通信鏈路電磁干擾防護(hù)策略研究

盧勇

摘 要：電磁干擾對(duì)大部分通信設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性和安全性有著直接影響，它容易造成通信串音、阻塞、中斷甚至損壞設(shè)備。本文在分析了通信機(jī)房中通信鏈路電磁干擾問題解決迫切性的基礎(chǔ)上，對(duì)通信機(jī)房通信鏈路電磁干擾源進(jìn)行了梳理，最后提出了通信鏈路電磁干擾防護(hù)的相關(guān)策略。

關(guān)鍵詞：電磁干擾；通信；防護(hù)策略

中圖分類號(hào)：TN973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

通信現(xiàn)在已經(jīng)成為人類交流所采納的最普遍方式，電子電氣裝置在工作過程中也不可避免地會(huì)通過空間對(duì)鄰近設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射。因此，尋求通信鏈路電磁干擾防護(hù)對(duì)策就顯得尤為重要。

其中，通信機(jī)房的電磁干擾問題雖然由來已久，但是很多單位并未給予足夠的重視。保證電磁兼容性，保障電子設(shè)備在電磁環(huán)境中功能的完整，是解決通信機(jī)房通信鏈路電磁干擾的目標(biāo)和方向。深入地了解通信機(jī)房通信鏈路電磁干擾情況并對(duì)之實(shí)施有效合理的防護(hù)，是保護(hù)機(jī)房電子信息系統(tǒng)安全的當(dāng)務(wù)之急。

2通信鏈路的應(yīng)用

通信鏈路即網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的物理通道。當(dāng)前，通信鏈路在應(yīng)用上主要集中在四個(gè)方面：（1）最早、最普及的無線電廣播應(yīng)用。它將發(fā)射臺(tái)與接收臺(tái)分離，是一種發(fā)射臺(tái)對(duì)接收臺(tái)的單向模擬通信方式；（2） 實(shí)現(xiàn)了聲音和圖像同步廣播的電視廣播應(yīng)用。它以單邊帶方式調(diào)制圖像信號(hào)，以調(diào)頻或調(diào)幅方式調(diào)制聲音信號(hào)；（3） 至少有一方在移動(dòng)中的移動(dòng)通信應(yīng)用。它通過一定規(guī)則且有序進(jìn)行的頻率利用實(shí)現(xiàn)了同一時(shí)間、統(tǒng)一場(chǎng)所、同一方向不同頻率間的無干擾通信效果；（4） 由衛(wèi)星和地球站所組成的衛(wèi)星通信應(yīng)用。它利用衛(wèi)星作為中繼，實(shí)現(xiàn)了地球無線電通信間的通信；（5）在有線網(wǎng)絡(luò)資源缺乏、市場(chǎng)需求旺盛背景下發(fā)展起來的無線網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用。

3電磁干擾源

（1）靜電干擾。靜電具有高電壓低能量的特點(diǎn)，常會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生損壞影響。信息記錄媒體高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生靜電或者是信息媒體對(duì)地放電產(chǎn)生噪聲，都會(huì)破壞通信設(shè)備的磁記錄，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生不同危害。

（2）電力網(wǎng)干擾。電力開關(guān)操作過程引起的強(qiáng)烈電流脈沖和短時(shí)電壓跌落在電網(wǎng)上形成干擾，大容量負(fù)荷的啟停引起的電網(wǎng)電壓波動(dòng)或相間電壓瞬時(shí)失衡可導(dǎo)致電壓波形畸變及高次諧波的產(chǎn)生。

（3）來自周圍環(huán)境的干擾。通信鏈路周圍環(huán)境的電磁干擾源很多，其中以雷電波引起的干擾最為嚴(yán)重。

變壓器及高壓輸電線路也是很強(qiáng)的干擾源。高壓輸電系統(tǒng)通過交流電流產(chǎn)生的電磁耦合效應(yīng)、靜電場(chǎng)中中性金屬導(dǎo)線產(chǎn)生的靜電耦合效應(yīng)及同大地各點(diǎn)上的電位差產(chǎn)生的阻性耦合效應(yīng)對(duì)通信線路及通信機(jī)房產(chǎn)生電磁干擾。

（4）機(jī)房?jī)?nèi)部的干擾。通信設(shè)備內(nèi)部大量的電子開關(guān)電路動(dòng)作也會(huì)引發(fā)快速脈沖電流變化。特別是一些規(guī)模比較大的通信機(jī)房，通信設(shè)備本身產(chǎn)生的電磁干擾也是不容忽視的。

4通信鏈路電磁干擾防護(hù)策略

（1）良好接地。電磁波作為一種能量，在傳輸過程中不會(huì)憑空消失和出現(xiàn)，為通信機(jī)房設(shè)置良好的接地，是事實(shí)通信鏈路電磁干擾防護(hù)的首要措施。通常對(duì)該接地的要求是，電阻越小其釋放渠道越通暢、通過時(shí)間越短越好。接地中，通過帶電體本身與大地相連轉(zhuǎn)移電荷，可以有效實(shí)現(xiàn)防靜電效果。

（2）屏蔽策略。屏蔽指的是利用各種金屬屏蔽體實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入建筑物內(nèi)的電磁干擾或過電壓能量的阻擋或是衰減。依照通信機(jī)房的弱電系統(tǒng)特點(diǎn)，可以將屏蔽策略分?jǐn)倢?shí)施在設(shè)備屏蔽、機(jī)房建筑物的屏蔽及各種線纜/管道的屏蔽上。

①設(shè)備屏蔽。以設(shè)備的特點(diǎn)及使用功能為依據(jù)，考慮設(shè)備所受的各種電磁干擾源特點(diǎn)，適當(dāng)考慮對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)屏蔽或者是隔離處理。對(duì)于電子信息設(shè)備，應(yīng)實(shí)施集中擺放策略，保證機(jī)柜與接地系統(tǒng)間連接良好；機(jī)房?jī)?nèi)主機(jī)和服務(wù)器等電子設(shè)備，尤其要蓋好箱蓋防范雷擊。

②機(jī)房建筑物的屏蔽。建筑物因其材料的鋼筋混凝土和金屬框架結(jié)構(gòu)特性，導(dǎo)致整體在電氣上具備一定的連通性，這為相關(guān)的電磁傳遞提供了良好的載體，雷擊的發(fā)生就是個(gè)典型。對(duì)機(jī)房裝修時(shí)的地面進(jìn)行靜電處理，墻壁采用防靜電鋁塑板，機(jī)房地板采用導(dǎo)電性良好的金屬靜電地板，形成初級(jí)屏蔽網(wǎng)是非常有效的。

③線纜/管道的屏蔽。屏蔽措施應(yīng)做好屏蔽管線的接地，使每根護(hù)管兩端有效接地，并與均壓等電位帶連接，最大限度的減少感應(yīng)雷擊侵入的渠道。通信機(jī)房應(yīng)重點(diǎn)對(duì)入戶的通信線路、金屬管道、電力線纜等做好屏蔽，通常它們的埋地水平距離保持在15m以上。各種線纜均要采取屏蔽措施，金屬軟管、金屬絲紡織網(wǎng)、棧橋、硬導(dǎo)管均可用于屏蔽線纜。在采取為減少屏蔽芯線的感應(yīng)電壓，在屏蔽層僅一端做等電位連接的情況下，應(yīng)采用絕緣隔開的雙層屏蔽，外層屏蔽應(yīng)至少在兩端作等電位連接。

（3）防強(qiáng)電措施。當(dāng)通信機(jī)房的通信線路受到強(qiáng)電線路的感應(yīng)影響時(shí)，可以通過采用鋁護(hù)套電纜或是將電纜放到鋼管內(nèi)的方法解決磁耦合，將電纜對(duì)地絕緣解決阻性耦合，將電纜改成光纜解決電磁感應(yīng)。最直接的通信機(jī)房避免強(qiáng)電電磁干擾的方式是避開強(qiáng)電設(shè)施，與之保持一定的距離。在強(qiáng)電設(shè)施的自身抑制措施上，可以采用縮短故障跳閘時(shí)間、降低變電站等接地電阻值的方法。

（4）通信開關(guān)電源電磁干擾防護(hù)策略。電源電磁干擾可以采用以下防護(hù)策略：常見的屏蔽技術(shù)和接地技術(shù)、通過解決傳導(dǎo)發(fā)射的無源濾波技術(shù)、一次整流電路中加功率因數(shù)校正網(wǎng)絡(luò)法、光電隔離器、軟開關(guān)技術(shù)、LSA 系列浪涌吸收器、抑制開關(guān)電源的電磁干擾的PCB 設(shè)計(jì)技術(shù)以及擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)等。

（5）靜電防護(hù)。靜電具有高電壓，低電量，小電流和短時(shí)間的作用等特點(diǎn)。一般靜電防護(hù)措施主要以防止和抑制靜電荷的產(chǎn)生、積累、并迅速安全、有效地消除已產(chǎn)生的電荷為基本原則。在通信機(jī)房?jī)?nèi)，靜電防護(hù)可通過屏蔽與接地等防止靜電電荷積累、增濕環(huán)境的方法實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語

隨著通信系統(tǒng)性能的提高，更加復(fù)雜的高性能電子設(shè)備應(yīng)用不斷廣泛，復(fù)雜的電磁環(huán)境無疑對(duì)通信系統(tǒng)通信鏈路的電磁干擾會(huì)越來越大。提高通信系統(tǒng)通信鏈路電磁干擾防護(hù)能力需要對(duì)電磁干擾源進(jìn)行詳細(xì)分析和探查，從干擾源、干擾設(shè)備特點(diǎn)等方面入手進(jìn)行電磁干擾防護(hù)和電磁干擾對(duì)抗，實(shí)現(xiàn)良好的通信效果。

參考文獻(xiàn)

[1]李德杰.計(jì)算機(jī)機(jī)房電磁兼容問題初探[J]. 電腦開發(fā)與應(yīng)用， 2000， 13（09）： 13-14，17.