时间：2023-05-29 17:30:51
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇通信电缆，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】干扰现象 通信光纤 抗干扰技术 接地保护
通信电缆是传输电磁能信息的主要载体，它能完成电磁能之间的转换。由于复杂的通信环境使得通信电缆对通信线路造成十分大的影响，其中包括电磁感应和静电感应。电磁感应是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势，使通信线路存在对地电压。静电感应是物质（如金属，即导体）中电子流动的一种现象。金属物体内部的电子移向表面，使表面带有与接近它的带电物体相反极性的电荷，并有静电力学现象和放电现象发生。如果感应物体是电阻较小的良导体时，容易发生静电放电现象从而造成危害。由于静电耦合作用，输电线路的电场会在邻近的通信线路上产生感应电压，导致通信电缆中的不平衡电流急速增加，造成电力设备的损坏。因此，要不断探究和完善通信电缆的抗干扰技术。
一、通信电缆的受干扰现象
通信电缆的干扰现象是指由于电子设备中的逻辑电路芯片和微处理器两者产生的电磁波，它的频谱范围可以达到几百兆甚至上千兆。通信电缆干扰现象所产生的电磁波还可以耦合到进出屏蔽机箱的电缆线路上，同时屏蔽箱体内的干扰也会通过传导途径被电缆线路带到机箱以外，造成辐射干扰。通信电缆外界的环境也会对屏蔽箱产生影响，它可以干扰屏蔽箱内的电路和电子元件。另外，由于通信电缆存在一定的长度，所以它的干扰吸收能力和干扰辐射能力通常会比屏蔽箱内的各种线路所产生的干扰强。电缆表皮层的电流和电缆芯内的电流产生感应电压，感应电压会对外部产生干扰辐射。其辐射大小主要取决于电缆芯中通过电流的大小、电缆长度和电缆规格等因素。
在同一电缆线束中，时常存在串扰的现象。串扰的大小通常用耦合阻抗来衡量。当电缆的耦合长度等于或小于传输信号波长的1/16时，这种耦合属于低频耦合。低频磁场耦合的强弱与芯线之间的距离、电缆屏蔽层的接地方式、干扰信号的频率、电缆本身的阻抗和芯线之间的距离等有技术措施有关。处理好通信电缆的串扰问题也是避免通信电缆受干扰的重要手段。
二、通信电缆的分类
通信电缆是由在两根在理想条件下完全相同的金属导线外涂覆绝缘层组成的回路，也称之为对称电缆。 通信电缆按用途可分为长距离传输用的长途通信电缆和较短距离传输用的区域通信电缆。长途通信电缆又可分为联接用的中继通信电缆和城市间传输用的干线长途电缆（或称干线通信电缆）。区域通信电缆可分为市内电话电缆和电话局间或局内联接用的（引线等）配线电缆及局用电缆。干线长途电缆往往是由不同结构的电缆组合在一起的综合型通信电缆。通信电缆按线心所用绝缘材料种类可分为空气纸绝缘电缆、纸-绳绝缘电缆、聚苯乙烯-绳绝缘电缆、泡沫聚乙烯绝缘电缆、聚乙烯垫圈绝缘电缆、实心聚乙烯绝缘电缆、鱼泡（聚乙烯）绝缘电缆等。
三、通信电缆的抗干扰技术
目前防止通信电缆受干扰最有效的方式是滤波和屏蔽。滤波主要适应于低频应用场合，而屏蔽适用于高频应用市场。与此同时，为了更好地抑制通讯电缆受干扰现象，还要做好通信电缆的接地保护工作。
（一）滤波。防止通信电缆受干扰最常用的滤波仪器是屏蔽滤波连接器，它可以有效的抑制通信电缆受干扰。滤波主要分为以下两种形式：高密度和高性的D型滤波连接器，这种仪器主要运用在大型工厂、军用设备和工业控制设备等。它能够高效的吸收电磁干扰辐射。普通经济型D型连接器，这种连接器主要运用在民用电子产品和小型工厂。它能够吸收系统中要求比较低的电磁干扰辐射。
（二）屏蔽。电缆的屏蔽效能主要取决于屏蔽层的物理结构，主要的屏蔽电缆有以下三种：
1.单层编织丝网屏蔽电缆。它的屏蔽层是由单层导线构成的网状结构，可以达到85%～95%的覆盖率，主要防护低阻干扰源，譬如防护电动机的磁性线圈、控制电路、控制设备以及普通家用电器设备。2.双层编织丝网屏蔽电缆。它的屏蔽层是由双层导线构成的，它的优点是提供更高的频率，比如移动无线通讯网、计算机以及计算机局域网系统等的干扰进行防护。3.编织丝网和金属箔组合封装屏蔽电缆。它的优点是覆盖率大，覆盖面积大，这样极大的提高了高频屏蔽特性。它可以对频率接近1000MHz的干扰源提供防护，主要用于安全部门和军事通信部门。
（三）通信电缆的接地保护。接地系统主要包括埋在地下的接地体、地上的公共接地母线、接地线和接地入线等部分。为了保护通信电缆不受干扰，就要保证通信电缆得到足够的接地保护。为了提供能够长期保持低阻抗对地排流，地下部分接地体的设置应该注重以下几个因素：接地体、土壤条件、接地信号的特性、接地体的效果。针对地上部分，应当考虑所设计的接地系统是连续的、固定的，它的载流量必须满足最大短路电流或者最大雷击电流。与此同时，它所具备的阻抗数值也必须限定在规定的数值内，应当符合地面上建筑物的电位。
近年来，随着社会对通讯行业和电力需要的迅速增长，使得输电电压的等级不断提升，通信电缆的抗干扰技术也不断需要更新，电缆线路中的电磁干扰问题也逐渐成为人们热议的一个话题。因此，如何加强和完善通信电缆的抗干扰技术将是未来数年里通信行业必须要做的工作。只有不断发展通信防干扰技术才能给人们创立一个安全便捷的的通信环境。
参考文献：
[1]林国荣，电磁干扰及控制[J].北京：电子工业出版社，2013
[2]许传农、冯楚胜、马耿，信号电缆杭干扰接地技术[J].舰船电子工程，2012
（一）网络的发展对光纤提出新的要求。下一代网络(NGN)引发了许多的观点和争议。有专家预言，不管下一代网
络如何发展，一定将要达到三个世界，即服务层面上的Ⅳ世界，传递层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。下一代传送网要求更高的速率，更大的容量，这非光纤网莫属。
1、扩大单一波长的传输容量。目前，单一波长的传输容量已达到40Gbit／s，并已开始进行160Gbit／s的研究。40Gbit／s以上传输对光纤的PMD将提出一定的要求，不久的将来会出现一种专门的40Gbit／s光纤类型。
2、实现超长距离传输。无中继传输是骨干传输网的理想，目前有的公司已能够采用色散齐理技术，实现2000-5000Km的无中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标，采用拉曼放大技术，可以更大地延长光传输的距离。
（二）光纤标准的细分促进了光纤的准确应用。2000年世界电信标准大会将原G.625光纤重新分为G.625A，G．652.8和G.652．0三类光纤，将G．655光纤重新分为G．655．A和G．655．B两类光纤。这种光纤标准的细分促进了光纤的准确使用，细化标准的同时也提高了一些光纤的指标要求，并提出了一些新的指标概念，对合理使用光纤取得了很好的作用。
（三）新型光纤在不断出现。为了适应市场的要求，光纤的技术指标在不断改进，各种新型光纤在不断涌现，同时各大公司正加紧开发新的品种。
1、用于长途通信的新型大容量长距离光纤。主要是一些大有效面积，低色散维护的新型G.655光纤，其PMD值极低，可以使现有传输系统的容量方便地升级至10-40Gbit/s并便于在光纤上采用分布式拉曼效应放大，使光信号的传输距离大大延长。
2、用于城域网通信的新型低水峰光纤。城域网设计中需要考虑简化设备和降低成本，还需要考虑非波分复用技术(CWDM)应用的可能性。低水峰光纤在1360--1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展，使CWDM系统被极在大地优化，增大了传输信道，增长了传输距离。
3、用于局域网的新型多模光纤。由于局域网和用户驻地网的高速发展，大量的综合布线也采用了多模光纤来代替数字电缆，因此多模光纤的市场份额会逐渐加大。之所以选用多模光纤，是因为局域网传输距离较短，虽然多模光纤比单模光纤价格贵50％---100％，但是它们配套的光器件可选用发光二极管，格则比激光管便宜很多，而且多模光纤有较大的芯径与数值空径，容易连接与耦合，相应的连接器，耦合器等元器件价格也低得多。
4、前途未卜的空心光纤。据报道，美国一些公司及大学研究所真正在开发一种新的空心光纤，即光是在光纤的空气中传输。如果真的实用，就能解决现有光纤系统长距离传输的问题，并大大降低光通信的成本。
二、光缆技术的发展特点
（一）光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现。光缆结构的发展可归纳为以下一些特点：
1、光缆结构根据使用的网络环境有了明确的光纤类型的选择，如干线网光纤，城域网光纤，接入光纤，局域网光纤等，这决定了大范围内光纤传输特性的要求，具体运用的条件还可依据细分的标准及指标。
2、光缆结构除考虑光缆使用环境条件以外，越来越多的与其施工方法，维护方法有关，必须同一考虑，配套设计。
3、光缆新材料的出现，促进了光缆结构的改进，如干式阻水料，纳米材料，阻燃材料等的采用，使光缆性能有明显改进。
（二）光缆的自动维护，适时监测系统已逐渐完善，可保证大容量高速率的光缆不中断传输。光缆的维护对于保证网络的可靠性是十分重要的。在已开通的光网络中，光缆的维护和监测应该是在不中断通信的前提下进行的，一般通过监测空闲光纤(暗光纤)的方式来检测在用光纤的状态，更有效的方式是直接监测正在通信的光纤。目前最新的建议是2001年12月TUT-TSGl6会议通过的“光缆网络的维护监测系统”(L40建议)。美国郎讯公司曾提出了新一代光纤测试及监测系统，能在1s内发出故障警告，3min内找到故障点，且工作人员可以遥控操作，据称该系统还将开发有故障预测及对断纤(缆)的快速反应能力。
三、通信电缆的发展特点
（一）宽带的HYA通信电缆需要更好地为数字通信新业务服务。原有的电缆网络虽然可以支持一些数字业务，但是在实际使用中并不是特别的理想，在通信距离，速率及质量上仍有一定的限制。对于新的网络当然是以光纤为主，对于光纤所不能达到地方或因各种原因仍然要新建电缆网络的地区，应该考虑新型宽带结构的HYA电缆，以便更能符合新业务发展的需要。一些公司对现有的电缆高频特性作了测试，他们得到的结论是所研究的电缆不能达到5类电缆的技术要求，户外电缆要实现5类电缆的特性，必须通过特殊的设计和制造来达到。但在20MHz以下，所有电缆都显示出充分适宜的传输性能。
（二）超5类及6类电缆将替代5类电缆成为布线系统发展的趋势。随着智能化大楼，智能化建筑小区对宽带布线的要求越来越高，超5类和6类电缆已逐渐成为布线系统的主流。超5类电缆与5类电缆的频带都是100MHz，但其具有双向通信的能力，用户可以同时收发宽带信息。因此超5类电缆比5类电缆在电阻不平衡性，对地电容不平衡性，传输速度等指标上都有提高，并且增加了近端串音衰减功率和等电平远端串音功率等一些指标，因此在工艺和结构上要做到一定的改进才能达到。
四、光纤光缆和通信电缆技术与产业发展中几个值得思考的问题
（一）积极创新开发具有良好知识产权的新技术。虽然这几年来，我国光缆电缆技术有很大发展，有一些具有自主知识产权的技术已发挥作用，但是应该看到这种比例仍是很小的，国内有近200家光纤光缆厂，但大多产品单一，没有自主的知识产权，技术含量较低，竞争力不强。
（二）开发具有先进技术水平，与使用环境，施工技术相配套的新产品。电信网络在不断发展的同时也对光缆电缆产品不断提出新的要求。今后光缆建设的重点将会随着接入网，用户驻地网的建设不断展开，新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆，吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化，以便有限的敷设空间得到充分，灵活的利用。
（三）利用已有设备与技术，改善HYA市话电缆的相应特性，为数字业务提供更好的服务。对于已经敷设的铜电缆，我们只能在现有条件下尽量利用其特性开通数字新业务。而现有的HYA电缆，虽然亦可开通ADSL等一些新业务，但是容量有限，当ADSL数量增大到一定限度后，还是会出现干扰问题，而且还会影响以前开通的业务。
1各类建筑对线缆的要求
根据《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006规定，我国的建筑可分为办公建筑、商业建筑、文化建筑、媒体建筑、体育建筑、医院建筑、学校建筑、交通建筑、住宅建筑、通用工业建筑。不同建筑类型在综合布线系统的构架组成、等级类别的选择、敷设安装方式、安全防护等方面各不相同，因此在选择通信线缆的防火阻燃级别方面也有较大的差异。
1.1人身安全与线缆阻燃无论何种情况，火灾发生后必须保障人身安全。尤其对于医院建筑、学校建筑、交通建筑以及住宅建筑等人员密集区域，一旦发生火灾，人们更关注在火灾过程中如何控制火势、提供被困人员可逃生需要的条件以及降低空气中的毒性等措施。作为传输介质的通信线缆本身不是引起火灾的因素，但也能将火焰迅速蔓延到建筑物的各个角落。线缆燃烧时产生的热量将会加速周围温度上升，散发的烟雾将降低火灾现场的能见度，影响人员的疏散，烟雾及其中的有毒物质则可能造成人员窒息甚至死亡。根据相关消防数据统计，火灾中超过60%的人员伤亡来自于烟熏窒息和中毒。对于人员密集的建筑，选择通信线缆既要考虑其阻燃性能，也要考虑线缆燃烧时产生的烟密度以及毒性。在非线缆引起的火灾中，任何线缆只能提供燃烧材料，当火场温度高于600℃时，即便是目前行业公认阻燃级别最高的CMP电缆也会燃烧。针对这类建筑的综合布线系统水平线缆，建议护套材质选择燃烧时毒性、发烟量更低的LSZH线缆，阻燃性能等级应符合IEC60332-3-24（IEC60332-3C）。LSZH基材本身不含有卤素，采用氢氧化镁或氢氧化铝等无机物作为阻燃剂，阻燃剂受热分解释放出结晶水的过程可以吸收大量的热，生成的氧化物是良好的耐火材料，释放出的水蒸气又能抑制烟雾，从而起到降低烟雾、阻燃的作用。国内目前尚未正式按安全性能分级的通信线缆国家标准（即将颁布针对电缆和光缆燃烧性能分级的国家标准，就线缆延燃距离、热能释放、烟雾释放、滴漏、毒性五个方面做出了明确规定），阻燃电缆选择通常参考GA306-2001对电缆阻燃级别要求如表1所示，建议选择阻燃二级及以上产品。对于人员相对较少、通风状态较好的建筑，综合布线系统的水平线缆可采用常规阻燃性的线缆，阻燃级别CM、和IEC60332-1的LSZH护套等。除使用线缆数量较多的水平系统外，垂直子系统一般敷设在垂直竖井以及各类线槽中，由于竖井和线槽本身具有一定的密封性，因此在选择线缆上应考虑其阻燃性能。目前，行业内主干线缆多采用符合北美UL1666阻燃要求的CMR/OFNR护套类型产品。
1.2信息传输与线缆阻燃随着互联网技术的不断发展，其在国家建设、国防安全、金融市场以及人们日常生活中起着举足轻重的作用，确保信息数据安全迅速的传输将关系到人们的生命财产安全，甚至关系到国家安危。为在火灾中争取更多的时间，在对信息数据传输安全要求较高的建筑内，综合布线系统水平线缆建议采用阻燃级别更高的CMR或符合IEC60332-3C的LSZH护套线缆（人员密集型的医院建议采用LSZH护套线缆）。对于数据传输中断影响不明显的建筑，水平线缆采用CM级别或符合IEC60332-1的LSZH护套线缆更为经济适用。对于数据传输要求较高的建筑建议采用CMR/OFNR或符合IEC60332-3C的LSZH护套线缆，有条件的用户建议采用CMP/OFNP护套线缆，同时在设计垂直主干线缆时采用双主干结构。一般建筑内的垂直主干线缆也可采用阻燃级别较低的CM或符合IEC60332-1的LSZH护套线缆。
1.3设备安全与线缆阻燃火灾一旦发生，除会造成人员伤亡、数据中断外，还将带来巨大的财产损失。其中包括一些造价较高的设备，如网络设备、高端生产检测设备、医疗设备等。综上所述，任何阻燃级别的线缆在火灾现场都是燃烧的材料，建筑在选择综合布线系统的水平线缆时，为尽量减少火灾对造价较高设备的损坏，推荐选用在燃烧过程中不会产生腐蚀性物质的LSZH材质护套线缆，线缆的阻燃级别可任意选择。在火灾中需要保护的设备多放置于工作区域，垂直主干线缆的燃烧对这些设备影响不大，在线缆阻燃级别及护套材质方面可以根据其他要求进行选择。
2数据中心对线缆的要求
根据思科VisualNetworkingIndex（VNI）Forecast（2012-2017）报告提供的数据，预测到2017年全球IP流量将达到1.4ZB，全球互联网用户将由2012年的23亿增长到2017年的36亿，其中非PC设备贡献的互联网流量将由2012年的26%上升到2017年的49%，全球移动流量的年增长率将达到66%，物联网的应用也将进入实质性的快速增长，全球M2M（机器对机器模块）IP流量将增长20倍，从2012年的197PB（占全球IP流量的0.5%）增长到2017年的3.9EB（占全球IP流量的3%）。2014年1月16日，中国互联网络信息中心（CNNIC）在京第33次《中国互联网络发展状况统计报告》，报告数据显示，截至2013年12月，中国网民规模达6.18亿，手机网民规模达5亿，互联网普及率达到45.8%。快速增长的互联网数据流量需要更多的数据中心支撑，数据中心场地及设备的安全，是保障整个数据中心信息安全的前提。与楼宇布线不同的是，数据中心是一个线缆、设备使用密集的场所，一旦发生火灾，线缆布放的结构将成为火势蔓延的主要趋向；线缆燃烧产生的热量及烟雾将可能造成严重的人员伤亡和设备损坏，数据传输中断带来的损失大于楼宇建筑。因此，数据中心综合布线系统应从传输性能、阻燃性能以及燃烧烟密度和产物等方面，综合选择合适的护套材质线缆使用。依据综合布线工作组2013年的《数据中心安全线缆使用白皮书》，在线缆阻燃级别选择方面主要从数据中心的重要性、规模和建筑结构、类型等方面进行对比。
2.1数据中心重要性与线缆阻燃我国当前数据中心的建设标准主要依据GB50174-2008《电子信息机房设计规划》以及北美TIA942-A《数据中心的通信基础设施标准》。GB50174-2008从机房基础建设要求等方面将数据中心从高到低分为A级（容错型）、B级（冗余型）、C级（基本型）；TIA942-A则根据数据中心基础设施的可用性、稳定性和安全性从低到高分为Tier-I、Tier-II、Tier-III、Tier-IV。由于GB50174-2008与ITA942-A两个标准定义数据中心级别的基础有所不同，因此两个标准各个级别之间的对应关系也不是很紧密，相互之间大致对应关系如表2所示。（1）A级/Tier-IV、Tier-III级机房（容错型）容错型（含可并行维护）数据中心的系统可用性要求达到99.9%以上，系统宕机造成的损失及影响非常严重，这类数据中心建议选择阻燃级别最高的CMP/OFNP或IEC60332-3B等护套线缆（暂不引用国家标准）。根据笔者多年接触高级别数据中心的经验，在完善其他消防措施时，出于经济性考虑，铜缆也可选择阻燃级别CMR或IEC60332-3C的护套产品。（2）B级/Tier-II级机房（冗余型）冗余型数据中心可以承受一定程度的宕机故障，每年允许宕机时间为22小时，这类数据中心可满足大多数普通用户的需求。这类数据中心建议选择阻燃性能较高的CMR/OFNR或IEC60332-3C护套线缆，笔者接触的大多数据中心综合布线线缆都选择了这一阻燃级别；当数据中心火灾发生风险或遭受外部火灾影响风险较高时，建议选择阻燃级别更高的CMP/OFNP或IEC60332-3B护套线缆；在其他火灾风险较小、消防措施完善时，也可选择阻燃级别较低的CM或IEC60332-1护套铜缆。（3）C级/Tier-I级机房（基本型）基本型数据中心对系统宕机有较高的故障容忍度，年允许宕机时间为28.8小时，这类数据中心多用于一般企业的办公网络，可选择阻燃级别较低的CM/OFNR或IEC60332-1护套线缆。
2.2数据中心规模与线缆阻燃数据中心规模大小决定了通信线缆的数量，数据中心根据机房面积可分为小型（小于300m2）、中型（300m2～1000m2）、大型（1000m2～3000m2）及超大型（3000m2以上）。小型数据中心由于规模较小，日常管理维护比较简单，火灾隐患容易消除，通信线缆阻燃级别参考上述基本型数据中心，建议选择阻燃级别较低且比较经济的CM/OFNR或IEC60332-1护套线缆。中型数据中心的物理空间相对较大，日常管理维护相对复杂，火灾隐患的消除较为困难，通信线缆阻燃级别可参考B级冗余型数据中心建设，建议选择阻燃级别较高的CMR/OFNR或IEC60332-2C护套线缆。对于大型、超大型数据中心，其物理空间分布可能在多个楼层甚至是多个建筑，日常管理维护较为复杂，消除火灾隐患较为困难，综合布线系统通信线缆建议选择阻燃级别最高的CMP/OFNP或IEC60332-3B等护套线缆。
2.3数据中心类型与线缆阻燃数据中心根据运营模式可分为自用型和租借型两类，根据业务领域及业务类型又可分为政府机构、金融机构、互联网以及企业数据中心等。对于同一级别的数据中心来说，租借型数据中心的宕机成本要高于自用型数据中心，因此，租借型数据中心建议选择更高阻燃级别的通信线缆，如冗余型数据中心的通信线缆建议按照容错型数据中心的要求来选择阻燃级别。作为政府机构、金融机构等承载业务范围涉及到国计民生的数据中心，网络中断不仅会带来重大财产损失，同时也可能造成极坏的社会影响。其数据中心通信线缆的选择推荐高阻燃级别的CMP/OFNP或IEC60332-3B等护套线缆，当数据中心配备有多套灾备方案时，通信线缆也可采用阻燃级别CMR/OFNR或IEC60332-2C的护套线缆。互联网行业无疑对数据中心建设的需求是最迫切的，网络中断给企业带来的损失无疑是巨大的。IDC（互联网数据中心）通信线缆推荐选用高阻燃级别的CMP/OFNP或IEC60332-3B等护套线缆，IDC建设具有与其他行业数据中心建设不同的特点，根据笔者多年与IDC行业合作的经验得出，用户极大部分数据中心采用了阻燃级别为CMR/OFNR或IEC60332-2C的护套线缆。
3结束语
关键词 绝缘材料；绝缘电阻；兆欧表；直流特性
中图分类号TM757 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）68-0154-01
通信电缆根据不同地段及土质要求埋深不同，一般在1m一下。长时间使用，受温度、湿度、大气压等影响，电缆的绝缘特性就会下降，容易受周围电磁场的影响，产生感应电流影响通信质量。因此需要定期检测电缆的直流特性（绝缘电阻）是否达到规定的技术指标。目前测量绝缘电阻的方法和设备很多，本单位一般使用ZC-7型兆欧表测量电缆的绝缘电阻。
绝缘电阻就是在绝缘材料上加一个直流电压，加电很长时间以后线路上的充电电流、极化电流完全消失后，只剩单纯导电电流下的电阻值。根据这一原理，将绝缘材料两端加一个恒定的直流电压，再将流过绝缘材料内部的导电性电流测量出来，根据欧姆定律即可计算出绝缘电阻值。测量不同的绝缘材料，在加同样恒定的直流电压的情况下，测得的导电性电流也不一样，把导电性电流的变化值换算成绝缘电阻值，点化在电流表的表盘上，这样就得到了一个直读式兆欧表，这个过程就是兆欧表的制作原理。由于固体绝缘材料的自由电子极少，只有在强电场的作用下，自由电子的导电性能才较为明显，导电性电流也才能变大以便测量，因此要求兆欧表的测量输出电压比较高。通信电缆一般使用输出电压为250V和500V的兆欧表。测量电缆全程绝缘电阻时用250V兆欧表，这是因为各通信保安设备放电管的放电电压为380V，如果用500V兆欧表测量，容易因放电管放电而造成测量误差。测量电缆芯线时用500V兆欧表。电力电缆因涉及到人身安全问题，对电缆的绝缘性能要求比较高，一般使用输出电压为1 000V甚至2 500V的兆欧表。通信电缆不能使用这两种兆欧表进行测量，否侧高电压会击穿电缆绝缘层，造成电缆的绝缘性能下降。
万用表的欧姆档也能测量电阻，但不能用来测量电缆的绝缘电阻。因为万用表的最大输出电压只有15V，在低电压下测得的电阻值不能反映高压作用下绝缘材料的绝缘电阻值。因此在实际测量工作中不能用万用表来取代兆欧表。
兆欧表属国家强制检定工作计量器具目录内的仪表，因此测量使用的仪表必须经县级以上人民政府计量行政部门所属或者授权的计量检定机构检定合格，并在检定使用周期内方可使用。兆欧表的检定周期一般为两年。在两年的工作时间内，仪表在使用和存放过程中可能有损坏现象发生，因此在使用前应该对仪表进行如下自检，自检合格后方可使用。
1）开路∞检查：使用前首先清洁仪表端子表面的尘土和污垢，在不接测量导线的情况下，匀速摇动仪表摇把，使其保持每分钟120转左右。指针应指在∞的位置，不得偏离标度线的中心位置±1mm；2）短路零位检查：将兆欧表的线路端钮L与接地端钮E短接，先缓慢摇动摇把，指针是否缓慢回零，并检查指针在移动过程中是否有卡针现象。然后匀速摇动摇把，使其保持每分钟120转左右，指针应指在零刻度线上，不得偏离标度线的中心位置±1mm。
经过以上自检才能保证兆欧表的工作性能是正常的，否则须送相关计量检定部门修理检定后才能使用。使用兆欧表测量电器设备的绝缘电阻时，须在设备不带电的情况下才能进行测量。为此，测量之前须先将电源切断并进行短路接地放电。放电的目的是为了保护人身和设备的安全及获得准确的测量结果。测量通信电缆的绝缘电阻时应断开电缆的终端设备，并将电缆的芯线和金属护套接地放电，以保证测量过程中没有感应电流的干扰。本人去年做过一个小试验，一条地区电缆因长时间受外界恶劣环境影响，电缆的绝缘性能受到严重破坏，芯线的通话质量非常差，线内杂音很大。断开电缆两端的通信设备并将电缆的芯线接地放电后，不到半个小时的时间内，芯线的感应电流很快达到200mA左右。因此，在测量电缆芯线对地绝缘电阻时，先将被测电缆芯线及电缆金属护套接地放电，然后将被测芯线接至兆欧表的线路端钮L上,接地端钮E接电缆的金属护套并接地。测量两线间绝缘电阻时，两条芯线分别接至L端钮和E端钮上。
兆欧表的工作位置为水平，使用时应放置在水平位置，轻拿轻放。因为兆欧表的表头为流比计结构，磕碰容易造成表头转动部分的摩擦误差变大，更甚者会使转动部分的轴尖脱离轴承，造成仪表的损坏不能使用。测量用的导线应绝缘良好，不能使用绞线或者使两线相互交叉使用。测量时应匀速摇动仪表摇把，使其保持每分钟120转左右，切忌忽快忽慢，造成输出电压不稳而带来测量误差。由于绝缘材料受充电电流和吸收电流的影响，绝缘电阻随测量时间的长短而有所差异，一般以大于15s的读书为准。因兆欧表的测量输出电压比较高，在兆欧表没有停止摇动和设备没有对地放电之前，不要用手接触接线端钮，以免触电。兆欧表虽然使用简单，但实际使用过程中不掌握兆欧表的特性及正确的使用方法，往往会使兆欧表损坏或者测得的结果与实际情况不符。一个不正确的数据往往比没有测量还要误事，因此一定要正确的使用兆欧表，保证测量数据的准确可靠。只有得到正确的测量数据，才能保证设备和人生的安全，才能达到测量的目的。
参考文献
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【关键词】 铁路通信光电缆 排迁割接 施工流程 注意事项
随着通信产业的快速发展，我国的铁路通信取得了突破性发展，铁路通信从传统的架空明线升级到GSM无线传输，还有综合数字调度系统。高水平的铁路通信系统为铁路的安全运输提供了信息保障，而通信方式的不断变化带来了大量的通信光电缆替换工程，这时就出现既有光电缆设施与新设光电缆之间的冲突，需要对既有通信光电缆设施进行迁改，这就涉及到对既有光电缆的割接工程。
在铁路通信光电缆割接工程中，无论光电缆的设置方式如何，均采用通信径路走向与铁轨的交越关系来确定割接方式。排迁割接的具体方法有两种：一是先敷设新的光电缆，然后在新敷设光电缆的两端与既有光电缆进行割接。另一种方式是直接将需要排迁的光电缆全部挖出，然后在原光电缆的接头处进行割接，在原有光电缆接头处完成新旧电缆的连接后，将原有的光电缆抬出去，并将新的光电缆敷设入沟内。
一、排迁割接的施工准备
第一，使用探测仪测定排迁割接光电缆的径路，明确割接的长度、具体部位，做好割接准备。比如说，当新敷设光电缆经过新建铁路轨道时，应采用交越割接的方式，将割接的光电缆以直埋的方式敷设到铁路轨道的施工动土层以下，这样可以有效避免光电缆割接对新建铁路轨道产生路基震压等影响。
第二，确定割接位置后，使用光电缆探测仪检测既有电缆的接头位置，接头一般会留有一段光电缆，这样在割接工程竣工验收时就能很快找到接头位置。同时，这种方式还能有效减少接头数，为后续施工提供便利。
第三，确定新敷设光电缆的长度。根据本次割接工程的实际情况对新光电缆进行特性测试，确保其各项特性均满足敷设的要求。
第四，仔细检查既有光电缆各处回线的应用情况，并做好记录，作为后期施工过程中的回线状态对比资料，从而确保割接工程的顺利进行，确保施工的安全性。
二、施工流程
铁路通信光电缆排迁割接可以分成六个步骤：第一，核对新敷设光电缆的芯线。第二，在施工现场与机房之间架设一道通信专线，保证施工现场与机房的信息交流的顺畅，为安全施工、稳定施工提供保障。第三，关闭所有的通信设备电源。光电缆的排迁割接中，关闭所有通信设备的电源有助于保障施工人员的人身安全。第四，在接续前先进行复联，这样可以保证闭塞电话和行车电话通信的畅通。第五，排迁割接过程中，机房人员对割接完成的每一条回线都进行仔细的状态试验，若是发现问题，立即通知施工现场寻找原因，确认该光电缆排迁割接的接头是否完好无损，消除故障后方可对接头进行封头。第六，接头工作做好后马上将光电缆放入沟槽中，然后对接头进行防腐处理，最后回填接头坑。
三、注意事项
通信光电缆排迁割接工程比较复杂，施工质量要求高，且施工中危险源多，一个处理不当就可能带来施工事故。所以说，必须抓准通信光电缆排迁割接的施工注意要点，保证高质、高效完成铁路通信光电缆的割接工作。
3.1 接头位置的合理设置
在设计规划阶段，必须根据割接工程的实际情况确定接头位置，尽量减少接头数量。接头位置的确定应综合考虑各方面因素，在涵洞、路口、大桥等受压较大的路段不宜设置接头位置，若通信光电缆中有电缆井，可以将接头设置在该处，这有利于做好接头的维护工作。为了今后接头维护的便利，应在接头处预留出2-3m的电缆，电缆将接头盘绕起来，使得接头能固定在其既定位置。
3.2 技术要求的落实
首先要保证工程中所使用的主材和辅材的质量均符合设计要求，不得采购价格低的劣质材料。选择信誉好的正规厂家，购买与设计方案配套的缆线、附件等材料，信誉好的正规厂家还能为施工单位提供优质的售后工作。其次，采用人工敷设方式时，应严格控制敷设的节奏，不得出现忽慢忽快现象，应边放边拉，避免出现缆线的拧动和背扣现象。采用机械敷设时，为敷设机械配合合适的牵引工具，控制牵引的力度，派遣专人观测缆线的敷设过程，保护缆线。再次，敷设时，光电缆的弯曲半径应大于规定值，沟槽底部不得出现地形的突变或突然弯曲现象，避免电缆在打弯和回填时受损，影响其使用寿命。最后，在一般的地段上，光电缆的埋设深度应≥0.8m，当遇到松软土层、农田、新建铁路、新建车站等地段时，应尽量加深埋设深度，并做好光电缆的安全防护工作，用标桩等在埋设光电缆的路段做出标识。
3.3 缆线保护工作
施工过程中，必须重视对缆线的保护，不得因一些人为因素造成缆线的破损，影响其使用寿命。目前在铁路通信光电缆排迁割接工程中常见的保护方式是：（1）过道保护。当出现铁路路基等不可挖掘的路段时，可以采用过道防护方式顶进或挖埋钢管保护光电缆。（2）电缆沟防护。当遇到易动土层时，可以采用穿钢管、电缆槽等方式来保护缆线。在不易开挖处，再额外添加一层水泥包封，保护缆线。（3）落差保护。当光电缆敷设路段存在明显的地势高低变化时，这是就需要采取落差保护措施保护缆线不受损坏。若是落差较大，应砌一层石质护坡；若落差较小，可以采用多层夯实的方式保护缆线，将大块的石头砌在容易发生洪水冲刷位置电缆沟的两端。（4）引上/下保护。在光电缆从电缆沟中进入到建筑物或是引出建筑物时，应对暴露在地面上的缆线做好防护工作，通常采用钢管和电杆来保护地面上的光缆，同时还要注意钢管和电杆的固定工作。
四、结束语
随着通信技术的快速发展，铁路通信光电缆排迁割接工程越来越多，而施工要求也越来越高。为保证高质量施工，必须优化设计方案，采用先进技术、机械设备和高质量的材料保证工程质量，提高缆线的使用寿命，保证铁路通信的稳定顺畅。
参 考 文 献
【关键词】 无线通信 泄漏电缆 天线 越区切换
1 概述
目前，中国各个城市都进入了高速发展的进程中，地铁建设也迎来了全面开花的建设，各个省会城市都在争先恐后的开始进行地铁和轻轨的规划、建设、扩建。由于地下轨道和高架轨道的成本差异以及多方面的考虑，大部分城市的地铁格局都采用了市区地下隧道连接市郊地面高架轨道的方式。要保持在列车全程行驶中，通信信号的连接流畅和平滑切换，对列车的通信控制系统提出了更高的要求。
2 越区切换
切换是指在蜂窝系统中，移动台从一个基站或者信道切换到另外一个基站或者信道的全过程，这个过程也称之为自动链路转移。切换过程中，不仅仅要识别新的基站，还要进行话音与信号信令的重新分配。要保证切换的平滑顺畅，切换的全过程需要保证在用户不被察觉的前提下进行。切换的目的主要是：（1）保证用户的通话质量；（2）平衡各个小区之间的话务量。
3 在出现故障的情况下进行转移
越区切换通常发生在移动台从一个基站覆盖小区进入到另一个基站覆盖小区的情况下，为了保持通信的连续性，将移动台与当前基站之间的链路转移到移动台与新基站之问的链路。切换发生的门限值是在系统安装时进行初调的，且初始参数设置取决于系统性能要求，不能随意改变。列车在行进过程中，势必不停的重复越区切换的过程，频繁而有规律的越区切换是地铁车载无线通信系统中一个特有的现状。
在分析漏泄无线通信系统越区时，采用具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则：仅允许移动用户在当前基站的信号电平低于规定门限，且新基站的信号强度高于当前基站一个滞后余量时，进行越区切换。以及移动台辅助的越区切换控制策略：每个移动台监测从周围漏缆基站中接受到的信号能量，包括功率、距离和话音质量，这三个指标决定切换的门限。并将这些检测数据报告给旧基站进行计算且与切换门限值进行比较，然后再决定何时进行越区切换以及切换到哪一个基站。
因此，选用四个门限电平值[1]：A1，A2，B1，B2。移动台在空闲状态的时候，接收到的本基站信号低于可用电平值A1，而相邻的基站此时的信号高于本基站信号的值大于预定电平值A2，移动台可以进行重选基站；如果移动台处在通话状态中，接收到的本基站电平值低于可用电平B1，此时相邻基站的信号高于本基站信号的值大于预定值B2，移动台会立即进行重选。这种切换，是为了使移动台在通话过程中，尽量减少不必要的切换次数，信号仍然可用的时候，减少切换次数，尽量保持在原基站中。
3 隧道内的漏缆连接方式
在隧道环境中，多种因素都可能产生快速衰落，而泄漏电缆是最常规的选择，泄漏电缆的铺设方式和型号选择关系着列车行进过程中信号的稳定程度；而切换区域的设置和泄漏电缆的尾端连接方式越区切换的效果影响很大，直接关系到无线网络的服务质量。地面轨道如果也全程铺设泄漏电缆，无疑增加了建设成本，而全向天线容易遇到信号门限问题，无疑成为了一个两难的选择。即使选择全程漏缆覆盖，车站站厅部分多采用功分器、耦合器加全向小天线的方式作场强覆盖，用户势必需要在移动的列车和站厅天线之间切换，因此行进过程中会遇到多种复杂的状况。
而地铁移动通信系统还有一个特点是全部在地下，而且大部分在隧道里面。在隧道内部，列车在高速运行的过程中，如何进行平滑的越区切换就成为了一个重要的问题。由于地铁隧道区间是链状覆盖网，一般基站频率复用都采用隔站复用，因此列车行进方向的切换（本小区与邻小区）位于区间中部，而此时列车的车速也达到最高，同时列车又是金属外壳[2]。此外，普通的移动网络不同地方是，地铁交通沿线（无论的地上还是地下）小区的重叠区域比较单一，在同一个地理位置上通常不会存在两个以上的小区覆盖，这无形中又给切换带来了困难。
一般情况下，地铁无线通信进行正常切换需要6S，如果要进行越区切换需要计算的时间应该是2倍，因此为12S，这是为了保证一次切换不成功立即进行第二次切换[3]。所以漏泄无线通信一般选取下列隧道内越区切换参数：
（1）启动越区切换时候进行测算的门限值应当高于接受的移动台灵敏值10～15dB；
（2）本小区与切换对象小区信号质量相差：5～10dB；
（3）本小区与相邻小区信号质量单次计算总时间：5～10s。
由于地铁隧道是一个封闭的地下圆柱形空间，隧道效应使高频信号衰减很快，为了保证隧道内的信号均匀分布，隧道内都使用漏泄同轴电缆（LCX）。保证在隧道内漏泄无线信号的顺利切换的一个有效手段就是正确设计场强的覆盖，也就是要从以下两方面考虑选用系统及设备的参数[4]。
（1）合理设置越区切换区域以保证98%以上区域各信号的最弱电平为-85dB，也就是说保证移动通信可通率大于等于98%；
（2）隧道区间中点的漏泄电缆尾端联通，使两边基站来的信号尽量形成较多的重叠区[5]。
因此在施工中，隧道内采用泄漏电缆直通进行覆盖，在基站切换点泄漏电缆加装终端负载，两泄漏电缆间距很小，一般约为0.5m[6]。
4 天线的信号覆盖方式
地铁内的无线信号分为公网和专网两个部分。
拿南京地铁举例，专网信号使用的是800m信号频段，以区别于公网无线频段。专网的终端设备包括车辆上安装的车载无线台，各个车站控制室安装的固定无线台，以及工作人员手持无线台。车辆在隧道中，通过铺设无线漏缆进行信号覆盖，在泄漏电缆无法覆盖的区域，则加装定向天线来进行覆盖。
因此，列车进出隧道的区域，隧道内的信号与地面信号进行越区切换，因为需要一个足够的重叠区域才能保证车载移动台不掉话。一般选择在隧道口加装一个定向天线，将隧道内的信号向外辐射一段区域。一般情况下，信号切换需要6～12s，当列车运行速度为80km/h时，12秒内将行进267m，因此需要267m的覆盖区域。[7]
而专网无线集群通信，更多的直接在地面轨道两边继续铺设泄漏电缆来进行无线信号覆盖，这样虽然在成本上有所上升，却减少了越区切换的次数，加强了通话的稳定性。
此外在站厅一般还需要用全向小天线进行信号覆盖。车站控制室的固定台一般会直接外接一个专网天线，站台层与站厅层按照信号覆盖区域进行信号覆盖。
公网系统还需要在各个出入口通道内加装公网天线进行信号覆盖。
5 结语
地铁交通的现状主要以地下线路为主。结合现在各个城市的地铁轨道辐射线路，更多的城市地铁采用了市中心地下隧道，向市郊延伸时采用高架地面轨道的方式。因此隧道内泄漏无线通信以及地面天线无线信号覆盖成为无线通信系统中一个重要的命题。越区切换的质量将直接影响到列车的安全运行以及乘客的乘坐体验。地形的多样性对无线系统通信的施工提出了更高的要求，在实际中应该综合考虑各种情况，以信号的稳定安全为首先，实现通信系统的高效、安全、稳定。
参考文献：
[1]薛伟，刘晓娟.地铁隧道间漏泄无线通信越区切换问题的研究[J].铁道标准设计，2009（6）：116-126
[2]李栋，丁国鹏.隧道内移动通信越区切换区域设置方案的比较研究[J].铁道工程学报，2007（11）：56-58.
[3]龚小聪.地铁移动通信系统切换设计思考[J].都市快轨交通，2006（1）：91-93.
[4]周杭.地铁民用无线通信系统切换分析和解决对策[J].现代城市轨道交通，2008（2）：18-20.
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中天日立射频电缆有限公司漏泄同轴电缆的成功研发及使用，将大大降低在隧道及大型建筑物内无线网络建设的成本，从而推动我国通信产业的进一步发展。
移动通信产业的发展，反映出人们日常生活中对无线通信需求在不断的增加.移动用户的需求是：随时随地都能使用高质量的移动通信;同时，随着我国轨道交通、隧道、建筑大楼和大型、复杂的场馆建筑内无线网络的快速发展，漏泄同轴电缆因保证了信号覆盖的不间断，需求量大幅上升。
为了适应通信产业发展的需要，漏泄同轴电缆应运而生，成为3G产业发展不可缺少的一种产品。漏泄同轴电缆主要用于一般通信天线难以发挥作用的领域，特别是在移动通信系统分立天线无法提供足够的信号覆盖的区域。
漏泄同轴电缆所要达到的功能就是在其经过的路线的任何一点实现三个功能：a)传输电磁波；b)向外发射电磁波；c)接收外面特定的电磁波。
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坐落于江苏南通国家级经济技术开发区的中天日立射频电缆有限公司，成立于2004年12月，一期投资1500万美元，系中天科技股份有限公司、日立电线株式会社与南京邮电大学合资创办，是一家致力于移动通信用射频同轴电缆及配套附件开发、生产的专业公司。
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依托中天科技的品牌知名度、南京邮电大学雄厚的科研背景和日立电线株式会社40多年的线缆制作经验，同时聘请国内外资深射频电缆专家加盟，这些专家在通信行业工作平均时间在25年以上，拥有十分丰富的专业研发、制造、管理经验，这一切为中天日立射频电缆有限公司积累了创新推动发展的软实力。因此，该公司在新品研发、生产、检测、管理、市场开拓等具有过硬的综合实力，具备耦合型和辐射型两种类型漏泄电缆的研发、生产能力。
该物理发泡聚乙烯绝缘漏泄电缆采用全新的工艺，采用全新的发泡、氩弧焊、轧纹和纵包开槽设备，切削一组合适的外导体槽孔，使电缆周围沿信号传输方向具有强度相对均匀的射频信号，实现信号在分立天线盲区的长距离输送，满足无线宽带的需求。
焦炉四大车的通信方式大多采用无线或感应无线的通信方式。在感应无线的通信方式中,编码电缆既作为位置检测使用,又作为数据通信使用。将编码电缆应用在移动机车的定位上是相当成功的,但将其应用在数据通信上,其缺点是明显的。首先感应无线通信的工作频率较低(100kHz左右),容易受到电气干扰;其次其通信环路过长,设备复杂,稳定性较差,成本高。近年来,无线电通信技术飞速发展,已由过去的模拟方式发展到现在的数字方式,其特点是硬件设备简单、通信速度快、通信误码率低。因此采用无线数据通信技术解决焦炉四大车的通信问题是未来的发展方向。
1.1通信技术
(1)扩频通信基本原理扩频通信,即扩展频谱通信(Spread SpectrumCommunication),它与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列:Spread Sequence)调制,实现频谱扩展后再传输;接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理,恢复原始信息数据。(2)扩频通信的理论基础扩频通信的可行性,是从信息论和抗干扰理论的基本公式中引伸而来的。扩展频谱换取信噪比要求的降低,正是扩频通信的重要特点,并由此为扩频通信的应用奠定了基础。总之,我们用信息带宽的10 0倍,甚至10 0 0倍以上的宽带信号来传输信息,就是为了提高通信的抗干扰能力,即在强干扰条件下保证可靠安全地通信。这就是扩展频谱通信的基本思想和理论依据。
2 位置检测的基本原理
2.1编码电缆的结构
编码电缆由电缆芯线、模芯和电缆护套构成。芯线有两种,即基准线(R线)和地址线(G0线—G9线)。基准线R在整个电缆段中不交叉,地址线是按格雷码的编码规律来编制的,G0每隔2P交叉一次,G1每隔4P交叉一次,G2每隔8P交叉一次,以此类推,G9在整个电缆段中只交叉一次,P为依靠电缆本身能识别的最小长度。
2.2位置检测的基本原理
图1为编码电缆位置检测原理示意图。移动机车上安装一个天线箱(发射天线),天线箱距离扁平电缆10 ~30 c m,天线箱发射的高频信号通过电磁感应被地面的编码电缆接收,R线为平行敷设的一对线,接收到的信号作为基准信号,G0 ~ G9在不同的位置有不同的交叉点,其接收到的信号在经过偶数个交叉后,相位与基准信号相同,在经过奇数个交叉点后,相位与基准信号的相位相反,若规定同相位时地址为“0”,反相位时地址为“1”,则在编码电缆的某一位置得到唯一10位的地址编码,此对应与机车的一个地址。例如图中G0~G9的地址码为:001…1。位置检测单元将地址码转换成十进制的米数,即可检测出机车离编码电缆始端的距离,从而得到机车的位置。
3 感应无线定位和通信系统
数据通信受到变频调速器谐波干扰,变频器工作时,作为一个强大的干扰源,其干扰途径一般分为辐射、传导、电磁耦合、二次辐射和边传导边辐射等,谐波的频率为几十千赫兹到几百千赫兹。主要途径如图2所示。从图2可以看出,变频器产生的辐射干扰对周围的无线电接收设备产生强烈的影响。下面介绍感应无线通信系统中数据通信和地址检测的模式,并说明变频调速器对感应无线通信干扰的原因。
3.1数据通信的模式
感应无线通信的工作频率为:地面站:79kHz,车载站:49k Hz,这个频率正好在变频调速器的谐波范围,于是产生了同频干扰。数据通信的流程如图3所示。由于地面站的数据是通过编码电缆发射的,而编码电缆是单线圈结构,发射效率较低,要保证车上的接收质量,必须提高车上接收的灵敏度,因此车上的接收天线是多线圈的,并配有信号放大器,因此灵敏度较高,在接收地面站信号时也很容易接收到变频器的谐波,造成同频干扰。车上接收到错误的数据后就不能往地面站回发数据,只能等待接收下一帧数据。若干扰仍存在,通信就中断了。为了消除变频调速器的谐波干扰,常采用如下两种方法。(1)增加一个参数一样的接收线圈。采用放大器差分输入(减法器)的办法来消除干扰,但同时也把有用的信号差分掉了,为了防止有用信号被差分(相减)掉,这两个线圈必须保持一定的距离。这样它们接收到的干扰信号就不相等了,因此,用差分相减的办法不能完全消除变频调速器的谐波干扰。(2)采用无线扩频通信技术。其工作频率2.4GHz,避开了变频调速器谐波干扰,是一种彻底解决变频调速器的谐波对数据通信干扰的办法。本系统采用的就是无线扩频通讯技术。
3.2地址检测模式
感应无线通信系统中,编码电缆既用作地址检测,又用作数据通信,因此地址检测和数据通信只能分时进行,地址检测建立在数据通信之上。即在一个通信同期内,有一段时间用于车上调制器发送载波,以便地面站检测地址,如图4所示。由于变频调速器的干扰,车载站接收到错误的数据后不能回发数据,也就不能发送载波(用于地址检测)了,因此地址检测便不能实现。
3.3变频调速器的谐波对感应无线数据通信干扰
编码电缆既用作地址检测,又用作数据通信,通过编码电缆和车上天线箱的电磁感应实现车载站和地面站的数据交换。近年来,变频调速器在工业控制中得到了广泛的应用。但它工作时频率丰富的谐波对周围的设备带来了严重的干扰。其严重后果有:(1)影响无线电设备的正常接受;(2)影响周围机器设备的正常工作,使它们因接受错误的信号而产生错误动作。所以数据通信应采用抗干扰能力强,尤其是抗变频调速器谐波干扰的通信技术。
【关键词】通信设施;防雷措施;降低危害
随着通信建设速度的加快，先进通信设备在通信网的大规模应用，单一的防护体系已不能满足现代通信网络安全的要求，防护体系已从单一防护体系转为多级防护，多级防护包括防直击雷、防感应雷电、防地电位反击引起的瞬间过电压影响等多方面的防护，应根据数字程控、数字微波、VHF、光电传输、交直流电源等所有微电子设备的不同功能、不同受保护程度确定防护要点和保护等级。根据雷电引起瞬间过电压的危害的可能侵入的通道，从电源线到数据通信线路都应该做到多级保护。为此我们应采取的防范原则是“整体防御、综合治理、多重保护”，力争将其产生的危害降低到最低点。
一、通信设施的防雷措施
通常来说，避免建筑物及设备遭受雷击的方式大致有四种：①疏导，即将雷云中的电荷通过引线疏导至大地，避免直接雷击或感应雷击电流流经建筑物或通信设备，从而使建筑物或通信设备免受雷击。②隔离，即将雷电所产生的过电压和被保护物隔离开来从而避免雷击。③等位，即将铁塔地、天馈线地、设备工作地、建筑物的公共地等置于等电位上。④中和，即释放出异性电荷和雷云中的电荷进行中和，从而阻止雷电的形成。根据以上的四种避雷方法，具体到一个通信工程的防雷电过电压来说，其主要的措施有以下几种方法。
1.外部防护
外部防护主要采用避雷针（避雷网、避雷线和避雷带）和接地装置（接地线、地极）来加以防护。其保护原理是：当雷云放电接近地面时，它使地面的电场发生畸变，在避雷针（避雷线）顶部形成局部电场强度畸变，以影响雷电先导入电的发展方向，引导雷电向避雷针（避雷线）放电，再通过接地引下线、接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物免受雷击，这是人们长期实践证明的防直击雷的有效方法。然而，被动放电式避雷针存在反应速度差、保护的范围小以及导通量小等不足。根据现代通信发展的要求，避雷针应选择提前放电主动式的防雷装置，并且应该从30o、45o、60o等不同角度考虑，以做到对各种雷击的防护，增大保护范围，增加导通量。建筑物的所有外露金属构件（管道）都应与防雷网（避雷线或避雷带）连接良好。
2.内部防护
首先是电源部分的防护，因为线路是雷电侵入的主要通道之一。对于高压部分，供电部门有专用的高压避雷装置，而线对线的过压则无法控制。因此，对380V低压线路应进行过电压保护，按国家规范要求应分为3部分：建议在高压变压器后端到通信局（站）配电机房总配电盘的电缆内芯线两端对地加装避雷器，作为一级保护;在楼宇总配电盘至楼层配电箱间电缆内芯线两端对地加装避雷器，作为二级保护;在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端对地加装避雷器，作为三级保护。目的是用分流（限流）技术将雷电过电压（脉冲）能量分流疏导至大地，从而达到保护的目的。分流（限流）技术中采用的防护器的质量、性能的好坏将直接影响防护的效果，因此应选择合格优良的避雷装置。
其次是信号部分的防护，这需要根据通信设备的对雷电的敏感度来确定。建议在所有信息系统进入楼宇的电缆内芯线端时，应对地加装避雷器，电缆中的空线应接地，并做好屏蔽接地。
通信局站内的E1线、网线不应架空走线，特别是移动基站到传输设备的E1线，以及数据通信设备的网线。E1线、网线是室内信号互连线，正常情况下不应架空出户走线。如果由于实际条件出现E1线、网线出户走线的情况，此时应按进局电缆的要求进行E1线、网线的防雷保护，可以采用以下措施来预防雷击的损坏：
（1）信号电缆宜穿金属管从地下入局，金属管两端接地，信号电缆进入室内后应在设备的对应接口处加装信号避雷器保护，信号避雷器的保护接地线应尽量短。
（2）如果因条件限制，室外电缆无法从地下走线，信号电缆宜穿金属软管进行屏蔽，金属软管的两端应可靠接地，在机房内可连接到机房保护接地排。电缆进入室内后在设备的对应接口处应加装信号避雷器保护，信号避雷器的保护接地线应尽量短。
（3）室外电缆采用具有金属外护套的电缆，金属外护套的两端应可靠接地，在机房内可连接到机房保护接地排。电缆进入室内后在设备的对应接口处应加装信号避雷器保护，信号避雷器的保护接地线应尽量短。
（4）出入局站的信号电缆，电缆内的空线对在机房内宜做保护接地。例如：室外引入的E1总电缆内两对同轴线只用了一对，则另一对E1电缆的芯线和屏蔽层可在室内汇接到一块小金属板上，再由小金属板接出一根接地线到机房的保护接地排。
图1 地网间多点连接示意图
最后是接地处理，接地系统把雷电流引入大地，从而达到保护设备和人身安全的目的。一般建筑物的接地系统有建筑物地网（与法拉第网相接）、电源地（要求地阻
二、结语
总之，防雷接地对通信设备来说是一个永恒的话题，接地系统的正确与否直接关系到通信设备和人身的安全。根据国际、国内相关技术的发展以及国际、国家和信息产业部的有关设计规范，可以明确以下几点。
1.通信局（站）必须按规范建立在联合接地系统、均压等电位分区保护的基础上。
2.无论是通信大楼，还是通信设施，都必须采用层层防护的原则。
3.防雷装置的接地电阻应符合《建筑物防雷接地规范》与通信行业防雷接地标准。根据各通信机房、基站等所处的环境，应从电缆引入开始安装多级保护器。
[关键词]电力、通信综合管沟设计方法特殊节点附属工程
中图分类号：F407.61文献标识码： A
工程概述
秦皇大道是沣西新城区内南北向的重要交通通道，向南可与西宝高速公路新线连接，并可延伸至科技六路，向北与西宝高速公路连接，并可通向咸阳主城区。道路长度4296.218米，红线宽150米，等级为城市主干路I级，并沿线与西宝高速、东西向设置的绿色长廊相交。该条路承担的交通、管线通道的作用重大,同时有较高的景观要求。根据各专业管线规划,秦皇大道敷设的管线均为主干管道。
2电力、通信综合管沟设计
2.1平面设计
根据管线综合设计,秦皇大道电力、通信综合管沟分别位于位于道路东西两侧人行道下,其平面线形基本与道路一致, 平行于道路红线,同时考虑与绿廊桥梁、西宝高速相交规划道路的平面位置相协调。
2.2纵断面设计
秦皇大道电力、通信综合管沟纵坡大部分与秦皇大道的纵断面一致，但必须满足电力管沟纵坡不小于0.5%。在与雨污水支管等相交时,电力、通信综合管沟从其管顶穿过，在与西宝高速相交时，根据中华人民共和国行业标准《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)3.0.19强制性条文条要求,电力通信管沟位于挡墙、下穿箱涵以外绿化带下。综合管沟纵坡不宜太大,应满足各相关规范的要求。《电力工程电缆设计规范》 ( GB 50217 —2007) 第 5. 5. 8 条规定:“高落差地段的电缆隧道中,通道不宜呈阶梯状,且纵向坡度不宜大于15°……”,同时考虑到方便安装人员在管沟内搬运管件,本工程在绿廊范围，将电力、通信综合管沟管沟最大坡度定为 26%，略高于规范，但在综合管沟地板设有防滑踏步。为满足电力、电信管沟内地面排水需要,管沟纵坡不小于 0. 5 %。管沟埋深不宜太大,沟顶覆土能够满足道路人行道结构层即可,秦皇大道电力、电信标准段覆土厚度控制在0.13m。
2.3横断面设计
横断面设计原则在满足使用功能的前提下,力求经济合理。
《城市工程管线综合规划规范》( GB 50289-98) 第2. 3. 3 条规定: “……电信电缆管线与高压输电电缆管线必须分开设置 ……”秦皇大道电力电缆包括110 kV 输电电缆,基于上述规范规定,电力、电信采用分仓式（双室）的断面形式,电力电缆单独布置,通信管道设于另一室。综合管沟内管线之间的距离、管线与管沟内壁、顶板及底板之间的距离以及管沟内人形通道宽度应考虑管道安装和检修的需要,必须满足相关规范的规定。《电力工程电缆设计规范》( GB 50217 —2007) 第5. 5 节对电缆沟内各种布置尺寸做了相应规定) ,同时还需为管线扩容预留适当的空间。综合考虑上述因素后,确定秦皇大道电力、通信综合管沟净断面尺寸为: 西侧分仓式电力、通信综合管沟采用2.7×1.8米钢筋砼结构，其中电力室为1. 5 m ×1. 8 m，通信室为1. 0 m ×1. 8 m，壁厚200mm。东侧由于无110KV电缆敷设，电力、通信共沟，采用1.4×1.8米砖砌体结构，壁厚490mm。为防止电力电缆对通信光缆造成影响，通信光缆支架设有阻燃的玻璃钢桥架。电力、通信综合管沟均为通行防水地沟，用于敷设110KV、10KV电力电缆及通信电缆。其中西侧管沟可分别敷设18回10KV电缆、4回110KV电力电缆；东侧管沟可敷设15回10KV电力电缆。
2.4特殊节点设计
2.4.1电力、通信综合管沟交叉节点设计
2.4.1.1为避免管线施工对车行道的反复开挖，在秦皇大道与其他道路相交路口处设分仓式电力、通信综合管沟，以实现秦皇大道电力、通信综合管沟内管线与相交道路上相应管线的衔接。同时为满足道路沿线两侧地块对市政配套管线的需求，在秦皇大道综合管沟上每隔200m左右设横向过街管穿过绿化带，以向道路两侧地块接入市政配套管线。主沟与主沟为“十字”型交叉，通过“四通出线、进线井”衔接。
出线、进线井为两层结构，秦皇大道主沟位于一层，相交道路主沟与地下一层相接。在一层底板上开设材料设备吊装孔兼作人孔，二层综合管沟内管线通过穿越一层底板进行衔接。在四通出线井处，管沟需加宽以满足各管线穿越底板的需要。这种设计使得井内电力电缆、通信光缆在井内既避免了互相干扰，又能使管线穿越想穿越的任何一个方向，大大满足了运营商的要求。四通出线井设计要遵循经济适用的原则，各种尺寸不宜过大，能够满足安装要求即可。
2.4.1.2设计三通井
沿道路每相隔200~300米设计有A型三通井、B型三通井、C型三通井。其中 A型三通井为道路横向电力电缆出线，为两层钢筋砼结构，电信走上层，电力电缆从隔板穿下走下层。B型三通井为道路横向通信光缆出线。C型三通井为共沟道路横向电力电缆、通信光缆出线。
2.4.2电力、通信综合管沟过道路交叉口节点处设计
由于道路交口处各种管线纵横交叉，埋深较为复杂。如果设计为排管，虽然避开其他管线容易，但散热不好，以后的穿线、检修困难。故本次电力、通信综合管沟在道路交叉口处设计为钢筋砼管涵，管涵顶覆土必须满足道路机动车道下结构层的厚度，设计为600mm.另外由于道路机动车道动荷载很大，在管涵靠近顶板处设有搭板，防止对路面造成不均匀沉降。
2.4.3电力通信管沟穿西宝高速
西宝高速公路是全国“两纵两横”公路主骨架G045连云港——霍尔果斯国道主干线的重要组成部分，车流量较大，施工对其造成的影响很大，考虑到以后电力电缆及通信电缆增容的可能性，故道路东西两侧均采用3.3m×1.8m的分仓式钢筋砼结构。
2.5电力、通信综合管沟防水
砖砌体管沟内采用1：2水泥砂浆（掺加3%防水粉）抹面，20mm厚。钢筋砼电力、通信综合管沟、人孔井外防水采用丙烯酸高分子防水涂料进行防水处理，做法参见《地沟及盖板》（02J331）第85页42节点。
2.6支架设计
道路西边，通信仓单侧支架，支架间距0.8米，电力仓双侧支架，支架间距1.0米，支架在沟内双侧交错布置。道路东边电力、通信仓支架间距分别为1.0米、1.5米。为防止支架被盗，本次设计电力、通信综合管沟支架均为复合材料的高强玻璃钢支架。
3设计探讨
(1) 电力、通信综合管沟作为电力电缆、通信光缆的载体,管沟标准段、出线井及下料口尺寸应满足各种管线的安装要求,各种管线的布置应尽量减少对管线运行的不利影响。高压电缆线由于直径较大，需要的转弯半径较大，因此尽量使各种井尺寸满足电力电缆的要求。
(2) 电力、通信综合管沟一旦建成,就不宜再在其主体结构上凿洞,因此,设计前应充分研究规划,分析沿线区域的发展情况,尽量合理地确定预留支沟(或接出管线) 的位置,避免重复建设，特别在穿越高速、桥梁等特殊地段。
(3) 在竖向设计中应处理好电力、通信综合管沟与相交重力流管线的矛盾,优先考虑重力流管线的敷设要求。
参考文献 1 《电力工程电缆设计规范》（GB 50217 —2007） 2 《城市工程管线综合规划规范》（GB 50289 —98）3《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）
关键词：SDLC协议；RS 485；通信控制器；工作方式；通信故障
中图分类号：TP274 文献标识码：B 文章编号：1004－373X(2009)04－152－03
Design of Synchronous RS 485 Bus Controller Based on SDLC Protocol
LI Guoping,CHENG Long,CHAI Bo
(Micro－electronics Technology Institute,Xi′an,710075,China)
Abstract：The design thoughts of RS 485 communication controller based on SDLC,SDLC protocol and RS 485 protocol are introduced.The problems of working methods used in the process of RS 485 are needed to pay attention.Most of its means of communication is half－duplex communications,data transmission bus to resolve their conflict,that is communication failures,became key and focus ofimproving their reliability.How to avoid communication fault of RS 485 is analysed.
Keywords：SDLC protocol;RS 485;communication controller;working method;communication fault
在分布式系统中，多机相互通信是比较常见的一种方式，而通信的关键不仅是能够传输数据,更重要的是能够准确传输,并且能自动检错和用一定的方式来纠正，尤其在现在研发的导弹系统中，高可靠性与数据传输的高效性是导弹系统必备的条件。RS 485标准作为一种多点、差分数据传输的电气规范，其接口大多连接成半双工通信方式,他所具有的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度和可靠性,是其他标准无法比拟的，因而多次被用在现代武器装备系统中。这里介绍的基于SDLC协议的同步RS 485总线通信控制器的实现，即是某武器装备上的一个重要单元。
1 SDLC协议和RS 485总线协议介绍
1.1 SDLC协议简介
同步数据链路控制(SDLC)是19世纪70年代IBM公司开发的传输协议，它取代了二进制同步(BSC)协议。SDLC等价于网络通信中的开放系统互连(OSI)模型的第二层。这一层协议保证数据单元从一个网络端点成功到达下一个，流到正确位置。
SDLC使用通信初级站－次级站模型。在IBM大型机网络中，主机通常是初级站和工作站，其他设备为次级站，各个次级站有自身的地址。多个设备或次级站使用多点排列连接到一条公共线。SDLC也可用于点到点通信，它主要用在宽域网(WAN)的远程通信。
SDLC是国际标准化组织(ISO)的标准数据链协议高层次数据链控制(HDLC)的基础。它成为IBM的系统网络结构(SNA)和系统应用结构(ASS)的一部分，现在仍然广泛应用于大型机数据链控制中。
1.2 RS 485总线协议简介
电子工业协会EIA于1983 年制订并RS 485 标准，并经TIA通信工业协会修订后命名为TIA/EIA－485－A，习惯地称之为RS 485。RS 485是为弥补RS 232通信距离短、速率低等缺点而产生的。其只规定了平衡驱动器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议。因而在当时看来是一种相对经济，具有相当高噪声抑制，相对高的传输速率，传输距离远和宽的通信平台。
RS 485接口大多连接成半双工通信方式，其主要特点有:平衡差分传输,多点通信; 双绞线传输。理想情况下最大输入电流为0.18~110 mA(-7~+12 V)；最大总线负载为32 个单位负载(UL);最大传输速率为10 Mb/s；最大电缆长度为121 912 m(4 000 ft)；差分输入范围为-7~+12 V。
RS 485总线在通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS 485 串行总线标准。RS 485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200 mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 RS 485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路需由使能信号加以控制。RS 485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS 485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
2 设计思想及原理
众所周知，经常接触的网络拓扑结构有星型、环型和总线型3种结构。但是RS 485有其特殊的性能限制了该设计只能采用总线型结构，如图1所示。
在该设计中，采用多站点通信方式，它与一般的通信方式不同，这里采用的是主从结构式，也就是说在这多点通信过程中，只设一个主站，其他都为从站。在通信过程中，从站只能与主站之间进行数据交换，而从站与从站之间要进行数据交换只能通过主站进行中转。每一个站都有他自身的站地址，通信开始所有从站处于接收状态，等待主站的呼叫。当主站以命令包的形式向链路上某一从站发出命令时，所有从站接收命令帧中的站地址信息，并与自己站地址相比较，如果相符，说明主站在呼叫自己，从而接收并解析和执行命令；之后从站应向主站发回应答信息数据后以结束本次通信，否则不予理睬，继续等待接收。在通信结束后，从站继续处于接收状态，等待命令。
3 多站点实现方式
3.1 工作方式
常见的RS 485站点多为2个站点，这里给出多站点下RS 485的工作方式。RS 485多站通信方式一般分为正常模式、监听模式和广播模式。
RS 485多站通信过程中，主站与从站之间进行数据交换，根据通信协议规定，每一个站都有自己的站地址。主站在发送数据时帧头是从站的站地址，在正常模式下，从站只能接受到跟自己地址相匹配的一对一数据，如果跟自己地址不匹配则只能等待，直到等到跟自己地址匹配再开始接收数据。而监听模式则是从站地址为0XFF，不管主站的地址是什么，从站都能收到数据，这也就是所谓的监听。相对于监听来说广播模式则相反，广播模式是主站设置为0XFF，不管从站的地址是什么，从站都能收到主站发过来的数据。
通过以上3种方式，RS 485多站点通信方式的测试具有有效性与合理性。
3.2 工作流程
为了使通信协议简单，通信可靠，在通信系统中常采用“主－从”及“命令－应答”方式。即每次通信工作均由“主站”发出命令帧，由“从站”返回响应帧。在定义通信协议时，还应明确：明确帧的最大长度和最小长度；明确帧是周期或非周期传输；若为周期性，明确发送方周期时间及帧间最大时间间隔。
另外，协议中还需定义通信失败的处理方法，如：本帧通信出错要求重试和重试的次数；重试仍然出错，则采用重新初始化通信接口或切换通信通道；如果上述两点措施后仍然出错，则报告通信故障，停止。为此该系统的工作流程如图2所示。
在测试过程中，通过更改波特率(abaud,bbaud)来测试对主从站的影响。软件实现如下：
void initial485(){ …
*abaud=0x04;//波特率
…
*aaddr=0x43;//站地址
delay2(5);
*amodel=0x06;//FIFO 方式或者RAM方式
…
*bbaud=0x04;
…}
因为在该设计中，RS 485有2路通信，所以A，B通道都要初始化。
4 使用RS 485需注意的问题
在使用RS 485总线过程中，难免有些因素(如可靠性及通信速度)会因为外界条件的不同而受到不同的影响，设计中应该尽量避免这些因素产生不良影响。
4.1 在通信电缆中的信号反射
在通信过程中，有2种信号会导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。这种信号反射的原理与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。要消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通信电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。如图3所示。
从理论上分析，在传输电缆的末端只要跨接了与电缆特性阻抗相匹配的终端电阻，就再也不会出现信号反射现象。但是，在实际应用中，由于传输电缆的特性阻抗与通信波特率等应用环境有关，特性阻抗不可能与终端电阻完全相等，因此或多或少地还会存在信号反射。引起信号反射的另一个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的反射，主要表现在通信线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。信号反射对数据传输的影响，归根结底是因为反射信号触发了接收器输入端的比较器，使接收器收到了错误的信号，导致CRC校验错误或整个数据帧错误。
4.2 在通信电缆中的信号衰减
第二个影响信号传输的因素是信号在电缆的传输过程中会衰减。一条传输电缆可以看作由分布电容、分布电感和电阻联合组成的等效电路。电缆的分布电容C主要是由双绞线的两条平行导线产生。导线的电阻在这里对信号的影响很小，可以忽略不计。信号的损失主要是由于电缆的分布电容和分布电感组成的LC低通滤波器。
4.3 分布电容对RS 485总线传输性能的影响
电缆的分布电容主要由双绞线中两条平行导线产生。另外，导线与地之间也存在分布电容，虽然很小，但在分析时也不能忽视。分布电容对总线传输性能影响的，主要原因是总线上传输的信号是基波信号，信号的表达方式只有“1”和“0”。在特殊字节中，如0x01，信号“0”使得分布电容有足够的充电时间，而信号“1”到来时，由于分布电容中的电荷来不及放电，(Vin+)-(Vin-)还大于200 mV，结果使接收误认为是“0”，而最终导致CRC校验错误，整个数据帧传输错误。
由于总线上的分布影响，导致数据传输错误，从而使整个网络性能降低。解决这个问题有2
种方法：降低数据传输的波特率；使用分布电容小的电缆，提高传输线的质量。
5 结 语
这里主要介绍了基于SDLC协议的同步RS 485总线数据通信控制器的设计思想及使用RS 485需要注意的一些问题。RS 485总线具有实时性好，造价低，可靠性高等特点，因而现在已被普遍应用在工业及军事方面。
参 考 文 献
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作者简介
李果萍 女，硕士研究生。研究方向为计算机控制技术。
