双向有线电视光纤同轴电缆网调试与排除故障资料文档格式.docx
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1.2.1施工故障
施工过程中,经常发生开路、短路、接触不良、电缆变形四种故障。
判断这类故障时,由于电缆两端连接着各种有源、无源设备,集中供电的有源设备接着用电电源,无源设备又有隔直流电容,无法用三用表在线测量电阻,如需测量电阻,必须将电缆两端的连接拆下。
应从故障表现入手,分析、查找。
1.2.1.1开路
多发生在连接器部位。
电缆开路,相当于串接电容;
用选频电平表测量电平,低频损耗增大明显,高频损耗增大不明显;
由于低频阻抗过高,失配严重,模拟电视,低频端滞后重影表现严重;
电缆开路,回路不通,无供电电流;
如果是外导体开路,还同时伴有空间杂散电磁波增大。
检查电缆两端连接器,确认内外导体连接可靠,一般应恢复正常;
如果仍然是开路现象,用三用表,离线测量电缆电阻,电缆一端短路,另一端测量电阻开路,说明该电缆的内导体或外导体断裂。
1.2.1.2短路
电缆短路,相当于并联电感;
由于低频阻抗过低,失配严重,模拟电视,低频端滞后重影表现严重;
电缆短路,电阻极小,无供电电压;
无空间杂散电磁波增大现象。
如果仍然是短路现象,用三用表,离线测量电阻,电缆两端均断开,任一端测量电阻均短路,说明该电缆内部短路。
可以沿电缆观察;
或用惠斯登电桥,分别从两端测出电阻值,算出电缆短路位置。
连接器以外的电缆短路,大体有三种情况:
制造电缆时,外导体屏蔽网与内导体短路;
架空电缆,被气枪子弹短路;
沿墙敷设电缆,被卡钉短路,或被大头针短路。
1.2.1.3接触不良
接触不良,相当于串接电感;
用选频电平表测量电平,低频损耗增大不明显,高频损耗增大明显;
模拟电视,滞后重影不明显;
集中供电基本正常,只是压降较大;
如果是外导体接触不良,还同时伴有空间杂散电磁波增大。
如果仍然是接触不良现象,说明该电缆内部接触不良。
1.2.1.4电缆变形
可能发生在电缆的任何部位。
电缆变形,相当于并联电容;
集中供电完全正常;
检查电缆两端,确认可观察范围无电缆变形,说明该电缆中间某处变形。
1.2.2高频损耗过大
电缆高频损耗过大,应分别情况判断。
1.2.2.1高温
夏天高温,或电缆敷设于热力管道中,电缆损耗当然增大,但是不应超过0.2%/℃的温度系数。
1.2.2.2进水
发生在紧固、防护不好的连接器处,或电缆破损处。
为预防电缆进水,施工前检查电缆外观应无破损,施工中注意不使电缆受伤;
电缆必须由低向高进入设备,当由高向低进入设备时,必须有滴水弯;
连接器的硅橡胶防水圈完好;
电缆、连接器、设备紧固正确,调试完毕热缩好热缩套管。
1.2.2.3老化
内导体氧化,发黑、发绿;
铝管外导体内表面氧化;
铝塑复合膜外导体的铝膜氧化,粉状脱落。
为防止、延缓内外导体氧化,选购电缆是关键:
内导体表面光亮,且有薄层聚乙烯防护;
铝管外导体内表面,应有油脂防护;
铝塑复合膜外导体的材料至关重要,塑料膜应是聚酯带而不是聚乙烯带,不会易于拉伸导致铝膜脱落,铝膜应有足够厚度,且附着牢固。
施工中,也应严格防水工艺。
若外护套老化,要么龟裂,要么发粘,必然加剧氧化,则应更换新电缆。
1.2.3电缆陷波
1.2.3.1电缆发泡度有问题
判断电缆发泡度有问题,应首先排除电缆设备失配或故障。
电缆发泡度不对、发泡不均匀,导致阻抗失配引起电缆陷波。
问题在电缆生产环节,应事先把好电缆选择和质量检验关。
用扫频仪观察电缆的幅频特性,应无陷波点。
1.2.3.2短电缆效应
当电缆、连接器、电缆设备端口阻抗匹配良好时,电缆是传输线,与电缆长度无关。
当连接器或电缆设备端口阻抗匹配不良时,大于等于一个波长的电缆,是传输线;
1/2波长的电缆,是开路线;
1/4波长的电缆,是短路线,即发生电缆陷波现象。
分析电缆长度和波长的关系时,必须考虑所用电缆的波长缩短系数:
进口竹节电缆,0.93;
进口物理发泡电缆,0.89;
国产物理发泡电缆,0.87;
实心聚乙烯电缆,0.66。
排除这种故障,首先应解决连接器、电缆设备阻抗匹配不良的问题;
适当加长电缆长度,也能缓解或消除电缆陷波现象。
这是因为:
适当加长电缆长度之后,一是错开了阻抗匹配最差的频率;
二是电缆损耗略有增加之后,起到了一定的失配缓冲作用;
三是电缆加长至大于等于一个波长时,已经变成了传输线。
2电源干扰
2.1有线电视系统容易被电源干扰
2.1.1高频调制信号电流很小
以下电流计算时,使用各自系统的标称阻抗值:
有线电视75Ω;
数字基带100Ω。
前端及光节点宽放出的信号电压0.1~0.01V即100~80dBμv,信号电流1.3~0.13mA;
宽放入及用户分配的信号电压0.01~0.001V即80~60dBμv,信号电流0.13~0.013mA;
数字基带信号电压是5V即134dBμv,信号电流50mA。
高频调制信号电流仅是数字基带信号电流的2.6~0.026%,如果电缆外导体中有市电电流,高频调制信号很容易被干扰。
2.1.2电源中的工频、高频频率与信号频率相似
2.1.2.1市电工频频率在视频和音频的频率范围之内
视频信号频率范围是0~6MHz,音频信号频率范围是15~20000Hz,均包括工频的50Hz在内。
如果电缆外导体中有工频电流,必然会对视频和音频信号产生干扰:
图像产生一条滚道,声音产生哼声。
解决市电电流干扰,关键是良好的接地。
2.1.2.2可控硅或高频用电器电网污染干扰
市电是50Hz的正弦波,但是,各种用电器都挂在公共电网上,实际的电网均被各种可控硅或高频用电器污染,其频率成分十分复杂,会通过电网污染,干扰到相应频道的图像和声音。
电网污染干扰的特点是高亮串点带。
解决电网连通造成的电网污染干扰:
前端使用UPS电源;
传输分配网中供电电源的初级均应有净化滤波器。
2.1.2.3可控硅或高频用电器高频辐射干扰
可控硅或高频用电器,还会通过高频辐射,干扰相应频道的图像和声音,其特点也是高亮串点带。
解决高频辐射造成的电网污染干扰:
寻找干扰源,并将干扰源屏蔽、接地;
接地多;
排除电缆外导体开路、接触不良的故障。
2.1.2.4机内电源干扰
有源设备内的电源如果是开关电源,脉冲大电流连接线辐射处理不当、电源印制板地线布局不合理、滤波不良等,均会造成电源干扰。
开关电源干扰的特点是:
模拟图像上叠加了白色菱形线,各交点处更亮。
有源设备内的电源如果是线性稳压电源,电源印制板地线布局不合理、滤波不良等,均会造成电源干扰。
线性电源干扰的特点是:
模拟图像上有两条滚道。
如果电源部件和主电路部件之间的电源连接线离主电路部件太近,还会产生缓慢移动的大片灰网干扰。
解决机内电源干扰的方法:
关键是选择或更换为优质的有源设备;
更换电源中失效的电解电容。
2.2设备的信号接地线
2.2.1带电设备的电位
系统中的每个用市电的设备,都会有程度不同的漏电,即各用市电的设备电位都不相同,各设备之间都有电位差。
当信号线连接两个设备时,信号线中就会有市电电流,从而对信号产生干扰。
2.2.2电源地的电位
市电是三相五线制,即,A、B、C三根相线,一根公共回路线零线,一根安全地线。
理想状态下,A、B、C三根相线负荷平衡,零线中电流的代数和为零,电位为零。
但是,实际情况是,A、B、C三根相线负荷平衡的条件几乎不存在,零线中的电流总不是零,即,零线电位总不是零。
而且,随着A、B、C三根相线负荷的变化,零线电位随时飘浮不定。
实际上,很多地区,是使用三相四线制,即,零地合一。
其结果是,每一个地线,都不是零电位,即,各地线之间都有电位差。
即使是三相五线制,零地分开,负荷变化影响零线电位从而影响地线电位的因素没有了,但是,由于各处漏电程度不同,安全地线中也有强度不等的电流。
即,每一个安全地线,都不是零电位,而是各有高低不等的电位。
2.2.3电源地不能作信号地
由于每个带电源设备的电位不定、电源地的电位不定,如果靠电源线的地线接地,各带电设备地线引线的关系依电源布局而定。
电源地引线直径小、且串并不定,不可能起到平衡电位的作用。
有线电视系统中,信号电流不过是微安量级的,十分微弱;
而市电地线间的电位差引起的电缆中的市电电流则强大得多。
所以,有线电视不能借用市电供电地线,只能单独接地。
2.2.4信号地
2.2.4.1电源地和信号地彻底分离
凡是由电网取电设备的电源线,均只使用零线、相线两根线,不使用电源地线;
当是三根连线时,应去除电源地的连接,令其失效。
整个有线电视网,凡是接地,均应为单独的信号地。
信号地使带电设备均为信号地电位,避免或减轻了电缆外导体中的50Hz电流,就能改善信号交流声比。
2.2.4.2前端两次一点接地
每个带电设备内的所有插件必须保证信号地的可靠连接,带电设备均应设接地端子,在机柜内的大直径公共地线(板、棒、管)上,第一次一点接地,以平衡每个机箱的漏电电位;
各机柜分别接一根大直径引出线;
当机柜数量不多且紧靠时,允许用大直径软线先将各机柜伞架形连接,再接一根大直径引出线,在机房信号地线汇流排上,第二次一点接地,以平衡每个机柜的漏电电位。
近几年,一些新建筑,执行综合接地,接地电阻极小。
此时,试图在建筑内单独接信号地的可能性很小,只好借用综合接地。
但是,在机房内,也必须执行电源地、信号地彻底分离的原则,也必须执行两次一点接地的原则,最终尽量靠近综合接地的地极一点接地。
当机房地极分为电源地、信号地时,信号地的接地电阻≤4Ω;
当机房地极是综合接地时,接地电阻≤1Ω。
2.3用户分配网的电源干扰
2.3.1信号地
至少供电器、光节点接地,一般供电器、光节点、干放接地,最好供电器、光节点、干放、支放都接地;
信号地与电源地彻底分离,否则,必然会有电源干扰。
2.3.2电源干扰
2.3.2.1电视机、计算机漏电
采用双隔离系统输出口,可以彻底隔绝电视机、计算机漏电的影响,但是屏蔽系数至少会降低10dB;
采用单隔离系统输出口,肯定会有电视机、计算机漏电的影响。
查找漏电来源时,必须首先注意防电击。
采用排除法,找到漏电严重的电视机、计算机后,将其电源插头反插,即可减轻或消除电源干扰。
2.3.2.2电缆接触不良
电缆接触不良,造成市电电磁场侵入电缆内导体干扰,模拟电视信号图像叠加高亮串点带,必须排除连接故障。
2.3.2.3电网污染
如果是电网连通干扰,电视机不同,滤波效果不同,干扰轻重不同;
如果是高频辐射干扰,与电视机和干扰源的相对位置有关,近重远弱、向重背弱、高重低弱。
电视机电源的滤波效果难以说清,可以根据是否符合位置影响高频辐射干扰的规律,判定是哪种干扰原因。
最好是用电池供电的测试电视机观察信号,如果没有电网污染干扰,就是电网连通干扰;
如果仍有电网污染干扰,就是高频辐射干扰。
解决电网污染干扰,只能消除干扰源。
详见2.1.2.2。
3前端调试
3.1正确使用电平表
3.1.1测量位置
电平表是低阻表,输入阻抗75Ω。
只能终端测量,不能中间(并连)测量。
3.1.2频道电平读数
测量模拟信号频道电平,均可直读;
测量数字信号频道电平:
可任意设置测量带宽的电平表,根据测量对象设置测量带宽,电平直读;
测量带宽固定为0.3MHz的电平表,数字频道实际电平=仪器测得电平+10lg(频道带宽/测量带宽)+1dB(定义域:
BCH≥BM)。
对于下行频道,测得电平加15.3dB,才是实际频道电平。
3.1.3图像声音载波电平差
用电平表测量A/V比应为17±
1dB(总范围14~23dB);
听着本频道的声音,同时,观察上邻频道图像,应无被本频道声音干扰的现象。
用中高档电平表测量单台调制器或混合后的A/V比,均相同;
用低档电平表测量单台调制器的A/V比差值较大,读数是真的;
但是,测量混合后的A/V比差值较小,读数是假的。
这是由于低档电平表选择性差,将混合后上邻频道的部分图像功率也测进了本频道的声音副载频里。
所以,无论高中低档电平表,干脆统一规定:
在单台调制器测量A/V比。
3.1.4测量噪声失真的电平
每次测量噪声失真时,为了避免测量误差,都应预置在电平表说明书规定的电平值上,一般是80或85dBμv。
3.1.5噪声失真的在线测量
高档电平表均可在线测量,免除了频繁插拔信号的麻烦,非常方便。
但是,有时测量误差较大。
如果发生明显不合理的测量结果,应以插拔信号的测量结果为准。
3.1.6测量噪声
首先要根据被测频道,设定噪声频带宽度:
调频广播频道0.2MHz;
模拟电视频道5.75MHz;
下行数字频道8MHz;
上行数字频道0.2/0.4/0.8/1.6/3.2/6.4MHz中的使用者。
多频道输入时,电平表自身的非线性失真,也会影响测量结果,最好加被测频道的带通滤波器。
不过,是否加带通滤波器的影响,没有测量非线性失真时严重。
3.1.7测量失真
测量频道带内互调,对单机设备,可直接测量;
多频道输入时,电平表自身的非线性失真,会读出较差的假数,为了保证测量精度,测量某频道时,应加入某频道的带通滤波器;
宽带非线性失真呈群落状态,应以频道内的最差落点读数为准。
以图像载频为基准,这些落点(MHz)包括:
复合二次互调产物5种,-1.5、-0.5、0、0.5、1.0;
复合三次差拍产物9种,-2.25、-1.75、-1.25、-0.75、-0.25、0.25、0.75、1.25、1.75。
3.1.8测量信号交流声比
前端送入各下行光发射机的信号,信号交流声比应≥60dB,即≤0.1%。
各用户分配部分,信号交流声比应≥46dB,即≤0.5%。
使用市电的有线电视综合测试仪,也会有市电漏电电位,由于存在与被测线路之间的电位差,测量电缆中也会有50Hz电流,会严重影响信号交流声比的测量准确性,导致信号交流声比假性普遍偏低。
克服这个弊病,有两个办法:
使用市电的有线电视综合测试仪,单独接一根与被测线路一点接地的地线,消除两者之间的电位差;
使用蓄电池供电的选频电平表,电位悬浮,接上测量电缆,即与被测线路等电位。
3.2前端调试
3.2.1解调器、频道变换器的输入电平
严格控制在70~73dBμv。
虽然输入电平标为70dBμv±
10/15/20dB,只是说明AGC的控制范围,并不保证信号质量。
中心输入电平70dBμv时,图像效果最好,低了噪声差,高了失真差。
输入信号低于70dBμv时,应提高输入电平;
高于70dBμv时,应经衰减器输入。
3.2.2调制器的视频调制度
用示波器测量输入调制器的视频幅度应为1Vp-p;
或用中高档电平表测量高频输出,视频调制度应为87.5%;
或用一台标准电视机观察图像,各频道图像明暗程度适中且相似。
3.2.3调制器的音频调制度
用音频毫伏表测量输入调制器的音频幅度应为0.775V,或用三用表测量应为0dBm;
或用中高档电平表测量高频输出,音频调制度即调频频偏,应为±
50KHz;
或用一台标准电视机监听音量,各频道声音纯正且音量相似;
3.2.4调制器、频道变换器的输出电平
调制器、频道变换器输出电平<≈最大输出电平-3dB,以预留老化余量、调整余量。
3.3下行通路混合
3.3.1下行混合放大
使用倒接分配器式16路混合器,频率范围5~1000MHz、隔离损耗≥22dB、插入损耗≤16dB、反射损耗≥16dB,为保证匹配良好,空闲端必须终接;
下行通路可使用6个16路混合器,最多可带96个频道,使用倒接六分配器二次混合,为保证匹配良好,空闲端必须终接;
不使用带放大器的混合器。
光发射机驱动放大器的选用原则:
高线性(砷化镓倍功率宽放模块);
低增益18~22dB;
噪声失真平衡的中心输出电平(附加的噪声、失真几乎可以忽略不计);
宁可并行多台,尽量避免串接。
3.3.2下行混合电平
模数共传,调频、数字<模拟电视频道电平;
全数字,数字≈原模拟电视频道电平。
用户接收需要的下行电平(dBμV):
AM-VSB69±
6,FM47~80,m-QAM60±
15。
混合后各种信号光发入相对电平(dB):
AM-VSB0,FM、64-QAM-10,256-QAM-6。
3.4前端的下行干扰噪声
3.4.1频道安排原则
3.4.1.1躲避同频干扰
不安排当地开路强场强信号占用的频道,包括:
电视、调频广播、无线寻呼(137~167MHz,对应于增补频道Z4~Z7之间)。
如果强行安排开路强场强频道,各用户就会发生程度不等的同频干扰。
这种干扰,几乎与有线电视网络毫无关系;
只与电视机和干扰源的相对位置有关,近强远弱、向强背弱、高强低弱。
分别表现为:
使用强场强电视占用的频道、原节目,电视图像叠加导前重影干扰;
使用强场强电视占用的频道、换节目,电视图像叠加密横道干扰;
使用强场强调频广播占用的DS-5频道,电视图像叠加随广播声音而变的忽闪的花纹;
使用强场强无线寻呼占用的频道,电视图像叠加忽闪的花纹,并叽里呱啦乱响,严重时,甚至无图像。
3.4.1.2其他
全部邻频安排;
不安排上下行隔离带已占用的频道;
模拟频道集中于较低频率,数字频道集中于较高频率,不交叉。
3.4.2交扰调制与视频干扰的区别
当干扰和被干扰频道同步时:
由宽带非线性失真产生的交扰调制是负图像、鬼影;
视频干扰是正图像叠加,视频线屏蔽不良所致。
3.4.3非线性失真与杂散电磁波干扰的区别
当干扰频道和被干扰频道不同步时,由宽带非线性失真产生的交扰调制是移动的竖带和横带;
非线性失真的单频干扰都是固定不变的;
杂散电磁波干扰都是晃动的,高频电缆屏蔽不良所致。
3.4.4调制器带内干扰
伴音副载波6.5MHz与彩色副载波4.43MHz的二次互调差频是2.07MHz,称为带内互调,规定为≤-57dB,不合格时,就会发生带内单频干扰。
3.4.5调制器带外干扰
无输出滤波器的捷变频调制器,必须一一对应外加频道滤波器,否则,可能会发生以下几种带外干扰:
本振外泄。
本振频率=频道频率+中频,处理不干净,会干扰高邻第四个频道。
镜像频率。
镜像频率=本振频率+中频=频道频率+2×
中频,处理不干净,会干扰高邻第八个频道。
谐波干扰。
二次谐波=2×
频道频率;
三次谐波=3×
频道频率。
落点会干扰对应频道。
3.4.6调制器带外噪声
变频部分产生的宽带噪声:
采用固定频道调制器,可彻底消除;
采用带随动滤波器的捷变频调制器,可较彻底消除;
无输出滤波器的捷变频调制器,必须一一对应外加频道滤波器,否则,载噪比将下降10lgN(dB)。
3.4.7电视机间的辐射干扰
前端电视墙电视机非常集中,电视墙应该是全金属结构,各电视机间均应有屏蔽板隔开。
否则,各电视机的变频器高频辐射,会产生电视机间的相互干扰。
这是一种假象,实际上,下行输出信号中并没有这种干扰。
4HFC下行通道调试
4.1电缆供电核算方法
4.1.1供电计算规律
并行供电,串行供电压降很小,只要计算用电功率即可;
串行供电,串行供电压降很大,主要是计算电压降。
双向HFC串行放大器最多不超过3个,所以只要计算光节点以下的用电功率即可,无需计算串行供电电压降。
4.1.2基础数据
4.1.2.1用电设备交流消耗功率
先求设备直流用电电流I,已知直流电压U,则直流消耗功率P=UI。
直流消耗功率P,除以效率η,即交流消耗功率p=P/η。
开关电源是恒功率器件,在正常交流供电电压36-65v范围内,交流消耗功率p基本不变,交流电流i,则随交流供电电压v的变化而反变化,i=p/v。
4.1.2.2送电电缆的往返电阻
将一段已知长度L的电缆一端短路,在另一端测量电阻Rx,则该电缆的往返电阻
R=Rx/L(以Ω/100m计)
4.1.3供电核算
4.1.3.1计算最后一台供电宽放的交流供电电流
令交流供电电压v1,等于开关电源的最低供电电压36V,计算其最大交流供电电流
i1=p/v1。
4.1.3.2计算最后一台供电宽放前一段电缆的电压降
根据这段电缆实际长度L1,计算往返电阻R1=L1×
R;
这段电缆的电压降V1=i1×
R1。
4.1.3.3计算倒数第二台供电宽放的交流供电电流
交流供电电压v2=v1+V1;
其交流供电电流i2=p/v2。
4.1.3.4计算倒数第二台供电宽放前一段电缆的电压降
根据这段电缆实际长度L2,计算往返电阻R2=L2×
这段电缆的电压降V2=(i1+i2)×
R2。
4.1.3.5计算倒数第三台供电宽放的交流供电电流
交流供电电压v3=v2+V2;
其交流供电电流i3=p/v3。
4.1.3.6支路供电
遇有支路供电时,以刚才算出的,主路倒推至汇接点的电压为准,计算出该支路的交流供电电流等。
4.1.3.7按以上方法,继续向供电器方向推算,直至交流供电电压接近60V为止。
供电器输出交流电压,只有60V,当计算出的交流供电电压超出60V时,说明已经不能再用了。
4.1.3.8经核算可知,串行供电,电压降是主要问题,如果电压降太大,供电器的输出功率多么大,也无济于事。
4.1.3.9根据计算出的交流供电总电流iΣ,算出供电器所需输出电流i0=iΣ/0.6。
供电器只能使用≤60%的功率,是为了避免常年工作会产生较大的温升。
4.2调试方法
由光节点起,按下行信号顺序,对每一个有源设备进
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