通信电缆技术论文精品(七篇)
时间：2022-03-21 14:58:10
序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇通信电缆技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。
篇(1)
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。
篇(2)
关键词：海洋石油；电气安全；现状与未来；
中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-06-00-02
一、海洋石油电气技术的发展概况
（一）石油电气技术的形成与发展。海洋石油工程电气技术的发展是与船舶电气技术密不可分。上个世界初，商船就已经开始应用直流电驱动技术照明了，近半个世纪，商船大都采用十六系统供电。随着电网负载不断增长，为了满足驱动力的需求，电压必须相高压方向发展。到了上个世纪五十年代，随着发电机技术的迅猛发展，各国船舶陆续转向交流系统的使用，并且取得了良好的效果。随着海洋运输业向大型化、高速化和自动化方向发展，其电气化水平不断提高，从六十年代起，自动化技术显著提高，这样严重影响着海洋石油电气工程的发展，使得海洋石油电气工程逐渐向智能化、数字化和网络化方向发展。
（二）海洋石油电气国内外概况。海洋石油的开发分为以下几个步骤：海洋地球物理勘探，海洋地址取芯勘探，油田开发方案设计，打生产油井，石油采集与运输。能够利用到海上钻井平台的步骤是海洋地质取芯和打生产井，平台上装通讯、导航、钻井和安全救援等海上油气勘探开所必须的设备。世界第一座海洋石油钻井平台是1949年建造的。1968年德国与意大利共同建造的半潜式钻井平台就安装有交流-直流电动钻机，在海洋石油技术中处于领先地位，借助船舶自动化技术，石油工程电气技术得到了迅猛发展。我国的石油电气技术发展也很快，所有平台都采用交流-直流电动钻机，海洋开发平台已经采用遥控、遥测、遥讯等集成技术。申述半潜式平台的投入大大提高了我国海洋石油电气化技术水平，是我国逐渐跻身于世界深水领域的先进水平。
二、海洋平台电气施工
海洋平台电气工程操作的第一步是电气施工部分，也是最基础最重要的一部。海洋石油电气的安全可靠性和运行维修方面的问题主要有施工质量的好坏来决定。在电气施工中，电缆通道的选择、电气设备的预设位置和电缆的敷设这三方面必须予以高度重视，才可以避免失误的产生，以便更好的完成海洋电气平台的施工。
（一）电缆通道的选取。要想确定电缆通道，首先要明确主干电缆的走向，必须远离油管线及热源，比如水蒸气管线、发电机排烟管、电阻器及燃油管线等。电缆也要避免与热管线交叉，或者采取一定的防护措施，保持一定的安全距离。要考虑电缆桥架的分层布置：电力、通信电缆要分层开来敷设，高压电力电缆与低压电力电缆分层开来敷设等等。还有机电需要注意：高压电缆远离起居室；不相关的电力电缆避开通信室；主电源电缆与应急电源电缆的走向不同，要分开敷设；根据不同情况，电缆束外壁-电缆筒或者电缆框的选择也不同，有防水防爆要求时选用电缆筒，其他情况选用电缆框保护即可。
（二）电气设备预设位置的布置。电气设备由室内与室外两部分组成，室内部分由配电室和主控室设备组成，也是电气设备布置时设计的重点部分。为了满足施工标准，又方便操作和维修，一定要合理布置配电盘柜及配电箱。不能有油管、水管及蒸汽管等可能泄露的管线或者容器存在配电室和主控室周围。此外，也要重点考虑室外危险区内电气设备的布置，不允许布置电气设备也不允许敷设电缆，如果必须要安装，那么所选用的电气设备的防爆等级必须在所在危险区的防爆要求范围之内。
（三）电缆敷设注意事项。敷设电缆时，安装电缆桥架，割焊电缆筒和电缆框，必须要符合电缆的走向。安装电缆桥架时，要求规格、型号要符合施工图纸规范。在割焊电缆筒和电缆框时，不能损伤构造，位置和型号也要合适，为了防水、防爆，不可用电缆框替代电缆筒。在操作舱室顶壁的作业时，特别是电焊、气割舱室顶壁的工作时，如焊接桥架、导线板、电缆筒和电缆框等，必须保护好配电盘、集控台、变压器等已完成安装的设备。要想进行电缆的敷设、电力电缆、主电源电缆、高压电缆与低压电缆的分层敷设，必须保证主电缆通道上所有需要动用电焊、气割的工作都基本完成，且小设备也基本安装完毕。还要区分电力电缆和仪表通信电缆两者接地要求的不同。
三、海洋石油电气系统发展现状
海洋石油电气配电自动化系统是指应用自动化技术，使电网企业能够控制远方，及时观察、协调和控制配电设备系统。配电自动化在我国的发展经过了三个阶段：一、通过开关设备与断路器保护相配合，依靠开关来去除故障。二、通信和和控制系统，是电网自动化发展飞跃的基础，不仅实现了对配电网的远程遥控，还可以通过通讯网络实时呈现配电网的状态参数。三、实现了全网的多功能监控，是真正意义上的配电自动化，集设备管理、地理信息系统、馈线自动化、用户管理、配电运行管理、故障分析等功能于一身。与陆地配电自动化相比，海洋石油电气系统面临更多的技术难题，而且配电自动化技术起步较晚。首先，要想解决跨海供电的问题，为了实现电气联系需要敷设海底电缆，海底电缆分支多，线路较短，配电网在继电保护的上下级配合和故障诊断等方面都有相当的难度。其次，海上空间狭小，海洋石油生产系统的电气设备众多，类型庞杂，各个电气设备之间距离较短，给配电网的管理和参数采集带来了极大的工作量。此外，大部分海洋石油钻井平台都长期工作于海上，依靠系统主电源来支持石油生产，如何有效解决配电自动化的通讯问题，建立安全、稳定的参数采集和通讯网络，也具有一定的难度。所以很多问题给海洋石油电气工程的相关工作带来很大阻碍，急需进行深刻的技术革命，来使海洋石油电气工程相对简单化和高效化。
四、海洋石油电气系统前景展望
伴随着我国智能电网建设的进程的不断深入，电力系统发生了一场深刻的技术革命，智能变电站不断兴建，计算机信息技术、光技术、智能技术融进了电网，对电网各个环节都带来了翻天覆地的变化，电网正在朝着智能、绿色的方向不断发展。对海洋石油电气系统来说，随着光纤通信技术、智能控制技术、遥感和遥测技术、电力系统进行着自动化的变革，更多的新材料和新技术将应用于海洋石油电气系统，用来解决目前面临的跨海供电问题，针对电气设备众多和通讯设备不稳定性等问题也起到很好的改善和提高作用，海洋石油电气系统将更加安全、绿色，配电网的自动化和智能化程度将不断提高。由于海洋石油开采平台电气设备工作的环境恶劣，配电安全就显得十分重要。在越来越倡导数字动画设计有更高要求的当今社会而言，计算机信息技术、光技术、智能技术得到更广泛的关注和投入，结合本文海上石油平台的电气安全问题进行了探讨，研究了海洋石油电气的发展现状以及未来发展的分析，对我国海洋石油电气平台的建设有着高瞻远瞩的意义。
参考文献：
[1]陈亮，冷鸿震，王树达，安晓龙 . 浅谈海洋石油平台防爆电气设计 [J]. 科技信息， 2011（09）
[2]张龙 海洋石油平台电气安全问题探讨[期刊论文]-中国石油和化工标准与质量 2013（24）
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关键词 光纤通信 优势 传输 发展趋势
中图分类号：TP929.11 文献标识码：A
1当前光纤通信的优越性
1.1频带非常宽，传输容量非常大
目前，在光纤通信系统中，光纤的传输带宽比电缆大很多，单模光纤就具有几十GHz・km的带宽距离积。采用多种复用技术能提升线路传输容量；最简单的是采用空分复用，光纤外径只有几十 m，一根光缆就可以容纳几百根光纤，传输容量成百倍增长；对于单根光纤，可以采用光复用技术，正在研究开发的光复用技术有波分复用（WDM）、光码分复用（OCDM）和光时分复用（OTDM），而主要采用的是波分复用（WDM），目前人们采用的密集波分复用（DWDM）能增加可使用波长数量，同时利用光纤损耗谱平坦，扩大可利用的波长转换技术和窗口技术，实现波长再利用等使单根光纤由单波长传输的传输速率几Gbps，达到多波长传输几十Tbit/s；另一方面，减小光源谱线宽度和采用外调制方式，同样能极大提升传输容量。
1.2抗电磁干扰性能强，泄露小，保密性好，无串话
由于光纤是非金属的光导纤维（目前主要采用石英（SiO2）），光纤通信线路不会受普通的高、低频电磁场的干扰和闪电雷击等的损坏，抗电磁干扰性能好。光纤的设计独特无比，在光纤中传输的光被严格局限于光纤的纤芯与包层邻近进行传输，泄露极其微弱；即使在弯曲半径十分小的地方，光泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光缆之外的光信号基本上没有，如果没有专用的特殊工具，光纤无法分接；以及长途光缆等通常埋在地下。由此可知：光纤通信保密性能极好，也不会产生电缆通信中常见的串话现象。这对现代政治、军事和经济均有重要意义。
1.3光纤重量轻、纤芯细，铺设简单，资源丰富
光纤一般直径只有几微米至几十微米之间，相同容量话路光缆，要比电缆轻90%～95%（光缆的质量仅为电缆的1/10～1/20），直径小于电缆的1/5；光纤柔软性十足，铺设简单；这顺利解决通信传输系统占用较大的空间致地下管道拥挤等难题，同时极大的节省了通信地下管道的投资成本；光纤通信应用于航天领域，能够有效减轻卫星、飞船与飞机等的重量，提升通信质量的同时降低制造成本。制造光纤的原料石英（SiO2），更是资源丰富且价格便宜，因此光纤通信的发展及全面普及具有巨大前景。
2光纤通信发展现状及趋势
2.1超高速、超大容量、超长距离系统发展
光纤通信经过数十年的发展，目前商用系统传输速率已能达到10Gbps以上；随着传输需求不断提升，超高速、超大容量、超长距离的光纤通信系统发展成为必然。单一的采用光时分复用（OTDM）或波分复用（WDM）对信道传输速率的提升是有限的；因此，可以采用将多个光时分复用（OTDM）信号集中进行波分复用（WDM）的办法来实现信道传输能力最大化。
2.2新型光纤不断发展
在传统的G.652光纤已无法满足超高速长距离传输网络发展需求的状况下，新型光纤的开发成为下一代网络基础设施工作的重要部分。光纤通信传输速率的提高主要通过：（1）提高传输速率；（2）增加传输的光波数量。因此，开发尽可能宽的可用波段的全波光纤成为关键。目前全国光纤通信运用在C（1530～1565nm）与L（1565～1625nm）波段，而全波光纤能将波长扩展至1260～1675nm；若按波长间隔为50HZ（0.4nm）开通DWDM系统，以目前单信道传输速率80 Gbps计算，单纤通信容量高达1000X80 Gbps以上。其它诸如非零色散光纤，空心光纤等新型光纤也陆续出现。
2.3光纤孤子通信发展
光纤孤子通信是一种全光非线性通信方案，主要利用光纤折射率的非线性效应对光脉冲压缩，使其与群速色散激发的光脉冲展宽平衡，光孤子能在光纤的反常色散区与脉冲光功率密度足够大前提下进行长距离不变形传输。这种传输方式在大幅度提升传输距离的同时保证了传输质量。理论上，光孤子通信容量没有限制，可高达1000Gbps；近些年随着色散补偿和色散管理的实施及相关技术的深入研究，光孤子运行速率已能从10～20 Gbps提高至100 Gbps；并采用再生、重新定时等降低自发发射，使传输距离高达100000km以上。
3结语
自从1966年英籍华人高锟博士提出光纤作为传输介质的概念，1970年美国康宁公司根据高锟论文的设想，使用改进型化学汽相沉淀法，制造出世界上第一根超低损耗光纤，其在1 m附件波长区将光纤损耗降低到20dB/km。由于光波通信技术的巨大发展，现在世界通信传输业务的90%需经过光纤传输，并且目前业务量还在不断快速增长；随着光纤通信技术的不断发展，光纤通信应用的范围将越来越广。
参考文献
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【关键词】光纤入户;方案设计;EPON技术
一、工程设计背景
目前，中国已建成世界上最大的、先进可靠的电力专用光纤通信网络，但总体上又呈现“骨干网强、接入网弱”、“高端强，低端弱”的态势，电网“最后一公里”的380V及220V用户接入网光纤化率极低，目前光纤接入占比仅0.14%。通过对电力光纤入户技术方案和经济性的分析，可以看出：电力光纤入户技术可行，实施容易，只要投入较少的费用把现有的技术进行适当整合和提升，就可以实现光纤到户和理想的宽带接入。同时，电力光纤到户与我国信息产业发展的各项政策、战略步伐，与世界信息产业技术的发展方向是完全同步和融合的。电力光纤入户还能够充分利用电力公司综合实力和成本优势，节约新建建筑小区光纤入户成本，实现能源流、信息流的高度集成和综合应用，抢占广电、电信运营商通道市场，收取租赁费，延伸服务范围，开拓新的业务领域和利润增长点。
二、关键应用技术
1.EPON技术
EPON（以太网无源光网络）是基于以太网的无源光网络，遵循载波侦听、多路访问的规则，通过单纤双向传输，资源利用率高。光纤到户采用PFTTH的接入方式和EPON体系结构组网，EPON系统主要由OLT和ONU设备组成，OLT布置在电力小区局端机房，ONU布置在用户端。
2.光/电分配技术
常规的低压分支柜只能对电缆进行分支，不能对其中的光缆进行分支。2011年由河北省电力公司研制的光电分配柜将原来单一的低压电缆分支柜和光缆分支箱结合为一体，将OPLC低压电缆在光电分配柜中进行分支，实现了电与电、光与光的集中分配，然后再经OPLC低压电缆输出，光电分配柜具有外形美观、结构紧凑、占用空间小、便于施工、节约电缆资源、光电集中管理与维护等特点。
3.OPLC技术
OPLC是一种将光单元复合在低压电力电缆内，具有电力传输和光通信传输组合的电缆，其适用于额定电压0.6/1kV及以下电压等级。
三、设计方案
（一）总体方案
本论文将对保定地区试点项目国宅花园小区开展方案设计，该小区是保定中国电谷智能电网综合建设工程的子项目“配电自动化”及“智能电网光纤到户的试点小区。
1.小区情况调查
（1）小区建筑情况
小区共12栋高层，均为板楼;电表分布为每层集中;总户数2009户。
（2）电力设施配套情况
高压外线：由两路10kV电缆及光纤引入。
配电室（开关站）：小区共设3个配电室，由10kV电缆引入总开闭所。
配电室至各楼：由各配电室出低压OPLC复合缆至各楼配电间，低压电缆采用三相四线制，敷设方式为‘井-管’式，电缆桥架敷设。
楼内分配电室：每栋居民楼地下一层设两个配电室：居民照明配电室和动力配电室。居民照明配电室内每楼每单元设1面分线配电柜，3#楼商业设一面分线柜;每楼动力配电室内设2面分线配电柜。
楼内分配电室至各户及用电点：楼内分配电室至居民各户采用三相预分支电缆。动力电表安装于楼内动力配电柜，电表以下电缆由用户自理。
（3）用户三网融合带宽需求
下行业务所需带宽（Mbps）：IPTV（10-12）、视频通信（2）、上网业务（4）、VoIP（200Kbps），总计接入带宽17-19Mbps。
上行业务所需带宽（Mbps）：语音、视频通信（2）、上网业务（1），总计接入带宽2M-4Mbps。
2.建设方案
依据板楼典型设计方案，制定电力光纤到户组网方案如下：
1#-12#楼光缆分配点设置在每栋楼负一层的楼宇配电间，并配置1个光缆交接箱，共计32个光缆交接箱。
（1）1#楼用户接入点
1#楼1单元32层，每层用户数为4户，共计128户。根据用户接入点规划原则：设置6个用户接入点。2单元同1单元。
（2）2#楼用户接入点
2#楼建筑结构与1#相同，接入点设置同1#楼。
（3）3#用户接入点
3#楼有2个单元，33层，每层用户数为4户，共计264户。按一个单元进行设计，其他单元参照执行。根据用户接入点规划原则：设置6个用户接入点。
（4）4#楼用户接入点
4#楼有2个单元，一单元28层，每层用户数为4户，共计112户;二单元26层，每层用户数为4户，共计102户。一单元用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。二单元用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。
（5）5#楼、9#楼用户接入点
5#楼有2个单元，28层。每层3户，合计168户。9#楼有1个单元，28层。每层3户，合计84户，按一个单元进行设计，其余单元参照执行，根据用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。
（6）6#楼用户接入点
6#楼共计2个单元，25层，每层用户数为3户，共计148户。按一个单元进行设计，其他单元参照执行。根据用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。
（7）7#楼用户接入点
7#楼共计1个单元，30层，每层用户数为2户，共计56户。根据用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。
（8）8#楼用户接入点
8#楼共计2个单元，17层，每层用户数为2户，共计68户。按一个单元进行设计，其他单元参照执行。根据用户接入点规划原则：设置3个用户接入点。
（9）10#楼和11#楼用户接入点
10#楼有2个的单元，一单元与二单元建筑结构相同，30层，每层用户数为3户，共计180户。11#楼有1个的单元，30层，每层用户数为3户，共计90户。按一个单元进行设计，其他单元参照执行。一单元用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。
（10）12#楼用户接入点
12#楼有3个的单元，一单元25层，每层用户数为3户，二单元和三单元25层，每层用户数为3户，共计231户。一单元用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。二单元和三单元用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。
（11）幼儿园用户接入点
设置1个用户接入点。
（二）设备材料选型
1.线缆配置
（1）馈线光缆（主、分配电室到楼宇配电间或楼宇单元配电间）
采用三相复合低压电缆（OPLC）。按最大容量考虑，每单元用于承载用电信息采集纤芯数为6芯，承载三网融合业务纤芯数为6芯，考虑40%的冗余，为11.2芯，参考OPLC纤芯规格，可配置24芯OPLC。
（2）配线光缆（楼宇配电间或楼宇单元配电间到用户接入点）
采用管道光缆。按最大容量考虑，用于承载用电信息采集纤芯数为6芯，承载三网融合业务纤芯数为6芯，考虑40%的冗余，为5.6芯，参考管道光缆纤芯规格，可配置24芯管道光缆，共计118根。
（3）入户光缆（用户接入点到ONU终端）
共2100根2芯皮线光缆。
2.OLT配置
根据用电信息采集和三网融合业务PON口需求数量，考虑实际OLT技术指标，配置2台96口的OLT设备。
3.ONU终端
用电信息采集ONU配置：1-12#楼每个接入点设计用户不超过24户，故每个用户接入点配置1台ONU，ONU配置RS-485接口，使用485线串接各楼层的电能表。共需118台。1#、2#、3#配电室的公有负荷部分电能表分别按32（最大）考虑，需要配置3个ONU，1#、2#、3#配电室各一个，分别使用485线接入各自配电室公有部分计量点的电能表。三网融合ONU配置：1#-12#楼共计2009户，需要配置2009台ONU，按30%用户配置，需要配置602台ONU，放置在用户户内。
4.光分路器
用电信息采集光分路器配置：根据工程情况，配置3个1：32光分路器（一级分光）。三网融合光分路器应依据用户接入点的配置和容量进行配置：1-12#楼每个接入点设计用户不超过24户，全部采用一级分光，配置1：32光分路器，共需118台。
（三）细化设计
1.光缆敷设
馈线光缆路由：4#、5#、6#、11#、12#楼和幼儿园由1#配电室沿电缆沟、槽敷设至楼宇配电间，1#、2#、3#楼由1#配电室敷设至2#配电室至楼宇单元配电间。7#、8#、9#、10#楼由1#配电室敷设至3#配电室至每栋楼的楼宇单元配电间。
配线光缆路由：由楼宇单元配电间敷设至用户接入点。
2.设备放置
根据配电室布置图，选择合适的通信设备布置位置，做到强弱电分离，并预留足够操作空间。
3.光纤接续
光缆接续时需要采用光纤配线架（ODF），并配合分光器、皮线光缆，使用光纤热熔或冷接技术，实现光纤接续。光纤配线接续的主要节点情况包括：
（1）小区配电室光纤接续
图1 小区配电室光纤接续图
图中A点：将OPPC中光纤电缆分离，纤芯接入ODF;B点：将至各楼光纤复合低压电缆中光纤束管与电缆分离，纤芯接入ODF;C点：在交接箱内根据业务需求用光纤跳线跳接。
（2）楼宇配电柜处光纤接续
图2 楼宇配电柜光纤接续图
图中A点：将入楼光纤复合低压电缆中光纤束管与电缆分离，纤芯接入ODF;B点：将至楼层分线箱或单元分线箱光纤复合低压电缆中光纤束管与电缆分离，纤芯接入ODF;C点：在交接箱内根据业务需求加装相应分光比分光器，用光纤跳线跳接。
（3）楼层电表箱处光纤接续
图中A点：将光纤复合低压电缆中光纤与电缆分离，分为公用通道和专用通道两部分;B点：利用485线将光纤与光纤电表连接，并将485串接;C点：将光纤复合低压电缆中光纤与电缆分离利用光纤冷接子接入分光器;D点：利用光纤冷接子将光纤与分光器连接，出线经抄表ONU转换为485口;E点：将公用通道光纤纤芯接入分光器，并通过ODF配线。
图3 楼层电表箱光纤接续图
（4）户内光纤接续
图4 户内光纤接续图
图中A点：将入户光纤复合低压电缆中光纤与电缆分离，纤芯接入用户面板盒;B点：利用光纤跳线，将光纤接到用户ONU，经ONU转换成以太网（LAN）出口。
四、小结
通过对试点入户小区进行方案设计，争取做出本地区电力光纤入户工程方案的标准化设计，为今后全面推开此类工程建设打下良好基础。
其它在本阶段未解决的问题与难点将在今后进一步的学习和探讨中进行针对性的研究，争取通过本次方案设计为本地区电力光纤入户推进工作创造良好开端。
参考文献
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作者简介：
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[论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响，从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。
抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分，在研制综合自动化系统的过程中，如果不充分考虑可靠性问题，在强电场干扰下，很容易出现差错，使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误（误跳闸事故等），无法向站场和区间供电，影响铁路行车安全。
一、电磁干扰产生的原因及特点
（一）传导瞬变和高频干扰
1．由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变（配）电所二次侧进入远动终端设备，对设备正常运行产生干扰，严重还可损坏电路。2．由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰，电压幅值高，时间短、重复率高，相当于一连串脉冲群。3．铁路电力供电中，特别是现代高速铁路对电力要求都比较高，一般都是几路电源供电，母线投切转换比较频繁，振荡波出现的次数较多。
（二）场的干扰
1．正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种，特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2．由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3．变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程，也产生一定的磁场。4．无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰，铁路中继站通常会和通信站在一处，通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。
（三）对通信线路的干扰
1．铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站，再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心，遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号，由于变电所高低压进出线缆很多，远动终端受的干扰比较大。2．中继站一般距铁路都比较近，列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。
（四）继电器本身原因
继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号，或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。
二、干扰对电力远动系统的影响
无论交流电源供电还是直流供电，电源与干扰源之间耦合通道都相对较多，很容易影响到远动终端设备，包括要害的CPU；模拟量输入受干扰，可能会造成采样数据的错误，影响精度和计量的准确性，还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件；开关量输入、输出通道受干扰，可能会导致微机和远动终端判断错误，远动调试终端数据错误远动终端CPU受干扰会导致CPU工作不正常，无法正常工作，还可能会导致远动终端程序受到破坏。
三、抗干扰设计分析
（一）屏蔽措施
1．高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装（屏蔽层）的电缆，电缆钢铠两端接地，这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2．在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器，也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3．在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容，可以有效抑制外部高频干扰。
（二）系统接地设计
1．一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备，合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行，对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量，设备接地处增加增加接地网络互接线，降低接地网中瞬变电位差，提高对二次设备的电磁兼容，减少对远动终端的干扰。2. 二次系统接地分为安全接地和工作接地，安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时，遭受触电危险和保证设备安全，将设备外壳接地，接地线采用多股铜软线，导电性好、接地牢固可靠，安全接地网可以和一次设备的接地网相连；工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准，保证其可靠运行，防止地环流干扰。转贴于
3．由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料，本身也有屏蔽作用，将高低高柜都可靠接地。4．远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连，这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容，提高抗共模干扰的能力，可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。
（三）采取良好的隔离措施
1．为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器，电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合，隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离，分布电容小，可提高抗共模干扰的能力。2．电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等，开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3．信号电缆尽量避开电力电缆，在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4．采用光电耦合隔离，光电耦合器的输入阻抗很小，而干扰源内阻大，且输入/输出回路之间分布电容极小，绝缘电阻很大，因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去，能有效地防止干扰从过程通道进入主CPU。
（四）滤波器的设计
1．采用低通滤波去高次谐波。2．采用双端对称输入来抑制共模干扰，软件采用离散的采集方式，并选用相应的数字滤波技术。
（五）分散独立功能块供电，每个功能块均设单独的电压过载保护，不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏，也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合，大大提高供电的可靠性。
（六）数据采集抗干扰设计
1．在信息量采集时，取消专门的变送器屏柜，将变送器部分封装在RTU内，减少中间环节，这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2．遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号，并且还会产生尖脉冲信号，也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。
（七）过程通道抗干扰设计
（八）印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开；电源输入端跨接10～100μF的电解电容。
（九）控制状态位的干扰设计
（十）程序运行失常的抗干扰设计
（十一）单片机软件的抗干扰设计
（十二）对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管，特别是穿越其他电力电缆时，避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。
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关键词:福厦铁路;GSM-R系统;光纤直放站;弱场补强;无线覆盖
中图分类号:U285文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)18-0124-03
铁路无线列车调度通信系统是铁路行车指挥系统的重要组成部分,在保障行车安全、提高运输效率方面发挥着重要作用,其通信质量的好坏直接关系到铁路的行车安全。无线列调通信中,由于地形影响,导致机车与车站问的无线信号衰减太大,使机车与车站间无法有效通信,这种区域称为盲区,或弱场区。在无线列调系统工程设计中,应根据实际情况科学合理地选用弱场区覆盖方案,保证良好的场强覆盖,以满足列车调度的高可靠性要求。
一、福厦铁路介绍
福厦铁路作为《中长期铁路网规划》的重点建设项目,是我国铁路“十五”规划“八纵八横”路网主骨架之一,也是我省第一条高速铁路。福厦铁路北起福州,经福清、莆田、泉州、晋江,到达厦门,全长273km。
福厦铁路是福建省第一条城际间快速客货运通道,具有速度快、高密度、大能力、安全、舒适、节省运费等优势,将有效改善沿线地区交通和投资环境,更加充分发挥区域优势、港口优势和开放优势,加快海峡西岸经济区建设。
二、铁路GSM-R系统
铁路GSM-R(GSM for Railway)系统是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统GSM平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统,针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点,为铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统。从集群通信的角度来看,GSM-R是一种数字式的集群系统,能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能。GSM-R能满足列车运行速度为0～500km/h的无线通信要求,安全性好。GSM-R可作为信号及列控系统的良好传输平台,正在试验中的ETCS欧洲列车控制系统 (也称FZB)和另一种用于160km以下的低成本的列车控制系统 (FFB),都是将GSM-R作为传输平台。
GSM-R中文全称为铁路移动通信系统标准,是一种专门为铁路设计的专业无线数字通信系统,是中国首次从欧洲引进的移动通信铁路专用系统,它除了能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修通信等语音通信功能外,还能够满足列车运行速度每小时500km的无线通信要求。
GSM网络优化解决的主要问题有:信道拥塞率高、呼叫成功率低;越区切换失败率高,掉话严重;通话质量低、有串音;移动台占用话音信道后呼叫释放、出现振铃后无通话、移动台接通后单边通话;设备完好率较低;中继电路的配置与实际话务不相符、电路群的每线话务量差别较大等。
三、场强覆盖方式
一般地说,GSM-R网络的场强覆盖是在沿铁路轨道方向安装定向天线,形成沿路轨大椭圆形小区,但在话务量较大而速度要求较低的编组站内采用扇形小区覆盖,而在人口密度不高的低速路段和轨道交织处一般是无CTCS (ChineseTrain Control System)系统的农村地区采用全向小区覆盖。铁路带状的特点.决定了铁路场强覆盖采用线状覆盖方式。
场强覆盖往往和具体的地理位置分布相关,根据具体的地理环境和基站的实际情况可以进行许多方面调整。改善下行链路的信号覆盖,可以采用提高基站的发射功率、增加天线的挂高、调整天线的水平角或垂直角和安装直放站等措施。一般来说,上述各种方法需综合使用,才能达到满意的覆盖。当某些基站或小区信号强度提高时,还应综合考虑其他问题,尤其是相邻小区的同邻频干扰问题。若上行链路的接收信号不是很好,可以考虑在基站的天线塔上安放塔顶放大器或降低馈线和跳线的损耗,以增强天线的接收信号强度。
四、弱场补强方案
根据GSM-R应用环境的特点,一般地,对于山体阻挡及路堑等弱场强区,可采用增加光纤直放站的解决方案:对于隧道弱场强区,可采用增加光纤直放站、漏缆+天线的解决方案;对于特大桥隧,可采用光纤直放站及漏缆+天线的组合解决方案:对开阔地域,既可采用基站,也可采用无线直放站或光纤直放站的解决方案。目前,对弱场处理的方案较多,既可采用单独方案解决,也可采用组合方案解决。目前解决区间弱场区主要有以下方式:(1)布放中继器及架设漏泄电缆;(2)布放无线中继台设备;(3)布放光直放站设备;(4)感应通信方式“400M+400k”。
(一)布放中继器及架设漏泄电缆方式
场强覆盖系统采用异频双工、半双工方式解决铁路隧道内弱场覆盖的技术是目前最常用的解决方案之一。系统由洞口中继器、洞内中继器、漏泄电缆及其相应配件组成。当隧道长度超过漏泄电缆的最大限制长度时,必须在隧道内设置洞内中继器,以放大漏缆传输信号。因此,组网时根据隧道长度和所用漏泄电缆性能的不同,有中小型隧道和长大隧道两种方案:前者,在隧道口设置洞口中继器,隧道内壁挂漏泄电缆;后者,在隧道口设置洞口中继器,隧道内设置一个或多个洞内中继器,隧道内壁挂漏泄电缆。洞口中继器通过天线接收到来自车站台的信号后,传送到漏泄电缆,完成隧道内的场强覆盖。隧道内的移动台发射的信号波由漏缆和中继器通过天线发送给车站台。本方案场强覆盖效果好,易于控制,技术成熟。但漏泄电缆造价较高,维修困难,只能应用于收发异频的系统。
系统由I型中继器(洞口中继器)、Ⅱ型中继器(洞内中继器)、漏泄电缆及其配件组成。系统采用漏泄电缆外泄信号的方式实现弱场区的覆盖。I型中继器一般设置在离车站较近的地方,以保证车站电台的射频信号电平能够启动I型中继器进入工作状态;射频信号经I型中继器放大之后由漏泄电缆外泄,达到覆盖弱场区的目的;当弱场区长度超过漏泄电缆的最大长度时,必须设置Ⅱ型中继器,以放大漏泄电缆的传输信号。I型中继器通过天线与车站电台传递无线射频信号。当I型中继器接收到来自车站电台的下行信号时,将信号传送到漏泄电缆,经过信号外泄完成弱场区的场强覆盖;弱场区的移动电台发射的电波由漏泄电缆和中继器通过天线发送给车站电台。
由于弱场区地形的不同,中继器、漏缆可以有多种组合方式。(1)I型中继器(1台)+漏缆;(2)I型中继器(1台)+Ⅱ型中继器+漏缆;(3)I型中继器(多台)+Ⅱ型中继器+漏缆。
当弱场区地形比较多变时,比如经过一段山丘或隧道之后,有1km左右的开阔可视地段,接着又是隧道或者山丘,Ⅱ型中继器通过天线发出的射频信号覆盖开阔地段,同时,此射频信号开启下一个I型中继器。这种组合节省漏缆,降低了投资成本。工程中同一个半区间中继器的数量不易过多,最多不超过8个。
漏泄电缆过长,末端就会出现弱场;漏泄电缆过短,则会增加投资成本。所以,工程设计中应该权衡上下行信号的链路平衡,合理取定漏泄电缆的长度。
漏缆长度理论值计算公式为:
d=(Pt-L1-L2-Δ-ΔL-Vmin-M-S1)/S2(单位:km)
其中:
Pt――发射功率;
Ll――中继器馈线损耗;
L2――机车天线馈线损耗;
Δ――各种接头损耗,A=3dB;
ΔL――避雷器插入损耗,AL=0.3dB;
Vmin――机车最小可用电平(或中继器输入电平);
M――设计储备量,M=6.5dB;
S1――漏缆耦合损耗;
S2――漏缆传输损耗(单位:dB/km)。
(二)布放无线中继台设备方式
系统由一个或多个区间互控中继台配合适当的天线,通过4芯(或2芯)电缆通道与相应车站台构成链状网。区间互控中继台供电可通过4芯电缆中的2芯(或同一2芯电缆通道)由相应的车站台远供,也可由本地供电。每个车站台单方向最多可控制15个互控中继台,最长距离不超过20km。
互控中继台无线信道采用异频单/双工方式。当车站台发起呼叫机车台的下行呼叫时,通过4芯(或2芯)电缆通道将信号传输到其连接的所有区间互控中继台(从距车站台最近的互控中继台起编号为1～n)上,并一起发射呼叫信息;位于互控中继台覆盖范围内的机车台在所接收到的无线信号中选择最强的信号作为接收呼叫,并为应答车站台发起上行呼叫,设其中第1TI(1
(三)布放光直放站设备方式
系统由光直放站近端机(光近端机)、光直放站远端机(光远端机)、光纤和网管设备等组成。光近端机应设置在车站内距离车站电台较近的位置,通过射频耦合器与车站电台进行射频信号传递;通过光纤和光远端机连接;通过RS232、RS422或音频四线接口与网管设备连接。下行方向,车站电台发射的信号经耦合器进入光近端机进行电光转换,通过光纤传送至光远端机,光远端机把接收到的光信号转换为射频信号后通过天线发往移动台;上行方向,光远端机把移动台发射的无线射频信号转换为光信号,通过光纤传送至光近端机,光近端机对信号进行光电转换后,通过耦合器将射频信号馈入车站电台。直放站网管是为监测光纤直放站设备而开发的网管系统,能够提供光近端机、光远端机和模块等的故障报警,以及对直放站的相关参数进行设置。网管终端一般设置在无线检修所或者无线检修工区。
光直放站设备组网比较简单,其方式为:(1)一拖一方式,即一个光近端机连接一个光远端机;(2)一拖多方式,即一个光近端机连接多个光远端机。此时光近端机与光远端机之间可以星型连接,也可以共线连接。
(四)布放感应通信方式“400M+400k”
系统由“400M+400k”感应电台及过相装置构成。组网时设置车站台、机车台和手持台,并在接触网分相处设置过相装置。“400M+400k”感应电台是400MHz频段和400kHz频段合为一体的电台,两频段同时发射、同时接收,按二路话音输出方式工作。如果其中一路话音输出不能满足话音质量指标要求,将自动关闭。400kHz号的传输方式是利用波导感应原理,将400kHz信号感应到电力接触网导线上,利用接触网做波导线传输信号,它在区间内通信覆盖率达100%。在平原地区以及车站的多股道无电区,以400MH频段为主,利用两频段传输之间的互补,形成“400M+400k”的合体电台。
其优点是工程造价比漏缆方式低,适用于多路堑、多隧道的山区电气化铁路,但必须依靠电气化铁路的接触网设备才能进行传输,有一定的局限性。天线不易小型化,产品选择余地小。该方式一直没有大范围使用。
随着无线通信技术的不断发展,将会有更先进的技术用于解决无线列调的弱场区场强覆盖。但是,任何相关技术应用于实际工程时都有优劣之分,不管选择哪种方案解决弱场区问题,都应综合考虑线路地形、技术、经济等具体因素并进行比较,以选用适合工程的最佳解决方案。
参考文献
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[3]胡晓辉,周兴社,党建武.基于GSM-R/CTCS的列车控制系统形式化描述和建模[J].计算机工程与设计,2006,(1).
[4]吴浠桥,段永奇,熊杰.GSM-R系统的无线覆盖理论分析[J].铁道工程学报,2007,(12).
篇(7)
1、通信网工程设计2、程控室工程设计3、传输室工程设计
第二类：通信论文
4、光城域网研究与组网5、光波分复用技术的研究与分析6、光同步数字体系的研究与分析
7、论述移动通信的应用及发展8、铁通XX分公司宽带业务现状与发展9、铁通XX分公司发展策略
10、提速铁路专用通信业务及发展11、自拟与本职工作密切相关的通信工程专业课题
第一类：通信工程设计题目要求
《通信网设计》
一、设计要求：
1、作某一范围长途干线网设计；2、绘出新设计通信网图并作相应阐述。
二、主要内容：
1、对通信网种类及构成要素作概括性阐述；2、拟定长途网业务节点数量及选用相应设备；3、对新设计通信网的信道构成
特点、网型、保护方式等作相应阐述。
《程控交换工程设计》
一.设计要求:
1.对原有设备情况的调查,收集各种资料2.根据调查结果设计交换网图
3.根据交换网图提出中继方式,其中包括信令方式,接口方式及传输方式等内容4.画出工程所需各部分图纸
5.写出设计规范书及设计说明书
二.完成图纸名称:
1.交换网图2.中继方式3.设备平面布置图4.总配线架,数字配线架端子分配图5.电缆径路图6.电源系统图7.工程数量表
《传输室工程设计》
一、设计要求：
1、结合本单位条件或者处自拟条件作传输室施工设计，规模不限；
2、采用光纤传输设备或者数字微波设备及相关附属设备（如中配架、数配架、引入架、试验架等）；
3、对各项设计作重点说明。
二、主要内容：
1、传输室设备平面布置图；2、通信网图；3、室内信道直线径路图；4、中配架运用及分配图；5、布线计划图改工程数
量表。
第二类：通信论文题目要求
