護航5G發展

文 /殷海成

5G將至，8K視頻的極致體驗、杜比視界的震撼享受、VR/AR的沉浸體驗……在5G時代，智慧城市、智能家居、遠程醫療、無人駕駛等原本只存在于想象中的美好愿景，已經觸手可及。而實現這一切的前提，就是建立一套精密、龐大、復雜的通信標準體系，進而為各類通信基礎設施提供技術支撐。任何一個小細節的瑕疵，都有可能對整個網絡造成不可估量的嚴重后果。

發現國際標準瑕疵

李克強總理曾指出，“基礎研究決定一個國家科技創新的深度和廣度”。中國電子科技集團公司第二十三研究所（以下簡稱“23所”），就是致力于我國國防和民用電子信息裝備領域技術基礎研究的國家隊。

早在4G商用伊始，23所就已經著手針對下一代5G通信網絡中的新產品、新方案開展預先研究。通過大量的仿真和試驗，驗證了一批可行的產品或方案，也對不可行的進行了歸納和總結，避免后人再走彎路。

作為IEC/TC46“通信和信號用電纜、電線、波導、射頻連接器及其附件”國內技術歸口單位，23所長期對支撐5G通信網絡的IEC基礎通信產品標準及試驗方法標準進行跟蹤和研究（如IEC 61196“同軸通信電纜”系列、IEC 61156“對稱通信電纜”系列、IEC 62153“金屬通信電纜電磁兼容性試驗方法”系列、IEC 62037“無源射頻和微波器件的互調試驗方法”系列等）。

兩年前的一天，23所下屬國家信息傳輸線質量檢驗中心（以下簡稱“國檢中心”）依據IEC 61196-1-119：2012《同軸通信電纜 電氣試驗方法 射頻額定功率》標準，對通信電纜進行功率容量測試時，發現該標準存在重大的技術問題：由于缺乏判定電纜溫升穩定指標，無法準確獲得電纜的功率容量。

在數據容量和數據傳輸速度方面，5G技術有著顯著的提升，這也對承擔傳輸信息載體的通信電纜提出了更高的技術要求，需要更高密度的部署，以此來支撐多端口的通信。也正是這一特性，通信電纜在傳輸射頻信號時容易產生發熱和散熱的問題，該問題將直接影響到電纜傳輸參數的衰減、延遲等，成為5G場景下限制傳輸速率的重要因素，嚴重影響用戶高速互聯的體驗。

要搞清楚這一問題產生的原因，就需要對它的射頻額定功率進行研究。IEC曾于2012年發布了IEC 61196-1-119：2012標準，它詳細介紹了兩種測試電纜功率容量的方法。

一般而言，當通信電纜剛開始使用時，電纜溫度不會在短時間內達到穩態，而是存在一個發熱和散熱達到平衡的過程。達到平衡后，電纜各部分溫度處于穩定狀態，此時測試電纜的電氣參數才可獲得準確功率。由于通信電纜的發熱時間與電纜的結構尺寸、絕緣和護套的熱阻密切相關，因此不同尺寸、不同敷設條件的電纜發熱時間常數不同。

IEC 61196-1-119：2012標準規定，通信電纜額定功率測試時，電纜導體通過足夠的時間加熱后，達到穩態溫升。由于沒有給出量化的依據，此方法需等待很長的時間，且對溫度何時穩定的判斷具有主觀性和盲目性，明顯不具備測試實操可能。

歷時兩年的上海探索

圖1 IEC/TC46 工作組會議

為了解決這個問題， 2016年，國檢中心組建團隊對基于IEC 61196-1-119：2012標準的通信電纜功率容量試驗方法進行研究。通過兩年的不懈探索，課題組成功將傳輸線理論與熱力學有機結合，實現了一種以低頻模擬法替代高頻直接法的功率試驗方法，并提出了一種穩態溫升的測量方法。這不僅解決了功率無法定量考核的難題，還提高了試驗的可操作性，也為國內線纜企業自主開展功率試驗，提供了一個寶貴的指導方案。

這套實驗方法在國內試驗成功后，國檢中心決定將其推向國際。隨后，在代表線纜界國際最高學術水平的“國際電線電纜連接研討會”（IWCS）上，國檢中心關于通信電纜功率測試的主題演講獲得了與會專家的高度認可。國際電工委員會第四十六分技術委員會（IEC/TC46）也認為之前標準存在技術問題，明確由我國對IEC 61196-1-119：2012標準開展進一步研究，同時負責開展對該標準的修訂工作。

此后，國檢中心對現行的國際標準進行技術修訂，并對標準架構進行了重構。修訂后的標準，其邏輯更清晰，技術路線更明確，操作性更強。目前，在國內已有數家大型線纜廠商采用該技術對自由產品進行摸底測試，其測試結果與產品的設計指標基本吻合，具備廣泛推廣的可能。

結 語

合作與開放是未來技術發展的主題，也是全球化浪潮下技術進步的基礎和保障。23所的精益求精，既提高了我國線纜的標準化水平，也實現了對5G通信技術的保駕護航。