時間:2022-02-18 21:14:54
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二、解決方法
1.共模電感它的插入損耗與阻抗在地磁場作用下變得很高,在干擾抑制方面有著較好的效果,其初始導磁率也非常高,無共振插入損耗特性能在較寬的頻率范圍內體現。高初始導磁率:與鐵氧體相比要超出5-20倍,所以它的插入損耗很大,比鐵氧體更能抑制傳導干擾。高飽和磁感應強度:比鐵氧體高2-3倍。在電流強干擾的場合不易磁化到飽和。卓越的溫度穩定性:較高的居里溫度,在有較大溫度波動的情況下,合金的性能變化率明顯低于鐵氧體,具有優良的穩定性,而且性能的變化接近于線性。靈活的頻率特性:而且更加靈活地通過調整工藝來得到所需要的頻率特性。通過不同的制造工藝,配合適當的線圈炸熟可以得到不同的阻抗特性,滿足不同波段的濾波要求,使其阻抗值大大高于鐵氧體。2.共模濾波器噪聲信號可經由有源EMI濾波技術來做實時補償。所謂有源共模EMI濾波器(英文縮寫ACMF)在工作中是先收集共模信號,然后通過反饋,動態輸出一個與所采樣的噪聲電流(電壓)大小相等、方向相反的補償電流(電壓),其實質是為共模電流提供一個極低阻抗的內部回路。圖1示出其原理圖。其中,Path1指共模噪聲源S1通過分布電容CD流入地的共模電流路徑,在無濾波器時共模噪聲inoise將通過CP全部注入地。ACMF將產生一個補償電流,為inoise提供低阻抗分流支路Path2,從而使其盡量沿Path2路徑流過。理想時icomp=-inoise,可使流入地的共模電流為零,從而達到衰減共模電流的目的,以滿足電磁干擾的標準。
1、擴大單一波長的傳輸容量。目前,單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s,并已開始進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD將提出一定的要求,不久的將來會出現一種專門的40Gbit/s光纖類型。
2、實現超長距離傳輸。無中繼傳輸是骨干傳輸網的理想,目前有的公司已能夠采用色散齊理技術,實現2000-5000Km的無中繼傳輸。有的公司正進一步改善光纖指標,采用拉曼放大技術,可以更大地延長光傳輸的距離。
(二)光纖標準的細分促進了光纖的準確應用。2000年世界電信標準大會將原G.625光纖重新分為G.625A,G.652.8和G.652.0三類光纖,將G.655光纖重新分為G.655.A和G.655.B兩類光纖。這種光纖標準的細分促進了光纖的準確使用,細化標準的同時也提高了一些光纖的指標要求,并提出了一些新的指標概念,對合理使用光纖取得了很好的作用。
(三)新型光纖在不斷出現。為了適應市場的要求,光纖的技術指標在不斷改進,各種新型光纖在不斷涌現,同時各大公司正加緊開發新的品種。
1、用于長途通信的新型大容量長距離光纖。主要是一些大有效面積,低色散維護的新型G.655光纖,其PMD值極低,可以使現有傳輸系統的容量方便地升級至10-40Gbit/s并便于在光纖上采用分布式拉曼效應放大,使光信號的傳輸距離大大延長。
2、用于城域網通信的新型低水峰光纖。城域網設計中需要考慮簡化設備和降低成本,還需要考慮非波分復用技術(CWDM)應用的可能性。低水峰光纖在1360--1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展,使CWDM系統被極在大地優化,增大了傳輸信道,增長了傳輸距離。
3、用于局域網的新型多模光纖。由于局域網和用戶駐地網的高速發展,大量的綜合布線也采用了多模光纖來代替數字電纜,因此多模光纖的市場份額會逐漸加大。之所以選用多模光纖,是因為局域網傳輸距離較短,雖然多模光纖比單模光纖價格貴50%---100%,但是它們配套的光器件可選用發光二極管,格則比激光管便宜很多,而且多模光纖有較大的芯徑與數值空徑,容易連接與耦合,相應的連接器,耦合器等元器件價格也低得多。
4、前途未卜的空心光纖。據報道,美國一些公司及大學研究所真正在開發一種新的空心光纖,即光是在光纖的空氣中傳輸。如果真的實用,就能解決現有光纖系統長距離傳輸的問題,并大大降低光通信的成本。
二、光纜技術的發展特點
(一)光網絡的發展使得光纜的新結構不斷涌現。光纜結構的發展可歸納為以下一些特點:
1、光纜結構根據使用的網絡環境有了明確的光纖類型的選擇,如干線網光纖,城域網光纖,接入光纖,局域網光纖等,這決定了大范圍內光纖傳輸特性的要求,具體運用的條件還可依據細分的標準及指標。
2、光纜結構除考慮光纜使用環境條件以外,越來越多的與其施工方法,維護方法有關,必須同一考慮,配套設計。
3、光纜新材料的出現,促進了光纜結構的改進,如干式阻水料,納米材料,阻燃材料等的采用,使光纜性能有明顯改進。
(二)光纜的自動維護,適時監測系統已逐漸完善,可保證大容量高速率的光纜不中斷傳輸。光纜的維護對于保證網絡的可靠性是十分重要的。在已開通的光網絡中,光纜的維護和監測應該是在不中斷通信的前提下進行的,一般通過監測空閑光纖(暗光纖)的方式來檢測在用光纖的狀態,更有效的方式是直接監測正在通信的光纖。目前最新的建議是2001年12月TUT-TSGl6會議通過的“光纜網絡的維護監測系統”(L40建議)。美國郎訊公司曾提出了新一代光纖測試及監測系統,能在1s內發出故障警告,3min內找到故障點,且工作人員可以遙控操作,據稱該系統還將開發有故障預測及對斷纖(纜)的快速反應能力。
三、通信電纜的發展特點
(一)寬帶的HYA通信電纜需要更好地為數字通信新業務服務。原有的電纜網絡雖然可以支持一些數字業務,但是在實際使用中并不是特別的理想,在通信距離,速率及質量上仍有一定的限制。對于新的網絡當然是以光纖為主,對于光纖所不能達到地方或因各種原因仍然要新建電纜網絡的地區,應該考慮新型寬帶結構的HYA電纜,以便更能符合新業務發展的需要。一些公司對現有的電纜高頻特性作了測試,他們得到的結論是所研究的電纜不能達到5類電纜的技術要求,戶外電纜要實現5類電纜的特性,必須通過特殊的設計和制造來達到。但在20MHz以下,所有電纜都顯示出充分適宜的傳輸性能。
(二)超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統發展的趨勢。隨著智能化大樓,智能化建筑小區對寬帶布線的要求越來越高,超5類和6類電纜已逐漸成為布線系統的主流。超5類電纜與5類電纜的頻帶都是100MHz,但其具有雙向通信的能力,用戶可以同時收發寬帶信息。因此超5類電纜比5類電纜在電阻不平衡性,對地電容不平衡性,傳輸速度等指標上都有提高,并且增加了近端串音衰減功率和等電平遠端串音功率等一些指標,因此在工藝和結構上要做到一定的改進才能達到。
四、光纖光纜和通信電纜技術與產業發展中幾個值得思考的問題
(一)積極創新開發具有良好知識產權的新技術。雖然這幾年來,我國光纜電纜技術有很大發展,有一些具有自主知識產權的技術已發揮作用,但是應該看到這種比例仍是很小的,國內有近200家光纖光纜廠,但大多產品單一,沒有自主的知識產權,技術含量較低,競爭力不強。
(二)開發具有先進技術水平,與使用環境,施工技術相配套的新產品。電信網絡在不斷發展的同時也對光纜電纜產品不斷提出新的要求。今后光纜建設的重點將會隨著接入網,用戶駐地網的建設不斷展開,新一代的光纜結構和施工技術也會基于如微型光纜,吹入或漂浮安裝及迷你型微管或小管系統的全套技術而有一系列新的變化,以便有限的敷設空間得到充分,靈活的利用。
下一代網絡(NGN)引發了許多的觀點和爭論。有的專家預言,不管下一代網絡如何發展,一定將要達到三個世界,即服務層面上的IP世界、傳送層面上的光的世界和接入層面上的無線世界。下一代傳送網要求更高的速率、更大的容量,這非光纖網莫屬,但高速骨干傳輸的發展也對光纖提出了新的要求。
(1)擴大單一波長的傳輸容量
目前,單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s,并已開始進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD將提出一定的要求,2002年的ITU-TSG15會議上,美國已提出對40Gbit/s系統引入一個新的光纖類別(G.655.C)的提議,并建議對其PMD傳輸中的一些問題進行深入探討,也許不久的將來就會出現一種專門的40Gbit/s光纖類型。
(2)實現超長距離傳輸
無中繼傳輸是骨干傳輸網的理想,目前有的公司已能夠采用色散齊理技術,實現2000~5000km的無電中繼傳輸。有的公司正進一步改善光纖指標,采用拉曼光放大技術,可以更大地延長光傳輸的距離。
(3)適應DWDM技術的運用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系統已經運用,64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統已在開發并取得很好的進展。DWDM系統的大量使用,對光纖的非線性指標提出了更高的要求。ITU-T對光纖的非線性屬性及測試方法的標準(G.650.2)最近也已完成,當光纖的非線性測試指標明確之后,對光纖的有效面積將會提出相應指標,特別是對G.655光纖的非線性特性會有進一步改善的要求。
1.2光纖標準的細分促進了光纖的準確應用
2000年世界電信標準大會批準將原G.652光纖重新分為G.652.A、G.652.8和G.652.C3類光纖;將G.655光纖重新分為G.655.A和G.655.B兩類光纖。這種光纖標準的細分促進了光纖的準確使用,細化標準的同時也提高了一些光纖的指標要求(如有些光纖幾何參數的容差變?。?,明確了對不同的網絡層次和不同的傳輸系統中使用的光纖的不同指標要求(如PMD值的規定),并提出了一些新的指標概念(如“色散縱向均勻性”等),對合理使用光纖取得了很好的作用。所有這些建議的修改、子建議的出現及新子建議的起草,都意味著光纖分類及指標、測試方法有某些改進,或有重要的提升;都標志著要求光纖質量的提高或運用方向上的調整,是值得注意的光纖技術新動向。
1.3新型光纖在不斷出現
為了適應市場的需要,光纖的技術指標在不斷改進,各種新型光纖在不斷涌現,同時各大公司正加緊開發新品種。
(1)用于長途通信的新型大容量長距離光纖
主要是一些大有效面積、低色散維護的新型G.655光纖,其PMD值極低,可以使現有傳輸系統的容量方便地升級至10~40Gbit/s,并便于在光纖上采用分布式拉曼效應放大,使光信號的傳輸距離大大延長。如康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖利用了偏振傳輸和復合包層,用于10Gbit/s以上的DWDM系統中,據稱很適合于拉曼放大器的開發與應用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖,據介紹已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit/s、總容量10.2Tbit/s的記錄。還有一些公司開發負色散大有效面積的光纖,提高了非線性指標的要求,并簡化了色散補償的方案,在長距離無再生的傳輸中表現出很好的性能,在海底光纜的長距離通信中效果也很好。
(2)用于城域網通信的新型低水峰光纖
城域網設計中需要考慮簡化設備和降低成本,還需要考慮非波分復用技術(CWDM)應用的可能性。低水峰光纖在1360~1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展,使CWDM系統被極大地優化,增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網的設計可能不僅要求光纖的水峰低,還要求光纖具有負色散值,一方面可以抵消光源光器件的正色散,另一方面可以組合運用這種負色散光纖與G.652光纖或G.655標準光纖,利用它來做色散補償,從而避免復雜的色散補償設計,節約成本。如果將來在城域網光纖中采用拉曼放大技術,這種網絡也將具有明顯的優勢。但是畢竟城域網的規范還不是很成熟,所以城域網光纖的規格將會隨著城域網模式的變化而不斷變化。
(3)用于局域網的新型多模光纖
由于局域網和用戶駐地網的高速發展,大量的綜合布線系統也采用了多模光纖來代替數字電纜,因此多模光纖的市場份額會逐漸加大。之所以選用多模光纖,是因為局域網傳輸距離較短,雖然多模光纖比單模光纖價格貴50%~100%,但是它所配套的光器件可選用發光二極管,價格則比激光管便宜很多,而且多模光纖有較大的芯徑與數值孔徑,容易連接與耦合,相應的連接器、耦合器等元器件價格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標準,但由于局域網發展的需要,它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖,即50/125μm的標準型多模光纖,其芯徑較小、耦合與連接相應困難一些,雖然在部分歐洲國家和日本有一些應用,但在北美及歐洲大多數國家很少采用。針對這些問題,目前有的公司已進行了改進,研制出新型的5O/125μm光纖漸變型(G1)光纖,區別于傳統的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布,它將帶寬的正態分布進行了調整,以配合850nm和1300nm兩個窗口的運用,這種改進可能會為50/125pm光纖在局域網運用找到新的市場。
(4)前途未卜的空芯光纖
據報道,美國一些公司及大學研究所正在開發一種新的空芯光纖,即光是在光纖的空氣夠傳輸。從理論上講,這種光纖沒有纖芯,減小了衰耗,增長了通信距離,防止了色散導致的干擾現象,可以支持更多的波段,并且它允許較強的光功率注入,預計其通信能力可達到目前光纖的100倍。歐洲和日本的一些業界人士也十分關注這一技術的發展,越來越多的研究證明空芯光纖似有可能。如果真能實用,就能解決現有光纖系統長距離傳輸的問題,并大大降低光通信的成本。但是,這種光纖使用起來還會遇到許多棘手的問題,比如光纖的穩定性、側壓性能及彎曲損耗的增大等。因此,對于這種光纖的現場使用還需做進一步的探討。
2光纜技術的發展特點
2.1光網絡的發展使得光纜的新結構不斷涌現
光纜的結構總是隨著光網絡的發展、使用環境的要求而發展的。新一代的全光網絡要求光纜提供更寬的帶寬、容納更多的波長、傳送更高的速率、便于安裝維護、使用壽命更長等。近年來,光纜結構的發展可歸納為以下一些特點。
1)光纜結構根據使用的網絡環境有了明確的光纖類型的選擇,如干線網光纖、城域網光纖、接入網光纖、局域網光纖等,這決定了大范圍內光纜光纖傳輸特性的要求,具體運用的條件還有可依據的細分的標準及指標;
2)光纜結構除考慮光纜使用環境條件以外,越來越多的與其施工方法、維護方法有關,必須統一考慮,配套設計;
3)光纜新材料的出現,促進了光纜結構的改進,如干式阻水料、納米材料、阻燃材料等的采用,使光纜性能有明顯改進。
不同的場合和不同的要求造成了光纜的多結構的發展趨勢,新的光纜結構以及在現有結構上不斷改進的各種結構也在不斷涌現,出現了如下一些類型。
·“干纜芯”式光纜:所謂“干纜芯”即區別于常用的填充管型的光纜纜芯。這種纜的阻水功能主要靠阻水帶、阻水紗和涂層組合來完成,其防水性能、滲水性能都與傳統的光纜相同,但它具有生產、運輸、施工和維護上的一些優點。首先是方便,因為阻水材料不含粘性脂類,操作使用比較方便安全;其次,干式光纜重量輕、易接續、易搬運,設備投資小、成本低,生產使用中也顯得干凈衛生,在長期使用中還可減少纜芯中各種元件之間的相對移動。特別是在接入網室內纜和用戶纜中,好處更加明顯。
·生態光纜:一些公司從環境保護及阻燃性能的要求出發,開發了生態光纜,應用于室內、樓房及家庭。現有光纜中使用的一些材料已不符合環保的要求,如PVC燃燒時會放出有毒性氣體,光纜穩定劑中有時含鉛,都是對人體及環境有害的。2001年ITU-T已通過了一項L45建議——“使電信網外部設備對環境的影響最小化”建議,通過對光纜、電纜光器件及電桿等基于壽命周期怦估(LifeCycleAnalysis,LCA)的方法來確定產品對環境的影響。由于環境因素正日益受到重視,對通信外部設備,特別是光纜產品規定這樣的指標已提到日程上來,如果不在材料和工藝上下功夫就難以達到環保的要求。因此已有不少公司針對此類問題開發了一些新材料,如對室內用纜,開發了含有阻燃添加劑的聚酞胺化合物,以及無鹵性阻燃塑料等。·海底光纜:海底光纜近年來有根快的發展,它要求長距離、低衰減的傳輸,而且要適應海底的環境,對抗水壓、抗氣損、抗拉伸、抗沖擊的要求都特別嚴格。
·淺水光纜(MarinizedTerrestrailCable,MTC):淺水光纜是區別于海底光纜而提出來的另一類結構的水下光纜,適合于在海岸邊上、淺水中安裝,無需中繼、通信距離比較短的水下(如島嶼間、沿海岸邊上的城市)敷設使用。這種光纜區別于海底光纜的環境,需要的光纖數不多(中等),但要求結構簡單、成本較低,易于安裝和運輸,便于修復和維護。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定義下的淺水光纜建議,為建設類似的水下光纜提供了一組規范,隨后也有可能形成相應的國際標準。
·微型光纜:為了配合氣壓安裝(或水壓安裝)施工系統的運用,各種微型的光纜結構已在設計和使用中。對于氣壓安裝的微型光纜,要求光纜與管道之間有一定的系數,光纜重量要準確,具有一定的硬度等。這種微型光纜和自動安裝的方式是未來接入網,特別是用戶駐地網絡中綜合布線系統很有潛力的一種方式,如在智能建筑中運用的智能管道中就非常適合這種安裝。
·采用了納米材料的光纜:近來,一些廠商已開發出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護套用聚乙烯(PE)及光纖護套管用納米PBT等材料。采用納米材料的光纜,利用了納米材料所具有的許多優異性能,對光纜的抗機械沖擊性能、阻水、阻氣性都有一定的改善,并可延長光纜的使用壽命。目前此類材料尚處于試用階段。
·全介質自承式光纜(ADSS):全介質光纜對防止電磁影響及防雷電都有優良的特性,而且重量輕、外徑小,架空使用非常方便,在電力通信網中已得到大量的應用。預計2000~2005年,每年電力部門對ADSS光纜需求約15000km。ADSS同時也是電信部門在對抗電磁干擾及雷暴日高的敷設環境中一種很好的光纜類型的選擇。在今后一段時間內,如何在滿足要求的前提下,盡量減小ADSS光纜的外徑,減輕光纜的重量,提高其耐電壓性能是ADSS光纜研究改進的課題。
·架空地線光纜(OPGW):OPGW已出現了很長一段時間,近年來一直在改進和提高之中。OPGW的光纖單元中采用PBT,于套管外面再加上一層不銹鋼管,有的還在塑料套管與不銹鋼管之間加上一層熱塑膠,不銹鋼管用激光焊接長度可達數十公里,光纖在這樣的多層保護管中得到了充分的機械保護。預計從現在到2005年,OPGW光纜的需求將會逐年上升,每年增加約2500km,到2005年預計可達到20000km。當然對OPGW光纖的防雷問題一直是業界十分關注的問題,也應配合具體環境和使用條件加以考慮,使之得到充分保護。
2.2光纜的自動維護、適時監測系統已逐漸完善,可保證大容量高速率的光纜不中斷傳輸
光纜的維護對于保證網絡的可靠性是十分重要。在已開通的光網絡中,光纜的維護和監測應該是在不中斷通信的前提下進行的,一般通過監測空閑光纖(暗光纖)的方式來檢測在用光纖的狀態,更有效的方式是直接監測正在通信的光纖。雖然ITU-T長時間收集和討論了國際上的最新資料,于1996年了L.25光纜網絡維護的建議書,對光纜的預防性維護和故障后維護規定了詳細的維護范圍和功能,但已經不能滿足當前的需要,目前最新的建議是2001年12月IUT-TSG16會議通過的“光纜網絡的維護監測系統”(L.40建議)。為了進一步縮短檢測及修復時間,美國朗訊公司曾提出了新一代光纖測試及監控系統,能在1s內發出故障告警,3min內找到故障點,且工作人員可以遙控操作,據稱該系統還將開發有故障預測及對斷纖(纜)的快速反應能力。日本、意大利等國電信企業也提出了一些系統方案。
·日本NTT方案:在局內運用光纖選擇器與系統的測試設備和傳輸設備相連形成了一種可對光纖狀況進行實時監測的系統,保證有用信號在通過光纖選擇器測試證明良好的光纖上傳輸,對有故障的光纖可以預選監測出來及時傳送到維護中心進行適當處理,避免不良狀況進入有用的光傳輸信道,從而起到在運行中對整個光通信系統的支撐作用;在局外通過水敏傳感器裝置可監測外部設備光纜線路接頭盒浸水的位置,水敏傳感器安裝在空閑的光纖上,水敏傳感器中裝有吸水性膨脹物,當水滲人接頭盒時,吸水性物質會膨脹使得接頭盒中的光纖受力,也就是使得這一空閑光纖彎曲,從而使光纖的損耗增加,在監測中心的OTDR上就會反映出來·意大利的方案:此方案是一種綜合處理的新型連續光纜監測系統。主要特點是將光纜網絡、光纖及光纜護套的監測綜合在一起,既利用了OTDR系統周期性地對光纖的衰減進行監測,發現有衰減變化即發出警報,并進行故障定位,同時也能連續監測光纜護套的完整性,包括護套對地絕緣電阻的監測,發現問題(如護套進水等)即馬上告警,達到更全面地預告故障發生的目的。
比較日本和意大利電信部門提出的光纜維護支撐系統的方案可見:日本方案在OTDR自動適時測試光纖的基礎上,加入了光纖選擇器,在外線上裝設水敏傳感器并進行護套監測,形成了一套較完整的自動維護、支撐系統,真正做到不中斷光通信的維護。意大利的方案中除監測光纖性能以外,還考慮了護套絕緣電阻的自動監測。由此兩例可以看出全自動的光纜維護應是一種發展方向。
3通信電纜的發展特點
3.1寬帶的HYA通信電纜需要更好地為數字通信新業務服務
原有的電纜網絡雖然可以支持一些數字新業務,但是在實際使用中并不是特別理想,在通信距離、速率及質量上仍有一定的限制。對于新的網絡當然是以光纖為主,對于光纖所不能達到的地方或因各種原因仍然要新建電纜網絡的地區,應該考慮新型寬帶結構的HYA電纜(銅芯聚乙烯絕緣綜合護套市內通信電纜),以便更能符合新業務發展的需要。一些公司對現有的電纜高頻特性作了測試,他們得到的結論是所研究的電纜(即現有的HYA市話電纜)不能達到5類電纜的技術要求,戶外電纜要實現j類電纜的特性,必須通過特殊的設計和制造來達到。但在20MHz以下,所有電纜都顯示出充分適宜的傳輸性能。
美國已在1997年制定了用于寬帶的對絞通信電纜標準(ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997),包括非填充和填充兩種型式。傳輸頻寬已擴展到100MHz,可供數字網絡使用。IEC對此問題也進行過較長時間的討論,2001年,IEC62255-1文件“用于高比特頻率數字接入電信網絡的多對數電纜”提出了0.4~個0.8mm線徑、1~150對、最高頻率30MHz等指標的建議,此建議的提出也許會為這種電纜開辟一個新的空間,我國也開始了這方面的探討和研制,并正在建立相應的標準。
3.2超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統發展的超蟄
隨著智能化大樓、智能化建筑小區對寬帶布線的要求愈來愈高,超5類和6類電纜己逐漸成為布線系統中的主流。超5類電纜與5類電纜的頻帶都是100MHz,但其具有雙向通信的能力,用戶可以同時收發寬帶信息。因此超5類電纜比5類電纜在電阻不平衡性、絕緣電阻、對地電容不平衡性、傳輸速度等指標上都有提高,并且增加了近端串音衰減功率和等電平遠端串音功率等一些指標,因此在工藝和結構上要做一定的改進才能達到。6類電纜在超5類的基礎上,又提高了傳輸頻帶,達到250MHz,其相應的指標也有較大的提高。同時,6類電纜要求不但有嚴格的工藝,而且不少廠商在結構上也有一定的改進和創新,如采用泡沫皮絕緣芯線或皮泡皮絕緣芯線、骨架式結構隔離線對等都改善了電纜的高頻特性。
3.3物理發泡射頻同軸電纜及漏泄同軸電纜將具有較好的發展前景
由于移動通信的高速發展,無線電基路用物理發泡射頻同軸電纜,特別是超柔形結構的室內電纜、路由連結電纜都有了較大的市場需求。同時,隨著移動通信信號覆蓋面的不斷擴大,基站站數的增多,以及邊緣地區(電梯、地鐵、地下建筑、高層建筑室內等用戶)對移動信號的要求不斷提高,預計這類電纜將會有較好的發展前景。但對電纜指標的要求(如駐波比、屏蔽衰耗等要求)已明顯提高,要求電纜的工藝及結構應不斷改進,以與之適應。
4光纖光纜及通信電纜技術與產業發展中幾個值得思考的問題
4.1積極創新開發具有自主知識產權的新技術
雖然這幾年來,我國光纜電纜技術有很大發展,有一些具有自主知識產權的技術已在發揮作用,但是應該看到這種比例仍是很小的,國內有近200家光纖光纜廠,但大多產品單一,沒有自主的知識產權,技術含量較低,競爭力不強。有資料統計,1997~1999年國內企業申請光通信專利的有132件,其中光纖38件,光纜只有19件,而同期外國公司在中國申請光通信專利達550件,其中光纖光纜37件。還有資料報道:從1997年以來,國內光通信核心技術專利是90件,我國自主申請的只有9件,僅占10%。實際上我國的光纖光纜技術應該說與國際水平己差距下大,因此我們作為世界第二的光纜大國,應該把開發具有自主知識產權的技術作為我們工作的重中之重,爭取創造更多的光纖光纜專利。4.2開發具有先進技術水平、與使用環境、施工技術相配套的新產品
電信網絡在不斷發展的同時也對光纜電纜產品不斷提出新的要求。不難發現,光纜的結構越來越依賴于使用的環境條件及施工的具體要求,在海底光纜、淺水光纜、ADSS及OPGW光纜的開發中,會對這一點有深刻的體會。而今后光纜建設的重點將會隨著接入網、用戶駐地網的建設不斷展開,新一代的光纜結構和施工技術也會基于如微型光纜、吹入或漂浮安裝及迷你型微管或小管系統的全套技術而有一系列新的變化,以便有限的敷設空間得到充分、靈活的利用。這當中也包含了若干光纜設計、制造工藝、光纖光纜材料、施工安裝方面的新的技術課題。一些國家或公司已取得了一些經驗,正逐漸形成新的系統技術專利。我國的用戶眾多,接入網和用戶駐地網具有很多的特色,對接入光纜也會有更多的要求,為我們研究和創新接入網和用戶駐地網光纜結構提供了很好的機會。應該說,多數光纜技術我們是跟在國外最新技術的后面,雖然緊跟了先進技術,但自我創新的成份太少。今后應當在這方面下些功夫,走自己的創新之路。在有中國特色的接入網及用戶駐地網中多采用一些有中國特色的光電纜產品。
4.3利用已有設備與技術,改善HYA市話電纜的相應特性,為數字業務提供更好的服務
對于已經敷設的銅電纜,我們只能在現有條件下盡量利用其特性開通數字新業務。而現有的HYA電纜,雖然亦可開通ADSL等一些新業務,但是容量有限,當ADSL數量增大到一定限度后還是會出現干擾問題,而且還會影響以前開通的業務。因此,對新敷設的銅電纜,希望能提出一些新的寬帶指標要求,為將來開通更多更好的新業務作好準備。現有的市話電纜生產廠商應深入研究自身的生產工藝,在不改變(或不大改變)生產設備的情況下,認真設計和精心制造,把現有電纜的技術水平提高一個檔次,以提供更寬頻帶的電纜,為更多更好地開拓數字新業務提供高質量的通道。
4.4改進光纜電纜的施工和維護方法
目前,為了適應城市施工的特點,國際上較重視不挖溝的方式施工光、電纜,采用小地溝或微地溝技術安裝光纜,同時對光纜網進行自動監測,保證光纜網絡不中斷通信維護。與此相適應的是需要開發相應的元器件、工具和設備,并且要在體制上作一些改進與之相適應。ITU對NH開發光纜用浸水傳感器、光纖自動測試時的光纖選擇器以及美國提出的1s告警、3min內定位的指標及意大利提出的光纖纖芯與光纜護套指標綜合監測等方案都十分重視。在現代化的光網絡中,這些方式已經起到明顯的作用。由此可見,為了保證光纜網絡工作的可靠性,在施工和維護中降低成本、節省勞力、節省時間,逐步推廣新的施工方法,逐步完善光纜網絡的自動監測維護系統和提高光纜網絡的不中斷維護水平已勢在必行。
4.5冷靜地審視當前電信市場的發展,促進光纖光纜和通信電纜產業的發展
2001年下半年以來,光纖光纜需求下降,這當然與世界電信行業的整體下滑以及寬帶網絡泡沫的破滅有很大關系,但更多的則是受到從1999年下半年起由于光纖緊缺而各大公司擴產過多的影響。據資料介紹,在2000年,全球光纖廠商的投資額達到26億美元,為1999年的6倍,按推算到2002年全球光纖的產能將達到1.65~1.75億光纖公里,遠遠超過了實際需求。加上當前電信基礎建設的不景氣,光纖過剩的現象不可避免。
0.引言
我公司3#窯,5#窯兩條干法水泥生產線,均采用的是ABB DCS控制系統。兩套系統都是采用MB300網絡,通過10BASE5同軸電纜,收發器與中繼器組成一個控制網絡。
1.MB300網絡組態
1.1硬件組態
ABB MB300是高性能、串行、同步、半雙工的大數據量的高速總線,最高通信速率為10Mbit/S。采用IEEE802.2邏輯鏈路控制協議和IEEE802.3帶沖突檢測的載波偵聽多路存取介質控制協議,總線可帶載44個節點,采用點對點連接,屬于工業以太局域網。論文格式。傳輸路徑遵循543規則,即由5段組成,4個中繼器聯接,其中3段可以掛接設備。每段最大的長度是500米,任意兩個節點之間的最長距離為2500米。必須注意的是,只有在電纜的標記處才可通過收發器掛接設備,收發器只能安裝在主干電纜段上的2.5米標志處。
如上圖所示,T1、T2為終端電阻,其中只能一端接地,終端電阻為50歐姆。MB300總線的介質可以是同軸電纜或光纜。論文格式。敷設同軸電纜時,需注意與動力電纜隔離,距離380V低壓電纜至少0.5米,距離高壓電纜至少1.5米。用萬用表的歐姆檔,檢測收發器底座的中間與兩邊的針腳,如果阻值為25歐姆,則說明網絡的物理連接正常。
當控制器為AC400系列時,MB300總線必須使用CS513通訊卡,控制器在MB300上的網絡號與節點號都是通過CS513上面的3個撥碼開關S1、S2、S3來設置。S1、S2、S3分別用于對協議號、節點號、網絡號的設置,其中的S1高四位用于設置主/從站的選擇,低四位用于設置協議號,S2用于設置節點號,S3用于設置網絡號。論文格式。如下圖所示,網絡號為22,節點號為41,從站為7,MB300協議(S1的低四位為“01”時,表示MB300網絡)。
1.2軟件組態
當在AC410控制器插入CS513通訊卡時,系統自動創建MB300的數據庫元素。根據上述的CS513硬件配置,需要在數據庫元素LAN1中作如下配置:POSITION=1,SUBPOS=1表示CS513卡插在控制器第一個槽SLOT1上;SERVICE=1表示CS513在使用;NET=22,NODE=41根據CS513上的DIP開關設置的地址;SLAVE=7,在AC410控制器中,第一個CS513的從板號為7,其他的CS513的從板號為8。PROTOCOL=MB300表示使用的是MB300通信協議。如下圖所示:
當MB300網絡正常時,CS513卡運行指示燈R 橙黃色閃爍;
有線電視是由信號來源、傳輸系統和非配系統構成的。對于信號來源和傳輸系統方面在性能上的標準和通信途徑與通信行業是相對一致的,可是分配電纜規則和通信行業的標準卻是不盡相同的。首先是電纜分配系統傳輸的是模擬數據,而后者主要是數字信號;其次,他們使用的設備也是不相同的;在網絡結構方面,前者是樹枝型的,而通信行業是星形或者是其它網絡結構;在傳輸的媒介上是有較大區別的;另外,電纜分配的通信方式是單向的廣播試,通信行業是雙向的交互式。有線電視電纜分配系統面對的難題在于網絡覆蓋面和技術不高這兩方面。具體就是:首先有線電視電纜分配系統的信息可信性較低,沒辦法被通信行業所接受;其次網絡結構的局限性使得客戶的數量增加和通信的水平提供造成困難;還有就是技術達到一定水平的數字通信與有限電視技術在要求上是有明顯的差別的。另外大量的有線電視電纜系統在內部的廣播電視標準上還沒有達到。從上可知,即使投入大量的資金作為改進有線電視的支持也是很難實現三網結合的。因此,有線電視的發展務必要立足于創新的業務途徑上。
2 計算機城域網的重要意義
不同的單位在建設計算機城域網方面遇到兩個較為明顯的問題。一方面是絕大部分的用戶在連接主服務器上主要是通過郵局這個途徑,使得線路變得十分擁擠,導致計算機城域網在運行時速度很慢;另一方面是信lunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供寫作論文和發表服務,歡迎您的光臨息保密的問題,也就是說并不是任何的信息都能夠在互聯網上傳播,尤其是國家部門的相關保密信息。在計算機城域網運行遇到的種種情況中,上述的兩個問題是很多單位特別是國家機關、關鍵企業和科學研究單位沒辦法接受的。為了解決這兩個明顯的問題,,可以采取的方法之一就是通過廣播電視單位的光纜網絡來建設計算機城域網,也就是說建設一個過渡的信息網絡,用來連接國家主干線的網絡和單位局域網。不過需要注意的是,這個過渡網絡一定要先做好國家主干線的網絡和單位局域網之間的溝通交流工作,使得在當地的網絡資源共享和信息體系的建設可以得到有效的控制和問題處理。在實際應用上,計算機城域網首先是當地的信息能夠在當地的網絡里通暢地傳播,而不是經過主干線的網絡接收與傳輸來流通,這樣就可以使當地信息的計算機網絡速度和線路擁擠的狀況得到有效的緩解和解決,從而使資源的共享水平和利用率最大程度上得到提升。其次在信息保密方面可以是信息資源得到最大程度的有效使用,傳播的范圍被擴大。還有就是計算機城域網能夠在不破壞原來其它單位的局域網結構基礎上將城域網和其它網絡用戶直接連接起來。另外,優化了地區性的信息建設和管理,這是因為計算機城域網在運行時可以推進政府和組織的網絡建設進程,從而促進了政府和組織的辦公室自動化的水平。
3 三網結合方案的實施探究
根據上面的討論,該篇文章提供了計算機接入的幾種情況。
3.1 光纜相同,光纖不同
所謂光纜相同,光纖不同的方案是指計算機局域網和同軸電纜的網絡構架不用改變而是實行直接地連接網絡。同軸電纜最大的好處在于不用對網絡結構進行重新的改變,需要的資金無需較多。
3.2 光纖相同,光纜相同
這種混合系統只需要通過有線電視的光纖網絡來建設計算機城域網,不同的計算機局域網只需要進混合光纖同軸電纜網絡的光纖。這種情況主要用于混合光纖同軸電纜的短缺備份光纖,但是存在對計算機基帶信號進行調整控制和解調方面的缺陷。
3.3 混合光纖同軸電纜
完全使用混合光纖同軸電纜的網絡系統這種方案是當前通信研究的重要方面。但是這種方式面臨的困境較多。首先是對電纜分配系統的要求,它需要的是雙向式的,可是當前電視網絡不是雙向的。其次目前運行的電視網絡可信度不是很高,很難達到通信系統的標準。還有就是電視網絡的網絡結構有很大的噪音,使得lunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供寫作論文和發表服務,歡迎您的光臨系統的通信質量受到一定的限制。另外機頂盒的市場價格仍然較高昂。這種種的困境實際上都是技術水平有限所導致的。
4 結語
總的來說,由于光纜相同、光纖不同和光纖相同、光纜相同這兩種方案技術水平高使得其可行性較高,投入運行的效果會比較好。而對于混合光纖同軸電纜這種混合系統的方案由于資金使用較多,可不可以被采納運行仍然需要進一步地研究和探討。
1 引言
目前,隨著煤礦機械化、自動化程度的不斷提高,通信技術在煤礦生產中的地位顯得越來越重要,已成為煤礦實現科學管理、提高勞動生產率、防止事故災害、降低百萬噸死亡率的必要手段。煤礦通信系統可分為地面通信和井下通信兩大部分。論文參考。近幾年來地面通信得到迅猛發展,設備、容量、技術不斷更新,逐步實現了數字化、程控化,通信的可靠性和穩定性也逐漸提高,地面通信正在向集語音、圖像和數據傳輸“三合一”的綜合信息網方向發展。但是,煤礦井下通信由于受通信設備技術、特殊環境條件等問題的制約,還存在許多問題。因此,建立一個暢通、靈活、可靠的井下通信系統是現代化煤礦建設的首要任務之一。
2 煤礦井下通信的特點
在煤礦通信的現代化進程中,井下通信作為重要的生產要素之一早已滲透在安全生產的每一個環節當中,特別是在生產指揮調度和安全的信息交流方面,都起著舉足輕重的作用。煤礦井下通信系統由于其環境的特殊性,具有較強的煤礦專業特征。
2.1 通信設備設計及制造方面的特點:
(1)井下通信設備必須具備本質安全性或防爆性,以適合在含爆炸性氣體的場合使用。所謂本質安全性是指正常工作或故障狀態下裝置產生的電火花和熱效應均不能點燃規定的爆炸性混合物。這就要求在電路設計時,對功率分配、元器件選擇,包括制作工藝保護措施都要做出特殊的考慮,不能直接照搬電信系統的設備或標準。
(2)設備必須體積小巧,質量輕,外殼必須具備防潮、防塵、防機械沖擊的能力。這是因為井下工作人員勞動強度大,井下巷道特別是工作面空間窄小,負重行動不太方便,而且生產崗位經常變動,流動性較大,因此要求設備必須便于攜帶和使用。
2.2 通信設備功能上的特點:
(1)通信系統對生產調度人員必須提供較高的優先權,可實現選呼、群呼、強插、強拆、錄音、擴音等功能,以便使指揮人員能暢通、無阻塞地呼叫任何終端。
(2)在重要通信點上應具備緊急呼叫和雙向報警功能,以提高對事故災害的應變能力。
(3)隨著煤礦井下安全生產及井下人員定位系統發展的需要,井下設備應當具有較強的移動通信功能,而礦井巷道為非自由空間,無線電波在井下巷道的傳輸受到根本性制約。所以應當研制功能更強的設備應用于煤礦井下的移動通信。
2.3 通信設備性能上的特點:
(1)井下通信設備是在信道條件較差的情況下工作,與地面通信有著較大的區別,地面通信設備的設計制造是以比較確切的信道參數為依據的。而由于井下環境較差,潮濕、粉塵嚴重,且在狹小的巷道空間內布有鐵道、管道、支架、電纜等金屬構件,所以,無論是專用信道還是借用信道,其特性都會受到較大的影響,使信道特性變壞或不穩定。
(2)井下用電設備配置量大,啟動頻繁,對信道形成的電氣干擾的噪聲頻譜寬、電平高。這些都對井下通信設備的運行構成較大的影響。這就要求運行于井下的通信設備在性能上必須能適應較差的信道條件和較強的干擾。
3 煤礦井下通信技術
建立功能完善的井下通信系統對于提高自動化程度、勞動生產率、加強安全防護等方面都有著非常重要的意義。井下通信作為現代煤礦通信技術的重要組成部分,現在亟待開發、研究、完善和提高。目前,井下通信技術主要有以下幾種。
3.1 載波通信技術:
載波通信是煤礦應用較早的一種通信方式,在語音、控制及信號監測方面都有應用。架線機車動力載波通信系統是煤礦早期實現電機車移動調度通信的主要手段,目前仍有一部分礦井在繼續使用。由于礦井載波通信的借用信道多數是動力電纜或機車的架線等,這些信道分支多,線路上設備起動頻繁,造成信道參數隨時間和地點的變化很大,因而通信質量不理想。目前載波通信系統在傳輸距離、通話清晰度、抗干擾性能等方面和感應通信及漏泄通信技術相比有較大差距,將逐步被替代。但在一些特定的工作環境,比如采煤機的動力載波監測等應用場合,采用動力線作為監控裝置的載波信道仍有其實用價值。論文參考。
3.2 漏泄通信技術:
是利用表面開孔的同軸電纜(漏泄電纜)在巷道中起到長天線的作用,實現移動電臺之間或與基站之間的可逆耦合,已獲得較好的通信質量。采用漏泄電纜實現井下巷道內無線電波的傳輸是一種比較理想的方法。漏泄通信技術不僅應用在礦井中,而且應用于公路、鐵路隧道、地鐵及地下停車場等場合,在國內外受到普遍的重視。其缺點是系統造價昂貴,又需敷設專用傳輸線,且信號接收局限在離導線30m以內,傳輸線架設和維護需花一定代價。
3.3 感應通信技術:
就是利用普通的金屬導體,如電線、電纜、鋼軌等,與移動電臺之間的電磁感應,靜電耦合的一種通信方式。它似乎像有線電,又有點像無線電,美其名曰“感應無線電”。通信與普通電臺的通信過程十分相似。感應通信系統具有系統組成簡單、價格較低、感應線敷設簡便(甚至可以用金屬管道作為感應線)、無需中繼器等優點,是煤礦井下比較受歡迎的一種移動通信方式。它能以較小的發射功率實現較長距離的通信,能同時實現幾個方向通信。感應通信系統為減小傳輸衰減,選擇的傳輸頻率較低(一般在2MHz以下)。而煤礦井下在低頻段的電磁噪聲較大,所以感應電話通話質量在有些礦井不理想,噪聲較大。另外,感應線離巷道壁太近時,形成電磁場空間分布的不均勻,引起較大的損耗,影響傳輸距離。
3.4 井下光纖通信技術:
國際上實用的光纖通信系統是1970年以后才發展起來的。由于光纖通信容量大、中繼距離遠、防爆性能好、抗干擾能力強,使光纖通信技術及其應用發展很快。1991年我國第一套井下光纜通信系統KT1系統研制成功,成功地解決了井下光纜的接續技術和井下光通信的若干技術難題,填補了井下光通信產品的空白。目前煤礦井下的光纖通信技術已經在許多領域發揮作用。除傳統的語音通信外,光纖是監測監控系統中理想的高速信道。光纖通信的低損耗無中繼傳輸優點使光纖工業電視系統成為井下工業電視系統的主導產品。光纖通信技術是一門新興的正在不斷發展的技術。就目前的井下光纖通信系統而言,光通信的許多優越性還有待進一步發揮。光纖通信在煤礦井下通信系統中的地位將會有更大的提高。
3.5 井下PHS通信技術:
PHS是日本開發的網絡系統,日本人稱之為“個人手持電話系統”(英文縮寫PHS,就是我們常說到的個人無繩市話系統),于1995年7月開通運營。PHS井下通信技術與目前應用于井下的其他無線通信系統(包括井下泄漏通信)有完全不同的設計理念。其技術來源于成熟的公眾移動通信技術,即PHS系統。經過一定的技術改造后把它移植于煤礦井下,是對傳統井下無線通信的突破,有傳統井下無線通信不可比擬的技術優勢。該系統在現代公眾無線通信的高技術平臺上開發,系統中各種設備與傳統煤田井下通信設備相比有較高的可靠性和性價比,并能夠得到生產廠商的長久支持。PHS通信系統作為一個無線傳輸平臺,具有較強的擴展性,平臺上可實現高速數據業務、人員定位信息的傳送等,為系統的應用提供更大的空間。可同時為煤礦井上、井下提供無線通信服務,在煤礦形成一整套覆蓋井上、井下立體的無線移動通訊及生產調度系統。
3.6 藍牙通信技術:
是一種短距離的無線數據與語音通信的開放性全球技術規范,它最初的目標是取代現有的掌上電腦、移動電話等各種數字設備上的有線電纜連接。使用國際上無需授權的2.4GHz的 ISM 頻段,采用了跳頻方式來擴展頻譜分成79個無線信道。從目前的應用來看,由于藍牙芯片體積小、功率低、接口標準、成本低,其應用已不局限于計算機外設,幾乎可以被集成到任何數字設備之中,特別是那些對數據傳輸速率要求不高的井下移動設備和便攜設備。論文參考。在井下通信時具有很好的抗干擾能力。
除了以上的井下通信技術以外,在實際應用中根據情況還可以采用擴頻技術、復用多址技術等技術來提高井下通信的可靠性及安全性。
4 結語
煤礦通信技術正在進入一個新的飛速發展時期,計算機技術、微電子技術的不斷突破給這一領域注入了新的活力。地面通信正在向數字化、綜合化方向發展,實現語音、數據、圖像的綜合傳輸,并且和計算機技術、網絡技術、光纖通信技術相結合,構成新型的地面綜合調度通信系統。井下通信將進一步應用先進的通信技術,最終構成有線和無線相結合、電纜與光纜相結合、固定和移動相結合、靈活方便、大容量、多信道、多功能的全礦井移動通信網絡。展望未來幾年,煤礦通信系統將伴隨著現代科學技術的飛速發展在許多重要方面有所突破,從而給煤礦通信的面貌帶來更大的改變。
參考文獻:
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[3]淺談煤礦井下通信系統的特點及要求. 臧金華.中州煤炭.2005
[4]淺談煤礦井下通信管理. 燕憲連.煤礦自動化. 1999
一、引言
在大鄭線新立屯至通遼西區間增建第二線工程中,有相鄰的甲、乙、丙三個站,由于增建二線,乙站拆除,甲乙兩站相距12.2km,乙丙兩站相距13.4km,甲站出站1km處上下行線各有一座長約500m的隧道,此1km內有較大曲線和路塹。因乙站車站臺拆除,致使甲、丙兩站間的無線列調電話通信出現弱、盲區,目前解決明區間弱場的方式主要有布放中繼臺及布放光纖直放站兩種,前者造價較低,但由于空間波不易控制,后者需要鋪設光纖,適合站間距離長,同時造價相對較大,為解決弱、盲區通信問題,針對本工程實際情況,設計中明區間采用異頻中繼,隧道內采用無漏纜隧道中繼器及特制平板天線的方案,設備選用華通時空通信技術有限公司的產品?,F將工程有關情況簡介如下。
二、系統組成
本無線列調系統為450mhz-c制式,弱場異頻中繼頻率為150mhz。
(一)明區間弱場中繼設備
明區間弱場中繼設備由wjj-11型首臺中繼器和wjj-12型尾臺中繼器組成,首臺設在丙車站,尾臺設在弱場區邊緣的原乙站,通過首尾中繼器的中繼及無線轉發功能,實現車站臺與弱場區機車臺的通信。wwW.lw881.com車站呼叫機車:站臺將呼叫機車的114.8hz信令調制到f1發射(f1為457.7mhz),首臺收f1解調出114.8hz再調制到f2發射(f2為151.7mhz。),尾臺收f2解調出114.8hz再調制到f1發射,車臺收f1解調出114.8hz后顯示被呼叫并發415hz回鈴信號,經相應操作,雙方通話。機車呼叫車站:為上述反向流程,呼叫車站信令為123hz。
(二)隧道內盲區中繼設備
wjs系列中繼器是解決無漏纜隧道內通信的專用設備,它由wjs-1型洞口中繼器、wjs-2型洞內中繼器、平板天線、連接洞內中繼器和平板天線的功分器、syv-50-9射頻電纜和連接兩中繼器的中頻隔離器、yzw2x4.0控制電纜組成。其中控制電纜內既傳輸中繼器所需的220v交流電源又傳輸含有呼控信令的中頻455khz,兩者通過中頻隔離器分開。隧道較短時洞內可不設中繼器,較長時可設2臺以上中繼器,1臺中繼器可帶多達5個平板天線。洞口中繼器設在洞口中繼房內,洞內中繼器設在隧道內適當地點的避車洞內,平板天線貼裝在洞壁上部,控制電纜、射頻電纜及功分器等設在洞壁上。其通信過程如下,車站呼叫機車:站臺將呼叫機車的114.8hz信令調制到f1發射,洞口中繼器收f1后解調出含有114.8hz信令的中頻455khz,中頻經控制電纜傳至洞內各中繼器再調制到f1經射頻電纜及功分器傳至平板天線發射,機車收f1解調出114.8hz后顯示被呼叫并發415hz回鈴信號,經相應操作,雙方通話。機車呼叫車站:為上述反向流程,呼叫車站信令為123hz。車站經首尾中繼器與隧道內機車的通信與上述類似。
三、設備配置
由于乙站拆除,在乙站新設wjj-12型尾臺中繼器一套,丙站除原車站臺外另設wjj-11型首臺中繼器,甲站原車站臺不變;上行線隧道的甲站側洞口設wjs-1型中繼器一套,負責甲站車站臺與上行線隧道內機車臺的通信中繼。因隧道較短,隧道內未設洞內中繼器,僅設平板天線3個、功分器2個,同時設相應的射頻電纜及中繼電纜;下行線隧道洞內設備與下行線隧道類似,下行側洞口設wjs-1型中繼器一套,乙站設尾臺中繼器一套,丙站設首臺中繼器一套,下行線隧道內機車臺經洞口中繼器、拆除乙站新設的尾臺中繼器、丙站首臺中繼器與丙站車站臺間的通信。
四、頻率選定和場強 計算
根據tb/t3052-2002規定,450mhz頻段c制式頻率選457.700mhz,異頻中繼頻率選151.700mhz。450mhz頻段機車臺接收機輸入電平中值設計值取28dbμv(其中,電臺最小可用電平10dbμv,起伏量11.5dbμv,儲備量6.5dbμv)。因無線列調的場強計算范圍內地球曲率的影響并不顯著,故用平面大地公式近似計算。
1.450mhz:接收點入口電平:v入=p1-l1+g1-l0-f+g2-l2。式中:p1為發射功率5w(144dbμv);l1為發射饋線損耗6dbμv;g1為發射天線增益13dbμv;l0為自由空間傳輸衰減;f為衰減修正因子;g2為接收天線增益0dbμv;l2為接收饋線損耗3dbμv。
自由空間傳輸衰減:l0=22+20lgd+20lgf。式中:d為收、發天線間距離(km);f為載頻頻率(mhz);l0=22+20lg13.4+20lg450=97.6dbμv。
平面大地傳播時衰減修正因子:f=22+20lgh1.h2.f/d=22+20lg25x4.8x
450/13400=34.1dbμv。
機車距車站13.4km時:v入=144-6+13-97.6-34.1+0-3=16.3dbμ。v不滿足28dbμv的要求,但可以達到中繼器的工作開門電平。
2.隧道內平板天線發射電平:(洞內中繼器輸出電平144dbμv[5w],射頻電纜衰耗0.05db/m,平板天線間距160m,增益1dbμv,功分器主路衰耗3db,支路衰耗3-25db可調。)最遠處天線發射電平:p=144-0.05×540-3×2+1=112dbμv,由遠至近調整功分器支路衰耗為12db、24db,則天線發射電平為112dbμv。因隧道內電波傳播受列車、洞壁構造、隧道截面及曲線等因素影響很大,工程中應據實測場強調整天線間距、功分器支路衰耗及中繼器輸出電平,使場強滿足要求。
五、設備安裝
丙站新建運轉室,車站臺及首臺中繼器設在的25米鐵塔上,天線塔設10ω防雷地線,電臺所需交流電源由通信機械室接引;拆除乙站利用原20米鐵塔,尾臺中繼器設在無人值守的中繼房內,電源采用太陽能供電。隧道口的洞口中繼器設在無人值守的區間中繼房內,電源采用太陽能供電。區間中繼房應特別注意高頻避雷器、系統工作地線及天線塔防雷地線的良好設置,以確保設備安全運行。隧道頻電纜掛設在洞壁上部的掛鉤上,平板天線及功分器設在洞壁頂部。平板天線間的距離160m左右,施工時根據隧道內場強實測情況進行調整。功分器主路衰耗3db,支路衰耗3-25db可調,愈靠近中繼器的支路衰耗愈大,使各天線的輸出電平基本一致。
六、小結
中圖分類號:TM247 文獻標識碼:A
通訊在對礦山高效生產、搶險救災起著非常重要的作用。提高無線通信系統,能幫助提高勞動生產率和安全,減少煤礦瓦斯爆炸事故惡性事故帶來的巨大的損失。無線通信泄漏系統中電纜,也允許更多的無線電信號的傳播途徑,包括視頻信號,比較好的解決了上述問題。當人們在射頻回路中連接射頻同軸電纜孔、槽或使用薄編織方式破壞完整性的指揮,無線電信號在傳輸,既能傳播沿軸向和徑向泄漏信號產生的理想模式,為地下礦井通信的無線通信系統。但由于條件的特殊性,在礦山、電波傳播的巷道在一個很大的困難。為了減少地質條件對無線通信信號衰減,通常由低頻通信到低頻通信的,但也許要付出很多需要天線,也很不方便。因此,只有通過地下移動通信電纜要完成的目標。使沿著電纜能夠完成無線電通信周圍的空間,這是一種特殊的電纜泄漏電纜,這種方式的溝通稱為泄漏通訊在低頻電感的通訊。在煤礦使用,從而實現了地下隨時隨地可以互相無線電話。通過分析了內電磁場的排放傳播規律,實現滲漏的建模方法及應用進行了通信系統的研究和分析。
1 漏泄電纜
漏泄電纜是一種解決無線電波在礦井巷道中傳播的有效途徑。它的作用類似于輸電線路和組合天線,目的是為了引導電磁波傳輸,提高了沿線的田野。由于其獨特的優勢的迅猛發展,逐漸成為第一選擇。在移動通信技術中為了降低泄漏電纜為臥式屏蔽,電磁能量可以部分地從有線電纜泄漏在外面了。用薄的銅電纜泄漏外導體,外導體割開在不同大小和角度的槽內,根據不同放電分為另外的發射裝置和耦合電纜類型電纜泄漏。只有當特定的輻射會出現此模式。也只能在一個非常狹窄的頻段有低耦合的損失。這個頻率上方或下方,則會干擾因素耦合損耗導致增加。普通的同軸電纜的電磁能量傳輸從一邊到另一邊,以最大的橫向所有屏蔽方法使信號不能穿透電纜,以避免電磁能量在傳輸過程中的損耗。
2 施工
2.1 連接器選用
當選擇去注意的使用頻率,匹配電纜、界面程序,功率,阻抗,密閉性等。必須符合設計要求和實際用途。避免掉撞、觸摸損失,一般不要拆開連接器某些部位,以免造成密封故障或錯誤的裝、漏裝。必須只旋轉連接螺母。不能讓整個連接器,否則可能造成的內部接口松動。
2.2 連接器安裝
連接人員必須熟悉安裝接頭和部分功能、秩序、特點和注意事項。以免錯裝、漏裝,導致返工。安裝時,嚴格按照王工藝要求和流程操作。工具和設備,泄漏電纜導體必須使用脫脂棉蘸內部和外部的高純度工業酒精清洗,拋光和確保小群或穿線留在連接器。
2.3 閉路檢查
接在萬用表裝好堵塞內外導體,短路電纜結束的內部和外部的指揮,觀察是否表針較小的數值,同時用木錘敲一個插頭殼,看指針跳動,跳動太大表明連接器接觸不良,需要返工來做一遍。查看另一個小插頭,并檢查是否縮進針插入前,如果縮進也要重新安裝。開啟和關閉電路檢驗必須每安裝一個塞的插頭安裝。此外,如果阻抗、保溫、衰減太大,應堅重做,直到合格。
2.4 密封與加固
密封泄漏電纜連接類型及配套連接器、阻抗變換器、負荷是半密封或封住,必須在連接器從外部橡膠膠帶和黑色電工膠帶,使匹配大小塞同步獲得輔助密封。因為連接器比較重,掛在空中外部環境較差,也在接頭兩邊電纜泄漏適當增加電纜夾,狹小的空間,避免在關節重力的影響,這些電纜接頭及穩定性。一般可以用鋁芯絕緣組裝線或是膠合板用吊帶吊著固定連接器,防止的激振力,確保可靠的連接器和指揮家內外接觸。
3 施工運行分析
3.1 語音施工控制
移動通信手段地下演講雙向語音信道,可以用來實現以下交流。地下便攜式手機之間的通信,地下的移動設備之間的通信,地下便攜式手機、移動設備和電纜網絡通信。但是實時數據采集、地下所有信息監測站井上、各類的字句形式、圖形等多種方式顯示實時監測值。收集的數據轉換和信息,計算平均小時分的意思,最大值、最小值。超限出現時間進行統計分析,地下便攜式手機、移動設備和地面之間的移動設備和手機無線通信。能打印通風、安全生產、機電等各種報表、歷史曲線,可用于曲線進行放大縮小。具有存儲和數據查詢功能。每一個的聲音、數據通信占用32語音、數據頻道。與邏輯判斷和報警功率控制能力,任何監測站溢出,模擬盤、電腦、聲光報警、期限及超限統計,傳構建本質安全型礦井奠定了基礎。可以方便的定義和動態定義頻道,有一個模擬、開關量、類型定義,以及其他功能、操作簡單、易于修改、原創作品。每個監測數據每2分鐘存儲1,所有的數據都能省下超過。也可以用不同的顏色顯示3點曲線,以方便數據和趨勢分析。與網絡功能,便于網絡操作方便,功能強大。
3.2 施工系統評價
應用該系統的數據、語音,并通過分析圖像的綜合信息,及時準確地把握井下安全生產動態,做到科學決策、科學管理的目的。通過使用本系統,通過計算數據的分析,可以及時了解的設備故障的性質、程度、地位和零配件等,以便合理組織隊伍,迅速排除故障。而且,還會根據相關資料,找出設備運行的薄弱環節,采取改進措施,從而最大限度地減少生產速率,提高有效工作時間。為礦山安全管理,特別是應用井下移動通信,可流入生產調度作業對象的組織,是保證礦山生產調度科學管理水平提高一個層次。以便更好地適應減少設備故障,提高有效運行時間。利用該系統可及時了解井下事故征兆,防止事故發生,特別有助于地下流作業人員的動態安全管理,確保安全生產。低成本、經濟合理。該系統將數據、語言、圖像傳輸的統一,共享泄漏同軸電纜,可以節省工業視頻傳輸電纜電視監控系統、數據傳輸線纜、減少維護和經濟效益。
結語
根據安全管理和生產調度地下發展現狀,地下通信進行總結。通過介紹電纜泄漏的特點進行了分析,并在此基礎上對地下電纜泄漏的安全管理。通信系統模型,實現的功能進行闡述,最后進行了綜合評判系統。泄漏通訊其實就是一種無線移動通信電纜類型,泄漏的通信系統在發達國家已經是一個復雜的產品,將是我的溝通是發展的方向,同時也將成為國際關系的主流,地下通信發展。在地下隧道無線電信號的一般不是很,所以地下移動通信只能借助其他設備來完成校園網的建設,并在此基礎上,結合泄漏電纜的雙向中繼放大器是很好的選擇。在地下隧道,泄漏的電磁波傳播復雜的情況下,筆者認為要選擇好的系統應用設備,特別是地下傳輸設備在運用的過程中良好的場分布測量的綜合比較后確定傳輸信號的頻帶頻率、功率等級范圍,取得了井下移動通信,為礦山安全管理和生產調度提供了強有力的保證。
參考文獻
[1]肖遠強,張武軍.漏泄電纜的性能分析[J].移動通信,2002(6):40-43.
[2]劉夕祿,王盛忠,董文等.無線電漏泄傳輸機制及中繼技術[J].煤炭科學技術,1999,27(8):1-3.
關鍵詞 押出機控制 模糊控制 單片機 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 錄
第一章 押出機模糊控制系統的介紹 …………………………………………………1
第二章 押出機模糊控制系統控制器的設計 …………………………………………3
2.1 變量模糊化 …………………………………………………………………3
2.2 模糊控制規則 ………………………………………………………………………6
2.3 模糊控制規則表的基本思想 ………………………………………………………6
2.4 模糊控制查詢表的離線計算 ………………………………………………………8
第三章 押出機模糊控制系統的單片機實現 …………………………………………11
3.1 硬件電路設計 ……………………………………………………………………11
3.1.1 單片機的選擇 ……………………………………………………………………11
3.1.2 串行通信電路 ……………………………………………………………………13
3.1.3 線徑顯示和設定電路 ……………………………………………………………14
3.1.4 電源電路 …………………………………………………………………………16
3.1.5 復位和晶振電路 …………………………………………………………………16
3.1.6 DANFOSS變頻器的介紹 …………………………………………………………16
3.1.7 火花機、測徑儀及凹凸儀的選用 ………………………………………………17
3.2 軟件編程的算法和流程 ……………………………………………………………19
3.2.1 系統流程圖 ………………………………………………………………………19
3.2.2 模糊控制查詢表的存放形式 ……………………………………………………20
3.2.3 查表方法的軟件實現 ……………………………………………………………22
3.2.4 模糊控制器算法流程圖 …………………………………………………………22
3.2.5 串行通信程序設計 ………………………………………………………………23
3.2.6 線徑顯示和設定流程圖 …………………………………………………………25
3.2.7 定時器/計數器的工作方式選擇 ………………………………………………26
3.2.8 串行口的工作方式選擇 …………………………………………………………27
3.2.9 波特率的計算 ……………………………………………………………………30
第四章 單片機系統與變頻器的連接……………………………………………………32
4.1 如何通過RS-485控制多臺變頻器 ………………………………………………32
4.2 提高RS-485總線的可靠性 ………………………………………………………32
4.2.1 問題的提出 …………………………………………………………………… 32
4.2.2 硬件電路的設計 …………………………………………………………………33
4.2.3軟件的編程 ………………………………………………………………………34
4.2.4 結論 ………………………………………………………………………………35
第五章 變頻器的選型及其注意事項 ………………………………………………… 36
5.1 引言 …………………………………………………………………………………36
5.2 變頻器的控制方式 …………………………………………………………………36
5.3 變頻器控制方式的合理選用 ………………………………………………………36
5.4 變頻器選型注意事項 ………………………………………………………………36
5.4.1 負載類型和變頻器的選擇 ………………………………………………………36
5.4.2 變頻器安裝地點的選擇 …………………………………………………………36
5.5 結論 ………………………………………………………………………………37
總結 ………………………………………………………………………………………38
參考文獻 …………………………………………………………………………………39
附錄1 ……………………………………………………………………………………40
附錄2 ……………………………………………………………………………………41
附錄3 ……………………………………………………………………………………42
第一章 押出機模糊控制系統的介紹
押出機(又名擠出機)是電線電纜工業中為電線電纜制作絕緣外皮的設備。制作電線電纜絕緣外皮是整個電線電纜生產工藝流程中要求最高,難度最大的核心技術。因此,押出機設備的自動化程度以及生產精度和可靠性在電線電纜生產中居于至關重要的地位。我國現行眾多電線電纜成套設備生產廠家廣泛采用基于PLC的自動控制系統,但這些基于PLC的押出機自動控制系統存在多方面的不足,現列舉如下:
(l)自動化程度低。系統在開機和運行期間都必須配備專門的操作人員不間斷的監視系統的運行狀況,并做頻繁的操作。系統無法脫離操作人員實現程度更高的自動化生產,在本質上是一個缺陷很多的開環控制系統。
(2)生產精度低,系統可靠性差。系統采用模擬量和開關量控制,控制參數易受生產現場的惡劣環境的干擾,致使系統的生產精度低,可靠性差。另外,模擬量控制使系統布線煩瑣,生產、安裝和維修過程復雜。
(3)成本高。基于PLC的工業自動控制系統雖然有設計方便、快捷,開發周期短的獨特優點,但存在著生產成本高的重大問題。
基于PLC的押出機自動控制系統生產自動化程度低的主要原因是控制過程包括復雜的化學過程,致使被控對象建模十分復雜,很難找到一個比較接近的數學模型來近似而實現比較理想的PID閉環控制。因此,必須根據熟練的操作工人的精心操作才能實現可靠的生產。
如前所述,模糊控制系統的設計與實現無需知道被控對象確切的數學模型,而是通過計算機或單片機來實現熟練操作人員的控制經驗,從而達到比較理想的自動控制效果。因此本人提出了基于數字單片機的押出機模糊控制系統。該系統能夠有效提高設備的自動化程度及生產精度和可靠性,并能節省部分生產成本。
圖1.1 押出機工藝流程圖
圖1.1為押出機的工藝流程圖。圖中在放線架與收線架之間的直線表示的是處理過程中的金屬線芯(或成束電纜)。放線架在牽引電機的作用下勻速放線。在金屬線芯經過機頭時,主機帶動的機頭將經過高溫加熱的膠料勻速押出,使之均勻地附著在金屬線芯的表面形成絕緣外皮。機頭與牽引之間的測徑儀用來測量附著絕緣外皮后的金屬線芯的直徑。系統以此為主要參數來調節主機與牽引之間的轉速,使絕緣外皮厚度達到精度要求的范圍。金屬線芯經過牽引之后接受火花機和凸凹儀的檢測,分別檢驗絕緣外皮的抗壓能力和表面的光滑程度及均勻性,根據這些參數來調一節機頭各加熱區的溫度。在收線架處,系統可以實現自動換軸功能,而且在斷線或者收線架換軸失敗的時候,儲線架會根據張力儀檢測到的信息自動開始工作。使得換軸過程中以及儲線架和收線架之間發生常規故障時放線架至凸凹儀段能夠正常工作,不影響電線電纜生產的產量和質量。
第二章 押出機模糊控制系統控制器的設計
我們所做的布線系統為開放式的拓撲結構,能支持語音、數據、圖像、多媒體業務等信息的傳遞。主要包括7個部分。
⑴ 工作區:一個獨立的需要設置中斷設備的區域劃為一個工作區,工作區由配線子系統的信息插座模塊延伸到終端設備連接處的連接光纜及適配器組成。
⑵ 配線子系統:由工作區的信息插座模塊、信息插座模塊至電信間配線設備的配線電纜和光纜、電信間的配線設備及設備纜線和跳線等組成。
⑶ 干線子系統:由設備間至電信間的干線電纜和光纜,安裝在設備間的建筑物配線設備及設備纜線和跳線組成。
⑷ 建筑物子系統:由多個建筑物之間的主干電纜和光纜、建筑群配線設備及設備纜線和跳線組成。
⑸ 設備間:在每棟建筑物的適當地點進行網絡管理和信息交換的場地。
⑹ 進線間:是建筑物外部通信和信息管線的入口部位,作為入口設施和建筑群配線設備的安裝場地。
⑺ 布線管理系統:對工作區、電信間、設備間、進線間的配線設備、纜線、信息插座模塊等設施按一定的模式進行標識和記錄。
二、施工過程中
(一)纜線敷設要求:
1纜線的布放應自然平直,不得產生扭絞、打圈、接頭等現象,不應受到外力的擠壓和損傷。
2纜線兩端應貼有標簽,應標明編號,標簽書寫應清晰、端正和正確。標簽應選用不易損壞的材料。
3纜線終接后,應有余量。交接間、設備間對絞電纜預留長度宜為0.5~1.0m,工作區為10~30mm;光纜布放宜盤留,預留長度宜為3~5m。
4纜線的彎曲半徑非屏蔽4對對絞電纜的彎曲半徑應至少為電纜外徑的4倍;屏蔽4對對絞電纜的彎曲半徑應至少為電纜外徑的6~10倍;主干對絞電纜的彎曲半徑應至少為電纜外徑的10倍;光纜的彎曲半徑應至少為光纜外徑的15倍。
5電源線、綜合布線系統纜線應分隔布放。
(二)機柜、機架安裝要求:
l 機柜、機架安裝完畢后,垂直偏差度應不大于3mm。
2 機柜、機架上的各種零件不得脫落或碰壞.漆面如有脫落應予以補漆,各種標志應完整、清晰。
3 機柜、機架的安裝應牢固,如有抗震要求時,應按施工圖的抗震設計進行加固。
(三)各類配線部件安裝要求:
l 各部件應完整,安裝就位,標志齊全;
2 安裝螺絲必須擰緊,面板應保持在一個平面上。
(四) 8位模塊式通用插座安裝要求如下:
1安裝在活動地板或地面上,應固定在接線盒內,插座面板采用直立和水平等形式;接線盒蓋可開啟,并應具有防水、防塵、抗壓功能。接線盒蓋面應與地面齊平。
28位模塊式通用插座底座盒的固定方法按施工現場條件而定,采用預置擴張螺釘固定等方式。
3固定螺絲需擰緊,不應產生松動現象。
4 各種插座面板應有標識,以顏色、圖形、文字表示所接終端設備類型。
(五)電纜橋架及線槽安裝要求如下:
1、 橋架及線槽的安裝位置左右偏差不應超過50mm;
2、 橋加及線槽水平度每米偏差不應超過2mm;
3、 垂直橋架及線槽應與地面保持垂直,并無傾斜現象,垂直度偏差不應超過3mm:
4、 線槽截斷處及兩線槽拼接處應平滑、無毛刺;
5、 吊架和支架安裝應保持垂直,整齊牢固,無歪斜現象;
6、 金屬橋架及線槽節與節間應接觸良好,安裝牢固。
三、測試
1、銅纜系統測試
為確保系統性能,確認系統的元器件性能及安裝質量,工程完工后應按EIA/TIA568規定的 CAT3及CAT5標準分別三類和五類線纜進行測試,銅纜系統采用專用電子儀器進行測試,包括以下幾項內容:
1>. 極性、連續性、短路、斷路測試。
2>. 信號衰減測試。
3>. 信號串擾測試。
2、光纜系統測試
系統測試標準按EIA/TIA568標準執行,光纜系統包括以下內容:
1>. 連通性測試
2>. 信號衰減測試
3、測試鏈接方法
1>. 基本鏈路測試連接。
3>.接線圖測試:
主要測試水平電纜終接工作區8位模塊式通用插座及交接間配線設備接插件接線端子間的安裝連接正確或錯誤,具體如下圖所示。
4>.測試長度應在測試連接所要求的范圍之內。
5>.在選定的某一頻率上信道和基本鏈路衰減量,信道的衰減包括10m(跳線、設備連接線之和)及各電纜段、接插件的衰減量的總和。
信道衰減量
6>.近端串音是對絞電纜內,二條線對音信號的感應。對近端串音的測試,必須對每對線在兩端進行測量。某一頻率上,線對間近端串音。
信道近端串音(最差線間)