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摘要：数字通信是现代通信技术中广泛运用模式，随着数字通信快速发展的要求日益提高，必须考虑HYA型市话通信电缆运用对数字通信的发展影响。
关键词：电缆；数字通信；影响
中图分类号：TN913.8 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 09-0000-02
HYA Type Telephone Communication Cable Impact on Digital Communication
Pei Yunshu
(China Tietong Tonghua Branch,Tonghua134002,China)
Abstract:Digital communication is widely used in modern communication technology model,the rapid development of digital communication with the increasing demand,we must consider the type of local communication cable HYA use of development impact of digital communications.
Keywords:Cable;Digital communication;Impact
一、引言
HYA型市话通信电缆是铜芯聚乙烯铝箔绝缘综合护套市内通信电缆，铜芯线径为0.4-0.7毫米等，有良好的防水性，在电缆线路中每个回路的电气性能可用它们的一次参数来说明，每公里的有效电阻R、电感L、电容C、绝缘电导G，信号电流通过每一小段线路上串联的电阻R和电感L时会产生压降，还会通过存在于两芯线间的电容C和电导G中途返回发送端，致使沿线路上传送的电流越来越小，电压越来低，这说明信号能量在线路受到衰减，衰减大小和线路的一次参数有着密切的联系。这些参数与回路的电压电流无关，它们是由通信电线路的结构、尺寸、材料和传输电流的频率等条件决定的，对于在5KHZ的低频信号，其有效电阻近似等于回路的直流电阻，但对于高频电缆回路的有效电阻R不能用直流电阻来代替，因为这时交流引起的附加电阻是不能忽略的。
二、通信电缆的结构及电气特性
由于扭绞的缘故，芯线的实际长度要大于电缆的长度，这就使回路电阻略有增加，如一回路的位置处在电缆的某层中，该层的直径在30毫米以下时，电阻值增大1%，该层的直径在30-40毫米时，电阻值增大1.5%。在导体中通过交流时，在导线内部及周围产生交变电磁场，又由于交变磁场的作用，在导线内部及邻近金属中产生感应电流，即涡流。由于本导线内的涡流把输入电流挤到导线表面产生集肤效应。当输入电流的频率愈高，导线的电导率，导磁率和导线直径愈大，集肤效应就愈显著。当传输频率达到一定高度时，输入电流仅流过导线的表面部分。由于集肤效应的作用，相当于减小了导线的有效面积，而增加了一个附加电阻。由邻近效应所引起的附加电阻，邻近效应是双线回路中的一根导线通过电流时在另一根导线中产生的涡流所造成的。涡流和输入电流相互作用的结果，使得在导线和导线彼此相邻的一侧电流密度增加，而在相反的一侧电流密度减小，这就产生邻近效应。邻近效应的作用使两导线的电流密度重新分配，相当于减小了导线的有效面积而增加了一个附加电阻，邻近效应与输入电流的频率，导线的导磁率和导线的直径成正比。与回路两芯线距离的平方成正比。从结构上看应该考虑新型宽带结构的HYA型市话通信电缆，以便直接符合通信新业务发展。
电缆回路的电容与一般电容器一样，两根芯线相当于两个极板，芯线绝缘物相当于介质，因为电缆是由许多线对密集在一起的，而且外面又包有屏蔽层，所以任何相邻芯线及芯线与屏蔽层都有电容存在，把一对回路两导线间的的电容称工作电容，也是一般测试仪器测出来的电容。两芯线间及芯线对地间的电容称部分电容。因为线位不同对地电容不平衡，电缆的工作电容也随温度而变化，这是因为温度增加后芯线的直径和长度都增大。
绝缘电导是说明电缆芯线绝缘层质量的，同时表明了芯线绝缘层中能量的损耗情况，并希望电缆的绝缘电导越小越好。
三、通信电缆在数字通信中的运用
数字通信工作速率是衡量数字通信系统通信能力的主要指标，通常采用调制速率，数据传送速率去描述。由于数字通信在传输过程中不可避免地会受到外界噪声干扰，信道的不理想也会带来信号的畸变。当噪声干扰和信号畸变达到一定程度时就可能导致接收的差错。随着传输速度的提高并且增加了近端串音衰减功率和等电平远端串音功率等一些指标，因此HYA型市话通信电缆在工艺和结构上要做一定的改进才能达到。
（一）通信电缆的串音
HYA型市话通信电缆中一通信回路源于邻近的电力线路广播线路，通信线路和本电缆内其它通信回路。由于回路之间存在着电磁耦合，使电信号的部分能量由一个通信回路转移到另一个通信回路。产生了主串回路的发送电平与被串回路的串音电平之差，串音影响的大小不但取决于串音电平的大小，而且取决接收的信号电平和串音电平相对大小，如果线路长短不同时，则远端串音衰减也不同，即线路长的，远端串音衰减大。线路短的，远端串音衰减小。
HYA型市话通信电缆交流对地电容不平衡衰减与对地电容不平衡系数有关，对地电容不平衡系数愈大，即邻近强电线路在通信回路上产生的感应电位差愈大，串音干扰愈严重。
（二）通信电缆的平衡
由于对称电缆电磁场的特点，使得一回路通话通信时，其他回路必须地处在它的电磁场范围内，受到它的串音影响。
为了减少回路间的串音，在对称电缆制造过程中采取了一些措施。如对称电缆内四线组的四根芯线采用了星形排列，各个四线组又采用了不同的扭路以消除组内和组间的串音。可是由于电缆制造工艺及其材料的限制，仍然存在着电缆芯线扭绞节距不均匀，绝缘厚度不均匀，绝缘介质的质量不纯，部分结构变形等，使电缆制成的部分电容、互感及芯线阻抗仍存在着不平衡，而引起串音、杂音。因此，在电缆施工中，必须采取一些措施。如合理配盘芯线间施行交叉，加入平衡元件，这些措施统称为电缆的平衡。电缆平衡的目的就在于使电缆内的所有回路和与外界干扰回路间均具有足够的串音防卫度。
（三）通信电缆的气压维护
在通信电缆线路中，最常遇到的障碍是由于电缆金属护套被腐蚀、遭雷击破坏、人为损坏或电缆接续套管封焊不严等，使潮气及水分侵入电缆内，发生电缆芯线绝缘电阻降低，影响通信的正常运用，严重时还能造成通信中断。为了预防和及时发现上述情况，提高电缆芯线的绝缘程度，目前在电缆线路上广泛采用了气压维护方法。
将电缆线路分隔成许多气闭段，然后把经过干燥处理的气体充入电缆内，并使其经常保持一定的气压。另外在电缆线路上还装设有告警信号器及测试设备。当电缆发生漏气障碍时，电缆内护套中的气压尚能维持在一定的范围，使外界的潮气和水分不易侵入电缆。当气压降低到一定程度时，告警信号器并经测试设备确定障碍范围，维护人员便可及时查找和排除障碍，保证通信畅通，气压维护是电缆线路中最重要最经常的工作。它直接反映出是否能保证通信电缆使用的特性和技术标准。
（四）电缆的特性及在数字通信中的运用
现在HYA型市话通信电缆所形成的网络虽然可以支持一些数字通信新业务，但是在实际使用过程中并不是特别理想，在通信距离，速率及质量上仍有一定的限制。这就要求HYA型市话通信电缆有很严格的高频特性，要想达到户外HYA型市话通信电缆实现五类电缆特性，必须通过特殊的设计和制造来达到。
HYA型市话通信电缆在20KHZ以下，所有电缆都显示充分适宜的传输性能。随着智能化对宽带布线的要求愈来愈高，五类以上电缆将已逐渐成为布线系统中的主流。超五类电缆与五类电缆的频率都是100KHZ，具有双向通信能力，用户可以同时收发宽带信息，因此五类电缆比HYA型市话通信电缆在电阻不平衡性，绝缘电阻，对地电容不平衡性，传输速度等指标都有提高，并且增加了近端串音衰减功率和等电平远端串音功率等一些指标。如采用泡沫皮绝缘芯线或皮泡皮绝缘芯线，骨架式结构隔离线对等都改善了电缆的高频特性。
据息美国已在1997年制定了用于宽带的对绞通信电缆标准（ANSI/ICEAS—98—688—1997及S—99—689—1997），包括非填充和填充两型式，传输频宽已扩展到100MHZ，可供数字网络使用。IEC对此问题进行过较长时间的讨论，2001年，IEC62255—1文件“用于高比特频率数字接入电信网络的多对数电缆”，提出了0.4—0.8毫米线径，1—150对，最高频率30KHZ等指标，建议的提出也许会为这种电缆开辟一个新的空间，我国也开始了这方面的探讨和研制，并正建立相应的标准。
HYA型市话通信电缆已形成通信网络，我们只能在现有条件下尽量利用其特性开通数字新业务。而现在的HYA型市话通信电缆虽然亦可开通ADSL等一些新任务，但是容量有限，当ADSL数量增大到一定限度后还是会出现干扰问题，而且还会影响以前开通业务。因此，对新敷设的HYA型市话通信电缆希望能提出一些新的宽带指标要求，为将来开通更多更好的新业务作好准备。现有的HYA型市话通信电缆生产厂商应深入研究自身的生产工艺，在不改变生产设备的情况下，认真设计和精心制造，把现有电缆的技术水平提高一个档次，以提供更宽频带的电缆，为更多更好地开拓数字新业务提供高质量的通道。
四、我国通信网络的发展和未来
电信网络在不断发展的同时也对光缆产品不断提出新的要求。不难发现，光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求，在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中，会对这一点有深刻的体会。而今后光缆建设的重点将会随着接入网、用户驻地网的建设不断展开，新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆、吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化，以便有限的空间得到充分、灵活的利用。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验，正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多，接入网和用户驻地网具有很多的特色，对接入光缆也会有更多的要求，为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说，多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面，虽然紧跟了先进技术，但自我创新的成份太少。今后应当在这方面下些功夫，走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。
[作者简介]裴云树（1966.6-），男，本科，2005年7月毕业于通化师范学院，现任中国铁通通化分公司工程师。
关键词：电缆；数字通信；影响
中图分类号：TN913.8 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 09-0000-02
HYA Type Telephone Communication Cable Impact on Digital Communication
Pei Yunshu
(China Tietong Tonghua Branch,Tonghua134002,China)
Abstract:Digital communication is widely used in modern communication technology model,the rapid development of digital communication with the increasing demand,we must consider the type of local communication cable HYA use of development impact of digital communications.
Keywords:Cable;Digital communication;Impact
一、引言
HYA型市话通信电缆是铜芯聚乙烯铝箔绝缘综合护套市内通信电缆，铜芯线径为0.4-0.7毫米等，有良好的防水性，在电缆线路中每个回路的电气性能可用它们的一次参数来说明，每公里的有效电阻R、电感L、电容C、绝缘电导G，信号电流通过每一小段线路上串联的电阻R和电感L时会产生压降，还会通过存在于两芯线间的电容C和电导G中途返回发送端，致使沿线路上传送的电流越来越小，电压越来低，这说明信号能量在线路受到衰减，衰减大小和线路的一次参数有着密切的联系。这些参数与回路的电压电流无关，它们是由通信电线路的结构、尺寸、材料和传输电流的频率等条件决定的，对于在5KHZ的低频信号，其有效电阻近似等于回路的直流电阻，但对于高频电缆回路的有效电阻R不能用直流电阻来代替，因为这时交流引起的附加电阻是不能忽略的。
二、通信电缆的结构及电气特性
由于扭绞的缘故，芯线的实际长度要大于电缆的长度，这就使回路电阻略有增加，如一回路的位置处在电缆的某层中，该层的直径在30毫米以下时，电阻值增大1%，该层的直径在30-40毫米时，电阻值增大1.5%。在导体中通过交流时，在导线内部及周围产生交变电磁场，又由于交变磁场的作用，在导线内部及邻近金属中产生感应电流，即涡流。由于本导线内的涡流把输入电流挤到导线表面产生集肤效应。当输入电流的频率愈高，导线的电导率，导磁率和导线直径愈大，集肤效应就愈显著。当传输频率达到一定高度时，输入电流仅流过导线的表面部分。由于集肤效应的作用，相当于减小了导线的有效面积，而增加了一个附加电阻。由邻近效应所引起的附加电阻，邻近效应是双线回路中的一根导线通过电流时在另一根导线中产生的涡流所造成的。涡流和输入电流相互作用的结果，使得在导线和导线彼此相邻的一侧电流密度增加，而在相反的一侧电流密度减小，这就产生邻近效应。邻近效应的作用使两导线的电流密度重新分配，相当于减小了导线的有效面积而增加了一个附加电阻，邻近效应与输入电流的频率，导线的导磁率和导线的直径成正比。与回路两芯线距离的平方成正比。从结构上看应该考虑新型宽带结构的HYA型市话通信电缆，以便直接符合通信新业务发展。
电缆回路的电容与一般电容器一样，两根芯线相当于两个极板，芯线绝缘物相当于介质，因为电缆是由许多线对密集在一起的，而且外面又包有屏蔽层，所以任何相邻芯线及芯线与屏蔽层都有电容存在，把一对回路两导线间的的电容称工作电容，也是一般测试仪器测出来的电容。两芯线间及芯线对地间的电容称部分电容。因为线位不同对地电容不平衡，电缆的工作电容也随温度而变化，这是因为温度增加后芯线的直径和长度都增大。
绝缘电导是说明电缆芯线绝缘层质量的，同时表明了芯线绝缘层中能量的损耗情况，并希望电缆的绝缘电导越小越好。
三、通信电缆在数字通信中的运用
数字通信工作速率是衡量数字通信系统通信能力的主要指标，通常采用调制速率，数据传送速率去描述。由于数字通信在传输过程中不可避免地会受到外界噪声干扰，信道的不理想也会带来信号的畸变。当噪声干扰和信号畸变达到一定程度时就可能导致接收的差错。随着传输速度的提高并且增加了近端串音衰减功率和等电平远端串音功率等一些指标，因此HYA型市话通信电缆在工艺和结构上要做一定的改进才能达到。
（一）通信电缆的串音
HYA型市话通信电缆中一通信回路源于邻近的电力线路广播线路，通信线路和本电缆内其它通信回路。由于回路之间存在着电磁耦合，使电信号的部分能量由一个通信回路转移到另一个通信回路。产生了主串回路的发送电平与被串回路的串音电平之差，串音影响的大小不但取决于串音电平的大小，而且取决接收的信号电平和串音电平相对大小，如果线路长短不同时，则远端串音衰减也不同，即线路长的，远端串音衰减大。线路短的，远端串音衰减小。
HYA型市话通信电缆交流对地电容不平衡衰减与对地电容不平衡系数有关，对地电容不平衡系数愈大，即邻近强电线路在通信回路上产生的感应电位差愈大，串音干扰愈严重。
（二）通信电缆的平衡
由于对称电缆电磁场的特点，使得一回路通话通信时，其他回路必须地处在它的电磁场范围内，受到它的串音影响。
为了减少回路间的串音，在对称电缆制造过程中采取了一些措施。如对称电缆内四线组的四根芯线采用了星形排列，各个四线组又采用了不同的扭路以消除组内和组间的串音。可是由于电缆制造工艺及其材料的限制，仍然存在着电缆芯线扭绞节距不均匀，绝缘厚度不均匀，绝缘介质的质量不纯，部分结构变形等，使电缆制成的部分电容、互感及芯线阻抗仍存在着不平衡，而引起串音、杂音。因此，在电缆施工中，必须采取一些措施。如合理配盘芯线间施行交叉，加入平衡元件，这些措施统称为电缆的平衡。电缆平衡的目的就在于使电缆内的所有回路和与外界干扰回路间均具有足够的串音防卫度。
（三）通信电缆的气压维护
在通信电缆线路中，最常遇到的障碍是由于电缆金属护套被腐蚀、遭雷击破坏、人为损坏或电缆接续套管封焊不严等，使潮气及水分侵入电缆内，发生电缆芯线绝缘电阻降低，影响通信的正常运用，严重时还能造成通信中断。为了预防和及时发现上述情况，提高电缆芯线的绝缘程度，目前在电缆线路上广泛采用了气压维护方法。
将电缆线路分隔成许多气闭段，然后把经过干燥处理的气体充入电缆内，并使其经常保持一定的气压。另外在电缆线路上还装设有告警信号器及测试设备。当电缆发生漏气障碍时，电缆内护套中的气压尚能维持在一定的范围，使外界的潮气和水分不易侵入电缆。当气压降低到一定程度时，告警信号器并经测试设备确定障碍范围，维护人员便可及时查找和排除障碍，保证通信畅通，气压维护是电缆线路中最重要最经常的工作。它直接反映出是否能保证通信电缆使用的特性和技术标准。
（四）电缆的特性及在数字通信中的运用
现在HYA型市话通信电缆所形成的网络虽然可以支持一些数字通信新业务，但是在实际使用过程中并不是特别理想，在通信距离，速率及质量上仍有一定的限制。这就要求HYA型市话通信电缆有很严格的高频特性，要想达到户外HYA型市话通信电缆实现五类电缆特性，必须通过特殊的设计和制造来达到。
HYA型市话通信电缆在20KHZ以下，所有电缆都显示充分适宜的传输性能。随着智能化对宽带布线的要求愈来愈高，五类以上电缆将已逐渐成为布线系统中的主流。超五类电缆与五类电缆的频率都是100KHZ，具有双向通信能力，用户可以同时收发宽带信息，因此五类电缆比HYA型市话通信电缆在电阻不平衡性，绝缘电阻，对地电容不平衡性，传输速度等指标都有提高，并且增加了近端串音衰减功率和等电平远端串音功率等一些指标。如采用泡沫皮绝缘芯线或皮泡皮绝缘芯线，骨架式结构隔离线对等都改善了电缆的高频特性。
据息美国已在1997年制定了用于宽带的对绞通信电缆标准（ANSI/ICEAS—98—688—1997及S—99—689—1997），包括非填充和填充两型式，传输频宽已扩展到100MHZ，可供数字网络使用。IEC对此问题进行过较长时间的讨论，2001年，IEC62255—1文件“用于高比特频率数字接入电信网络的多对数电缆”，提出了0.4—0.8毫米线径，1—150对，最高频率30KHZ等指标，建议的提出也许会为这种电缆开辟一个新的空间，我国也开始了这方面的探讨和研制，并正建立相应的标准。
HYA型市话通信电缆已形成通信网络，我们只能在现有条件下尽量利用其特性开通数字新业务。而现在的HYA型市话通信电缆虽然亦可开通ADSL等一些新任务，但是容量有限，当ADSL数量增大到一定限度后还是会出现干扰问题，而且还会影响以前开通业务。因此，对新敷设的HYA型市话通信电缆希望能提出一些新的宽带指标要求，为将来开通更多更好的新业务作好准备。现有的HYA型市话通信电缆生产厂商应深入研究自身的生产工艺，在不改变生产设备的情况下，认真设计和精心制造，把现有电缆的技术水平提高一个档次，以提供更宽频带的电缆，为更多更好地开拓数字新业务提供高质量的通道。
四、我国通信网络的发展和未来
电信网络在不断发展的同时也对光缆产品不断提出新的要求。不难发现，光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求，在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中，会对这一点有深刻的体会。而今后光缆建设的重点将会随着接入网、用户驻地网的建设不断展开，新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆、吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化，以便有限的空间得到充分、灵活的利用。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验，正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多，接入网和用户驻地网具有很多的特色，对接入光缆也会有更多的要求，为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说，多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面，虽然紧跟了先进技术，但自我创新的成份太少。今后应当在这方面下些功夫，走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。
[作者简介]裴云树（1966.6-），男，本科，2005年7月毕业于通化师范学院，现任中国铁通通化分公司工程师。