淺析有線數(shù)字電視的故障分析及防護(hù)措施

山東省單縣郭村鎮(zhèn)有線電視臺 張雨峰

1.數(shù)字電視和模擬電視抗普通噪聲干擾特性

“聲噪比S/N”、“載噪比C/N”和“每比特信號能量與噪聲功率密度之比Eb/No”，都是用來表示信號的“載波”與“噪聲”兩者之間的關(guān)系，它們的是數(shù)值越大，電視圖像和聲音的質(zhì)量越好；相反，信號質(zhì)量就越差，模擬電視的屏幕上就會出現(xiàn)“雪花”干擾，數(shù)字電視就會出現(xiàn)靜像或“馬賽克”。

由于數(shù)字調(diào)制技術(shù)的種類繁多，采用頻譜效率不同的各種調(diào)制方式調(diào)制出的信號，自身傳輸?shù)目煽啃圆顒e較大，要達(dá)到相同的傳輸可靠性時，對系統(tǒng)C/N指標(biāo)的要求就不相同，就無法采用C/N指標(biāo)對它們的可靠性進(jìn)行橫向比較。在數(shù)字通信系統(tǒng)中采用Eb/No參數(shù)便于對采用不同數(shù)字調(diào)制技術(shù)的系統(tǒng)進(jìn)行傳輸可靠性高低的比較，是為了“橫向比較用的”，并不是“因?yàn)閿?shù)字電視不出現(xiàn)載波，就沒有C/N指標(biāo),所以才采用Eb/No”。實(shí)際上Eb/No參數(shù)是不能直接從系統(tǒng)中測量出來的，還得要首先測量出系統(tǒng)的C/N指標(biāo)，然后才能用算式計(jì)算出Eb/No指標(biāo)值。因此，僅僅在有線數(shù)字電視領(lǐng)域、無需橫向比較時，也可以直接用C/N指標(biāo)來衡量信號在系統(tǒng)中傳輸?shù)目煽啃裕瑳]有必要再換算成Eb/No參數(shù)，所以在許多場合，仍然經(jīng)常可以見到用C/N指標(biāo)來規(guī)范、評議有線數(shù)字電視的質(zhì)量。

當(dāng)前有線電視系統(tǒng)的C/N指標(biāo)是按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T106－1999中規(guī)定有線模擬電視系統(tǒng)出口的C/N指標(biāo)要求≥43dB的要求設(shè)計(jì)的，當(dāng)系統(tǒng)的實(shí)際指標(biāo)達(dá)到這個要求時，由于有線數(shù)字電視信號的電平通常比模擬電視低10個dB，因此有線數(shù)字電視信號的實(shí)際C/N指標(biāo)比系統(tǒng)實(shí)際C/N指標(biāo)也低10個dB，即為33dB，但比要求的26dB還高7個dB，顯然還有相當(dāng)多的裕量。從這個角度看，有線數(shù)字電視抗普通噪聲的能力比有線模擬電視要強(qiáng)得多，系統(tǒng)指標(biāo)的“下裕量”比較大，比“上裕量”要大得多,因此，由于系統(tǒng)載噪比太低而導(dǎo)致有線數(shù)字電視發(fā)生靜像或“馬賽克”的情況比較少見。

2.數(shù)字電視和模擬電視抗失真產(chǎn)物的組合互調(diào)噪聲干擾特性

數(shù)字信號頻道的能量均勻分布在限定的頻帶內(nèi)，在傳輸頻帶內(nèi)存在非線性失真的情況下，所產(chǎn)生的互調(diào)、交調(diào)產(chǎn)物就不是呈離散性的分布，而是呈白噪聲的性質(zhì)，在被干擾的頻道內(nèi)彌散分布，這就在被干擾頻道里增加了噪聲，成為組合互調(diào)噪聲CIN，使數(shù)字電視出現(xiàn)頻繁的靜像或“馬賽克”。因此，有線數(shù)字電視信號的失真指標(biāo)應(yīng)≥44dB，由于有線數(shù)字電視信號的電平比模擬電視低10個dB，所以要求有線電視系統(tǒng)的實(shí)際失真指標(biāo)≥54dB，國家廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 221－2006中規(guī)定數(shù)字電視對系統(tǒng)CTB、CSO指標(biāo)的要求，和模擬電視一樣，都是≥54dB。

可見，當(dāng)有線電視系統(tǒng)的失真指標(biāo)達(dá)到要求時，無論模擬電視還是數(shù)字電視，都能正常收看，但網(wǎng)絡(luò)的失真指標(biāo)劣化以后，兩者的出現(xiàn)的故障現(xiàn)象就大不一樣了。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的失真指標(biāo)逐步劣化以后，模擬電視畫面的質(zhì)量隨之逐步降低。即使指失真指標(biāo)比54dB低很多，電視畫面還存在，只能勉強(qiáng)收看。

當(dāng)有線電視系統(tǒng)的實(shí)際失真指標(biāo)CTB、CSO達(dá)到54dB時，由于有線數(shù)字電視信號的電平比模擬電視低10個dB，因此對于有線數(shù)字電視來說，CTB、CSO指標(biāo)只有44dB，裕量不到4個dB。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的失真指標(biāo)逐步劣化時，圖像質(zhì)量沒有逐步劣化過程，一旦失真指標(biāo)降低4個dB左右，電視畫面即刻變?yōu)殪o像或嚴(yán)重的“馬賽克”。由于系統(tǒng)電平升高1dB，失真指標(biāo)通常要劣化2dB，不到4dB的失真指標(biāo)裕量，意味著系統(tǒng)電平波動上限不到2dB，系統(tǒng)指標(biāo)的“上裕量”很小，比“下裕量”要小得多。所以有線數(shù)字電視抗失真產(chǎn)物的互調(diào)噪聲能力比模擬電視差得多。因此，光發(fā)射機(jī)輸入電平過高、光接收機(jī)和放大器輸出電平過高，會使失真指標(biāo)下降，是導(dǎo)致成片有線數(shù)字電視用戶出現(xiàn)靜像或“馬賽克”。

3.數(shù)字電視和模擬電視抗外界侵入噪聲干擾特性

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，比如某處接觸不良或電纜外導(dǎo)體進(jìn)水霉斷以后，外界干擾信號就會侵入系統(tǒng)，對于有線數(shù)字電視，其中非同頻的雜散干擾信號可能會呈白噪聲的性質(zhì)，在被干擾的頻道內(nèi)彌散分布，這等于在被干擾頻道里增加了噪聲，其結(jié)果，而其中的同頻干擾信號，情況可能就比較復(fù)雜。當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，有線數(shù)字電視信號中會出現(xiàn)兩種同頻干擾。

（1）外界竄入的同頻干擾信號。

目前，由于帶寬不足或模擬電視頻道還繼續(xù)存在，數(shù)字電視載頻點(diǎn)往往被安排在增補(bǔ)頻道上，這里通常都是通信使用的頻帶，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生接觸不良、電纜外導(dǎo)體霉斷等問題引起屏蔽能力降低，外界竄入各種干擾信號，其中就可能有與數(shù)字電視載頻同頻的干擾信號。

（2）由自身信號反射形成的延時多徑信號。

當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)阻抗不配時，就會出現(xiàn)強(qiáng)烈的信號反射現(xiàn)象，產(chǎn)生多次往復(fù)反射延時的多徑信號，是和原來的數(shù)字電視信號之間存在相位差的同頻信號。

以上兩種同頻干擾信號，有可能是以白噪聲的形式彌散分布在被干擾的頻道內(nèi)，直接劣化系統(tǒng)的C/N指標(biāo)，使有線數(shù)字電視出現(xiàn)“馬賽克”現(xiàn)象。在系統(tǒng)沒有故障的正常條件下，相位噪聲可在發(fā)送端引入，或者在接收端因本振不穩(wěn)定引入。相位噪聲是由于振蕩器中熱噪聲的影響和通過外部供電及控制電路射入的噪聲而引起的振蕩器的相位變化。振蕩器的相位起伏和頻率起伏會引起載波的相位噪聲。頻率相同、僅僅是相位差異引起的相位噪聲會影響數(shù)字信號的正確解碼，引起“馬賽克”或?qū)е聼o法接收信號。

可見，有線數(shù)字電視很怕外界入侵的干擾，外界入侵干擾常常是零星有線數(shù)字電視用戶頻頻發(fā)生故障的最主要原因。

綜合前面的分析可知，有線數(shù)字電視信號經(jīng)過載波調(diào)制處理以后，已經(jīng)不是純粹的數(shù)字信號，它的抗干擾能力大大降低了，特別在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)某些問題以后，它的抗干擾能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及有線模擬電視，以致會出現(xiàn)“模擬電視是好好的、而數(shù)字電視卻出現(xiàn)故障頻發(fā)現(xiàn)象”。因此不能再侈談“有線數(shù)字電視抗干擾”，對有線數(shù)字電視抗干擾的性能要有全面、正確的認(rèn)識。

4.有線數(shù)字電視發(fā)生故障的情況及處理方法

如果前端信號處理不出問題，有線數(shù)字電視發(fā)生的故障通常是局部點(diǎn)片故障或者零星用戶故障，故障現(xiàn)象是靜像或“馬賽克”，以零星用戶的故障占絕大多數(shù)，因此維修和預(yù)防工作的重點(diǎn)是零星用戶的故障。

4.1 零星用戶的故障

零星用戶發(fā)生有線數(shù)字電視故障的原因，少數(shù)是由于入戶電平太低引起的，或者因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)沒有通過設(shè)計(jì)，入戶電平本來就不足，或者分接多臺電視以后造成電平不足；多數(shù)是由于用戶室內(nèi)器件阻抗失配、接觸不良、電纜屏蔽損壞引入外界干擾引起的。由于某些干擾信號有固定的頻率或頻帶，或者不是整天開通，通常不是整天干擾全部的各套數(shù)字電視，當(dāng)用戶收看被干擾的節(jié)目時，就報(bào)告數(shù)字電視出了故障；或者用戶僅僅在晚上看電視、白天不看電視（上班），就報(bào)告晚上數(shù)字電視出故障；加上其他各種原因，有線數(shù)字電視管理部門接到數(shù)字電視故障時隱、時現(xiàn)的投訴是很正常的現(xiàn)象。無論數(shù)字電視的故障是不是時隱、時現(xiàn)，只要發(fā)生過故障就說明用戶的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)有問題。在維修時、在安裝數(shù)字電視用戶時，重點(diǎn)注意以下幾個容易引發(fā)故障的問題；

（1）連接機(jī)頂盒的電視信號線，最好用新電纜做成兩頭電纜接頭的電纜線、不用塑料壓注雙插頭線，因?yàn)樗芰蠅鹤⒉孱^極容易內(nèi)部脫焊而引發(fā)數(shù)字電視故障。

（2）不要從用戶墻壁的插座板上引接信號到機(jī)頂盒，因?yàn)椴遄鶚O易發(fā)生接觸不良引發(fā)的數(shù)字電視故障。最好把插座改成電纜對沖接頭，然后用帶兩個電纜接頭的電纜線引接信號至機(jī)頂盒。

（3）室內(nèi)分接電視信號，一定要用合格的高隔離度分配器、分支器和電纜，不可用劣質(zhì)品，分配器、分支器的空端口要接上75歐負(fù)載電阻，絕對禁止將多條電纜直接扭合起來分接信號。

4.2 局部點(diǎn)片故障

檢修局部點(diǎn)片故障時，一定要利用網(wǎng)絡(luò)圖紙，仔細(xì)分析發(fā)生故障的范圍，確定大致的故障點(diǎn)，然后才出門檢修，可以達(dá)到事半功倍的效果。

（1）如果某條用戶分配主線以下有多數(shù)用戶報(bào)告出故障，其他線路正常。那么這條主線電纜最大可能的問題是：接頭接觸不良、接頭進(jìn)水外導(dǎo)體霉斷、分支器件進(jìn)水或損壞。

（2）某放大器以下所有各條線路下有多數(shù)用戶報(bào)告出故障，其他放大器之下正常。那么最大可能的問題是：放大器前面干線電纜發(fā)生前例的問題、放大器輸出電平太高、放大模塊損壞導(dǎo)致失真劇增或輸出電平降低等。

（3）某光接收機(jī)之下各放大器、各條線路下有多數(shù)用戶報(bào)告出故障，其他光接收機(jī)之下正常。那么最大可能的問題是：光接收機(jī)輸出電平過高（或過低）、光接收機(jī)損壞、光鏈路問題造成接收光功率下跌等。

4.3 因載噪比過低引起的故障

由于有線數(shù)字電視抗普通噪聲干擾的能力強(qiáng)，系統(tǒng)指標(biāo)的下裕量很大，按正常程序設(shè)計(jì)安裝的網(wǎng)絡(luò)，很少可能因載噪比過低而引起故障。因載噪比過低引起故障的現(xiàn)象，通常發(fā)生在由“新手”負(fù)責(zé)、放大器間距未經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算而建的網(wǎng)絡(luò)中。因此，要避免出現(xiàn)因載噪比過低而引起有線數(shù)字電視故障，新建或改造有線電視網(wǎng)絡(luò)時，必須進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，至少要做到到達(dá)放大器輸入端口的高端電平不低于放大器的“標(biāo)稱輸入電平（72dB）”、放大器的輸出電平要與其“標(biāo)稱輸出電平（72+G）”相等或相近。

[1]劉修文.數(shù)字電視技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2010,03.