护航5G发展

文 /殷海成

5G将至，8K视频的极致体验、杜比视界的震撼享受、VR/AR的沉浸体验……在5G时代，智慧城市、智能家居、远程医疗、无人驾驶等原本只存在于想象中的美好愿景，已经触手可及。而实现这一切的前提，就是建立一套精密、庞大、复杂的通信标准体系，进而为各类通信基础设施提供技术支撑。任何一个小细节的瑕疵，都有可能对整个网络造成不可估量的严重后果。

发现国际标准瑕疵

李克强总理曾指出，“基础研究决定一个国家科技创新的深度和广度”。中国电子科技集团公司第二十三研究所（以下简称“23所”），就是致力于我国国防和民用电子信息装备领域技术基础研究的国家队。

早在4G商用伊始，23所就已经着手针对下一代5G通信网络中的新产品、新方案开展预先研究。通过大量的仿真和试验，验证了一批可行的产品或方案，也对不可行的进行了归纳和总结，避免后人再走弯路。

作为IEC/TC46“通信和信号用电缆、电线、波导、射频连接器及其附件”国内技术归口单位，23所长期对支撑5G通信网络的IEC基础通信产品标准及试验方法标准进行跟踪和研究（如IEC 61196“同轴通信电缆”系列、IEC 61156“对称通信电缆”系列、IEC 62153“金属通信电缆电磁兼容性试验方法”系列、IEC 62037“无源射频和微波器件的互调试验方法”系列等）。

两年前的一天，23所下属国家信息传输线质量检验中心（以下简称“国检中心”）依据IEC 61196-1-119：2012《同轴通信电缆 电气试验方法 射频额定功率》标准，对通信电缆进行功率容量测试时，发现该标准存在重大的技术问题：由于缺乏判定电缆温升稳定指标，无法准确获得电缆的功率容量。

在数据容量和数据传输速度方面，5G技术有着显著的提升，这也对承担传输信息载体的通信电缆提出了更高的技术要求，需要更高密度的部署，以此来支撑多端口的通信。也正是这一特性，通信电缆在传输射频信号时容易产生发热和散热的问题，该问题将直接影响到电缆传输参数的衰减、延迟等，成为5G场景下限制传输速率的重要因素，严重影响用户高速互联的体验。

要搞清楚这一问题产生的原因，就需要对它的射频额定功率进行研究。IEC曾于2012年发布了IEC 61196-1-119：2012标准，它详细介绍了两种测试电缆功率容量的方法。

一般而言，当通信电缆刚开始使用时，电缆温度不会在短时间内达到稳态，而是存在一个发热和散热达到平衡的过程。达到平衡后，电缆各部分温度处于稳定状态，此时测试电缆的电气参数才可获得准确功率。由于通信电缆的发热时间与电缆的结构尺寸、绝缘和护套的热阻密切相关，因此不同尺寸、不同敷设条件的电缆发热时间常数不同。

IEC 61196-1-119：2012标准规定，通信电缆额定功率测试时，电缆导体通过足够的时间加热后，达到稳态温升。由于没有给出量化的依据，此方法需等待很长的时间，且对温度何时稳定的判断具有主观性和盲目性，明显不具备测试实操可能。

历时两年的上海探索

图1 IEC/TC46 工作组会议

为了解决这个问题， 2016年，国检中心组建团队对基于IEC 61196-1-119：2012标准的通信电缆功率容量试验方法进行研究。通过两年的不懈探索，课题组成功将传输线理论与热力学有机结合，实现了一种以低频模拟法替代高频直接法的功率试验方法，并提出了一种稳态温升的测量方法。这不仅解决了功率无法定量考核的难题，还提高了试验的可操作性，也为国内线缆企业自主开展功率试验，提供了一个宝贵的指导方案。

这套实验方法在国内试验成功后，国检中心决定将其推向国际。随后，在代表线缆界国际最高学术水平的“国际电线电缆连接研讨会”（IWCS）上，国检中心关于通信电缆功率测试的主题演讲获得了与会专家的高度认可。国际电工委员会第四十六分技术委员会（IEC/TC46）也认为之前标准存在技术问题，明确由我国对IEC 61196-1-119：2012标准开展进一步研究，同时负责开展对该标准的修订工作。

此后，国检中心对现行的国际标准进行技术修订，并对标准架构进行了重构。修订后的标准，其逻辑更清晰，技术路线更明确，操作性更强。目前，在国内已有数家大型线缆厂商采用该技术对自由产品进行摸底测试，其测试结果与产品的设计指标基本吻合，具备广泛推广的可能。

结 语

合作与开放是未来技术发展的主题，也是全球化浪潮下技术进步的基础和保障。23所的精益求精，既提高了我国线缆的标准化水平，也实现了对5G通信技术的保驾护航。