１３１０ｎｍ波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸系統(tǒng)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(zhǎng)光信號(hào)傳輸過(guò)程中的常遇見(jiàn)故障并分析了該故障的原因及其排除方法。

關(guān)鍵詞:光傳輸系統(tǒng) 故障 維修

中圖分類號(hào):TN92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)03-0066-02

隨著我國(guó)有線電視網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展壯大和頻道的逐漸增加,有線電視傳輸技術(shù)已由單一的同軸電纜網(wǎng)絡(luò)向光纖電纜混合網(wǎng)(HFC)過(guò)渡。在很多鎮(zhèn)(鄉(xiāng))已建立起了縣—鄉(xiāng)—村兩級(jí)光纜網(wǎng)絡(luò)。賓陽(yáng)縣農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡(luò)采用的是1310nm波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng),全縣有分前端機(jī)房16個(gè),光纜有500多公里,光節(jié)點(diǎn)1000多個(gè)。這就要求有線電視技術(shù)人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的故障特別是光纜傳輸中常見(jiàn)的故障要了如指掌,并能準(zhǔn)確而迅速地排除,確保網(wǎng)絡(luò)能夠正常運(yùn)行。

有線電視信號(hào)在光纜傳輸?shù)倪^(guò)程中主要分為三部分,即前端機(jī)房、光纜傳輸、終端接收。文章主要探討前端機(jī)房、光纜傳輸、終端接收常出現(xiàn)的故障與原因。

1前端機(jī)房常見(jiàn)故障分析

鎮(zhèn)(鄉(xiāng))前端機(jī)房主要設(shè)備有光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光分路器、分支、分配器、適配器等有源和無(wú)源器件。而我們平時(shí)維修時(shí)常出現(xiàn)故障的有:光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、分支、分配器、適配器等。

1.1發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障

故障現(xiàn)象:幾處光節(jié)點(diǎn)用戶反映信號(hào)很差、雪花嚴(yán)重。

故障原因:可能是由于發(fā)射機(jī)的光激光勵(lì)模塊工作不穩(wěn)定造成輸出功率不夠。

故障排除:根據(jù)用戶的反映,幾個(gè)光節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)同一故障,說(shuō)明光接收機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題的概率很小,問(wèn)題可能出現(xiàn)在前端機(jī)房。仔細(xì)分析出現(xiàn)故障的幾個(gè)地點(diǎn),信號(hào)都是由同一臺(tái)1310nm,10mW的發(fā)射機(jī)提供的光信號(hào),懷疑是光發(fā)射機(jī)的故障,首先測(cè)量發(fā)射機(jī)輸出功率,結(jié)果輸出功率只有6dBm,正常輸出功率應(yīng)達(dá)到10 dBm,確定是發(fā)射機(jī)發(fā)生的故障,更換一臺(tái)規(guī)格、型號(hào)相同發(fā)射機(jī),測(cè)量其輸出功率為9.8 dBm,輸出功率恢復(fù)正常,然后到幾個(gè)故障點(diǎn)測(cè)量光接收機(jī)的輸出功率為–3 dBm,檢查用戶收看情況,測(cè)量終端信號(hào)為70 dB,收看正常,故障排除。

1.2 分支器損壞

故障現(xiàn)象:整個(gè)輸出系統(tǒng)的用戶反映信號(hào)很差、雪花嚴(yán)重、基本看不到圖像。

故障原因:光發(fā)射機(jī)的射頻信號(hào)是通過(guò)光接收機(jī)把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樯漕l信號(hào),給光射機(jī)提供輸入信號(hào),取值在80～85dB之間。而光接收機(jī)輸出的電信號(hào)較高,一般在102～100dB內(nèi),所以要經(jīng)分支器的RF端來(lái)衰減電信號(hào)。我們一般按前端機(jī)房的光發(fā)射機(jī)臺(tái)數(shù)來(lái)確定分支器和分配器規(guī)格,如果分前端需三臺(tái)光發(fā)射機(jī)提供網(wǎng)絡(luò)光信號(hào),就選用規(guī)格為112的分支器,分支器的輸出端信號(hào)送往鎮(zhèn)(鄉(xiāng))所在地的機(jī)關(guān)、單位、街道用戶。RF端連接分配器的輸入端,經(jīng)分配器把電信號(hào)均衡分配給三臺(tái)光發(fā)射機(jī),分配器采用三分配器。這樣就保證了光發(fā)射機(jī)的射頻輸入電平在80～85dB之間,使光發(fā)射機(jī)處于正常的工作狀態(tài)。由于分支器的損壞造成了光發(fā)射機(jī)的輸入電平過(guò)低,從而引起了光發(fā)射機(jī)調(diào)制度過(guò)低,因?yàn)橄到y(tǒng)載噪比和與調(diào)制度成正比,造成了光接收機(jī)解調(diào)后信號(hào)載噪比低,信號(hào)質(zhì)量差,雪花嚴(yán)重。

故障排除:整個(gè)輸出系統(tǒng)內(nèi)的用戶都出現(xiàn)故障,確定故障肯定出在前端機(jī)房,首先檢查光發(fā)射機(jī),測(cè)量其輸出功率為9.8 dBm,屬正常,剩下的設(shè)備只有光分接收機(jī)和分支、分配器了。先測(cè)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(cè)量其輸出電平只50 dB,確認(rèn)112的分支器已損壞,更換相同的分支器后,測(cè)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(xiàn)象:某光節(jié)點(diǎn)用戶反映信號(hào)質(zhì)量差、雪花點(diǎn)嚴(yán)重。

故障原因:仔細(xì)觀察已損壞的適配器,發(fā)現(xiàn)有明顯的裂痕。因此,造成了跳線接頭(FC/APC)不能準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn),引起光信號(hào)損耗增大。

故障排除:一個(gè)光節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)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(jī)等。按順序檢查,先測(cè)量光分路器出現(xiàn)故障的輸出端口,輸出功率正常+2dB,再測(cè)量適配器之后跳線與光纜連接的端口,測(cè)量結(jié)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(guò)程中常見(jiàn)的故障分析

在有線電視光信號(hào)傳輸過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障大多數(shù)是由于在光纜施工中不規(guī)范、工作不細(xì)心及傳輸器材質(zhì)量不合格等引起的。

2.1 施工不規(guī)范引起的斷纖故障

故障現(xiàn)象:某光節(jié)點(diǎn)用戶反映無(wú)信號(hào)。

故障原因:有可能是施工人員為了節(jié)省人力,加快施工進(jìn)度,在掛設(shè)光纜之前,預(yù)先把光纜從光纜盤(pán)一圈圈卸放到地上,在無(wú)人看守的情況下,在另一頭用力拉光纜,使光纜打結(jié)受損,施工人員在掛纜時(shí)發(fā)現(xiàn)后用力強(qiáng)行拉直,一時(shí)并沒(méi)有出現(xiàn)斷纖(情況嚴(yán)重的光纜會(huì)全部斷纖),但經(jīng)幾年的運(yùn)行后很容易斷纖。另外在架設(shè)光纜經(jīng)過(guò)路口時(shí),因無(wú)人看守,受到來(lái)往的車(chē)輛碾壓造成故障的概率也很高。因此,在光纜施工過(guò)程中一定要按規(guī)范要求施工,避免不該發(fā)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(jī)出了問(wèn)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(cè)量,圖標(biāo)顯示在距測(cè)量點(diǎn)1.6公里處損耗嚴(yán)重。維修技術(shù)人員趕到該處沿上、下檢查,發(fā)現(xiàn)一處光纜有明顯打結(jié)痕跡,近距離檢查發(fā)現(xiàn)光纜彎曲變形嚴(yán)重,確定是該處已斷纖,剪去有問(wèn)題的光纜,重新熔接后測(cè)量光接收機(jī)輸入功率為–3dB。

2.2 工作馬虎造成斷纖

故障現(xiàn)象:某光節(jié)點(diǎn)用戶反映無(wú)信號(hào)。

故障原因:仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)斷纖處正好在熔接塑料保護(hù)套一頭,熔纖時(shí)可能由于技術(shù)人員的馬虎,沒(méi)有把熔接好的光纖放入塑料保護(hù)套中間位置就加熱,致使裸露的光纖得不到有效的保護(hù),且長(zhǎng)期處于彎曲的狀態(tài),時(shí)間長(zhǎng)或受到震動(dòng)就很容易斷裂。此故障之所以難查,是由于OTDR在測(cè)量中對(duì)近端(50米的范內(nèi))存在誤差,OTDR發(fā)光很強(qiáng),只要能通過(guò)少量的光就可測(cè)出鏈路狀態(tài)。因此在測(cè)量中接入2～3公里的假纖,以便準(zhǔn)確的查找故障點(diǎn),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(hào)恢復(fù)正常,說(shuō)明光纜有問(wèn)題。在機(jī)房用OTDR檢測(cè)光纖,發(fā)現(xiàn)鏈路損耗正常,反復(fù)幾次均如此。到出現(xiàn)故障的光節(jié)點(diǎn)處測(cè)量了光接收機(jī)的輸入功率為-16 dB,同時(shí)也用OTDR向機(jī)房測(cè)量光纖損耗情況,結(jié)果檢測(cè)光纖鏈路損耗正常,但實(shí)際工作損耗很大,一時(shí)無(wú)從下手,維修陷入了因境。之后認(rèn)真分析故障現(xiàn)象、OTDR測(cè)試結(jié)果和OTDR測(cè)試條件,懷疑故障出在光纖頭、尾兩端。首先從光纖芯數(shù)少的光節(jié)點(diǎn)的接續(xù)盒開(kāi)始檢查,打開(kāi)接續(xù)盒經(jīng)仔細(xì)查看并無(wú)發(fā)現(xiàn)異常。然后到機(jī)房打開(kāi)終端盒認(rèn)真檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有一芯光纖已斷纖,熔接后故障排除。

3 終端接收端常見(jiàn)故障

光接收機(jī)的任務(wù)是將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)送入用戶分配系統(tǒng)中進(jìn)行分配,如果光接收機(jī)出現(xiàn)故障,那么,光接收機(jī)所連接的分配系統(tǒng)的用戶將無(wú)法正常收看到廣播電視節(jié)目。在光信號(hào)接收部分時(shí)常會(huì)有一些故障的發(fā)生。我們?cè)谶@里結(jié)合故障來(lái)分析一下故障存在的原因以及如何排除故障。

3.1實(shí)例1

故障現(xiàn)象:某光節(jié)點(diǎn)用戶反映無(wú)信號(hào)。

故障原因:此分配網(wǎng)是采用60v內(nèi)供電方式,由于有些群眾為省錢(qián)非法偷接,把大頭針插入電纜銅芯時(shí)碰到了電纜的屏蔽網(wǎng)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(jī)有一定距離,所以,短路后沒(méi)有立即引起燒斷險(xiǎn)絲的現(xiàn)象。

故障排除:此光接收電源采用60v內(nèi)供,四端口輸出,分別測(cè)量各個(gè)電平輸出端口是否正常,結(jié)果有三個(gè)端輸出電平是正常的,有一路無(wú)電平輸出。打開(kāi)光接收機(jī)蓋,發(fā)現(xiàn)該路電源指示燈不亮,同時(shí)發(fā)現(xiàn)6A的保險(xiǎn)絲已燒斷,換上相同的保險(xiǎn)絲后電源供電正常,該端口輸出電平也正常,懷疑是保險(xiǎn)絲的問(wèn)題?？啥r(shí)后用戶打來(lái)電話反映說(shuō)又收看不到電視節(jié)目,維修人員再次趕到,檢查后發(fā)現(xiàn)故障相同,也是保險(xiǎn)絲被燒斷。初步懷疑是光接收機(jī)有短路現(xiàn)象,更換一臺(tái)規(guī)格相同的光接收機(jī)觀察其運(yùn)行情況,大概也是二小時(shí)左右后保險(xiǎn)絲又被燒斷,維修一時(shí)沒(méi)了頭緒。之后仔細(xì)分析,因?yàn)槭遣捎?0v內(nèi)供電,如果電纜干線有短路現(xiàn)象,也會(huì)導(dǎo)致光接收機(jī),保險(xiǎn)絲被燒斷,根據(jù)這一分析,把光接收機(jī)到第一開(kāi)口處的電纜處于離線狀態(tài),用萬(wàn)用表1K歐姆檔測(cè)量電纜隔離電阻,結(jié)果電阻值為零,說(shuō)明電纜有短路現(xiàn)象,在更換電纜時(shí)發(fā)現(xiàn)有一枚大頭針插入電纜內(nèi),大頭針的頂部捆著銅芯線引進(jìn)一住房,把大頭針撥出再測(cè)量電纜隔離電阻值為無(wú)窮大,把原來(lái)的電纜接上后信號(hào)輸出正常。

3.2 實(shí)例2

故障現(xiàn)象:幾處光接節(jié)點(diǎn)的用戶反映無(wú)信號(hào)。

故障原因:幾個(gè)光接收機(jī)都是安裝在同一個(gè)村委的幾個(gè)自然村范圍內(nèi),且同時(shí)被雷電擊壞,分析后懷疑接地電阻達(dá)不到技術(shù)要求,一般接地電阻應(yīng)小于或等于10歐姆。用電阻表測(cè)量接地電阻結(jié)果電阻值高達(dá)500歐姆,由于防雷地線沒(méi)有按要求施工接地,造成接地電阻過(guò)大,當(dāng)遇到雷擊時(shí)沒(méi)有形成很好的回路,得不到有效的保護(hù),這樣光接收機(jī)很容易被雷擊而損壞。

故障排除:先在機(jī)房測(cè)量這幾處有故障的光接節(jié)入纖功率是否正常,結(jié)果入纖功率正常。維修人員趕到故障點(diǎn),該光接收機(jī)采用220v供電方式二路輸出,檢測(cè)光接收機(jī)輸入功率-3dBm正常,再測(cè)量輸出電平,結(jié)果二路均無(wú)電平輸出,打開(kāi)光接收機(jī)蓋發(fā)現(xiàn)二路的電源指示燈不亮,測(cè)量光接收機(jī)電源部分無(wú)電壓輸出,保險(xiǎn)絲已燒斷。因昨晚打雷下雨懷疑光接收機(jī)被雷電擊壞,更換同規(guī)格的光接收機(jī),電源指示發(fā)亮,輸出電平100dB與記錄輸出電平相符,網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常。維修人員一連檢查幾個(gè)有故障的光節(jié)點(diǎn),結(jié)果都是光接收機(jī)出的問(wèn)題而且故障相同,確認(rèn)故障出因是被雷電擊壞。

我們對(duì)這幾個(gè)光接收機(jī)的地線重新安裝施工,采用圓鋼直徑為16mm,長(zhǎng)1.8m。完后測(cè)量接地電阻基本達(dá)到要求,使用一年多沒(méi)有出現(xiàn)光接收機(jī)被雷電擊壞的現(xiàn)象。建議野外形的光接收機(jī)在注意做好防雷接地的同時(shí)最好采用60v內(nèi)供電方式,減少被雷電而引起的故障。

3.3實(shí)例3

故障現(xiàn)象:光節(jié)點(diǎn)的用戶反映信號(hào)很差,雪花點(diǎn)嚴(yán)重

故障原因:由于我們?cè)谌粘＞S修中經(jīng)常把尾纖取下測(cè)量,這樣多次測(cè)量后,可能導(dǎo)致尾纖的活動(dòng)接頭的不干凈,會(huì)降低光功率、影響信號(hào)的傳輸質(zhì)量。建議維修人員在維修時(shí)一定要帶上無(wú)水酒精、脫脂棉球和活動(dòng)接頭塑料保護(hù)套。

故障排除:首先在機(jī)房測(cè)量該光纖入纖功率,結(jié)果+2dB m正常,到故障點(diǎn)測(cè)量光接收機(jī)輸入功率為-12 dB m,損耗嚴(yán)重,試拿無(wú)水精酒擦活接頭(FC/APC),后測(cè)量輸入信號(hào)為-4 dB m。