數字通信技術論文(2)
數字通信技術論文
數字通信技術論文篇二
數字通信電纜屏蔽技術的應用與原理
摘要：隨著多業務傳輸平臺技術(MSTP)逐步成熟并在城域網中得到推廣，我國的“三網合一”通信網絡的建設已提上日程。目前數字通信網絡技術可概括為兩類：移動通信技術和永久鏈路通信網絡技術。在光纖端口不能與終端設備實現連接的前提下，通信電纜將承擔著支持上述通信技術的綜合業務。采用屏蔽技術的數字通信電纜憑借對電磁場的優化，可以支持0—65GHz頻段的通信，使通信電纜在“光進銅退”的時代背景下依然應用于大容量、高頻率、高速率的下一代通信網絡。
一、屏蔽技術及應用原理
屏蔽可有效地抵制以場的形式造成的干擾。屏蔽的原理是利用屏蔽體對電磁能流的反射、吸收和引導作用，而這些作用是與屏蔽結構表面上和屏蔽體內感生的電荷、電流和極化現象密切相關。
按屏蔽的作用原理，電纜屏蔽可分為靜電屏蔽、靜磁屏蔽和電磁屏蔽等三種形式。靜電屏蔽的作用是使電場終止于屏蔽的金屬表面，并將電荷送人大地;靜磁屏蔽的作用是使磁場限于屏蔽體內;電磁屏蔽的作用原理是電磁波在屏蔽體表面上的反射現象，以及屏蔽金屬厚度內高頻能量的衰減。
二、各種屏蔽結構的優缺點
(1) 單層銅絲編織。采用這種結構的電纜柔軟性好，但抗干擾能力較差，生產效率低，用銅量高，導致成本也高。
(2) 鋁塑復合薄膜和單層銅絲編織。其優點是電纜抗干擾能力強，柔軟性好;但缺點是編織速度慢、生產效率低用銅量高，成本高，而且電纜單位長度的重量重，不利于安裝施工。
(3) 一層鋁塑復合薄膜和一根排流銅導線。其優點是電纜輕，柔軟，安裝方便。但屏蔽性能還不太理想，尤其隨著時間推移或其他原因，由于排流導線與鋁層接觸電阻變化或鋁塑復合薄膜定型不理想，往往會引起屏蔽效能的下降。故長期使用可靠性差。
(4) 單層鋁塑復合薄膜和稀疏編織銅編織層。相對于上述第2種結構(編織密度高編織層)而言，其優點是生產率可成倍提高，生產成本可大幅度下降，生產過程易控制，具有較好的屏蔽效能(相對于第1、第3種結構)。
三、分析影響屏蔽電纜的選擇和應用的各種因素
(一)頻率范圍
頻率范圍是設計電纜屏蔽時首先考慮的參數。頻率范圍關系到電纜及其連接器采用高頻屏蔽還是低頻屏蔽。在音頻系統中，在50～60Hz頻段需要對用電設備屏蔽。對于射頻或靜電放電，則在幾十兆甚至更高的頻率范圍內都要求設計良好的屏蔽系統。
(二)電路阻抗
低阻抗工作電路意味著存在大電流，而大電流本身會產生較強的磁場(電感較高);高阻抗工作電路意味著存在小電流，小電流本身會產生較強的電場(電容較高)。電路阻抗是選用屏蔽材料的另一個主要因素。
(三)電纜長度
電纜工作時最高傳輸頻率的波長稱為電纜傳輸波長。若在最高頻率階段，電纜的長度少于傳輸波長的二十分之一時采用低頻屏蔽，但是若電纜長度大十傳輸波長的二十分之一，就需要采用高頻屏蔽。可見，電纜在什么樣的環境中以及如何接地都要受到電纜長度的影響。
四、數字通信電纜屏蔽技術的應用
(一)網狀編織屏蔽
網狀編織屏蔽在保持良好的柔韌性和抗撓壽命的同時，提供了超群的結構整體性。這種屏蔽對于降低低頻電磁干擾是理想的選擇。比起箔層屏蔽來說，網狀編織屏蔽降低了環路阻抗。網狀編織屏蔽在音頻以及低頻范圍(0.03～10MHz)非常有效。通常，網狀編織屏蔽覆蓋越密，屏蔽效果就越好。
(二)組合屏蔽
組合屏蔽就是指采用多種屏蔽材料和屏蔽工藝的多層屏蔽。它們能夠在整個頻段實現最完善的屏蔽效果。箔層/網狀編織屏蔽結合了箔層屏蔽磁場全覆蓋與網狀屏蔽整體性好、阻抗低等優點。組合屏蔽還有各種材料的箔層/網狀/箔層、網狀/網狀或網狀/螺旋等結構。
(三)接地保護
線路接地防護的目的是將過電壓、電流的能量旁路入地，達到保護設備的效果。因此防護成功與否，還要看瀉流是否有效，而瀉流的成敗，除了對防護器件的要求外，還要看接地系統的能力，所以接地也是電磁防護的重要內容。
為了提供能夠長期保持低阻抗對地排流，地下部分接地體的設置應當考慮以下因素：土壤條件、接地體與土壤的接觸面、接地信號的特性、接地體的長期效果。對于地上部分，應當考慮所設計的接地系統是固定的、連續的;所設計的載流量，應當滿足所可能遭受的任何電流量;所設計的阻抗數值，應將地面上的建筑物或設備的電位，限定在規定的范圍內。
(四)低頻磁場
高導磁材料具有低磁阻，對磁通起著分路的作用，使得屏蔽體內部的磁場大為減弱。當干擾電磁波的頻率較低時，可采用高導磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體外部，防止擴散到屏蔽內的空間。數據電纜屏蔽主要針對外來電磁干擾。當頻率低于10 MHz時，幾乎任何屏蔽編織網都能發揮很好的屏蔽作用。當頻率高于10MHz時，就要選用轉移阻抗低的屏蔽，且屏蔽覆蓋要在95%以上，以減少電磁泄漏。
五、結論與反思
隨著屏蔽數字電纜的應用環境越來越惡劣，對其屏蔽性能的要求也將日益提高。數字通信電纜屏蔽技術，越來越受到人們的重視。正確理解數字通信電纜屏蔽技術的概念，掌握其測試原理，分析測試結果的合理性、正確性，是屏蔽電纜設計人員應該具備的能力，也是屏蔽電纜成功設計必備條件之一。本文認真總結數字通信電纜屏蔽的工藝、技術原理和屏蔽網絡的接地方法，期待今后電纜研發與下一代通信網絡技術相互支持，早日建成我國的信息高速公路。
看了“數字通信技術論文”的人還看：
1.通信技術論文范文