有線電視網絡供電方案的技術分析及其應用

朱 杰

中廣有線信息網絡有限公司蚌埠分公司，安徽蚌埠 233000

1 概述

當前在三網絡融合的背景下，有線電視網絡正在向雙向、多功能信息網發展，不但要傳輸有線電視節目，還成為數據傳輸的主要網絡。因此，對有線電視網絡的要求不僅是信號質量問題，更重要的是對可靠性和安全性有了更嚴格的要求，實現可靠供電是確保有線電視業務傳輸的關鍵所在。

2 有線電視網絡供電故障的分析

根據有線電視網絡故障報修統計，供電故障要占線路總故障的50%左右。受供電中斷影響的主要是前端機房、分前端機房、以及光節點和放大器等，原因主要有如下兩個方面：

1）系統外的原因。主要是市電故障或者停電檢修、拉閘限電等造成，此部分的故障難以為廣電運營者所控制，需要在電源備份、提高自我供電能力等方面加以完善；

2）系統內的原因。主要是有線電視網絡自身的電源系統和網絡結構引起的。在前端和分前端機房集中了大量的接收、發射、數據、調制、網絡管理等有源設備，萬一發生故障影響面大。在干線傳輸和用戶分配系統中，主要采用星型、點對點的網絡結構形式，存在大量的光節點和放大器，各種線路設備數量多而且通常就地分散供電，故障發生的概率也最大。

3 常用供電方案的分析與比較

1）UPS供電方式。當市電發生故障時，利用UPS電池平時的儲能進行逆變，達到不間斷供電。

（1）優點：可靠性最高、供電質量好，技術先進，是應對系統外供電故障最好的方案，能大大解決供電網絡臨時故障帶來的影響，最大程度確保了網絡的可靠性；

（2）缺點：成本最高，對于設備選擇和維護有著嚴格的要求。

2）60V集中供電方式。選取供電質量好、故障率低的220V市電作為取電點，采用60V線路供電器通過電源插入器實現電源和信號共同在同軸電纜中的傳輸，從而完成對60V有源設備的供電。

（1）優點：可靠性高，可以集中管理電源，保證電源的質量，又能很好結合有線電視網絡的結構和傳輸技術特點，降低成本，也是普遍采用的一種技術方案；

（2）缺點：對于線路設計和施工要求高，線路維護量較大。

3）雙回路供電方式。在一定區域內選取市電網中兩個不同的變壓器取電，當一路市電故障時，可以通過自動切換到另一路市電進行供電，實現不間斷供電。

（1）優點：能夠提高供電的可靠性，成本相對較低；

（2）缺點：對自動切換操作安全性要求較高，為了電網的安全，電力部門一般是不允許。通常的做法是和UPS電源相結合，并采取人工切換的模式，大多數是臨時備用方案。

4）就近取電方式。在設備安裝地點，就近接入220V市電供給有線電視設備使用。

（1）優點：施工方便，成本最低，安全性好；

（2）缺點：可靠性差，易受高峰限電、市政建設、線路維修等突發市電故障影響。

5）自備發電機供電方式。選擇自備發電機作為UPS電源的備用電源，以確保在市電故障時間較長時，實現系統的供電正常。

（1）優點：可以提高自我供電的能力，機動性好，可以解決長時間的供電故障問題；

（2）缺點：成本較高，發電機需要日常維護、操作較復雜，只能作為日常備用方案。

上述幾種供電方式，在可靠性、安全性、成本、施工難易以及維護量方面，各有優勢，可在實際應用中加以相互結合、靈活利用。

4 有線電視網絡供電方案的具體應用和注意事項。

根據多年的運行維護和使用經驗來看，為達到安全、優質、經濟、不間斷的要求，可針對有線電視網絡不同傳輸部位的供電要求和特點，采取相應的供電方案。

1）前端機房部分。前端機房是有線電視網絡的心臟，對于供電的可靠性、安全性、不間斷要求最高，特別是開展了多功能交互業務后，對電源系統的可靠性要求更加苛刻。

供電方案：通常采用在線UPS電源和雙回路供電結合應用的方式，一般可以采用熱備份連接或UPS并聯冗余連接，不但提高了可靠性，而且也提高了帶載能力。在前端機房的供電中，UPS電源的選取和維護工作是關鍵點。

（1）要選擇在線式UPS，要求過載能力強、具有強大自診斷功能，能為前端設備提供不間斷的、高純凈度的電源，同時UPS的顯示電路可以準確反映設備的運行狀態及相關數據；

（2）合理選擇UPS額定輸出容量，核定負載的總容量，其最佳帶載量應控制為其額定容量的60%～70%之間；

（3）合理配置蓄電池，做好蓄電池的工作時間計算，滿載時蓄電池的工作時間＝（蓄電池組容量x電壓）/（主機功率x0.7)，其中0.7為功率因子；

（4）電視屏幕墻、空調、日光燈等感性負載瞬間啟動電流大，不要接到UPS上，停電時應盡量只保留必要的關鍵設備；

（5）不宜帶載開、關機，以防啟動瞬間燒壞逆變器等元件，要嚴格按順序開、關機，以減小沖擊電流帶來的損害；

（6）長期不停市電，建議每隔1個月應人為斷掉市電用UPS帶負載放電一次，這樣可以延長電池的使用壽命，UPS放電后應及時充電，避免電池因過度自放電而損壞。為了保證蓄電池能得到高效、充分利用，應選用具有恒流充電特性的充電器；

（7）要定期檢查整組電池的浮充電壓，單體電池浮充電壓，檢查電池是否損壞，殼、蓋間有無泄漏，表面是否有灰塵等雜物，電池架、連接線、端子是否有松動或銹蝕等。單體電池電壓不能低于標稱值的70%。一旦發現電池電壓異常、物理損傷、電解液泄漏、溫度異常等現象，應找出原因并及時更換有故障的蓄電池；

（8）要在輸入配電柜內加裝避雷器，在UPS之前安裝諧波濾波器，以此來有效地防雷擊。

2）分前端機房。同樣集中了大量的信號接收、發射、信號處理等設備，用戶覆蓋一般在3萬戶左右，其重要性僅次于前端機房，供電要求很高。

供電方案：采用市電加在線UPS電源供電方式，并采用自備發電機備用方案。除了做好UPS電源選型和維護外，需要注意如下事項。

（1）一般分前端為無人值守機房，而且較為分散，需要建立分前端電源監控系統，確保及時了解市電停電情況，若市電停電故障時間較長，要快速啟動自備發電機供電方案；

（2）要合理配置發電機的額定輸出功率，發電機容量至少應該為UPS輸出功率的1.2倍～1.25倍；

（3）停電發生時，一般在UPS電量還剩余1/3時使用發電機供電，好處是一是可以避免電池過度放電而縮短使用壽命，二是如停電時間過長還可以對發電機加油。

3）干線傳輸系統。存在大量的光節點、干線放大器等線路有源設備，比較分散、覆蓋范圍大，因此確保可靠供電難度大，不易維護。

供電方案：一般采用60V集中供電和野外型UPS電源相結合的方式。在工程設計、施工及線路維護等方面，采取如下措施。

（1）工程設計中，要盡量選取供電質量好、故障率低的取電點，盡量減少光節點和干線放大器的覆蓋戶數，最大程度減少供電故障率和影響范圍；

（2）在選擇線路供電器時，要注意其性能指標：一是波紋系數小，二是穩壓性能好，三是抗干擾能力強；四是負載特性、短路特性及能連續工作等性能指標好。通常選用具備防雷功能的磁飽和恒壓供電器，這樣可以從設備上確保供電的穩定性和可靠性，減少系統干擾；

（3）集中供電的光節點和放大器的電源電壓一般為AC30～65V，50Hz，由于電纜回路電阻的降壓作用，離集中供電器越遠的供給的電壓越低。需要合理計算供電負荷、線路壓降、輸出電流等來確定供電器規格型號，供電器實際輸出的總電流不應超過其額定輸出電流的85%；

（4）對于覆蓋用戶超過500戶以上的光節點或者干線放大器，必要時考慮配備野外型UPS電源，要經常對UPS電池進行充放電，確保其在停電故障時的持續供電能力。另外，對野外型UPS要配備監控功能，確保及時發現市電故障，從而杜絕電池過放電和業務中斷；

（5）由于要通過同軸電纜供電，一定要做好電纜接頭和電源插入器的防水保護，這點也是是能否確保正常集中供電的關鍵環節。

4）用戶分配系統。主要是對分配放大器的供電，數量多而且分散。

供電方案：主要采用就近取電的方式。由于其最靠近用戶端，需要注意如下事項。

（1）一定要確保規范接電，明顯標記，避免用戶的誤解和供電管理部門的誤操作；

（2）做好放大器接地和防雷保護，避免雷電通過市電竄入用戶分配系統中。

綜上所述，實現網絡可靠供電的原則是：一是做好前端和分前端機房的UPS電源的選型和維護；二要完善有線電視網絡自身的供電系統；三要及時掌握供電部門的停電信息，及時啟動預案。

5 結論

總之，可靠供電事關有線電視網絡的傳輸質量和服務質量，是一項長期而且極其重要的工作，只有不斷提高供電的可靠性，才能確保有線電視網絡安全可靠的運行。

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