１３１０ｎｍ波長光信號傳輸系統的故障及其排除方法

陳雄琪

摘要:本文主要介紹了維修1310nm波長光信號傳輸過程中的常遇見故障并分析了該故障的原因及其排除方法。

關鍵詞:光傳輸系統 故障 維修

中圖分類號:TN92文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)03-0066-02

隨著我國有線電視網絡的不斷發展壯大和頻道的逐漸增加,有線電視傳輸技術已由單一的同軸電纜網絡向光纖電纜混合網(HFC)過渡。在很多鎮(鄉)已建立起了縣—鄉—村兩級光纜網絡。賓陽縣農村有線電視網絡采用的是1310nm波長傳輸系統,全縣有分前端機房16個,光纜有500多公里,光節點1000多個。這就要求有線電視技術人員對網絡出現的故障特別是光纜傳輸中常見的故障要了如指掌,并能準確而迅速地排除,確保網絡能夠正常運行。

有線電視信號在光纜傳輸的過程中主要分為三部分,即前端機房、光纜傳輸、終端接收。文章主要探討前端機房、光纜傳輸、終端接收常出現的故障與原因。

1前端機房常見故障分析

鎮(鄉)前端機房主要設備有光發射機、光接收機、光分路器、分支、分配器、適配器等有源和無源器件。而我們平時維修時常出現故障的有:光發射機、光接收機、分支、分配器、適配器等。

1.1發射機出現故障

故障現象:幾處光節點用戶反映信號很差、雪花嚴重。

故障原因:可能是由于發射機的光激光勵模塊工作不穩定造成輸出功率不夠。

故障排除:根據用戶的反映,幾個光節點出現同一故障,說明光接收機出現問題的概率很小,問題可能出現在前端機房。仔細分析出現故障的幾個地點,信號都是由同一臺1310nm,10mW的發射機提供的光信號,懷疑是光發射機的故障,首先測量發射機輸出功率,結果輸出功率只有6dBm,正常輸出功率應達到10 dBm,確定是發射機發生的故障,更換一臺規格、型號相同發射機,測量其輸出功率為9.8 dBm,輸出功率恢復正常,然后到幾個故障點測量光接收機的輸出功率為–3 dBm,檢查用戶收看情況,測量終端信號為70 dB,收看正常,故障排除。

1.2 分支器損壞

故障現象:整個輸出系統的用戶反映信號很差、雪花嚴重、基本看不到圖像。

故障原因:光發射機的射頻信號是通過光接收機把光信號轉變為射頻信號,給光射機提供輸入信號,取值在80～85dB之間。而光接收機輸出的電信號較高,一般在102～100dB內,所以要經分支器的RF端來衰減電信號。我們一般按前端機房的光發射機臺數來確定分支器和分配器規格,如果分前端需三臺光發射機提供網絡光信號,就選用規格為112的分支器,分支器的輸出端信號送往鎮(鄉)所在地的機關、單位、街道用戶。RF端連接分配器的輸入端,經分配器把電信號均衡分配給三臺光發射機,分配器采用三分配器。這樣就保證了光發射機的射頻輸入電平在80～85dB之間,使光發射機處于正常的工作狀態。由于分支器的損壞造成了光發射機的輸入電平過低,從而引起了光發射機調制度過低,因為系統載噪比和與調制度成正比,造成了光接收機解調后信號載噪比低,信號質量差,雪花嚴重。

故障排除:整個輸出系統內的用戶都出現故障,確定故障肯定出在前端機房,首先檢查光發射機,測量其輸出功率為9.8 dBm,屬正常,剩下的設備只有光分接收機和分支、分配器了。先測量分支器輸入電平,所有頻道的電平都在102～100dB左右,屬正常;再測量其輸出電平只50 dB,確認112的分支器已損壞,更換相同的分支器后,測量其輸出電平為88 dB左右,三分配器輸出端電平為82 dB。

1.3 適配器損壞

故障現象:某光節點用戶反映信號質量差、雪花點嚴重。

故障原因:仔細觀察已損壞的適配器,發現有明顯的裂痕。因此,造成了跳線接頭(FC/APC)不能準確對準,引起光信號損耗增大。

故障排除:一個光節點出現故障主要涉及到的器件有:光分路器、適配器、跳線及跳線活接頭(FC/APC)光纜斷纖、光接收機等。按順序檢查,先測量光分路器出現故障的輸出端口,輸出功率正常+2dB,再測量適配器之后跳線與光纜連接的端口,測量結果為-16 dB,損耗很大,確定適配器已損壞,更換適配器。

2 光纜傳輸過程中常見的故障分析

在有線電視光信號傳輸過程中可能出現的故障大多數是由于在光纜施工中不規范、工作不細心及傳輸器材質量不合格等引起的。

2.1 施工不規范引起的斷纖故障

故障現象:某光節點用戶反映無信號。

故障原因:有可能是施工人員為了節省人力,加快施工進度,在掛設光纜之前,預先把光纜從光纜盤一圈圈卸放到地上,在無人看守的情況下,在另一頭用力拉光纜,使光纜打結受損,施工人員在掛纜時發現后用力強行拉直,一時并沒有出現斷纖(情況嚴重的光纜會全部斷纖),但經幾年的運行后很容易斷纖。另外在架設光纜經過路口時,因無人看守,受到來往的車輛碾壓造成故障的概率也很高。因此,在光纜施工過程中一定要按規范要求施工,避免不該發生的故障。

故障排除:這種故障一般是光分路器以下的器件引起的,檢查適配器與跳線連接光纖的端口,光功率正常。懷疑是光纜或光接收機出了問題,跳纖后打電話給用戶,用戶反映收看已正常,確定是光纜斷纖。用OTDR測量,圖標顯示在距測量點1.6公里處損耗嚴重。維修技術人員趕到該處沿上、下檢查,發現一處光纜有明顯打結痕跡,近距離檢查發現光纜彎曲變形嚴重,確定是該處已斷纖,剪去有問題的光纜,重新熔接后測量光接收機輸入功率為–3dB。

2.2 工作馬虎造成斷纖

故障現象:某光節點用戶反映無信號。

故障原因:仔細檢查,發現斷纖處正好在熔接塑料保護套一頭,熔纖時可能由于技術人員的馬虎,沒有把熔接好的光纖放入塑料保護套中間位置就加熱,致使裸露的光纖得不到有效的保護,且長期處于彎曲的狀態,時間長或受到震動就很容易斷裂。此故障之所以難查,是由于OTDR在測量中對近端(50米的范內)存在誤差,OTDR發光很強,只要能通過少量的光就可測出鏈路狀態。因此在測量中接入2～3公里的假纖,以便準確的查找故障點,少走彎路。

故障排除:檢查適配器與跳線連接光纖的端口,功率正常,跳纖后信號恢復正常,說明光纜有問題。在機房用OTDR檢測光纖,發現鏈路損耗正常,反復幾次均如此。到出現故障的光節點處測量了光接收機的輸入功率為-16 dB,同時也用OTDR向機房測量光纖損耗情況,結果檢測光纖鏈路損耗正常,但實際工作損耗很大,一時無從下手,維修陷入了因境。之后認真分析故障現象、OTDR測試結果和OTDR測試條件,懷疑故障出在光纖頭、尾兩端。首先從光纖芯數少的光節點的接續盒開始檢查,打開接續盒經仔細查看并無發現異常。然后到機房打開終端盒認真檢查,結果發現有一芯光纖已斷纖,熔接后故障排除。

3 終端接收端常見故障

光接收機的任務是將接收到的光信號轉化成電信號送入用戶分配系統中進行分配,如果光接收機出現故障,那么,光接收機所連接的分配系統的用戶將無法正常收看到廣播電視節目。在光信號接收部分時常會有一些故障的發生。我們在這里結合故障來分析一下故障存在的原因以及如何排除故障。

3.1實例1

故障現象:某光節點用戶反映無信號。

故障原因:此分配網是采用60v內供電方式,由于有些群眾為省錢非法偷接,把大頭針插入電纜銅芯時碰到了電纜的屏蔽網線,造成了電纜的短路。由于接觸的面積不大且短路處到光機有一定距離,所以,短路后沒有立即引起燒斷險絲的現象。

故障排除:此光接收電源采用60v內供,四端口輸出,分別測量各個電平輸出端口是否正常,結果有三個端輸出電平是正常的,有一路無電平輸出。打開光接收機蓋,發現該路電源指示燈不亮,同時發現6A的保險絲已燒斷,換上相同的保險絲后電源供電正常,該端口輸出電平也正常,懷疑是保險絲的問題。可二小時后用戶打來電話反映說又收看不到電視節目,維修人員再次趕到,檢查后發現故障相同,也是保險絲被燒斷。初步懷疑是光接收機有短路現象,更換一臺規格相同的光接收機觀察其運行情況,大概也是二小時左右后保險絲又被燒斷,維修一時沒了頭緒。之后仔細分析,因為是采用60v內供電,如果電纜干線有短路現象,也會導致光接收機,保險絲被燒斷,根據這一分析,把光接收機到第一開口處的電纜處于離線狀態,用萬用表1K歐姆檔測量電纜隔離電阻,結果電阻值為零,說明電纜有短路現象,在更換電纜時發現有一枚大頭針插入電纜內,大頭針的頂部捆著銅芯線引進一住房,把大頭針撥出再測量電纜隔離電阻值為無窮大,把原來的電纜接上后信號輸出正常。

3.2 實例2

故障現象:幾處光接節點的用戶反映無信號。

故障原因:幾個光接收機都是安裝在同一個村委的幾個自然村范圍內,且同時被雷電擊壞,分析后懷疑接地電阻達不到技術要求,一般接地電阻應小于或等于10歐姆。用電阻表測量接地電阻結果電阻值高達500歐姆,由于防雷地線沒有按要求施工接地,造成接地電阻過大,當遇到雷擊時沒有形成很好的回路,得不到有效的保護,這樣光接收機很容易被雷擊而損壞。

故障排除:先在機房測量這幾處有故障的光接節入纖功率是否正常,結果入纖功率正常。維修人員趕到故障點,該光接收機采用220v供電方式二路輸出,檢測光接收機輸入功率-3dBm正常,再測量輸出電平,結果二路均無電平輸出,打開光接收機蓋發現二路的電源指示燈不亮,測量光接收機電源部分無電壓輸出,保險絲已燒斷。因昨晚打雷下雨懷疑光接收機被雷電擊壞,更換同規格的光接收機,電源指示發亮,輸出電平100dB與記錄輸出電平相符,網絡恢復正常。維修人員一連檢查幾個有故障的光節點,結果都是光接收機出的問題而且故障相同,確認故障出因是被雷電擊壞。

我們對這幾個光接收機的地線重新安裝施工,采用圓鋼直徑為16mm,長1.8m。完后測量接地電阻基本達到要求,使用一年多沒有出現光接收機被雷電擊壞的現象。建議野外形的光接收機在注意做好防雷接地的同時最好采用60v內供電方式,減少被雷電而引起的故障。

3.3實例3

故障現象:光節點的用戶反映信號很差,雪花點嚴重

故障原因:由于我們在日常維修中經常把尾纖取下測量,這樣多次測量后,可能導致尾纖的活動接頭的不干凈,會降低光功率、影響信號的傳輸質量。建議維修人員在維修時一定要帶上無水酒精、脫脂棉球和活動接頭塑料保護套。

故障排除:首先在機房測量該光纖入纖功率,結果+2dB m正常,到故障點測量光接收機輸入功率為-12 dB m,損耗嚴重,試拿無水精酒擦活接頭(FC/APC),后測量輸入信號為-4 dB m。