通信機房通信線纜抗干擾問題研究

劉志鵬

摘要 通信機房內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行了簡要分析，列舉了一些抗干擾措施，并進行了定性的分析，同時介紹了近年的案例和一些新的發展，以期指導做好通信線纜抗干擾工作。

關鍵詞 通信線纜；抗干擾；同軸；雙絞

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

目前，通信機房內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，為了滿足數據、視頻流等非語音通信業務量猛增的需要，各地通信網絡都已經或計劃進行網絡擴容改造，換裝更大通信容量的通信設備，相應需要布放更多的通信線纜。而由于前期規劃、空間問題、工期緊張、監管不力等原因，產生了線路混雜、接地不佳、線纜質量低劣等問題，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）電導耦合引入干擾。一是當通信線纜與電力線路（設備）或通信線纜間絕緣低劣，就可能出現導電性接觸形成干擾。二是所謂“地回路”。當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，或設備與電器設備在同一回路用電，就可能對信號回路產生干擾。2）電容耦合（靜電感應）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，信號線上勢必出現干擾的分流分壓。3）電感耦合（電磁感應、輻射）引入干擾。電力線、電機設備的負荷電流通過電磁感應會對信號線產生干擾。例如2011年某通信機房視頻信號干擾嚴重，經排查發現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生感應電流，對視頻信號造成干擾。后經重新施工，將視頻線路經另一路由布放，遠離電力線路，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化以及正確接地等。

2.1隔離

“隔離”是最經濟的方法，應優先考慮。“隔離”包含2個方面內容：

1）可靠的絕緣；2）合理的布線（間距與走向）。國家相關規范中對布線工程有明確規定，“通信機房的電源線、綜合布線系統纜線應分隔布放，纜線間的最小凈距應符合設計要求”。

2.2屏蔽

2.2.1干擾源屏蔽

此措施效果明顯，與隔離一樣是經濟可行的措施。例如機電設備、電源開關等應有鐵質殼體屏蔽，電力線纜可采用帶屏蔽層的線纜，或者采用帶蓋的鋼質電纜槽（或隔板）或穿線鋼管進行敷設。

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。可采用帶屏蔽層的線纜（如同軸電纜、帶屏蔽層的以太網線）傳輸弱電信號。

同軸電纜為非平衡傳輸線，由中心導線、絕緣材料、屏蔽網層及外層護套組成，有50Ω和75Ω兩種在廣泛使用。同軸電纜的這種結構，使內部電磁場無法穿透出去，外界電磁場也無法干擾內部，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的電纜最大可以達到1Gb/s～2Gb/s的數據傳輸速率。

但同軸電纜是金屬導體制成，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，存在縫隙，外界電磁波會有一部分從縫隙中滲透進去。同軸電纜的屏蔽系數是由構成屏蔽體的編束數、每一編束內的導線數、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。質量低劣的同軸電纜，屏蔽網薄而稀疏，屏蔽網縫隙大，屏蔽系數低，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構，已經發展出雙層屏蔽、三層屏蔽，甚至四層屏蔽，使同軸電纜屏蔽系數有所提高，但成本也大幅增加。

2）阻抗不匹配。如果使用非標準和質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距離過近，或者絕緣不好，也會對信號產生干擾。在敷設同軸電纜時，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。如果機房接地系統規劃不好，通信設備與其他電氣設備使用同一供電回路，電氣設備會傳遞干擾進入接地系統，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端嚴重的接地電位差等。

例如2011年某通信機房有大量E1信道出現誤碼，后經排查發現是這些E1信道在數字配線架模塊的端口未接地，致使光端機側E1端口的接地電位與數字配線架模塊側的接地電位存在“電位差”。后經重新施工，對機房接地系統進行改造，使所有設備的接地點都連接到機房接地匯流排，形成一個共同的基準電位，之后再未出現類似問題。

2.3雙絞

對絞線是成對的兩根導線（芯線）相互絞扭而形成的電線電纜，為平衡傳輸線。這兩根導線的位置反復交替，綜觀全線路，其分布電容、分布電感綜合形成的耦合條件（即相應干擾通道的耦合阻抗）就非常接近，因此耦合導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，叫做節距，節距越小（扭線越密），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，前者線徑細而后者線徑粗。五類雙絞線最高傳輸率為100Mbps，最大網段長為100m。超五類線主要用于千兆位以太網（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結論

本文對通信線纜的干擾來源進行了分析，列舉了一些抗干擾措施，并進行了定性的分析。雙絞線、同軸電纜等金屬通信線纜由于已經無法滿足通信容量日益增加的需求，以及光纖和光通信設備的成本不斷降低，雙絞線、同軸電纜等金屬線纜的應用空間必將進一步被壓縮。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，需要從設計、材料選擇、施工、維護等多層面綜合考慮。endprint