浅析HFC网络中与接头相关故障产生的原因

来源：职称驿站所属分类：计算机网络论文发布时间：2011-06-03 17:04:13浏览：次

　　摘要：本文列举了HFC双向网络中因接头处电缆外壳断裂、接头氧化松动、电缆接头芯线氧化产生的三种故障并简要分析形成原因。
　　关键词：接头，氧化，松动，载噪比，信噪比
　　
　　随着三网融合步伐的不断逼近，全国各地都在铺设新的适应下一代广电网络传媒需要(NGB),如EPON、FTTH等，在新的网络建成之前HFC网络仍然在担负广电双向业务传输任务，如基于IPQAM互动电视业务、基于CMTS的CM的用户宽带业务等，因而在一段时间内广电HFC双向网络将和新架设的EPON等网络并存，所以对HFC网络提供优质的维护工作仍然有着重要的意义，本文主要的话题是简单分析HFC双向网络中与接头相关故障的产生的原因。
　　作为从事广电网络维护多年的工作人员，在日常的工作中遇到各种各样的故障，养成一个记录一些特殊故障的习惯，日积月累已经有一定数量，在闲下来之后再对某些故障产生的原因进行些分析，归纳，梳理而后形成自己对所维护的网络的经验，对于HFC双向网络中的接头我认为小接头掩藏着“大”问题（这里的“大”是相对的），我有以下观点：
　　一、接头处电缆外壳断裂引起同轴电缆外屏蔽层阻抗不匹配。
　　接头处电缆外壳断裂引起同轴电缆外屏蔽层阻抗不匹配致使系统下行载噪比指标劣化。如果出现在野外主支干线上，接头处电缆外壳断裂会使同轴电缆的屏蔽层与接头外壳接触不良，使系统的屏蔽性能大幅下降，给了空中电磁干扰乘虚而入的机会，容易出现同频干扰现象，相关案例：
　　故障现象：后宰门西村19号1栋1单元5楼用户报修55~58频道信号差，时有时无，邻居也有相同情况。
　　排查过程：测用户家门头电平：FM：57dB，D42：60dB，在3单元侧楼放输出FM：87dB，D42：92dB属于正常值，而门头电平则显得异常，因为用户家处于信号末端，应当低频略高，高频略低的信号电平，顺线路查，在楼放处发现通往1单元的-9铝管电缆在接头出外壳断裂，按工艺要求重做接头，故障排除。
　　原因分析：据3单元用户反映最近两天小区出新工人刷涂料碰了楼放箱的线路，很明显是涂料工人施工中损坏了电缆接头处的铝管外壳，致使电缆的屏蔽性能严重下降，空中电磁干扰频率接近55~58频道（586MHz）窜入电缆通道中，使该频点的数字信号误码率大幅增加，导致这栋楼1单元的用户无法正常收视这组节目。
　　二、接头氧化、松动引发回传噪声
　　RQ540电缆和-9铝管电缆的接头出现氧化和松动的结果形同电缆外壳与同接头之间跨接一个大约15pF的分布电容，当然接头大小不同其分布电容的容量不同，从用户端反馈过来的干扰电流假定为1uV对应产生容抗为1769uV，转化为电平值为102dBuV，这样的干扰强度足以让这个光机所在头端的信噪比下降20dB以上，相关案例很多，这里就举一个：
　　故障现象：谷阳机房通知城东三组：清溪路5号光机上行信噪比只有10dB左右，同时报修网上已有多条该小区的CM用户宽带报修。
　　排查过程：用老方法很快锁定清溪路4号714厂宿舍二楼楼放，发现该楼放输出的一个铝管接头松动，用扳手扳紧后信噪比立即上34dB，问题解决。
　　原因分析：类似上例的噪声我们曾经查过很多次，由于理论水平有限，我们知道的原因仅限于接头松动的表面现象，而忽略产生干扰的本质原因，一个松动的接头其松动程度决定其跨接分布电容的容量大小，从而产生的容抗有所不同，对应用户端反馈的干扰电流造成的噪声干扰呈比例变化，电缆接头（外壳）氧化引发噪声干扰原理和松动的原理一致，当接头处在潮湿的环境里且接头的密封性比较差就会在接头处产生电缆铝管外壳氧化现象即在外壳表面出现一种叫做氧化铝的离子晶体物质，导电性能较差，随着时间的推移这种化学物质在外壳表面越积越多，到完全覆盖外壳的时候相当于此处电缆丧失了信号回路和屏蔽功能，为外界侵入噪声进入电缆通道创造条件；一般地，这种干扰出现在寒冷干燥的冬天，因为覆盖在外壳表面的氧化铝在冬天由于干燥失去水分变成固态粉状物致使电缆外壳呈绝缘状而引发噪声干扰，最不好的是这种物质临界于干燥与潮湿之间，这时就会出现突发噪声干扰，过一会干扰又神不知鬼不觉的消失了，这就是有些干扰不能一次查好的原因；目前我公司CMTS头端下行采用256QAM，上行3.2MHZ,32QAM调制方式对网络接头要求非常高，维护人员应重视维护过的每一个接头，不能使之出现“可怕”的松动现象同时做好接头密封工作。
　　三、电缆接头内导体氧化导致通道载噪比指标劣化
　　不知大家注意了没有，在我们排查回传噪声干扰的案例中偶尔发现为数不多的噪声干扰是由电缆接头内导体氧化引起的，氧化的内导体的一个显著特征就是内导体的表面像裹了层黑灰，有的只是2~5厘米小段，有的则有几十厘米的大段，主要原因是雨水或湿气侵入接头或从电缆破损处侵入电缆造成，而氧化的电缆接头内导体会产生阻波反射在上行通道内则表现为上行数字信号延时时隙反射噪声，相关案例：
　　故障现象：后宰门街50号，29号，44号多个用户报修宽带频繁掉线，极不稳定。
　　排查过程：请站工程师陈昕帮助查看该光机所在头端上行信噪比，答曰：“26dB，”。照说26dB用户上网应该能上，怎么会频繁掉线？用户报修数量不断在增加，没有想得太多，组织人员排除，很快找到干扰源是后宰门街29号3单元的一个-9铝管接头，接头上的很紧，外表看不出问题，拆掉接头信噪比上33dB，再接上接头信噪比又回到26dB，拿下接头发现铝管电缆的内导体表层附着黑色灰状物，明显的氧化现象，把电缆剪下15厘米后重新做接头，接上后信噪比在33dB，联系报修用户均表示已正常。
　　原因分析：一般来说，HFC双向网络的回传上行数字信号采用QPSK,16QAM,32QAM等调制方式，通道的载噪比决定上行信噪比指标，通常回传噪声干扰和接头芯线氧化引起时隙反射噪声共同决定通道载噪比指标，后者表现的比较隐蔽，但对该时隙内的CM的影响却非常大，往往通过头端监看软件不易发现，排查的难度也相应增加。
　　早有业界名人说过：“有线电视工程就是接头工程”。有线电视网络系统由若干个工程组成，可以说工程质量的优劣是成也“接头”，败也“接头”；我们切不可小视网络中接头的重要性，把接头的问题处理好了将会减少大量的维修，网络将会进入良好的运营状态，这正是我们广电网络维护人员所需要的；以上是我对网络中与接头相关故障产生的原因的一些认识，写出来和大家共同探讨，分析，如有不正确的地方请予以纠正。