时间：2023-01-12 10:50:27
引言：易发表网凭借丰富的文秘实践，为您精心挑选了九篇通信电缆技术论文范例。如需获取更多原创内容，可随时联系我们的客服老师。
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。
英文名称：Optical Fiber & Electric Cable and Their Applications
主管单位：工业和信息化部
主办单位：信息产业部电子第二十三研究所
出版周期：双月刊
出版地址：上海市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1006-1908
国内刊号：31-1480/TN
邮发代号：
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1967
期刊收录：
核心期刊：
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
关键词：矿井，通信技术，通信系统
1 引言
目前，随着煤矿机械化、自动化程度的不断提高，通信技术在煤矿生产中的地位显得越来越重要，已成为煤矿实现科学管理、提高劳动生产率、防止事故灾害、降低百万吨死亡率的必要手段。煤矿通信系统可分为地面通信和井下通信两大部分。论文参考。近几年来地面通信得到迅猛发展，设备、容量、技术不断更新，逐步实现了数字化、程控化,通信的可靠性和稳定性也逐渐提高，地面通信正在向集语音、图像和数据传输“三合一”的综合信息网方向发展。但是，煤矿井下通信由于受通信设备技术、特殊环境条件等问题的制约,还存在许多问题。因此,建立一个畅通、灵活、可靠的井下通信系统是现代化煤矿建设的首要任务之一。
2 煤矿井下通信的特点
在煤矿通信的现代化进程中，井下通信作为重要的生产要素之一早已渗透在安全生产的每一个环节当中，特别是在生产指挥调度和安全的信息交流方面，都起着举足轻重的作用。煤矿井下通信系统由于其环境的特殊性,具有较强的煤矿专业特征。
2.1 通信设备设计及制造方面的特点：
(1)井下通信设备必须具备本质安全性或防爆性，以适合在含爆炸性气体的场合使用。所谓本质安全性是指正常工作或故障状态下装置产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物。这就要求在电路设计时，对功率分配、元器件选择，包括制作工艺保护措施都要做出特殊的考虑，不能直接照搬电信系统的设备或标准。
(2)设备必须体积小巧，质量轻，外壳必须具备防潮、防尘、防机械冲击的能力。这是因为井下工作人员劳动强度大，井下巷道特别是工作面空间窄小，负重行动不太方便，而且生产岗位经常变动，流动性较大，因此要求设备必须便于携带和使用。
2.2 通信设备功能上的特点：
(1)通信系统对生产调度人员必须提供较高的优先权，可实现选呼、群呼、强插、强拆、录音、扩音等功能，以便使指挥人员能畅通、无阻塞地呼叫任何终端。
(2)在重要通信点上应具备紧急呼叫和双向报警功能，以提高对事故灾害的应变能力。
(3)随着煤矿井下安全生产及井下人员定位系统发展的需要，井下设备应当具有较强的移动通信功能，而矿井巷道为非自由空间，无线电波在井下巷道的传输受到根本性制约。所以应当研制功能更强的设备应用于煤矿井下的移动通信。
2.3 通信设备性能上的特点：
(1)井下通信设备是在信道条件较差的情况下工作，与地面通信有着较大的区别，地面通信设备的设计制造是以比较确切的信道参数为依据的。而由于井下环境较差，潮湿、粉尘严重，且在狭小的巷道空间内布有铁道、管道、支架、电缆等金属构件，所以，无论是专用信道还是借用信道,其特性都会受到较大的影响，使信道特性变坏或不稳定。
(2)井下用电设备配置量大，启动频繁，对信道形成的电气干扰的噪声频谱宽、电平高。这些都对井下通信设备的运行构成较大的影响。这就要求运行于井下的通信设备在性能上必须能适应较差的信道条件和较强的干扰。
3 煤矿井下通信技术
建立功能完善的井下通信系统对于提高自动化程度、劳动生产率、加强安全防护等方面都有着非常重要的意义。井下通信作为现代煤矿通信技术的重要组成部分,现在亟待开发、研究、完善和提高。目前,井下通信技术主要有以下几种。
3.1 载波通信技术：
载波通信是煤矿应用较早的一种通信方式，在语音、控制及信号监测方面都有应用。架线机车动力载波通信系统是煤矿早期实现电机车移动调度通信的主要手段，目前仍有一部分矿井在继续使用。由于矿井载波通信的借用信道多数是动力电缆或机车的架线等，这些信道分支多，线路上设备起动频繁，造成信道参数随时间和地点的变化很大，因而通信质量不理想。目前载波通信系统在传输距离、通话清晰度、抗干扰性能等方面和感应通信及漏泄通信技术相比有较大差距，将逐步被替代。但在一些特定的工作环境，比如采煤机的动力载波监测等应用场合，采用动力线作为监控装置的载波信道仍有其实用价值。论文参考。
3.2 漏泄通信技术：
是利用表面开孔的同轴电缆(漏泄电缆)在巷道中起到长天线的作用，实现移动电台之间或与基站之间的可逆耦合，已获得较好的通信质量。采用漏泄电缆实现井下巷道内无线电波的传输是一种比较理想的方法。漏泄通信技术不仅应用在矿井中，而且应用于公路、铁路隧道、地铁及地下停车场等场合，在国内外受到普遍的重视。其缺点是系统造价昂贵，又需敷设专用传输线，且信号接收局限在离导线30m以内，传输线架设和维护需花一定代价。
3.3 感应通信技术：
就是利用普通的金属导体，如电线、电缆、钢轨等，与移动电台之间的电磁感应，静电耦合的一种通信方式。它似乎像有线电，又有点像无线电，美其名曰“感应无线电”。通信与普通电台的通信过程十分相似。感应通信系统具有系统组成简单、价格较低、感应线敷设简便(甚至可以用金属管道作为感应线)、无需中继器等优点,是煤矿井下比较受欢迎的一种移动通信方式。它能以较小的发射功率实现较长距离的通信，能同时实现几个方向通信。感应通信系统为减小传输衰减,选择的传输频率较低(一般在2MHz以下)。而煤矿井下在低频段的电磁噪声较大,所以感应电话通话质量在有些矿井不理想，噪声较大。另外，感应线离巷道壁太近时，形成电磁场空间分布的不均匀，引起较大的损耗，影响传输距离。
3.4 井下光纤通信技术：
国际上实用的光纤通信系统是1970年以后才发展起来的。由于光纤通信容量大、中继距离远、防爆性能好、抗干扰能力强，使光纤通信技术及其应用发展很快。1991年我国第一套井下光缆通信系统KT1系统研制成功，成功地解决了井下光缆的接续技术和井下光通信的若干技术难题，填补了井下光通信产品的空白。目前煤矿井下的光纤通信技术已经在许多领域发挥作用。除传统的语音通信外，光纤是监测监控系统中理想的高速信道。光纤通信的低损耗无中继传输优点使光纤工业电视系统成为井下工业电视系统的主导产品。光纤通信技术是一门新兴的正在不断发展的技术。就目前的井下光纤通信系统而言,光通信的许多优越性还有待进一步发挥。光纤通信在煤矿井下通信系统中的地位将会有更大的提高。
3.5 井下PHS通信技术：
PHS是日本开发的网络系统，日本人称之为“个人手持电话系统”（英文缩写PHS，就是我们常说到的个人无绳市话系统），于1995年7月开通运营。PHS井下通信技术与目前应用于井下的其他无线通信系统（包括井下泄漏通信）有完全不同的设计理念。其技术来源于成熟的公众移动通信技术，即PHS系统。经过一定的技术改造后把它移植于煤矿井下，是对传统井下无线通信的突破，有传统井下无线通信不可比拟的技术优势。该系统在现代公众无线通信的高技术平台上开发，系统中各种设备与传统煤田井下通信设备相比有较高的可靠性和性价比，并能够得到生产厂商的长久支持。PHS通信系统作为一个无线传输平台，具有较强的扩展性，平台上可实现高速数据业务、人员定位信息的传送等，为系统的应用提供更大的空间。可同时为煤矿井上、井下提供无线通信服务，在煤矿形成一整套覆盖井上、井下立体的无线移动通讯及生产调度系统。
3.6 蓝牙通信技术：
是一种短距离的无线数据与语音通信的开放性全球技术规范，它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线电缆连接。使用国际上无需授权的2.4GHz的 ISM 频段，采用了跳频方式来扩展频谱分成79个无线信道。从目前的应用来看，由于蓝牙芯片体积小、功率低、接口标准、成本低，其应用已不局限于计算机外设，几乎可以被集成到任何数字设备之中，特别是那些对数据传输速率要求不高的井下移动设备和便携设备。论文参考。在井下通信时具有很好的抗干扰能力。
除了以上的井下通信技术以外，在实际应用中根据情况还可以采用扩频技术、复用多址技术等技术来提高井下通信的可靠性及安全性。
4 结语
煤矿通信技术正在进入一个新的飞速发展时期，计算机技术、微电子技术的不断突破给这一领域注入了新的活力。地面通信正在向数字化、综合化方向发展，实现语音、数据、图像的综合传输,并且和计算机技术、网络技术、光纤通信技术相结合,构成新型的地面综合调度通信系统。井下通信将进一步应用先进的通信技术，最终构成有线和无线相结合、电缆与光缆相结合、固定和移动相结合、灵活方便、大容量、多信道、多功能的全矿井移动通信网络。展望未来几年,煤矿通信系统将伴随着现代科学技术的飞速发展在许多重要方面有所突破,从而给煤矿通信的面貌带来更大的改变。
参考文献:
[1]我国煤矿通信技术的现状和发展. 政. 煤矿自动化. 1998
[2]新型无线通信系统在煤矿通信的应用.通信世界. 王满福. 2006
[3]浅谈煤矿井下通信系统的特点及要求. 臧金华.中州煤炭.2005
[4]浅谈煤矿井下通信管理. 燕宪连.煤矿自动化. 1999
[5]扩频通信在煤矿井下通信和安全中的应用. 吴明捷. 煤炭学报.2002
关键词：可调谐变频；可调谐变频芯片；有线电视网络宽带接入；双向改造；三网融合
ABSTRACT：A novel solution for broadband access over cable is presented in this paper, which based on tunable frequency converter RF chip. This solution comprises of two kinds of device: head-end device and user device, the head-end device supports multiple communication channels operating simultaneously and the user device could tune its working frequency to access one of the available channels freely. This technology could be deployed extensively on the cable TV network for high speed broadband access. Comparing with other existing solutions, it could sufficiently utilize the spectrum advantage of cable network much more, and freely select any applicable channel. If necessary, operator could extend applicable channels or communication bandwidth easily. This paper would describe the idea of tunable frequency-shift communication, the tunable frequency-shift RF component and typical deploying scenario in detail.
Key words：tunable frequency converter；tunable frequency converter RF-IC；broadband access over cable；bidirectional transformation；triple-network convergence
1 引言
光纤同轴混合网（HFC）是我国有线广播电视网络的普遍架构，即骨干网采用光纤传输，接入分配网采用同轴电缆。随着光纤通信技术的发展，光纤骨干网已基本可以满足三网融合以及下一代广播电视网（NGB）建设的需要，但同轴接入网却还是纯粹的单向广播网，无法实现双向宽带通信，这严重阻碍了广电网络的发展，因为许多融合性新业务都必须依赖双向宽带通信网才能实现。
于是，多种同轴电缆宽带接入技术纷纷涌现，比如DOCSIS、 HomeplugAV、 HomeplugBPL、基带EOC、MOCA、降频WIFI以及HPNA等等，见参考文献[1][2][3][4]。这些技术方案中用户端设备通常都工作在一个固定的频点上，扩展性和灵活性比较差，无法充分利用广电同轴电缆的频谱优势。
基于上述现实，四联微电子公司提出一种基于可调谐变频芯片的有线网络宽带接入技术方案。利用这种技术方案，局端设备可同时提供一个或多个通信信道；用户端设备可随时切换到不同的工作频率，与局端设备进行通信。该方案比现有的EOC（Ethernet Over Cable）技术方案[5]具备更好的灵活性、抗干扰性，提供更高的传输能力，充分体现出同轴电缆的频谱优势。本项技术已经获得国家知识产权总局授权的发明专利[6]。
下面将对本技术方案的可调谐变频通信方案、可调谐变频芯片和典型应用三个方面进行详细介绍。
2 可调谐变频通信方案
根据国家有线电视频谱标准[7]以及广电总局三网融合技术指导文件[8]中的规划，同轴电缆中5-65MHz和862MHz以上频段可用于双向数据通信。我国有线电视网络目前普遍使用的是750MHz、860MHz或550MHz同轴分配网络。同时，根据参考文献[9]的研究，在对当前国内普遍存在的同轴电缆网络进行部分现场测试后，发现1.2GHz以下频段都可以用于双向宽带数据通信。可见，有线电视同轴电缆中实际蕴藏着大量频谱资源，完全可以用于双向数据通信。如能充分利用这段约400MHz的频谱，将其分为多个频分复用通信信道，将为有线电视网络的宽带接入提供潜力巨大的通信信道。
近年来，市场上涌现出了各种EOC双向改造方案.，虽然它们各有特色，但是都没有充分挖掘出同轴电缆的频谱潜力，信道的扩展性以及工作频率的灵活性都没有体现出来。本文介绍的工作频率可调谐的有线网络宽带接入技术方案，将能很好地弥补这一缺憾。
2.1 工作频率可调谐的有线同轴网络
可调谐变频通信系统，包含由多个通信模块构成的局端设备和许多个工作频率可自由调谐的用户端设备，它们分别处于同轴电缆分配网的两侧：局端侧和用户侧，不论同轴电缆网拓扑结构是星型还是树型，都能适用。每个局端模块既可工作在预先设定的工作频率，也可根据需要切换到不同的频率；这样，由多个通信模块构成的局端设备就可形成多个双向通信信道，各个信道工作在不同的频点，既可自由跳频，但又互不干涉。用户端设备分布在同轴电缆的用户端，数量比较多；每个终端设备的工作频率都可调谐，可根据需要随时切换到局端设备提供的多个通信信道中的任意一个，从而构成可调谐的有线网络双向通信链路。而至于各个用户终端设备应该接入到当前哪个信道上则由系统管理单元（通常为局端设备中的一个模块）根据需要来确定，或者由终端设备根据预先设置的调谐策略确定。
由于上述频率调谐功能是在通信系统的物理层实现的，故在理论上可适用于各种通信协议。
图1是可调谐有线网络示意图。
2.2 可调谐变频通信技术方案
作为可调谐变频通信概念的一个特例，本技术方案采用WIFI协议，利用成熟的WIFI产业链，将标准的2.4GHz射频信号变频到符合同轴电缆特性的频率后在有线电缆网络上传输，再结合工作频率可调谐的功能，最终以最便宜的价格、最简单的方法实现有线电视同轴网络可调谐变频通信方案。
WiFi标准属于美国电气电子工程师协会（IEEE）颁布的802系列标准之一：802.11。它最早于1997年推出，2年后被802.11b取代，接着又继续演进到802.11a、c、d、e等等。2003年802.11g获得批准，它采用正交频分复用（OFDM）调制方式，工作在2.4GHz ISM（Industrial,Scientific,Medical）免费频段，物理层速率高达54Mbps，从而得到了市场的青睐并大量部署。随后，802.11n标准在2009年获得批准，它采用OFDM调制，利用一个40MHz频宽的信道在单入单出的工作模式下物理层即可达到150Mbps的速率，对应到MAC层速率为100Mbps左右。
这里，同轴网可调谐变频通信方案充分利用了成熟的WiFi通信标准、协议和庞大的产业链，从而给有线网络宽带通信提供一个成熟的、可靠的物理层和MAC层，最重要的是可以选用已经大量出货的WIFI芯片。图2是变频通信示意图。
本方案正是采用最新的802.11n标准：OFDM调制、40MHz频宽和时分复用（TDD）半双工模式，将2.4GHz的射频信号变换到800~1200MHz信号，从而在有线电视同轴电缆分配网上传输，实现高速宽带数据通信。图3为可调谐变频通信设备示意图。
随着IEEE802.11系列标准的不断演进，本方案可随之持续发展。据参考文献[10][11]的消息更高速率的802.11ac标准正在制定中，预计将于2012年正式颁布。到那时，本方案将可在80MHz甚至160MHz的频宽上实现1Gbps左右的物理层传输速率。
3 可调谐变频芯片
双向宽带可调谐变频芯片是本方案中最关键的射频部件。
3.1 可调谐变频电路
可调谐变频电路主要由两个单向电路和一个本振电路组成，一端为固定频率Ff的中频端口，用于连接802.11n2.4GHz射频端口；另一端为可变频率Ft射频端口，用于连接有线电视同轴电缆网络。由于系统采用时分复用（TDD）双工模式，两个单向电路可共用同一个本振源（LO），分别输入两个混频器中实现上下行通信链路的混频、变频；通过调节本振频率Fo可同时切换上下行通信电路中RF端口的工作频率。本电路既可采用高本振也可采用低本振，若本振频率Fo 高于固定频率Ff，则 Ft = Fo-Ff，反之则 Ft = Ff -Fo。为了获得良好的带外抑制，在保证射频信号线性度的前提下，还可根据需要在中频端口、射频端口和混频后设置相应的带通滤波器，以实现该端口的较好的带通特性。
其功能示意图如图4所示。
3.2 可调谐射频芯片
基于本技术方案，四联微电子公司正在研发实现上述电路的射频集成电路，以提高性能指标，降低局端设备、终端设备的研发调试难度，预计不久将推向市场，为我国有线网络宽带通信建设提供新的选择。
此芯片高集成度、高线性度，采用成熟的CMOS RF 0.18um工艺。特征如下：
集成PA和LNA，最少器件。
低功耗，支持多种功率管理模式。
RX接收链路支持自动增益控制，且具备高动态范围、良好的线性度和噪声系数。
TX发射链路带功率检测，并集成可调增益PA。
集成VCO/PLL频率综合器 ，支持小数分频
集成2个混频器，LO频率可步进调节
利用本射频集成电路芯片，可将2.4GHz频段的射频信号变换到710~1200MHz频段的任意一个通信频道；它包括射频信号接收和发射两个链路的双向频率变换，这里的射频信号采用OFDM调制，遵循802.11n标准协议，信道频宽40MHz。
应用时，此芯片的2.4GHz中频端口（IF端口）与单通道802.11n SOC（System On Chip）芯片的射频端口相连，SOC芯片通过SPI控制接口对本集成电路进行配置管理，变频后的另一侧（简称RF端口）连接有线网络同轴电缆。
4 系统应用方案
当前，国内有线电视网络普遍采用光纤+同轴电缆混合的HFC网络架构，随着光纤通信技术的发展，“光进铜退”已成为长期的发展趋势。国内很多广电网络已经计划或正在将光纤推进到小区、楼栋、甚至楼道。由于入户布线的复杂性等综合因素，最后一段同轴电缆必将在相当长一段时间内存在。利用现有同轴网络解决最后300米、100米、甚至50米的高速宽带接入问题已成为广电网络的普遍共识。
2010年国务院发文，促进三网融合发展。同时，国家广电总局的NGB计划，也明确提出广电网络要达到30Mbps、甚至100Mbps的入户数据带宽。如何以最低的投入，利用同轴电缆网达到、甚至超过上述要求呢？
基于可调谐变频芯片的有线宽带接入技术方案可以很好的解决这个问题。它主要由位于光节点处的局端设备和位于用户端的终端设备组成。根据具体同轴电缆网频谱使用情况，局端设备可有选择地灵活开通多个适用的宽带接入信道，而用户端设备可根据相应的带宽、业务需要调整工作频率接入到合适的通信信道，从而充分利用同轴电缆中可用的频谱，按需扩展网络带宽，终端自由接入相应信道，给运营商和用户带来全新的宽带体验和业务潜力。
4.1 系统接入带宽
基于本方案的宽带接入系统，完全可以满足NGB建设和未来三网融合的需要。考虑到同轴电缆网的特性和有线电视频率配置，我们在同轴电缆上710-1200MHz频段上划分出12个独立的信道。遵循单信道802.11n传输能力，每个信道频宽40MHz，物理层速率150Mbps，MAC层 速率可达100Mbps；如果按照隔频传输，则在一根同轴电缆上即可以同时使用6个通信信道，相应速率为：
物理层： 6*150Mbps=900Mbps
链路层： 6*100Mbps=600Mbps
而目前国内有线电视网络光节点处的光接收机通常都是配4路同轴电缆输出，最少也有2路；覆盖大约50到200用户不等。应用本技术方案，一个光节点处的宽带接入带宽可达：
物理层：4*900Mbps=3.6Gbps
链路层：4*600Mbps=2.4Gbps
如果未来升级到802.11ac，仅用一根同轴电缆链路层带宽即有望达到4*400Mbps=1.6Gbps，可参考文献[11][12]，则一个普通光节点处局端设备MAC层接入带宽将高达6.4Gbps。此时，即使与光纤入户FTTH相比，有线同轴电缆宽带接入的通信带宽也毫不逊色！
可见，基于可调谐变频芯片的有线网络宽带接入技术方案完全可满足NGB和三网融合的要求。随着光纤到楼（FTTB）的发展，每个光节点下覆盖用户数将会减少到50-100户左右，利用本方案实现户均100Mbps带宽将变成现实。
4.2 应用方案
FTTB光纤到楼是本技术方案最典型的应用场景，即采用G/EPON或10G EPON技术将数据通信信号送到楼栋交接箱，光纤由ONU（Optical Network Unit）和光接收机终结在楼栋，并被分别转换为以太网信号和同轴电缆信号。局端设备透过同轴电缆分配网和用户端的终端接入设备，比如普通用户终端MODEM、家庭网关、双向机顶盒等建立宽带通信链路，实现高速数据通信，如图5所示。
通常光纤到楼FTTB后的同轴电缆分配网基本都是无源分配网，不需要有线电视放大器。但是，在光纤只到小区的情况下，同轴分配网中很可能存在着放大器，如果只有一级放大器，那可通过无源跨接器跨接轻松解决；如果存在着多级放大器，则需要根据信号状况，使用中继设备解决。但随着光进铜退，这种情况将逐渐减少。
5 结论
针对现有技术存在的缺陷和问题，本文提出了基于可调谐变频芯片的有线网络宽带接入技术方案，并从可调谐变频通信的方法、可调谐变频芯片技术、系统应用方案等三个方面重点做了介绍。本方案基于自主研发的可调谐变频芯片，是拥有完全自主知识产权的专利技术；它结合成熟的802.11产业链，是面向NGB、可满足三网融合需要的高性能有线网络宽带接入技术。该方案可以充分发挥广电同轴网络的频谱资源优势，灵活利用空闲频谱资源，以最低的成本实现有线网络高速宽带接入。随着可调谐变频芯片的问世、本技术方案的应用推广，必将对我国新一代广电信息网络建设、三网融合新业态的发展，发挥重要作用。
参考文献
[1]金国均；DOCSIS3.0的适用性研究；《中国有线电视》2009年第05期。
[2]林如俭，胡斌，周志宇，周书佳，宋英雄；基于MOCA的高频EOC原理与解析；2010ICTC国际传输与覆盖研讨会论文集, 2010 年10月。
[3]王英来；基于Homeplug AV技术的EOC在新疆广电双向网改造中的应用；《中国有线电视》2009年第7期。
[4]任伶俐，查澜；基于EoC的HFC接入网络双向改造技术及应用；《信息通信技术》2010年第3期。
[5]唐明光；有线电视网络双向改造中的EOC技术；《中国有线电视》2009年第10期。
[6]中华人民共和国国家知识产权局专利公开号：CN101599822A，工作频率可调谐的有线网络接入系统及方法。
[7]中华人民共和国国家标准；GB/T 17786-1999; 有线电视频率配置。
[8]广电总局，有线电视网络三网融合试点业务指导和总体技术要求；2010年10月。
[9]刘华平，赵玉萍， 李红滨；HINOC信道的测量与数据处理方法研究；高性能同轴电缆接入技术研究与实现论文集；2011年3月。
[10]en.省略/wiki/IEEE_802.11ac.
[11]Park, Min-young; IEEE 802.11ac: Dynamic Bandwidth Channel Access; Communications （ICC）, 2011 IEEE International Conference; Jul-2011.
[12]Van Nee, R.; Breaking the Gigabit-per-second barrier with 802.11AC; Wireless Communications, IEEE; Volume: 18, Issue: 2; 2011.
作者简介
[论文摘要]介绍无线列调电话在无漏缆区段明区间和隧道内弱盲区通信系统的组成，并结合工程实例介绍设计及安装的相关问题。
一、引言
在大郑线新立屯至通辽西区间增建第二线工程中，有相邻的甲、乙、丙三个站，由于增建二线，乙站拆除，甲乙两站相距12.2km，乙丙两站相距13.4km，甲站出站1km处上下行线各有一座长约500m的隧道，此1km内有较大曲线和路堑。因乙站车站台拆除，致使甲、丙两站间的无线列调电话通信出现弱、盲区，目前解决明区间弱场的方式主要有布放中继台及布放光纤直放站两种，前者造价较低，但由于空间波不易控制，后者需要铺设光纤，适合站间距离长，同时造价相对较大，为解决弱、盲区通信问题，针对本工程实际情况，设计中明区间采用异频中继，隧道内采用无漏缆隧道中继器及特制平板天线的方案，设备选用华通时空通信技术有限公司的产品。现将工程有关情况简介如下。
二、系统组成
本无线列调系统为450MHZ-C制式，弱场异频中继频率为150MHZ。
(一)明区间弱场中继设备
明区间弱场中继设备由WJJ-11型首台中继器和WJJ-12型尾台中继器组成，首台设在丙车站，尾台设在弱场区边缘的原乙站，通过首尾中继器的中继及无线转发功能，实现车站台与弱场区机车台的通信。车站呼叫机车:站台将呼叫机车的114.8HZ信令调制到F1发射(F1为457.7MHZ)，首台收F1解调出114.8HZ再调制到F2发射(F2为151.7MHZ。)，尾台收F2解调出114.8HZ再调制到F1发射，车台收F1解调出114.8HZ后显示被呼叫并发415HZ回铃信号，经相应操作，双方通话。机车呼叫车站:为上述反向流程，呼叫车站信令为123HZ。
(二)隧道内盲区中继设备
WJS系列中继器是解决无漏缆隧道内通信的专用设备，它由WJS-1型洞口中继器、WJS-2型洞内中继器、平板天线、连接洞内中继器和平板天线的功分器、SYV-50-9射频电缆和连接两中继器的中频隔离器、YZW2X4.0控制电缆组成。其中控制电缆内既传输中继器所需的220V交流电源又传输含有呼控信令的中频455KHZ，两者通过中频隔离器分开。隧道较短时洞内可不设中继器，较长时可设2台以上中继器，1台中继器可带多达5个平板天线。洞口中继器设在洞口中继房内，洞内中继器设在隧道内适当地点的避车洞内，平板天线贴装在洞壁上部，控制电缆、射频电缆及功分器等设在洞壁上。其通信过程如下，车站呼叫机车:站台将呼叫机车的114.8HZ信令调制到F1发射，洞口中继器收F1后解调出含有114.8HZ信令的中频455KHZ，中频经控制电缆传至洞内各中继器再调制到F1经射频电缆及功分器传至平板天线发射，机车收F1解调出114.8HZ后显示被呼叫并发415HZ回铃信号，经相应操作，双方通话。机车呼叫车站:为上述反向流程，呼叫车站信令为123HZ。车站经首尾中继器与隧道内机车的通信与上述类似。
三、设备配置
由于乙站拆除，在乙站新设WJJ-12型尾台中继器一套，丙站除原车站台外另设WJJ-11型首台中继器，甲站原车站台不变;上行线隧道的甲站侧洞口设WJS-1型中继器一套，负责甲站车站台与上行线隧道内机车台的通信中继。因隧道较短，隧道内未设洞内中继器，仅设平板天线3个、功分器2个，同时设相应的射频电缆及中继电缆;下行线隧道洞内设备与下行线隧道类似，下行侧洞口设WJS-1型中继器一套，乙站设尾台中继器一套，丙站设首台中继器一套，下行线隧道内机车台经洞口中继器、拆除乙站新设的尾台中继器、丙站首台中继器与丙站车站台间的通信。
四、频率选定和场强计算
根据TB/T3052-2002规定，450MHZ频段C制式频率选457.700MHZ，异频中继频率选151.700MHZ。450MHZ频段机车台接收机输入电平中值设计值取28dBμV(其中，电台最小可用电平10dBμV，起伏量11.5dBμV，储备量6.5dBμV)。因无线列调的场强计算范围内地球曲率的影响并不显著，故用平面大地公式近似计算。
1.450MHZ:接收点入口电平:V入=P1-L1+G1-L0-F+G2-L2。式中:P1为发射功率5W(144dBμV);L1为发射馈线损耗6dBμV;G1为发射天线增益13dBμV;L0为自由空间传输衰减;F为衰减修正因子;G2为接收天线增益0dBμV;L2为接收馈线损耗3dBμV。
自由空间传输衰减:L0=22+20lgd+20lgf。式中:d为收、发天线间距离(km);f为载频频率(MHZ);L0=22+20lg13.4+20lg450=97.6dBμV。
平面大地传播时衰减修正因子:F=22+20lgh1.h2.f/d=22+20lg25X4.8X
450/13400=34.1dBμV。
机车距车站13.4km时:V入=144-6+13-97.6-34.1+0-3=16.3dBμ。V不满足28dBμV的要求，但可以达到中继器的工作开门电平。
2.隧道内平板天线发射电平:(洞内中继器输出电平144dBμV[5W]，射频电缆衰耗0.05dB/m，平板天线间距160m，增益1dBμV，功分器主路衰耗3dB，支路衰耗3-25dB可调。)最远处天线发射电平:P=144-0.05×540-3×2+1=112dBμV，由远至近调整功分器支路衰耗为12dB、24dB，则天线发射电平为112dBμV。因隧道内电波传播受列车、洞壁构造、隧道截面及曲线等因素影响很大，工程中应据实测场强调整天线间距、功分器支路衰耗及中继器输出电平，使场强满足要求。
五、设备安装
丙站新建运转室，车站台及首台中继器设在的25米铁塔上，天线塔设10Ω防雷地线，电台所需交流电源由通信机械室接引;拆除乙站利用原20米铁塔，尾台中继器设在无人值守的中继房内，电源采用太阳能供电。隧道口的洞口中继器设在无人值守的区间中继房内，电源采用太阳能供电。区间中继房应特别注意高频避雷器、系统工作地线及天线塔防雷地线的良好设置，以确保设备安全运行。隧道频电缆挂设在洞壁上部的挂钩上，平板天线及功分器设在洞壁顶部。平板天线间的距离160m左右，施工时根据隧道内场强实测情况进行调整。功分器主路衰耗3dB，支路衰耗3-25dB可调，愈靠近中继器的支路衰耗愈大，使各天线的输出电平基本一致。
六、小结
解决山区隧道等无线弱场是综合性的工程，需要铁路相关部门和生产厂家的共同努力。采用新技术的新型弱场覆盖设备降低了投资，提高山区隧道等弱场区的通信质量。对于已经投入使用的设备应有改善措施解决存在的问题，挖掘系统潜力，满足铁路快速发展的需要。
关键词：客运信息系统；铁路；建设；应用
中图分类号：TM247 文献标识码：A
通讯在对矿山高效生产、抢险救灾起着非常重要的作用。提高无线通信系统，能帮助提高劳动生产率和安全，减少煤矿瓦斯爆炸事故恶性事故带来的巨大的损失。无线通信泄漏系统中电缆，也允许更多的无线电信号的传播途径，包括视频信号，比较好的解决了上述问题。当人们在射频回路中连接射频同轴电缆孔、槽或使用薄编织方式破坏完整性的指挥，无线电信号在传输，既能传播沿轴向和径向泄漏信号产生的理想模式，为地下矿井通信的无线通信系统。但由于条件的特殊性，在矿山、电波传播的巷道在一个很大的困难。为了减少地质条件对无线通信信号衰减，通常由低频通信到低频通信的，但也许要付出很多需要天线，也很不方便。因此，只有通过地下移动通信电缆要完成的目标。使沿著电缆能够完成无线电通信周围的空间，这是一种特殊的电缆泄漏电缆，这种方式的沟通称为泄漏通讯在低频电感的通讯。在煤矿使用，从而实现了地下随时随地可以互相无线电话。通过分析了内电磁场的排放传播规律，实现渗漏的建模方法及应用进行了通信系统的研究和分析。
1 漏泄电缆
漏泄电缆是一种解决无线电波在矿井巷道中传播的有效途径。它的作用类似于输电线路和组合天线，目的是为了引导电磁波传输,提高了沿线的田野。由于其独特的优势的迅猛发展，逐渐成为第一选择。在移动通信技术中为了降低泄漏电缆为卧式屏蔽，电磁能量可以部分地从有线电缆泄漏在外面了。用薄的铜电缆泄漏外导体，外导体割开在不同大小和角度的槽内，根据不同放电分为另外的发射装置和耦合电缆类型电缆泄漏。只有当特定的辐射会出现此模式。也只能在一个非常狭窄的频段有低耦合的损失。这个频率上方或下方，则会干扰因素耦合损耗导致增加。普通的同轴电缆的电磁能量传输从一边到另一边，以最大的横向所有屏蔽方法使信号不能穿透电缆，以避免电磁能量在传输过程中的损耗。
2 施工
2.1 连接器选用
当选择去注意的使用频率，匹配电缆、界面程序，功率，阻抗，密闭性等。必须符合设计要求和实际用途。避免掉撞、触摸损失，一般不要拆开连接器某些部位，以免造成密封故障或错误的装、漏装。必须只旋转连接螺母。不能让整个连接器，否则可能造成的内部接口松动。
2.2 连接器安装
连接人员必须熟悉安装接头和部分功能、秩序、特点和注意事项。以免错装、漏装，导致返工。安装时，严格按照王工艺要求和流程操作。工具和设备，泄漏电缆导体必须使用脱脂棉蘸内部和外部的高纯度工业酒精清洗，抛光和确保小群或穿线留在连接器。
2.3 闭路检查
接在万用表装好堵塞内外导体，短路电缆结束的内部和外部的指挥，观察是否表针较小的数值，同时用木锤敲一个插头壳，看指针跳动，跳动太大表明连接器接触不良，需要返工来做一遍。查看另一个小插头，并检查是否缩进针插入前，如果缩进也要重新安装。开启和关闭电路检验必须每安装一个塞的插头安装。此外，如果阻抗、保温、衰减太大，应坚重做，直到合格。
2.4 密封与加固
密封泄漏电缆连接类型及配套连接器、阻抗变换器、负荷是半密封或封住，必须在连接器从外部橡胶胶带和黑色电工胶带，使匹配大小塞同步获得辅助密封。因为连接器比较重，挂在空中外部环境较差，也在接头两边电缆泄漏适当增加电缆夹，狭小的空间，避免在关节重力的影响，这些电缆接头及稳定性。一般可以用铝芯绝缘组装线或是胶合板用吊带吊着固定连接器，防止的激振力，确保可靠的连接器和指挥家内外接触。
3 施工运行分析
3.1 语音施工控制
移动通信手段地下演讲双向语音信道，可以用来实现以下交流。地下便携式手机之间的通信，地下的移动设备之间的通信，地下便携式手机、移动设备和电缆网络通信。但是实时数据采集、地下所有信息监测站井上、各类的字句形式、图形等多种方式显示实时监测值。收集的数据转换和信息，计算平均小时分的意思，最大值、最小值。超限出现时间进行统计分析，地下便携式手机、移动设备和地面之间的移动设备和手机无线通信。能打印通风、安全生产、机电等各种报表、历史曲线，可用于曲线进行放大缩小。具有存储和数据查询功能。每一个的声音、数据通信占用32语音、数据频道。与逻辑判断和报警功率控制能力，任何监测站溢出,模拟盘、电脑、声光报警、期限及超限统计,传构建本质安全型矿井奠定了基础。可以方便的定义和动态定义频道，有一个模拟、开关量、类型定义，以及其他功能、操作简单、易于修改、原创作品。每个监测数据每2分钟存储1，所有的数据都能省下超过。也可以用不同的颜色显示3点曲线，以方便数据和趋势分析。与网络功能，便于网络操作方便，功能强大。
3.2 施工系统评价
应用该系统的数据、语音，并通过分析图像的综合信息，及时准确地把握井下安全生产动态，做到科学决策、科学管理的目的。通过使用本系统，通过计算数据的分析，可以及时了解的设备故障的性质、程度、地位和零配件等,以便合理组织队伍，迅速排除故障。而且，还会根据相关资料，找出设备运行的薄弱环节，采取改进措施，从而最大限度地减少生产速率，提高有效工作时间。为矿山安全管理，特别是应用井下移动通信，可流入生产调度作业对象的组织，是保证矿山生产调度科学管理水平提高一个层次。以便更好地适应减少设备故障，提高有效运行时间。利用该系统可及时了解井下事故征兆，防止事故发生，特别有助于地下流作业人员的动态安全管理，确保安全生产。低成本、经济合理。该系统将数据、语言、图像传输的统一，共享泄漏同轴电缆，可以节省工业视频传输电缆电视监控系统、数据传输线缆、减少维护和经济效益。
结语
根据安全管理和生产调度地下发展现状，地下通信进行总结。通过介绍电缆泄漏的特点进行了分析，并在此基础上对地下电缆泄漏的安全管理。通信系统模型,实现的功能进行阐述，最后进行了综合评判系统。泄漏通讯其实就是一种无线移动通信电缆类型，泄漏的通信系统在发达国家已经是一个复杂的产品,将是我的沟通是发展的方向，同时也将成为国际关系的主流，地下通信发展。在地下隧道无线电信号的一般不是很，所以地下移动通信只能借助其他设备来完成校园网的建设，并在此基础上，结合泄漏电缆的双向中继放大器是很好的选择。在地下隧道，泄漏的电磁波传播复杂的情况下，笔者认为要选择好的系统应用设备，特别是地下传输设备在运用的过程中良好的场分布测量的综合比较后确定传输信号的频带频率、功率等级范围，取得了井下移动通信，为矿山安全管理和生产调度提供了强有力的保证。
参考文献
[1]肖远强，张武军.漏泄电缆的性能分析[J].移动通信，2002(6):40-43.
[2]刘夕禄，王盛忠，董文等.无线电漏泄传输机制及中继技术[J].煤炭科学技术，1999，27(8)：1-3.
[3]张会清.煤矿井下“有线-无线”移动通信系统的研究[D].徐州：中国矿业大学信息与电气工程学院论文，1990.
本文设计了基于单片机的押出机模糊控制系统。其硬件电路主要包括以单片机为主的主控部分、键盘和显示部分、单片机与变频器通信接口部分，软件主要包括模糊控制算法、串行通信控制、键盘显示控制等部分。该系统能够有效提高设备的自动化程度及生产精度和可靠性，并能节省部分生产成本。
关键词 押出机控制 模糊控制 单片机 串行通信
Система вождение экструдера
Абреже
Экструдер—аппарат，который выделает изолированную корку для проводки и кабеля в индустрии проводки и кабеля.Дело изолированной корки—самая требовательная и трудная центральная техника в любом процессе бырабатки.Поэтому автоматизированность и производительный точность экструтера зай-мут очень важную позицию.В нашей стране настоящий огромный зовод，который выработает проводку и кабель，широко применяет основанную на PLC автоуправляющую систему，у которой бывает мно- гогранный начет—толнкий автоматизированность и производительный точность，высокий себестоимость и т.д.
Этот текст запранировл основанную на однолистовом аппарате неясную контролируемую систему.Канал аппаратуры，которого заключает доминанту ос- нованного однолистового аппарата，блок клавиатуры и табла，связной интерфейс однолистового аппарата с ПрЧ.Софтвер закючает неясный контролируемый алгоритм，вождение ПС，вождение клавиатуры и табла.Эта система может активно возвышает автоматизированность аппарата，точность и безотказность вырабатки，и может экономит часть себестоимость вырабатки.
Главные слова Вождение экструдера Веясное вождение
Вождение однолистовой аппарат ПС
目 录
第一章 押出机模糊控制系统的介绍 …………………………………………………1
第二章 押出机模糊控制系统控制器的设计 …………………………………………3
2.1 变量模糊化 …………………………………………………………………3
2.2 模糊控制规则 ………………………………………………………………………6
2.3 模糊控制规则表的基本思想 ………………………………………………………6
2.4 模糊控制查询表的离线计算 ………………………………………………………8
第三章 押出机模糊控制系统的单片机实现 …………………………………………11
3.1 硬件电路设计 ……………………………………………………………………11
3.1.1 单片机的选择 ……………………………………………………………………11
3.1.2 串行通信电路 ……………………………………………………………………13
3.1.3 线径显示和设定电路 ……………………………………………………………14
3.1.4 电源电路 …………………………………………………………………………16
3.1.5 复位和晶振电路 …………………………………………………………………16
3.1.6 DANFOSS变频器的介绍 …………………………………………………………16
3.1.7 火花机、测径仪及凹凸仪的选用 ………………………………………………17
3.2 软件编程的算法和流程 ……………………………………………………………19
3.2.1 系统流程图 ………………………………………………………………………19
3.2.2 模糊控制查询表的存放形式 ……………………………………………………20
3.2.3 查表方法的软件实现 ……………………………………………………………22
3.2.4 模糊控制器算法流程图 …………………………………………………………22
3.2.5 串行通信程序设计 ………………………………………………………………23
3.2.6 线径显示和设定流程图 …………………………………………………………25
3.2.7 定时器/计数器的工作方式选择 ………………………………………………26
3.2.8 串行口的工作方式选择 …………………………………………………………27
3.2.9 波特率的计算 ……………………………………………………………………30
第四章 单片机系统与变频器的连接……………………………………………………32
4.1 如何通过RS－485控制多台变频器 ………………………………………………32
4.2 提高RS-485总线的可靠性 ………………………………………………………32
4.2.1 问题的提出 …………………………………………………………………… 32
4.2.2 硬件电路的设计 …………………………………………………………………33
4.2.3软件的编程 ………………………………………………………………………34
4.2.4 结论 ………………………………………………………………………………35
第五章 变频器的选型及其注意事项 ………………………………………………… 36
5.1 引言 …………………………………………………………………………………36
5.2 变频器的控制方式 …………………………………………………………………36
5.3 变频器控制方式的合理选用 ………………………………………………………36
5.4 变频器选型注意事项 ………………………………………………………………36
5.4.1 负载类型和变频器的选择 ………………………………………………………36
5.4.2 变频器安装地点的选择 …………………………………………………………36
5.5 结论 ………………………………………………………………………………37
总结 ………………………………………………………………………………………38
参考文献 …………………………………………………………………………………39
附录1 ……………………………………………………………………………………40
附录2 ……………………………………………………………………………………41
附录3 ……………………………………………………………………………………42
第一章 押出机模糊控制系统的介绍
押出机(又名挤出机)是电线电缆工业中为电线电缆制作绝缘外皮的设备。制作电线电缆绝缘外皮是整个电线电缆生产工艺流程中要求最高，难度最大的核心技术。因此，押出机设备的自动化程度以及生产精度和可靠性在电线电缆生产中居于至关重要的地位。我国现行众多电线电缆成套设备生产厂家广泛采用基于PLC的自动控制系统，但这些基于PLC的押出机自动控制系统存在多方面的不足，现列举如下:
(l)自动化程度低。系统在开机和运行期间都必须配备专门的操作人员不间断的监视系统的运行状况，并做频繁的操作。系统无法脱离操作人员实现程度更高的自动化生产，在本质上是一个缺陷很多的开环控制系统。
(2)生产精度低，系统可靠性差。系统采用模拟量和开关量控制，控制参数易受生产现场的恶劣环境的干扰，致使系统的生产精度低，可靠性差。另外，模拟量控制使系统布线烦琐，生产、安装和维修过程复杂。
(3)成本高。基于PLC的工业自动控制系统虽然有设计方便、快捷，开发周期短的独特优点，但存在着生产成本高的重大问题。
基于PLC的押出机自动控制系统生产自动化程度低的主要原因是控制过程包括复杂的化学过程，致使被控对象建模十分复杂，很难找到一个比较接近的数学模型来近似而实现比较理想的PID闭环控制。因此，必须根据熟练的操作工人的精心操作才能实现可靠的生产。
如前所述，模糊控制系统的设计与实现无需知道被控对象确切的数学模型，而是通过计算机或单片机来实现熟练操作人员的控制经验，从而达到比较理想的自动控制效果。因此本人提出了基于数字单片机的押出机模糊控制系统。该系统能够有效提高设备的自动化程度及生产精度和可靠性，并能节省部分生产成本。
图1.1 押出机工艺流程图
图1.1为押出机的工艺流程图。图中在放线架与收线架之间的直线表示的是处理过程中的金属线芯(或成束电缆)。放线架在牵引电机的作用下匀速放线。在金属线芯经过机头时，主机带动的机头将经过高温加热的胶料匀速押出，使之均匀地附着在金属线芯的表面形成绝缘外皮。机头与牵引之间的测径仪用来测量附着绝缘外皮后的金属线芯的直径。系统以此为主要参数来调节主机与牵引之间的转速，使绝缘外皮厚度达到精度要求的范围。金属线芯经过牵引之后接受火花机和凸凹仪的检测，分别检验绝缘外皮的抗压能力和表面的光滑程度及均匀性，根据这些参数来调一节机头各加热区的温度。在收线架处，系统可以实现自动换轴功能，而且在断线或者收线架换轴失败的时候，储线架会根据张力仪检测到的信息自动开始工作。使得换轴过程中以及储线架和收线架之间发生常规故障时放线架至凸凹仪段能够正常工作，不影响电线电缆生产的产量和质量。
第二章 押出机模糊控制系统控制器的设计
押出机模糊控制系统的原理图如图2.1所示。测径仪测得某一时刻的金属线芯的直径为Y，线径设定值R，两者相比较得到线径偏差e和线径偏差变化ec。经过从基本论域到量化论域的转换(对实际线径偏差e和线径偏差变化ec分别乘以转换系数Ke和Kec)，再根据输入隶属度函数的定义计算出输入变量对各模糊集合的隶属度E和EC。由E、EC和模糊控制规则，并参考现场参数(主机负载Lp，牵引负载Lq)，根据模糊合成法则得到输出的模糊量化值。然后经过解模糊判决得到该时刻的输出控制模糊值P和Q，经过从量化论域向基本论域的转换(P和Q分别乘以转换系数Kp，Kq)，得到作用于主机和牵引的速度控制的实际值(P和Q)。
论文摘要：城市小区内的道路除了交通功能外，也是市政配套管线的主要通道。城市住宅小区的建设目标是功能齐全、环境幽雅、安全舒适，要求在合理布局和加强绿化的同时，做好管线综合规划设计。
1管线综合布置的一般原则及各类管道特性
(1)各种管线在运行中，能够保证在正常的气候和设计荷载条件下安全工作；
(2)为了减少管线检修及施工时对交通的影响，管线应尽量布置在人行道或非机动车道下，并平行于道路中心线布置；
(3)根据管线所输送的介质性质分类布置，以减少管线问的相互干扰，
(4)管线竖向布置时，其调整原则是：压力管让重力管，小管让大管，支管让干管，易弯管让难弯管；
(5)各种管线的危险性由大到小依次为：煤气管道、生活污水管道、雨水管道、电力电缆、给水管道、通信信号电缆；
(6)各种管道的可塑性由大到小依次为：通信信号电缆、电力电缆、给水管道、煤气管道、生活污水管道、雨水管道。
根据《城市工程管线综合规划规范》的要求，工程管线布置在道路下，从道路红线向道路中心线方向平行布置的次序宜为：电力管、通信信号管、煤气管、给水管、雨水管、污水管；工程管线在庭院内，由建筑红线向外依次平行布置的次序为：电力管、通信信号管、污水管、煤气管、给水管。
2某住宅小区设计构思
在某住宅小区的5类地下管线中，对小区运行安全最为直接的是排水管；对小区运行安全潜在危险大的是煤气管；对小区今后发展影响最大的是通信信号管。因此，确定设计方案的重点是排水管、煤气管和通信信号管。
2．1体制排水管设计
首先是排水体制的选择，设计采用雨污分流制，为今后城市污水的集中处理提供条件；其次是小区竖向设计与排水出口方向的协调，如果小区的竖向分区与排水总出口不一致，客观上将造成小区不合理的逆向排水。
2．2煤气管的施工安全设计
由于煤气具有可爆炸性和剧毒性的特点，设计的关键在于如何确保煤气管的施工安全和运行安全。在布置时，煤气管不宜在污水管和电力电缆旁边，以免煤气泄漏后遇沼气或电火花而引起爆炸。
2．3通信信号管设计
随着现代通讯技术的迅猛发展，远程安全系统的完善和电脑网络进入家庭，均与通信信号管的建设密不可分，在设计时主要考虑远期的可发展性，适当预留发展空间。
2．4消防系统管线设计
因水消防系统一般是独立的消防给水系统，绝大部分时间管网内的水处于静止状态。我国目前消防管网大部分采用钢管，而不流动的水易孳生厌氧菌，其对钢管会产生生化腐蚀，这种腐蚀多为点蚀，对钢管的破坏性极大。因此把消防管网设计成流动状态是很有必要的，这一点很容易被设计人员所忽视，应引起足够的重视。把消防水设计成流动状态，当消防系统较小时不难做到，而对消防系统供水范围较大时就有一定的难度，但至少应将消防主管内的水设计咸流动状态。为保证消防管网内水量的相对稳定，要求系统内的回流水应进入消防水池，不应为减少回流管的设计而将该部分水作它用，更不能就近排放。回流水量尽可能少，能保证管网内的水处于流动状态即可，避免回流量过大而影响消防时的水量和增加平时稳压泵的运行功率。
3某住宅小区管线综合平面布置
在某住宅小区中，主干道宽为1om，车道宽7m，人行道宽15m，宅问道路宽为2．5m，住宅房前屋后的绿化带宽为2．5～3．5m。以下以北梯户型为例，门栋入口方向朝北，卫生问和厨房布置在北面。
3．1庭院内管线综合平面布置
3．11污水管设计
根据住宅的平面布置以及gbj15-88《建筑给水排水设计规范》的要求，化粪池距建筑物的净距宜《5m，且化粪池及其污水管布置在宅间道路远离住宅的一侧为宜。若将化粪池和污水管布置在宅间道路下，需考虑化粪池承受通过汽车的荷载，每座造价将增加近2000元，与延长几米污水管的造价相比，显然前者在经济上不划算i若让给水管和煤气管穿越化粪池，也将增加施工难度和工程造价，故设计时考虑将污水管布置在宅问道路远离住宅的一侧。
3．1．2煤气管的安全设计
煤气管通常采用pe管，在附近管道施工开挖时，煤气管容易遭受意外损伤，危及煤气管的运行安全。设计时，将煤气管布置在屋后的绿化带中，既减少了外部荷载的影响，又避免了管道与房屋一侧的施工干扰，能较好地保证煤气管的安全。
3．1．3通信信号管设计
由于现代通讯技术发展迅速，今后必然会有扩容施工，为了减少施工对道路的破坏及对居民生活的影响，设计将通信信号管布置在宅问道路的绿化带中。
3．1．4给水管和电力电缆
给水管和电力电缆相对变化较小，可一次性施工到位。给水管布置在宅问道路下；考虑到电力电缆的可弯性较大，将其布置在远离住宅的另一侧绿化带中。
3．15消防管线设计
装置及罐区防火堤外四周消防管线应环形布置，如装置内有消防通道，则沿消防通道也应布置消防管线并与装置四周管线环形连接。当几个占地面积较少的装置在一起时，为减少管线敷设，可将这几个装置作为整体在其四周环状布置管线，必要时采用支管引入装置的形式补充设置消防设施。环状管网应用阀门分成若干独立管段，每个管段上消防设施的布置不应超过5个。消防管网可与企业生产水管网设置连通管，连通管上设置止回阀，保证消防管内的水不流向生产水管网。
综合上述情况，设计庭院内管线综合平面布置由住宅一侧依次向外调整为：煤气管、通信信号管、给水管、污水管、电力管。具体布置见图1。
3-2主干道下管线综合平面布置
在设计时，考虑将可燃易燃及损坏时对房屋基础有危害的管道尽量远离建筑布置：对埋设较深的管道也布置距建筑物远一些。为了减少外部荷载对煤气管的影响，设计将煤气管布置在-n人行道下；雨水管和污水管的管径较大且埋设较深，将其布置在道路中间，电力电缆布置在另一侧人行道下，通信信号管布置在靠近电力电缆一侧的车行道下。具体布置见图2。
4管线综合竖向设计
由于污水管和雨水管属于重力式排水，其调节余量小，且排水管管径较大，占用的空间也较多，因而竖向设计时应处理好排水管的高程。在排水条件许可的条件下，适当地降低雨水管的埋深，使其管顶覆土达到1～1．2m，有利于管线交叉时其他小管径的管道从雨水管的上方穿越，从而减少建设投资并为日后管线的维修提供方便。
当雨水管与污水管在高程上发生矛盾时，可在交叉处断开雨水管，两n)jn设雨水检查井，雨水检查井之间的管道加大埋深，从污水管下方通过，类似于倒虹吸排水。为便于清淤，井底降低20～30cm，用作沉砂区。除排水管之外，其余管线均系非重力流，均有调整高程的自由空间。相比较而言，给水管和煤气管的管径较大，但由于煤气管所输送的介质对安全性要求较高，设计时煤气管应优先于给水管，当煤气管与其他管道交叉穿越时，以煤气管下穿为宜，同时应在煤气管的上部砂垫层上加铺一块钢筋混凝土板《板宽同管沟宽)。这样可避免附近管道施工开挖时对煤气管道造成损伤。
关键词：OPLC ；电力通信 ；光纤复合低压电缆
中图分类号：TM248文献标识码：A 文章编号：
引言
随着电力工业的迅速发展，用户对用电可靠性的要求越来越高，配网自动化成为了我国电力系统自动化领域的新兴热点，是电力行业发展的重要阶段。要实现配电网自动化，关键在于通信。目前配电及用户侧的通信难题一直制约着配电自动化的发展，其中传输通道是关键中的关键。理想的解决了通道的问题，就解决了配网自动化的问题。同时低压集抄的上线率不能满足要求的问题也将得到彻底解决。电能的计量，线损的计算都将能够实现自动化，真正做到线损计算同期。
目前用OPGW、ADSS等特种光缆已建成先进可靠的电力专用光纤通信网络，但配电侧的通信通道一直没有得到很好的解决。总体上呈"骨干网强、接入网弱"、"高（电压）端强，低端弱"的态势，配电／用户接入侧通信差距较大、通信网基础最薄弱。配网自动化，低压集抄一直都面临着难题。目前大量使用低压载波及无线通信技术，由于环境复杂、电磁干扰等因素，实际的应用效果并不理想。
1. 电力对通信技术选择的基本要求
1.1通信的可靠性要求
在电力设备发生故障时，应能抵抗事故所产生的瞬间强电磁干扰，完成故障诊断，故障隔离和恢复非故障区段供电的通信任务。
1.2通信的时延要求
在配电网及低压集抄网，对通信时延的要求也是一个重要指标，应考虑电磁干扰对通信时延的影响。
1.3通信的双向性要求
对主站来说，不仅向终端下发控制命令，也需接收终端上传的数据，各项功能均要求双向通信。因而，系统各层次之间的通信是双向的，通信系统必须具有双向通信的能力。
1.4网络规模广、覆盖面大要求
配电及集抄网是末端网络，直接面对广大的电力用户，因此网络规模巨大，设备数量、种类十分庞大。要解决这样一个巨大的、覆盖面广阔的网络通信问题，对通信网络规模和覆盖的要求很高，数据采集系统的前端服务器负载巨大。
1.5通信建设成本考虑
包括建设投资，运行、维护和使用成本。由于涉及的通信网络规模巨大，网络的建设投资，运行、维护和使用成本都十分可观。成本问题也是目前制约配电及集抄网通信发展的关键问题，也是选择各种通信方案时要考虑的最重要的问题之一。
2. 通常的有线通信应用选择分析
2.1光纤通信技术
光纤通信技术具有带宽大、可靠性高、可扩展性强等优点，是当前及未来十年内主流的通信技术，作为配网自动化通信网络，工业以太网和PON是两种主流的通信技术，是配网自动化等的主要通信方式。
2.2中低压载波
中低压载波技术传输速率低、存在信号衰减大、噪声源多且干扰强、受负载特性影响大等问题，对通信的可靠性形成一定的技术障碍，具体应用时需要软、硬件技术结合完成组网优化，运维较困难。
因此，中低压电力线载波仅适用于电能表位置分散、光纤布线困难、用电负载特性变化较小的台区，例如城乡公变台区供电区域、别墅区、城市公寓小区等。
3. OPLC技术特点
OPLC全称为光纤复合低压电缆，是将光纤复合在低压0.6/1KV及以下配、用电网用中的光纤复合电缆产品，主要用于智能小区或办公楼等配用电网分支，由管道、隧道或直埋等接入光-电分线箱，可垂直或水平布线，引入智能电表和光器件终端。此外，由于接入方式多样性及使用环境的复杂性，光纤复合在低压电缆可根据需求定制，按照电压不同、光纤芯数不同、结构不同进行个性化定制。光纤复合低压电缆最大的特点是融合了光纤通信与电力传输的功能，该产品主要是基于产品的功能以及使用环境等方面考虑进行设计和开发，相比单一功能传输线缆而言，有5个特点。
3.1集光纤和电力输配电缆于一身，避免二次布线，可有效降低施工、网络建设等费用。相比传统的FTTH而言，使用光纤复合低压电缆作为智能电网用户端接入方案，节约大量的金属、管道、塑料等资源，可有效降低进入小区和用户的各项成本，是目前性价比最高的“最后一公里”接入方案。
3.2适用于多种业务类型，适应性强，扩展性强，产品适应面广。使用光纤复合低压电缆，配合相应的设备和器件，由此构建主流的XPON(EPON和GPON)技术，可在一根传输线上实现多种业务，如IPTV、互联网接入、多媒体电话，语音通信，家庭智能电表等业务。
3.3具备较强的机械性能，如抗冲击性能和良好的耐测压性能，环境适应能力强。在研发该产品时，要充分考虑到产品的使用环境的复杂性，宽通研发的光纤复合低压电缆按照GB/T7424中E1、E3、E4进行拉伸、压扁、冲击等试验，均符合并优于标准的要求。
3.4绿色和安全性能优越。主要考虑到光纤复合低压电缆用于用户接入，在产品设计中融入无卤阻燃、耐火等特性思路，使用绿色环保的材料，基于安全的考虑，使用阻燃、耐火材料。宽通的光纤复合低压电缆完全符合GB/T18380.3、GB/T19216.21、GB/T17650、GB/T17651.2等的要求。
3.5光单元与电力电缆长期工作温度相兼容。考虑到光纤复合低压电缆敷设之后，使用年限较长，光单元与电力电缆长期工作温度相兼容性是非常重要的一个问题。因此须按照GB/T7424、YD/T629各项光学性能指标要求，各项性能应符合GB/T12706.1、GB/T5023和JB/87344的要求。
4. OPLC应用建议
4.1OPLC具有很高的性价比
OPLC利用一条光电光电复合缆建设沿电力线路的光缆,比常规的导线+普通光缆,材料成本可节省约10%,还可以节省一次施工费用，既有成本优势，又有施工工程量优势。另外，技术方面， OPLC由于光缆单元与强电单元复合，相对ADSS可以防止光缆被恶意破坏，有绝对的防盗优势，而且对线跨越高度又明显优于ADSS光缆，安全可靠性大大提高，因此,方案二采用OPLC具有相对技术及经济优势，建议在0.6/1kV 及以下电压等级的低压配用电网中敷设光缆优先采用方案二。
4.2OPLC成为电力光纤到表到户的创新解决方案
我国智能电网在接入端光纤化才刚刚起步。国家电网和南方电网的专家指出，智能电网一定需要利用光纤光缆，特种电力光缆和光电复合缆强力支撑。我国利用OPGW、OPPC、ADSS等特种光缆已建成世界上最大的、先进可靠的电力专用光通信网络，其应用水平处于国际先进。总体上呈"骨干网强、接入网弱"、"高（电压） 端强，低端弱"的态势，配电／用户接入侧通信差距较大、通信网基础最薄弱。低压配、用电网通信技术已成为制约智能电网应用的瓶颈。由于传统FTTH方案在用户端改造和铺设的成本过高，目前在用户端接入电网的光纤化率几乎为零，我国智能电网在接入端的光纤化刚刚起步，因此，PFTTH电力光纤到表到户方案采用电力OPLC成为电力光纤到表到户的创新解决方案，主要适用于 0.6/1kV 及以下电压等级，填补了电力光纤到表到户的空白，是解决低压配网、低压集抄及入户通信网所需要的先进、可靠通信介质。
5. 结语
光纤通道是目前最为理想的传输通道，因此积极探索尝试考虑新的技术手段实现以光纤通道作为配电侧的通信通道，从而解决配电侧的通信通道问题就显的十分必要。“光电复合电缆”，具有光电合一的特性，不会给原有线路增加额外负荷，能够节约空间资源。一次施工就能传输电能又能提供光纤通道，又节省了二次施工的费用。还能很好的解决光缆的电腐蚀，光缆的防雷问题。
参考文献：
[1]陆春校;徐眉;魏学志 .光纤复合低压电缆前景展望与工艺结构探讨 [J].电线电缆 .2011,(2): 13-18
[2]黄秋明；李伟豪.佛山市区配电网可靠性分析【J】.佛山科学技术学院学报( 自然科学版).2006，（9）：23-25
