信息傳輸中的漏纜實時監測技術分析

談美蓉 朱建良 肖利峰

（江蘇亨鑫科技有限公司，江蘇 新沂 214222）

當前鐵路系統大量運用了漏泄同軸電纜，運行中具有傳統天饋覆蓋系統無可比擬的使用優勢，使用中受外界的干擾較小，綜合具有信號傳輸、發射與接收等功能，具有較高的可控性。在山區彎道、城市地鐵、鐵路隧道、路塹等信號傳輸較弱的區域運用優勢明顯。為了提升運行效果，應當構建漏泄電纜實時監測系統，及時發現并解決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中作發射和接收的主饋線、分饋線，也可用于其它電子設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、廣播通信等系統的機站內發射機、接收機、無線通信設備之間的連接線，也可用于其它電子設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。目前可以批量生產的鋁管外導體RF 電纜規格為：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，高寬頻段輻射型漏纜使用于公網。輻射型漏纜按照特定的使用頻率設計。該類型漏纜其電磁能量是以輻射的方式進行傳播，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，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的作用，又有天線的功能，通過在外導體上開合適的槽孔，可將電磁波能量沿線路均勻地輻射出去及接收進來，實現對電磁場盲區的覆蓋。適用于無線移動通信、無線遙控、無線報警等系統無線電波不能直接傳播或傳播不良的區域，特別是狹長的區域覆蓋。如隧道、坑道、地下鐵道、高速公路、地下停車場、礦井及室內覆蓋等。

圖1 漏泄電纜使用原理圖

二、漏纜狀態監測系統構成與技術參數

漏纜狀態監測系統構建中主要包括四部分，分別是監測主機LCM、號隔離器、從機LCS、遠程監控等部分。漏纜檢測系統按照IEC 國際標準要求建立了一套完整的漏纜檢測系統，配置了德國R&S 信號發生器和頻譜分析儀、標準偶極子天線，對漏纜進行檢測。

（一）漏纜狀態監測系統構件

連接器廣泛用于微波傳輸和移動通信天饋系統及移動通信、無線市話室內覆蓋系統中連接射頻同軸電纜用。轉接器主要用于不同接口之間的轉換。可以是接口型式之間的轉換，在不同接觸件間進行轉換。采用N 型、DIN 型轉換，實現公頭、母頭間轉換，或兩者同時都換。避雷器用于高頻信號設備的防護，安裝在高頻信號設備和同軸饋線之間，防止由雷電感應形成的過電壓對高頻信號設備的損害。直流阻斷器主要應用于漏泄電纜上。從結構上構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連接用。如天線與饋線、饋線與機柜以及機柜內模塊之間的連接。主要包括機柜與主饋線間連接的室內跳線超柔1/2、主饋線與天線間連接的室外跳線普通1/2、機柜內連接的機柜跳線超柔1/2,3/8,1/4。功分器用于室內覆蓋系統中功率的平均分配。常用于同層覆蓋。耦合器是室內覆蓋的一種器件，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，輸出可以接繼續傳輸的地方，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，主機結合遠程監視中心的相關設置，從LCS 從機查詢相關信息，某臺機器運行中一旦被總臺查詢，則能夠發射相應信號，包括發射功率、給定時間長度、發射頻率、發射頻率等，LSM 主機檢測分析過程中能夠得出發射信號的具體強度，并對比分析接收信號的場強與正常數值兩者之間的關系，分析中，LCM 主機連續進行三次檢測，以此提升檢測數據的精準性，在完成此部分檢測數值之后，再檢測下一臺LCS 從機。在檢測過程中如果發現存在檢測數值異常現象，后臺能夠對數值進行分析，并發出警報[5]。

結合實際信息數據傳輸過程中，結合實際數值情況，對異常數據情況進行相應的故障等級劃分。主要對數據信號衰減情況進行劃分，數據監測中，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致，也盡可能是由于漏纜出現腐蝕老化等因素。如監測到的數據信號在6dB-15dB之間，則可能的原因為漏纜外皮出現變形、損壞現象，或者接頭進水等。若監測中信號衰減大于20dB，則可能的因素是由于漏纜出現嚴重破損或者斷裂。對此現象進行分析，較為常見的影響因素為接觸不良或者接頭松動。對漏纜狀態進行監測中，主要依據以下數據指標，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；最火信號發射功率20dBm，測精度±1.5dB，工作溫度范圍－-25～+55℃。

（二）具體構成分析

在信息傳輸中漏纜實時監測中，LCM 主機主要分析CM 從機發射的接收功率數值，與具體應用場景相結合，處理場強信號，將接收的信號轉變為泄漏電纜數據，進而判斷分析是否出現運行異常現象。以此對多臺從機信號進行綜合分析，并利用遠程網管進行數據交換，最終進行信號發送與接收，

LCM 主機運行中主要采用嵌入式PC 控制，以專用收發芯片CCl020 進行信號檢測，具有較強的功能，使用中能夠利用數據口 操控接收機，接收靈敏度-115dBm，在恒溫狀態下檢測精度能夠達到±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 從機主要構成中功率放大器、FSK 調制器、PLL 鎖相源、ALC 穩幅器等，從機功率輸出較為穩定，發射范圍較廣，運行主要功能為發射檢測信號，使得主機能夠接收，為主機運行起到輔助效果。使用中能夠結合要求變更頻點。

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，設計中要求傳輸主頻率與檢測頻率兩者之間有一定距離。遠程監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、結束語

隨著當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，要求構建全路覆蓋、零弱場的鐵路數據傳輸方式，為此應當加強對泄漏電纜運行維護的管理，構建漏泄電纜狀態實時監測系統，不斷加強對信息的收集與有效分析，結合信號數據數值判斷是否存在故障，從而促進進一步的故障處理，以此保證SM-R 無線通信系統順利運行。