《通信光缆与电缆线路工程 工业和信息化普通高等教育十二五规划教材立项项目 教学课件 胡庆 张德民 张颖 第7章 通信电缆串音和防串音措施（公用）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信光缆与电缆线路工程 工业和信息化普通高等教育十二五规划教材立项项目 教学课件 胡庆 张德民 张颖 第7章 通信电缆串音和防串音措施（公用）（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、在线教务辅导网：http:/,教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网,QQ:349134187 或者直接输入下面地址：,http:/,第7章 通信电缆串音和防串音措施,重庆邮电大学胡庆 教授,本章内容全塑对称电缆回路间串音和防串音措施 同轴电缆回路间的串音和防串音措施,本章内容全塑对称电缆回路间串音和防串音措施 同轴电缆回路间的串音和防串音措施,串杂音是电话回路在通话时出现的一种干扰现象，是限制传输频带宽度的主要障碍之一。当两个或两个以上回路并行时，相互间总要产生电磁干扰。随着路数的增加、频带展宽，回路间的电磁干扰就会更严重，有时甚至会破坏正常通信。由于干扰主要是使在被干扰回路中产生感应电
2、流传到接收端形成串音或杂音。 本章侧重分析通信电缆回路间串音产生的物理过程、串音电磁耦合系数与串音衰减定量关系和防串音的措施。,7.1 全塑对称电缆回路间串音和防串音措施,在对称电缆回路构成的信道上,往往是多系统多回路同时工作。当一对称电缆回路通话时，在相邻回路上出现一种干扰现象，若能分辨出话音，称为串音。若是不能分辨的噪音，称为杂音或串扰。,711 对称电缆回路间串音的物理过程,在多回路多系统的传输线中，不可避免地存在着不平衡电容和互感，当一个回路通话时，回路间的不平衡电容和互感就会将通话回路的部分信号电流耦合到相邻回路。形成对相邻回路的串音。 通常把引起串音干扰的回路称为“主串回路”，被串
3、音干扰的回路称为“被串回路”。在被串回路中与主串回路发送端相同的一端所出现的串音，叫做“近端串音”；而在另一端出现的串音称为“远端串音”。,图7-1 对称电缆回路间近端和远端串音分析,图7-1所示，回路是主串回路（即通话回路），当话音电流I10（或话音功率P0）沿本回路传输时，由于电磁耦合使被串回路产生干扰电流，在靠近回路发送端的一端为近端串音电流I120（或近端串音功率P00）； 在靠近回路接收端的一端为远端串音电流I12L（或远端串音功率P0L）。这一串扰过程的等效电路如图7-2所示。,图 7-2 两个对称回路之间的串扰等效电路,1、电耦合系数K与不平衡C、g的关系,图7-2所示的是双回路
4、间的电磁耦合示意图，这里把每一回路用一条线来表示，根据传输原理可知，回路与回路之间必然有不平衡电容C和不平衡导纳g存在。回路通过电耦合对回路造成串音干扰，反过来，回路也会对回路产生同样作用。这种互相之间的电耦合作用可以用电场的分布来表述，如图7-3所示。,当回路通过电流时，导线和之间就存在电场，其电力线一部分作用到相邻回路II的导线和上，并使导线和之间产生电位差，于是在回路中产生干扰电流，简称电干扰。,主串回路与被串回路间电耦合程度，可用K来表示，K可定义为： K= I12/U1=g +jC （7.1） 式中，I12为流向被串回路中的感应电流（串音电流）；U1为主串回路的线间电压，7-4所示；
5、 g=（g 1 3 +g 2 4）-（g 1 4 +g 2 3）,式中，1、2表示回路I的两根线，3、4表示回路II的两根线，g 1 3表示1、3线的分布电导；g 2 4表示2、4线的分布电导； g 1 4表示1、4线的分布电导；g 2 3表示2、3线的分布电导。 C=（C 1 3 +C 2 4）-（C 1 4 +C 2 3） 式中，C 1 3、C 2 4、C 1 4、C 2 3含义与g 1 3、g 2 4、g 1 4、g 2 3相同。从K定义可得K值越大串音越严重。,图7-3 双回路间的电场的作用 图7-4 电耦合示意图,2. 磁耦合系数M与不平衡r、L的关系,如图7-5所示，是把磁感耦合看
6、成磁场的干扰作用。当电流沿回路的导线和通过时，在这个回路的两导线周围便形成磁场，其磁力线一部分作用到相邻回路的导线和上。磁力线切割导线和便感应出电动势，电动势使回路中产生干扰电流。,这里把磁感耦合所引起的线路间的串音，称为磁耦合。反映磁耦合程度，可用磁耦合系数M来表示，如图7-6所示。M可定义式为； M=-E2m/I10=r +jL （7.2）,式中，I10为主串回路中的话音电流；E2m为被串回路中的感应电动势。 r I II =（r 1 3 +r 2 4）-（r 1 4 +r 2 3） 式中，r 1 3表示1、3线的分布电阻；r 2 4表示2、4线的分布电阻；r 1 4表示1、4线的分布电阻
7、；r 2 3表示2、3线的分布电阻。 L含义表达式r I II相似，不多叙。从M定义可得M值越大串音越严重。,图7-5双回路间的磁场干扰示意图 图7-6 磁耦合示意图,3. 近端电磁耦合系数K0 实际上电磁耦合是同时存在的，将图7-2综合在一起考虑，若ZC1= ZC2= ZC，K0近似为：F/km 或 F/km,4. 远端电磁耦合系数KL 与K0相同条件，KL近似为：F/km或 F/km上述分析表明，近端串音是电耦合与磁耦合串音之和，而远端串音则是电耦合与磁耦合串音之差，并且K0和KL都具导纳的量纲。,7.1.2 串音衰减和串音防卫度,1 近端串音衰减（A0）近端串音衰减的定义是主串回路发送端
8、输出有用功率P0与被串回路近端串音功率P00之比的对数，近端串音衰减与近端电磁耦合系数K0关系为：,（7.3）此式表明串音电流由回路流串到回路近端时的减小程度。所以说，串音衰减值越大，近端电磁耦合系数K0越小即串音电流越小，引起的干扰影响就越小。,2.远端串音衰减(AL)和远端串音防卫度（AF）,远端串音衰减(AL)的定义是主串回路发送端输出有用功率P0与被串回路远端串音功率P0L之比的对数，即：（7.4）由此可见，串音衰减值越大，串音功率越小，对相邻回路的串音干扰越小；反之则串音干扰越大。,对被串通话回路而言，串音造成的影响不仅只看串音电平的大小，而且还要看被串回路所接收的本回路发送的有用信
9、号电平的大小。也就是说，对被串回路收听者造成的实际影响，用远端串音防卫度AF来表示。,设被串回路发送端输出有用功率仍为P0，被串回路远端输出有用功率为P2L(或有用电流I2L)，为线路每公里的衰减常数，L公里为线路的长度，被串回路远端串音功率为P0L(或串音电流I12)，远端串音防卫度AF为： （7.5）,远端串音防卫度AF与远端电磁耦合系数KL关系为：（7.6）由此可见，远端串音防卫度或远端串音衰减值越大，远端电磁耦合系数KL越小，即串音功率越小，对相邻回路的串音干扰越小。,前面讨论了串音功率，串音衰耗和串音防卫度的概念。简单地讲，串音功率是表明被串回路上串音大小的一个量；串音衰减是表明主串
10、回路对被串回路影响的大小，衰减越大，影响越小；串音防卫度是表明被串回路本身对外来干扰的防卫程度，串音防卫度越大，则防卫能力越强。 一般规定，对称电缆线的串音防卫度不得低于50dB。为达到这一要求，在线路的建设上必须采取一些有效的抗串音措施。,7.1.3 减少串音的措施,减少对称电缆线路串音的措施，从理论上讲可以有三种方法。1 对称电缆回路扭绞 相对于邻近的线对应安排不同节距，回路中的点式交叉作用使各段产生串音电流方向相反互为抵消，如图7-7所示。,相对于邻近的线对应安排不同节距，回路中的点式交叉作用使各段产生串音电流方向相反互为抵消，如图7-7所示。以高频对称电缆的单4线组为例，若主串线对（1
11、，2）与被串线对（3，4）的线位关系。若期望线对间的相互干扰消失，只对回路II扭合，回路I产生在A段串音电流与产生在B段串音电流方向相反而干扰低消。,回路间出现的串扰是在不同线组之间的相互影响。为此，就需要对各4线组采用不同的扭距。用以减小主、被串回路间的串音影响。要求平衡节距LS满足下列等式：（7.7）式中hl、h2分别为相邻线组的扭绞节距；B是最大公约数。,例如：设两个回路的扭距分别为hl=40mm及h2=50mm，则其最大公约数B=10，则此外，还要求平衡节距LS长度不超出传输信号的波长的1/8倍，即,图7-8表示在LS=200mm段内，两个回路间防串音干扰（平衡）的一个完整循环段长。图
12、7-8两个回路的平衡节距4线组扭距的选择，还要考虑以下几点：一是节距太小时，导线扭绞变形较大，会使线组内两个回路之间的串音衰减降低。 经验表明，星绞节距若大于160mm时，组内的近端串音衰减就能达到技术指标要求。还有当一个4线组的有效节距等于另一组的实际节距时，则组间的远端串音很大，且不稳定，选择节距时应注意到这一点。根据经验，若一组的有效节距与另一组的实际节距相差26mm时即可。,图7-8 两个回路的平衡节距,高频对称电缆的防串音措施，除在制造生产时合理选择扭距以外，在电缆安装施工时，还要采取集总平衡等措施。这些方法已广泛应用于国内高频对称电缆干线工程中，功效显著，很有实用价值。,2 集总平
13、衡和其他措施,所谓集总平衡，就是在增音段内的一个或几个接续点接入反耦合网络，达到减小串音的目的。此法的等效电路，如图7-9所示。其工作原理就是通过反耦合网络产生的电流，与两回路间的固有电磁耦合激励引起的串音电流，大小相等，相位相反，从而在两回路间获得平衡的功效。 由于利用公式计算这种反耦合矢量的网络元件值较复杂。,（1）集总平衡,（2）其他平衡措施高频对称电缆要获得满意的传输效果，在敷设安装时，除要求作好集总平衡外，还应采取下列平衡措施，为增音段内的集总平衡创造有利的条件。 配盘法。高频对称电缆的配盘，是根据单盘电缆的电气性能和长度来选定它布放在接入段内的排列地段。其目的主要是提高增音段的近端
14、串音衰减。,基于近端串音影响多取决于增音段两端的几盘电缆的电磁耦合大小，并且，这一类耦合值距终端愈远，流传到终端的串音影响就愈小。因此，挑选近端串音衰减值较高的单盘电缆布放在接入段的两端，即每段约在14 km地段内，就可以明显地提高接入段的近端串音衰减值。,对近端串音衰减较高的单盘电缆，生产厂家在出厂的电缆盘上都标注有“A优”、“B优”等字样。因此，配盘时，在接入段靠近A端的14km内，应布放“A优”和“B优”的电缆盘，另一端，即 B端的14 km内应布放“ B优”和“A优”的电缆盘。若单盘电缆的盘上无上述标注时，则应在电缆分屯之前，即可集中测量出各单盘电缆的近端串音衰减值，按上述方式在每盘上
15、标注实测A0值，然后，仿照上述配盘法则，进行合理地布放电缆。,交叉接续的应用法。敷设安装对称电缆的接续点时作不同形式的交叉，以四线组内的交叉接续方式为例，共有8种，如图7-10所示。不同交叉接续抗串音效果不同，其中“”、“”和“” 抗串音效果较好，其余的都差不多。应该说在接续点上合理的交叉平衡将会改变回路内固有耦合形状，必要时再进行集总平衡。,图7-10 4线组内的8种接续方式 （符号注释：“”直接；“”交叉）,7.2.1 同轴回路间串音的物理过程同轴电缆由于外导体具有屏蔽作用，所以一般没有横向的电磁耦合。同轴回路间的相互串音以及外界干扰，是由于沿同轴回路轴线方向的纵向电场分量的作用，而在对称回路中虽然也产生沿着轴线方向的电磁场分量，但它与横向所引起的干扰相比要小得多，可以忽略不计。 两个同轴回路间的干扰是通过由这两个同轴管的外导体所形成的第三回路而实现的，如图7-11所示。,7.2 同轴电缆回路间的串音和防串音措施,图7-11 同轴回路间的串音分析,当主串同轴回路有用信号电流通过时，外导体外表面上产生的电压降形成纵向电场分量E22，使得在同轴回路外导体组成的中间回路中产生电流，从而在被串同轴回路的外导体的外表面上产生电场E22，内表面形成电场E11。此E11在被串同轴回路中产生的干扰电流I2，干扰电流的大小取决于主串同轴回路外导体外表面的电场纵向分量E22的强度。,
