有线电视网络系统可靠性分析及测试

摘要：本文通过对有线电视网络可靠性的调查，分析了影响有线电视网络可靠性的几个关键因素，并给出提高有线电视网络可靠性的措施。
关键词：有线电视网络 可靠性 光纤 同轴电缆网

随着有线电视网络技术的飞速发展,集图像、语音和数据为一体的有线电视宽带综合业务网,已成为各地信息化建设的基础网络平台,庞大的网络规模，综合业务的开展，对网络的可靠性提出了更高的要求。
CATV网络系统可靠性直接反映一个网络的质量优劣,集中体现为保持该系统良好的运行状态、不发生故障的能力。CATV网络可靠性突出表现在通信链路的可 靠性(如器材设备、传输线、供电电源)和通信信号的可靠性(如噪声背景、信号误码率等指标)以及系统工作环境(如恶劣气候、污染)的影响，任何一个环节的 异常故障,均应视为系统可靠性出现了问题。
目前有线电视系统是新老技术并存、多种设备混用、传输环节众多、网络变动频繁,导致系统可靠性下降。因此，提高CATV网络系统的可靠性显得越来越重要,这也是有线电视人转变形象,赢得用户、赢得未来的基础。

1 CATV网络的可靠性调查
本调查基于一个中等城市——陕西延安市的有线电视网络。该市的有线网络系统始建于1992年，建网时为550MHz邻频传输同轴电缆网，后陆续升级改造为 750MHz HFC网。网络用户规模15万户左右。自2002年7月1日～2003年6月30日,累计维修记录如表1(略)所示:
2 光纤传输系统对网络可靠性的影响
光纤传输系统是CATV的骨干，一旦发生故障，影响面很大。光纤传输系统主要包括以下几个部分：光发送接收设备，光纤无源器件（分光器、连接器）及光缆。光发送设备的事故率极低。
光接收设备由于处于室外，其故障主要来自供电系统能否保证设备的稳定工作。例如，供电故障可以通过备份加以改善；雷击导致的保险丝中断通过改善避雷装置可 以减少;连接器故障，多为接插不到位或弄脏连接接头引起，这部分必须通过严格的操作技术培训来改善。光纤传输系统要重视细节部分,技术人员的技术水平和责 任心尤显重要。
2.1 光纤接续对光传输线路的影响
光纤的接续是光传输线路中必不可少的环节。如果接续存在问题,将导致光传输的不连续现象,也会造成光功率的一部分变成散射损耗,或以反射波形返回发送端。 通常光纤的熔接均采用进口自动熔接机,自动找正接头,自动熔接,自动显示接头损耗。在工程实践中,应该养成测试接点损耗并作记录的习惯。利用光时域反射仪 双向测试接续点损耗,取双向平均值,并使平均值最小,保证接续点平均损耗降至最小。
2.2 光纤传输线路损耗的影响
当前1310nm光纤的损耗理论值可以做到0.20dB/km。除光纤自身损耗外,接头耦合损耗、弯曲损耗等对光纤链路影响很大,因而要对每一链路损耗进行测量,确保满足设计要求。光传输线路损耗的测量既是对光传输性能的保证,更是为排除故障提供可靠保证。
2.3 接收光功率对光传输系统的影响
光接收机中光电二极管检测器（PIN）输出的RF信号电平随接收到的光功率变化而变化。接收光功率过大有可能劣化光接收机、光检波器的非线性失真指标,甚 至烧毁光检波器; 接收光功率过小,会导致RF输出信号的C/N下降,使光节点覆盖范围质量下降。工程实践中重点测试：光接收机输出光功率是否正常;光链路损耗是否正常;光 连接器是否刮伤(连接器如果被灰尘污染,应用99%酒精和不起毛棉布擦净)。还应注意光纤接头盘不能盘绕太紧。具有导频AGC控制的接收机增益调节范围一 般在8～10dB,过大过小都有可能使AGC失控而导致接收机工作不正常。通常推荐的光输入功率在+2～-4dBm之间。
3 同轴电缆系统对网络可靠性的影响
有线电视网络中同轴电缆具有明显的带宽优势，但是因同轴电缆引起的故障也成为整个网络的最大弱点。 #p#分页标题#e#
现代HFC网可靠性的关键在于光接收机以下的同轴电缆网。这个号称“最后一公里”的线路非常重要,通常由2～4级延长放大器送至楼放分配到用户。这些放大 器、分支分配器、供电器长期处于恶劣的天气环境中,接头环节多,人为引起故障的概率和受干扰的可能性大,因而应该倍加关注。主要技术指标尤其必须保证,最 好留有余量,这也是系统可靠性的前提条件。
3.1 放大器性能的可靠性分析
传输电平的平坦度直接决定系统内各项设计指标的优劣。突出表现的是系统频响误差的积累,使不同频道的信号电平出现异常起伏,频段中部电平幅度太高,尤以 150～220MHz最严重,常达8dB以上,俗称鼓色。因而放大器自身的性能对线路影响很大,可用扫频仪或者场强仪检测。记录输入电平值,经放大后看各 频道输出电平值是否满足平坦度的要求。在线路上用场强仪测试电平时,常遇到主输出口和测试口均接有线路,不便断开,检测人员常会打开放大器外壳用测试线碰 测输出头,这样测量的读数是有误差的。因为场强仪的输入阻抗为75Ω,碰接输出头,等于并联75Ω电阻,从理论上来讲会导致该测量值比实际值低 3.52dB,实际上会超过4dB,这在调试过程中是不允许的。维护中,常会发现放大器的AGC、ASC常常不起控,许多情况下是由于调试造成的。放大器 输入端的固定均衡器在出厂时用短路片连接,在系统调试时,根据传输电缆的不同长度,更换不同规格的输入衰减器和固定均衡器即可,而不能用调节ASC的倾斜 值来满足出口斜率要求,否则会影响放大器斜率控制精度,因为出厂时放大器已经作了预倾斜调整。
3.2 器件连接对网络可靠性的影响
在有线电视网络兴起初期，就有人定义这是一种“接头工程”。在样本的整个网络中，由器件连接引起的故障占到41%左右，可见这一环节的重要性。
接头故障常表现为开路，短路，阻抗特性变化，供电电压衰落，信号不稳定直至中断。原因多为接头装配不规范，连接器进水或受潮，连接器的质量低劣。
电缆接头装配不佳,连接处的特性阻抗就会改变,阻抗失配破坏了传输线正常的行波状态,在失配点产生反射,传输线产生驻波，回波值增大,产生重影;在电缆外 导体与电缆接头接触电阻增大时,还会表现反向衰减特性,即高频段衰减小,低频段衰减大;接头不好,还会导致电缆电磁屏蔽特性下降,易产生辐射或被干扰。可 见接头可靠性异常重要，统计资料显示，有近10%的故障是因为F头没拧紧或脱落造成的，应引起足够重视。
3.3 供电系统对网络可靠性的影响
电源故障在样本统计中非常突出，占据10.8%。供电部门停电,网上供电设备故障,供电系统中存在突发性高压脉冲损坏相关设备保险丝或无源器件，是引起电 源故障的主要因素。当放大器的输入电压低于其正常工作电压范围时会导致放大器不工作或信号出现几条白色亮带向上翻滚。改善途径为采用UPS电源或双向供 电,采用集中供电并控制规模。
对于现有CATV网的覆盖,有线电视网络系统不可靠性总是会让用户切切实实地觉察到,这种脆弱性让用户感到不安。尽管有线电视人作了巨大努力,但用户投诉 率仍然较高,很多人怀疑如果CATV网在传输基本业务基础上开展数据业务等,是否具有高可靠性的服务能力。而且随着网络的长期运行,用户投诉不仅仅只对传 输信号的中断,也开始对画面质量提出了要求,对于数据业务更是要求保证足够的安全可靠性。CATV正面临着卫星直播、网络电视等的有力竞争,努力提高 CATV系统可靠性已成为有线电视的第一要务。

参 考 文 献
1 金浩.从可靠性分析谈有线电视网络建设.hc360慧聪网光电行业频道.2003.4.23
2 田祖德.有线电视系统日常维护工作浅见.电视技术.1994（7）
3 王虎.提高农村有线电视HFC网安全优质传输的方法和途径.中国有线电视.2003（2）