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双隔离分支分配器在网络中的设计应用

发布时间:2019-06-03 23:19 来源:未知 编辑:admin

  丽水市杭丽广播电视有限公司。摘要:随着EPON、EOC网络技术的迅速发展,传统的模拟电视正向数字电视平移,而随之产生的用户终端漏电干扰和自然雷击问题,对数字电视网络传输主要参数BER、MER所造成的破坏性不容忽视,人们越来越关注网络的稳定性和安全性。本文提出了一种新的解决办法,从分配网络入手来解决,并选用了一种全新的双隔离数字电视分支分配器,供广电同仁在网络改造中优选器材时选用和参考。

  有线数字电视整体平移过程中,我们发现分配网络引起的许多故障导致用户不能正常收看数字电视,诸如电视机画面出现马赛克、静帧、断断续续或提示无信号等,而收看模拟电视节目则还能勉强收看,只是画面有干扰条纹、有雪花点、某些频道画面不清楚等现象。虽然数字电视信号的电平比模拟电视信号的电平低很多就可以正常收看,但实际上数字电视对网络传输质量要求更高,特别是信号误码率BER和调制误差率MER等参数。我们多年来的用户分配网络故障维修统计表明,最多的故障是漏电干扰和雷击损坏,都将严重劣化信号指标。要保证用户能够正常收看数字电视节目,就必须对原有的有线电视用户分配网络进行改造。在网络改造的时候,就必须考虑怎样减少这两种故障,以提高网络的可靠性、降低维护工作量,从而更好地为用户提供高质量的服务。下面分别来说明怎样防止和减少这两类故障的办法,最后为大家介绍一种我们设计的双隔离分支分配网络及其性价比。

  众所周知,在数字电视中传输是一串串脉冲信号,但雷击或漏电干扰脉冲进入网络时影响其传输的主要参数是信号误码率BER和调制误差率MER。因为“误码率BER”的定义是误码的比特数与传输的总比特数之比。误码的实质与信号的信噪比(S/N)有关,是信号受到噪声、脉冲抖动,工业干扰及突发信号(如雷击)的影响,因此我们可以由测量噪声(信噪比)算出BER。按TR10129标准定义为一个小时传输少于1个误码,对于64QAM来说,BER小于10-4。。另一项参数“调制误差率MER”指的也是信号理想的“向量幅度和”与“信号误差向量幅度和”之比,以dB表示。这里所说的误差向量幅度是指信号能受到噪声干扰的总和。我们知道,在仿真电视中,其信号受到的各种干扰是直接影响到电视质量,如白噪声使图像直接产生雪花,交流声直接引起图像产生滚动等等。因此我们在仿真电视标准中制定了量度这些干扰信号的标准参数,如C/N、CSO、CTB等。但是,由于在数码电视信号均是以脉冲信号传输,这些干扰信号并不直接影响图像质量,最直接的影响的是误码,由此而产生马赛克、静帧或者断线(信号终断),在这里我们是将这些干扰信号统统看成是噪声或者无用信号,称之为广义噪声,然而这些噪声并不一定使信号误码,MER应是表征尚未误码时信号的质量,即正常工作时广义噪声干扰状态。我们将以此来审定数码电视信号图像质量。如64QAM的数码电视信号在23~24dB图像就会出马赛克,23dB以下会随时断线dB以上图像就正常,考虑到系统稳定性和测量误差,因此DVB-C标准要求MER大于27dB。

  用户电视机漏电不仅仅对数字电视图像的干扰,而且对不同的分配网络结构、接地条件不同、漏电的强弱性质不同等表现也不一样,有斜条纹、S状条纹、噪点、亮线Hz水平干扰条等等。不同的模拟电视频道,受干扰的程度也不一样。网络改造前,受干扰的用户范围包括该电视机所在的放大器及后级放大器所带的用户,网络改造后,受干扰的用户范围更广,包括该电视机所在的一个光站或光接收机输出口带的所有用户。

  雷击也是一种破坏力极强的电磁感应现象,在瞬间能产生频谱极宽、脉冲电压极高的电磁波,这时电缆都会在雷击点一定范围内(2-5公里左右,视打雷强度、地形、环境而定)感应出相应强度的雷电脉冲干扰电流。这些电流通过连接光电网络设备的各种电缆进入设备内部与地构成脉冲电流回路,轻则干扰电视图像、声音,重则将该设备内部电路击坏,把整机或光、电模块等器件摧毁,这就是感应雷损坏光电网络设备的基本过程。

  雷击和漏电不仅干扰了有线电视信号,而且严重威胁了用户网络维修人员的生命安全,我们在实际网络维护过程中也有血的教训。因此必须最大限度的降低雷击、漏电的影响范围,以确保网络稳定运行和维护人员生命安全。为了彻底解决这两个问题,必须从源头就堵。如果每家每户的进户电缆都没有送出漏电,那么用户分配网络中也就没有漏电的干扰了,因此我们最先想到的办法是从用户终端解决问题,选用了一种地线和芯线都用高压电容隔离的用户终端盒(面板),然而实际使用中由于多数用户家中安装的用户盒并不止一个或选用市面上直通型TV插座,网络运行商无法从用户端彻底阻断漏电干扰问题。当干扰源进入网络后,检修时因不知干扰源处在哪一个用户端,而必须一户一户的断开信号检查,费时又费力,最终虽能找到干扰源,并通过电源隔离器进行隔离解决,但下一个用户干扰源(新增液晶电视机开关电源漏电、照明线路漏电等)又可能随时出现在相同的网络中。既然不能从用户这端来隔离,我们就考虑从入户电缆的另一头来全面隔离,便设想能否用一种像隔离型用户盒一样的分支分配器来逐一隔离,那就能一劳永逸地解决漏电干扰问题。

  综上所述,根据雷击脉冲电流和用户电视机漏电电压的特点,我们自然会联想到在电缆网络中最主要的是如何切断雷击和漏电这两种电流干扰回路,使光接收机放大器分配器用户盒的数字电视传输通道“悬浮”在一条纯净的高保真线路上而不受外界干扰,以确保有线电视支、干线网更安全,电视图像更清晰。我们,终于研发成功了一种全新的“抗雷击、抗漏电、抗干扰”双隔离分支分配器,如下图所示:

  1.所有输入输出口的地线KV的环形高压电容进行隔离,所有输入输出口的芯线KV的高压电容进行隔离,使每一个分支分配器输入输出口之间绝缘耐压达到4KV,当N个分支分配器串接后,其绝缘耐压V公式为:

  这样既达到了高频座与外壳地之间绝缘隔离、输入输出信号芯线与内部电路之间绝缘隔离。从而切断来自空中雷击和用户端漏电的对地回路,正像电力线上所串联的高压绝缘瓷瓶那样,随着分支分配器的级数增加而逐级提高线路绝缘耐压强度V,既能解决用户电视机漏电对有线数字电视信号的干扰问题,又能保证分配器的阻抗、反射、屏蔽等

  3.设计实例:一栋四单元六层楼分配网络,设计需用双隔离分配器HLP408×1只、HLP1215×4只,则从四分配的输入端到用户端的对地绝缘耐压为:2(N)×2×2KV=8KV。如图三所示:

  这种全新的双隔离分支分配器与普通的一体化分支分配器相比较,虽然目前前者成本略高,但它能轻松解决网络中的雷击、漏电干扰问题,从根本上改变了我国有线电视网长期存在的雷击、漏电安全隐患,提高了有线电视网络线路的安全性,保证了有线数字电视信号的质量,完全能够满足有线数字电视的要求。我们使用两年多来,经历过多次雷雨考验,还没有发生过这种新型双隔离高可靠分配器损坏的故障,而同期却发现很多普通的分支分配器被雷打坏。事实证明:我们选用了双隔离分配器,不仅大大降低了维修人员的工作量和运行维护成本,而且提高了用户的收视质量和满意度。

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