4.1.2光缆传输网络常见故障分析与检修
(1)光缆传输网络的组成
光缆传输网络是利用光纤作为传输媒体,以一定波长的激光为有线电视信号的载体。调幅光缆传输网络由光发送机、光分路器、光缆、活动接头、熔接点和光接收机组成,如图4-4所示。在前端将所传输的电视信号对光信号进行强度调制,即用所传输的电视信号来改变光信号的强度,在接收端再把电视信号解调出来。光发射机的射频输入电平一般要求在75BμV以上,因此,射频前端的输出电平可以直接驱动光发射机。如果射频前端的输出电平经过分支分配后不足以驱动光发送机,就需要在光发送机之前加接前馈放大器。
图4-4调幅光缆传输网络的组成
(2)光缆传输网络常见故障分析与检修
光缆传输网络有以下几种常见故障:
1)光纤活接头的故障。光发射机的输出、光分路器的输入输岀、光接收机的输入,都用活接头连接,很方便。但是如果活接头的规格型号不符,就会产生较大的光信号损失,甚至不能传输。另外。活接头处必须清洁无灰尘,否则也会影响正散传输。活接头与法兰的连接必须要可靠。插拔活接头时用力要轻,不售用力过大。所以在安装调试和维修时必须保持活接头的清洁和连接牢靠。
作经盒在熔
例4-6)有线电视信号弱,有很多雪花,图像质量差分析与检修:用户反映有线电视信号弱,有很多雪花,到光工作站测试有线电视信号,发现此处的光接收机主输出端信号只有50B,而正常时送出应为96dB。观察发现此台光接收机的光接收功率状态指示灯只亮2盏绿灯,而平时亮5盏绿灯。将尾纤接头拧下,用新买的无水酒精清洗尾纤接头与光纤连接器座,待酒精挥发后,重新套接上,这时亮了5盏绿灯,测试其信号也达到正常值,故障消除。原来是上次用过期的劣质酒精擦拭尾纤接头,套接时也不是很紧,因此产生这种故障。
2)光纤的故障。光纤材料比较脆,不能折。光纤受到较大外力的压迫,或弯曲的角度过小时,都会增加传输损耗。因此在施工安装时必须十分仔细,千万不能马虎草率。光缆之间的连接处,要将熔接好的光纤固定在光缆接头盒里。为了防止故障,必须注意三点:首先,光缆的头端在接头盒中必须固定牢靠,不能有松动,否则会弄断光纤;其次,在盘纤时光纤的转弯弧度不能太小,也不能拉得太紧,并用胶布将光纤固定好再次,接头盒必须密封防水,如果接头盒进水,会锈蚀接头盒内的金属紧固件,光缆头就会松脱。
[例4-7]某光节点所覆盖区域用户均无信号。
分析与检修:出现这种故障的原因有几种可能:光接收机断电;光接收机损坏或光传输附件故障。
在该光节点处,首先检查电源,测集中供电器输出电压正常:测光接收机,无射频信号输出。然后用光功率计测该接收机输入光功率,光功率计无功率显示,而前端及其他光节点工作均正常,可见故障出在从前端到该节点处的光链路上。打开终端盒,发现光纤已折断。经分析,这是由于余留光纤在终端盒中盘弯半径过小所致。重新熔接光纤,仔细盘好,故障排除。
检修小结:由于光纤是由二氧化硅加工而成,它脆而易断。在施工中不能对光缆进行弯折,并要避免光纤的扭曲。在光纤熔接好后盘纤时,要注意光纤盘弯的曲率半径不能过小,以避免断纤。
3)信号过大或过小引起的故障。送入光发射机的电信号(射频信号),必须符合技术指标。信号太小,调制度就小,会降低信号的载噪比指标,影响图像的清晰度。信号太大,会产生失真,甚至会损坏光发射机。送入光接收机光信号的大小,也有较严格的要求,这在接收机的说明书上有详细说明。因此要求在规划设计时,对光发射机的功率、光分路器的分光比、光链路的传输损耗等,都要精确地计算好,才能使接收机工作在最佳状态,并保证网络运行质量。
[例4-8]光发射机告警,面板指示灯不能正常指示,光调制度指示灯不亮,用户端信号中断。
分析与检修:重新启动光发射机,并调整工作状态模式至正常后可以工作,但过一会儿上述故障再次出现。测射频输入信号为65dBμV,并与调试时的射频信号对比(调试时为80dBμV),经分析可能是射频输入电平偏低引起自动电平控制装置的过负荷工作所致。调整射频输入电平至80dBμV后开机运行,工作正常,可见输入电平的高低不仅影响到技术指标,而且影响机器的工作性能。
4)设备的故障。光发射机内部,有多种保护措施,故其本身的可靠性比较好。但各地外部环境不一,特别是南方省市夏天雷雨较多,常将光发射机的电源击坏。应在光发射机和接收机的供电回路安装避雷器或触电保安器,对防止雷击有一定的效果。有的光接收机内有光放大器、检光器、电信号放大器等。如果没有专用设备,对光放大器、检光器的维修较因难而电信号放大器所用的模块与电缆线路放大器里所用的模块大体相同,一旦坏,可用同型号模块直接更换进行维修。
例4-9)AM=70型光接收机电源指示灯正常,射频端子输出信号较低。
分析与检修:根据故障现象,说明故障可能发生在光输入端或射频放大电路。用光功率计测得光接收机输入电平为-1db正常,所以故障一定出在射频信号放大电路。该机射频信号放大电路由两个放大模块U3、U2组成,U3采用摩托罗拉134-179作为前级放大,而U2采用飞利浦BGD702作为后级放大。用场强仪测得U3输出电平为70dB左有,而U2输出仅有60db,故怀疑U2损坏。试用摩托罗拉MHW6272替换U2,并在机内略作调整后,光接收机恢复正常。
维修小结:光接收机内的功率放大模块与放大器里的功率放大模块完全一样,在没有备用模块的情况下,可以用放大器里的功率放大模块更换光接收机内的功率放大模块。
5)其他故障。为了维护方便,常将光缆干线架设在公路边,但也有的车辆会影响干线的安全。所以,架设干线离公路应保持适当距离。其次,架空光缆不能架设在农户或企业的烟囱上方,避免烫坏光缆.
[例4-10]某小区用户多次反映电视晚间不清,第二天上午逐渐变好
分析与检修:该小区的信号由1台光接收机提供,前面有一光节点。自天对小区的主线路进行检查,没有发现间题,测试光接收机输入光功率、输出信号场强、供电电压均正常,用户图像也很好,振动光接收机、供电器及线缆均正常。到了夜间故障又出现,第二天又对小区进行检查仍未发现问题。同一光节点,其他信号都正常唯独这个小区信号不好,分析故障出在光节点与光接收机之间,可能与温度有关。晚间故障再次出现,对光节点检查测试。打开接续盒,发现通往该小区的光纤盘绕过紧,重新对光纤进行盘绕,这时光接收机输出正常,小区信号恢复正常。事后总结故障原因是光纤受挤压变形和环境温度变化的影响,导致光信号不能正常传输。
(3)光缆线路故障的修复
光缆线路故障点的修复根据故障点位置的不同,修复的方法也不同。
1)故障在接头盒内的修复。如果故障在接头盒内,其修复方法较为简单。松开接头点附近的余留光缆,将接头盒外部及余留光缆做清洁处理。前端建立OTDR远端监测。将接头盒两侧光缆在操作台上作临时绑扎固定,打开接头盒,寻找光纤故障点。
接头盒内最常见的故障现象如下:
a)余纤盘放收容时发生跳纤,跳纤易导致光纤在收容盘边缘或盘上螺丝处被压,严重时会压伤或压断光纤。压断处未发生位移时,测试到的该处连接损耗偏大,时间增长、环境变化会使得该处的断点显露出来。
b)接头盒内的余纤在盘放收容时出现局部弯曲半径过小或光纤扭绞严重,产生较大的弯曲损耗和静态疲劳。在1550nm波长测试时,接头损耗显著增大。
c)热缩保护管的热缩效果不好,热缩保护管未能对裸纤段实施有效保护,在外部因素影响下发生断纤。
d)制备光纤端面时,裸纤太长或者热缩保护管加热时光纤位置不当,造成一部分裸纤在保护管之外,接头盒受外力作用时引起裸纤断裂。
e)剥除涂覆层时裸纤受伤,长时间后损伤扩大,使得接头损耗增大,严重时会造成断纤
f)接头盒进水,导致光纤损耗增大,甚至发生断纤。
在OTDR的监测下,利用接头盒内的余纤重新制作端面和熔接,并用热缩保护管予以增强保护后重新盘纤。用OTDR做中继段全程衰耗测试,测试合格后装好接头盒并固定。整理现场,修复完毕。
例4-11光接收机输出的信号画面背景有噪波点
分析与检修:用场强仪测得光接收机输出电平为72AB(偏低)。用光功率计测得光接收机输入光功率为-13dB,而正常输人光功率应为0~-3dB,说明输入的光功率严重下降,使光接收机解调后输出信号的信噪比及其他性能指标严重下降,从而引发上述故障。用酒精清洗光纤活动接头无效,而光发射机传送到其他区域的光信号均正常。怀疑故障出在此路光纤上。据用户反映,一到阴雨天就发生该故障,故障持续几星期后会自动消失。由于该路光纤中间只有一个光纤续接盒,检查此盒时,发现盒内有积水,排放积水并将盒内水汽烘干后,故障排除检修小结:由于光纤续接盒内在雨天进水后,使里面湿度变大,水汽渗入光纤接头处,使光信号传输时造成相当程度的衰损,造成光链路损耗的增大,从而使该光接收机输入功率下降,引起上述故障。将光纤续接盒重新密封,并做防水处理后故障不再发生。
2)故障在接头坑内,但不在盒内的修复。线路故障在接头处,但不在盒内时,要充分利用接头点预留的光缆,取掉原接头,重新做接续即可。当预留的光缆长度不够用时,按非接头部位修复处理。
[例4-12]一个光节点的用户出现严重雪花点。
分析与检修:光发射机输出经光分路器,送到若干个光节点。一个光节点的用户出现严重雪花点,而其他光节点正常说明光发射机输出正常,故障发生在 FC/APC活动连接头或光路熔接头,导致传输损耗增大,光接收机输出电平低,用户出现严重雪花点.
用光功率计测光节点输入端的光功率为0.1545mW,低于正常笸O.6309mW,表明光纤、光缆传输链路损耗严重增大,造成光接收机输入的光功率减少,输出电平下降。接着用光时域反射计测试,测试结果推断光缆5km处熔接头盒有故障。实地查看,发现熔接头盒密封胶脱落,护套损坏,盒内不清洁,潮湿度大。更换熔接头盒,重新熔接,故障排除。
3)故障在非接头部位的修复。当光缆故障不在接头处时故障点的修复需根据现场情况、故障位置、光缆故障范围、线路衰耗富裕度以及修理的费时程度等多方面因素综合考虑。
通常对故障在非接头部位的处理方法有以下两种:
a)利用线路上光缆的预留进行修复。这种修复方式适用于光缆故障点附近有预留且预留缆放出比较容易的情况下。例如架空光缆线路故障的修复,就非常适合采用此种方法。直埋光缆是否利用余缆修理,取决于故障点的位置及放出余缆的难易程度。
利用线路上光缆的预留进行修复的方法,不增加光缆线路的长度,但要增加一个接头。所以,光缆线路工程设计时,在一些特殊地点、危险地段和经过适当距离后需要做一定的光缆预留。因此这种方法在实际中应用较多。
b)更换光缆进行修复。当光缆受损为一个较长的段落,或者原盘长光缆出现特性劣化等,需要更换光缆处理时,可进行更换光缆修复。更换光缆时,最好应采用与故障缆同一厂家、同一型号的光缆。
更换可以是整盘长光缆,也可以是更换一段光缆。前一种方式不增加接头的数量,不会增加线路段的总衰耗,但施工工作量较大,需要缆的长度较长。后一种方式一般会增加两个接头,但可以节省光缆,减少修复工作量。考虑到以后测试时两点分辨率的要求,更换光缆的最小长度一般应大于100m。
4)尾纤常见故障的修复。维修实践证明,尾纤的常见故障有三种:
a)尾纤头不清洁。导致光接收机的光信号输入电平低于-3dB,因而其输出的射频信号电平偏低,在电视接收机上的表现是画面背景雪花杂波干扰严重。光接收机的光信号输入电平可用光功率计测量,其输出的射频信号电平可用场强仪测量。
尾纤头不清洁的修复方法是:在接入光接收机之前,用脱
脂药棉蘸上无水酒精反复擦拭尾纤头,将灰尘擦净晾干后接到
光接收机上即可。
b)尾纤盘绕不良,导致光接收机无射频信号输出。尾纤的盘绕应很规则,既不能盘绕得太松垮,也不能太紧密。另外,尾纤不能拐硬弯或受到挤压,应使其处于不受任何应力的状态下,才能正常地传输光信号。
排除。
c)尾纤与光纤之间熔接不良。光纤与尾纤熔接时,其衰耗值应当能从熔接机上看出来,一般若大于0.1dB应重新熔接。也有这种情况,刚熔接时虽存有某些缺陷,但衰耗值还不算大。随着时间的推移,其衰耗值越来越大,直至影响到光信号的正常传输,导致光接收机因收不到光信号而无射频信号输出。
如上所述,尾纤头不清洁和盘绕不良均会影响光信号的正常传输,导致光接收机无射频信号输出。因此,当发现光接收机无信号输出时,应按照先易后难的原则,先排除尾纤头不清洁的故障,再排除尾纤盘绕不良的现象。若仍不能解决问题可怀疑是否由尾纤熔接不良所致。因为光纤熔接不仅需要价值
昂贵的熔接机,而且操作起来相当麻烦,所以具体熔接之前,最好再检查一下前端光发射机和光分路器是否正常。若正常,再用OTDR测量一下,当确定属尾纤熔接不良时,拔断熔接点重新熔接。
[例4-13]某光节点用户反映信号质量变差,低频信号全
部有“雪花”,高频信号几乎无法收看。
分析与检修:经检查发现,该处的光接收机输出电平降低。用光功率计测得光接收机光功率输入由原来的-2.1dBm降为-6.9dBm。由于光接收机无问题,便怀疑故障发生在尾纤接头
首先用无水酒精将尾纤头清洗后,光功率变化不大,为6.7dB,这说明故障不在尾纤头上,而可能在光缆或附件上,而且说明光缆损耗增大。用OTDR测试,显示出“大台阶”,故障地点应在光缆接头盒处,打开光缆接头盒,发现接头盒有进水现象,接头盒密封不好,同时又发现固定光纤的塑料扎带处光纤明显受力扭曲。将进水清除,小心打开塑料扎带,将光纤松开,重新盘绕固定,用OTR测试,“大台阶”消失。恢复后,测光接收机光功率输出达到原设计指标-2.1dBm,故障排除。
[例4-14]尾纤头不清洁,造成光接收机输出信号电平低。
分析与检修:用光功率计测量尾纤头为-4.5B(有线电视光功率标准为0~-3dB),再用场强仪测光接收机输出信号电平为48dB左右,明显不正常。后经检查发现连接光接收机的尾纤头有灰尘污垢,用酒精棉球将尾纤头上的灰尘污垢擦拭干净后,再将尾纤接到光接收机上,用场强仪测得光接收机的输出为98dB正常,故障排除。
检修小结:这例故障的原因是由于技术人员在尾纤与光接收机的连接过程中粗心大意所致。在检修过程中应重视尾纤的盘绕是否正确,尾纤出现直径小于2cm的弯曲时,会引起较大的衰耗。另外在连接时一定要确保尾纤头的清洁,这样才能避免故障发生。
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