通信电缆范文

时间:2023-02-27 23:08:08

通信电缆

通信电缆范文第1篇

【关键词】光纤电缆 通信电缆 发展 前景

光纤电缆和通信电缆的快速发展,使人们的信息交流和沟通方式发生了巨大变化,让人们体验到了信息化社会带来的诸多便利,进一步提高了人们的生活质量。

一、光纤电缆和通信电缆的发展

(一)网络发展给光纤提出了新的要求

网络技术以惊人的速度向前发展,不但满足了人们获取信息的基本要求,而且网上购物、网络视频、网络会议等诸多网络功能的实现,让人们体会到了信息化的真切内涵。不过,不可否认,网络技术的发展需要光纤技术作支撑,尤其现在网络功能和产品层出不穷,给光纤提出了更新的要求,这种趋势推动了光纤技术向更高水平的方向发展,具体表现在以下几个方面:

经过各国技术人员的攻坚克难,当前光纤信息传输速率有了很大的提升,尤其是单一波长传输已达到了40Gbit/s的容量。这种传输速率的迅速提高,给光纤通信的PMD提出了新的要求。因此,在ITU-TSG15大会上,美国曾对40Gbit/s系统引入了一个专门的光纤类别提议,并希望加强PMD中相关问题的研究力度,或许不久的将来将会诞生一种传输容量为40Gbit/s新型光纤。另外,网络信息传输较为理想的目标是实现骨干传输无中继传输,显然这一目标的实现建立在光纤技术发展的基础之上。当前,波长为1.3μm无色散单模光纤已得到广泛应用,而波长为1.55μm的单模光纤已研究成功,该种信息传输介质具有衰减小的优点,因此更适合大容量、长距离的信息传输,尤其适合在骨干网中使用。另外,理论讲超长波光纤的的传输距离会更远,实现无中继传输,不过其仍处在理论研究阶段。

(二)标准细分推动了光纤的准确应用

在世界电信标准大会上,曾将原来的G.652光纤细分为G.652.C、G.652.8、G.652.A三种类型,并将G.655光纤进一步细分为G.655.B和G.655.A两种类型。这种光纤标准的进一步划分,提高了不同类型、不同应用层次的光纤指标要求,为光纤的合理应用奠定了坚实的基础。同时引入了新的指标概念,更加详细的描述不同类型光纤的性能指标,有利于光纤的准确应用。人们对光纤的细分、光纤指标的进一步完善,对光纤技术的发展具有良好的推动作用。

(三)新型光纤产品不断出现

为了适应信息时代的发展,光纤技术和指标都在不断的提升和完善之中,各大生产企业不断加大对新型光纤产生的研究投入。为此市场上新型光纤不断出现。例如,适合长距离传输信息的光纤产品有:增强纯硅芯超低损耗单模光纤、有负色散大有效面积光纤等。

对城域网而言,无论是结构还是环境都非常复杂,因为它面临着庞大的用户群体,需要具备较强的宽带管理和业务疏导能力。如果传输距离在50~100km范围内,即使不使用光纤放大器也不会出现色散现象,但是为了更好的适应城域网发展要求,引入了密集波分复用技术,运用该技术可以根据不同类型的业务分配不同波长,以此实现光路上业务量的分插与选路。为此,阿尔特与康宁推出了适合城域网的光纤产品TeraLight Metro、Metro CoreTM等。

(四)光缆新结构不断出现

当前,人们要求网络需要有更高的传输速率、能够提供更高的带宽并且安装方便。为了适应网络的发展要求,光缆出现了较多新结构,其发展主要表现在以下几个方面:

新型光缆结构产品有:潜水光缆、微型光缆、海底光缆等,为未来用户驻地的综合布线提供了方便。例如,在智能建筑的管道中能轻松的实现布线。另外,全介质光缆、纳米光缆等不但具有较好的防雷、防电磁性能,而且凭借其外径小、重量轻的优点,被广泛应用在电力通信网中。

二、光纤电缆与通信电缆的发展前景

在科技推动下,网络行业以较高的速度向前发展,尤其全球信息化时代的到来,给网络通信提出了更高的要求。为此,光缆通信应,不断探索新的传输技术,向距离更长、容量更大、速度更高目标迈进。

(一)光孤子通信

首先,注重光孤子通信技术的研究。光孤子实质是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,在光纤中传播时能够相互平衡非线性效益、群速度色散、反常色散区,因此数据信息经过长时间的传输,速度和波形不会发生变化。如在零误码率环境下,信息传播距离将会达到更远的距离。

光孤子的未来发展前景表现在以下几方面:在传输速度方面,注重数据信息的长距离、高速度传输,在融合频域、时域超短脉冲技术的基础上将数据传输容量有现在的10~20Gbit/s,提高到100Gbit/s;在传输距离方面,利用再生、整形、重定时等技术降低ASE滤波,从而使信息传输距离进一步的提高;在高性能掺饵光纤放大器方面,利用相关技术,降低噪声,提高输出质量。目前来看,实现光孤子通信还有很多技术难题需要攻克,不过经过科学工作者的潜心研究,相信在不久的未来光孤子在大容量、高速度、长距离的全光通信中有着广阔的发展空间。

(二)全光网络

全光网是未来高速通信的主要发展方向,是光纤通信发挥到极限的状态。与传统的光网络不同的时,全光网络不管是节点处还是节点间均实现全光化,突破通信的总容量限制,使信息的传输像光一样进行交换和传输。交换机处理数据信息时不再以比特为依据,而是以波长的为依据进行传输过程中的路由选择。

目前,有关全光网络技术研究刚刚起步,尚有很多问题急需解决,因此,全光网络距离实际的应用还有很长一段时间。不过通过对其进行理论性的分析,发现全光网络确实具有较好的发展前景和空间。

三、总结

光纤电缆和通信电缆的发展,推动了我国信息化社会的到来,与之前任何阶段相比,信息的传输堪称是一次惊人的变革。但是随着经济的发展,人们给信息的传输提出了更高的要求,这就需要科研人员,攻坚克难、认真探索,尽早实现光纤电缆和通信电缆的美好前景。

参考文献:

[1]王哲.我国光纤通信的发展现状分析与发展前景[J]. 安阳师范学院学报. 2012(02)

[2]李西林.浅析光纤光缆与通信电缆技术的发展现状[J]. 科技创新导报. 2010(24)

通信电缆范文第2篇

【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

[3]苟彦新,无线电抗干扰通信原理[J].西安:西安电子科技大学出版社,2010

通信电缆范文第3篇

关键词:光纤光缆;通信电缆;发展特点

在当前我国信息技术发展的过程中,光通信技术由于有着传输距离长、容量大、速度快等方面的特点,因此得到了人们的广泛应用,成为当前信息社会发展的重要技术之一。而光线光缆技术和通信电缆技术作为光通信技术中重要的组成部分,对其进行相应的技术开发有着十分重要的意义。

一、光纤技术发展的特点

目前在我国社会发展的过程中,人们已经将光纤技术广泛的应用在信息通信当中,这样不仅满足了人们生活和生产的相关要求,还促进了我国通信行业的发展。而且随着科学技术的不断进步,人们为了使得光纤技术的应用效果可以得到进一步的提升,人们也将许多优化技术应用到了其中。其中光纤技术的发展特点主要表现为以下几点。

(一)网络的发展对光纤提出新的要求

在现代化社会发展的过程中,网络技术已经广泛的应用到各个领域当中,它不但给人们的生活和生产带来了便利,还改变了人们的生活方式。而在通信行业发展的过程中,人们为了促进通信行业的发展建设,也将网络技术和通信技术有机的结合在了一起。

1、扩大单一波长的传输容量

传统的通信技术其自身的单一波长传输容量很小,但是由于网络信息技术的出现,则使得其传输容量得到扩大,现状以及得到了40Gbit/s。而在光纤技术的发展的过程中,人们也在对其传输容量扩大的方法进行研究,这样就进一步的满足了现代化社会发展的相关要求。

2、实现超长距离传输

近年来,人们在对光纤技术进行研究的过程中,人们为了实现其信息通信的超长距离输送,人们也将许多先进的科学技术应用到其中,从而对光纤技术的指标进行相应的完善和改进,从而促进我国通信行业的发展。

(二)光纤标准的细分促进了光纤的准确应用

目前,我们在光纤技术应用的过程中,为了使其准确性得到有效的保障,我们也开始对光纤标准进行详细的划分。这样不仅使得光纤技术的应用效果得到充分的发挥,还进一步的保障了人们日常生活和生产的基本需求,为我国通信行业的发展建设打下了扎实的基础。

(三)新型光纤在不断出现

近年来,在我国通信行业发展的过程中,人们为了满足通信市场的需求,也在对其光纤技术进行相应的改进和完善,这就使得光纤技术的种类在不断的增多。其中常见的主要有以下几种。

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。

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。

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。

(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。

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。

五、结束语

总而言之,从当前我国光纤光缆和通信电缆技术发展的实际情况和特点来看,这些新型的通信不仅满足了人们日常生活和社会生产的相关要求,还进一步的促进了我国通信行业的发展。不过,从这三种技术在应用和发展情况来看,其中还存在着许多的问题,为此我们还需要采用相应的技术手段来对其进行处理,从而对其应用效果进行优化,满足现代化社会发展的相关要求。■

参考文献

[1]焦玉姝.浅析通信光缆线路故障原因及测试[J]. 信息通信. 2013(01)

通信电缆范文第4篇

采用物理发泡射频同轴电缆。超柔形结构的路由连结电缆、室内电缆急需要才用这种电缆。不断扩大的移动通信信号覆盖面,越来越多的基站站数,在高层建筑室、地下建筑、地铁、电梯等边缘地区的用户不断要求移动信号提高。而这种电缆能够很好的满足这一发展要求。

有效利用已有的技术和设备。在现有的条件下最大限度的利用已经敷设的铜电缆特性进行数字新业务的开通,因为目前HYA电缆容量有限,干扰问题会出现在ADSL数量增大到一定限度的时候,这样对以前开通的业务会造成影响。

新产品的开发。不断发展的电信网络不断提出新的要求针对光缆电缆,随着用户驻地网、接入网的建设光缆建设也在不断的开展,建立在小管系统、迷你型微管、微型光缆等技术之上的新一代施工技术和光缆结构也会发生一系列的变化,灵活、充分利用有限的敷设空间[4]。

积极进行技术创新。通信电缆技术近几年在我国虽然有较大的发展,并且拥有已经发挥作用的自主知识权,然而所占的比例是非常小的,在我国光纤光缆厂有两百多家,其中大多数产品单一、竞争力不强、技术含量不高。

不断扩大的移动通信信号覆盖面,越来越多的基站站数,在高层建筑室、地下建筑、地铁、电梯等边缘地区的用户不断要求移动信号提高。并且需要改进屏蔽衰耗、驻波比等电缆指标来满足要求,另外电缆的结构和工艺也需要进行一定的改进,以此对通信电缆中存在的问题进行有效的控制。

有着很强生命力的网络经济中蕴含充满活力和生机的信息通信产业,社会发展的重要动力是仍然是网络技术和信心技术,而通信电缆在其中起着至关重要的作用[5]。通过上述内容对通信电缆存在的问题及控制措施进行了一定的分析和探讨,可知在故障发生的时候,对电缆故障点进行快速查询并处理故障,这样才能减少通信电缆故障所造成的影响,提高通信安全。

通信电缆范文第5篇

【关键词】通信电缆 断点故障 检测 维修

自20世纪90年代起,随着我国通信及网络需求的加大,各企业单位陆续启动大规模通信电缆敷设和建设工程,电缆断电故障开始增多,建设速度过快的通信电缆工程同时也带来了不少的隐患,工程验收草率、通信电缆维护工作没有跟进、维修技术手段效率低、通信电缆管理滞后,这些问题长期为用户带来困扰,传统的用户申障已经很难满足现阶段的通信电缆整体要求,完整的维护方案亟待落实。

一、通信电缆断点故障频发的原因

通信电缆断点故障频发的原因来自于多方面,工程施工人员对于电缆电气性能的掌握存在一定程度的欠缺,统计与巡测没得到重视,电缆线路维修维护质量严重制约着通信业务发展,在通信市场竞争日趋激烈的当前,从事该行业的人员必须转变维护观念,对于及时发现断点故障并予以维修,将通信电缆维护管理向业务市场发展需求靠拢,这是我们今天势必要重视的问题。

首先,从管理角度来看,建立通信电缆资料,将电缆运行与断点故障数据集中进行收集与分析,宏观监测通信电缆的工作情况,这一要求尚未完全达成,造成了断点故障频发,维修效率缓慢,在监测中无法直观体现断点位置,甚至没有接到故障反馈。其次,线路巡测工作效率不高,能够在巡测中找到的故障隐患没能得到重视,尤其是某些管道伴行电缆,统计与维护工作不够认真,加大了断点故障的产生几率。维护人员对通信电缆资料掌握不足,其中所涉及到内容十分有限,维护人员难以凭借资料来落实工作,造成了不少的窝工现象。最后,通信电缆敷设需要配合良好的设计方案,在动工之前需由专业人员进行测量,严格把握埋地通信电缆的深度与走向,许多管道伴行电缆埋深不足,导致大型车辆经过时碾压或交叉施工时被铲断,如果位置不当,还有可能遭遇地质断裂层、腐蚀、浸泡等外因侵害,形成断点故障。通信电缆故障发生率以及产生原因需要维修人员详细记录,在此现阶段仍存在部分空白,电气性能指标失衡导致断点后没有进行记录,维修工作缺乏相应的电缆传输容量统计分析,通信电缆电气性能变化记录不详细,这些关乎电缆电气性能和线路的资料,必须作为重要的电缆资源进行评估,否则相同的断点故障仍然会频发。

二、通信电缆断点维修方法

前文介绍了通信电缆断点故障频发的原因,未涉及到故障又分为敷设损坏、雷击损坏、电缆铅护层遭到腐蚀等,焊接不严密的电缆连接处,可能会致使潮气或水分侵入电缆内部,绝缘效果降低,用户通信使用受到一定影响,此类通信电缆故障可以称作隐蔽性故障,也容易引起包含断点在内的各类故障,面对通信电缆经常发生的故障,维修与维护管理工作必须按照现实需求进行一定调整。例如断点故障出现时,可以利用电缆定位仪或者电缆故障测试仪等设备获取故障点,活用工具和维修手段,最大程度上提高维修效率和效果。

(一)在电缆没有接头的情况之下,可以使用电缆定位仪、电缆故障测试仪,判定断点的具置所在,得出结论后,将粗细相同的铜线剪断,用芯线连接,对加固铅护套进行封焊,通信电缆外部防护可采选用热可缩套。对通信电缆采取加热作业时,可采用喷灯均匀释放火焰,使其收缩均匀,密封良好。

(二)发现断点故障的同时,维修人员可根据资料来判断故障类型,这就对通信电缆的资料收集工作提出了更高的要求,以往积累的通信电缆维修经验要体现在书面上,便于维修人员查询。

(三)断点故障具体类型确定后,选取中间点开挖,前后近距尽量留出1m长。

(四)当通信电缆外部护套被开剥后,下一步要去除防护钢凯。用汽油把露出的铅护套彻底清洗,使用清洁干布擦干。

三、通信电缆维护与管理

对通信电缆进行状态分析与维护是通信电缆管理的前提和基础,维护内容包括通信电缆当前运行状态,是否存在故障的可能,故障参量的变化率是多少,故障发展期有多长,以及对应故障发展趋势的预测。根据通信电缆状态进行维护、诊断和分析,确定维修标准。

状态预测在维护过程中是一项基础性的工作,状态预测决定了通信电缆的维修方式和方法。预测中较为常用的方法有时间序列法、回归分析法、模糊预测法等,全方位掌握通信电缆当前现状,在运用状态预测时,我们可根据电缆的不同来选择合适的预测方法。通信电缆维护是快速得出断点故障诊断的前提条件之一,针对通信电缆的故障模式,选取适当方法与装置来检查电缆运行的状态信息,并且对这些信息进行处理,事先模拟出维修方案。通信电缆维护与管理的目标在于,实时掌握电缆状态检测,通过测量正在运行的通信电缆使用情况,识别其现有的或者即将来可能出现的断点故障,分析和预测检查时间,以达到有效减少电缆损坏的目的。由于电缆故障测试仪与预测参数存在出入,所以对电缆进行定期维护显得尤为重要,综合两者结论,选择最为合适的维修方法。

四、结束语

以通信电缆运行状态为基础,采取相应的维护和预测手段,对通信电缆实现有效的管理,这样一来可以充分提高通信电缆的耐用度和维修效果,所以通信电缆的检测、维修、维护缺一不可,长期关注通信电缆的运行状态,需通过先进检查方式进行故障判定,最后得出理想的维修措施。电缆线路维修维护质量严重制约着通信业务发展,通信市场竞争日趋激烈,及时发现断点故障并予以维修,是一个亟需解决的问题。

参考文献:

[1] 淮平. 通信电缆的发展方向探讨[J]. 信息通信技术.2010(04).

[2] 谷忠慧. 浅谈光纤光缆和通信电缆的技术发展[J]. 今日科苑.2009(02).

[3] 于桂音. 通信电缆断点故障的测距系统设计[J]. 自动化仪表.2008(02).

[4] 王瑞. 通信电缆故障探测仪的设计[D].哈尔滨理工大学 2011

[5] 徐勋建. 通信电缆故障检测系统研究[D]. 华中科技大学 2007

通信电缆范文第6篇

1.1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论。有的专家预言,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IP世界、传送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,但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。

(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,2002年的ITU-TSG15会议上,美国已提出对40Gbit/s系统引入一个新的光纤类别(G.655.C)的提议,并建议对其PMD传输中的一些问题进行深入探讨,也许不久的将来就会出现一种专门的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的无电中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标,采用拉曼光放大技术,可以更大地延长光传输的距离。

(3)适应DWDM技术的运用

目前32×2.5Gbit/sDWDM系统已经运用,64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系统已在开发并取得很好的进展。DWDM系统的大量使用,对光纤的非线性指标提出了更高的要求。ITU-T对光纤的非线性属性及测试方法的标准(G.650.2)最近也已完成,当光纤的非线性测试指标明确之后,对光纤的有效面积将会提出相应指标,特别是对G.655光纤的非线性特性会有进一步改善的要求。

1.2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批准将原G.652光纤重新分为G.652.A、G.652.8和G.652.C3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(如有些光纤几何参数的容差变小),明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求(如PMD值的规定),并提出了一些新的指标概念(如“色散纵向均匀性”等),对合理使用光纤取得了很好的作用。所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草,都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进,或有重要的提升;都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整,是值得注意的光纤技术新动向。

1.3新型光纤在不断出现

为了适应市场的需要,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。如康宁公司推出的PureModePM系列新型光纤利用了偏振传输和复合包层,用于10Gbit/s以上的DWDM系统中,据称很适合于拉曼放大器的开发与应用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纤,据介绍已有传输100km长度以上单信道40Gbit/s、总容量10.2Tbit/s的记录。还有一些公司开发负色散大有效面积的光纤,提高了非线性指标的要求,并简化了色散补偿的方案,在长距离无再生的传输中表现出很好的性能,在海底光缆的长距离通信中效果也很好。

(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系统被极大地优化,增大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网的设计可能不仅要求光纤的水峰低,还要求光纤具有负色散值,一方面可以抵消光源光器件的正色散,另一方面可以组合运用这种负色散光纤与G.652光纤或G.655标准光纤,利用它来做色散补偿,从而避免复杂的色散补偿设计,节约成本。如果将来在城域网光纤中采用拉曼放大技术,这种网络也将具有明显的优势。但是毕竟城域网的规范还不是很成熟,所以城域网光纤的规格将会随着城域网模式的变化而不断变化。

(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,大量的综合布线系统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%,但是它所配套的光器件可选用发光二极管,价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孔径,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。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纤标准,但由于局域网发展的需要,它仍然得到了广泛使用。而ITU-T推荐的G.651光纤,即50/125μm的标准型多模光纤,其芯径较小、耦合与连接相应困难一些,虽然在部分欧洲国家和日本有一些应用,但在北美及欧洲大多数国家很少采用。针对这些问题,目前有的公司已进行了改进,研制出新型的5O/125μm光纤渐变型(G1)光纤,区别于传统的50/125μm光纤纤芯的梯度折射率分布,它将带宽的正态分布进行了调整,以配合850nm和1300nm两个窗口的运用,这种改进可能会为50/125pm光纤在局域网运用找到新的市场。

(4)前途未卜的空芯光纤

据报道,美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤,即光是在光纤的空气够传输。从理论上讲,这种光纤没有纤芯,减小了衰耗,增长了通信距离,防止了色散导致的干扰现象,可以支持更多的波段,并且它允许较强的光功率注入,预计其通信能力可达到目前光纤的100倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技术的发展,越来越多的研究证明空芯光纤似有可能。如果真能实用,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。但是,这种光纤使用起来还会遇到许多棘手的问题,比如光纤的稳定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等。因此,对于这种光纤的现场使用还需做进一步的探讨。

2光缆技术的发展特点

2.1光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现

光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来,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、接入网光纤、局域网光纤等,这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求,具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标;

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,必须统一考虑,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。

不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展趋势,新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现,出现了如下一些类型。

·“干缆芯”式光缆:所谓“干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合来完成,其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相同,但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。首先是方便,因为阻水材料不含粘性脂类,操作使用比较方便安全;其次,干式光缆重量轻、易接续、易搬运,设备投资小、成本低,生产使用中也显得干净卫生,在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间的相对移动。特别是在接入网室内缆和用户缆中,好处更加明显。

·生态光缆:一些公司从环境保护及阻燃性能的要求出发,开发了生态光缆,应用于室内、楼房及家庭。现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求,如PVC燃烧时会放出有毒性气体,光缆稳定剂中有时含铅,都是对人体及环境有害的。2001年ITU-T已通过了一项L45建议——“使电信网外部设备对环境的影响最小化”建议,通过对光缆、电缆光器件及电杆等基于寿命周期怦估(LifeCycleAnalysis,LCA)的方法来确定产品对环境的影响。由于环境因素正日益受到重视,对通信外部设备,特别是光缆产品规定这样的指标已提到日程上来,如果不在材料和工艺上下功夫就难以达到环保的要求。因此已有不少公司针对此类问题开发了一些新材料,如对室内用缆,开发了含有阻燃添加剂的聚酞胺化合物,以及无卤性阻燃塑料等。

·海底光缆:海底光缆近年来有根快的发展,它要求长距离、低衰减的传输,而且要适应海底的环境,对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。

·浅水光缆(MarinizedTerrestrailCable,MTC):浅水光缆是区别于海底光缆而提出来的另一类结构的水下光缆,适合于在海岸边上、浅水中安装,无需中继、通信距离比较短的水下(如岛屿间、沿海岸边上的城市)敷设使用。这种光缆区别于海底光缆的环境,需要的光纤数不多(中等),但要求结构简单、成本较低,易于安装和运输,便于修复和维护。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定义下的浅水光缆建议,为建设类似的水下光缆提供了一组规范,随后也有可能形成相应的国际标准。

·微型光缆:为了配合气压安装(或水压安装)施工系统的运用,各种微型的光缆结构已在设计和使用中。对于气压安装的微型光缆,要求光缆与管道之间有一定的系数,光缆重量要准确,具有一定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式是未来接入网,特别是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式,如在智能建筑中运用的智能管道中就非常适合这种安装。

·采用了纳米材料的光缆:近来,一些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯(PE)及光纤护套管用纳米PBT等材料。采用纳米材料的光缆,利用了纳米材料所具有的许多优异性能,对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善,并可延长光缆的使用寿命。目前此类材料尚处于试用阶段。

·全介质自承式光缆(ADSS):全介质光缆对防止电磁影响及防雷电都有优良的特性,而且重量轻、外径小,架空使用非常方便,在电力通信网中已得到大量的应用。预计2000~2005年,每年电力部门对ADSS光缆需求约15000km。ADSS同时也是电信部门在对抗电磁干扰及雷暴日高的敷设环境中一种很好的光缆类型的选择。在今后一段时间内,如何在满足要求的前提下,尽量减小ADSS光缆的外径,减轻光缆的重量,提高其耐电压性能是ADSS光缆研究改进的课题。

·架空地线光缆(OPGW):OPGW已出现了很长一段时间,近年来一直在改进和提高之中。OPGW的光纤单元中采用PBT,于套管外面再加上一层不锈钢管,有的还在塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑胶,不锈钢管用激光焊接长度可达数十公里,光纤在这样的多层保护管中得到了充分的机械保护。预计从现在到2005年,OPGW光缆的需求将会逐年上升,每年增加约2500km,到2005年预计可达到20000km。当然对OPGW光纤的防雷问题一直是业界十分关注的问题,也应配合具体环境和使用条件加以考虑,使之得到充分保护。

2.2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。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。虽然ITU-T长时间收集和讨论了国际上的最新资料,于1996年了L.25光缆网络维护的建议书,对光缆的预防性维护和故障后维护规定了详细的维护范围和功能,但已经不能满足当前的需要,目前最新的建议是2001年12月IUT-TSG16会议通过的“光缆网络的维护监测系统”(L.40建议)。为了进一步缩短检测及修复时间,美国朗讯公司曾提出了新一代光纤测试及监控系统,能在1s内发出故障告警,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。日本、意大利等国电信企业也提出了一些系统方案。

·日本NTT方案:在局内运用光纤选择器与系统的测试设备和传输设备相连形成了一种可对光纤状况进行实时监测的系统,保证有用信号在通过光纤选择器测试证明良好的光纤上传输,对有故障的光纤可以预选监测出来及时传送到维护中心进行适当处理,避免不良状况进入有用的光传输信道,从而起到在运行中对整个光通信系统的支撑作用;在局外通过水敏传感器装置可监测外部设备光缆线路接头盒浸水的位置,水敏传感器安装在空闲的光纤上,水敏传感器中装有吸水性膨胀物,当水渗人接头盒时,吸水性物质会膨胀使得接头盒中的光纤受力,也就是使得这一空闲光纤弯曲,从而使光纤的损耗增加,在监测中心的OTDR上就会反映出来。

·意大利的方案:此方案是一种综合处理的新型连续光缆监测系统。主要特点是将光缆网络、光纤及光缆护套的监测综合在一起,既利用了OTDR系统周期性地对光纤的衰减进行监测,发现有衰减变化即发出警报,并进行故障定位,同时也能连续监测光缆护套的完整性,包括护套对地绝缘电阻的监测,发现问题(如护套进水等)即马上告警,达到更全面地预告故障发生的目的。

比较日本和意大利电信部门提出的光缆维护支撑系统的方案可见:日本方案在OTDR自动适时测试光纤的基础上,加入了光纤选择器,在外线上装设水敏传感器并进行护套监测,形成了一套较完整的自动维护、支撑系统,真正做到不中断光通信的维护。意大利的方案中除监测光纤性能以外,还考虑了护套绝缘电阻的自动监测。由此两例可以看出全自动的光缆维护应是一种发展方向。

3通信电缆的发展特点

3.1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新业务,但是在实际使用中并不是特别理想,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的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(铜芯聚乙烯绝缘综合护套市内通信电缆),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(即现有的HYA市话电缆)不能达到5类电缆的技术要求,户外电缆要实现j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。

美国已在1997年制定了用于宽带的对绞通信电缆标准(ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997),包括非填充和填充两种型式。传输频宽已扩展到100MHz,可供数字网络使用。IEC对此问题也进行过较长时间的讨论,2001年,IEC62255-1文件“用于高比特频率数字接入电信网络的多对数电缆”提出了0.4~个0.8mm线径、1~150对、最高频率30MHz等指标的建议,此建议的提出也许会为这种电缆开辟一个新的空间,我国也开始了这方面的探讨和研制,并正在建立相应的标准。

3.2超5类及6类电缆将替代5类电缆成为布线系统发展的超蛰

随着智能化大楼、智能化建筑小区对宽带布线的要求愈来愈高,超5类和6类电缆己逐渐成为布线系统中的主流。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、绝缘电阻、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一定的改进才能达到。6类电缆在超5类的基础上,又提高了传输频带,达到250MHz,其相应的指标也有较大的提高。同时,6类电缆要求不但有严格的工艺,而且不少厂商在结构上也有一定的改进和创新,如采用泡沫皮绝缘芯线或皮泡皮绝缘芯线、骨架式结构隔离线对等都改善了电缆的高频特性。

3.3物理发泡射频同轴电缆及漏泄同轴电缆将具有较好的发展前景

由于移动通信的高速发展,无线电基路用物理发泡射频同轴电缆,特别是超柔形结构的室内电缆、路由连结电缆都有了较大的市场需求。同时,随着移动通信信号覆盖面的不断扩大,基站站数的增多,以及边缘地区(电梯、地铁、地下建筑、高层建筑室内等用户)对移动信号的要求不断提高,预计这类电缆将会有较好的发展前景。但对电缆指标的要求(如驻波比、屏蔽衰耗等要求)已明显提高,要求电缆的工艺及结构应不断改进,以与之适应。

4光纤光缆及通信电缆技术与产业发展中几个值得思考的问题

4.1积极创新开发具有自主知识产权的新技术

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在发挥作用,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。有资料统计,1997~1999年国内企业申请光通信专利的有132件,其中光纤38件,光缆只有19件,而同期外国公司在中国申请光通信专利达550件,其中光纤光缆37件。还有资料报道:从1997年以来,国内光通信核心技术专利是90件,我国自主申请的只有9件,仅占10%。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大,因此我们作为世界第二的光缆大国,应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重,争取创造更多的光纤光缆专利。

4.2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。不难发现,光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求,在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中,会对这一点有深刻的体会。而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。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验,正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多,接入网和用户驻地网具有很多的特色,对接入光缆也会有更多的要求,为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说,多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面,虽然紧跟了先进技术,但自我创新的成份太少。今后应当在这方面下些功夫,走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。

4.3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。因此,对新敷设的铜电缆,希望能提出一些新的宽带指标要求,为将来开通更多更好的新业务作好准备。现有的市话电缆生产厂商应深入研究自身的生产工艺,在不改变(或不大改变)生产设备的情况下,认真设计和精心制造,把现有电缆的技术水平提高一个档次,以提供更宽频带的电缆,为更多更好地开拓数字新业务提供高质量的通道。

4.4改进光缆电缆的施工和维护方法

目前,为了适应城市施工的特点,国际上较重视不挖沟的方式施工光、电缆,采用小地沟或微地沟技术安装光缆,同时对光缆网进行自动监测,保证光缆网络不中断通信维护。与此相适应的是需要开发相应的元器件、工具和设备,并且要在体制上作一些改进与之相适应。ITU对NH开发光缆用浸水传感器、光纤自动测试时的光纤选择器以及美国提出的1s告警、3min内定位的指标及意大利提出的光纤纤芯与光缆护套指标综合监测等方案都十分重视。在现代化的光网络中,这些方式已经起到明显的作用。由此可见,为了保证光缆网络工作的可靠性,在施工和维护中降低成本、节省劳力、节省时间,逐步推广新的施工方法,逐步完善光缆网络的自动监测维护系统和提高光缆网络的不中断维护水平已势在必行。

4.5冷静地审视当前电信市场的发展,促进光纤光缆和通信电缆产业的发展

2001年下半年以来,光纤光缆需求下降,这当然与世界电信行业的整体下滑以及宽带网络泡沫的破灭有很大关系,但更多的则是受到从1999年下半年起由于光纤紧缺而各大公司扩产过多的影响。据资料介绍,在2000年,全球光纤厂商的投资额达到26亿美元,为1999年的6倍,按推算到2002年全球光纤的产能将达到1.65~1.75亿光纤公里,远远超过了实际需求。加上当前电信基础建设的不景气,光纤过剩的现象不可避免。

光纤光缆及通信电缆的市场走势虽然受到国际经济大形势发展的影响,特别是与整个电信行业的发展有密切的关系,但应看到,在挤出了网络泡沫的水份之后,随着光纤网络从骨干网的扩建到接入网、城域网的扩散以及向用户驻地网的不断延伸,光纤光缆及宽带数字电缆的市场必将增长。据KMI预计,2003年世界光纤市场将开始有较大的增长,而到2004年的市场规模将超过敷设量最高的2000年。

应该看到,信息通信业是一个充满生机与活力的朝阳产业,网络经济有着强大的生命力,信息技术、网络技术的发展,仍然是推动社会进步的重要动力,信息网络化仍然是当今世界经济、社会发展的强大趋势。因此我们应树立信心,在全球经济好转、通信市场复苏及我国西部开发等有利条件下抓住机遇,促进光纤光缆和通信电缆技术与产业取得更大的进展。

4.6抓住西部大开发的大好机遇,发展光缆电缆技术与产业

通信电缆范文第7篇

关键词光纤光缆通信电缆ITU-T建议技术发展

1光纤技术发展的特点

1.1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论。有的专家预言,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IP世界、传送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,但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。

(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,2002年的ITU-TSG15会议上,美国已提出对40Gbit/s系统引入一个新的光纤类别(G.655.C)的提议,并建议对其PMD传输中的一些问题进行深入探讨,也许不久的将来就会出现一种专门的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的无电中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标,采用拉曼光放大技术,可以更大地延长光传输的距离。

(3)适应DWDM技术的运用

目前32×2.5Gbit/sDWDM系统已经运用,64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系统已在开发并取得很好的进展。DWDM系统的大量使用,对光纤的非线性指标提出了更高的要求。ITU-T对光纤的非线性属性及测试方法的标准(G.650.2)最近也已完成,当光纤的非线性测试指标明确之后,对光纤的有效面积将会提出相应指标,特别是对G.655光纤的非线性特性会有进一步改善的要求。

1.2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批准将原G.652光纤重新分为G.652.A、G.652.8和G.652.C3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(如有些光纤几何参数的容差变小),明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求(如PMD值的规定),并提出了一些新的指标概念(如“色散纵向均匀性”等),对合理使用光纤取得了很好的作用。所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草,都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进,或有重要的提升;都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整,是值得注意的光纤技术新动向。

1.3新型光纤在不断出现

为了适应市场的需要,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。如康宁公司推出的PureModePM系列新型光纤利用了偏振传输和复合包层,用于10Gbit/s以上的DWDM系统中,据称很适合于拉曼放大器的开发与应用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纤,据介绍已有传输100km长度以上单信道40Gbit/s、总容量10.2Tbit/s的记录。还有一些公司开发负色散大有效面积的光纤,提高了非线性指标的要求,并简化了色散补偿的方案,在长距离无再生的传输中表现出很好的性能,在海底光缆的长距离通信中效果也很好。

(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系统被极大地优化,增大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网的设计可能不仅要求光纤的水峰低,还要求光纤具有负色散值,一方面可以抵消光源光器件的正色散,另一方面可以组合运用这种负色散光纤与G.652光纤或G.655标准光纤,利用它来做色散补偿,从而避免复杂的色散补偿设计,节约成本。如果将来在城域网光纤中采用拉曼放大技术,这种网络也将具有明显的优势。但是毕竟城域网的规范还不是很成熟,所以城域网光纤的规格将会随着城域网模式的变化而不断变化。

(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,大量的综合布线系统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%,但是它所配套的光器件可选用发光二极管,价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孔径,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。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纤标准,但由于局域网发展的需要,它仍然得到了广泛使用。而ITU-T推荐的G.651光纤,即50/125μm的标准型多模光纤,其芯径较小、耦合与连接相应困难一些,虽然在部分欧洲国家和日本有一些应用,但在北美及欧洲大多数国家很少采用。针对这些问题,目前有的公司已进行了改进,研制出新型的5O/125μm光纤渐变型(G1)光纤,区别于传统的50/125μm光纤纤芯的梯度折射率分布,它将带宽的正态分布进行了调整,以配合850nm和1300nm两个窗口的运用,这种改进可能会为50/125pm光纤在局域网运用找到新的市场。

(4)前途未卜的空芯光纤

据报道,美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤,即光是在光纤的空气够传输。从理论上讲,这种光纤没有纤芯,减小了衰耗,增长了通信距离,防止了色散导致的干扰现象,可以支持更多的波段,并且它允许较强的光功率注入,预计其通信能力可达到目前光纤的100倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技术的发展,越来越多的研究证明空芯光纤似有可能。如果真能实用,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。但是,这种光纤使用起来还会遇到许多棘手的问题,比如光纤的稳定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等。因此,对于这种光纤的现场使用还需做进一步的探讨。

2光缆技术的发展特点

2.1光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现

光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来,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、接入网光纤、局域网光纤等,这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求,具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标;

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,必须统一考虑,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。

不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展趋势,新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现,出现了如下一些类型。

·“干缆芯”式光缆:所谓“干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合来完成,其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相同,但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。首先是方便,因为阻水材料不含粘性脂类,操作使用比较方便安全;其次,干式光缆重量轻、易接续、易搬运,设备投资小、成本低,生产使用中也显得干净卫生,在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间的相对移动。特别是在接入网室内缆和用户缆中,好处更加明显。

·生态光缆:一些公司从环境保护及阻燃性能的要求出发,开发了生态光缆,应用于室内、楼房及家庭。现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求,如PVC燃烧时会放出有毒性气体,光缆稳定剂中有时含铅,都是对人体及环境有害的。2001年ITU-T已通过了一项L45建议——“使电信网外部设备对环境的影响最小化”建议,通过对光缆、电缆光器件及电杆等基于寿命周期怦估(LifeCycleAnalysis,LCA)的方法来确定产品对环境的影响。由于环境因素正日益受到重视,对通信外部设备,特别是光缆产品规定这样的指标已提到日程上来,如果不在材料和工艺上下功夫就难以达到环保的要求。因此已有不少公司针对此类问题开发了一些新材料,如对室内用缆,开发了含有阻燃添加剂的聚酞胺化合物,以及无卤性阻燃塑料等。

·海底光缆:海底光缆近年来有根快的发展,它要求长距离、低衰减的传输,而且要适应海底的环境,对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。

·浅水光缆(MarinizedTerrestrailCable,MTC):浅水光缆是区别于海底光缆而提出来的另一类结构的水下光缆,适合于在海岸边上、浅水中安装,无需中继、通信距离比较短的水下(如岛屿间、沿海岸边上的城市)敷设使用。这种光缆区别于海底光缆的环境,需要的光纤数不多(中等),但要求结构简单、成本较低,易于安装和运输,便于修复和维护。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定义下的浅水光缆建议,为建设类似的水下光缆提供了一组规范,随后也有可能形成相应的国际标准。

·微型光缆:为了配合气压安装(或水压安装)施工系统的运用,各种微型的光缆结构已在设计和使用中。对于气压安装的微型光缆,要求光缆与管道之间有一定的系数,光缆重量要准确,具有一定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式是未来接入网,特别是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式,如在智能建筑中运用的智能管道中就非常适合这种安装。

·采用了纳米材料的光缆:近来,一些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯(PE)及光纤护套管用纳米PBT等材料。采用纳米材料的光缆,利用了纳米材料所具有的许多优异性能,对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善,并可延长光缆的使用寿命。目前此类材料尚处于试用阶段。

·全介质自承式光缆(ADSS):全介质光缆对防止电磁影响及防雷电都有优良的特性,而且重量轻、外径小,架空使用非常方便,在电力通信网中已得到大量的应用。预计2000~2005年,每年电力部门对ADSS光缆需求约15000km。ADSS同时也是电信部门在对抗电磁干扰及雷暴日高的敷设环境中一种很好的光缆类型的选择。在今后一段时间内,如何在满足要求的前提下,尽量减小ADSS光缆的外径,减轻光缆的重量,提高其耐电压性能是ADSS光缆研究改进的课题。

·架空地线光缆(OPGW):OPGW已出现了很长一段时间,近年来一直在改进和提高之中。OPGW的光纤单元中采用PBT,于套管外面再加上一层不锈钢管,有的还在塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑胶,不锈钢管用激光焊接长度可达数十公里,光纤在这样的多层保护管中得到了充分的机械保护。预计从现在到2005年,OPGW光缆的需求将会逐年上升,每年增加约2500km,到2005年预计可达到20000km。当然对OPGW光纤的防雷问题一直是业界十分关注的问题,也应配合具体环境和使用条件加以考虑,使之得到充分保护。

2.2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。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。虽然ITU-T长时间收集和讨论了国际上的最新资料,于1996年了L.25光缆网络维护的建议书,对光缆的预防性维护和故障后维护规定了详细的维护范围和功能,但已经不能满足当前的需要,目前最新的建议是2001年12月IUT-TSG16会议通过的“光缆网络的维护监测系统”(L.40建议)。为了进一步缩短检测及修复时间,美国朗讯公司曾提出了新一代光纤测试及监控系统,能在1s内发出故障告警,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。日本、意大利等国电信企业也提出了一些系统方案。

·日本NTT方案:在局内运用光纤选择器与系统的测试设备和传输设备相连形成了一种可对光纤状况进行实时监测的系统,保证有用信号在通过光纤选择器测试证明良好的光纤上传输,对有故障的光纤可以预选监测出来及时传送到维护中心进行适当处理,避免不良状况进入有用的光传输信道,从而起到在运行中对整个光通信系统的支撑作用;在局外通过水敏传感器装置可监测外部设备光缆线路接头盒浸水的位置,水敏传感器安装在空闲的光纤上,水敏传感器中装有吸水性膨胀物,当水渗人接头盒时,吸水性物质会膨胀使得接头盒中的光纤受力,也就是使得这一空闲光纤弯曲,从而使光纤的损耗增加,在监测中心的OTDR上就会反映出来。

·意大利的方案:此方案是一种综合处理的新型连续光缆监测系统。主要特点是将光缆网络、光纤及光缆护套的监测综合在一起,既利用了OTDR系统周期性地对光纤的衰减进行监测,发现有衰减变化即发出警报,并进行故障定位,同时也能连续监测光缆护套的完整性,包括护套对地绝缘电阻的监测,发现问题(如护套进水等)即马上告警,达到更全面地预告故障发生的目的。

比较日本和意大利电信部门提出的光缆维护支撑系统的方案可见:日本方案在OTDR自动适时测试光纤的基础上,加入了光纤选择器,在外线上装设水敏传感器并进行护套监测,形成了一套较完整的自动维护、支撑系统,真正做到不中断光通信的维护。意大利的方案中除监测光纤性能以外,还考虑了护套绝缘电阻的自动监测。由此两例可以看出全自动的光缆维护应是一种发展方向。

3通信电缆的发展特点

3.1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新业务,但是在实际使用中并不是特别理想,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的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(铜芯聚乙烯绝缘综合护套市内通信电缆),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(即现有的HYA市话电缆)不能达到5类电缆的技术要求,户外电缆要实现j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。

美国已在1997年制定了用于宽带的对绞通信电缆标准(ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997),包括非填充和填充两种型式。传输频宽已扩展到100MHz,可供数字网络使用。IEC对此问题也进行过较长时间的讨论,2001年,IEC62255-1文件“用于高比特频率数字接入电信网络的多对数电缆”提出了0.4~个0.8mm线径、1~150对、最高频率30MHz等指标的建议,此建议的提出也许会为这种电缆开辟一个新的空间,我国也开始了这方面的探讨和研制,并正在建立相应的标准。

3.2超5类及6类电缆将替代5类电缆成为布线系统发展的超蛰

随着智能化大楼、智能化建筑小区对宽带布线的要求愈来愈高,超5类和6类电缆己逐渐成为布线系统中的主流。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、绝缘电阻、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一定的改进才能达到。6类电缆在超5类的基础上,又提高了传输频带,达到250MHz,其相应的指标也有较大的提高。同时,6类电缆要求不但有严格的工艺,而且不少厂商在结构上也有一定的改进和创新,如采用泡沫皮绝缘芯线或皮泡皮绝缘芯线、骨架式结构隔离线对等都改善了电缆的高频特性。

3.3物理发泡射频同轴电缆及漏泄同轴电缆将具有较好的发展前景

由于移动通信的高速发展,无线电基路用物理发泡射频同轴电缆,特别是超柔形结构的室内电缆、路由连结电缆都有了较大的市场需求。同时,随着移动通信信号覆盖面的不断扩大,基站站数的增多,以及边缘地区(电梯、地铁、地下建筑、高层建筑室内等用户)对移动信号的要求不断提高,预计这类电缆将会有较好的发展前景。但对电缆指标的要求(如驻波比、屏蔽衰耗等要求)已明显提高,要求电缆的工艺及结构应不断改进,以与之适应。

4光纤光缆及通信电缆技术与产业发展中几个值得思考的问题

4.1积极创新开发具有自主知识产权的新技术

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在发挥作用,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。有资料统计,1997~1999年国内企业申请光通信专利的有132件,其中光纤38件,光缆只有19件,而同期外国公司在中国申请光通信专利达550件,其中光纤光缆37件。还有资料报道:从1997年以来,国内光通信核心技术专利是90件,我国自主申请的只有9件,仅占10%。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大,因此我们作为世界第二的光缆大国,应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重,争取创造更多的光纤光缆专利。

4.2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。不难发现,光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求,在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中,会对这一点有深刻的体会。而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。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验,正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多,接入网和用户驻地网具有很多的特色,对接入光缆也会有更多的要求,为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说,

多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面,虽然紧跟了先进技术,但自我创新的成份太少。今后应当在这方面下些功夫,走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。

4.3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。因此,对新敷设的铜电缆,希望能提出一些新的宽带指标要求,为将来开通更多更好的新业务作好准备。现有的市话电缆生产厂商应深入研究自身的生产工艺,在不改变(或不大改变)生产设备的情况下,认真设计和精心制造,把现有电缆的技术水平提高一个档次,以提供更宽频带的电缆,为更多更好地开拓数字新业务提供高质量的通道。

4.4改进光缆电缆的施工和维护方法

目前,为了适应城市施工的特点,国际上较重视不挖沟的方式施工光、电缆,采用小地沟或微地沟技术安装光缆,同时对光缆网进行自动监测,保证光缆网络不中断通信维护。与此相适应的是需要开发相应的元器件、工具和设备,并且要在体制上作一些改进与之相适应。ITU对NH开发光缆用浸水传感器、光纤自动测试时的光纤选择器以及美国提出的1s告警、3min内定位的指标及意大利提出的光纤纤芯与光缆护套指标综合监测等方案都十分重视。在现代化的光网络中,这些方式已经起到明显的作用。由此可见,为了保证光缆网络工作的可靠性,在施工和维护中降低成本、节省劳力、节省时间,逐步推广新的施工方法,逐步完善光缆网络的自动监测维护系统和提高光缆网络的不中断维护水平已势在必行。

4.5冷静地审视当前电信市场的发展,促进光纤光缆和通信电缆产业的发展

2001年下半年以来,光纤光缆需求下降,这当然与世界电信行业的整体下滑以及宽带网络泡沫的破灭有很大关系,但更多的则是受到从1999年下半年起由于光纤紧缺而各大公司扩产过多的影响。据资料介绍,在2000年,全球光纤厂商的投资额达到26亿美元,为1999年的6倍,按推算到2002年全球光纤的产能将达到1.65~1.75亿光纤公里,远远超过了实际需求。加上当前电信基础建设的不景气,光纤过剩的现象不可避免。

光纤光缆及通信电缆的市场走势虽然受到国际经济大形势发展的影响,特别是与整个电信行业的发展有密切的关系,但应看到,在挤出了网络泡沫的水份之后,随着光纤网络从骨干网的扩建到接入网、城域网的扩散以及向用户驻地网的不断延伸,光纤光缆及宽带数字电缆的市场必将增长。据KMI预计,2003年世界光纤市场将开始有较大的增长,而到2004年的市场规模将超过敷设量最高的2000年。

应该看到,信息通信业是一个充满生机与活力的朝阳产业,网络经济有着强大的生命力,信息技术、网络技术的发展,仍然是推动社会进步的重要动力,信息网络化仍然是当今世界经济、社会发展的强大趋势。因此我们应树立信心,在全球经济好转、通信市场复苏及我国西部开发等有利条件下抓住机遇,促进光纤光缆和通信电缆技术与产业取得更大的进展。

4.6抓住西部大开发的大好机遇,发展光缆电缆技术与产业

通信电缆范文第8篇

【关键词】通信电缆 故障 测试仪 设计

1引言

通信电缆是指用于近距离音频通信和远距离高频载波数字通信及信号传输的电缆。广泛应用于通信线路传输、仪器仪表、电力等重要领域。由于多种因素可引起通信电缆发生短路、断线等故障。如何快速准确探测通信电缆故障,减少故障历时,提高通信电缆的工作稳定性,是当前通信线路领域一项重要的研究课题。

2理论基础部分

2.1研究背景

通信电缆在传输电话、有线电视线传输、宽带网接入专用电缆、智能楼宇信息网、有线电话配线网、计算机数据传输线及重要交通运输控制领域广泛用。通信线路从明线发展到通信电缆,再到目前广泛应用的光缆,是社会经济发展和科技进步的重要标志之一。从目前的发展趋势可见,光缆仍然没有全部取代通信电缆,通信电缆与光缆混合使用更为合理,其中用户对称电缆和射频同轴电缆在通信接入网中的使用尤其广泛。合理的使用通信电缆和光缆能够提高信息传输质量和扩大数据的流量。

2.2通信电缆故障种类

接地故障,通信电缆传输线芯与地连接。通常接地电阻小于100欧姆的为低阻接地故障,大于100欧姆的为高阻接地故障。

短路故障,通信电缆传输线芯发生短接。通常电阻在小于100欧姆的为低阻短路故障,大于100欧姆的为高阻短路故障。 断线故障,通信电缆线芯断开。

闪络故障,电缆绝缘层承受过电压信号,导致暂时性击穿,最终导致造成绝缘层破损.

2.3故障点及故障性质确定

确定电缆故障类型的方法是用兆欧表在线路一端测量各相的绝缘电阻及对地绝缘电阻。一般根据以下情况确定故障类型:

(1)当测到电缆一芯或几芯对地绝缘电阻,或线间绝缘电阻低于100 Ω时,为低电阻接地或短路故障。

(2)当测到电缆一芯或几芯对地绝缘电阻,或线间绝缘电阻低于正常值很多,但高于100 Ω时,为高电阻接地故障。

(3)当测到电缆一芯或几芯对地绝缘电阻较高或正常,应进行导体连续性试验,检查是否有断线,若有即为断线故障。

(4)当测到电缆有一芯或几芯导体不连续,且低电阻接地时, 为断线并接地故障。

(5)闪络性故障多发生于预防性耐压试验,发生部位大多在电缆终端和中间接头。闪络有时会连续多次发生,每次间隔几秒至几分钟。

3系统方案确定

3.1故障的测试方法

3.1.1二次脉冲法

在故障点起弧的瞬间通过内部装置触发发射一低压脉冲,此脉冲在故障点闪络处(电弧的电阻值很低)发生短路反射,并将波形记忆在仪器中,电弧熄灭后,重新发一正常的低压测量脉冲到电缆中,此低压脉冲在故障处(高阻)没有击穿产生通路,直接到达电缆末端,并在电缆末端发生开路反射,将两次低压脉冲波形进行对比,非常容易判断故障点(击穿点)位置。仪器可自动匹配,自动判断计算出故障点距离。

3.1.2闪测法

分为高压直流闪测法和冲击闪测法,分别测试间歇故障及高阻故障,.电压取样法可测率高,波形清晰易判,盲区比电流法少一倍,但接线复杂,分压过大时对人及仪器有危险。电流取样法正好相反,接线简单,但波形干扰大,不易判别盲区大。

我们设计的检测仪主要实现功能是检测1芯至10芯电缆的各芯线的通断及各芯线之间的绝缘情况。可以采用高压通过电缆,通过电缆的信号输出来确定电缆的通断情况,对于绝缘情况则是通过相邻电缆的信号输出情况来判断,所以本电路采用闪测法。

3.2电缆测试仪的设计

我们采用主从控制器检测电缆。用主控制器产生电压,从控制器进行电压检测,主从控制器通过电缆相连接,从而达到对电缆的检测。

若施加电压的芯线上电压达到预定值则说明该线导通情况良好;若其它芯线上电压低于限定电压则说明绝缘良好。

3.2.1主控制器

单片机最小系统为本系统的控制核心。为了保证系统工作的稳定性,我们购买了单片机最小系统板K60 系列的MK60FX512ZVLQ15。这个最小系统板引出了其几乎所有功能引脚,板上自带晶振电路、复位电路、单片机电源电路,指示灯[4]。

(1)电压产生电路。高压产生电路主要用于产生100~200V的高压,以提供检测绝缘电阻所需的电压。从实际出发我们用开关电源替代高压产生电路,达到电路稳定的效果。我们在实际中采用了WD990微机电源。用正弦信号发生器电路产生了1000hz的交流信号。

(2)高压检测电路。检测200V的高压是否正常,就要用到了高压检测电路。此电路为单片机提供了自检信号,用大液晶显示,基准电压是3.3V。高压检测电路由电阻R3~R15、比较器U1(TL062):A和U1:B组成。R3、R4、W1组成分压电路,根据高压值产生5.1V的电压,以便与5.1V的基准电平(分别由+24V通过R5、R6和W2分压形成)比较,判断高压是否正常:正常情况下比较器U1:A和U1:B均应输出低电平;高压过低则U1:A输出变高,高压过高则U1:B输出变高。这样k60单片机通过其P2.3的电平即可判断出高压是否正常。其中TL062利用一个电压跟随器和一个反向器将-12V转换为正电压(4V左右)之后送给单片机,从而达到对电压检测的功能。该电路利用多个检测电路对+200V、+24V、+19V、+12V、-12V电压进行了检测,从而使电路能够正常工作。

(3)继电器组。继电器组的主要功能是将高压加到某一路芯线上,以检测该芯线的通断及与其它芯线的绝缘情况。主控制器上共有8个继电器,它们的一端通过隔离电阻R2(1K)接到高压上,常开触点分别与被测电缆的各芯线连接。每个继电器的线圈两端并联1个二极管,其作用在于防止继电器释放时线圈两端产生很高的电动势,损坏继电器驱动电路。继电器组电路如图1所示:

(4)继电器控制电路。继电器控制电路的主要功能是通过4个IO口选择并驱动继电器吸合。(U4~U8为继电器选择电路)U4~U8由k60单片机控制,通过4个IO口输出的高低电平控制74LS138再通过74LS138进而控制7407经驱动后使对应的继电器吸合。

(5)通信电路。通信电路的作用是以串行方式与从控制器进行数据交换,采用NRF2401接口,主从机分别有一个NRF接口。采用单片射频收发芯片NRF2401,通信的低功耗收发器,每个器件中都具有一个驱动器和一个接收器。NRF的驱动器摆率不受限制,可以实现最高2.5Mbps的传输速率。这些收发器在驱动器禁用的空载或满载状态下,吸取的电源电流在120A 至500A 之间。

NRF芯片在2.4Ghz 全球开放ISM 频段免许可证使用,最高工作速率2Mbps,高效GFSK调制,抗干扰能力强,特别适合工业控制场合,内置2.4Ghz 天线,体积小巧15mm X29mm,模块可软件设地址,只有收到本机地址时才会输出数据(提供中断指示),可直接接各种单片机使用,软件编程非常方便,内置专门稳压电路,使用各种电源包括DC/DC 开关电源均有很好的通信效果,具有可选的内置包应答机制,极大的降低丢包率。

(6)+5V电源。+5V电源采用了WD990微机电源。

3.2.2 从控制器

从控制器包括单片机、显示电路、通信电路、电阻分压网络、信号选择电路、信号检测电路等。

(1)整流电路。整理电流的作用是将检测到的电缆输出的交流信号,转化成直流形式,然后经过分压网络,转化成单片机能够识别的信号。主要由二极管,稳压管,电容以及电阻构成。

(2)信号检测电路。信号检测电路的作用在于检测信号选择电路送来的电压信号,从而判断出电缆芯线的到同情况以及其它芯线的绝缘情况。通过交流信号接整流电路,输出2,5v左右直流信号,经过单片机对比3和0来识别电路的通断。单片机输出,经过138译码器和缓冲器选择各路状态,单片机显示电缆号、测定通路、断路、短路,以及对应的短路号。

3.3 寻迹

寻迹器的信号源,音频信号振荡器的振荡频率约1kHz。音频信号振荡器的输出端接有一只电感,其作用是防止测试过程中发生探头短路而损坏555电路。音频信号输出端连接一只信号输出插孔CKl,用来与被测电缆的芯线连接,以便输出测试信号。运算放大器Al组成一个电压跟随器。运算放大器A2与R7~Rll及C5~C8组成四阶有源高通滤波器,它的截止频率约1kHz,用来滤除50Hz的交流信号。运算放大器A3组成一级信号放大器,将有源滤波器输出的信号进行放大、输出后通过一只晶体式耳机放出。信号放大器的放大倍数由R12与R13的比值确定,约为34dB。

该仪器在使用时,首先将被测电缆的一端用插头连接至CKl,将测试探头插入CK2,然后使测试探头沿电缆线移动。当电缆线完好时,音频振荡器输出的信号通过电缆线与探头之间的分布电容进入放大器,使耳机发声。一旦耳机发声停止,说明电缆已断,探头所在处便是它的断点。

4方案分析讨论及合理改进方向

经过实际电路的测试发现高压产生电路设计复杂,且最终输出的电压被电路实际应用的必须经过电阻隔离才能送给电路,电压输出实际为200V利用开关电源可直接实现产生200V电压。方法简单容易实现,所以在后期电路设计过程中我们将高压产生电路改为200V开关电源,整体电路能够实现对多路电缆的检测是否有断点,以及电缆的绝缘情况,但是没有对于电缆的类型的判定,不能对电缆进行高精度的检测,在下一步设计过程中我们要合理设计方案,增强电路的功能,使其更好的解决电缆存在的问题,使其功能更加完善,更好的为工程领域发挥作用,更好的解决实际问题。

5结语

本方案采用闪测法诊断电缆的故障,成功解决了多芯电缆检测中的下列技术难点:①多芯电缆快速检测技术;②潜在电缆故障预测技术;③高精度电缆故障点定位技术;④多路模拟开关切换技术。随着多芯电缆在武器装备以及其他民用器件中应用范围的扩大,对其安全性和可靠性的要求也越来越高。本检测仪对提高大型装备的整体可靠性和减少电缆资源的浪费意义重大,有着广泛的应用前景。

参考文献:

[1]蔡元宇.电路及磁路(下册)[M].高等教育出版社,1995.

[2]王世一. 数字信号处理[M].北京工业学院出版社,1987.

[3]胡庆.通信光缆与电缆工程[M].人民邮电大学出版社,2005.

[4]李胜祥.通信电缆线路障碍测试技术[M].北京邮电大学出版社,2006.

通信电缆范文第9篇

(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。

(四)改进光缆电缆的施工和维护方法。目前,为了适应城市施工的特点,国际上较重视不挖沟的方式施工光电缆,采用小地沟或微地沟技术安装光缆,同时对光缆网进行自动监测,保正光缆网络不中断。在施工和维护中降低成本,节省老力,节省时间,逐步推广新的施工方法,逐步完善光缆网络的自动监测维护系统和提高光缆网络的不中断维护水平已势在必行。

通信电缆范文第10篇

关键词光纤光缆通信电缆ITU-T建议技术发展

1光纤技术发展的特点

1.1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论。有的专家预言,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IP世界、传送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,但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。

(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,2002年的ITU-TSG15会议上,美国已提出对40Gbit/s系统引入一个新的光纤类别(G.655.C)的提议,并建议对其PMD传输中的一些问题进行深入探讨,也许不久的将来就会出现一种专门的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的无电中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标,采用拉曼光放大技术,可以更大地延长光传输的距离。

(3)适应DWDM技术的运用

目前32×2.5Gbit/sDWDM系统已经运用,64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系统已在开发并取得很好的进展。DWDM系统的大量使用,对光纤的非线性指标提出了更高的要求。ITU-T对光纤的非线性属性及测试方法的标准(G.650.2)最近也已完成,当光纤的非线性测试指标明确之后,对光纤的有效面积将会提出相应指标,特别是对G.655光纤的非线性特性会有进一步改善的要求。

1.2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批准将原G.652光纤重新分为G.652.A、G.652.8和G.652.C3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(如有些光纤几何参数的容差变小),明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求(如PMD值的规定),并提出了一些新的指标概念(如“色散纵向均匀性”等),对合理使用光纤取得了很好的作用。所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草,都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进,或有重要的提升;都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整,是值得注意的光纤技术新动向。

1.3新型光纤在不断出现

为了适应市场的需要,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。如康宁公司推出的PureModePM系列新型光纤利用了偏振传输和复合包层,用于10Gbit/s以上的DWDM系统中,据称很适合于拉曼放大器的开发与应用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纤,据介绍已有传输100km长度以上单信道40Gbit/s、总容量10.2Tbit/s的记录。还有一些公司开发负色散大有效面积的光纤,提高了非线性指标的要求,并简化了色散补偿的方案,在长距离无再生的传输中表现出很好的性能,在海底光缆的长距离通信中效果也很好。

(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系统被极大地优化,增大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网的设计可能不仅要求光纤的水峰低,还要求光纤具有负色散值,一方面可以抵消光源光器件的正色散,另一方面可以组合运用这种负色散光纤与G.652光纤或G.655标准光纤,利用它来做色散补偿,从而避免复杂的色散补偿设计,节约成本。如果将来在城域网光纤中采用拉曼放大技术,这种网络也将具有明显的优势。但是毕竟城域网的规范还不是很成熟,所以城域网光纤的规格将会随着城域网模式的变化而不断变化。

(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,大量的综合布线系统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%,但是它所配套的光器件可选用发光二极管,价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孔径,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。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纤标准,但由于局域网发展的需要,它仍然得到了广泛使用。而ITU-T推荐的G.651光纤,即50/125μm的标准型多模光纤,其芯径较小、耦合与连接相应困难一些,虽然在部分欧洲国家和日本有一些应用,但在北美及欧洲大多数国家很少采用。针对这些问题,目前有的公司已进行了改进,研制出新型的5O/125μm光纤渐变型(G1)光纤,区别于传统的50/125μm光纤纤芯的梯度折射率分布,它将带宽的正态分布进行了调整,以配合850nm和1300nm两个窗口的运用,这种改进可能会为50/125pm光纤在局域网运用找到新的市场。

(4)前途未卜的空芯光纤

据报道,美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤,即光是在光纤的空气够传输。从理论上讲,这种光纤没有纤芯,减小了衰耗,增长了通信距离,防止了色散导致的干扰现象,可以支持更多的波段,并且它允许较强的光功率注入,预计其通信能力可达到目前光纤的100倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技术的发展,越来越多的研究证明空芯光纤似有可能。如果真能实用,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。但是,这种光纤使用起来还会遇到许多棘手的问题,比如光纤的稳定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等。因此,对于这种光纤的现场使用还需做进一步的探讨。

2光缆技术的发展特点

2.1光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现

光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来,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、接入网光纤、局域网光纤等,这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求,具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标;

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,必须统一考虑,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。

不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展趋势,新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现,出现了如下一些类型。

·“干缆芯”式光缆:所谓“干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合来完成,其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相同,但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。首先是方便,因为阻水材料不含粘性脂类,操作使用比较方便安全;其次,干式光缆重量轻、易接续、易搬运,设备投资小、成本低,生产使用中也显得干净卫生,在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间的相对移动。特别是在接入网室内缆和用户缆中,好处更加明显。

·生态光缆:一些公司从环境保护及阻燃性能的要求出发,开发了生态光缆,应用于室内、楼房及家庭。现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求,如PVC燃烧时会放出有毒性气体,光缆稳定剂中有时含铅,都是对人体及环境有害的。2001年ITU-T已通过了一项L45建议——“使电信网外部设备对环境的影响最小化”建议,通过对光缆、电缆光器件及电杆等基于寿命周期怦估(LifeCycleAnalysis,LCA)的方法来确定产品对环境的影响。由于环境因素正日益受到重视,对通信外部设备,特别是光缆产品规定这样的指标已提到日程上来,如果不在材料和工艺上下功夫就难以达到环保的要求。因此已有不少公司针对此类问题开发了一些新材料,如对室内用缆,开发了含有阻燃添加剂的聚酞胺化合物,以及无卤性阻燃塑料等。

·海底光缆:海底光缆近年来有根快的发展,它要求长距离、低衰减的传输,而且要适应海底的环境,对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。

·浅水光缆(MarinizedTerrestrailCable,MTC):浅水光缆是区别于海底光缆而提出来的另一类结构的水下光缆,适合于在海岸边上、浅水中安装,无需中继、通信距离比较短的水下(如岛屿间、沿海岸边上的城市)敷设使用。这种光缆区别于海底光缆的环境,需要的光纤数不多(中等),但要求结构简单、成本较低,易于安装和运输,便于修复和维护。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定义下的浅水光缆建议,为建设类似的水下光缆提供了一组规范,随后也有可能形成相应的国际标准。

·微型光缆:为了配合气压安装(或水压安装)施工系统的运用,各种微型的光缆结构已在设计和使用中。对于气压安装的微型光缆,要求光缆与管道之间有一定的系数,光缆重量要准确,具有一定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式是未来接入网,特别是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式,如在智能建筑中运用的智能管道中就非常适合这种安装。

·采用了纳米材料的光缆:近来,一些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯(PE)及光纤护套管用纳米PBT等材料。采用纳米材料的光缆,利用了纳米材料所具有的许多优异性能,对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善,并可延长光缆的使用寿命。目前此类材料尚处于试用阶段。

·全介质自承式光缆(ADSS):全介质光缆对防止电磁影响及防雷电都有优良的特性,而且重量轻、外径小,架空使用非常方便,在电力通信网中已得到大量的应用。预计2000~2005年,每年电力部门对ADSS光缆需求约15000km。ADSS同时也是电信部门在对抗电磁干扰及雷暴日高的敷设环境中一种很好的光缆类型的选择。在今后一段时间内,如何在满足要求的前提下,尽量减小ADSS光缆的外径,减轻光缆的重量,提高其耐电压性能是ADSS光缆研究改进的课题。

·架空地线光缆(OPGW):OPGW已出现了很长一段时间,近年来一直在改进和提高之中。OPGW的光纤单元中采用PBT,于套管外面再加上一层不锈钢管,有的还在塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑胶,不锈钢管用激光焊接长度可达数十公里,光纤在这样的多层保护管中得到了充分的机械保护。预计从现在到2005年,OPGW光缆的需求将会逐年上升,每年增加约2500km,到2005年预计可达到20000km。当然对OPGW光纤的防雷问题一直是业界十分关注的问题,也应配合具体环境和使用条件加以考虑,使之得到充分保护。

2.2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。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。虽然ITU-T长时间收集和讨论了国际上的最新资料,于1996年了L.25光缆网络维护的建议书,对光缆的预防性维护和故障后维护规定了详细的维护范围和功能,但已经不能满足当前的需要,目前最新的建议是2001年12月IUT-TSG16会议通过的“光缆网络的维护监测系统”(L.40建议)。为了进一步缩短检测及修复时间,美国朗讯公司曾提出了新一代光纤测试及监控系统,能在1s内发出故障告警,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。日本、意大利等国电信企业也提出了一些系统方案。

·日本NTT方案:在局内运用光纤选择器与系统的测试设备和传输设备相连形成了一种可对光纤状况进行实时监测的系统,保证有用信号在通过光纤选择器测试证明良好的光纤上传输,对有故障的光纤可以预选监测出来及时传送到维护中心进行适当处理,避免不良状况进入有用的光传输信道,从而起到在运行中对整个光通信系统的支撑作用;在局外通过水敏传感器装置可监测外部设备光缆线路接头盒浸水的位置,水敏传感器安装在空闲的光纤上,水敏传感器中装有吸水性膨胀物,当水渗人接头盒时,吸水性物质会膨胀使得接头盒中的光纤受力,也就是使得这一空闲光纤弯曲,从而使光纤的损耗增加,在监测中心的OTDR上就会反映出来。(整理)

·意大利的方案:此方案是一种综合处理的新型连续光缆监测系统。主要特点是将光缆网络、光纤及光缆护套的监测综合在一起,既利用了OTDR系统周期性地对光纤的衰减进行监测,发现有衰减变化即发出警报,并进行故障定位,同时也能连续监测光缆护套的完整性,包括护套对地绝缘电阻的监测,发现问题(如护套进水等)即马上告警,达到更全面地预告故障发生的目的。

比较日本和意大利电信部门提出的光缆维护支撑系统的方案可见:日本方案在OTDR自动适时测试光纤的基础上,加入了光纤选择器,在外线上装设水敏传感器并进行护套监测,形成了一套较完整的自动维护、支撑系统,真正做到不中断光通信的维护。意大利的方案中除监测光纤性能以外,还考虑了护套绝缘电阻的自动监测。由此两例可以看出全自动的光缆维护应是一种发展方向。

3通信电缆的发展特点

3.1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新业务,但是在实际使用中并不是特别理想,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的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(铜芯聚乙烯绝缘综合护套市内通信电缆),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(即现有的HYA市话电缆)不能达到5类电缆的技术要求,户外电缆要实现j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。

美国已在1997年制定了用于宽带的对绞通信电缆标准(ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997),包括非填充和填充两种型式。传输频宽已扩展到100MHz,可供数字网络使用。IEC对此问题也进行过较长时间的讨论,2001年,IEC62255-1文件“用于高比特频率数字接入电信网络的多对数电缆”提出了0.4~个0.8mm线径、1~150对、最高频率30MHz等指标的建议,此建议的提出也许会为这种电缆开辟一个新的空间,我国也开始了这方面的探讨和研制,并正在建立相应的标准。

3.2超5类及6类电缆将替代5类电缆成为布线系统发展的超蛰

随着智能化大楼、智能化建筑小区对宽带布线的要求愈来愈高,超5类和6类电缆己逐渐成为布线系统中的主流。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、绝缘电阻、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一定的改进才能达到。6类电缆在超5类的基础上,又提高了传输频带,达到250MHz,其相应的指标也有较大的提高。同时,6类电缆要求不但有严格的工艺,而且不少厂商在结构上也有一定的改进和创新,如采用泡沫皮绝缘芯线或皮泡皮绝缘芯线、骨架式结构隔离线对等都改善了电缆的高频特性。

3.3物理发泡射频同轴电缆及漏泄同轴电缆将具有较好的发展前景

由于移动通信的高速发展,无线电基路用物理发泡射频同轴电缆,特别是超柔形结构的室内电缆、路由连结电缆都有了较大的市场需求。同时,随着移动通信信号覆盖面的不断扩大,基站站数的增多,以及边缘地区(电梯、地铁、地下建筑、高层建筑室内等用户)对移动信号的要求不断提高,预计这类电缆将会有较好的发展前景。但对电缆指标的要求(如驻波比、屏蔽衰耗等要求)已明显提高,要求电缆的工艺及结构应不断改进,以与之适应。

4光纤光缆及通信电缆技术与产业发展中几个值得思考的问题

4.1积极创新开发具有自主知识产权的新技术

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在发挥作用,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。有资料统计,1997~1999年国内企业申请光通信专利的有132件,其中光纤38件,光缆只有19件,而同期外国公司在中国申请光通信专利达550件,其中光纤光缆37件。还有资料报道:从1997年以来,国内光通信核心技术专利是90件,我国自主申请的只有9件,仅占10%。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大,因此我们作为世界第二的光缆大国,应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重,争取创造更多的光纤光缆专利。

4.2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。不难发现,光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求,在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中,会对这一点有深刻的体会。而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。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验,正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多,接入网和用户驻地网具有很多的特色,对接入光缆也会有更多的要求,为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说,

多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面,虽然紧跟了先进技术,但自我创新的成份太少。今后应当在这方面下些功夫,走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。

4.3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。因此,对新敷设的铜电缆,希望能提出一些新的宽带指标要求,为将来开通更多更好的新业务作好准备。现有的市话电缆生产厂商应深入研究自身的生产工艺,在不改变(或不大改变)生产设备的情况下,认真设计和精心制造,把现有电缆的技术水平提高一个档次,以提供更宽频带的电缆,为更多更好地开拓数字新业务提供高质量的通道。

4.4改进光缆电缆的施工和维护方法

目前,为了适应城市施工的特点,国际上较重视不挖沟的方式施工光、电缆,采用小地沟或微地沟技术安装光缆,同时对光缆网进行自动监测,保证光缆网络不中断通信维护。与此相适应的是需要开发相应的元器件、工具和设备,并且要在体制上作一些改进与之相适应。ITU对NH开发光缆用浸水传感器、光纤自动测试时的光纤选择器以及美国提出的1s告警、3min内定位的指标及意大利提出的光纤纤芯与光缆护套指标综合监测等方案都十分重视。在现代化的光网络中,这些方式已经起到明显的作用。由此可见,为了保证光缆网络工作的可靠性,在施工和维护中降低成本、节省劳力、节省时间,逐步推广新的施工方法,逐步完善光缆网络的自动监测维护系统和提高光缆网络的不中断维护水平已势在必行。

4.5冷静地审视当前电信市场的发展,促进光纤光缆和通信电缆产业的发展

2001年下半年以来,光纤光缆需求下降,这当然与世界电信行业的整体下滑以及宽带网络泡沫的破灭有很大关系,但更多的则是受到从1999年下半年起由于光纤紧缺而各大公司扩产过多的影响。据资料介绍,在2000年,全球光纤厂商的投资额达到26亿美元,为1999年的6倍,按推算到2002年全球光纤的产能将达到1.65~1.75亿光纤公里,远远超过了实际需求。加上当前电信基础建设的不景气,光纤过剩的现象不可避免。

光纤光缆及通信电缆的市场走势虽然受到国际经济大形势发展的影响,特别是与整个电信行业的发展有密切的关系,但应看到,在挤出了网络泡沫的水份之后,随着光纤网络从骨干网的扩建到接入网、城域网的扩散以及向用户驻地网的不断延伸,光纤光缆及宽带数字电缆的市场必将增长。据KMI预计,2003年世界光纤市场将开始有较大的增长,而到2004年的市场规模将超过敷设量最高的2000年。

应该看到,信息通信业是一个充满生机与活力的朝阳产业,网络经济有着强大的生命力,信息技术、网络技术的发展,仍然是推动社会进步的重要动力,信息网络化仍然是当今世界经济、社会发展的强大趋势。因此我们应树立信心,在全球经济好转、通信市场复苏及我国西部开发等有利条件下抓住机遇,促进光纤光缆和通信电缆技术与产业取得更大的进展。

4.6抓住西部大开发的大好机遇,发展光缆电缆技术与产业

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