有線電視網(wǎng)絡(luò)供電方案的技術(shù)分析及其應(yīng)用

朱 杰

中廣有線信息網(wǎng)絡(luò)有限公司蚌埠分公司，安徽蚌埠 233000

1 概述

當(dāng)前在三網(wǎng)絡(luò)融合的背景下，有線電視網(wǎng)絡(luò)正在向雙向、多功能信息網(wǎng)發(fā)展，不但要傳輸有線電視節(jié)目，還成為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕W(wǎng)絡(luò)。因此，對(duì)有線電視網(wǎng)絡(luò)的要求不僅是信號(hào)質(zhì)量問題，更重要的是對(duì)可靠性和安全性有了更嚴(yán)格的要求，實(shí)現(xiàn)可靠供電是確保有線電視業(yè)務(wù)傳輸?shù)年P(guān)鍵所在。

2 有線電視網(wǎng)絡(luò)供電故障的分析

根據(jù)有線電視網(wǎng)絡(luò)故障報(bào)修統(tǒng)計(jì)，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(jī)房、分前端機(jī)房、以及光節(jié)點(diǎn)和放大器等，原因主要有如下兩個(gè)方面：

1）系統(tǒng)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(yùn)營(yíng)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(tǒng)內(nèi)的原因。主要是有線電視網(wǎng)絡(luò)自身的電源系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)引起的。在前端和分前端機(jī)房集中了大量的接收、發(fā)射、數(shù)據(jù)、調(diào)制、網(wǎng)絡(luò)管理等有源設(shè)備，萬一發(fā)生故障影響面大。在干線傳輸和用戶分配系統(tǒng)中，主要采用星型、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，存在大量的光節(jié)點(diǎn)和放大器，各種線路設(shè)備數(shù)量多而且通常就地分散供電，故障發(fā)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(dāng)市電發(fā)生故障時(shí)，利用UPS電池平時(shí)的儲(chǔ)能進(jìn)行逆變，達(dá)到不間斷供電。

（1）優(yōu)點(diǎn)：可靠性最高、供電質(zhì)量好，技術(shù)先進(jìn)，是應(yīng)對(duì)系統(tǒng)外供電故障最好的方案，能大大解決供電網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)故障帶來的影響，最大程度確保了網(wǎng)絡(luò)的可靠性；

（2）缺點(diǎn)：成本最高，對(duì)于設(shè)備選擇和維護(hù)有著嚴(yán)格的要求。

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

（1）優(yōu)點(diǎn)：可靠性高，可以集中管理電源，保證電源的質(zhì)量，又能很好結(jié)合有線電視網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和傳輸技術(shù)特點(diǎn)，降低成本，也是普遍采用的一種技術(shù)方案；

（2）缺點(diǎn)：對(duì)于線路設(shè)計(jì)和施工要求高，線路維護(hù)量較大。

3）雙回路供電方式。在一定區(qū)域內(nèi)選取市電網(wǎng)中兩個(gè)不同的變壓器取電，當(dāng)一路市電故障時(shí)，可以通過自動(dòng)切換到另一路市電進(jìn)行供電，實(shí)現(xiàn)不間斷供電。

（1）優(yōu)點(diǎn)：能夠提高供電的可靠性，成本相對(duì)較低；

（2）缺點(diǎn)：對(duì)自動(dòng)切換操作安全性要求較高，為了電網(wǎng)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(jié)合，并采取人工切換的模式，大多數(shù)是臨時(shí)備用方案。

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

（1）優(yōu)點(diǎn)：施工方便，成本最低，安全性好；

（2）缺點(diǎn)：可靠性差，易受高峰限電、市政建設(shè)、線路維修等突發(fā)市電故障影響。

5）自備發(fā)電機(jī)供電方式。選擇自備發(fā)電機(jī)作為UPS電源的備用電源，以確保在市電故障時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的供電正常。

（1）優(yōu)點(diǎn)：可以提高自我供電的能力，機(jī)動(dòng)性好，可以解決長(zhǎng)時(shí)間的供電故障問題；

（2）缺點(diǎn)：成本較高，發(fā)電機(jī)需要日常維護(hù)、操作較復(fù)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(hù)量方面，各有優(yōu)勢(shì)，可在實(shí)際應(yīng)用中加以相互結(jié)合、靈活利用。

4 有線電視網(wǎng)絡(luò)供電方案的具體應(yīng)用和注意事項(xiàng)。

根據(jù)多年的運(yùn)行維護(hù)和使用經(jīng)驗(yàn)來看，為達(dá)到安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、不間斷的要求，可針對(duì)有線電視網(wǎng)絡(luò)不同傳輸部位的供電要求和特點(diǎn)，采取相應(yīng)的供電方案。

1）前端機(jī)房部分。前端機(jī)房是有線電視網(wǎng)絡(luò)的心臟，對(duì)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(yè)務(wù)后，對(duì)電源系統(tǒng)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(jié)合應(yīng)用的方式，一般可以采用熱備份連接或UPS并聯(lián)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(jī)房的供電中，UPS電源的選取和維護(hù)工作是關(guān)鍵點(diǎn)。

（1）要選擇在線式UPS，要求過載能力強(qiáng)、具有強(qiáng)大自診斷功能，能為前端設(shè)備提供不間斷的、高純凈度的電源，同時(shí)UPS的顯示電路可以準(zhǔn)確反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù)；

（2）合理選擇UPS額定輸出容量，核定負(fù)載的總?cè)萘?，其最佳帶載量應(yīng)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(shí)間計(jì)算，滿載時(shí)蓄電池的工作時(shí)間＝（蓄電池組容量x電壓）/（主機(jī)功率x0.7)，其中0.7為功率因子；

（4）電視屏幕墻、空調(diào)、日光燈等感性負(fù)載瞬間啟動(dòng)電流大，不要接到UPS上，停電時(shí)應(yīng)盡量只保留必要的關(guān)鍵設(shè)備；

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

（6）長(zhǎng)期不停市電，建議每隔1個(gè)月應(yīng)人為斷掉市電用UPS帶負(fù)載放電一次，這樣可以延長(zhǎng)電池的使用壽命，UPS放電后應(yīng)及時(shí)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(yīng)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(dòng)或銹蝕等。單體電池電壓不能低于標(biāo)稱值的70%。一旦發(fā)現(xiàn)電池電壓異常、物理損傷、電解液泄漏、溫度異常等現(xiàn)象，應(yīng)找出原因并及時(shí)更換有故障的蓄電池；

（8）要在輸入配電柜內(nèi)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(jī)房。同樣集中了大量的信號(hào)接收、發(fā)射、信號(hào)處理等設(shè)備，用戶覆蓋一般在3萬戶左右，其重要性僅次于前端機(jī)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(fā)電機(jī)備用方案。除了做好UPS電源選型和維護(hù)外，需要注意如下事項(xiàng)。

（1）一般分前端為無人值守機(jī)房，而且較為分散，需要建立分前端電源監(jiān)控系統(tǒng)，確保及時(shí)了解市電停電情況，若市電停電故障時(shí)間較長(zhǎng)，要快速啟動(dòng)自備發(fā)電機(jī)供電方案；

（2）要合理配置發(fā)電機(jī)的額定輸出功率，發(fā)電機(jī)容量至少應(yīng)該為UPS輸出功率的1.2倍～1.25倍；

（3）停電發(fā)生時(shí)，一般在UPS電量還剩余1/3時(shí)使用發(fā)電機(jī)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(shí)間過長(zhǎng)還可以對(duì)發(fā)電機(jī)加油。

3）干線傳輸系統(tǒng)。存在大量的光節(jié)點(diǎn)、干線放大器等線路有源設(shè)備，比較分散、覆蓋范圍大，因此確?？煽抗╇婋y度大，不易維護(hù)。

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

（1）工程設(shè)計(jì)中，要盡量選取供電質(zhì)量好、故障率低的取電點(diǎn)，盡量減少光節(jié)點(diǎn)和干線放大器的覆蓋戶數(shù)，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(shí)，要注意其性能指標(biāo)：一是波紋系數(shù)小，二是穩(wěn)壓性能好，三是抗干擾能力強(qiáng)；四是負(fù)載特性、短路特性及能連續(xù)工作等性能指標(biāo)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(shè)備上確保供電的穩(wěn)定性和可靠性，減少系統(tǒng)干擾；

（3）集中供電的光節(jié)點(diǎn)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(yuǎn)的供給的電壓越低。需要合理計(jì)算供電負(fù)荷、線路壓降、輸出電流等來確定供電器規(guī)格型號(hào)，供電器實(shí)際輸出的總電流不應(yīng)超過其額定輸出電流的85%；

（4）對(duì)于覆蓋用戶超過500戶以上的光節(jié)點(diǎn)或者干線放大器，必要時(shí)考慮配備野外型UPS電源，要經(jīng)常對(duì)UPS電池進(jìn)行充放電，確保其在停電故障時(shí)的持續(xù)供電能力。另外，對(duì)野外型UPS要配備監(jiān)控功能，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)市電故障，從而杜絕電池過放電和業(yè)務(wù)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(hù)，這點(diǎn)也是是能否確保正常集中供電的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4）用戶分配系統(tǒng)。主要是對(duì)分配放大器的供電，數(shù)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(xiàng)。

（1）一定要確保規(guī)范接電，明顯標(biāo)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(hù)，避免雷電通過市電竄入用戶分配系統(tǒng)中。

綜上所述，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可靠供電的原則是：一是做好前端和分前端機(jī)房的UPS電源的選型和維護(hù)；二要完善有線電視網(wǎng)絡(luò)自身的供電系統(tǒng)；三要及時(shí)掌握供電部門的停電信息，及時(shí)啟動(dòng)預(yù)案。

5 結(jié)論

總之，可靠供電事關(guān)有線電視網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量，是一項(xiàng)長(zhǎng)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(wǎng)絡(luò)安全可靠的運(yùn)行。

[1]李桂森，等.有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供電可靠性研究[J].有線電視技術(shù)，2000(11)：8-10.

[2]徐儉.電視播控機(jī)房UPS的使用與維護(hù)[J].有線電視技術(shù)，2011(1)：76-78.

[3]劉修文.有線電視技術(shù)應(yīng)知應(yīng)會(huì)問答[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[4]許文龍，胡信國(guó)，等.現(xiàn)代通信電源技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2000.