数字电视网络的故障与维护策略
时间：2023-03-10 11:25:04 来源：千叶帆 本文已影响人
陈长征
（湖北广电网络宜昌分公司，湖北 宜昌 443000）
数字电视网络是数字电视信号传输的重要媒介[1]。当前，在积极推进由标清电视向高清电视转化的背景下，数字电视网络建设成为关键性的技术内容。关于“十四五”时期数字电视网络的发展，国家广播电视总局发布的《广播电视和网络视听“十四五”科技发展规划》进一步明确了方向，即推动有线电视网络IP化、光纤化，继续推动IPv6规模部署和应用，建设有线和5G一体化融合发展的安全可靠、可管可控、调度灵活、高速智能的传输网和数据网。故而，对于相关主体来说，数字电视网络建设的重心应当放在网络的安全性、可靠性、灵活化、智能化等方面。近年来的数字电视网络应用实践表明，数字电视网络建设除了要推动新网络的铺设与组建以外，还要对已有网络中可能发生的故障进行提前的研究预判，以便采取科学的措施防范和维修相应的网络故障，提高数字电视网络运行的安全性、可靠性。
数字电视网络指的是数字电视节目传输网络，其主要承担数字电视节目信号的传输功能。从结构上看，数字电视网络由混合光纤同轴电缆、中心机房和机顶盒等构成。其中，混合光纤同轴电缆是整个数字电视网络的核心，在实现电视信号传输基本功能的同时，也是链接中心机房和机顶盒的重要枢纽[2]。
从组网方式来看，目前的数字电视网络主要采用环-星-树拓扑式结构。相较于其他组网方式而言，这种方式不仅节点少、接口统一，而且在网络质量、组网灵活性、设备智能化程度等方面也有明显的优点[3]。
从技术层面看，数字电视网络组建中使用的关键技术有“EPON+EOC技术”和FTTH接入技术[4]。其中，“EPON+EOC技术”是满足“三网融合”背景下视频、语音、数据等业务开展对网络质量和承载能力要求的良好技术方案，其具有避免电磁干扰和雷电影响的优势。光纤到户（Fibre To The Home，FTTH）接入技术是出于满足EOC（Ethernet Over Cable）技术应用中百兆到户发展需求的技术方法，其具有维修量少、对环境和供电等方面的条件要求低的优势。
结合目前数字电视网络的建设和运行来看，数字电视网络经常发生的故障主要有线路故障、放大器故障、光接收机故障等。下面分别对这些故障的具体表现情况进行分析介绍。
2.1 线路故障
线路，是数字电视传输网络运行的基本条件。数字电视网络线路出现故障，会造成整个网络的传输出现问题。就数字电视网络运行的实际情况来看，容易发生的线路故障主要有电缆线芯故障、电缆中线芯与设备接触不良、电缆屏蔽层断缝、电缆屏蔽层断开以及线芯屏蔽层短路等五种情况[5]。其中，电缆线芯故障是由于外力等作用的影响而导致电缆中出现一相芯线或者多相芯线出现短线的情况；
电缆中线芯与设备出现接触不良是由于电缆中线芯与设备的连接处因为氧化作用等原因而引起容抗，造成信号无法有效传输；
电缆屏蔽层裂缝是由于电缆的护套出现磨损、破损导致内部屏蔽的铜丝露出，使绝缘材料被屏蔽层损坏的芯线或者铝箔刺破，引起电缆出现短路和信号传输中断；
电缆屏蔽层断开是受外力的作用而导致电缆的整个屏蔽层出现断裂，使电缆的屏蔽效果明显减弱的现象；
线芯屏蔽层短路则是由于用户在使用分配器时，没有做到分配器各线路完全接触好，继而导致部分接头无法完全接收到全部信号的情况。
2.2 放大器故障
有线电视网络中的放大器故障主要包括电源故障、放大器无输出、输出信号干扰以及输出电平异常等四种情况。其中，电源故障是数字电视网络中的放大器出现电源没有输出电压，或者电源输出的电压不够稳定的情况；
放大器无输出是数字电视网络中的放大器没有任何信号输出的情况[6]；
输出信号干扰是数字电视网络中输出的信号受到一定程度的干扰，电视图像质量出现问题的情况；
输出电平异常是数字电视网络中的放大器输出的电平出现偏低或者斜率异常的情况。
2.3 光接收机故障
光接收机故障主要体现为供电故障、无输出信号、输出端口电平异常等。其中，供电故障是由于电源与光接收机连接出现问题，导致数字电视信号传输出现不稳定的情况；
无输出信号是光接收机在正常接通电源的情况下出现无信号输出或者信号输出不连续的情况；
输出端口电平异常是光接收机的低端、高端中有一端或者两端同时出现信号异常的情况[7]。
数字电视网络是数字电视信号传输的主要渠道，其传输信号的稳定性和可靠性，会直接影响数字电视运行的状况。在实际的数字电视网络运行中，由于数字电视网络线路长，节点、放大器与分支器多的原因，数字电视网络在运行中发生故障的可能性也比较高。因此，对于数字电视网络中容易出现的上述故障问题，相关主体要结合网络故障处理的相关技术和经验，构建更加完备的故障维护策略，防范和减少故障发生对数字电视网络运行的影响。
3.1 线路故障的排查与维护策略
数字电视网络中的线路故障多是因为线路老化或受外力作用而出现问题，其结果是线路出现短路、接触不良、电缆烧毁等情况，导致网络中信号传输不佳、电平频率下降等情况出现。当然，具体故障点和故障发生的原因还需要进行具体的排查。对于电缆线芯故障，可以利用场强仪对线路进行检测，如果发现低端电平没有明显变化，而高端电平出现明显下降，则可以断定是电缆的线芯发生了故障[8]。对于电缆中线芯与设备接触不良的故障，可以先对信号传输过程中的频率变化情况进行监测，如果出现频率比较高的信号表现出较强的耦合能力，则可能是因为接触不良导致，这时需要对电缆中线芯与设备的接触情况进行排查。对于电缆屏蔽层出现裂缝的情况，可以对网络中的高端和低端电平变化情况进行监测，如果出现大幅度下降的情况，则表明可能存在电缆屏蔽层出现受损的情况。对于线芯屏蔽层短路的情况，可以检查用户使用的分配器的连接情况，并对高端电平和低端电平的变化情况进行对比，如果出现低端电平降低幅度明显大于高端电平降低幅度，则可以判定故障属于线芯屏蔽层短路。
对于线路故障，要根据具体排查出的故障类型和原因进行针对性的维修。其中，电缆线芯故障、电缆屏蔽层裂缝、电缆屏蔽层断开的故障需要通过更换新的电缆加以解决，电缆中线芯与设备接触不良、线芯屏蔽层短路则需要通过检查故障点的接触状况，对接触不良的问题加以排查和解决。
3.2 放大器故障的维护策略
放大器故障的发生主要围绕在数字电视网络的放大器周边。因此，在故障排查和维修方面，要重点以放大器为中心进行。对于放大器电源故障，可以对电源输出的电压进行监测，如果发现没有电压输出或者输出的电压不稳定，则表明是电源出现故障。对于放大器无输出的故障，要先对放大器输入的信号进行检查，如果信号异常，则表明使放大器本身出现了故障；
如果信号显示正常，则可能是放大器中的衰减器件出现了损坏[9]。对于输出信号干扰故障，简单的排查方法就是查看电视画面右侧是否出现多个重影的情况，并且重影会随着反射现象的增加而变得更多。对于输出电平异常的故障，可以重点对放大器中的三极管尤其是三极管中的增益调节器进行检查，看是否是该器件出现了失灵的情况。
确定放大器发生故障的原因和具体故障点后，就可以采取相对应的措施进行故障维修。对于电源故障，要立刻更换电源。对于放大器无输出的情况，如果判定是放大器中的衰减器件出现损坏，则要及时更换相关器件。对于输出信号干扰的故障，要重点对放大器的输入部件和输出部件进行防氧化处理，如果已经出现腐蚀现象，则要进行及时的维修。对于输出电平异常故障的维修，主要是替换放大器中的三极管。
3.3 光接收机故障的维护策略
光接收机是数字电视网络中信号处理的重要设备。对于该设备容易发生的故障，同样需要借助相关的技术方法加以排查和维修。在供电故障排查中，可以先排查光接收机与电源的连接状况，然后排查光接收机电源线每个接头的连接状况。同时，也要对光接收机的接地情况进行检查。如果这三方面排查均未发现问题，可以排除供电故障的问题。在无输出信号排查中，要在光接收机供电正常的情况下，对输出的信号质量进行检查，看前端发射机的光功率数值是否正常。如果正常，则要继续查看上一级的光发射机状态。如果光发射机排查后均正常，则要对光缆路由的工作状态进行排查，看是否出现信号数值不符合光接收机范围的情况[10]。在排查输出端口电平异常问题时，要对数字电视网络的端口电平输出状况进行监测，并重点对设备中的放大线路均衡器件进行故障检查。
对于光接收机供电故障，可以通过重新连接光接收机与电源，重新连接光接收电源线的每个接头，或者对光接收机的接地问题进行解决等加以维修。对于无输出信号的情况，如果排查出光发射机状态出现异常，则要对光发射机进行调整，或者更换新的光发射机；
如果排查出是因为光缆路由工作状态出现异常，则要对路由进行重新设置，确保信号数值在光接收机的范围内。对于因为放大线路均衡器件出现故障而导致输出端口电平出现异常，则要对放大模块中的放大线路均衡器件进行维修或者更换。
数字电视网络故障，是影响数字电视网络安全性、可靠性的重要因素。在当前积极推进数字电视IP化、光纤化的背景下，提高数字电视网络故障的排查与维修技术，是确保数字电视网络运行安全稳定的客观要求。在实际的数字电视网络故障分析与解决中，维护人员应当重点关注线路故障、放大器故障和光接收机故障，并根据故障排查的结果和可能产生的原因进行针对性的故障维修，以保证在短时间内快速排查和解决网络故障。
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