文 /殷海成

5G將至，8K視頻的極致體驗(yàn)、杜比視界的震撼享受、VR/AR的沉浸體驗(yàn)……在5G時(shí)代，智慧城市、智能家居、遠(yuǎn)程醫(yī)療、無人駕駛等原本只存在于想象中的美好愿景，已經(jīng)觸手可及。而實(shí)現(xiàn)這一切的前提，就是建立一套精密、龐大、復(fù)雜的通信標(biāo)準(zhǔn)體系，進(jìn)而為各類通信基礎(chǔ)設(shè)施提供技術(shù)支撐。任何一個(gè)小細(xì)節(jié)的瑕疵，都有可能對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)造成不可估量的嚴(yán)重后果。

發(fā)現(xiàn)國際標(biāo)準(zhǔn)瑕疵

李克強(qiáng)總理曾指出，“基礎(chǔ)研究決定一個(gè)國家科技創(chuàng)新的深度和廣度”。中國電子科技集團(tuán)公司第二十三研究所（以下簡稱“23所”），就是致力于我國國防和民用電子信息裝備領(lǐng)域技術(shù)基礎(chǔ)研究的國家隊(duì)。

早在4G商用伊始，23所就已經(jīng)著手針對下一代5G通信網(wǎng)絡(luò)中的新產(chǎn)品、新方案開展預(yù)先研究。通過大量的仿真和試驗(yàn)，驗(yàn)證了一批可行的產(chǎn)品或方案，也對不可行的進(jìn)行了歸納和總結(jié)，避免后人再走彎路。

作為IEC/TC46“通信和信號用電纜、電線、波導(dǎo)、射頻連接器及其附件”國內(nèi)技術(shù)歸口單位，23所長期對支撐5G通信網(wǎng)絡(luò)的IEC基礎(chǔ)通信產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行跟蹤和研究（如IEC 61196“同軸通信電纜”系列、IEC 61156“對稱通信電纜”系列、IEC 62153“金屬通信電纜電磁兼容性試驗(yàn)方法”系列、IEC 62037“無源射頻和微波器件的互調(diào)試驗(yàn)方法”系列等）。

兩年前的一天，23所下屬國家信息傳輸線質(zhì)量檢驗(yàn)中心（以下簡稱“國檢中心”）依據(jù)IEC 61196-1-119：2012《同軸通信電纜 電氣試驗(yàn)方法 射頻額定功率》標(biāo)準(zhǔn)，對通信電纜進(jìn)行功率容量測試時(shí)，發(fā)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)存在重大的技術(shù)問題：由于缺乏判定電纜溫升穩(wěn)定指標(biāo)，無法準(zhǔn)確獲得電纜的功率容量。

在數(shù)據(jù)容量和數(shù)據(jù)傳輸速度方面，5G技術(shù)有著顯著的提升，這也對承擔(dān)傳輸信息載體的通信電纜提出了更高的技術(shù)要求，需要更高密度的部署，以此來支撐多端口的通信。也正是這一特性，通信電纜在傳輸射頻信號時(shí)容易產(chǎn)生發(fā)熱和散熱的問題，該問題將直接影響到電纜傳輸參數(shù)的衰減、延遲等，成為5G場景下限制傳輸速率的重要因素，嚴(yán)重影響用戶高速互聯(lián)的體驗(yàn)。

要搞清楚這一問題產(chǎn)生的原因，就需要對它的射頻額定功率進(jìn)行研究。IEC曾于2012年發(fā)布了IEC 61196-1-119：2012標(biāo)準(zhǔn)，它詳細(xì)介紹了兩種測試電纜功率容量的方法。

一般而言，當(dāng)通信電纜剛開始使用時(shí)，電纜溫度不會在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，而是存在一個(gè)發(fā)熱和散熱達(dá)到平衡的過程。達(dá)到平衡后，電纜各部分溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)測試電纜的電氣參數(shù)才可獲得準(zhǔn)確功率。由于通信電纜的發(fā)熱時(shí)間與電纜的結(jié)構(gòu)尺寸、絕緣和護(hù)套的熱阻密切相關(guān)，因此不同尺寸、不同敷設(shè)條件的電纜發(fā)熱時(shí)間常數(shù)不同。

IEC 61196-1-119：2012標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，通信電纜額定功率測試時(shí)，電纜導(dǎo)體通過足夠的時(shí)間加熱后，達(dá)到穩(wěn)態(tài)溫升。由于沒有給出量化的依據(jù)，此方法需等待很長的時(shí)間，且對溫度何時(shí)穩(wěn)定的判斷具有主觀性和盲目性，明顯不具備測試實(shí)操可能。

歷時(shí)兩年的上海探索

圖1 IEC/TC46 工作組會議

為了解決這個(gè)問題， 2016年，國檢中心組建團(tuán)隊(duì)對基于IEC 61196-1-119：2012標(biāo)準(zhǔn)的通信電纜功率容量試驗(yàn)方法進(jìn)行研究。通過兩年的不懈探索，課題組成功將傳輸線理論與熱力學(xué)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一種以低頻模擬法替代高頻直接法的功率試驗(yàn)方法，并提出了一種穩(wěn)態(tài)溫升的測量方法。這不僅解決了功率無法定量考核的難題，還提高了試驗(yàn)的可操作性，也為國內(nèi)線纜企業(yè)自主開展功率試驗(yàn)，提供了一個(gè)寶貴的指導(dǎo)方案。

這套實(shí)驗(yàn)方法在國內(nèi)試驗(yàn)成功后，國檢中心決定將其推向國際。隨后，在代表線纜界國際最高學(xué)術(shù)水平的“國際電線電纜連接研討會”（IWCS）上，國檢中心關(guān)于通信電纜功率測試的主題演講獲得了與會專家的高度認(rèn)可。國際電工委員會第四十六分技術(shù)委員會（IEC/TC46）也認(rèn)為之前標(biāo)準(zhǔn)存在技術(shù)問題，明確由我國對IEC 61196-1-119：2012標(biāo)準(zhǔn)開展進(jìn)一步研究，同時(shí)負(fù)責(zé)開展對該標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作。

此后，國檢中心對現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)修訂，并對標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)進(jìn)行了重構(gòu)。修訂后的標(biāo)準(zhǔn)，其邏輯更清晰，技術(shù)路線更明確，操作性更強(qiáng)。目前，在國內(nèi)已有數(shù)家大型線纜廠商采用該技術(shù)對自由產(chǎn)品進(jìn)行摸底測試，其測試結(jié)果與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)指標(biāo)基本吻合，具備廣泛推廣的可能。

結(jié) 語

合作與開放是未來技術(shù)發(fā)展的主題，也是全球化浪潮下技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)和保障。23所的精益求精，既提高了我國線纜的標(biāo)準(zhǔn)化水平，也實(shí)現(xiàn)了對5G通信技術(shù)的保駕護(hù)航。