通信機(jī)房通信線纜抗干擾問題研究

劉志鵬

摘要 通信機(jī)房內(nèi)光纖正成為通信線纜的主流，但金屬通信線纜仍有大量存量。本文對通信線纜的干擾來源進(jìn)行了簡要分析，列舉了一些抗干擾措施，并進(jìn)行了定性的分析，同時介紹了近年的案例和一些新的發(fā)展，以期指導(dǎo)做好通信線纜抗干擾工作。

關(guān)鍵詞 通信線纜；抗干擾；同軸；雙絞

中圖分類號 TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號2095—6363（2016）13—0071—02

目前，通信機(jī)房內(nèi)光纖正逐步取代金屬通信線纜來傳輸通信信號，但金屬通信線纜的使用量仍然很大。近年來，為了滿足數(shù)據(jù)、視頻流等非語音通信業(yè)務(wù)量猛增的需要，各地通信網(wǎng)絡(luò)都已經(jīng)或計劃進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容改造，換裝更大通信容量的通信設(shè)備，相應(yīng)需要布放更多的通信線纜。而由于前期規(guī)劃、空間問題、工期緊張、監(jiān)管不力等原因，產(chǎn)生了線路混雜、接地不佳、線纜質(zhì)量低劣等問題，使通信線纜中的弱電信號受到干擾，對通信質(zhì)量造成一定的影響。

1干擾分析

通信線纜所受干擾主要有以下幾種途徑：

1）電導(dǎo)耦合引入干擾。一是當(dāng)通信線纜與電力線路（設(shè)備）或通信線纜間絕緣低劣，就可能出現(xiàn)導(dǎo)電性接觸形成干擾。二是所謂“地回路”。當(dāng)信號回路多點接地或接地不良，不同的接地點可能存在電位差，或設(shè)備與電器設(shè)備在同一回路用電，就可能對信號回路產(chǎn)生干擾。2）電容耦合（靜電感應(yīng)）引入干擾。電場、電壓型干擾源對通信線纜以及通信線纜對地之間總有分布電容。通過電容耦合，信號線上勢必出現(xiàn)干擾的分流分壓。3）電感耦合（電磁感應(yīng)、輻射）引入干擾。電力線、電機(jī)設(shè)備的負(fù)荷電流通過電磁感應(yīng)會對信號線產(chǎn)生干擾。例如2011年某通信機(jī)房視頻信號干擾嚴(yán)重，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)視頻線路與電力線路同槽布放，且間距很小，電力線路的電磁場在視頻線路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，對視頻信號造成干擾。后經(jīng)重新施工，將視頻線路經(jīng)另一路由布放，遠(yuǎn)離電力線路，問題得到解決。

2抗干擾措施

通信弱電信號常見的抗干擾措施有隔離、屏蔽、對絞、抑制地回路干擾的生成與轉(zhuǎn)化以及正確接地等。

2.1隔離

“隔離”是最經(jīng)濟(jì)的方法，應(yīng)優(yōu)先考慮?！案綦x”包含2個方面內(nèi)容：

1）可靠的絕緣；2）合理的布線（間距與走向）。國家相關(guān)規(guī)范中對布線工程有明確規(guī)定，“通信機(jī)房的電源線、綜合布線系統(tǒng)纜線應(yīng)分隔布放，纜線間的最小凈距應(yīng)符合設(shè)計要求”。

2.2屏蔽

2.2.1干擾源屏蔽

此措施效果明顯，與隔離一樣是經(jīng)濟(jì)可行的措施。例如機(jī)電設(shè)備、電源開關(guān)等應(yīng)有鐵質(zhì)殼體屏蔽，電力線纜可采用帶屏蔽層的線纜，或者采用帶蓋的鋼質(zhì)電纜槽（或隔板）或穿線鋼管進(jìn)行敷設(shè)。

2.2.2信號線屏蔽

此方法也可有效抗電容耦合干擾和提供較強的電磁屏蔽?？刹捎脦帘螌拥木€纜（如同軸電纜、帶屏蔽層的以太網(wǎng)線）傳輸弱電信號。

同軸電纜為非平衡傳輸線，由中心導(dǎo)線、絕緣材料、屏蔽網(wǎng)層及外層護(hù)套組成，有50Ω和75Ω兩種在廣泛使用。同軸電纜的這種結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部電磁場無法穿透出去，外界電磁場也無法干擾內(nèi)部，因此，它具有高帶寬和極好的噪聲抑制特性。同軸電纜的帶寬取決于電纜長度，1km的電纜最大可以達(dá)到1Gb/s～2Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

但同軸電纜是金屬導(dǎo)體制成，無論屏蔽層做得如何好，其中信號總會受到干擾。主要來源有以下幾方面：

1）電磁滲透。由于同軸電纜屏蔽層為金屬編織網(wǎng)，存在縫隙，外界電磁波會有一部分從縫隙中滲透進(jìn)去。同軸電纜的屏蔽系數(shù)是由構(gòu)成屏蔽體的編束數(shù)、每一編束內(nèi)的導(dǎo)線數(shù)、單位長度的編束截面積以及編織角（編束與屏蔽軸的夾角）等決定的。質(zhì)量低劣的同軸電纜，屏蔽網(wǎng)薄而稀疏，屏蔽網(wǎng)縫隙大，屏蔽系數(shù)低，外界電磁波易于滲透。如圖2所示。同軸電纜從早期的單層屏蔽結(jié)構(gòu)，已經(jīng)發(fā)展出雙層屏蔽、三層屏蔽，甚至四層屏蔽，使同軸電纜屏蔽系數(shù)有所提高，但成本也大幅增加。

2）阻抗不匹配。如果使用非標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量低劣的同軸電纜和接頭，或同軸電纜中間有接頭，或接頭采用“焊接”或“扭接”的方法，或某段電纜發(fā)生比較大的擠壓或者扭曲變形，都會造成特性阻抗的不匹配（不等于50Ω或75Ω），容易引起回波反射和駐波反射，對信號造成干擾。

3）電力干擾。在實際工程布線時，如果同軸電纜與電源線敷設(shè)距離過近，或者絕緣不好，也會對信號產(chǎn)生干擾。在敷設(shè)同軸電纜時，要求其與交流電源線最小間距為0.5m、與通信電纜最小間距為0.1m。2014年有人提出雙同軸電纜差分傳輸方式的概念，由于采用單根同軸電纜傳輸信號時會引入干擾，可以采用兩根共地同軸電纜共同傳輸信號并進(jìn)行差分處理，可以有效消除傳輸線引入的干擾。

4）地電位問題。如果機(jī)房接地系統(tǒng)規(guī)劃不好，通信設(shè)備與其他電氣設(shè)備使用同一供電回路，電氣設(shè)備會傳遞干擾進(jìn)入接地系統(tǒng)，或者同軸電纜的屏蔽層沒有正確接地，都會存在同軸電纜中信號在收發(fā)端嚴(yán)重的接地電位差等。

例如2011年某通信機(jī)房有大量E1信道出現(xiàn)誤碼，后經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)是這些E1信道在數(shù)字配線架模塊的端口未接地，致使光端機(jī)側(cè)E1端口的接地電位與數(shù)字配線架模塊側(cè)的接地電位存在“電位差”。后經(jīng)重新施工，對機(jī)房接地系統(tǒng)進(jìn)行改造，使所有設(shè)備的接地點都連接到機(jī)房接地匯流排，形成一個共同的基準(zhǔn)電位，之后再未出現(xiàn)類似問題。

2.3雙絞

對絞線是成對的兩根導(dǎo)線（芯線）相互絞扭而形成的電線電纜，為平衡傳輸線。這兩根導(dǎo)線的位置反復(fù)交替，綜觀全線路，其分布電容、分布電感綜合形成的耦合條件（即相應(yīng)干擾通道的耦合阻抗）就非常接近，因此耦合導(dǎo)致的干擾電勢幾乎可以互相抵消。雙絞線回路的抗干擾分析示意圖如圖3所示。

雙絞線一個扭絞周期的長度，叫做節(jié)距，節(jié)距越?。ㄅぞ€越密），抗干擾能力越強。雙絞線抗干擾效果明顯，如表2所示。

采用帶屏蔽層的雙絞線，抗電磁干擾效果更佳。目前雙絞線常見的有三類線，五類線、超五類線、六類線，前者線徑細(xì)而后者線徑粗。五類雙絞線最高傳輸率為100Mbps，最大網(wǎng)段長為100m。超五類線主要用于千兆位以太網(wǎng)（1000Mbps）。六類線可提供2倍于超五類的帶寬，信道長度不能超過100m。無論是哪一種線，衰減都隨頻率的升高而增大，要注意傳輸距離。

3結(jié)論

本文對通信線纜的干擾來源進(jìn)行了分析，列舉了一些抗干擾措施，并進(jìn)行了定性的分析。雙絞線、同軸電纜等金屬通信線纜由于已經(jīng)無法滿足通信容量日益增加的需求，以及光纖和光通信設(shè)備的成本不斷降低，雙絞線、同軸電纜等金屬線纜的應(yīng)用空間必將進(jìn)一步被壓縮。但由于雙絞線、同軸電纜等金屬通信線纜在通信機(jī)房存量仍較大，做好通信線纜抗干擾工作仍十分重要，需要從設(shè)計、材料選擇、施工、維護(hù)等多層面綜合考慮。endprint