１３１０ｎｍ波长光信号传输系统的故障及其排除方法

陈雄琪

摘要:本文主要介绍了维修1310nm波长光信号传输过程中的常遇见故障并分析了该故障的原因及其排除方法。

关键词:光传输系统 故障 维修

中图分类号:TN92文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)03-0066-02

随着我国有线电视网络的不断发展壮大和频道的逐渐增加,有线电视传输技术已由单一的同轴电缆网络向光纤电缆混合网(HFC)过渡。在很多镇(乡)已建立起了县—乡—村两级光缆网络。宾阳县农村有线电视网络采用的是1310nm波长传输系统,全县有分前端机房16个,光缆有500多公里,光节点1000多个。这就要求有线电视技术人员对网络出现的故障特别是光缆传输中常见的故障要了如指掌,并能准确而迅速地排除,确保网络能够正常运行。

有线电视信号在光缆传输的过程中主要分为三部分,即前端机房、光缆传输、终端接收。文章主要探讨前端机房、光缆传输、终端接收常出现的故障与原因。

1前端机房常见故障分析

镇(乡)前端机房主要设备有光发射机、光接收机、光分路器、分支、分配器、适配器等有源和无源器件。而我们平时维修时常出现故障的有:光发射机、光接收机、分支、分配器、适配器等。

1.1发射机出现故障

故障现象:几处光节点用户反映信号很差、雪花严重。

故障原因:可能是由于发射机的光激光励模块工作不稳定造成输出功率不够。

故障排除:根据用户的反映,几个光节点出现同一故障,说明光接收机出现问题的概率很小,问题可能出现在前端机房。仔细分析出现故障的几个地点,信号都是由同一台1310nm,10mW的发射机提供的光信号,怀疑是光发射机的故障,首先测量发射机输出功率,结果输出功率只有6dBm,正常输出功率应达到10 dBm,确定是发射机发生的故障,更换一台规格、型号相同发射机,测量其输出功率为9.8 dBm,输出功率恢复正常,然后到几个故障点测量光接收机的输出功率为–3 dBm,检查用户收看情况,测量终端信号为70 dB,收看正常,故障排除。

1.2 分支器损坏

故障现象:整个输出系统的用户反映信号很差、雪花严重、基本看不到图像。

故障原因:光发射机的射频信号是通过光接收机把光信号转变为射频信号,给光射机提供输入信号,取值在80～85dB之间。而光接收机输出的电信号较高,一般在102～100dB内,所以要经分支器的RF端来衰减电信号。我们一般按前端机房的光发射机台数来确定分支器和分配器规格,如果分前端需三台光发射机提供网络光信号,就选用规格为112的分支器,分支器的输出端信号送往镇(乡)所在地的机关、单位、街道用户。RF端连接分配器的输入端,经分配器把电信号均衡分配给三台光发射机,分配器采用三分配器。这样就保证了光发射机的射频输入电平在80～85dB之间,使光发射机处于正常的工作状态。由于分支器的损坏造成了光发射机的输入电平过低,从而引起了光发射机调制度过低,因为系统载噪比和与调制度成正比,造成了光接收机解调后信号载噪比低,信号质量差,雪花严重。

故障排除:整个输出系统内的用户都出现故障,确定故障肯定出在前端机房,首先检查光发射机,测量其输出功率为9.8 dBm,属正常,剩下的设备只有光分接收机和分支、分配器了。先测量分支器输入电平,所有频道的电平都在102～100dB左右,属正常;再测量其输出电平只50 dB,确认112的分支器已损坏,更换相同的分支器后,测量其输出电平为88 dB左右,三分配器输出端电平为82 dB。

1.3 适配器损坏

故障现象:某光节点用户反映信号质量差、雪花点严重。

故障原因:仔细观察已损坏的适配器,发现有明显的裂痕。因此,造成了跳线接头(FC/APC)不能准确对准,引起光信号损耗增大。

故障排除:一个光节点出现故障主要涉及到的器件有:光分路器、适配器、跳线及跳线活接头(FC/APC)光缆断纤、光接收机等。按顺序检查,先测量光分路器出现故障的输出端口,输出功率正常+2dB,再测量适配器之后跳线与光缆连接的端口,测量结果为-16 dB,损耗很大,确定适配器已损坏,更换适配器。

2 光缆传输过程中常见的故障分析

在有线电视光信号传输过程中可能出现的故障大多数是由于在光缆施工中不规范、工作不细心及传输器材质量不合格等引起的。

2.1 施工不规范引起的断纤故障

故障现象:某光节点用户反映无信号。

故障原因:有可能是施工人员为了节省人力,加快施工进度,在挂设光缆之前,预先把光缆从光缆盘一圈圈卸放到地上,在无人看守的情况下,在另一头用力拉光缆,使光缆打结受损,施工人员在挂缆时发现后用力强行拉直,一时并没有出现断纤(情况严重的光缆会全部断纤),但经几年的运行后很容易断纤。另外在架设光缆经过路口时,因无人看守,受到来往的车辆碾压造成故障的概率也很高。因此,在光缆施工过程中一定要按规范要求施工,避免不该发生的故障。

故障排除:这种故障一般是光分路器以下的器件引起的,检查适配器与跳线连接光纤的端口,光功率正常。怀疑是光缆或光接收机出了问题,跳纤后打电话给用户,用户反映收看已正常,确定是光缆断纤。用OTDR测量,图标显示在距测量点1.6公里处损耗严重。维修技术人员赶到该处沿上、下检查,发现一处光缆有明显打结痕迹,近距离检查发现光缆弯曲变形严重,确定是该处已断纤,剪去有问题的光缆,重新熔接后测量光接收机输入功率为–3dB。

2.2 工作马虎造成断纤

故障现象:某光节点用户反映无信号。

故障原因:仔细检查,发现断纤处正好在熔接塑料保护套一头,熔纤时可能由于技术人员的马虎,没有把熔接好的光纤放入塑料保护套中间位置就加热,致使裸露的光纤得不到有效的保护,且长期处于弯曲的状态,时间长或受到震动就很容易断裂。此故障之所以难查,是由于OTDR在测量中对近端(50米的范内)存在误差,OTDR发光很强,只要能通过少量的光就可测出链路状态。因此在测量中接入2～3公里的假纤,以便准确的查找故障点,少走弯路。

故障排除:检查适配器与跳线连接光纤的端口,功率正常,跳纤后信号恢复正常,说明光缆有问题。在机房用OTDR检测光纤,发现链路损耗正常,反复几次均如此。到出现故障的光节点处测量了光接收机的输入功率为-16 dB,同时也用OTDR向机房测量光纤损耗情况,结果检测光纤链路损耗正常,但实际工作损耗很大,一时无从下手,维修陷入了因境。之后认真分析故障现象、OTDR测试结果和OTDR测试条件,怀疑故障出在光纤头、尾两端。首先从光纤芯数少的光节点的接续盒开始检查,打开接续盒经仔细查看并无发现异常。然后到机房打开终端盒认真检查,结果发现有一芯光纤已断纤,熔接后故障排除。

3 终端接收端常见故障

光接收机的任务是将接收到的光信号转化成电信号送入用户分配系统中进行分配,如果光接收机出现故障,那么,光接收机所连接的分配系统的用户将无法正常收看到广播电视节目。在光信号接收部分时常会有一些故障的发生。我们在这里结合故障来分析一下故障存在的原因以及如何排除故障。

3.1实例1

故障现象:某光节点用户反映无信号。

故障原因:此分配网是采用60v内供电方式,由于有些群众为省钱非法偷接,把大头针插入电缆铜芯时碰到了电缆的屏蔽网线,造成了电缆的短路。由于接触的面积不大且短路处到光机有一定距离,所以,短路后没有立即引起烧断险丝的现象。

故障排除:此光接收电源采用60v内供,四端口输出,分别测量各个电平输出端口是否正常,结果有三个端输出电平是正常的,有一路无电平输出。打开光接收机盖,发现该路电源指示灯不亮,同时发现6A的保险丝已烧断,换上相同的保险丝后电源供电正常,该端口输出电平也正常,怀疑是保险丝的问题。可二小时后用户打来电话反映说又收看不到电视节目,维修人员再次赶到,检查后发现故障相同,也是保险丝被烧断。初步怀疑是光接收机有短路现象,更换一台规格相同的光接收机观察其运行情况,大概也是二小时左右后保险丝又被烧断,维修一时没了头绪。之后仔细分析,因为是采用60v内供电,如果电缆干线有短路现象,也会导致光接收机,保险丝被烧断,根据这一分析,把光接收机到第一开口处的电缆处于离线状态,用万用表1K欧姆档测量电缆隔离电阻,结果电阻值为零,说明电缆有短路现象,在更换电缆时发现有一枚大头针插入电缆内,大头针的顶部捆着铜芯线引进一住房,把大头针拨出再测量电缆隔离电阻值为无穷大,把原来的电缆接上后信号输出正常。

3.2 实例2

故障现象:几处光接节点的用户反映无信号。

故障原因:几个光接收机都是安装在同一个村委的几个自然村范围内,且同时被雷电击坏,分析后怀疑接地电阻达不到技术要求,一般接地电阻应小于或等于10欧姆。用电阻表测量接地电阻结果电阻值高达500欧姆,由于防雷地线没有按要求施工接地,造成接地电阻过大,当遇到雷击时没有形成很好的回路,得不到有效的保护,这样光接收机很容易被雷击而损坏。

故障排除:先在机房测量这几处有故障的光接节入纤功率是否正常,结果入纤功率正常。维修人员赶到故障点,该光接收机采用220v供电方式二路输出,检测光接收机输入功率-3dBm正常,再测量输出电平,结果二路均无电平输出,打开光接收机盖发现二路的电源指示灯不亮,测量光接收机电源部分无电压输出,保险丝已烧断。因昨晚打雷下雨怀疑光接收机被雷电击坏,更换同规格的光接收机,电源指示发亮,输出电平100dB与记录输出电平相符,网络恢复正常。维修人员一连检查几个有故障的光节点,结果都是光接收机出的问题而且故障相同,确认故障出因是被雷电击坏。

我们对这几个光接收机的地线重新安装施工,采用圆钢直径为16mm,长1.8m。完后测量接地电阻基本达到要求,使用一年多没有出现光接收机被雷电击坏的现象。建议野外形的光接收机在注意做好防雷接地的同时最好采用60v内供电方式,减少被雷电而引起的故障。

3.3实例3

故障现象:光节点的用户反映信号很差,雪花点严重

故障原因:由于我们在日常维修中经常把尾纤取下测量,这样多次测量后,可能导致尾纤的活动接头的不干净,会降低光功率、影响信号的传输质量。建议维修人员在维修时一定要带上无水酒精、脱脂棉球和活动接头塑料保护套。

故障排除:首先在机房测量该光纤入纤功率,结果+2dB m正常,到故障点测量光接收机输入功率为-12 dB m,损耗严重,试拿无水精酒擦活接头(FC/APC),后测量输入信号为-4 dB m。