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第1篇：通信電纜技術論文范文

關鍵詞：光纖，光纖業務，FTTH

 

計算機工業界很多人士引以為自豪的是計算機技術的快速發展，同時，數據通信速率也在快速發展，最終，在計算機能力和通信能力的競賽過程中，通信贏了。數據通信傳輸速率的快速發展更是讓人難以想象，這樣的發展速度要依靠光纖作為傳輸媒介的問世。光纖技術現已相對成熟，下面就光纖的優點和業務上的需求來研究一下光纖的發展趨勢。

一、光纖優點

1。頻帶寬

頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號的頻帶寬度就越大。目前，采用先進的相干光通信可以在30000GHz范圍內安排2000個光載波，進行波分復用，可以容納上百萬個頻道。

2．重量輕

因為光纖非常細，單模光纖芯線直徑一般為4um～10um，外徑也只有125um，。論文格式。比標準同軸電纜的直徑47mm要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點，安裝十分方便。

3．抗干擾能力強

因為光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場的作用，故光纖傳輸對電磁干擾、工業干擾有很強的抵御能力。因此，在光纖中傳輸的信號不易被竊聽，因而利于保密。

4．保真度高

因為光纖傳輸一般不需要中繼放大，不會因為放大引人新的非線性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號。

5．工作性能可靠

一個系統的可靠性與組成該系統的設備數量有關。設備越多，發生故障的機會越大。因為光纖系統包含的設備數量少(不像電纜系統那樣需要幾十個放大器)，可靠性自然也就高，故一個設計良好、正確安裝調試的光纖系統的工作性能是非常可靠的。

6．成本不斷下降

目前，有人提出了新摩爾定律，也叫做光學定律（Optical Law）。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個月增加1倍，而價格降低1倍。光通信技術的發展，為Internet寬帶技術的發展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線電視系統采用光纖傳輸方式掃清了最后一個障礙。由于制作光纖的材料(石英)來源十分豐富，隨著技術的進步，成本還會進一步降低；而電纜所需的銅原料有限，價格會越來越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對優勢，成為建立全省、以至全國有線電視網的最主要傳輸手段。

7．損耗低

在同軸電纜組成的系統中，最好的電纜在傳輸800MHz信號時，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導纖維的損耗則要小得多，傳輸1、31um的光，每公里損耗在0．35dB以下若傳輸1．55um的光，每公里損耗更小，可達0．2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸的距離要遠得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個特點，一是在全部有線電視頻道內具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引人均衡器進行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔心因環境溫度變化而造成干線電平的波動。

二、業務上的需求和市場的競爭

伴隨著計算機的廣泛應用，計算機網絡數目在不斷的增加，Internet用戶數量也在不斷增加，使得通信容量不斷的加大，因此，數據通信的帶寬要求顯得更加重要。目前，為了解決數據能夠在主干網絡中順利的傳輸，在通信介質方面，對于主干網絡都采用了光纖作為傳輸媒介。光纖作為主干網絡的傳輸媒介，解決了主干線路數據負載問題，使得數據能夠順利傳輸。光纖在主干網絡中取代了傳統的銅線介質，但“最后一英里”問題上,還沒有完全的普及光纖，這就造成本地回路成為主干網絡的瓶頸。隨著3G網絡的不斷發展，用戶“最后一英里”問題應該盡快解決。目前，采用的接入方式有：FTTH、FTTB、FTTC。

相關數據表明，2002年至2006年，我國寬帶上網用戶比例由9%上升到52%。寬帶用戶成為大多數，這標志著我國互聯網已經進入寬帶時代。寬帶接入已經成為固網運營商增長的第一驅動力。而寬帶業務的需求必然刺激相關寬帶技術的發展和應用，光纖具有近似于無限的帶寬，端到端的全光網絡是寬帶接入的最終解決方案。隨著光纖接入成本不斷下降、銅纜接入網運維成本的攀升，運營商網絡將向以寬帶為特征的下一代網轉型。論文格式。隨著今后更多高帶寬業務的出現，FTTH上馬也是大勢所趨。論文格式。

正是基于這種共識，各固網運營商在鋪網時都遵循光進銅退的準則，將投資重心轉向光纖接入網。新建商業樓宇與住宅區原則上采用光纖覆蓋，控制銅纜投資。FTTH已經從實驗室中走出，真正貼近普通用戶，迎來了快速增長的新時期。

在最近幾年，FTTH已經出現了良好的發展勢頭。FTTH，一方面受到了企業用戶和高端家庭用戶的歡迎，與將來可能需要一次次地帶寬升級相比，一勞永逸的光纖接入更受他們的青睞。FTTH使得在家里能享受各種不同的寬帶服務，如VOD、在家購物、在家上課等。 另一方面，銅線和光纖價格的一漲一跌，也使得部署FTTH的成本正呈現下降的趨勢。長遠來看，DSL的成本已經基本上達到了極值點，但FTTH還有很大的下降空間，而且從運維成本上來說，與DSL相比FTTH有更加明顯的優勢。

三、結束語

總之，作為寬帶接入的最終發展方向，FTTH在中國，乃至亞太地區的發展尤為迅猛。我們可以預期，憑借著層出不窮的寬帶應用以及日益龐大的用戶規模，中國、亞太地區FTTH將率先成為寬帶接入的主流，引領全球光接入產業的騰飛。應該說，光纖網絡在未來的發展空間是很廣泛的，光纖作為傳輸媒介，應該主宰未來的通信市場

參考文獻

【1】 潘愛民。《計算機網絡》【M】清華大學出版社，2004年8月

【2】 及燕麗。《現代通信系統》電子工業出版社，2005年12月

第2篇：通信電纜技術論文范文

[論文關鍵詞]鐵路電力遠動終端干擾

[論文摘要]研究分析電磁干擾產生的原因、特點及干擾對電力遠動系統的影響，從設計的角度對鐵路電力遠動監控系統進行抗干擾分析研究。

抗干擾設計是電力遠動監控系統安全運行的一個重要組成部分，在研制綜合自動化系統的過程中，如果不充分考慮可靠性問題，在強電場干擾下，很容易出現差錯，使整個電力遠動監控系統無法正常運行或出錯誤（誤跳閘事故等），無法向站場和區間供電，影響鐵路行車安全。

一、電磁干擾產生的原因及特點

（一）傳導瞬變和高頻干擾

1．由于雷擊、斷路器操作和短路故障等引起的浪涌和高頻瞬變電壓或電流通過變（配）電所二次側進入遠動終端設備，對設備正常運行產生干擾，嚴重還可損壞電路。2．由電磁繼電器的通斷引起的瞬變干擾，電壓幅值高，時間短、重復率高，相當于一連串脈沖群。3．鐵路電力供電中，特別是現代高速鐵路對電力要求都比較高，一般都是幾路電源供電，母線投切轉換比較頻繁，振蕩波出現的次數較多。

（二）場的干擾

1．正常情況下的穩態磁場和短路事故時的暫態磁場兩種，特別是短路事故時的磁場對顯示器等影響比較大。2．由于斷路器的操作或短路事故、雷擊等引起的脈沖磁場。3．變電所中的隔離開關和高壓柜手車在操作時產生的阻尼振蕩瞬變過程，也產生一定的磁場。4．無線通信、對講機等輻射電磁場對遠動終端會產生一定的干擾，鐵路中繼站通常會和通信站在一處，通信發射塔對中繼站電力遠動終端設備的干擾比較大。

（三）對通信線路的干擾

1．鐵路變電所遠動終端的數據由串口通信經雙絞線進入車站通信站，再經過轉換成光信號沿鐵通專用通信光纜送至電力遠動調度中心，遙信和遙控數據在變電所到通信站的過程走的是電信號，由于變電所高低壓進出線纜很多，遠動終端受的干擾比較大。2．中繼站一般距鐵路都比較近，列車通過時的振動對遠動終端設備有一定的干擾。

（四）繼電器本身原因

繼電器本身可能由于某種原因一次性未合到位而產生干擾的振動信號，或負荷開關、斷路器、隔離開關等二次側產生振動信號。

二、干擾對電力遠動系統的影響

無論交流電源供電還是直流供電，電源與干擾源之間耦合通道都相對較多，很容易影響到遠動終端設備，包括要害的CPU；模擬量輸入受干擾，可能會造成采樣數據的錯誤，影響精度和計量的準確性，還可能會引起微機保護誤動、損壞遠動終端設備和微機保護部分元器件；開關量輸入、輸出通道受干擾，可能會導致微機和遠動終端判斷錯誤，遠動調試終端數據錯誤遠動終端CPU受干擾會導致CPU工作不正常，無法正常工作，還可能會導致遠動終端程序受到破壞。

三、抗干擾設計分析

（一）屏蔽措施

1．高壓設備與遠動終端輸入、輸出采用有鎧裝（屏蔽層）的電纜，電纜鋼鎧兩端接地，這樣可以在很大程度上減小耦合感應電壓。2．在選擇變電所和中繼站電力設備時盡量選設有專門屏蔽層的互感器，也有利于防止高頻干擾進入遠動終端設備內部。3．在遠動終端設備的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容，可以有效抑制外部高頻干擾。

（二）系統接地設計

1．一次系統接地主要是為了防雷、中性點接地、保護設備，合適的接地系統可以有效的保障設備安全運行，對于斷路器柜接地處要增加接地扁鐵和接地極的數量，設備接地處增加增加接地網絡互接線，降低接地網中瞬變電位差，提高對二次設備的電磁兼容，減少對遠動終端的干擾。2.二次系統接地分為安全接地和工作接地，安全接地主要是為了避免工作人員因設備絕緣損壞或絕緣降低時，遭受觸電危險和保證設備安全，將設備外殼接地，接地線采用多股銅軟線，導電性好、接地牢固可靠，安全接地網可以和一次設備的接地網相連；工作接地是為了給電子設備、微機控制系統和保護裝置一個電位基準，保證其可靠運行，防止地環流干擾。

3．由于高低壓柜本身都是多都是采用鍍鋅薄鋼板材料，本身也有屏蔽作用，將高低高柜都可靠接地。4．遠動終端微機電源地和數字地不與機殼外殼相連，這樣可以減小電源線同機殼之間的分布電容，提高抗共模干擾的能力，可明顯提高電力遠動監控系統的安全性、可靠性。

（三）采取良好的隔離措施

1．為避免遠動終端自身電源干擾采取隔離變壓器，電源高頻噪聲主要是通過變壓器初、次級寄生電容耦合，隔離變壓器初級和次級之間由屏蔽層隔離，分布電容小，可提高抗共模干擾的能力。2．電力遠動監控系統開關量的輸入主要斷路器、隔離開關、負荷開關的輔助觸點和電力調壓器分接頭位置等，開關量的輸出主要是對斷路器、負荷開關和電力調壓器分接頭的控制。3．信號電纜盡量避開電力電纜，在印刷遠動終端的電路板布線時注意避免互感。4．采用光電耦合隔離，光電耦合器的輸入阻抗很小，而干擾源內阻大，且輸入/輸出回路之間分布電容極小，絕緣電阻很大，因此回路一側的干擾很難通過光耦送到另一側去，能有效地防止干擾從過程通道進入主CPU。

（四）濾波器的設計

1．采用低通濾波去高次諧波。2．采用雙端對稱輸入來抑制共模干擾，軟件采用離散的采集方式，并選用相應的數字濾波技術。

（五）分散獨立功能塊供電，每個功能塊均設單獨的電壓過載保護，不會因某塊穩壓電源故障而使整個系統破壞，也減少了公共阻抗的相互耦合及公共電源的耦合，大大提高供電的可靠性。

（六）數據采集抗干擾設計

1．在信息量采集時，取消專門的變送器屏柜，將變送器部分封裝在RTU內，減少中間環節，這樣可以減少變送器部分輸出的弱電流電路的長度。2．遙信由于合閘一次不到位或由于二次側振動而產生的誤遙信干擾信號，并且還會產生尖脈沖信號，也可能對遙信回路產生干擾誤遙信號。

（七）過程通道抗干擾設計

（八）印刷電路板設計。在印刷電路板設計中盡量將數字電路地和模擬地電路地分開；電源輸入端跨接10～100μF的電解電容。

（九）控制狀態位的干擾設計

（十）程序運行失常的抗干擾設計

（十一）單片機軟件的抗干擾設計

（十二）對于終端至通信站的數字通信電纜加穿鋼管，特別是穿越其他電力電纜時，避免和其他電力電纜等同溝敷設并保持一定的交叉距離。

第3篇：通信電纜技術論文范文

隨著現代通信技術、計算機技術的迅速發展，人們對信息的需求也是越來越強烈。這就導致具有樓宇管理自動化(BA，Building Automation)、通信自動化(CA，Communication Automation)、辦公自動化(OA，Office Automation)等功能的智能建筑蓬勃興起。而布線系統正是智能建筑內部各系統之間、內部系統與外界進行信息交換的硬件基礎。樓宇綜合布線系統(PDS)是現代化大樓內部的“信息高速公路”，是信息高速公路在現代大樓內的延伸。它既能使語言、數據、圖像設備和交換設備與其他信息管理系統彼此相連，也能使這些設備與外部通信網絡相連。它包括建筑物外部網絡或電信線路的連接點與應用系統設備之間的所有線纜及相關的連接部件。所以布線系統是由光纜或同軸電纜和高質量布線材料及標準接插件組成的。

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）

四、布線系統工程檢驗項目及內容

第4篇：通信電纜技術論文范文

【論文摘要】：在許多基于單片機的應用系統中，系統需要實現遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。

在許多基于單片機的應用系統中，系統需要實現遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價、近距離、無線、低功耗、保密性強的通訊方案，主要應用于近距離的無線數據傳輸，也有用于近距離無線網絡接入。從早期的IRDA規范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），紅外線接口的速度不斷提高，使用紅外線接口和電腦通信的信息設備也越來越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進行通訊，由于它的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無線通訊的場合，進行"點對點"的直線數據傳輸，因此在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。

1.紅外通信的基本原理

紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發射管發射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調，還原為二進制數字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現信號調制的脈寬調制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現信號調制的脈時調制（PPM）兩種方法。

簡而言之，紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調器。

2.紅外通訊技術的特點

紅外通訊技術是目前在世界范圍內被廣泛使用的一種無線連接技術，被眾多的硬件和軟件平臺所支持：

⑴通過數據電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現無線的數據收發;

⑵主要是用來取代點對點的線纜連接；

⑶新的通訊標準兼容早期的通訊標準；

⑷小角度（30度錐角以內），短距離，點對點直線數據傳輸，保密性強；

⑸傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經。

3.紅外數據通訊技術的用途

紅外通訊技術常被應用在下列設備中：

⑴筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；

⑵打印機、鍵盤鼠標等計算機設備；

⑶電話機、移動電話、尋呼機；

⑷數碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；

⑸工業設備和醫療設備；

⑹網絡接入設備，如調制解調器。

4.紅外數據通訊技術的缺點

⑴通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷;

⑵目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（115.2kbit/s）;

⑶紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數據傳輸，功能單一，擴展性差。

5.紅外通信技術對計算機技術的沖擊

紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產品遭淘汰，包括歷史悠久的調制解調器。預計，執行紅外通信標準即可將所有的局域網(LAN)的數據率提高到10Mb/s。

紅外通信標準規定的發射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標準。目前，惠普移動計算分公司正在開發內置式端口，所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數字式的，故不需要調制解調器。

紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數字助理設備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數據以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。

6.紅外通信技術開辟數據通信的未來

目前，符合紅外通信標準要求的個人數字數據助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(PCS)和全球移動通信系統(GSM)網絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數字式的，所以在筆記本計算機中不需要調制解調器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數據卡。PCS數據卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統和筆記本計算機之間容易實現無線通信。由于PCS、數字電話系統和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現的，所以PCS數字電話系統可在任何一種PC機上使用，包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數據通信。而且，由于該系統不要求在計算機中使用調制解調器，所以過去不可能維持高性能PC卡調制解調器運行所需電壓的手持式計算機，現在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機)也可以采用紅外接口裝置。

預計在不久的將來，紅外技術將在通信領域得到普遍應用，數字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強，故國外軍事通信機構歷來重視這一技術的開發和應用。這一技術在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構、邊海防的端對端通信中將發揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機技術產生沖擊，對未來數據通信產生重大影響。

參考文獻

[1]蔣俊峰.基于單片機的紅外通訊設計[J].電子設計應用,2003,11.

[2]曾慶立.遠距離紅外通訊接口的硬件設計與使用[J].吉首大學學報(自然科學版),2001,4.

[3]鄧澤平.一種多用途電度表的紅外通訊問題[J].湖南電力,2003,4.

[4]朱磊,郭華北,朱建.單片機89C52在多功能電度表中的應用研究[J].山東科技大學學報(自然科學版),2003,2.

第5篇：通信電纜技術論文范文

關鍵詞：自然災害；通信安全；威脅；防護措施

一、自然災害對通信安全的威脅

通信網的覆蓋面廣大，使得當發生重大自然災害的時候，任何地區的通信網絡的全局或局部安全都會產生影響，如果影響較嚴重的話，可能會中斷營業，而且它們的通信質量也有可能會下降。主要通信運營企業都擁有一張物理網絡，它覆蓋面積大、通信設備眾多，自然災害可能會嚴重破壞對公共電信網上使用的交換、傳輸、通信電源、移動基站等主要電信設備。由于有些通信設備的價值貴重，通信網絡在遭受自然災害時會造成損失，甚至有時風險發生還會形成較大的損失。

08年初席卷我國南方19個省市半個多月的冰雪災害天氣，造成通信桿路共倒斷桿33萬根，通信線路共受損3.2萬公里，受影響用戶近3000萬戶。受災損害的通信線路多為處于野外的本地網架空通信線路。據報道，有些地區架空光纜上結冰后直徑粗達100一150mm。線路受損的內因是線路建筑強度及器材不符合標準，且疏于管理維護;外因是被鄰近的樹木斷枝及電力線倒桿等壓斷光纜，它占了這次通信線路受損的大多數。

二、提高信息與通信網防御自然災害的能力

偶然暴發的洪水、大火和地震三大災害，是人類至今遭受自然界最大、最多也是最嚴重的災難。暴發時，通信一度完全中斷，對救援工作造成了很大困難，部隊馬上派出了通信兵進行搶修，與地方通信公司一起搭建了應急通信鏈路，有效保障了營救實施。

（一）防洪水災害，保通信網安全。

我國的洪水災害大大小小連年不斷，但能對信息與通信網造成災害的只有較大洪水，也就是說，至少在較廣地區內或較大河流流域，能沖破防洪堤壩，沖毀鐵路、公路路基以及進入城鎮等洪水，才會對通信網造成危險，而這類洪水災害每年都有發生。現在通信手段很多，有線不通用無線，甚至可以使用衛星通信，但是一定要充分滿足通信節點站址所在地的地面海拔，應在百年一遇的洪水水位高度以上，如高度不能滿足要求，則應在機房結構上想法解決。無論機房或通信線路都應遠離水庫，或是定位于水庫上游，對于纜線、管道均不應通過容易塌方和沖刷的地方，更不應敷設在堤壩上。

（二）控制火種、防止蔓延，確保通信網安全。

人們常說：“水火無情”，“星火可以燎原”。火在目前還是人類不可或缺的，可是一旦失控，引起火災，就會無情地將一切化為灰燼。從信息與通信網本身來說，就是要切實做好所有接地系統，防止發生火花或電弧的可能，出局或主干光/電纜嚴禁架空穿插民用房屋。對局站技術性房屋，必須采取防火技術措施，首先是要考慮火勢蔓延的問題，就是說：一個專業機房失火，不要蔓延到其它專業機房；大機房中，一個專業區失火，不能擴大到其他區。為此，對機房建筑要采取防火措施（如防火墻，防火簾等），還必須配置必要的防火器材，這在建筑專項設計規范中都有專門的規定。

（三）避開震中、提高防震等級，確保通信網安全。

地震災害不斷侵擾著人們，僅上個世紀就有百余萬人喪了命，財產損失不計其數，它的活動規律性一直是人們極其關心的問題，但是問題沒有完全解決，不過人們對它也不是一籌莫展，已經初步掌握其活動規律。汶川發生的地震對全國人民來說，是一件極其痛心的事，也是一次觀測地震與抗震的大動員。大地震時，政府、機關、電信局以及商店民房全都變成瓦礫，對外一切聯系中斷。當時向外發出的第一個“救災”請求的，是汶川郊外地下干線電纜通信站。該站雖在汶川郊外，但離市區僅幾公里，由于是在地下就安然無恙，還可以肯定地下電纜也是完好的。

三、總結

因此，我們可以說，為了確保信息與通信網的安全，所建主要節點以上的局站，要遠離地震中心（包括理論的、調研的、曾經發生過大地震的），要提升建筑物防震的等級，一般局站也要執行防震等級。機房中的所有設備、系統都要防震加固。所有核心網的光纜，本地網的主干光纜，有一定容量的光、電纜都應走地下路由。在信息與通信網的建設中進一步強調抗震的力度，加強信息與通信網的安全性是至關重要的。

參考文獻

[1]李艷偉．自然災害管理一般理論與方法[D]:[碩士學位論文]．天津大學，2001.

[2]戴軍．如何加強災害信息管理[J]．中國災害，2007；(12):31.

[3]司來義，錢七虎.信息化戰爭中的防御與防護[M].北京:解放軍出版社，2004.

第6篇：通信電纜技術論文范文

【關鍵詞】 電力光纖 通信網絡 規劃設計

引言：隨著電力系統運行對通信技術的利用及依賴程度的不斷提高，整個電力系統的生產及運行對光纖通信網絡的運行要求持續增加。其不但要求光纖通信網絡具有足夠的通信能力，而且還要求其運行具有足夠的可靠性和安全性。

一、電力光纖通信網絡規劃設計原則和目標

為了保證電力光纖通信網絡的設計和規劃質量， 在設計過程中， 應該遵循一定的原則， 并制定相應的目標， 以此來推動電力光纖通信網絡設計規劃活動的有序實施。一般來說，電力光纖通信網絡規劃的基本目標在于使通信網絡能夠滿足電網的管理業務需求， 并且本著增進網絡的科學性和先進性的原則， 建設一個穩定、安全和可靠的網絡。在這個過程中，保證網絡的先進性是通信技術的發展的要求， 而保證網絡的安全性， 是通信網絡運行的基本條件， 所以二者缺一不可， 不得偏廢。另外，為了在系統的設計中， 實現更加經濟和高效的運行， 還應該適當的遵循網絡的經濟性原則， 實現設計方案的優化。

二、電力光纖通信網絡的規劃設計問題分析

電力光纖是一種比較先進的通信形式，目前已經慢慢的代替了以往的通信方式，促進了網絡的進一步發展，自20世紀80年代以來，光纖通信技術就一直在向前發展，現今已獲得了相對較突出的發展成果，同時已逐漸大規模的運用到現代通信的市場當中。可是在運用的實踐中大家發現，倘若不落實好合理的通訊網絡規劃及設計，便會造成光纖通訊網絡的作業質量的減低，嚴重的還形成安全隱患。

1、電力光纖通信網絡的拓撲結構設計問題。我們知道，電力光纖網絡的信息入口為拓撲，因此它設計的科學性將直接地影響到網絡的工作實效，所以，在對通信體系的網絡進行設計與規劃時，要先以拓撲結構的設計為著手點。針對現今中國的拓撲方式來說，主要是星型、鏈型和環形這3種方式，不一樣的拓撲方式在運用過程中的特性也不盡相同，因此相關機構在對拓撲結構進行設計的時候，應該全面考慮到它自身的一些特性。比如，星型的網絡拓撲，它的最大優勢是能夠完成更為簡便性的結構設置，同時在運轉的過程當中，有著相對高的安全性以及穩定性。此外，因為它存有數個對角節點，便讓它可以滿足于大量的網絡信息傳送需求。

2、電力光纖通信設備的選型問題。設備的選型是指在電力光纖的通信網絡設備運行的過程當中，要結合網絡的真實運用現在，選擇恰當的作業設備。而具體性的設備選取標準，要從組網特性、容量以及線路的兼容性等多個方面著手，這里需要注意的是并非容量以及兼容性愈大的設備便愈好，應該按照線路的作業需要以及通信的特性來選取最為適當的設備，要不然將會造成設備內存量的擱淺與廢置，致使資源浪費，同時還加大了維護與管理的費用。針對現在我國社會市場當中，通信設備而言，較為常見的有以下多個方面的運用問題。第一，現今我國的大部分通信網絡設備都是由通信網來實施設計的，即通訊網絡設備所受到的來自于區域網絡的約束相對較多，導致在是運用當中不能達到一個更為靈活、敏捷的運用；第二，不一樣廠家以及批次的商品缺乏了一個統一性的網絡配網標準，這樣一來，便無形中造成了的市場中的各類設備以及網絡間缺乏連貫性；第三，現今很多通信設備有著接十三種類小的情況，這便造成了在現實的運用過程當中，不能夠達到更大范圍內的運用；第四，不一樣生產廠家之間所生產的商品不具備兼容性，造成的直接性后果便是作業網絡存在著安全隱患。

3、電力光纖通信網絡專用電纜選擇問題。電纜的選用對于電力光纖通信網絡的作業質量來說，其的影響力也是極其之大的，就現今而言，我國的電力光纖電纜通信網絡當中所運用到的電纜基本是復合光纜（OPGW）、無金屬白撐式光纜（ADSS）以及纏纜式光纜（GWWOP）這3種，以上光纜在運用的過程當中同樣具有著不一樣的特性，要求相關的工作人員及設計人員結合通訊網絡的內在需要展開選擇。

4、自愈切換時間、切換方式問題。這里的自愈所指的就是電力光纖通信網絡在進行作業的過程當中，能夠在故障出現之后自動地恢復到健康的性能及作業狀態下，如此的自愈能力勢必能夠避免系統故障所引發的所有的安全問題，因此它切換的時間以及切換的方式便顯得十分的關鍵了，應該盡量地選擇那些切換時間比較短以及切換方式更靈活、敏捷的自愈網絡。

三、結語

隨著電力系統網絡對通信技術要求的不斷提高，在通信網絡架構的過程中要對通信技術進行實時更新，以達到提高電力系統網絡可靠性的目的。

第7篇：通信電纜技術論文范文

論文摘要：光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中，還可以應用在電力通信控制系統中，進行工業監測、控制，而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。本文探討了光纖通信技術的主要特征及應用。

1.光纖通信技術

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的串繞非常小；光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽；光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。

光纖通信在技術功能構成上主要分為：(1)信號的發射；(2)信號的合波；(3)信號的傳輸和放大；(4)信號的分離；(5)信號的接收。

2.光纖通信技術的特點

(1)頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量，特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低；若將來采用非石英系統極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離；對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數目的減少，系統成本和復雜性可大大降低。

(3)抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。由于能免除電磁脈沖效應，光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。

(4)無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因為光信號被完善地限制在光波導結構中，而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內光纖總數很多，相鄰信道也不會出現串音干擾，同時在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。

除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優點，其不僅可以應用在通信的主干線路中，還可以應用在電力通信控制系統中，進行工業監測、控制，而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。

3.光纖通信技術在有線電視網絡中的應用

20世紀90年代以來，我國光通信產業發展極其迅速，特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規模的擴大和系統復雜程度的增加，全網的管理和維護，設備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用SDH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數字傳輸系統。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環網傳輸系統，鏈路傳輸系統或者組成各種形式的復合網絡，可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節目的廣播，采用的寬帶傳輸系統可以將主站到地方站的所需數字，通道設置成廣播方式，同樣的電視節目在各地都可以下載，也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節目

有線電視網絡在全國各地已基本形成，在有線電視網絡現有的基礎上，比較容易地實現寬帶多媒體傳輸網絡，因此在目前的情況下，不應完全廢除現有的有線電視網，而用少量的投資來完善和改造它，滿足人們的目前需要。很多地區的CATV已經是光纖傳輸，到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現在建設的CATV大多是單向傳輸，上行信號不能在現有的有線電視網中傳送。可以通過電信網PSTN中語音通道或數據通道形成上行信號的傳送，也可以通過語音接入系統來完成。將電話接到各用戶，這樣各用戶間即可以打電話，也可以利用廣電自己的綜合信息網中的寬帶傳輸系統構成廣電網中自己的上行信號的傳送，組成了雙向應用的Internet網。

現在光通信網絡的容量雖然已經很大，但還有許多應用能力在閑置，今后隨著社會經濟的不斷發展，作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現有網絡能力，推動通信網絡的繼續發展。因此，光纖通信技術在應用需求的推動下，一定不斷會有新的發展。

參考文獻：

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息，2006，(4)

[2]何淑貞，王曉梅.光通信技術的新飛躍[J].網絡電信，2004，(2)

第8篇：通信電纜技術論文范文

論文關鍵詞：通信系統　電源設備　運行安全維護

論文摘要：通信電源系統是對通信局站各種通信設備及建筑負荷等提供用電的設備和系統的總稱。主要由備用發電系統、高壓供電系統、變壓器系統、不間斷電源系統、后備電源系統、直流系統、接地防雷系統以及動力環境監控系統等多個子系統組成。通信離不開電源，通信電源是通信的保障，所以保證通信電源系統的安全運行，對保證通信系統的暢通乃至通信的安全有著積極的意義。

1 加強通信設備的過電壓防護

以大規模集成電路為核心的通信設備隨著信息科學技術的發展而得到廣泛應用，比分立元器件設備體積小、運行速度快、功耗小、故障率低、便于維護管理是其顯著的優點。但它絕緣強度低，工作電壓低，承受過電壓能力弱，是屬于低電平、微電流系列的電子設備。當受到電網過電壓或雷電干擾時，電子通訊設備往往會受到較大的破壞。據有關研究顯示，過電壓對電子通信設備造成的故障損壞比重占到總事故的三至四成。因此加強通信設備的過電壓防護，降低設備故障率，已經成為通信維修工作的重中之重。

1.1 加強電源設備的雷電過電壓防護

電源是通信設備安全運行的基礎，一個良好的電源系統，為通信設備的安全運行提供了堅實的基礎。首先要消除由于雷電干擾引起的過電壓對通信電源的不良影響。信息產業部了專門的通信電源防雷標準，對各種通信站的電源防雷提出了具體要求，主要是兩條：一是電力電纜應有金屬屏蔽層，且必須埋地進出通信站。其次是在電源上逐級全面加裝電源防雷器，實現多等級防護。即在變壓器的低壓側加裝低壓防雷器，高壓端加裝高壓防雷器，在直流配電屏和交流配電屏分別加裝直、交流防雷器。防雷設計是保證通信電源系統可靠運行的不可缺少的環節，雷電對信息設備產生危害的根本原因在于雷電電磁脈沖，這種雷電電磁脈沖包括雷電流和雷電電磁場。產生過電壓的根源是雷電流，而雷電電磁場則是產生感應過電壓的根源。對于通信設備來說，雷電過電壓來源主要包括直擊雷/感應雷過電壓、雷電侵入波和反擊過電壓。在一般情況下，通信電源必須采取概率防護、系統防護和多級防護的防雷原則，通信電源系統應采用多級防雷體系。而采用防雷器件時還應該考慮到防雷器件對系統的影響，包括工工作電流、作電壓、工作頻率、諧波干擾、工作溫度、絕緣等級、泄漏電流、插入損耗、結構形式、遠程監控、操作與維護等，還有安規的影響等。

1.2 通信線路防止過電壓

各種通信設備的入口和出口，必須通過通信電纜才能與用戶發生聯系，而設置保安配線柜(架) 則就是為方便安全配線。有的公司只用一個分線箱就進行出線、入線的匯接而沒有安裝保安配線柜(架)，這種做法極易造成通信設備的損壞。通信的特點是可靠性高、容量小，通信電纜沿電力桿路架設強電、故受強電磁場干擾的概率大。特別是在住宅區，電話線沿電力桿路與照明線同桿架設和通信音頻電纜，交叉處的絕緣層發生損壞，導致強電侵入。吊掛通信電纜的鋼絞線，由于城區地形不一、一些照明線、燈箱線交錯，容易引起強電侵入或干擾。雷電干擾或是一些線路故障、產生電流突變時，會產生瞬變強電磁場，從而造成對通信線路的強電磁感應過電壓。有時會產生程控電話交換機大面積燒壞、停運的故障，因此，通信電纜進入機房務必得接入保安配線柜。保安配線柜應裝有抑制電纜線對縱向對過電壓、過電流的限幅裝置。 壓敏電阻或固體(氣體)放電管與正溫度系數熱敏電阻，組成抑制過電壓能力強，響應速度快，通流量大的保安單元。當一些通信線路與電力線接觸時或遭受到雷電干擾，固體(氣體)放電管放電(或壓敏電阻限幅)將高壓入地，使危險電壓下降到安全范圍。如線路遭受幅值在350mA以上電流時，正溫度系數熱敏電阻的阻值會迅速增加，使線路呈現斷開狀態，回路電流幅度減小，從而保護了室內通信設備。當過過電流、電壓消除后，保安單元就會自動恢復正常。所以，保安配線柜的使用對于防止通信線路干擾過電壓，降低設備故障率是非常必要的。 　1.3 防止靜電引起的過電壓

靜電是是一種處于靜止狀態的電荷。與流電相比，靜電電量雖然很小但電位很高，靜電能量累積到一定程度就可能干擾通信設備中內部電子元件工作甚至放電損傷通信設備。靜電引起的通信設備過電壓，主要通過靜電對設備內部半導體器件或集成電路放電，這類似于直擊。其次是靜電的高電位引起設備信號地（直流地）電位較大變動，這類似于反擊；靜電的放電電流瞬時流經設備機殼，也可能使設備內部電子器件或集成電路等產生感應噪聲，這類似于感應過電壓；靜電也能以過電壓波形式通過信號線、電源線進入設備內部，這類似于過電壓波入侵；靜電放電時的接觸部分產生的電磁波能對設備信號線產生輻射噪聲，這類似于電磁脈沖過電壓等等。靜電過電壓引起的設備故障往往是隨機故障，重復性不強，一般不容易被維護人員覺察，因此更應該引起重視。所以在通信機房必須安裝加濕器、空調、濕度計、掛設溫；用濕抹布擦地，增加濕度，用濕棉抹布，降低靜電產生的條件。在檢修通信設備時，先帶防靜電手環，或者用手先摸機殼放電后，再進行設備檢修，這些均能夠有效地降低因靜電引起的通信設備故障。

1.4 通信設備的接地

通信設備的接地，一般分為兩類：工作接地和保護接地，工作接地是將電氣設備外殼與大地直接連接，當發生漏電時，通過外殼傳入地下，減小通過人體電流防止發生觸電傷亡事故；保護接地是將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分，以大地作金屬性連接，以保證人身安全。如結構架、金屬外殼等。通信設備的接地，有屏蔽、均壓、分流等作用。接地為各種干擾過電壓、過電流的泄放，提供一個出口，是各種過電壓、過電流保護的基石，因此是要引起足夠的重視。相關規程規定：通信局(站)的接地方式，應按聯合接地的原理設計，即單點接地方式。其優點是易獲得較小的接地電阻、可以避免因接地之間產生的電位差產生干擾影響、起到相應的屏蔽作用等。在實際工作中，人們一般比較重視接地而不容易注意接地線的布放，從而造成地線上的電流不均衡、引起電路干擾、設備運行不正常、甚至造成設備損害。在通信機房內，防雷地線、工作地線、保護地線、配電盤(低壓)的均應單獨布放，并要在地線排上匯接，然后經過接地線到單點接地體入地。 要保證電力通信設備的安全運行，就必須要認真分析通信設備的運行狀況，找出并克服危及運行的弱點。由事后性被動檢修，轉變成預防性主動維護，提高通信設備運行效率，保障電力通信網的暢通，確保電網安全、穩定、經濟的運行。

2 建立健全新的維護機制和制度

要對大規模的通信網提供安全可靠的供電并保證通信不間斷，同時在人員較少的清況下還要對種類繁雜、數量眾多、分布廣泛的電源設備進行日常維護和故障搶修，因此建立一套科學完善的通信電源維護機制和制度，實現維護工作效率最大化、科學化，使管理水平日益增高，以適應行業的更快速發展，就變得勢在必行，這也是通信電源專業追求的目標。當前要結合以集中維護、集中管理、集中監控為特征的本地網一體化維護管理體制，利用動力和環境監控系統的平臺來進行維護體制改革。不同地方可以按照自身不同的特征來設計屬于自己的維護機制。在制度方面要完善的集中維護、集中管理、集中監控的維護制度，實行故障的集中報障和閉環處理的政策。把維護管理的重點放在維護規范的執行和落實方面。在基礎管理工作上，務必倡導主動維護、預防性維護，以消除故障苗頭為目標；在故障發現和搶修方面，要利用各種監控手段，及早發現故障，然后集中技術力量，以最快的速度處理，做到及早、及時以減少故障造成的損失。

參考文獻

第9篇：通信電纜技術論文范文

【關鍵詞】煤礦；井下透地通信；現狀；應用

一、前言

我國是世界上最大的煤礦生產國，年產量達12億噸，占世界煤炭總產量的27%，同時我國也是煤炭消耗大國，煤炭工業在我國經濟建設中占有十分重要的地位。然而近年來國內持續不斷的礦難發生，給國家和人民帶來沉重的災難。此時礦場通信在任何時候任何地點都能進行可靠運行的重要性就凸顯出來，但由于煤礦井生產具有生產工序復雜，作業地點分散，人員流動性大，工作環境惡劣，事故隱患大等特點，所以要求煤礦井通信必須保證在事故發生時準確、及時、高效地進行通信聯絡，以便于井下緊急報警、人員撤離、搜尋救護目標等。

由于煤礦井的地層主要是由沉積巖構成的多層狀結構組成，各層分別屬于不同的層系，通常每一層系都有若干的礦物層和圍巖。所以，在發射天線的電磁場所覆蓋的通信區域內，可能會包含一些屬于不同地質年代的巖層。此外，地質構造運動的時有發生，各巖層的埋藏角差別很大，巖層的形狀有緩傾斜和急傾斜，其埋藏角不是一成不變的。同一巖層，在某些區域可能是緩傾斜，而在另一些區域可能是傾斜或急傾斜。最常見的是緩傾斜巖層和傾斜巖層。同時，各礦物層的層間距也有很大的差別，由相隔巖層的厚度決定，在各自的伸展方向上有可能加厚或變薄，甚至出現尖滅，分叉和斷層。總之，無線電信號在煤礦井巖層中的傳輸條件極其復雜，這也是穿透巖層無線通信問題難以解決的種種問題之一。

二、我國煤礦井下透地通信的現狀

對于地下無線通信的研究，早在上個世紀三十年代就已經開始了，當時國外某些國家出于軍事目的希望采用地下無線通信的方式來解決地下核試驗場到控制所之間的數據傳輸、地下指揮所到地下發射井之間的通信聯絡，但其發展相當緩慢。上世紀50年代末，國內外才出現了一些有關地下通信的論文及研究報告。英、法、美、日、加拿大等國通過研發推出了各種類型的井下無線通信系統。

90年代中期，加拿大的愛儀公司和澳大利亞的礦通公司先后推出具有高速信息公路功能的井下漏泄通信系統。這些系統采用的頻率在145～180MHz范圍，該系統可提供32個話音和數據傳輸信道，以及16個圖像視頻單向傳輸頻道，并能傳輸人員和設備跟蹤信息，具有尋呼遙控和緊急預告功能。

我國的地下煤礦井通信是從改革開放以來才逐步發展起來的，主要向三個方向發展：全煤礦井調度通信、全煤礦井局部通信和全煤礦井無線通信。

1.全煤礦井調度通信

全煤礦井調度通信屬于有線通信范疇，是煤礦井通信的主體，主要進行生產調度、指揮等工作。其經歷了人工磁石式電話、共用式礦用人工電話、縱橫制礦用自動電話、空分制程控調度機等發展歷程。近年來出現了數字程控調度機，該機可以進行清晰的語音通信，還可以實現數據、圖像的交換通信功能。只是目前價格相對于空分制程控調度機比較昂貴，不太適宜工業場合的大范圍投入。

2.全煤礦井局部通信

全煤礦井局部通信也屬于有線通信，它采用電話線進行通信，在一條電纜上連接多臺電話，實現各分機之間的通信聯絡。該系統的架設比較容易，價格也比較低，可以廣泛應用于生產環節。

3.全煤礦井無線通信

隨著地面通信的飛速發展全煤礦井無線通信也在不斷的發展，各個時期的井下無線通信技術為煤礦井下的安全生產和現代化管理做出了不同貢獻。我國井下無線通信主要方式有動力線載波通信、感應通信、漏泄通信、小區蜂窩移動通信、礦用小靈通無線通信系統、基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距離無線網絡與通信及超低頻透地無線通信等。

（1）動力線載波通信是應用在煤礦井架線機車上，借助動力電纜或機車架線作為信道，將語音信號調制成幾十千赫茲的載波信號在信道上傳輸。由于煤礦井載波通信采用的信道分支多，線路上設備啟動頻繁，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。目前的載波通信系統在傳輸距離、通話清晰度、抗干擾性能和感應通信及漏泄通信技術相比有較大的差距。

（2）感應通信是通過架設專用的感應線或利用巷道內已有的導體如電纜，管道等進行通信。感應通信系統組成簡單、價格低廉，感應線鋪設簡便、無需中繼器等優點，使得該無線通信方式受到煤礦井的普遍采用。此外，它還能實現低發射功率遠傳輸距離，能同時向多方向傳輸信號。但是通信采用的信號頻率在兆赫茲以下，容易受到井內其他電磁噪聲的干擾，這樣使得感應通信的語音通話質量不理想。

（3）漏泄通信是通過在煤礦井中架設一條特制的同軸電纜，每隔一段距離在電纜上開一個槽孔，利用泄漏出的電磁場實現移動臺與移動臺之間，以及移動臺與固定臺之間的遠距離通信。該通信采用超高頻進行無線通信，信道穩定、電磁干擾小，但是系統的可靠性較差，抗故障能力差，只要某段中繼器與電纜之間發生故障，該中繼器后面的部分就會癱瘓，并且隨著中繼器的增加，噪聲也會逐級放大，以至于影響正常通信。除此之外，系統的維護和管理的成本也比較大，漏泄電纜的架設要求也比較高。

（4）小區蜂窩移動通信是一種建立在第二代GSM公共無線移動通信技術之上，將其大區域通信機制改為小區通信制的全雙工移動通信系統，本質上講，就是將地面蜂窩移動通信技術移植到煤煤礦井下應用，并用微小區概念來將井下巷道進行劃分，然后根據無線電波衰耗大小將全煤礦井服務范圍化為若干個較小服務范圍。然而，該系統在規劃井下部署和工作頻率時十分繁瑣，而且只支持語音，不支持圖像等視頻傳輸，也不能進行自行組網。

（5）礦用小靈通無線通信是按照煤礦安全相關標準，將城市中推行的公眾通信系統進行技術處理和移植，并延伸到煤礦井中使用，從而構建起井下無線通信網絡服務平臺。該服務平臺可實現高速數據業務、人員定位信息傳送等，可同時為煤煤礦井上、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信及生產調度系統。

（6）基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距離無線網絡與通信技術是以短距離的無線通信網絡技術為核心，以煤礦井工業以太網為整個系統的主干傳輸平臺，形成有線主干與無線終端相結合的通信方式。該通信系統具有低成本、低功耗、高擴展性、覆蓋靈活、易配置和部署等優點，迅速在煤礦井無線通信、人員和設備無線定位和跟蹤管理以及瓦斯無線監測系統中得到廣泛的應用。

（7）超低頻透地無線通信是一種電磁波穿透大地層的進行信息傳輸的無線通信方式，主要用于地面和井下應急救援人員通信。該系統能在充滿噪音、灰塵、照明度、電源供應等特定環境下進行工作，缺點是系統屬于單向通信、信道容量小，且無線通信速率低，傳輸帶寬比較窄，易受低頻電磁干擾。透地通信系統在地面所需的發射天線長達數千米，且其價格還比較昂貴，所以，只適合在大型煤礦中采用。

三、煤礦井下透地通信的應用研究

煤礦井透地無線通信系統是一種專用于煤礦井通信的無線通信系統。它主要用于礦場上指揮日常的生產管理和生產調度，并能在緊急情況下（如發生煤礦井坑道坍塌、透水、爆炸等突發事故時）仍然可以有效地進行地面與井下通信聯絡，這樣就可以為開展高效的施救行動帶來方便。

煤礦井透地無線通信采用極低頻（ELF，300～3000Hz）及甚低頻（VLF，3～30KHz）信號，因為這些頻段的電波能夠在巖層、沙壤、水等地層介質內傳播，且波長比較長其對地層穿透能力強，單位距離的衰減小，這在軍事上早有應用。本文提出的煤礦井透地無線通信系統就是基于極/甚低頻信號對地層具有較強的穿透能力這個機理來進行研究的。其通信系統組成如圖2.1，由地面通信部分、巖層信道及井下終端接收機構成。地面通信部分包括地面天線、地面電臺、監控室計算機等。監控室計算機用來向地面電臺發送數據，地面電臺對數據進行處理后控制地面天線的數據發送。該通信系統有三種工作模式：廣播、尋呼、緊急求救等。

當系統工作在廣播及尋呼模式下時，地面天線作為發射天線；地面電臺將監控室傳送來的廣播或尋呼數據，經過編碼、調制、功率放大等過程，產生低頻大功率激勵（預計可能需要數千瓦），施加于地面天線，激勵出低頻交變電磁場。低頻電磁場在穿越地層的過程中損耗較小，可以穿透100m～3km的地層，到達礦工所在的坑道。礦工隨身攜帶的終端機內藏有磁棒天線，耦合磁力線，變為電信號，再由選頻、放大、解調、解碼、糾錯、顯示等過程，完成數據接收過程。每臺終端機都具有唯一的編號，在尋呼模式下，只有編碼與尋呼編號一致的那一臺終端機響應并顯示尋呼內容；廣播模式下每一臺終端機都響應；還可根據班組編號實現群組廣播功能。

當發生緊急事故時，任何一臺終端機都可以緊急呼救，按壓呼救按鈕后，終端機發射求救信號，地面天線作為接收天線。終端機所發出的低頻信號穿透地層后被地面臺接收，經放大、選頻、解碼后，獲得求救人員信息。雖然終端機本身發射功率較小，但地面大面積的天線能夠提供較高的靈敏度。由于長波通信信道窄，要考慮信道復用問題，當多個終端機同時需要發送求救信號時，初步考慮采用載波監聽隨機競爭信道的方式互相錯讓發送時隙。

四、小結

我國煤礦井下透地通信的研究還處于不斷趨于成熟階段，經歷了有線到無線的過程，而透地通信在煤礦領域中有廣泛應用，對于促進人身安全和煤礦事業的發展具有重要的作用，將來在這一領域中必將會有更多更新的知識產生。

參考文獻

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