有線數字電視傳輸網絡故障原因及實例分析

開平廣播電視臺網絡中心 馮其安

2011年5月開平廣電完成了城區數字電視的整體轉換；由于數字電視的調制方式完全不同于模擬電視，因此在故障的表現形式和處理方法上都有很大的不同；模擬電視的三大指標是C/N、CTB、CSO，而數字電視的技術指標則有：平均功率、調制誤差率、矢量幅度誤差、誤碼率，這些技術指標從多個角度描述數字電視信號的傳輸質量，只有當以上所有技術指標都同時滿足要求時電視機上的圖像才能正常顯示。有線數字電視的復雜就體現在這里，特別是在模數混傳的系統中（還存在模擬與數字相互干擾的問題）。通過一段時間的摸索和學習，積累了一些經驗，以下分析有線電視傳輸網絡引起數字電視信號劣化的主要原因。

1.網絡中的非線性失真

有線電視傳輸網絡中使用大量的有源器件，而且傳輸頻道較多，在電平的處理過程中極容易產生非線性失真，當非線性失真產物落到收視頻道就會形成干擾。對數字頻道而言，由于采用的是64QAM調制方式，一個頻道的64QAM已調信號從頻譜儀上看是在中心頻率兩側、均勻分布在限定的帶寬內、頂部有細小幅度跳動，就像一個整體抬高的噪聲平臺。又因為它是平衡調幅，抑制掉載波，所以它沒有模擬電視信號中的圖像、伴音載波及色副載波，其能量也不像模擬電視信號那樣在譜線上呈離散簇狀群聚于圖像載頻附近，而是平均彌散于整個限定的帶寬內，由于這個特點，在有線電視網絡中存有非線性失真的情況下，所產生的交互調產物落到數字電視頻道時，它就不再是以離散簇狀群聚于帶內某處，而是呈白噪聲性質，在被干擾頻道內彌散分布，從譜線上可見到彌散著新的頻率成分，使被干擾頻道噪聲增加，劣化了C/N，引起誤碼率升高，雖然這時被干擾頻道的信號電平并沒降低，但數字電視節目將出現馬賽克或圖像停頓現象。

引起非線性失真的主要原因往往是網絡中的有源器件接口電平配置不當或其性能欠佳，工作在非線性區域。在數模兼容的傳輸網絡中，這些產物可能落于數字電視頻道，或模擬電視頻道，除用頻譜儀檢測外，還可以根據模擬電視節目畫面的干擾現象進行判別，一般這種情況發生在非線性失真器件以后的所有用戶的某個或某幾個頻道。

[例1]某小區中用戶反映有多套的數字電視節目有馬賽克，圖像有時會停頓。

分析與檢修：有線數字電視出現多套的數字電視節目有馬賽克，圖像有時會停頓的故障，說明傳輸網絡中與傳輸多套節目有關的器件了故障（注：數字電視多套節目通常占用1個模擬電視頻道）。用數字電視綜合分析儀實測出故障頻道的平均功率、調制誤差率、誤碼率（糾錯前10-9）和星座圖均正常，但數字電視機頂盒接收信號質量狀態顯示的誤碼率（RS糾前）始終是在10-4的水平上，說明數字電視信號質量確實不好。再測有馬賽克頻道中心頻點的頻譜，發現其頻譜曲線在8MHZ內既有大幅凹陷，也有大幅凸出，屬于不正常曲線。經檢查是前面有臺延長放大器輸出電平高達112dB V，已經進入非線性區了，將其調到106dB V后，頻譜曲線恢復正常，數字電視機頂盒接收信號質量關態顯示誤碼率（RS糾前）已達到10-8的水平上，所有頻道均無馬賽克，圖像正常。

檢修小結：當線路因某種原因造成帶內頻譜特性變差，形成某頻點處的“凹陷”。則數字電視信號中的一個個數據包在此“凹陷”線路中傳輸時就很易將NIT、CAT、PAT、PMT等表或EPG信息或一些描述符過多的丟失，從而造成圖像靜止或馬賽克或收不到部分節目，此頻帶“凹陷”模擬場強儀大多無法看到，只是顯示該頻道的平均功率，因而會出現電平（平均功率）測得雖然較正常，但圖像還是有馬賽克等現象。

2.網絡阻抗失配

有線電視網絡中的同軸電纜及無源器件接口的特性阻抗均要求為75Ω，如果網絡中某處匹配不良，就會造成信號在傳輸路徑上的反射，這樣到達數字電視機頂盒的信號不只是直射波還有反射波，且兩者存在一定時間差，從載波上講直射波和反射波同時在同軸電纜中傳輸時，其幅度按矢量相加，當兩者的時差使相位改變2∏度時兩者同相，直射波和反射波的幅度相加，當兩者相位相差∏時，相位相反，其幅度相抵消，引起傳輸鏈路中某些點或區域的幅頻特性嚴重不平，當相位相同引起幅度上凸出現鼓包，又有可能使放大器進入非線性工作區域，產生更加有害的非線性失真，當相位相反時又出現幅度下凹，引起C/N指標變壞，這兩者均能引起數字電視傳輸碼流的誤碼率升高，從頻譜儀上則可觀察到被干擾頻道的譜線頂部不再是平坦狀，而是凸凹不平，出現明顯的起伏或傾斜。

另外，反射波在同頻不同相時，擾亂了QAM的正確相位，QAM調制幅度和相位均攜帶有數字信息，直射波和反射波都運載首同一信號的碼流信息，它們以不同的相位重疊，尤其是高階的64QAM對鏈路的相位特性十分敏感，相位的準確性對解調時符號的正確判定影響極大，雖然這時用戶電平基本正常或變化不大，但其誤碼率升高了，接收的圖像則出現馬賽克或停頓現象。

[例2]用戶反映有兩上數字頻道傳輸的4套節目解不出來，而另外的數字頻道收看正常。

分析與檢修：數字頻道傳輸的是經過QAM調制的數字信號，載波的幅度與相位均攜帶了數字電視節目的信息，檢修時除測試載波電平外，還要注意傳輸網絡的相位特性對數字電視信號BER的影響。經測量，發現該頻點（中心頻率283MHz）的誤差矢量EVM高達11%（正常數字頻道EVM為2%以下），星座圖不顯示。該放大器輸入電纜為鋁殼190，估計是電纜插頭接觸不良導致反射存在。經檢查，發現插頭緊固不牢，重新做好后測量誤差矢量EVM降為1.8%，信號恢復正常。

造成電纜嚴重反射的原因還有：干線上有一長段空閑的電纜。是為一棟新樓預留的，電纜尾段閑著，沒有做匹配終端；干線分支器主輸出口空閑沒接匹配負載，而分支口給下級送信號；電纜彎曲過度、私自增加用戶盒，分配器有空接口沒有用假負載終接；個別放大器、均衡器相位特性不良。

3.模擬電視和數字電視混合傳輸

在模擬電視向數字電視過渡階段，有線數字電視傳輸網絡用頻分復用方式同時傳輸模擬電視信號和數字電視信號的。HFC網內光設備的動態范圍遠比電纜放大器小，數字電視信號的加入會引起激光器的激勵電平變高，使輸入激光器的平均功率增加，從而引起激光器的輸出波形產生削波，使BER值迅速升高，導致數字解調器瞬間失去同步。因此網內頻點每增加一倍，光接收機和放大器的輸出電平要想應下降3dB。

4.網絡設計或施工原因

用戶收看數字電視節目不理想，可能是網絡設計或施工原因造成，使各用戶接口的信號電平參差不齊某些支路上信號強，抑制了噪聲和干擾，另一些支路可能信號弱，就會使非線性失真產物侵入，產生交調、互調。這種現象在使用年久、器材老化的樹枝型分配網中比較普遍，因此必須抓緊對網絡進行升級改造，以提高網絡的傳輸質量。

5.結束語

數字電視技術相對模擬電視技術上是質的飛躍，原來的模擬電視人也只有通過認真學習，充分掌握數字電視的原理，才能夠在以后的工作中得心應手，在崗位上更好的貢獻自己的力量。

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