信息傳輸中的漏纜實時監(jiān)測技術(shù)分析

談美蓉 朱建良 肖利峰

（江蘇亨鑫科技有限公司，江蘇 新沂 214222）

當(dāng)前鐵路系統(tǒng)大量運用了漏泄同軸電纜，運行中具有傳統(tǒng)天饋覆蓋系統(tǒng)無可比擬的使用優(yōu)勢，使用中受外界的干擾較小，綜合具有信號傳輸、發(fā)射與接收等功能，具有較高的可控性。在山區(qū)彎道、城市地鐵、鐵路隧道、路塹等信號傳輸較弱的區(qū)域運用優(yōu)勢明顯。為了提升運行效果，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建漏泄電纜實時監(jiān)測系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)并解決LCX 漏泄電纜檢測問題。

一、常見的漏泄同軸電纜

（一）同軸電纜

普通RF 電纜用于移動通信系統(tǒng)中作發(fā)射和接收的主饋線、分饋線，也可用于其它電子設(shè)備中做傳輸高頻信號的低損耗傳輸線。常見運行電纜包括HCAAY(Z)-50-6(1/4”)、HCAAY(Z)-50-8(3/8”)、HCAAY(Z)-50-12(1/2”)、HCTAY(Z)-50-22(7/8”)、HCTAY(Z)-50-23(7/8”A)、HCTAY(Z)-50-32(1-1/4”)、HHTAY(Z)-50-42(1-5/8”)[1]。

（二）超柔RF 電纜

適用于無線移動通信、微波傳輸、廣播通信等系統(tǒng)的機(jī)站內(nèi)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、無線通信設(shè)備之間的連接線，也可用于其它電子設(shè)備中做傳輸高頻信號的低損耗傳輸線。常見運行電纜包括HRCAY(Z)-50-5、HRCAY(Z)-50-7、HRCAY(Z)-50-9、HRCTY(Z)-50-21、HRCTY(Z)-50-31。目前可以批量生產(chǎn)的鋁管外導(dǎo)體RF 電纜規(guī)格為：HCAAY(Z)-50-12(1/2＂L)、HCTAY(Z)-50-23(7/8＂AL)、HCTAY(Z)-50-32(1-1/4＂L)、HHTAY(Z)-50-42(1-5/8＂L)[2]。

（三）漏泄同軸電纜

輻射型電纜主要包括HLCTY(R)-50-22(7/8”)、HLCTY(R)-50-32(1-1/4”)、HLHTY(R)-50-42(1-5/8”)、其中分為低頻段和高寬頻段輻射型漏纜，低頻段輻射型漏纜使用于專網(wǎng)，高寬頻段輻射型漏纜使用于公網(wǎng)。輻射型漏纜按照特定的使用頻率設(shè)計。該類型漏纜其電磁能量是以輻射的方式進(jìn)行傳播，故相同的漏泄能量可在輻射方向上相對集中，并且隨距離地增加其能量減少較小。該類型的漏泄同軸電纜由于與其工作頻率密切相關(guān)，同時其電磁能量具有一定的方向性[3]。

（四）漏泄電纜使用原理分析

漏泄電纜既具有信號傳輸?shù)淖饔?，又有天線的功能，通過在外導(dǎo)體上開合適的槽孔，可將電磁波能量沿線路均勻地輻射出去及接收進(jìn)來，實現(xiàn)對電磁場盲區(qū)的覆蓋。適用于無線移動通信、無線遙控、無線報警等系統(tǒng)無線電波不能直接傳播或傳播不良的區(qū)域，特別是狹長的區(qū)域覆蓋。如隧道、坑道、地下鐵道、高速公路、地下停車場、礦井及室內(nèi)覆蓋等。

圖1 漏泄電纜使用原理圖

二、漏纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成與技術(shù)參數(shù)

漏纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建中主要包括四部分，分別是監(jiān)測主機(jī)LCM、號隔離器、從機(jī)LCS、遠(yuǎn)程監(jiān)控等部分。漏纜檢測系統(tǒng)按照IEC 國際標(biāo)準(zhǔn)要求建立了一套完整的漏纜檢測系統(tǒng)，配置了德國R&S 信號發(fā)生器和頻譜分析儀、標(biāo)準(zhǔn)偶極子天線，對漏纜進(jìn)行檢測。

（一）漏纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)件

連接器廣泛用于微波傳輸和移動通信天饋系統(tǒng)及移動通信、無線市話室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中連接射頻同軸電纜用。轉(zhuǎn)接器主要用于不同接口之間的轉(zhuǎn)換。可以是接口型式之間的轉(zhuǎn)換，在不同接觸件間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。采用N 型、DIN 型轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)公頭、母頭間轉(zhuǎn)換，或兩者同時都換。避雷器用于高頻信號設(shè)備的防護(hù)，安裝在高頻信號設(shè)備和同軸饋線之間，防止由雷電感應(yīng)形成的過電壓對高頻信號設(shè)備的損害。直流阻斷器主要應(yīng)用于漏泄電纜上。從結(jié)構(gòu)上構(gòu)建一種耐高壓的電容器。其工作原理是阻斷直流通路，同時不影響高頻無線信號的傳輸[4]。

跳線主要用于移動通信天饋線跳轉(zhuǎn)連接用。如天線與饋線、饋線與機(jī)柜以及機(jī)柜內(nèi)模塊之間的連接。主要包括機(jī)柜與主饋線間連接的室內(nèi)跳線超柔1/2、主饋線與天線間連接的室外跳線普通1/2、機(jī)柜內(nèi)連接的機(jī)柜跳線超柔1/2,3/8,1/4。功分器用于室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中功率的平均分配。常用于同層覆蓋。耦合器是室內(nèi)覆蓋的一種器件，用于可選擇性的功率分配。比如需要在不同的樓層布點，電纜饋線信號27dBm，強(qiáng)度需求不高，即可使用耦合器，分為輸入端、輸出端和耦合端，輸入接饋線，輸出可以接繼續(xù)傳輸?shù)牡胤?，比如其他樓層；耦合端可以有選擇地把信號衰減，比如天線下面需要20dBm，以選擇7dB 的耦合器。

在具體工作過程中，主機(jī)結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)視中心的相關(guān)設(shè)置，從LCS 從機(jī)查詢相關(guān)信息，某臺機(jī)器運行中一旦被總臺查詢，則能夠發(fā)射相應(yīng)信號，包括發(fā)射功率、給定時間長度、發(fā)射頻率、發(fā)射頻率等，LSM 主機(jī)檢測分析過程中能夠得出發(fā)射信號的具體強(qiáng)度，并對比分析接收信號的場強(qiáng)與正常數(shù)值兩者之間的關(guān)系，分析中，LCM 主機(jī)連續(xù)進(jìn)行三次檢測，以此提升檢測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，在完成此部分檢測數(shù)值之后，再檢測下一臺LCS 從機(jī)。在檢測過程中如果發(fā)現(xiàn)存在檢測數(shù)值異?，F(xiàn)象，后臺能夠?qū)?shù)值進(jìn)行分析，并發(fā)出警報[5]。

結(jié)合實際信息數(shù)據(jù)傳輸過程中，結(jié)合實際數(shù)值情況，對異常數(shù)據(jù)情況進(jìn)行相應(yīng)的故障等級劃分。主要對數(shù)據(jù)信號衰減情況進(jìn)行劃分，數(shù)據(jù)監(jiān)測中，若實際信號衰減<5dB，可能是由于空氣中溫度以及濕度變化所導(dǎo)致，也盡可能是由于漏纜出現(xiàn)腐蝕老化等因素。如監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信號在6dB-15dB之間，則可能的原因為漏纜外皮出現(xiàn)變形、損壞現(xiàn)象，或者接頭進(jìn)水等。若監(jiān)測中信號衰減大于20dB，則可能的因素是由于漏纜出現(xiàn)嚴(yán)重破損或者斷裂。對此現(xiàn)象進(jìn)行分析，較為常見的影響因素為接觸不良或者接頭松動。對漏纜狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測中，主要依據(jù)以下數(shù)據(jù)指標(biāo)，要求工作頻420-450MHz，最大允許信號衰減值100dB，接收靈敏度-110dBm，泄漏電纜檢測范圍100m-3000m，檢測精度±1.5dB；最火信號發(fā)射功率20dBm，測精度±1.5dB，工作溫度范圍－-25～+55℃。

（二）具體構(gòu)成分析

在信息傳輸中漏纜實時監(jiān)測中，LCM 主機(jī)主要分析CM 從機(jī)發(fā)射的接收功率數(shù)值，與具體應(yīng)用場景相結(jié)合，處理場強(qiáng)信號，將接收的信號轉(zhuǎn)變?yōu)樾孤╇娎|數(shù)據(jù)，進(jìn)而判斷分析是否出現(xiàn)運行異?，F(xiàn)象。以此對多臺從機(jī)信號進(jìn)行綜合分析，并利用遠(yuǎn)程網(wǎng)管進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，最終進(jìn)行信號發(fā)送與接收，

LCM 主機(jī)運行中主要采用嵌入式PC 控制，以專用收發(fā)芯片CCl020 進(jìn)行信號檢測，具有較強(qiáng)的功能，使用中能夠利用數(shù)據(jù)口 操控接收機(jī)，接收靈敏度-115dBm，在恒溫狀態(tài)下檢測精度能夠達(dá)到±1.5dB，檢測范圍50dB，信號檢測測從-115-65dBm。信號檢測范圍較廣，能夠滿足實際檢測需求。LCS 從機(jī)主要構(gòu)成中功率放大器、FSK 調(diào)制器、PLL 鎖相源、ALC 穩(wěn)幅器等，從機(jī)功率輸出較為穩(wěn)定，發(fā)射范圍較廣，運行主要功能為發(fā)射檢測信號，使得主機(jī)能夠接收，為主機(jī)運行起到輔助效果。使用中能夠結(jié)合要求變更頻點。

信號隔離器使用的主要目的在于分隔漏纜傳輸主信號與測量信號，使得主信號能夠正常傳播，要求信號隔離器中隔離度高于90dB，實際插入損耗低于5dB。運行中為了減少雙工器、波器體積，設(shè)計中要求信號隔離器使用的主要目的在于分隔漏纜傳輸主信號與測量信號，使得主信號能夠正常傳播，要求信號隔離器中隔離度高于90dB，實際插入損耗低于5dB。運行中為了減少雙工器、波器體積，設(shè)計中要求傳輸主頻率與檢測頻率兩者之間有一定距離。遠(yuǎn)程監(jiān)控通信體系運行中采用有線、無線兩種操作方式，有線主要包括64K、2M、PBX、LAN 等，無線主要包括FFSK、GSM—R、SMS 等。

三、結(jié)束語

隨著當(dāng)前鐵路運行壓力的不斷增長，鐵路運行過程中對無線通信要求逐漸提升，要求構(gòu)建全路覆蓋、零弱場的鐵路數(shù)據(jù)傳輸方式，為此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對泄漏電纜運行維護(hù)的管理，構(gòu)建漏泄電纜狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)，不斷加強(qiáng)對信息的收集與有效分析，結(jié)合信號數(shù)據(jù)數(shù)值判斷是否存在故障，從而促進(jìn)進(jìn)一步的故障處理，以此保證SM-R 無線通信系統(tǒng)順利運行。