造價(jià)相比，顯然前者在經(jīng)濟(jì)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(jià)，故設(shè)計(jì)時(shí)考慮將污水管布置在宅問道路遠(yuǎn)離住宅的一側(cè)。
3．1．2煤氣管的安全設(shè)計(jì)
煤氣管通常采用PE管，在附近管道施工開挖時(shí)，煤氣管容易遭受意外損傷，危及煤氣管的運(yùn)行安全。設(shè)計(jì)時(shí)，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(cè)的施工干擾，能較好地保證煤氣管的安全。
3．1．3通信信號(hào)管設(shè)計(jì)
由于現(xiàn)代通訊技術(shù)發(fā)展迅速，今后必然會(huì)有擴(kuò)容施工，為了減少施工對(duì)道路的破壞及對(duì)居民生活的影響，設(shè)計(jì)將通信信號(hào)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(duì)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(yuǎn)離住宅的另一側(cè)綠化帶中。
3．15消防管線設(shè)計(jì)
裝置及罐區(qū)防火堤外四周消防管線應(yīng)環(huán)形布置，如裝置內(nèi)有消防通道，則沿消防通道也應(yīng)布置消防管線并與裝置四周管線環(huán)形連接。當(dāng)幾個(gè)占地面積較少的裝置在一起時(shí)，為減少管線敷設(shè)，可將這幾個(gè)裝置作為整體在其四周環(huán)狀布置管線，必要時(shí)采用支管引入裝置的形式補(bǔ)充設(shè)置消防設(shè)施。環(huán)狀管網(wǎng)應(yīng)用閥門分成若干獨(dú)立管段，每個(gè)管段上消防設(shè)施的布置不應(yīng)超過5個(gè)。消防管網(wǎng)可與企業(yè)生產(chǎn)水管網(wǎng)設(shè)置連通管，連通管上設(shè)置止回閥，保證消防管內(nèi)的水不流向生產(chǎn)水管網(wǎng)。綜合上述情況，設(shè)計(jì)庭院內(nèi)管線綜合平面布置由住宅一側(cè)依次向外調(diào)整為：煤氣管、通信信號(hào)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(shè)計(jì)時(shí)，考慮將可燃易燃及損壞時(shí)對(duì)房屋基礎(chǔ)有危害的管道盡量遠(yuǎn)離建筑布置：對(duì)埋設(shè)較深的管道也布置距建筑物遠(yuǎn)一些。為了減少外部荷載對(duì)煤氣管的影響，設(shè)計(jì)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(shè)較深，將其布置在道路中間，電力電纜布置在另一側(cè)人行道下，通信信號(hào)管布置在靠近電力電纜一側(cè)的車行道下。具體布置見圖2。
4管線綜合豎向設(shè)計(jì)
由于污水管和雨水管屬于重力式排水，其調(diào)節(jié)余量小，且排水管管徑較大，占用的空間也較多，因而豎向設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)處理好排水管的高程。在排水條件許可的條件下，適當(dāng)?shù)亟档陀晁艿穆裆睿蛊涔茼敻餐吝_(dá)到1～1．2m，有利于管線交叉時(shí)其他小管徑的管道從雨水管的上方穿越，從而減少建設(shè)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(tǒng)組成綜合布線系統(tǒng)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(qū)子模塊、設(shè)備間子模塊[4]。（1）水平布線子模塊。該模塊由建筑內(nèi)部間所有的接線，以及該接線連接到所有區(qū)域內(nèi)部插座間的電纜組成。在該模塊內(nèi)，可以進(jìn)行語音、圖像、視頻等信號(hào)傳輸?shù)碾娎|和光纖。（2）建筑群子模塊。該模塊將多個(gè)建筑物中的電視、電話和數(shù)據(jù)構(gòu)建成綜合的建筑群系統(tǒng)。（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(shè)備進(jìn)行組合，其中光纖配線架和銅纜配線架為其重要的設(shè)備。采用電纜線多跳的特性，使得布線系統(tǒng)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(shè)備間子模塊、管理子模塊和水平子模塊進(jìn)行相互的連接。這些線纜的部署方式有：環(huán)型、星型、狀型、總線型和樹等。（5）工作區(qū)子模塊。該模塊是指建筑內(nèi)部所有的終端設(shè)備到信息插座的整個(gè)區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，計(jì)算機(jī)、電視等設(shè)備可以被支持。（6）設(shè)備間子模塊。該模塊是對(duì)大樓中所安裝的主配線架進(jìn)行維護(hù)和管理，通過在樓宇中合適的地方安裝進(jìn)出設(shè)備線和配架線。
2面向智能建筑的綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在智能建筑中的布線設(shè)計(jì)，需要按照一定的設(shè)計(jì)規(guī)則來進(jìn)行，通常來說，可以依照以下設(shè)計(jì)步驟：（1）首先，需要去了解建筑物內(nèi)各個(gè)辦公室用戶間的通信需求，然后對(duì)給出了這些需要進(jìn)總體的評(píng)估，確定各個(gè)辦公室內(nèi)需要安裝的語音點(diǎn)和通信點(diǎn)的位置。然后結(jié)合《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)用戶提出的信息點(diǎn)。最后根據(jù)這些信息點(diǎn)的數(shù)目來確定安裝的空間大小，以及未來需要擴(kuò)展的空間容量。（2）了解建筑內(nèi)不同用戶對(duì)布線系統(tǒng)設(shè)備的要求，綜合評(píng)估用戶的意見，其中評(píng)估的內(nèi)容有：設(shè)備、數(shù)據(jù)、語音和監(jiān)控等。由于線纜傳輸距離受到限制，所以為了使得達(dá)到通信的要求，將采用同軸光纜、電纜和數(shù)據(jù)電纜等來代替線纜。（3）弱電系統(tǒng)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(gè)建筑系統(tǒng)的布線合理化，需要根據(jù)上述的通道來選取布線設(shè)備之間的位置結(jié)構(gòu)以及各個(gè)設(shè)備機(jī)房見的設(shè)置結(jié)構(gòu)。（4）通過1，2中了解和評(píng)估的用戶需求，以及考慮未來的建筑內(nèi)部布線系統(tǒng)的變化或者擴(kuò)展，需要在現(xiàn)有的布線基礎(chǔ)上留有足夠的接口和空間，使得系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性。（5）上述的需求評(píng)估后，就可以對(duì)建筑物內(nèi)的布線系統(tǒng)的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)確定出布線的介質(zhì)和所需要相關(guān)的硬件設(shè)備。（6）最后，繪圖人員就會(huì)根據(jù)上述的設(shè)計(jì)方案，繪制出整個(gè)樓層的布線平面圖和系統(tǒng)的綜合布線圖。
篇12
1當(dāng)前光纖通信的優(yōu)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(tǒng)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(fù)用技術(shù)能提升線路傳輸容量；最簡單的是采用空分復(fù)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(duì)于單根光纖，可以采用光復(fù)用技術(shù)，正在研究開發(fā)的光復(fù)用技術(shù)有波分復(fù)用（WDM）、光碼分復(fù)用（OCDM）和光時(shí)分復(fù)用（OTDM），而主要采用的是波分復(fù)用（WDM），目前人們采用的密集波分復(fù)用（DWDM）能增加可使用波長數(shù)量，同時(shí)利用光纖損耗譜平坦，擴(kuò)大可利用的波長轉(zhuǎn)換技術(shù)和窗口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)波長再利用等使單根光纖由單波長傳輸?shù)膫鬏斔俾蕩譍bps，達(dá)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(diào)制方式，同樣能極大提升傳輸容量。
1.2抗電磁干擾性能強(qiáng)，泄露小，保密性好，無串話
由于光纖是非金屬的光導(dǎo)纖維（目前主要采用石英（SiO2）），光纖通信線路不會(huì)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(shè)計(jì)獨(dú)特?zé)o比，在光纖中傳輸?shù)墓獗粐?yán)格局限于光纖的纖芯與包層鄰近進(jìn)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(hào)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(huì)產(chǎn)生電纜通信中常見的串話現(xiàn)象。這對(duì)現(xiàn)代政治、軍事和經(jīng)濟(jì)均有重要意義。
1.3光纖重量輕、纖芯細(xì)，鋪設(shè)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(zhì)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(shè)簡單；這順利解決通信傳輸系統(tǒng)占用較大的空間致地下管道擁擠等難題，同時(shí)極大的節(jié)省了通信地下管道的投資成本；光纖通信應(yīng)用于航天領(lǐng)域，能夠有效減輕衛(wèi)星、飛船與飛機(jī)等的重量，提升通信質(zhì)量的同時(shí)降低制造成本。制造光纖的原料石英（SiO2），更是資源豐富且價(jià)格便宜，因此光纖通信的發(fā)展及全面普及具有巨大前景。
2光纖通信發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
2.1超高速、超大容量、超長距離系統(tǒng)發(fā)展
光纖通信經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，目前商用系統(tǒng)傳輸速率已能達(dá)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(tǒng)發(fā)展成為必然。單一的采用光時(shí)分復(fù)用（OTDM）或波分復(fù)用（WDM）對(duì)信道傳輸速率的提升是有限的；因此，可以采用將多個(gè)光時(shí)分復(fù)用（OTDM）信號(hào)集中進(jìn)行波分復(fù)用（WDM）的辦法來實(shí)現(xiàn)信道傳輸能力最大化。
2.2新型光纖不斷發(fā)展
在傳統(tǒng)的G.652光纖已無法滿足超高速長距離傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求的狀況下，新型光纖的開發(fā)成為下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)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?shù)墓獠〝?shù)量。因此，開發(fā)盡可能寬的可用波段的全波光纖成為關(guān)鍵。目前全國光纖通信運(yùn)用在C（1530～1565nm）與L（1565～1625nm）波段，而全波光纖能將波長擴(kuò)展至1260～1675nm；若按波長間隔為50HZ（0.4nm）開通DWDM系統(tǒng)，以目前單信道傳輸速率80 Gbps計(jì)算，單纖通信容量高達(dá)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(xù)出現(xiàn)。
2.3光纖孤子通信發(fā)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(yīng)對(duì)光脈沖壓縮，使其與群速色散激發(fā)的光脈沖展寬平衡，光孤子能在光纖的反常色散區(qū)與脈沖光功率密度足夠大前提下進(jìn)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(shí)保證了傳輸質(zhì)量。理論上，光孤子通信容量沒有限制，可高達(dá)1000Gbps；近些年隨著色散補(bǔ)償和色散管理的實(shí)施及相關(guān)技術(shù)的深入研究，光孤子運(yùn)行速率已能從10～20 Gbps提高至100 Gbps；并采用再生、重新定時(shí)等降低自發(fā)發(fā)射，使傳輸距離高達(dá)100000km以上。
3結(jié)語
自從1966年英籍華人高錕博士提出光纖作為傳輸介質(zhì)的概念，1970年美國康寧公司根據(jù)高錕論文的設(shè)想，使用改進(jìn)型化學(xué)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(qū)將光纖損耗降低到20dB/km。由于光波通信技術(shù)的巨大發(fā)展，現(xiàn)在世界通信傳輸業(yè)務(wù)的90%需經(jīng)過光纖傳輸，并且目前業(yè)務(wù)量還在不斷快速增長；隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通信應(yīng)用的范圍將越來越廣。
篇13
一、電磁干擾產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)
（一）傳導(dǎo)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(cè)進(jìn)入遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備，對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾，嚴(yán)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(shí)間短、重復(fù)率高，相當(dāng)于一連串脈沖群。3．鐵路電力供電中，特別是現(xiàn)代高速鐵路對(duì)電力要求都比較高，一般都是幾路電源供電，母線投切轉(zhuǎn)換比較頻繁，振蕩波出現(xiàn)的次數(shù)較多。
（二）場的干擾
1．正常情況下的穩(wěn)態(tài)磁場和短路事故時(shí)的暫態(tài)磁場兩種，特別是短路事故時(shí)的磁場對(duì)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(guān)和高壓柜手車在操作時(shí)產(chǎn)生的阻尼振蕩瞬變過程，也產(chǎn)生一定的磁場。4．無線通信、對(duì)講機(jī)等輻射電磁場對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)終端會(huì)產(chǎn)生一定的干擾，鐵路中繼站通常會(huì)和通信站在一處，通信發(fā)射塔對(duì)中繼站電力遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備的干擾比較大。
（三）對(duì)通信線路的干擾
1．鐵路變電所遠(yuǎn)動(dòng)終端的數(shù)據(jù)由串口通信經(jīng)雙絞線進(jìn)入車站通信站，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換成光信號(hào)沿鐵通專用通信光纜送至電力遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)度中心，遙信和遙控?cái)?shù)據(jù)在變電所到通信站的過程走的是電信號(hào)，由于變電所高低壓進(jìn)出線纜很多，遠(yuǎn)動(dòng)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(shí)的振動(dòng)對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)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(chǎn)生干擾的振動(dòng)信號(hào)，或負(fù)荷開關(guān)、斷路器、隔離開關(guān)等二次側(cè)產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)。
二、干擾對(duì)電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)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(duì)較多，很容易影響到遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備，包括要害的CPU；模擬量輸入受干擾，可能會(huì)造成采樣數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，影響精度和計(jì)量的準(zhǔn)確性，還可能會(huì)引起微機(jī)保護(hù)誤動(dòng)、損壞遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備和微機(jī)保護(hù)部分元器件；開關(guān)量輸入、輸出通道受干擾，可能會(huì)導(dǎo)致微機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)終端判斷錯(cuò)誤，遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)試終端數(shù)據(jù)錯(cuò)誤遠(yuǎn)動(dòng)終端CPU受干擾會(huì)導(dǎo)致CPU工作不正常，無法正常工作，還可能會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)動(dòng)終端程序受到破壞。
三、抗干擾設(shè)計(jì)分析
（一）屏蔽措施
1．高壓設(shè)備與遠(yuǎn)動(dòng)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(yīng)電壓。2．在選擇變電所和中繼站電力設(shè)備時(shí)盡量選設(shè)有專門屏蔽層的互感器，也有利于防止高頻干擾進(jìn)入遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備內(nèi)部。3．在遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備的輸入端子上對(duì)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(tǒng)接地設(shè)計(jì)
1．一次系統(tǒng)接地主要是為了防雷、中性點(diǎn)接地、保護(hù)設(shè)備，合適的接地系統(tǒng)可以有效的保障設(shè)備安全運(yùn)行，對(duì)于斷路器柜接地處要增加接地扁鐵和接地極的數(shù)量，設(shè)備接地處增加增加接地網(wǎng)絡(luò)互接線，降低接地網(wǎng)中瞬變電位差，提高對(duì)二次設(shè)備的電磁兼容，減少對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)終端的干擾。2. 二次系統(tǒng)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(shè)備絕緣損壞或絕緣降低時(shí)，遭受觸電危險(xiǎn)和保證設(shè)備安全，將設(shè)備外殼接地，接地線采用多股銅軟線，導(dǎo)電性好、接地牢固可靠，安全接地網(wǎng)可以和一次設(shè)備的接地網(wǎng)相連；工作接地是為了給電子設(shè)備、微機(jī)控制系統(tǒng)和保護(hù)裝置一個(gè)電位基準(zhǔn)，保證其可靠運(yùn)行，防止地環(huán)流干擾。轉(zhuǎn)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(yuǎn)動(dòng)終端微機(jī)電源地和數(shù)字地不與機(jī)殼外殼相連，這樣可以減小電源線同機(jī)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(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的安全性、可靠性。
（三）采取良好的隔離措施
1．為避免遠(yuǎn)動(dòng)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(jí)寄生電容耦合，隔離變壓器初級(jí)和次級(jí)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(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)開關(guān)量的輸入主要斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)的輔助觸點(diǎn)和電力調(diào)壓器分接頭位置等，開關(guān)量的輸出主要是對(duì)斷路器、負(fù)荷開關(guān)和電力調(diào)壓器分接頭的控制。3．信號(hào)電纜盡量避開電力電纜，在印刷遠(yuǎn)動(dòng)終端的電路板布線時(shí)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(nèi)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(cè)的干擾很難通過光耦送到另一側(cè)去，能有效地防止干擾從過程通道進(jìn)入主CPU。
（四）濾波器的設(shè)計(jì)
1．采用低通濾波去高次諧波。2．采用雙端對(duì)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(yīng)的數(shù)字濾波技術(shù)。
（五）分散獨(dú)立功能塊供電，每個(gè)功能塊均設(shè)單獨(dú)的電壓過載保護(hù)，不會(huì)因某塊穩(wěn)壓電源故障而使整個(gè)系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集抗干擾設(shè)計(jì)
1．在信息量采集時(shí)，取消專門的變送器屏柜，將變送器部分封裝在RTU內(nèi)，減少中間環(huán)節(jié)，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(cè)振動(dòng)而產(chǎn)生的誤遙信干擾信號(hào)，并且還會(huì)產(chǎn)生尖脈沖信號(hào)，也可能對(duì)遙信回路產(chǎn)生干擾誤遙信號(hào)。
（七）過程通道抗干擾設(shè)計(jì)
（八）印刷電路板設(shè)計(jì)。在印刷電路板設(shè)計(jì)中盡量將數(shù)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(tài)位的干擾設(shè)計(jì)
（十）程序運(yùn)行失常的抗干擾設(shè)計(jì)
（十一）單片機(jī)軟件的抗干擾設(shè)計(jì)
