信息传输中的漏缆实时监测技术分析

谈美蓉 朱建良 肖利峰

（江苏亨鑫科技有限公司，江苏 新沂 214222）

当前铁路系统大量运用了漏泄同轴电缆，运行中具有传统天馈覆盖系统无可比拟的使用优势，使用中受外界的干扰较小，综合具有信号传输、发射与接收等功能，具有较高的可控性。在山区弯道、城市地铁、铁路隧道、路堑等信号传输较弱的区域运用优势明显。为了提升运行效果，应当构建漏泄电缆实时监测系统，及时发现并解决LCX 漏泄电缆检测问题。

一、常见的漏泄同轴电缆

（一）同轴电缆

普通RF 电缆用于移动通信系统中作发射和接收的主馈线、分馈线，也可用于其它电子设备中做传输高频信号的低损耗传输线。常见运行电缆包括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 电缆

适用于无线移动通信、微波传输、广播通信等系统的机站内发射机、接收机、无线通信设备之间的连接线，也可用于其它电子设备中做传输高频信号的低损耗传输线。常见运行电缆包括HRCAY(Z)-50-5、HRCAY(Z)-50-7、HRCAY(Z)-50-9、HRCTY(Z)-50-21、HRCTY(Z)-50-31。目前可以批量生产的铝管外导体RF 电缆规格为：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）漏泄同轴电缆

辐射型电缆主要包括HLCTY(R)-50-22(7/8”)、HLCTY(R)-50-32(1-1/4”)、HLHTY(R)-50-42(1-5/8”)、其中分为低频段和高宽频段辐射型漏缆，低频段辐射型漏缆使用于专网，高宽频段辐射型漏缆使用于公网。辐射型漏缆按照特定的使用频率设计。该类型漏缆其电磁能量是以辐射的方式进行传播，故相同的漏泄能量可在辐射方向上相对集中，并且随距离地增加其能量减少较小。该类型的漏泄同轴电缆由于与其工作频率密切相关，同时其电磁能量具有一定的方向性[3]。

（四）漏泄电缆使用原理分析

漏泄电缆既具有信号传输的作用，又有天线的功能，通过在外导体上开合适的槽孔，可将电磁波能量沿线路均匀地辐射出去及接收进来，实现对电磁场盲区的覆盖。适用于无线移动通信、无线遥控、无线报警等系统无线电波不能直接传播或传播不良的区域，特别是狭长的区域覆盖。如隧道、坑道、地下铁道、高速公路、地下停车场、矿井及室内覆盖等。

图1 漏泄电缆使用原理图

二、漏缆状态监测系统构成与技术参数

漏缆状态监测系统构建中主要包括四部分，分别是监测主机LCM、号隔离器、从机LCS、远程监控等部分。漏缆检测系统按照IEC 国际标准要求建立了一套完整的漏缆检测系统，配置了德国R&S 信号发生器和频谱分析仪、标准偶极子天线，对漏缆进行检测。

（一）漏缆状态监测系统构件

连接器广泛用于微波传输和移动通信天馈系统及移动通信、无线市话室内覆盖系统中连接射频同轴电缆用。转接器主要用于不同接口之间的转换。可以是接口型式之间的转换，在不同接触件间进行转换。采用N 型、DIN 型转换，实现公头、母头间转换，或两者同时都换。避雷器用于高频信号设备的防护，安装在高频信号设备和同轴馈线之间，防止由雷电感应形成的过电压对高频信号设备的损害。直流阻断器主要应用于漏泄电缆上。从结构上构建一种耐高压的电容器。其工作原理是阻断直流通路，同时不影响高频无线信号的传输[4]。

跳线主要用于移动通信天馈线跳转连接用。如天线与馈线、馈线与机柜以及机柜内模块之间的连接。主要包括机柜与主馈线间连接的室内跳线超柔1/2、主馈线与天线间连接的室外跳线普通1/2、机柜内连接的机柜跳线超柔1/2,3/8,1/4。功分器用于室内覆盖系统中功率的平均分配。常用于同层覆盖。耦合器是室内覆盖的一种器件，用于可选择性的功率分配。比如需要在不同的楼层布点，电缆馈线信号27dBm，强度需求不高，即可使用耦合器，分为输入端、输出端和耦合端，输入接馈线，输出可以接继续传输的地方，比如其他楼层；耦合端可以有选择地把信号衰减，比如天线下面需要20dBm，以选择7dB 的耦合器。

在具体工作过程中，主机结合远程监视中心的相关设置，从LCS 从机查询相关信息，某台机器运行中一旦被总台查询，则能够发射相应信号，包括发射功率、给定时间长度、发射频率、发射频率等，LSM 主机检测分析过程中能够得出发射信号的具体强度，并对比分析接收信号的场强与正常数值两者之间的关系，分析中，LCM 主机连续进行三次检测，以此提升检测数据的精准性，在完成此部分检测数值之后，再检测下一台LCS 从机。在检测过程中如果发现存在检测数值异常现象，后台能够对数值进行分析，并发出警报[5]。

结合实际信息数据传输过程中，结合实际数值情况，对异常数据情况进行相应的故障等级划分。主要对数据信号衰减情况进行划分，数据监测中，若实际信号衰减<5dB，可能是由于空气中温度以及湿度变化所导致，也尽可能是由于漏缆出现腐蚀老化等因素。如监测到的数据信号在6dB-15dB之间，则可能的原因为漏缆外皮出现变形、损坏现象，或者接头进水等。若监测中信号衰减大于20dB，则可能的因素是由于漏缆出现严重破损或者断裂。对此现象进行分析，较为常见的影响因素为接触不良或者接头松动。对漏缆状态进行监测中，主要依据以下数据指标，要求工作频420-450MHz，最大允许信号衰减值100dB，接收灵敏度-110dBm，泄漏电缆检测范围100m-3000m，检测精度±1.5dB；最火信号发射功率20dBm，测精度±1.5dB，工作温度范围－-25～+55℃。

（二）具体构成分析

在信息传输中漏缆实时监测中，LCM 主机主要分析CM 从机发射的接收功率数值，与具体应用场景相结合，处理场强信号，将接收的信号转变为泄漏电缆数据，进而判断分析是否出现运行异常现象。以此对多台从机信号进行综合分析，并利用远程网管进行数据交换，最终进行信号发送与接收，

LCM 主机运行中主要采用嵌入式PC 控制，以专用收发芯片CCl020 进行信号检测，具有较强的功能，使用中能够利用数据口 操控接收机，接收灵敏度-115dBm，在恒温状态下检测精度能够达到±1.5dB，检测范围50dB，信号检测测从-115-65dBm。信号检测范围较广，能够满足实际检测需求。LCS 从机主要构成中功率放大器、FSK 调制器、PLL 锁相源、ALC 稳幅器等，从机功率输出较为稳定，发射范围较广，运行主要功能为发射检测信号，使得主机能够接收，为主机运行起到辅助效果。使用中能够结合要求变更频点。

信号隔离器使用的主要目的在于分隔漏缆传输主信号与测量信号，使得主信号能够正常传播，要求信号隔离器中隔离度高于90dB，实际插入损耗低于5dB。运行中为了减少双工器、波器体积，设计中要求信号隔离器使用的主要目的在于分隔漏缆传输主信号与测量信号，使得主信号能够正常传播，要求信号隔离器中隔离度高于90dB，实际插入损耗低于5dB。运行中为了减少双工器、波器体积，设计中要求传输主频率与检测频率两者之间有一定距离。远程监控通信体系运行中采用有线、无线两种操作方式，有线主要包括64K、2M、PBX、LAN 等，无线主要包括FFSK、GSM—R、SMS 等。

三、结束语

随着当前铁路运行压力的不断增长，铁路运行过程中对无线通信要求逐渐提升，要求构建全路覆盖、零弱场的铁路数据传输方式，为此应当加强对泄漏电缆运行维护的管理，构建漏泄电缆状态实时监测系统，不断加强对信息的收集与有效分析，结合信号数据数值判断是否存在故障，从而促进进一步的故障处理，以此保证SM-R 无线通信系统顺利运行。