有线数字电视常见故障分析与检修
4.3.1有线数字电视传输部分常见故障分析与检修
有线数字电视传输网络是一个系统工程,其故障现象远远少于模拟电视。数字电视信号的平均功率、调制误差率、矢量幅度误差、误码率、星座图和频谱图等从多个角度描述数字电视信号的传输质量。事实上只有当以上所有技术指标都同时满足要求且与数字电视机顶盒接收信号质量状态显示相吻合时,电视机上的图像才能正常接收。有线数字电视的复杂程度就体
现在这里,特别是在模数混传的系统中,还存在模拟与数字信号相互干扰的问题。
(1)网络中的非线性失真
有线电视传输网络中使用大量的有源器件,而且传输频道较多,在电平的处理过程中极容易产生非线性失真,当非线性失真产物落到收视频道就会形成干扰。对数字频道而言,由于采用的是64QAM调制方式,一个频道的64QAM已调信号从频谱仪上看是在中心频率两侧、均匀分布在限定的带宽内、顶部有细小幅度跳动的,就像一个整体抬高的噪声平台,如图4-6所示。又因为它是平衡调幅,抑制掉了载波,所以它没有模拟电视信号中的图像、伴音载波及色副载波,其能量也不像模拟电视信号那样在谱线上呈离散簇状群聚于图像载频附近,而是平均弥散于整个限定的带宽内。由于这个特点,在有线电积网络中存有非线性失真的情况下,所产生的交互调产物落在数字电视频道时,它就不再是以离散簇状群聚于带内某处,而是呈自噪声性质,在被干扰频道内弥散分布,从谱线上可见到弥着新的频率成分,使被干扰频道噪声增加,劣化了C/N,引起误码率升高。虽然这时被干扰频道的信号电平并没降低,但数字电视节目将出现马赛克或图像停顿现象。
图4-664QAM调制信号频谱图
引起非线性失真的主要原因往往是网络中的有源器件接口电平配置不当或其性能欠佳,工作在非线性区域。在数模兼容的传输网络中,这些产物可能落于数字电视频道或模拟电视频道,除用频谱仪检测外,还可以根据模拟电视节目画面的干扰现象进行判别。一般这种情况发生在非线性失真器件以后的所有用户的某个或某几个频道。
[例4-41]某小区中用户反映有多套数字电视节目有马赛克,图像有时会停顿。
分析与检修:有线数字电视出现多套数字电视节目有马赛克,图像有时会停顿的故障,说明传输网络中与传输多套节目
有关的器件出了故障(注:数字电视多套节目通常占用1个模拟电视频道)。用数字电视综合分析仪实测出故障频道的平均功率、调制误差率、误码率(纠错前为10°)和星座图均正常,但数字电视机顶盒接收信号质量状态显示的误码率(RS纠错前)始终是在10-4的水平上,说明数字电视信号质量确实不好。再测有马赛克频道中心频点的频谱,发现其频谱曲线在8MHz内既有大幅“凹陷”,也有大幅凸出,属于不正常曲线。经检查是前面有台延长放大器输出电平高达112dBpV,已经进入非线性区了。将其调到102dBuV后,频谱曲线恢复正常,数字电视机顶盒接收信号质量状态显示误码率(RS纠错前)已达到10-8的水平上,所有频道均无马赛克,图像正常。
检修小结:当线路因某种原因造成带内频谱特性变差,形成某频点处的“凹陷”,则数字电视信号中的一个个数据包在此“凹陷”线路中传输时就很易将NT、CAT、PAT、PMT等表或EPG信息或一些描述符过多的丢失,从而造成图像静止或马赛克或收不到部分节目。此频带“凹陷”模拟场强仪大多无法看到,只是显示该频道的平均功率,因而会出现电平(平均功率)测得虽然较正常,但图像还是有马赛克等现象。
(2)网络阻抗失配
有线电视网络中的同轴电缆及无源器件接口的特性阻抗均要求为75Ω,如果网络中某处匹配不良,就会造成信号在传输路径上的反射,这样到达数字电视机顶盒的信号就不只是直射波还有反射波,且两者存在一定时间差。从载波上讲,直射波和反射波同时在同轴电缆中传输时,其幅度按矢量相加。当两者的时差使相位改变2丌弧度时两者同相,直射波和反射波的幅度相加;当两者相位相差π时,相位相反,其幅度相抵消,引起传输链路中某些点或区域的幅频特性严重不平。当相位相同时引起幅度上凸出现鼓包,又有可能使放大器进入非线性工作区域,产生更加有害的非线性失真;当相位相反时又出现幅度下凹,引起C/N指标变坏。这两者均能引起数字电视传输
码流的误码率升高,从频谱仪上则可观察到被干扰频道的谱线顶部不再是平坦状,而是凸凹不平,出现明显的起伏或倾斜。另外,反射波在同频不同相时,扰乱了QAM的正确相位。QAM调制幅度和相位均携带有数字信息,直射波和反射波都运载着同一信号的码流信息,它们以不同的相位重叠,尤其是高阶的64QAM对链路的相位特性十分敏感。相位的准确性对解调时符号的正确判定影响极大,虽然这时用户电平基本正常或变化不大,但其误码率升高了,接收的图像会出现马赛克或停顿现象。
网络阻抗失配,造成反射严重,致使数字信号码间干扰或误码率增加,其主要原因在于同轴电缆进水、老化、氧化、接触不良(屏蔽不好或接触不良在用户家中较常见),或是用户自购质量低劣的分支器、分配器、终端盒等。另外用户不规范的个限段四口屏分特字得性前私拉乱接也能引起该故障的发生。
[例4-42]用户反映有两个数字频道传输的10多套节目解不出来,而另3个数字频道收看正常。
分析与检修:数字频道传输的是经过QAM调制的数字信号,载波的幅度与相位均携带了数字电视节目的信息,检修时除测试载波电平外,还要注意传输网络的相位特性对数字电视信号BER的影响。经测量,发现在模拟频道有个别频段幅度鼓包”,而5个连续的数字频道处基本平坦,用数字电平表测量电平也正常(人户58B)。不能解调的数字频道,试测调制误差率MER才18dB(正常数字频道为32dB),星座图不显示。从该段电缆的物理状态分析,估计是电缆有断点反射存在。经检查,发现约有200mQR-540电缆因为受过外伤,内导体腐蚀呈似接通非接通状态,造成模拟电视信号低频率段电平略低落高频率段变化不大。它以下的用户模拟电视节目的电平基本正常。不影响收看。没有用户报修。但安装数字电视机顶盒后用户反映有两个数字频道传输的10多套节目解不出来,而另3个数字频道收看正常。更换了QR-540电缆后,幅频特性鼓包现象消失,不但数字电视接收正常了,原来低段信号低落也起解决了。
检修小结:造成电缆严重反射的原因还有,干线上有一长段空闲的电缆,是为一栋新楼预留的,电缆尾段闲着,没有做匹配终端;干线分支器主输出口空闲,没接匹配负载,而分支口给下级送信号;电缆接头质量不好、处理不当,内导体或外屏蔽接触不良;新装修住房,电缆弯曲过度、私自增加用户盒分配器有空端口没有用假负载终接;个别放大器、均衡器相位特性不良。还遇到过在机顶盒前加一个均衡器,解决了一个数字频道不能解码的问题。由此可见,均衡器的相位特性也是值得注意的,特别是被挤压而变形的。
这些事例都说明在模拟传输情况下被忽视了的网络相位特性,对数字信号的影响是极大的。在大范围发展数字机顶盒之前,应进行有针对性的网络整治。如把线路上所有没有终接假负载的分支器、分配器认真地做好匹配;把暂时空闲的电缆从网络中解除;解决有隐患、未查明原因还在运行的电缆段;全面测量一次干线幅频特性,查明并解决异常“鼓包”、下凹的情况;楼道分支器的闲置用户口也要匹配;检查、处理用户私接分配器、用户盒,做到无空闲口;仔细检查前端、分前端的信号分配链路,更换不合格的、性能不良的、用法不合理的(如用分支器倒接做调整电平的衰耗器用)器件等。
(3)传输网络质量不佳或受损
部分用户收看不好数字电视节目,可能是传输网络质量不佳或受损,使各用户端口的信号电平参差不齐。某些支路上信号强,抑制了噪声和干扰,另一些支路可能信号弱,就会使非线性失真产物侵入,产生交调、互调。这种现象在使用年久器材老化的旧网中比较普遍,因此必须抓好对网络进行升级改造的工作,以提高网络的传输质量。
例4-43]某单元用户在29Mz这个频点上传输的数字电视节目有马赛克现象,图像有时会停顿和中断。
分析与检修:用DSAM-900型数字电视综合分析仪测试291MHz中心频率(增补16频道)发现平均功率 POWER比283MHb2和290NHz两个中心频率低6dB。最初怀疑电缆接头没做好、重做电缆接头故障依旧。打开电缆井盖,发现电缆已破老鼠咬坏,将老鼠咬坏处剪断用对接头接好后故障排除。
[例4-4]数字电视节目出现马赛克,部分台显示黑屏。
分析与检修:先测信号电平有些偏低,向前逐级排查,测倒数第二个分支器信号电平仍然偏低,发现线路有针扎孔,估计有用户私接信号时破坏了线路,换掉后信号还没恢复。继续查至放大器,打开后发现其内部进水有铝锈,更换一新的用户放大器,调整好后信号恢复正常。
(4)模拟电视信号和数字电视信号混合传输
在模拟电视向数字电视过渡阶段,有线数字电视传输网络用频分复用方式同时传输模拟电视信号和数字电视信号的。HFC网内光设备的动态范围远比电缆放大器小,数字电视信号的加入会引起激光器的激励电平变高,使输入激光器的平均功率增加,从而引起激光器的输出波形产生削波,使BER值迅速升高,导致数字解调器瞬间失去同步。
[例4-45]大部分数字电视节目出现马赛克现象。
分析与检修:某小区原来是架空线路,因城市道路改造光缆必须下地,更换路由后造成SG1000型光接收机输出电平过高(实测543.25MHz的模拟信号电平为19dBμV),导致数子电视所有频点的调制误差率MER偏低(30B以下)和误码率BR过高。用数字电视综合分析仪实测BER大多在10-4-10之间波动,与数字电视机顶盒的接收质量状态显示的BER相吻合重调光接收机输出电平后故障排除。由此可见,有源设备的高电平输出对误码率有较大的影响。
4.3.2有线数字电视机顶盒常见故障分析与检修
目前,我国有线电视正处于从模拟向数字转换时期。各地在推进有线电视数字化的进程中,实现模拟电视与数字电视混合传输,同时免费向用户发放数字电视机顶盒。有的用户拿到数字电视机顶盒后,等不及安装人员上门安装,会自行进行安装,在安装过程中常出现以下故障现象:
(1)无图像
机顶盒安装后不能收看数字电视节目,电视机出现无图像故障。首先检查各连接线是否正确。用户自己连接通常不会注意数字电视机顶盒输出端口信号要与电视机的输入端口信号要致,另外数字电视机顶盒射频输入端口信号与用户终端盒输出信号要一致。连接线不正确一般有下面几种情况1)有线电视用户终端盒输出信号要连接到数字电视机顶盒的“有线输入”插孔(机顶盒背后左上角第一孔),有些人将此线连接到“射频输出”插孔(机顶盒背后左上角第二孔),则肯定不能收看数字电视节目。
2)用户电视机显示“无信号或信号中断”,用户报故障,结果发现是用户将数字电视机顶盒的输入端接到了电视机的输入口,没有将有线电视信号送给机顶盒。将数字电视机顶盒的输入信号接到有线电视的用户终端盒上,一切恢复正常。
3)数字电视机顶盒上的视音频线没有正确连接到电视机的视音频输入插孔上(AV1、AV2…任一组中),有时接到电视机的视音频输出插孔上或将视频音频交叉插错(视频插孔为黄色),则连菜单也不会显示,也不能收看数字电视节目。4)用户接线正确但看不到数字电视节目,原因是用户没有选择相应的机顶盒所接的AV端口,另外也发现有些用户的AV端口经损坏。由于长期不用,AV端口会发生氧化,也可能会使某组不好,可换另一组试试。
5)某些用户的电视机有两路AV端子,用户已使用了其中的1路,而且习惯用这一路来看DVD/VCD影碟机的节目。将机顶盒接另一路AV端口后,用户在使用中发现视频不稳定。经查发现用户虽然有两路AV端口,一前一后,但实际上只是并联的组AV端口。将机顶盒信号和影碟机信号分别插上,开始用户收看都正常,但如果忘了关影碟机,两路视频信号会相互干扰造成数字电视机顶盒的视频信号不稳定。
另外用户自己买的有线电视器材(电缆、分配器、接线盒、用户线)若质量不好,线路太长,接头未做好或接触不良,使信号损耗大、阻抗失配等都不能收看好数字电视节目;某些频道不能收看数字电视节目也可能是未获得正确的授权,此时在屏幕上会出现“该频道未授权”提示,需与有线电视网络公司人员联系予以解决;若用户接收端的信号电平太低,也不能收看数字电视节目。
[例4-46]用户无法收看所有的数字电视节目。
分析与检修:用户无法接收所有数字电视信号的原因有两个。一是由于接收信号电平太低造成的,此类故障较常见。
维修人员可以观看模拟信号的质量,图像雪花大表明信号电平低。用测试仪器测试信号电平加以分析,如果电平低,加大信号电平即可;如果电平正常,检查机顶盒信号输入的接头是否接触不良。在载噪比正常,误码率小于10-4的情况下,一般用户接收电平大于5SB即可以正常接收,网络质量好的用户接收电平可以达到48dB,机顶盒的输入电平为40~80B。另外,维修人员可以通过机顶盒的信息显示功能来直接观看和分析该频点的
接收电平和误码率等。二是由于HC系统载噪比低造成误码率高而引起的,这种现象多发生在没有改造好的网络用户中。维修人员现场观察机顶盒提示“未锁定智能服务”,判定机顶盒没有接收到数字电视信号,检查机顶盒与用户盒连接正常,模拟信号图像正常。检查发现连接线是用户自己在市面上购买的,更换后开启机顶盒可搜索到全部数字电视频道,但仍有个别图像出现马赛克。向前逐级测量排查,发现户外一分配器因潮湿进水损坏,更换分配器和接头后恢复正常。
检修小结:此例故障是用户自己购买的连接线质量太差引起的,未正常接收到数字电视主频信号(387MHz),因为数字电视的系统管理、节目管理和用户授权等都在以387MHz为中心频率的8M带宽内传输,所以全部的数字电视节目无法收到。针对此类故障,不同厂家的机顶盒会有不同的提示内容。
[例4-47]用户反映不能正常收看数字电视电视节目。
分析与检修:用户反映不能正常收看电视节目,首先应检查用户终端盒与数字电视机顶盒的连接线是否正确。维修人员到用户家中查看数字电视机顶盒的检测信息,发现其他频道的检测指标正常,不能正常收看的几套节目都在同一个频点上,信号强度为34dBuV,特别低,不能满足机顶盒正常工作要求,误码率最高为10-5等级,并且不稳定。经检查未发现室内线路表面有损坏现象,在移动该用户家中的电视射频连接线时,发
现画面有明显的划碟现象,于是更换了一根电视射频连接线,故障排除。原来是该用户家电视射频连接线老化,出现内部接触不良而导致该故障。
[例4-48]某栋新楼数字电视入户很少,有一户安装数字电视后收视情况一直不好。
分析与检修:维修人员按排除模拟电视故障的办法不能解决该问题,后来在有关资料上看到“网络的失配产生反射所造成的多径效应”会影响数字电视的收看效果。根据这一思路分析此例故障,发现这座新楼数字电视入户很少,所有分支器没有加终端负载电阻。将所有分支器都加裝终端负载电阻后,敝障排除。
分析与检修:维修人员发现光接收机就在该用户所住楼房的前面,用户刚搬到新家,部分模拟电视信号也有斜纹干扰观察发现用户在装修时自埋暗线私接了两个终端,甩掉私接终端后信号恢复正常。
(2)马賽克现象
马赛克现象分为所有频道都有马赛克和部分频道有马赛克两种。如果是前者,则是因为信号电平较低,可以按照无图像故障查找和排除;如果是后者,则基本上是由线路阻抗失配引起的,引起阻抗失配的原因大部分是到各个电视端口的线路没有用分支分配器来分配,而是像电力线一样绞接在一起,或者选用了伪劣的分配器或F头未做好,其明显的特征就是各频道的信号电平高高低低,像锯齿波。只要将这些问题解决了,马赛克现象就会消失。
如有的用户为了供两台电视机同时收看有线电视节目,在原来线路上并接一根75-5型同轴电缆,或者错用阻抗为500的同轴电缆,这样会使整个线路阻抗不匹配,用户出现节目收视不全或马赛克现象。使用专门的分支分配器和759同轴电缆处理后,故障都能排除。
有时信号电平太高(>75dBuV),因失真也会引起马赛克。如有的用户认为信号电平越高越好,或装的终端较多时就盲目加装放大器,并将增益调到最大,加上又是在市场上购买的劣质放大器,往往容易出现这种情况。另有一些用户在家中安装的电视终端太多而采用多路分配器(如6~8路)或几个分配器串接,使信号衰减太大引起无图像或马赛克,采取的措施是将暂时不用的终端不接,并改用质量好的分配器就可解决。
用户端的电视机间断出现马赛克现象,主要原因是电缆线有固定好,随风摆动;有些接头没有拧紧,造成接触不良模视电视节目表现为图像抖动,数字电视节目表现为马赛克或瞬节目中断用户信号电平达到要求,但信噪比达不到要求,则模拟节日表现为明显的拉条或网纹,数字电视表现为严重的马赛克或收不到节目,显示无信号或信号中断。遇到此种情况应注意看一下传送的模拟信号是否正常。用户线路的屏蔽性能较差,抗脉冲干扰能力差,误码率(BER)增高,也会出现马赛克现象,其原因大多数是线路接头未按标准施工。一般BER≤10-5~106。有线电视网络升级不完全,许多地方都是模拟信号和数字信号在同一网络传输且是将原网络升级后的频带高端部分用于传输数字信号,如果网络中有部分器件未改换,从而造成数字信号电平很低,图像会出现马赛克或黑场现象模拟电视信号过高会抑制邻频道数字电视信号而使其出现马赛克现象。一般模拟电视信号比数字电视信号高10-13dBV属正常,数字电视频道与相邻模拟电视频道间最大电平差应小于等于13dBpV。
[例4-50]有用户反映,在安装数字电视后有一个频点(363MHz)经常出现马赛克。
分析与检修:维修人员到达现场后,测试电平和C/N都正常,但误码率高,更换机顶盒及屋内的分支器、电缆线都没有解决问题。用一台小电视机沿着楼房支干线一级一级向前检查,直到观测到楼房放大器的输入端信号时画面才变好,更换放大器后,用户收看正常。后来经过测试分析,原因是楼房放大器的CSO、CTB两项指标不好,干扰到363MHz频点,造成误码,产生马赛克。
[例4-51]某户数字电视用户363MHz频点的6套节目总出现马赛克,经常中断。
分析与检修:经过测试,数字信号电平正常,模拟频道收看正常。后来经过检查,用户装修时敷设的一段电缆是阻抗为50Q的电缆,但更换电缆后,信号不再中断,而马赛克还有去掉装修时安装的终端盒,数字信号收看正常。之后试验去掉装修时安装的终端盒,还用500电缆线,结果数字信号还是经常出现马赛克,说明该用户的故障是由这两种原因造成的。
