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  • 隧道内无线通信技术应用的简述

    隧道内无线通信技术应用的简述

        无线通信技术是目前科技发展中的热门技术,5G、WiFi、物联网、车联网……,都离不开无线通信的发展。我们这里不谈这些技术,太深奥,谈的人太多轮不到我们底层人的介入,谈一谈我们通常应用的隧道通信技术吧。  目前通用的技术  目前的隧道内的通信信号覆盖都是采用直放站加漏缆的方式,对于铁路通信系统的建设投入和养护维修来说都占据了工作很大的部分,包括资金的投入和人力的投入。因此解决好隧道内覆盖的问题是对铁路通信的一个很重要的事情。  在上世纪五十年代就开始使用电子管的无线通信技术,到七十年代末开始应用150MHz频段的通信手段,八十年代开始大力发展450MHz通信技术。最早在一些山区隧道使用了射频中继器,把车站电台的射频信号通过电缆引入到隧道内进行放大。  光纤直放站  上世纪九十年代,美国AT&T公司最早提出了射频直放的概念,在我国铁路上通号所马双九研究员首先开始进行研究,与简水生的研究生做了实验室试验,这在国内也算作最早起步的。但由于当时某些领导不相信马双九的想法走在了国内的前列,所以没有同意立项研究,直到1997年才开始进行基础研究。  经过基础研究,又立项进行产品研究,在本世纪初开始在秦沈客专使用了我国铁路最早的光纤直放站(不是隧道内)。  开始建设GSM-R网络以后,隧道内的覆盖就当然地使用了光纤直放站。对于直放站的应用没有进行过详细的试验,主要是凭过去的经验进行设计。设计部门普遍认为直放站是解决弱场覆盖的唯一手段,不论任何环境,只要是可能的弱场区间都要设计直放站。随着高铁动态检测技术的开展和C3的运行,逐渐发现某些环境下直放站的多径干扰比较严重。这几年对相关直放站的应用做了很多测试研究,收到较大效果,极大地改善了铁路GSM-R线路通信质量。  多频段直放站  为了满足通信需求,在隧道内也建设了移动运营商的直放站,这些隧道内设备维护由铁路相关部门进行。由于有多个移动运营商,每个运营商使用的频点不同,可能要建多个直放站(见下图)。  可以看到隧道内设备很多,维护的工作量也是很大的。目前已经有了多频段直放站,一台设备可以放大多个运营商的信号,对于后期维护强度可以降低很多。  隧道内天线直传  电波遇到障碍物会发生反射或折射,对电波传播产生损耗。在隧道内的电波传播由于频率的不同(波长不同)损耗也不相同,可以把隧道当做波导来对待。对于我们铁路的隧道内电波传播,900MHz频段的传播损耗相对于其他频段损耗相对小一些。    世纪六十年代日本就进行了13GHz的隧道内无线传输试验,证明电波可以穿过9km长的隧道而不需另外措施。八十年代日本国铁在东海道新干线丹娜隧道做了试验,传输通过7km隧道。德国也进行了隧道内30GHz的试验,但没见到应用。总之,很多国家都有隧道内不使用辅助设备进行通信的需求和研究。
    02-13 2020
  • AI、5G都靠它,边缘计算是什么?

    AI、5G都靠它,边缘计算是什么?

    人工智能(AI)与 5G 被誉为未来关键性技术,在这浪潮之下,边缘计算(Edge computing)跟着受到重视!微软的 Build 2018大会,针对边缘计算推出一系列产品、服务与开发工具,不仅于此,从云端服务三巨头 AWS、微软、Google,还有服务器、网络设备、芯片大厂一众厂商早就纷纷投入,边缘计算到底是什么?边缘计算为何物?边缘计算可说是物联网时代下的产物,简而言之,边缘计算在传统云端与装置端的连接中间,多了一层运算层──Edge 端,Edge 其实指的是靠近数据源的运算单位,包括闸道器、路由器,以及硬件底层相关的各种机器、装置、设备与系统。有了 Edge 端直接针对多装置、庞大信息先做获取、过滤与处理,对装置端做出反馈与反应,不用让所有资料都上到云端,以期在资料量逐渐庞大、重视信息实时处理传输的现代,更能有效率处理信息,减少事事上云端所带来的时间递延与资料传输/储存成本。边缘计算将对市场造成架构与实质应用上的改变,许多标准组织积极订定标准,包括欧洲电信组织 ETSI 的多重接取边缘计算(Multi-access Edge Computing,MEC)、OpenFog 的开放雾运算(Fog Computing)、中国厂商华为所主导的 Edge Computing Consortium,都积极且持续地释出参考架构与建立生态系。而边缘计算会如此受到重视,不仅它是云端与装置端的桥梁,更是实现 AI 、5G 等未来关键技术的重要催化剂。边缘计算为何能助攻 AI ?AI 的进步会率先在边缘计算中实现,过去 AI 仰赖强大的云端运算能力,来进行数据分析与算法运作,但随着芯片能力提升、边缘计算平台成熟,开始可赋予现场端装置、闸道器拥有较为初阶的 AI 能力,数据资料能在 Edge 端便进行更快的筛选、分类、汇整、分析,并且利用这些数据资料来不断修正与优化模型。如汽车自动煞车系统、工厂自动化设备实时示警、家庭智慧音箱都是边缘计算的运用案例。 微软、AWS、Google 三巨头的「边缘布局」近期落幕的微软***大会 Build 2018,微软 CEO 纳德拉点出了「智慧云端(Intelligent Cloud)」与 「智慧边缘(Intelligent Edge)」的未来发展布局,会中微软也宣布开放 Azure IoT Edge Runtime 资源,让 Azure API 机器学习、认知服务、影像处理分析等能从云端下载至 Edge 端运行,意味着不上云端、在断网的情况下,装置还是能做到图像识别、自然语言处理、语音验证、将语音转换成文字、对应复杂信息和资料做出智慧建议等 AI 工作。得以让智慧音箱、无人机、无人车、机器人等创新应用,能做到更快速的反应。积极推动无服务器运算(Serverless)拥抱 Edge 的云端服务大厂不只微软,这件事领头的其实是龙头 AWS,AWS 在前两年积极布局的 Lambda@Edge,让原本只能在 AWS 上执行的 Lambda 函式库,在边缘节点无服务器的情况下就能跑机器学习、Lisp 模型,进行简单训练推理。甚至推出兼具运算及储存的 AWS Snowball Edge,除了同样具备 Lambda 执行环境,等于在本机就有云端储存空间和运算能力。而 Google 过往推动 Brillo 物联网平台,今年的***大会正式推出 Android Things 1.0,将物联网开发工具与 Android 生态系统绑在一起,并且与 AI 结合,配合既有的各项工具,来强化整体开发的便利性,从支援的硬件芯片 NXP i.MX8M、Qualcomm SDA212、Qualcomm SDA624、MediaTek MT8516 来看,皆具备了基本的运算能力,发展路线其实与微软、AWS 走了同样的路。 边缘计算取代传统云端运算?边缘计算对于 5G 亦是重要布局,5G 重视高传输、低延迟以及超大连接,相较于过去 3G、4G 时代,应用多元且网络需求差异极大的状况将同时发生于 5G 网络上,因此 5G 必须拥有针对不同应用而有相对应的解决方案,边缘计算便能提供行动用户更低延迟、更佳网络质量,并让电信商有机会推出更多创新服务。边缘计算逐渐受到重视,包含拓墣产业研究院所属之集邦科技等多家科技调研机构,都将边缘计算视为 2018 年重要趋势之一,拓墣产业研究院预估,2018 年至 2022 年全球边缘计算相关市场规模的年复合成长率(CAGR)将超过 30%。然而,这并不代表短期之内边缘计算会取代云端运算,两者实则相辅相成,云端在服务器支撑下,具备强大的运算与储存能力,并非所有功能都能为边缘计算所取代,而边缘计算的辅佐,优化了资料应用的便利性、效率以及成本,为 AI 与 5G 奠定了重要的发展基石。
    01-22 2020
  • 工业互联网和工业物联网的区别与联系?

    工业互联网和工业物联网的区别与联系?

    近年来,制造业热潮迭起,从3D打印到机器人,从工业4.0到智能制造,从“机器换人”到“工业云”,可谓让人目不暇接,理解不透。时至今日,各种工业互联网平台和工业APP都如雨后春笋般冒了出来......面对这些热潮,行业笔者撰写了几篇“冷思考”系列的文章。今天,工业君就和您一起解读工业互联网的概念以及它与相关术语之间的关系,希望能够帮助我们客观、理性地看待当前的工业互联网热潮,以便找到应用的突破口。如何理解工业互联网首先,工业互联网是指工业互联的网,而不是工业的互联网。在企业内部,要实现工业设备(生产设备、物流装备、能源计量、质量检验、车辆等)、信息系统、业务流程、企业的产品与服务、人员之间的互联,实现企业IT网络与工控网络的互联,实现从车间到决策层的纵向互联;在企业间,要实现上下游企业(供应商、经销商、客户、合作伙伴)之间的横向互联;从产品生命周期的维度,要实现产品从设计、制造到服役,再到报废回收再利用整个生命周期的互联。这实际上与工业4。0提出的三个集成的内涵是相通的。IT领域的在线词典Techopedia对工业互联网给出的解释是:工业互联网将智能机器或特定类型的设备与嵌入式技术和物联网结合起来。实例是将机器和车辆配备智能技术,包括M2M(机器与机器互联)技术,实现制造装备和其它设备可以相互传输数据。工业互联网也应用于交通项目,例如无人(或自主)驾驶汽车和智能轨道交通系统。工业互联网与工业物联网有什么关系工业物联网指的是物联网在工业的应用。工业互联网涵盖了工业物联网,但进一步延伸到企业的信息系统、业务流程和人员。工业互联网的概念实际上与国外提出的万物互联(Internet of Everything,将人、流程、数据和事物结合一起,使得网络连接变得更加相关,更有价值)理念有相似之处,相当于是工业企业的万物互联。工业互联网平台和工业云平台分别是指什么工业互联网平台是开发和运行各种工业互联网应用功能的平台。工业云平台指的是工业领域的云平台,包括了IAAS(基础设施服务化)、PAAS(平台服务化)、SAAS(软件服务化)三个层面,工业云平台的目的是将工业软件演化为一种云服务(SAAS),并为客户提供可以对软件功能进行配置或二次开发的平台(PAAS),将数据和信息系统存储到云端,从而使工业企业应用信息系统更加便捷、更有利于管理(例如,实现服务器和桌面虚拟化),因此,工业云平台本质上属于IT平台。工业互联网平台和工业云平台有什么关系工业互联网平台是工业云平台的扩展与延伸,不仅能够支持工业云平台的所有功能,而且要支撑工业物联网应用,实现IT与OT融合。在IAAS和边缘(设备端)层,工业互联网平台需要实现从设备的控制系统、传感器、可穿戴设备、摄像头和仪表进行数据采集、传输和存储。在PAAS层,工业互联网平台需要能够支撑更加复杂的算法,例如利用深度学习技术进行图像分析,利用SPC方法分析质量数据,利用仿真技术对设备的数字化模型(Digital twin)进行性能仿真,利用GIS数据对车辆进行定位,从而对物流运输过程进行追溯等。在SAAS层,则应当提供丰富的APP,将原来工业软件固化的功能拆分成很多功能相对独立的插件,可以在PAAS平台即插即用。因此,工业互联网平台比工业云平台要复杂得多。工业互联网与智能制造有什么关系工业互联网的核心是互联,是制造企业实现智能制造的关键使能技术之一。根据e-works提出的智能制造金字塔模型,企业推进智能制造包含4个层次、10个场景。智能制造的四层次第一层是推进产品的智能化和智能服务,从而实现商业模式的创新。在这一层,工业互联网可以支撑企业开发智能互联产品,基于物联网提供智能服务。第二层是如何应用智能装备、部署智能产线、打造智能车间、建设智能工厂,从而实现生产模式的创新。在这一层,工业互联网技术可以帮助企业实现M2M,从设备联网到产线的数据采集,从车间的智能监控到生产无纸化等。第三层是智能研发、智能管理和智能物流供应链,实现企业运营模式的创新。在这一层,工业互联网的主要作用是实现企业内的信息集成和企业间的供应链集成。第四层是智能决策,在这个层次,工业互联网的作用是实现异构数据的整合与实时分析。工业互联网与工业大数据有什么关系工业互联网平台需要管理海量和异构的,结构化、半结构化和非结构化的数据,包括来自各种设备、已服役的产品、信息系统和社交媒体的数据,对于工业企业而言,这些数据就是工业大数据,需要用专业的平台来存储、分析、展现这些数据,通过数据驱动,实现对产品、制造工艺和设备进行监控、控制和优化等功能,这样的平台就是工业大数据平台。应该说,工业大数据平台是工业互联网平台的一个子集。工业互联网有哪些现实的应用场景目前,最现实的应用场景是装备制造企业利用工业互联网平台来对已服役的产品进行远程的状态监控,乃至预测性维护。例如,FANUC公司与思科公司合作,为FANUC机器人的客户提供ZDT(Zero Downtime,零宕机)服务;树根互联的根云平台可以实现移动设备(例如工程机械)的定位和远程监控服务,提供工作时间统计、故障预警、发现并纠正客户的危险操作习惯等服务,还可以帮助客户实现服务电商;东方国信的工业互联网平台实现了对钢铁行业、风电行业、锅炉行业的设备监控、能耗分析等应用;寄云科技与上海隧道工程公司合作,实现了盾构机掘进过程中的故障预警。另一个工业互联网典型的应用场景是企业内部设备联网的基础上,实现车间生产设备的监控。美的已经建立了空调生产车间的Digital Twin,可以对设备状态实时监控。华中科技大学一个科研团队通过对江苏省一家制造企业的机床消耗的实时电流进行采集,捕捉细微的波动,来判断是否是刀具断刀的前兆,从而使企业不用按时更换刀具,延长刀具使用寿命。目前的工业互联网应用,主要还是工业物联网的范畴。工业互联网目前的成熟度如何工业互联网涵盖的领域非常广,要实现各种软件、硬件、机器设备、产品与业务流程和人员的互联,实际上难度非常大。工业互联网是个美好愿景,但要实现这一愿景还需要很长的过程,需要打造一个健康的生态系统。结语总体来说,虽然目前工业互联网热潮涌动,但是目前我国的工业互联网应用还处于初级的阶段,各界对工业互联网的认识与理解还不太统一。制造企业推进工业互联网应用,还需要认真梳理自己的需求,分析投资收益,不要盲目冒进。实现工业互联网应用,对用户企业,对于工业互联网平台开发商、运营商、APP***,甚至对于整个产业链而言,依旧任重道远!
    12-30 2019
  • 未来无线技术的发展趋势将会是怎样的

    未来无线技术的发展趋势将会是怎样的

    无线技术在当今的通信中发挥着关键作用,其新型无线技术将成为未来五年内新兴技术的核心——包括机器人,无人机,自动驾驶汽车和新型医疗设备。在Gartner**发布的“未来十大无线技术趋势”中,企业组织和技术创新***们将获得全新的洞察,从而确认自身的潜力,并制定相关应用的路线图。 “业务和IT***现在需要了解这些技术和趋势,”Gartner杰出研究副总裁Nick Jones表示,““无线创新的许多领域将涉及不成熟的技术,例如5G和毫米波,并且可能需要组织目前不具备的技能。”Wi-Fi已经存在很长时间,从现在到2024年,它仍是家庭和办公场所的主要高性能网络技术。除了简单的通信之外,Wi-Fi将挖掘和演绎新的角色——例如,用于雷达系统或作为双重身份验证系统的一个组成部分。 5G蜂窝系统将在2019年和2020年开始部署。完整的部署将需要5-8年时间。在某些情况下,该技术可能会成为Wi-Fi的补充,因为它对于大型站点(如港口,机场和工厂)的高速数据网络而言更具成本效益。“5G仍然不成熟,最初,大多数网络运营商将专注于销售高速宽带。然而,5G标准正在发展,未来的迭代将在诸如物联网(IoT)、低延迟应用等领域改进5G。” 为了提升容量、频谱效率,降低时延,提升能效,以满足5G关键KPI,5G无线接入网包含的关键技术包括:云无线接入网(C-RAN)、软件定义无线电(SDR)、认知无线电(CR)、Small Cells、自组织网络(SON)、设备到设备通信(D2D)、Massive MIMO、毫米波(mmWave)、高级调制和接入技术、带内全双工(IBFD)、载波聚合和双连接技术、低时延技术和低功耗广域网络技术(LPWA)等。 传统和自动驾驶汽车都需要相互通信,以及道路基础设施。这将由V2X无线系统启用。除了交换信息和状态数据外,V2X还可以提供众多其他服务,例如安全功能,导航支持和信息娱乐。“V2X系统最终将成为所有新车的法定装备。但即便在此之前,我们仍将会看到一些车辆采用必要的协议,”Nick Jones表示。“然而,那些使用蜂窝网络的V2X系统将需要连接上5G网络,才能充分发挥其潜力。” 第一代无线电源系统尚未提供制造商所希望的革命性用户体验。就用户体验而言,将设备放置在特定充电器点上的需求仅比通过电缆充电稍微好一些。但是,一些新技术可以在最远一米的范围内或在桌面或桌面上为设备充电。“远程无线电源最终可能会完全取代笔记本电脑、显示器甚至厨房电器等台式机设备的电源线。这将使全新的工作和生活空间设计成为可能。” LPWA网络以节能方式为物联网应用提供低带宽连接,以支持需要较长电池寿命的产品。它们通常覆盖非常大的区域,例如城市甚至整个国家。当前的LPWA技术包括窄带物联网(NB-IoT),机器的长期演进技术(LTE-M),LoRa和Sigfox。这些技术模块相对便宜,因此物联网制造商可以使用它们来实现小型、低成本电池供电设备的运作——如传感器和跟踪器。 无线信号的吸收和反射可用于感测目的。例如,无线传感技术可用作机器人和无人机的室内雷达系统。当多个人在同一个房间讲话时,虚拟助手也可以使用雷达跟踪来改善他们的表现。“传感器数据是物联网的内在动力。因此,新的传感器技术实现了创新类型的应用和服务。包括无线传感在内的系统将集成到多种应用场景中,从医疗诊断到物体识别,以及和智能家居互动。” 无线域中的关键趋势是无线通信系统感测连接到它们的设备的位置。即将推出的IEEE 802.11az标准,将实现高达1米精度的高精度跟踪,而这将成为未来5G标准的功能之一。“位置是各个业务领域所需的关键数据点,例如消费者营销,供应链和物联网。比如,高精度位置跟踪对于涉及室内机器人和无人机的应用而言,就显得至关重要。” 毫米波无线技术的工作频率范围为30至300千兆赫,波长范围为1至10毫米。该技术可用于Wi-Fi和5G等无线系统,用于短距离,高带宽通信(例如,4K和8K视频流)。反向散射网络技术可以以非常低的功耗发送数据。此功能使其成为小型网络设备的理想选择。在区域已经饱和无线信号并且需要相对简单的物联网设备(例如智能家居和办公室中的传感器)的应用中,这将尤为重要。 SDR将无线电系统中的大部分信号处理从芯片转移到软件中。这使无线电能够支持更多频率和协议。该技术已经使用多年,但这一技术基本可能说没有得到快速的发展,因为它比专用芯片更昂贵。然而,随着新协议的出现,Gartner预计SDR将越来越受欢迎。由于较旧的协议很少被淘汰,SDR将使设备能够支持传统协议,只需通过软件升级即可启用新协议。(文章来源:前瞻网)
    11-08 2019
  • 泄漏电缆与地铁覆盖应用

    泄漏电缆与地铁覆盖应用

    漏泄电缆,最初是为了解决地下隧道之类特殊环境内无线电波难以传输问题而发展起来的。漏泄同轴电缆,是一种特殊的同轴电缆,与普通同轴电缆的区别在于:其外导体上开有用作辐射的周期性槽孔。普通同轴电缆的功能,是将射频能量从电缆的一端传输到电缆的另一端,并且希望有最大的横向屏蔽,使信号能量不能穿透电缆以避免传输过程中的损耗。但是,漏泄电缆的设计目的则是特意减小横向屏蔽,使得电磁能量可以部分地从电缆内穿透到电缆外。当然,电缆外的电磁能量也将感应到电缆内。辐射型电缆和天线的差别就像是长日光灯管...…和传统电灯泡的差别。1 漏泄同轴电缆构成漏泄同轴电缆主要由内导体、绝缘介质、带槽孔外导体和电缆护套等构成。内导体采用光滑铜管或轧纹螺旋铜管,外导体采用簿铜皮,其上开制不同形式的槽孔纵包而成,槽孔形式多种多样,有八字形、U 字形、┙字形、一 字形、椭圆形等,而且槽孔的排列也不尽相同。2 漏泄电缆工作原理按漏泄原理的不同,漏泄电缆分为三种基本类型:耦合型、辐射型和漏泄型。 其中,漏泄型可以归属辐射型。2.1 耦合型漏缆耦合型漏缆有许多不同的结构形式,例如,在外导体上开一长条形槽,或开一组间距远小于波长的小孔,或在漏缆两边开缝。电磁场通过小孔衍射,激发漏缆外导体的外部电磁场。电流在外导体外表面流动,漏缆好像一条可移动的长天线,向外辐射电磁波。与耦合模式对应的电流平行于漏缆轴线,电磁能量以同心圆的方式扩散在漏缆周围,并随传输距离的增加而迅速减少,因此这种形式的电磁波又叫“表面电磁波”。这种电磁波主要分布在漏缆周围,但也有少量随存在于附近障碍物和间断点(如吸收夹钳、墙壁处),进而产生衍射。外导体轧纹且纹上铣小孔的电缆,是典型的耦合型漏缆。一般用于室内分布覆盖。优点: 无抑制频带,具有全频性能。缺点: 耦合损耗大。2.2 辐射型漏缆辐射型漏缆外导体上,按一定规律连续开制不同形式的槽孔,槽孔有八字形、 斜一字形、横一字形等,而电磁波就是这些槽孔产生的。外导体上的槽孔间距d与波长λr (或半波长)有关,其槽孔结构使信号在槽孔处符合相位迭加原理。惟有精确的槽孔结构,并对应特定的工作频率,信号在槽孔处才能同相迭加。此时,耦合损耗**,但频带很窄。高于或低于特定频率,耦合损耗都会增加。辐射型漏缆的工作频段可由以下不等式确定:辐射型漏缆泄漏的电磁能量有方向性,相同的泄漏能量可在辐射方向上相对集中,并且不会随距离的增加而迅速减小。外导体上开着周期性变化的 L 字槽、八字槽,是典型的辐射型漏缆。为使 TEM 型电磁波在传输过程中向外辐射一部分能量,必须在漏泄电缆外导体上开制槽孔,以便切断流过电缆外导体上的部分电流,从而产生向外辐射的激励。开槽情况可有以下三种:(1)与漏缆轴平行开槽此槽为纵槽,槽孔不截断高频电流,不会形成裂缝电场,因此不会引起辐射效应。(2)与漏缆轴正交开槽此槽称为垂直槽或横槽,槽孔截断了高频电流,会在槽孔处形成与电流方向相同(垂直宽边)的电场E,因此会引起辐射效应。(3)与漏缆轴向成一定角度开槽此槽为斜槽,槽孔部分截断了高频电流,会在槽孔处形成电场,该电场 E 可以分解为与宽边平行的电场 E2 及与槽孔宽边垂直的电场 E1。电场 E1 与外导体 上高频电流方向有一个夹角θ 。E1 与是辐射电场,会引起辐射效应。上图左边,说明了同轴电缆外导体上的高频电流和三种开槽情况。上图右边,说明了漏槽孔处形成的电场方向。漏缆槽孔辐射电场的方向即极化方向,垂直于漏缆槽孔的宽边。因此,当横槽式漏缆水平安装时,则槽孔辐射为水平极化。2.3 漏泄型漏缆漏泄型漏缆外导体的开槽方式与辐射型类似,不同之处在于它的外导体由泄漏段和非泄漏段相间组成。泄漏段相当于天线,只有一小部分能量转换为辐射能。非泄漏段相当于馈线,有着与普通同轴线相同的作用。合理选择泄漏段之间的距离(或非泄漏段的长度),可以达到对不同频段泄漏辐射的满意效果。试验证明,对特定方式的开槽,10~50米的泄漏段间距,可以满足 1000MHz 以下所有通信的需要。3 传输损耗和耦合损耗3.1 传输损耗漏缆的纵向传输损耗,即传输损耗或传输衰减,是描述漏缆内部所传输电磁能量损失程度的重要指标。下图以下行信号为例,表明了射频信号经漏缆传输的路由。信源产生的下行射频信号,一边向前传输,一边向外泄漏。设漏缆的输入功率是Pin,输出功率是Pout,则漏缆传输损耗与漏缆长度有关,单位是 dB/100m,其计算公式为3.2 耦合损耗耦合损耗是描述漏泄电缆辐射量与可接收量的综合指标。耦合损耗值的定义是:漏泄电缆内的信号与离开电缆特定距离(一般为2米) 处的半波长偶极天线所接收的信号之比(dB)。该损耗值是建立在天线距离漏缆为2米的前提下的,假定天线距离是6米而不是2米的话,所测得的耦合损耗会 增加约 5dB。根据定义,耦合损耗与信号在漏缆中的传输距离无关,而且应由槽孔辐射损耗和空间传播损耗两部分构成。这是因为,槽孔泄漏出来的射频能量,并未被接 收天线所全部接收,其中大部分在空间传播中损耗掉了。接收天线离漏缆愈近, 接收的射频能量愈多。根据工程测定值,耦合损耗 L0 的计算公式为:显然,耦合损耗越小(泄漏越多)则传输衰减越大,但可以选择槽孔结构以使耦合能量尽量大,而使因漏泄附加的传输衰减尽量小。4 泄漏电缆在地铁覆盖中的应用4.1 地铁隧道结构特点地铁隧道从结构上分为双洞单线和单洞双线两种基本形式。双洞单线式隧道,列车的去行和回行区间各自采用单独的隧道,隧道宽度一般为4米,每个隧道洞内只铺设一条轨道。单洞双线式隧道,列车的去行和回行区间共用同一条隧道,隧道宽度一般不超过9米,每个隧道洞内铺设两条轨道。除运营线路之外,地铁隧道还包括维修线和折返线,该段线路的距离短、车速慢、话务需求低,可以采用板状天线进行覆盖。地铁区间隧道是一类特殊的场景,与站厅、站台有很大的差异,其中以下几点会对无线信号引入系统实施产生影响:1)隧道几乎为全封闭场景,隧道列车高速驶入隧道时,前方空气受到挤压会产生强风;2)隧道顶部一般为高压电网,给列车提供牵引动力,严禁安装其他设备;3)隧道两侧安装设备的空间有限,超出安装界限会影响行车安全;4)无线信号在隧道内传播会产生隧道效应;5)列车车体对无线信号的穿透损耗较大。地铁列车多为类似K型、D字型列车,车体损耗在15dB以上,但列车车窗玻璃的穿透损耗不超过7dB。常见列车穿透损耗值4.2 泄漏电缆的覆盖方案地铁覆盖项目中,广泛采用在隧道壁敷设泄漏电缆,来完成区间隧道的覆盖。漏缆覆盖示意图隧道口设计参考隧道内设计参考辐射型漏缆因其方向性好、频率特性优、越抗干扰能力强、耦合损耗小等特点,非常适合在隧道覆盖场景应用。由于地铁隧道环境复杂,在设计上会面临挑战。比如干扰问题,这包括运营商系统之间,乃至运营商公网与警用专网、地铁调度系统之间的信号干扰问题。另外一个主要的问题是安装问题,这对覆盖影响也非常大。比如,前期大连铁塔的地铁覆盖项目中,突破了传统地铁覆盖的设计规范和施工标准,将通信漏缆挂高从1.6米、2米优化调整为2.1米、2.6米,与车窗高度基本同高,大幅减小车体穿透损耗,使信号覆盖能力提升25%,值得借鉴。5 泄漏电缆安装5.1 卡具安装卡具是固定漏缆的关键工具,在不同的区间,不同的环境使用合适的卡具,对漏缆的安装起到关键性作用。漏缆离墙**处与墙面、支架的距离对耦合损耗的影响很大,建议大于8厘米(8~15厘米),一般要求卡具底座大于8cm。地下隧道区间打卡具的一般步骤:画线:应注意水平,每1m做一个标记。打孔:垂直于墙壁,孔深一般为5-6cm,一般用6号钻头打孔。植入膨胀管安装卡具:膨胀管、膨胀螺丝与孔紧密接触,安装好的卡具应该稳固﹑美观,垂直高度水平间距一致。地面高架区间的卡具直接用螺丝固定于钢铁架上面。特殊地点的卡具处理有时安装漏缆需要穿越一些障碍物,卡具应该有灵活的处理方法。有时漏缆要穿过水管钢管等,此处无法将漏缆卡进卡具,所以水管1m之内不应该安装卡具。有时漏缆需要跨越凹洞,不能直接转弯。此时需要用钢绞线和吊挂式卡具牵引过去,在转弯处使用两个普通卡具进行固定。地面高架区间有的地方无法使用钢铁支架。此时需要重新用支架用钢绞线将漏缆引过去,钢绞线上应该使用吊挂式防火型卡具固定漏缆。5.2 放缆由于条件恶劣,通常是人工放缆。比较合理的放缆方法应该是反向放置,即:将缆的开始端放于区间开始端,反向将缆放于区间靠墙处,这样可节省人力,也可以防止轨道由于转弯或太长而带来的缆体晃动和缆体太长带来张力过大损坏漏缆,或者是由于人力不够带来缆体磨损。如果多根电缆同时放置(民网﹑专网﹑公安消防),**分别做上标记,以防发生混淆。在漏缆头部应该朝下放置,并用绝缘胶带封好,防止隧道中水气进入漏缆,从而影响性能5.3 架缆架缆的注意点:漏缆外导体上有一系列的开孔,为得到最小耦合损耗和最小场强波动,尽量将漏缆的开孔方向朝着移动设备。对外导体双面开槽的漏缆,应注意开孔方向不要正对墙面或天花板顶。有些地方,如凹区、人防门、高架区间等无法使用普通卡具进行漏缆延伸的,建议采用钢绞线与吊挂式卡具。每根缆应该根据设计图纸确定区间连接器安装点(一般根据漏缆纵向衰减计算),交叉放好,避免损坏。架好的漏缆中间没有弯曲﹑下垂和突然性拐弯,笔直向前面延伸,开槽方向应垂直墙面向外。5.4 连接器安装连接器是漏缆与终端或与其他射频电缆连接的主要手段,连接器制作的好坏直接影响通信系统的各项性能。7/8"射频连接器的安装1/2"射频连接器的安装漏缆连接器的安装连接器的热塑处理不同接口连接处的防水制作5.5 接地卡的使用弹簧型接地卡的安装1) 为防止静电积累, 要进行漏缆两端接地。2)对于整个系统,要规划好接地点必须前后是一致的,特别是铁路系统经常会有几种地电势,比如:铁轨,设备,水接地等。5.6 直流隔断器的安直流隔断器是地铁通信系统中常用的一个附件,起到阻隔整个通路直流电流的作用。直流隔断器安装的**位置为区间漏缆的中间。也可以安装在站台的跳线、射频电缆与漏缆连接处,但必须安装在两站台接地之间。电缆回路中形成直流电流的原因有:漏缆为两点接地,接地电压的不同可导致直流电流的产生。列车动力供电回路的电流会产生变化,与漏缆回来产生感应电流,形成直流电流。以上两种电流的存在,会对漏缆与设备回路(漏缆、漏缆连接器、设备接口等)造成损坏,减少其使用寿命。安装直流隔断器可以有效阻隔直流电流,保护漏缆及设备。随着地铁系统的完善,两点接地的电压差很小,列车动力供电回路的电压不大于1500V,而且变化不大,所以直流电流很小。直流隔断器只是可用附件,而非必须使用附件。但是在高铁系统中,我们强烈建议使用。目前大多数地铁隧道通信中,为了维护安装方便,一般将直流隔断器安装于与基站连接的跳线一段,另一端与合路器相连。5.7 衰减器的安装衰减器一般安装于隧道中间漏缆接头处。衰减器通常有两个作用:在短隧道中,由于漏缆比较短,在用跳线等射频电缆连接处,信号电平仍然比较大,上下行基站的信号就会发生干扰。此时应该安装衰减器进行信号衰减,避免干扰。利用衰减器形成的电平差进行隧道中间前后基站的信号切换。5.8 其他附件避雷器:安装于室内与室外接续处,如室外天线与室内通信设备连接处。定向耦合器:常用于对规定流向信号进行分离,即取出一部分信号能量。一般安装于机房通信机柜中,或站厅站台通信回路中。功分器:用于支路的功率分配。5.9 漏缆与射频电缆连接漏缆与其他射频电缆连接时,必须要注意射频电缆的弯曲半径问题。连接时跳线需要做成“滴水弯”形状。这样的好处在于隧道中如果水气比较严重,积水会顺着跳线往下流出,而不是流进连接器。由于1米跳线的最小弯曲半径为55mm,所以左右两端的漏缆的连接器之间应该间隔合适的距离:太近,两根漏缆的信号会相互干扰;太远,跳线的弯曲半径又太小,容易损伤跳线;一般为40cm-50cm。跳线除上面的弯曲形状,还可以做成反“Ω”形状。前者主要好处在于可以减少前后漏缆对跳线形成的张力,当开通测试时发现此处连接器没有接好,弯曲部分可以作为预留长度打开,防止跳线不够长。但是在有些情况下,跳线做成反“Ω”形状会更合理,如站台爬架处漏缆与7/8"馈线的连接。在地铁中,列车的速度快,隧道的空间小,列车经过时会形成很大的气流,所以在漏缆连接器等比较重的地方,必须有加固措施。在隧道中一般用两个卡具对漏缆连接器处进行固定同根缆上的两个加固卡具之间一般间隔25cm。在滴水弯处,上端交叉处用扎带扎紧,下端用固定螺丝固定于墙壁之上。
    07-18 2019
  • 上海微升通过无线电发射设备销售许可备案

    上海微升通过无线电发射设备销售许可备案

    为进一步加强上海市无线电管理,规范无线电发射设备销售活动,严厉打击和预防利用无线电发射设备实施电信诈骗、考试作弊等违法犯罪行为,切实保护广大人民群众根本利益,根据《中华人民共和国无线电管理条例》有关规定,上海市无线电管理局对无线电发射设备销售许可开展备案管理,上海微升通信设备有限公司按照上海市无线电管理局的要求,积极配合开展相关工作,经无线电管理局审核检验,上海微升无线通信系统相关产品均符合国家相关管理要求,通过了无线电发射设备销售备案,编号为:沪备1712CJD0003。
    06-22 2018