發(fā)布時間：2022-01-30 16:31:27
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的通信電纜論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
1.1網絡的發(fā)展對光纖提出新的要求
下一代網絡（NGN）引發(fā)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(fā)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(fā)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(tǒng)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(tǒng)已經運用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統(tǒng)已在開發(fā)并取得很好的進展。DWDM系統(tǒng)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?。?，明確了對不同的網絡層次和不同的傳輸系統(tǒng)中使用的光纖的不同指標要求（如PMD值的規(guī)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(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、低色散維護的新型G.655光纖，其PMD值極低，可以使現有傳輸系統(tǒng)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(tǒng)中，據稱很適合于拉曼放大器的開發(fā)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(fā)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(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(jié)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(yōu)勢。但是畢竟城域網的規(guī)范還不是很成熟，所以城域網光纖的規(guī)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(fā)展，大量的綜合布線系統(tǒng)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(fā)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(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(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(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(yè)界人士也十分關注這一技術的發(fā)展，越來越多的研究證明空芯光纖似有可能。如果真能實用，就能解決現有光纖系統(tǒng)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(wěn)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(fā)展特點
2.1光網絡的發(fā)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(fā)展、使用環(huán)境的要求而發(fā)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(fā)展可歸納為以下一些特點。
1）光纜結構根據使用的網絡環(huán)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(huán)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(tǒng)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(fā)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(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、運輸、施工和維護上的一些優(yōu)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(xù)、易搬運，設備投資小、成本低，生產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(tài)光纜：一些公司從環(huán)境保護及阻燃性能的要求出發(fā)，開發(fā)了生態(tài)光纜，應用于室內、樓房及家庭?，F有光纜中使用的一些材料已不符合環(huán)保的要求，如PVC燃燒時會放出有毒性氣體，光纜穩(wěn)定劑中有時含鉛，都是對人體及環(huán)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(huán)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(huán)境的影響。由于環(huán)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(guī)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(huán)保的要求。因此已有不少公司針對此類問題開發(fā)了一些新材料，如對室內用纜，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，而且要適應海底的環(huán)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(qū)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(qū)別于海底光纜的環(huán)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(guī)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(yōu)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(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(huán)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(yè)界十分關注的問題，也應配合具體環(huán)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(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(jiān)測應該是在不中斷通信的前提下進行的，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(guī)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(jiān)測系統(tǒng)”（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(jiān)控系統(tǒng)，能在1s內發(fā)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(tǒng)還將開發(fā)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(yè)也提出了一些系統(tǒng)方案。
·日本NTT方案：在局內運用光纖選擇器與系統(tǒng)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(jiān)測的系統(tǒng)，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(jiān)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(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(jiān)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(xù)光纜監(jiān)測系統(tǒng)。主要特點是將光纜網絡、光纖及光纜護套的監(jiān)測綜合在一起，既利用了OTDR系統(tǒng)周期性地對光纖的衰減進行監(jiān)測，發(fā)現有衰減變化即發(fā)出警報，并進行故障定位，同時也能連續(xù)監(jiān)測光纜護套的完整性，包括護套對地絕緣電阻的監(jiān)測，發(fā)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(fā)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(tǒng)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(jiān)測，形成了一套較完整的自動維護、支撐系統(tǒng)，真正做到不中斷光通信的維護。意大利的方案中除監(jiān)測光纖性能以外，還考慮了護套絕緣電阻的自動監(jiān)測。由此兩例可以看出全自動的光纜維護應是一種發(fā)展方向。
3通信電纜的發(fā)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(yè)務服務
原有的電纜網絡雖然可以支持一些數字新業(yè)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(qū)，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(yè)務發(fā)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(tǒng)發(fā)展的超蟄
隨著智能化大樓、智能化建筑小區(qū)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(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(chuàng)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(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(qū)（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(fā)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(yè)發(fā)展中幾個值得思考的問題
4.1積極創(chuàng)新開發(fā)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(fā)展，有一些具有自主知識產權的技術已在發(fā)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(tǒng)計，1997～1999年國內企業(yè)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(fā)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(chuàng)造更多的光纖光纜專利。
4.2開發(fā)具有先進技術水平、與使用環(huán)境、施工技術相配套的新產品
電信網絡在不斷發(fā)展的同時也對光纜電纜產品不斷提出新的要求。不難發(fā)現，光纜的結構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(tǒng)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(tǒng)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(chuàng)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(chuàng)新的成份太少。今后應當在這方面下些功夫，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(yè)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(yè)務。而現有的HYA電纜，雖然亦可開通ADSL等一些新業(yè)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(yè)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(yè)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(yè)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(jiān)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(fā)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(fā)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(jiān)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(jié)省勞力、節(jié)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(jiān)測維護系統(tǒng)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(fā)展，促進光纖光纜和通信電纜產業(yè)的發(fā)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(yè)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(fā)展的影響，特別是與整個電信行業(yè)的發(fā)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(guī)模將超過敷設量最高的2000年。
應該看到，信息通信業(yè)是一個充滿生機與活力的朝陽產業(yè)，網絡經濟有著強大的生命力，信息技術、網絡技術的發(fā)展，仍然是推動社會進步的重要動力，信息網絡化仍然是當今世界經濟、社會發(fā)展的強大趨勢。因此我們應樹立信心，在全球經濟好轉、通信市場復蘇及我國西部開發(fā)等有利條件下抓住機遇，促進光纖光纜和通信電纜技術與產業(yè)取得更大的進展。
關鍵詞：光纖，光纖業(yè)務，FTTH
計算機工業(yè)界很多人士引以為自豪的是計算機技術的快速發(fā)展，同時，數據通信速率也在快速發(fā)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(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。光纖技術現已相對成熟，下面就光纖的優(yōu)點和業(yè)務上的需求來研究一下光纖的發(fā)展趨勢。
一、光纖優(yōu)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(yè)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(tǒng)的可靠性與組成該系統(tǒng)的設備數量有關。設備越多，發(fā)生故障的機會越大。因為光纖系統(tǒng)包含的設備數量少(不像電纜系統(tǒng)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(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(fā)展，為Internet寬帶技術的發(fā)展奠定了非常好的基礎。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(yōu)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(tǒng)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(huán)境溫度變化而造成干線電平的波動。
二、業(yè)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(tǒng)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(fā)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(lián)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(yè)務的需求必然刺激相關寬帶技術的發(fā)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(yè)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(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(fā)展勢頭。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(yōu)勢。
論文關鍵詞:泄漏同軸電纜 耦合損耗 輻射場 閉域空間
論文摘要:從泄漏同軸電纜的輻射理論出發(fā)，以屏蔽良好的室內空間為例分析了其中的輻射場，再根據耦合損耗的定義，利用接收功率和電纜傳輸功率得出了漏纜的耦合損耗，同時討論了室內墻壁的材質對耦合損耗的影響，并通過仿真對結果進行了驗證.該理論和結果可以擴展到其他場所，對于進一步研究閉域空間中的無線通信問題具有較強的參考價值.
泄漏同軸電纜(簡稱漏纜)是遵循特定的電磁場理論，沿著同軸電纜的外部導體周期性或非周期性配置開槽口而形成的.電信號在該電纜中傳輸的同時，能把電磁能量的一部分按要求從特殊開槽口以電磁波的形式放射到周圍的外部空間，既具有傳輸線的性質又具有無線電發(fā)射天線的性質.由于其場強覆蓋均勻、適應性強、電磁污染小等優(yōu)點，漏纜近年來已經廣泛應用于隧道、礦井、鐵路等通信領域，并且已經滲透到了室內無線通信系統(tǒng)中[1].耦合損耗是漏纜區(qū)別于其他射頻電纜的惟一指標，它決定了電磁波的覆蓋范圍，是漏纜設計的關鍵指標之一.文中以屏蔽良好的矩形室內空間為例，計算了漏纜的耦合損耗，同時討論了墻壁的材質對耦合損耗的影響，并通過仿真對結果進行了驗證.該理論和結果對于進一步研究閉域空間中的無線通信問題具有較強的參考價值.
1 基本理論和計算方法
1. 1 射線追蹤法
室內無線通信系統(tǒng)的工作頻率一般比較高，因而波長與建筑物尺寸相比要小得多，此時電磁波的傳播可以用幾何光學來近似，即認為電磁波沿直線傳播，遠場區(qū)的電磁波可視為局部平面波，從而可以用射線追蹤法來進行研究[2].
分析中采用射線追蹤法.在室內的某處放置一個天線，則空間中任一點的輻射場除了直射場以外，還有天棚、地板和4個墻壁的反射場.實際問題中含有多次反射，但由于經過2次或多次反射后的電磁波衰減很大而計算卻很復雜，所以可以只考慮墻壁對電磁波的一次反射.根據以上原理，可以確定共需要考慮7條電磁波傳播路徑.圖1給出了輻射源O點到達接收天線處P點的直射場和天棚、地板以及一個左側墻壁的反射場的示意圖.
1. 2 漏纜輻射場的計算
圖2(a)所示的漏纜外導體上的開槽電場分布為[3]
別為漏纜的內、外導體半徑，V0為激勵電壓，k0為自由空間的波數，α為開縫角度，w為縫隙寬度.由于w很小，故可以認為Ez沿z向是不變的.
如圖2(b)所示，O點為縫隙位置，它和自由空間中某點距離為r，r在xoy面上投影為r′，φ為r′與x軸所成的角度，θ為r與漏纜軸向z所成的角度，則自由空間中某點的周向輻射場為[4]
式中:m=k0b，由以上2式即可求出自由空間某點的周向極化電場.以圖1中路徑4為例，分析經過反射后某一縫隙的輻射場，則總的輻射場可由漏纜上各縫隙疊加得到.根據參考文獻[5]，可以得到該場強Eφ的垂直極化分量為
式中:x0和w0分別表示O點和P點到左側墻壁的水平距離，z0表示O點到反射點的縱向水平距離，h0表示O點到反射點的垂直距離，iP表示第i個縫隙在z軸上的坐標，Γh為水平極化波的反射系數，ε1-jε1′為墻壁的復介電系數，而垂直極化波的反射系數為
轉貼于
總的場強可由各縫隙作用的疊加得到
i=1
對于其他反射路徑，可以用同樣的方法分析.再將電磁波的7條傳播路徑進行疊加，便可得到室內接收天線處由漏纜產生的總輻射場.內接收天線處由漏纜產生的總輻射場.
1. 3 耦合損耗的計算
通常以標準半波偶極天線在距漏纜2m處接收到的功率作為計算漏纜耦合損耗的依據.偶極天線的接收功率可由到達天線的坡印廷矢量與標準半波偶極天線有效面積的乘積得到，標準半波偶極天線的有效面積為0. 13λ2[6]，則天線的接收功率為
式中:η0=120π為自由空間的波阻抗，V0為漏纜內外導體之間的電壓，Z0為電纜的特性阻抗.最后漏纜的耦合損耗可由其定義式計算Lc=-10 log(Pr/Pt).
2 計算與分析
在計算時，設室內空間為矩形，其長、寬和高分別是20 m、8 m和5 m.漏纜在室內沿縱向懸掛，距右壁0.4m，距頂部0.6m，其特性阻抗為50Ω，內、外導體半徑分別為9mm和22.8mm，之間電壓為1 V，開縫角度為π/4，介質層的介電常數為1. 28，開縫周期為0. 26 m，工作頻率為900 MHz.測試點距地面1. 5 m，距漏纜2 m，用計算機程序算出了漏纜的耦合損耗如圖3、4所示，其中橫軸表示測試點距漏纜中心的軸向距離.
比較圖3、4可以發(fā)現，隨著相對介電系數的增加，漏纜的耦合損耗相反的減小. (干燥混凝土的復介電系數為4-j0.3，土壤的復介電系數為20-j0.02).這是因為相對介電系數較大的墻壁，通常會得到較大的反射系數，從而被反射的能量較大，接收到的能量就較大，因此漏纜的耦合損耗就較小.
3 結束語
從漏纜的輻射理論出發(fā)，結合射線追蹤法和場的疊加原理，并根據耦合損耗的定義，計算了屏蔽良好的室內空間中漏纜的耦合損耗，同時討論了墻壁的材質對耦合損耗的影響.仿真結果表明:墻壁的相對介電系數越大，漏纜的耦合損耗就越小.該理論和結果可以根據實際情況擴展到其他閉域空間，為漏纜的優(yōu)化設計提供了必要的理論依據.
參考文獻:
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[3]王均宏，簡水生.漏泄同軸電纜耦合損耗的計算[J].鐵道學報， 1996， 18(6): 17-22.
[4]盧萬錚.天線理論與技術[M].西安:西安電子科技大學出版社， 2004.
[論文摘要]研究分析電磁干擾產生的原因、特點及干擾對電力遠動系統(tǒng)的影響,從設計的角度對鐵路電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)進行抗干擾分析研究。
抗干擾設計是電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)安全運行的一個重要組成部分,在研制綜合自動化系統(tǒng)的過程中,如果不充分考慮可靠性問題,在強電場干擾下,很容易出現差錯,使整個電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)無法正常運行或出錯誤(誤跳閘事故等),無法向站場和區(qū)間供電,影響鐵路行車安全。
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(wěn)態(tài)磁場和短路事故時的暫態(tài)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(fā)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(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(tǒng)接地設計
1.一次系統(tǒng)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(tǒng)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(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(tǒng)和保護裝置一個電位基準,保證其可靠運行,防止地環(huán)流干擾。
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(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(jiān)控系統(tǒng)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(wěn)壓電源故障而使整個系統(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(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(tài)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
(十二)對于終端至通信站的數字通信電纜加穿鋼管,特別是穿越其他電力電纜時,避免和其他電力電纜等同溝敷設并保持一定的交叉距離。
關鍵詞 礦用高壓電纜；在線監(jiān)測系統(tǒng)；總體設計；監(jiān)測子站
中圖分類號TM7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）103-0235-02
1電力電纜在線監(jiān)測技術
電力電纜檢測技術是電力電纜狀態(tài)評估的基礎，國外在此方面起步較早，始于上個世紀中期，開始主要是定期試驗維修，即離線檢測。到七十年代，隨著電子技術、傳感器技術、信息處理技術和的網絡通信技術發(fā)展，才使得電力電纜的在線監(jiān)測技術取得較大的突破，并逐步進入實用化階段，而隨后的數字技術的出現，使電力電纜的監(jiān)測上了一個新的臺階。我國的電力電纜檢測技術始于上世紀八十年代，雖然起步有點晚，但在不斷發(fā)展和進步的同時也取得一些研究成果，如1989年，我國自主研制出第一臺電力電纜故障檢測儀。
為了避免事故發(fā)生，使煤礦能夠安全生產，電力部門會對有關部門進行電纜預防性試驗。預防性試驗分為非破壞性試驗和破壞性試驗兩種。非破壞性試驗是在不會破壞電纜絕緣前提下或較低的電壓下進行的相關試驗，通過電纜表現出來的各種特性間接判斷電纜的絕緣狀況；破壞性試驗也稱絕緣耐壓試驗，絕緣耐壓試驗通過現場模擬各種實際電壓以考驗其絕緣水平，此試驗對電纜本身具有不可逆轉的破壞性。
實踐經驗表明，預防性試驗對電力設備的安全運行起著至關重要的作用。但傳統(tǒng)的預防性試驗有著固有的缺陷，因為預防性試驗需要停電檢測，而許多重要設備又不允許輕易停電，況且停電后的設備狀態(tài)與運行中的狀態(tài)相比具有較大的差異，這也大大影響了判斷準度。除此之外，周期性的停電檢查不僅需要耗費大量的人力物力，而且由于不能實時在線監(jiān)測，也不能保證電纜在檢修間隔期不出現故障。因此，十分有必要大力發(fā)展電纜在線監(jiān)測技術。目前，國內外正在積極探索的幾種在線監(jiān)測方法主要有諧波分量法 、直流成分法、介質損耗tgδ、交流疊加法、接地電流法、直流疊加法、局部放電法。
本論文以礦用高壓電纜為研究對象，根據一定的篩選原則對礦用高壓電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)進行構建，能有效提高系統(tǒng)預警的準確性和可信性。
2 礦用高壓電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)總體框架
本設計將礦用高壓電纜的監(jiān)測系統(tǒng)分為監(jiān)測子站、傳輸網絡和監(jiān)控中心三大部分，單個監(jiān)測子站就可以獨立完成數據采集、處理、存儲、現場報警顯示等功能，是整個系統(tǒng)的核心。其中，數據采集量應包括一系列參數（電壓、負荷電流、接地電流、局部放電溫濕度等），但由于條件限制，本系統(tǒng)僅選擇了溫度參量，若需采集其他數據，可直接在微處理器單元上開發(fā)接口，并增加相應的硬件電路和控制程序即可。
2.1 監(jiān)測子站設計
我們采用如下方案來完成監(jiān)測子站系統(tǒng)設計，首先選用DS18B20數字溫度傳感器采集溫度數據，MSP430F149單片機作為微處理器；然后由處理器對采集的信號按特定的算法做深度挖掘和分析處理；最后，微處理器根據數據處理結果一方面對現場情況進行數據存儲、顯示或現場報警顯示，另一方面將評估結論傳送給無線通信網絡，由監(jiān)控中心接收。
2.2 系統(tǒng)軟件設計
本設計將系統(tǒng)的軟件設計分為監(jiān)控中心運行管理程序和監(jiān)測子站控制程序兩大部分。監(jiān)控中心運行管理程序負責整個系統(tǒng)的管理、運行和維護，該程序運行在監(jiān)控中心的上位機上。本設計將該程序分為主界面層和應用層兩大部分：主界面層為一個操作面板，可控制一些操作命令的發(fā)送，也可用于數據顯示；應用層主要包括系統(tǒng)設置和調試、數據查詢等。
監(jiān)控中心的作用是接收來自監(jiān)測子站的所有結論性數據，使工作人員可以實時了解整個系統(tǒng)的運行狀況。首先是由監(jiān)控中心的工作人員發(fā)出啟動命令，系統(tǒng)便開始完成初始化工作，主要包括無線通信網絡的初始化，數據檢測系統(tǒng)初始化，數據處理系統(tǒng)初始化等；初始化工作完成后，工作人員可發(fā)送操作指令，操作指令通過無線傳感網絡傳送到各個監(jiān)測子站；監(jiān)測子站收到命令后，便開始運行監(jiān)測子站控制程序，最后再由無線網絡將程序運行結果返回至監(jiān)控中心。
監(jiān)測子站控制程序主要作用是完成一個監(jiān)測點的數據檢測，數據處理，現場報警顯示等工作。另外，監(jiān)測子站作為無線傳感網絡的一個無線終端，還負責將程序運行結果通過無線網絡傳送至監(jiān)控中心。
監(jiān)測子站作為整個系統(tǒng)的核心，需要完成數據采集，數據傳輸，數據處理，算法實現等所有工作，所以監(jiān)測子站的控制程序在本系統(tǒng)中地位十分重要。按照模塊化的設計要求，本設計將監(jiān)測子站的控制程序分為五大部分，主要由數據采集模塊（接收溫度數據采集命令，然后檢測電纜表皮的溫度數據）、數據處理模塊、數據存儲模塊、結果顯示模塊、數據通信模塊等組成。
3 結論與展望
本文實現了礦用高壓電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計，包括總體框架和監(jiān)測子站的軟硬件設計。但由于條件限制，本系統(tǒng)僅選擇了溫度參量，若需采集其他數據，可直接在微處理器單元上開發(fā)接口，并增加相應的硬件電路和控制程序即可。由于篇幅限制，本文僅僅給出了礦用高壓電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案，并未給出對收集到的數據的處理方法，按照目前我們的研究結果，對收集到的數據進行灰關聯(lián)分析會比較有效果，在以后的研究中，我們會從這一方面著手。
參考文獻
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紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調，還原為二進制數字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現信號調制的脈寬調制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現信號調制的脈時調制（PPM）兩種方法。
簡而言之，紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調器。
2.紅外通訊技術的特點
紅外通訊技術是目前在世界范圍內被廣泛使用的一種無線連接技術，被眾多的硬件和軟件平臺所支持：
⑴通過數據電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現無線的數據收發(fā);
⑵主要是用來取代點對點的線纜連接；
⑶新的通訊標準兼容早期的通訊標準；
⑷小角度（30度錐角以內），短距離，點對點直線數據傳輸，保密性強；
⑸傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經。
3.紅外數據通訊技術的用途
紅外通訊技術常被應用在下列設備中：
⑴筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；
⑵打印機、鍵盤鼠標等計算機設備；
⑶電話機、移動電話、尋呼機；
⑷數碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；
⑸工業(yè)設備和醫(yī)療設備；
⑹網絡接入設備，如調制解調器。
4.紅外數據通訊技術的缺點
⑴通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷;
⑵目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（115.2kbit/s）;
⑶紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數據傳輸，功能單一，擴展性差。
5.紅外通信技術對計算機技術的沖擊
紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產品遭淘汰，包括歷史悠久的調制解調器。預計，執(zhí)行紅外通信標準即可將所有的局域網(LAN)的數據率提高到10Mb/s。
紅外通信標準規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標準。目前，惠普移動計算分公司正在開發(fā)內置式端口，所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數字式的，故不需要調制解調器。
紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數字助理設備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數據以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。
6.紅外通信技術開辟數據通信的未來
目前，符合紅外通信標準要求的個人數字數據助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數字式的，所以在筆記本計算機中不需要調制解調器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數據卡。PCS數據卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統(tǒng)的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間容易實現無線通信。由于PCS、數字電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現的，所以PCS數字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機上使用，包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數據通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計算機中使用調制解調器，所以過去不可能維持高性能PC卡調制解調器運行所需電壓的手持式計算機，現在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發(fā)者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機)也可以采用紅外接口裝置。
預計在不久的將來，紅外技術將在通信領域得到普遍應用，數字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強，故國外軍事通信機構歷來重視這一技術的開發(fā)和應用。這一技術在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構、邊海防的端對端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機技術產生沖擊，對未來數據通信產生重大影響。
參考文獻
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1、通信網工程設計2、程控室工程設計3、傳輸室工程設計
第二類：通信論文
4、光城域網研究與組網5、光波分復用技術的研究與分析6、光同步數字體系的研究與分析
7、論述移動通信的應用及發(fā)展8、鐵通XX分公司寬帶業(yè)務現狀與發(fā)展9、鐵通XX分公司發(fā)展策略
10、提速鐵路專用通信業(yè)務及發(fā)展11、自擬與本職工作密切相關的通信工程專業(yè)課題
第一類：通信工程設計題目要求
《通信網設計》
一、設計要求：
1、作某一范圍長途干線網設計；2、繪出新設計通信網圖并作相應闡述。
二、主要內容：
1、對通信網種類及構成要素作概括性闡述；2、擬定長途網業(yè)務節(jié)點數量及選用相應設備；3、對新設計通信網的信道構成
特點、網型、保護方式等作相應闡述。
《程控交換工程設計》
一.設計要求:
1.對原有設備情況的調查,收集各種資料2.根據調查結果設計交換網圖
3.根據交換網圖提出中繼方式,其中包括信令方式,接口方式及傳輸方式等內容4.畫出工程所需各部分圖紙
5.寫出設計規(guī)范書及設計說明書
二.完成圖紙名稱:
1.交換網圖2.中繼方式3.設備平面布置圖4.總配線架,數字配線架端子分配圖5.電纜徑路圖6.電源系統(tǒng)圖7.工程數量表
《傳輸室工程設計》
一、設計要求：
1、結合本單位條件或者處自擬條件作傳輸室施工設計，規(guī)模不限；
2、采用光纖傳輸設備或者數字微波設備及相關附屬設備（如中配架、數配架、引入架、試驗架等）；
3、對各項設計作重點說明。
二、主要內容：
1、傳輸室設備平面布置圖；2、通信網圖；3、室內信道直線徑路圖；4、中配架運用及分配圖；5、布線計劃圖改工程數
量表。
第二類：通信論文題目要求
關鍵詞：高頻信號 傳輸 波阻抗 匹配 陷波 抗干擾
電力線載波縱聯(lián)保護利用高壓輸電線及其加工和連接設備（阻波器、結合電容器及高頻收發(fā)信機）等組成高頻信號傳輸的通道。高頻信號能否有效傳輸取決于通道中各元件的特性，下面我們了解一下波在導體中傳播的基本特點，分析一些影響高頻信號傳輸的因素。
波傳播的物理概念
一般單導線架空線路Z=400Ω，分裂導線Z=300Ω
波的傳播也可以從電磁能量的角度進行分析，因為電壓波使導線對地電壓升高的過程也就是在導線對地電容中儲存電場能的過程，電流波流過導線的過程也是導線電感中儲存磁場能的過程。當電壓波和電流波互相伴隨著沿導線傳播時，單位長度的導線獲得的電場能和磁場能分別為和。
由式(1-6)，可得＝。即單位長度導線獲得的電場能和磁場能相等。
這就是電磁波傳播的規(guī)律。又因為波的傳播速度為，故單位時間內導線獲得的能量為。
因此，從功率的觀點看，波阻抗Z與一數值相等的集中參數電阻相當，但在物理含義上是不同的，電阻要消耗能量，而波阻抗并不消耗能量，它反映了單位時間內導線獲得電磁能量的大小。
輸入阻抗
當線路的終端接一與每個網絡阻抗相等的負載，這時在線路上任一點阻抗都是相同的，都等于線路的特性阻抗Zc。如果在線路終端接上一個任意值的負載阻抗Z。由于阻抗不匹配產生反射現象，在始端測得的電壓與電流值，將為入射波與反射波之和。此時，在線路始端測量到的阻抗不等于線路的特性阻抗，用Zi表示
阻抗匹配
阻抗匹配是指負載得到最大功率的條件，即負載電阻R和電源內阻Rs相等。阻抗匹配時，負載從信號源中得到的功率最大。信號源提供的功率全部被負載吸收，在信號源和負載之間不存在反射。功放內阻和負載各消耗一半的功率，效率最高。在高頻通道中，負載阻抗跟傳輸線的特征阻抗相等，這就是傳輸線的阻抗匹配。阻抗匹配有兩種，一種是改變阻抗力，另一種則是調整傳輸線的波長。
阻抗匹配連接的目的有：
（1）避免阻抗失配時，由于信號源能量不被完全吸收而引起的反射。反射波對入射波的干涉，使信號源輸出不穩(wěn)定，造成波形失真。
（2）避免阻抗失配時，功率放大器工作點發(fā)生變化進入飽和區(qū)，造成亂真發(fā)射。
（3）避免輸出端失配最嚴重的開路或短路中，功率放大器提供的功率消耗在放大器本身，損壞設備。
（4）保證信號輸出，提高信雜比，使通信質量得到提升。
使用轉換器進行阻抗匹配：
異阻抗匹配的最正統(tǒng)方法是使用具有正確阻抗轉換率的匹配轉換器，其轉換公式為
Zc1：輸入阻抗
N1：輸入線圈的匝數
Zc1：輸出阻抗
Z2：輸出線圈的匝數
短電纜效應
當高頻電纜與兩端的負載達到阻抗匹配時，電纜的輸入阻抗等于其特性阻抗。如果源的輸出阻抗，電纜特性阻抗，和負載輸入阻抗之間存在失配，將發(fā)生反射，反射的狀態(tài)取決于電纜長度。當高頻電纜長度為工作頻率λ/4偶數倍時，電纜的輸入阻抗將出現極大值；當高頻電纜的長度為工作頻率的λ/4奇數倍時，電纜的輸入阻抗將出現極小值。由于高頻電纜中傳播的是高頻電流，其波長較短，電纜長度足以與波長相比擬。實際安裝中的高頻電纜一般為幾百公尺，這個長度正好容易落在高頻保護工作頻率的λ/4處，如果這樣，則高頻電纜的輸入阻抗不是很小就是很大，給通道的匹配造成很大困難。所以在實際運行中，應絕對避免電纜長度等于λ/4的情況。
解決短電纜效應的方法有以下兩種：
(1)適當地增加電纜長度，以使其長度避開λ/4。這個方法實施簡單，但它通常對于工作頻率較高的情況效果顯著，因頻率高，波長短，所以稍增加電纜長度，救可有效地避開λ/4。而對于工作頻率較低的情況，效果就差，因頻率低，波長較長，所以要有效地避開λ/4，就必須在較大程度上加長電纜長度，這在具體實施時是困難的。
(2)人為加感法人為加感法是在電纜中串入適當的一小電感，以使電纜回路的電感量增加，從而導致高頻電流在電纜中傳輸的速度發(fā)生變化。因電磁波傳播速度在電纜中傳播的為υ=1/LC，所以加大電纜回路中的電感后，高頻電流的傳播速度就要降低，于是在原工作頻率不變的條件下，其波長λ就要減小(因λ=υ/f)。這就同樣可以達到避開λ/4的目的。
人為加感法的方法有兩種：一種是集中加感法：另一種是均勻加感法。集中加感法可在鐵涂氧小磁環(huán)上繞圈制成；均勻加感法是在電纜的芯線上均勻地包上一層強磁性材料，以增加電纜地電感量。通常以集中加感法為簡單而獲得較廣的應用。
頻率與傳輸衰耗的關系
信號頻率增大時衰減曲線也趨向增大，這主要歸結于內外導體間有限的電流穿透能力（趨膚效應）。隨著頻率增大，電流透入導體的深度會隨之減小，從而電流被封閉在金屬表面更淺薄的區(qū)域。因此電阻和衰減就更大。同時在絕緣體的內部也會有部分的能量損失，也是造成衰減的原因。
高頻信號傳輸的干擾問題
高頻保護是以輸電線載波通道作為通信通道的線路縱聯(lián)保護。當前隨著電網容量的增大、系統(tǒng)電壓的升高，各類電磁干擾現象比較嚴重。
一般采取的抗干擾措施：
(1)通道入口處加裝串聯(lián)電容。作用是防止因工頻地電流引起變量器飽和，出現高頻閉鎖信號間斷而導致的保護誤動。
(2)裝置可靠接地。由于變電所的接地網并非實際的等電位面，因而在不同點之間會出現電位差，當較大的接地電流注入接地網時，各點之間可能有較大的電位差，如果同一個連接的回路在變電所的不同點同時接地，地網地電位差將竄入該連通地回路，造成不應有地分流。
(3)限制過電壓對裝置的影響。為防止雷擊時產生過電壓，可在通道入口處并聯(lián)適當的電容，由于電容具有兩端電壓不能突變的性質，當靜電感應產生的過電壓出現時，首先要向并聯(lián)電容充電。隨著充電過程的進行，副邊電壓才會慢慢升起來，由于靜電感應過電壓一般出現的時間都很短，并聯(lián)電容兩端電壓(即副邊電壓)還沒有升到足夠高時，過電壓已消失，這樣就能大大限制地電壓對高頻收發(fā)訊機的侵害。
(4)相-相耦合方式中，高頻差接網絡必須可靠接地。
結束語
本文提及了波在導體中傳播的基本原理以及高頻信號的傳輸需要考慮的一系列問題。高頻保護的不正確動作往往是由于通道的堵塞、通道通信質量的低劣等因素引起，故障錄波器的波形圖分析常常會看到高頻信號有間斷、畸變的現象。分析、解決高頻信號的傳輸質量問題將有效的提高高頻保護的正確運行動作水平。
參考文獻：
《高電壓工程》中國電力出版社
《電力系統(tǒng)繼電保護技術問答》中國電力出版社
