CATV系統(tǒng)防雷技術(shù)

雷電是一種大氣中的放電現(xiàn)象，常常使有線電視設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，在CATV系統(tǒng)中，防雷設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的工作，而在實(shí)際工程當(dāng)中，防雷并沒有引起技術(shù)人員的足夠重視，一旦遭到雷擊，沒有良好防雷措施的系統(tǒng)就會(huì)遭到嚴(yán)重破壞，甚至癱瘓。對于干線較長的大系統(tǒng)，防雷設(shè)計(jì)更是刻不容緩的大事，本文從雷擊的產(chǎn)生機(jī)理以及雷電的分布規(guī)律闡述雷電，以期讀者對雷擊有一個(gè)整體的認(rèn)識，進(jìn)而闡述防雷的措施以及CATV器材的抗雷擊性能。

雷擊主要有兩種：“直未雷”和“感應(yīng)雷”。直擊雷只有雷擊率的 10％左右，危害范圍一般較小，可使用避雷針、避雷線和避雷網(wǎng)來防避，危害大得多的“感應(yīng)雷”占雷擊率近90％，危害范圍甚廣，CATV系統(tǒng)的電子設(shè)備受雷擊損環(huán)，主要是感應(yīng)雷造成的。直擊雷是帶電云層和大地之間放電造成的，在形成雷云的過程中某些云積累起正電荷的靂云接近到一定程度時(shí)，發(fā)生訊猛的放電。出現(xiàn)耀眼的閃光。當(dāng)雷云很低，周圍又沒有異性電荷的雷云時(shí)，就會(huì)在地面或者建筑物上感應(yīng)出異性電荷，形成帶電云層向地面或者建筑物放電；放電電流可達(dá)到幾十甚至幾百千安，放電時(shí)間為50－100µ S，這種放電就是直擊雷，直擊雷對建筑物和人、畜安全危害甚大。安裝于避雷針后， CATV系統(tǒng)的電子設(shè)備即使在其保護(hù)范圍之內(nèi)，仍然可能遭雷擊而受損，大多數(shù)都是燒保險(xiǎn)絲、電源變壓器。整流元件，三端穩(wěn)壓器，嚴(yán)重的還可能損壞集成電路等元件，這說明雷擊不是從天線引人的，而是從電源線引入的，可見避雷針雖保護(hù)了建筑物，卻保護(hù)不了置于其內(nèi)的CATV電子設(shè)備，這是感應(yīng)雷造成的。
　
　　　感應(yīng)雷電靜電感應(yīng)和雷電流產(chǎn)生的電磁感應(yīng)兩種原因所引起的，當(dāng)帶電的云層（雷云）靠近輸電線路時(shí)，會(huì)在它們上面感應(yīng)出異性電荷，這些異性電荷被雷云電荷束縛著。當(dāng)雷云對附近的目標(biāo)或接閃器（避雷針是最早、最常用的接閃器）放電時(shí)，其電荷迅速中和，而輸電線路上束縛的電荷便為自由電荷，形成局部感應(yīng)高電位。這種感應(yīng)高電位發(fā)生在低壓架空線路時(shí)亦可達(dá)100KV；在電信線路上可達(dá)40－60KV。而且它可以沿著線路傳入電子設(shè)備， 造成損害。雷擊后巨大的雷電流在周圍空間產(chǎn)生交變磁場，由于電磁感應(yīng)使附近設(shè)備感應(yīng)出高電壓，從而使設(shè)備損壞。
　
　　 我國雷電的分布規(guī)律是：通常熱而潮濕的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷電多，同時(shí)雷電的頻數(shù)是隨著地理緯度的減小而增加，即越接近赤道頻數(shù)越高，具體說來有華南＞西南＞長江流域＞華北＞東北＞西北，除此之外，雷電的頻數(shù)隨地域而變，即：山區(qū)＞平原＞沙漠，陸地＞湖海，每年雷電的高峰都在7、8月份，活動(dòng)的時(shí)間大都在14－22時(shí)之間。一個(gè)地區(qū)有無雷電是由氣象條件所決定的，但具體的落雷點(diǎn)則受當(dāng)?shù)貤l件的影響較大。①地形的影響，通常山的東坡、南坡落雷的幾率多于山的西。北坡，山中平地的落雷幾率大于峽谷，湖海邊落雷的幾率很小，但湖海如有山岳則靠水的一面山坡落雷幾率較多；風(fēng)口或順風(fēng)的河谷容易落雷。②地面物的影響，空曠地中的孤立建筑物和建筑物群中高聳的建筑物易受雷擊，金屬結(jié)構(gòu)的屋頂、塔架易受雷擊，屋旁大樹、接收天線、山區(qū)輸電線等易受雷擊，這是因?yàn)檫@些地面物吉利于雷云與大地建立良好的放電通道。③地質(zhì)的影響，土壤、電阻率相對值小而電荷相對積聚快的地方容易落雷，有大片土壤電阻較大時(shí)，局部土壤電阻率小的地方易落雷；土壤電阻率小的山坡或土山易落雷；土里有導(dǎo)電礦藏的地區(qū)易落雷；地下水位高或有礦泉的地區(qū)易落雷。
　
　　　對于系統(tǒng)的防雷最有利的措施是系統(tǒng)有良好的接地，良好接地不僅能及早的泄掉感應(yīng)雷產(chǎn)生的電壓，同時(shí)也可泄掉由于設(shè)備漏電而產(chǎn)生的對地電壓，達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人身安全的目的，具體的系統(tǒng)防雷也是從接地開始的。與此同時(shí)，在需要的地方按裝避雷外、避雷器，但是選用器材的抗雷擊性能也不忽視，在選用器材時(shí)，考查器材的抗雷擊性能也是重要的一環(huán)。目前，我國大量生產(chǎn)和使用避雷器，有以電工碳化硅閥片為基本元件的各種閥式避雷器；有以氧化鋅閥片為基本元件的氧化鋅避雷器，氧化鋅避雷器較之閥式避雷器具有動(dòng)作迅速、通流容量大、殘壓低、無續(xù)流、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、壽命長、維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)。下面重點(diǎn)講述氧化鋅避雷器，氧化鋅壓敏避雷器對感應(yīng)雷及雷電波入侵的防止是有效的。其工作原理是其伏安特性的非線性。正常電壓時(shí)，避雷器呈高阻狀態(tài)，只有很小的泄漏電流（µA數(shù)量級），功率損耗很小，當(dāng)線路中出現(xiàn)過壓時(shí)，避雷器呈低阻狀態(tài)（時(shí)間效應(yīng)為10-9數(shù)量級）過電壓以放電電流的形式通過避雷器流入大地，過電壓被抑制下來，浪涌電壓過后，線路電壓恢復(fù)正常時(shí)，避雷器又呈高阻絕緣狀態(tài)，因此避雷器必須有良好的接地裝置與之配合，避雷器的伏安特性如下圖所示：　其中：i一雷電放電電流：VimA一泄漏電流為lmA時(shí)電壓， VI一放電電壓，Ve一浪涌雷電電壓。

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雷電過電壓的電流是一種很快上升到峰值，然后較慢下降的脈沖，其時(shí)間量值為10-6S數(shù)量級，國家的通用標(biāo)準(zhǔn)是8／20µS，即用8µS的時(shí)間上升到峰值，然后用20µS的時(shí)間下降到半峰值，而氧化鋅避雷器的響應(yīng)時(shí)間為10-9數(shù)量級，因而響應(yīng)時(shí)間是來得及的，其次是幅值問題，有線電視的供電電源經(jīng)過電力系統(tǒng)的多級避雷，因而雷電脈沖電流大于 5 KA的概率不會(huì)大干15％，只要選擇通流容量為 5 KA的避雷器，其殘壓也是設(shè)備能夠承受的，加上合乎要求的接地就會(huì)達(dá)到避雷的效果。
　
　 1、天線的防雷接地。有線電視的接收天線和豎桿一般架設(shè)在建筑物的頂端，應(yīng)把所有的接收天線，包括衛(wèi)星接收無線的接地焊在一起，接天線的豎桿（架）上應(yīng)裝設(shè)避雷針，避雷針的高度應(yīng)能滿足對天線設(shè)施的保護(hù)，安裝獨(dú)立的避雷鐘時(shí)，由于單根避雷針的保護(hù)范圍呈帳篷狀，邊界線呈雙曲線，所以避雷外高于天線頂端的長度應(yīng)大于天線的最大尺寸，避雷針與天線之間的最小水平間距應(yīng)大于3M，建筑物已有防雷接地系統(tǒng)時(shí)避雷針和天線豎桿的接地應(yīng)與建筑物的防雷接地系統(tǒng)共地連接；建筑物無專門的防雷接地可利用時(shí)，應(yīng)設(shè)置專門的接地裝置，從接閃器至接地裝置采用兩根引下線，從不同的方位以最短的距離沿建筑物引下，其接地電阻應(yīng)小于4歐姆，無論是新制作的接地統(tǒng)還是原建筑的接地線，接地電阻都應(yīng)小于4歐姆，除天線應(yīng)有良好的避雷的接地外，還應(yīng)采取如下措施：①無線輸出端應(yīng)安裝專用CATV保安器；②天線輸出電纜按接地要求接地；③使用裝有氣體放電管及快速反應(yīng)保護(hù)二級管的天線放大器或頻道放大器。
　
　 2、前端設(shè)備的防雷接地。如果在前端附近發(fā)生雷擊，則會(huì)在機(jī)房內(nèi)的金屬機(jī)箱和外殼上感應(yīng)出高電壓，危及設(shè)備及人身安全。前端設(shè)備的電源漏電也會(huì)危及人員的安全，因此，對機(jī)房內(nèi)的所有設(shè)備，輸入、輸出電纜的屏蔽層，金屬管道等都需要接地，不能與層頂天線的接地接在一起，設(shè)備接地與房屋避雷針接地及工頻交流供電系統(tǒng)的接地應(yīng)在總接地處連接在一起。系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備接地裝置和埋地金屬管道應(yīng)與防雷接地裝置相連，不相連時(shí)兩者的距離應(yīng)大于3米，機(jī)房內(nèi)接地母線表面應(yīng)完整，并無明顯錘痕以及殘余焊劑渣；銅帶母線應(yīng)光滑無毛刺。絕緣線的老化層不應(yīng)有老化龜裂現(xiàn)象。一些前端設(shè)備如調(diào)制器，接收機(jī)等沒有過壓保護(hù)，而只有過流保護(hù)，一旦有雷擊物往會(huì)出現(xiàn)電源燒壞而保險(xiǎn)不斷的情況，針對此種情況應(yīng)在總電源處加裝避雷器，以更好的保護(hù)前端設(shè)備。
　
　 3、干線和分配系統(tǒng)的防雷接地。敷設(shè)于空曠地區(qū)的地下電纜，當(dāng)所在地區(qū)年雷暴天數(shù)大于20天及土壤電阻率大于100歐姆時(shí)，電纜的屏蔽層或金屬護(hù)套應(yīng)每隔2KM左右接地一次。②架空電纜的屏蔽層及金屬護(hù)套、鋼紋吊線每隔250M左右接地一次，在電纜分線箱處的架空電纜金屬護(hù)套，屏蔽層及鋼絞線應(yīng)與電纜分線精會(huì)用接地裝置。埋設(shè)于空曠地區(qū)地下電纜，其屏蔽層和護(hù)套，應(yīng)每隔2KM左右接地一次，以防止感應(yīng)電的影響。③電纜進(jìn)入建筑物時(shí)，在靠近建筑物的地方，應(yīng)將電纜的外導(dǎo)電屏蔽層接地，架空電纜直接引入時(shí)，在入戶處應(yīng)增設(shè)避雷器，并將電纜外導(dǎo)體接到電氣設(shè)備的接地裝置上，電纜直接埋地引入時(shí)，應(yīng)在入戶端將電纜金屬外皮與接地裝置相連。④不要直接在兩建筑物屋頂之間敷設(shè)電纜，可將電纜沿墻降至防雷保護(hù)區(qū)以內(nèi)，并不得防礙車輛的運(yùn)行，吊線應(yīng)作接地處理。⑤系統(tǒng)中設(shè)備的輸入輸出端應(yīng)有氣體放電保護(hù)管，220V供電的放大器的電源端應(yīng)有過壓保護(hù)裝置，目前市面上的放大器魚龍混雜，為了降低成本，甚至省去了防過壓措施，如輸入輸出瑞元?dú)怏w過壓放電管，220V供電的放大器電源端只有過流保護(hù)，而無過壓保護(hù)，在選用干線器材時(shí)，應(yīng)把防過壓保護(hù)作為一個(gè)重要的前提條件來考慮。⑤CATV系統(tǒng)中的同軸電纜屏蔽網(wǎng)和架空支撐電纜用的鍍鋅鐵線都有良好的接地。
　
　 4、CATV系統(tǒng)中的同軸電纜屏蔽網(wǎng)和架空支承電纜用的鍍鋅鐵線都有良好的接地。受感應(yīng)雷的機(jī)會(huì)較小，雷電最容易從電源線進(jìn)入電子設(shè)備，把供電線進(jìn)戶瓷瓶鐵腳接地，對保護(hù)電力設(shè)備和人身安全可以起到一定的作用，但由于CATV等電子設(shè)備的耐受過電壓的能力比電力設(shè)備差得多，因此除必須在進(jìn)戶線上安裝低壓避雷器外，可把光屏蔽的電線、電纜等在埋地金屬管中，使雷電波通入地中。電源線在進(jìn)入電子設(shè)備前可繞幾個(gè)圈以形成小電感，對50HZ電流沒有什么影響，對阻擋雷電波侵入設(shè)備卻有一定作用。
　
　　　在系統(tǒng)接地時(shí)，一定注意接地電阻的最小化，接地電阻大防雷效果就差，盡量的減小接地電阻、控制在8歐姆以下為最好。
　　　有線電視系統(tǒng)的防雷是一項(xiàng)綜合的技術(shù)工程，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了漏洞，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的防雷效果。在做系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)時(shí)一定要本著科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，切實(shí)做好系統(tǒng)的防護(hù)設(shè)計(jì)。

CATV系統(tǒng)的幾個(gè)安全問題
提起CATV的安全問題，大家就會(huì)想到防雷擊的問題。其實(shí)，還有許多問題是不能忽視的 。比 如說：在使用電源過程中引起的不安全問題；個(gè)別用戶私接線路引起的不安全問題；整個(gè)網(wǎng) 絡(luò)中所用的同軸電纜、分支分配器、干線放大器、用戶放大器分布在室外發(fā)生被盜引起的不 安全問題等等，均會(huì)導(dǎo)致CATV系統(tǒng)的局部乃至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不能正常工作，電視節(jié)目不能安全傳 輸。如果發(fā)生此類問題，也和雷擊事故引起的后果一樣，應(yīng)當(dāng)引起高度的重視。
　
　 　　引起CATV網(wǎng)絡(luò)不安全的因素有以下幾種：
　
　 　�。�1）在電源使用過程中引起的不安全因素大致有：在進(jìn)行線路安裝、改造時(shí)，有些施工 人員 認(rèn)識不到傳輸網(wǎng)絡(luò)安全的重要性，施工時(shí)粗心大意，發(fā)生誤接、錯(cuò)接的現(xiàn)象（誤把380V當(dāng)22 0V 接到放大器上，在樓棟放大器檢修中比較常見），造成燒保險(xiǎn)絲、燒電源線，甚至燒毀放大 器；有的施工人員不按照要求進(jìn)行施工，擅自改動(dòng)電纜路由，導(dǎo)致干線與高壓線交錯(cuò)或距離 太近，引起CATV系統(tǒng)帶電或50Hz交流干擾，使系統(tǒng)無法正常工作。
　
　 　　（2）個(gè)別用戶私接線路引起的不安全因素大致有：個(gè)別法制觀念差而又不懂有關(guān)技術(shù)的 人 ，隨意將電源線、電話線等非有線電視專用線接到干線放大器測試口上，造成放大器輸出短 路 而燒毀，使干線放大器以后的網(wǎng)絡(luò)無信號；還有的用戶將同軸電纜開口，盜取電視信號，造 成信號開路或短路，導(dǎo)致局部網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障；再有的用戶為了逃避收費(fèi)，擅自撬開用戶分配 器保護(hù)箱，私自亂接信號，造成本單元串接線路開路或短路，致使本單元用戶無法收看電視 節(jié)目。
　
　 　�。�3）CATV系統(tǒng)除前端設(shè)備安裝在室內(nèi)，其他包括天線、干線放大器、用戶放大器、分支 分 配器等設(shè)施都安裝在室外、樓頂?shù)忍帲�雖然便于施工，但缺乏必要的安全防范措施，一些 不法分子膽大妄為，盜走放大器、分配器的事情時(shí)有發(fā)生，造成線路故障和直接經(jīng)濟(jì)損失， 使用戶無法收看電視節(jié)目。

　 　�。�4）夏季打雷閃電、刮風(fēng)下雨及冬季下大雪引起的不安全因素大致有：雖然雷擊問題已經(jīng)引起了大家的高度重視，采取了很多措施，但局部的雷擊事件仍時(shí)有 發(fā)生 ，雷電過后燒毀放大器、燒壞保險(xiǎn)絲的現(xiàn)象仍然存在；夏季刮風(fēng)下雨、冬季風(fēng)雪交加引起的 天線方向移位、干線開路的現(xiàn)象也偶有發(fā)生。這類問題常常引起大面積停播，導(dǎo)致網(wǎng)內(nèi)用戶 無法正常收看電視節(jié)目。　　上述不安全因此的原因：一是施工時(shí)監(jiān)督不嚴(yán)格，施工人員違反規(guī)定造成的；二是對 CA TV系統(tǒng)的政策法規(guī)宣傳不到位、管理不完善、巡視制度不落實(shí)造成的；三是防盜措施不嚴(yán)密 ，群策群防不得力造成的；四是防雷措施有漏洞、維護(hù)制度不落實(shí)造成的。對這些問題如不 重視，引起的后果將是非常嚴(yán)重的：其一，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)故障，引起廣大用戶 的 不滿；其二，造成不良的影響和較大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也給維護(hù)人員帶來相當(dāng)大的工作量。
　
如何解決噪聲對CATV系統(tǒng)的干擾與影響
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種電子、電氣設(shè)備不斷地增多，同時(shí)信息的載體——各種無線和有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也在迅速地?cái)U(kuò)張發(fā)展。因此，形形色色的噪聲信號對CATV系統(tǒng)的干擾也日趨嚴(yán)重，不同程度地影響了系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)工作者必須予以充分地重視，采取行之有效的措施，消除噪聲干擾。

排除干擾先要分析干擾的原因，而分析干擾的原因最好能抓住CATV系統(tǒng)具有頻率高、頻帶寬、頻道多的特點(diǎn)，結(jié)合各有線電視網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際，進(jìn)行綜合分析。目前的有線電視網(wǎng)絡(luò)大部分采用HFC結(jié)構(gòu)550MHz傳輸系統(tǒng)，有的已經(jīng)升級到750MHz。有的網(wǎng)絡(luò)已建設(shè)A／B兩個(gè)平臺，通過A平臺傳送調(diào)頻立體聲廣播和電視信號，通過B平臺傳送交互式數(shù)據(jù)信號。對網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和特點(diǎn)了解以后，要進(jìn)一步了解網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中最容易出現(xiàn)干擾的環(huán)節(jié)和原因，從理論上進(jìn)行定性分析和定量計(jì)算，再結(jié)合干擾現(xiàn)象逐一分析，歸納起來可概括為兩大方面：一要弄清噪聲的產(chǎn)生根源，尋本而清源；二要明確噪聲干擾CATV系統(tǒng)的方式、原理和途徑，辨癥而施治。
　
　 　　1　尋找噪聲源
　 　　眾所周知，噪聲源來自系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外。系統(tǒng)外的所有電子、電器和機(jī)電設(shè)備，只要存在開放的電磁輻射源，達(dá)到一定的電場強(qiáng)度，都有可能對CATV系統(tǒng)形成不同程度的干擾。其中影響較大的干擾源主要有通訊、導(dǎo)航、無線探測、遙控、廣播電視、無線接入網(wǎng)等各種載波發(fā)射，各種工業(yè)高頻設(shè)備、高頻醫(yī)療設(shè)備，還有自然界中雷電所產(chǎn)生的強(qiáng)磁電脈沖、太陽黑子的強(qiáng)磁暴射電、宇宙射線等。日常生活中經(jīng)常遇到的諸如日光燈、霓虹燈、高壓鈉燈的電子鎮(zhèn)流器的電磁輻射，電車導(dǎo)軌打火、汽車火花塞點(diǎn)火、各種帶刷電機(jī)的運(yùn)行、交流接觸器、繼電器的開合切換……，也都是產(chǎn)生干擾的噪聲源。這種噪聲源主要是同頻干擾，特點(diǎn)是時(shí)斷時(shí)續(xù)（少數(shù)例外），由于前端、節(jié)點(diǎn)、傳輸、終端各部分設(shè)備的屏蔽、接地不良或參數(shù)的設(shè)置不當(dāng)而使這種干擾侵入。最為常見的干擾故障是由于調(diào)制器、混合器、光站、延放、樓放、電源插入器、耦合器、分支分配器等設(shè)備、器件的接插件接觸不良或損壞所引起。第二，由于設(shè)備的通風(fēng)散熱不良使參數(shù)畸變、野外長期放置而受潮介電系數(shù)等指標(biāo)變劣、設(shè)備與交流電源線的隔離不夠（交流電源線在一定條件下，即可看作是無線電波的接收“天線”，又可看作是無線電波因“反射”而輻射的“無線”）、設(shè)備中空置未用的輸出端口未接假負(fù)載、設(shè)備中高頻回路賦形器件變形而產(chǎn)生了新的波導(dǎo)……。各種射頻噪聲干擾對光纜傳輸系統(tǒng)是不會(huì)產(chǎn)生影響的，但它一旦由光發(fā)射機(jī)的激光調(diào)制電路以前的電路部分侵入，那么這種噪聲干擾也是不可幸免的了。
　
　 　　如何確定干擾是出在系統(tǒng)內(nèi)還是系統(tǒng)外？一般來說，要看AV信號被干擾的現(xiàn)象、持續(xù)時(shí)間、被干擾的頻道綜合分析判斷。有一種較為快捷的辦法，即先斷開CATV系統(tǒng)信號，用電視圖像發(fā)生器或智能型數(shù)字字符信號源，調(diào)制至受干擾的頻道，再輸入電視等終端設(shè)備，若此時(shí)干擾消失，即可確定干擾出自系統(tǒng)內(nèi)，可借助彩監(jiān)、電視信號發(fā)射器等儀器由此逐級向前測試，找出故障點(diǎn)，如能再借助可調(diào)試帶通濾波器，則能更準(zhǔn)確地判斷故障出自哪一級和干擾的頻譜范圍，否則就是系統(tǒng)外干擾。對外界干擾侵入可先從尋找屏蔽、接地、電源插入及電纜接插件等處入手排查。如無法解決干擾源的噪聲干擾，通過加強(qiáng)屏蔽或在設(shè)備中改善加裝濾波器消噪電路等辦法也可解決干擾的侵入。
　
　 　　來自系統(tǒng)內(nèi)的干擾可分為以下幾種情況：
　 　�。�1）是設(shè)備固有的噪聲源，由于設(shè)備中各種電子器件的帶電粒子（電子或空穴）不規(guī)則地運(yùn)動(dòng)，在電路中就產(chǎn)生了不規(guī)則的端電壓和回路電流，產(chǎn)生噪聲信號，如經(jīng)電子電路的耦合放大或形成正反饋，必導(dǎo)致對正常信號的干擾，甚至淹沒了信號電壓。一般網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備除了選用低噪音系數(shù)的器件外并在電子電路中設(shè)計(jì)了各種溫度補(bǔ)償、負(fù)反饋、差動(dòng)、平衡等抑制電路，減少噪聲的幅度使設(shè)備正常工作。當(dāng)設(shè)備的這部分器件或電路失效，噪聲即會(huì)對信號造成嚴(yán)重的干擾。所以過分相信依賴設(shè)備的“先進(jìn)性”、“可靠性”，忽視設(shè)備方面可能出現(xiàn)的問題，在排查故障時(shí)會(huì)走不少彎路。
　
　 　�。�2）是由于網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備的局部損壞，常見的有各級放大器中放大模塊、增益鈕、微調(diào)電阻、電容等器件損壞失效，性能變差；或是信號傳輸線路的屏蔽、接地、耦合分配等環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障……等等原因而導(dǎo)致設(shè)備和傳輸回路中某項(xiàng)或多項(xiàng)參數(shù)“變異”，由于參數(shù)的變異而產(chǎn)生了各種干擾信號，我們稱之為“變異干擾”。對上述兩種情況，經(jīng)用儀器檢查，只要更換相關(guān)器件或設(shè)備，問題都能解決。
　
　 　�。�3）這種干擾雖不多見，卻時(shí)有發(fā)生，也是由于某項(xiàng)或某幾項(xiàng)參數(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致產(chǎn)生干擾或收視質(zhì)量變差。其原因可能是節(jié)目制作過程中出現(xiàn)了技術(shù)問題，信號調(diào)制過程中出現(xiàn)了技術(shù)問題，傳輸系統(tǒng)的增益和均衡等參數(shù)調(diào)整不規(guī)范等。這時(shí)應(yīng)該利用彩監(jiān)，場強(qiáng)儀等儀器測試系統(tǒng)設(shè)備的參數(shù)，調(diào)整到規(guī)定值。
　
　 　�。�4）是出自終端接收設(shè)備的干擾回傳。它分為兩種情況，一種是電視用戶機(jī)內(nèi)本機(jī)振蕩高頻輻射由同軸電纜或空間竄入附近用戶機(jī)內(nèi)，對相關(guān)頻道產(chǎn)生的干擾�；蚴怯脩羰褂肰CD、錄像機(jī)或游戲機(jī)等的RF輻射侵入附近用戶，干擾這些用戶的正常收視。如果干擾是由電纜侵入，一般只對同一分支器或分配器的用戶影響較大�？梢来螖嚅_同一分支或分配器上其他用戶的接線端子逐一排查。在斷開接線端子的同時(shí)最好接上專用的75Ω負(fù)載器件（防止再引入其他干擾）。如果是因用戶使用放像設(shè)備泄漏的RF信號所干擾，有些從疊加的干擾畫面的內(nèi)容即可判斷出。關(guān)于電視機(jī)的本振干擾，電視機(jī)本振產(chǎn)生的干擾電平在60～70dB左右就能對附近電視機(jī)產(chǎn)生干擾。其特點(diǎn)是本振幅射隨調(diào)諧頻道的增高而增大，只能是低頻道的本振幅射干擾高頻道的信號，其基波干擾與它相隔四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻道的頻道信號，如DS－6頻道的本振幅射可干擾DS－10頻道，Z1頻道可干擾Z5頻道等。另一種是上網(wǎng)用戶在進(jìn)行交互信息傳送時(shí)，將噪聲通過網(wǎng)絡(luò)的上行通道逐級回傳至前端，由于對噪聲干擾的拾取會(huì)共同匯集到前端，產(chǎn)生所謂的“噪聲漏斗效應(yīng)”，而網(wǎng)上用戶的發(fā)展又極為迅速，如措施不當(dāng)必將妨礙網(wǎng)絡(luò)回傳系統(tǒng)的正常工作。解決這個(gè)問題方法是：首先應(yīng)防止用戶對干擾信號的拾取。這可采取加強(qiáng)上行回路各個(gè)環(huán)節(jié)的電磁屏蔽，改善接地系統(tǒng)，選用屏蔽良好的，具有5～65MHz帶寬特點(diǎn)，采用上／下行，輸入／輸出端口相互隔離大于等于35dB的專用用戶終端盒等措施。但這只能解決部分干擾問題。想從根本上解決問題應(yīng)該采取先進(jìn)的數(shù)字抗干擾技術(shù)，由前端集中處理（理由是N個(gè)用戶對噪聲即使是只有百分之一的拾取率，可匯集到前端時(shí)，這N／100個(gè)噪聲源疊加和調(diào)制而成的噪聲信號其能量譜和頻率譜遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于和寬于終端侵入的噪聲信號了，足以造成對信息序列的嚴(yán)重干擾。但回傳系統(tǒng)傳輸?shù)氖菙?shù)字信息�，F(xiàn)有的濾除噪聲干擾技術(shù)對數(shù)字信號的處理比對模擬信號的處理要簡單得多，有效得多）。1在編碼方式中選用高抗干擾的編碼方式，在分址制式中CDMA（碼分多址）的容量大，抗干擾能力最強(qiáng)，技術(shù)也趨于成熟可優(yōu)先或重點(diǎn)選用。2在調(diào)制方式方面，諸如QPSK（4相相移鍵控）�疲�4－QPSK、最少移頻鍵控（MSK）、高斯濾波MSK（GMSK）、O－QPSK（參差QPSK）等各具特點(diǎn)。其中O－QPSK（OFFSET－QPSK）方式的相位變化較小，對帶外干擾的抑制性也非常好，而高斯濾波最小移頻鍵控（GMSK）調(diào)制的信號頻譜主瓣寬于QPSK，但帶外高頻滾降要快，所以既對相鄰波道的干擾較小，又對鄰頻的干擾抑制較高，選用那種或那幾種調(diào)制方式，也是提高抗干擾性能的一種措施。3使用擴(kuò)頻調(diào)制的方式，我們認(rèn)為是解決前端噪聲漏斗效應(yīng)的一種非常有效的方法。根據(jù)香農(nóng)（SHANNON）公式的定義：C=Blog2（1＋S/N）＊（bit／s）其中C為信道容量，B為占用帶寬，S/N為信噪比。由此可知，當(dāng)信號數(shù)據(jù)速率C不變時(shí)，如B↑（擴(kuò)頻），則收信號所需的功率下降。相對而言，發(fā)信功率可大大下降，亦可看成是降低了所需的信噪比，等同于提高了抗干擾的能力，同時(shí)自然對其他信號傳輸?shù)母蓴_減少，甚至能做到和其他信號共用一段無線頻譜（該技術(shù)以前主要用于保密或軍事通信領(lǐng)域）。這種抗干擾的基本原理可作如下的簡單理解：噪音序列{PK}的速率高而信息序列{MK}的速率較低。{MK}經(jīng)擴(kuò)頻、數(shù)字調(diào)制處理后變成寬帶信號，其中心頻率為fc。在接收設(shè)備的輸入信號中混入的干擾信號其中心頻率也在fc（假設(shè)在干擾最強(qiáng)的情況下），經(jīng)過擴(kuò)頻解調(diào)（解擴(kuò)）后信息序列信號變成窄帶信號，而干擾信號經(jīng)擴(kuò)頻變成寬帶信號，再經(jīng)過窄帶濾波器，濾除有用信號帶外的干擾信號，大大降低了干擾信號的強(qiáng)度，改善了信噪比。4采取在前端集中設(shè)置由帶通濾波、限幅抗噪、施密特電路、積分電路等組成的抗干擾設(shè)備，或是由門陣列、編程器等組成的單元抗噪部件接入前端設(shè)備的通道入口，或采取由微機(jī)運(yùn)行防噪抗干擾軟件等等……，都是行之有效的辦法。
　
　 　　2　辨癥施治
　CATV系統(tǒng)之所以會(huì)受到干擾，要具備幾個(gè)充分而必要的條件。
　
　 　�。�1）首先要有干擾源，如前文所述干擾源來自系統(tǒng)內(nèi)、外兩個(gè)部分，可由網(wǎng)絡(luò)的許多環(huán)節(jié)閉路或開路饋入。
　 　�。�2）噪聲源需達(dá)到一定的場強(qiáng)能級。據(jù)我們試驗(yàn)，在一般情況下系統(tǒng)外的干擾能對CATV傳輸系統(tǒng)形成干擾的最低能量級約在35dB以上。
　 　�。�3）噪聲信號在空間輻射而侵入CATV系統(tǒng)是通過傳導(dǎo)、電容耦合、電感耦合或由這三種方式的組合。
　 　　（4）來自系統(tǒng)內(nèi)的干擾，即前文所謂的“變異干擾”。由于設(shè)備性能變異產(chǎn)生了非線性失真，使系統(tǒng)內(nèi)各頻道載波主要以交調(diào)干擾、互調(diào)干擾和載波交流聲干擾的方式由傳輸系統(tǒng)的各通道波及相關(guān)的各終端用戶。正是由于系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備和器件的非線性，使輸出信號中除了含有與輸入信號同頻、不等幅的有用基波分量外，產(chǎn)生很多新的頻率分量，它可分為兩類：一類是輸入各頻率的諧波和各頻率的組合頻率，這些新產(chǎn)物的幅度與輸入的頻率的幅度既相關(guān)（指互調(diào)），又不相關(guān)（指諧波）。他們落在接收頻道內(nèi)就造成對圖像的干擾，使畫面上出現(xiàn)固定的、垂直的、水平的或傾斜的網(wǎng)紋。干擾的頻率越接近圖像載波頻，網(wǎng)紋越粗、越濃，反之越細(xì)越淡。對這種干擾如在電路設(shè)計(jì)上采取推挽式放大或具有濾波功能的波段放大器就可使二次失真產(chǎn)物減至最小。這時(shí)系統(tǒng)中三次失真產(chǎn)物就成為主要的干擾源。傳輸頻道越多，三次失真產(chǎn)物的數(shù)量比二次失真產(chǎn)物增長迅速，造成的干擾也越大。另一類是輸出信號與輸入信號頻率相同，但由于設(shè)備或器件的非線性使輸入輸出信號的幅度不成比例，這種失真使輸入信號頻譜分量間的相對電平發(fā)生變化，結(jié)果會(huì)在收某一頻道電視信號時(shí)，同時(shí)出現(xiàn)其他頻道的電視信號，這就是交擾調(diào)制干擾。當(dāng)兩個(gè)頻道間產(chǎn)生交調(diào)時(shí)如他們的行同步脈沖不同步（由兩個(gè)同步機(jī)產(chǎn)生的），屏幕上會(huì)出現(xiàn)向左或向右的水平移動(dòng)的豎直白條。在交調(diào)不太嚴(yán)重時(shí)，兩信號的同步脈沖互相對圖像載波調(diào)制，出現(xiàn)同步脈沖極性反轉(zhuǎn)，畫面上看到豎直白條的干擾即雨刷干擾。當(dāng)交調(diào)嚴(yán)重時(shí)，會(huì)有橫條干擾并且背景出現(xiàn)另一畫面在緩慢的移動(dòng)。當(dāng)有多個(gè)頻道彼此交調(diào)時(shí)，畫面會(huì)出現(xiàn)多條紋的“雨刷干擾”�；フ{(diào)產(chǎn)物的干擾在屏幕上表現(xiàn)為條紋狀，常稱“網(wǎng)紋干擾”，其實(shí)質(zhì)是落入電視頻道中的互調(diào)頻率產(chǎn)物再次轉(zhuǎn)化為視頻的干擾，如果它距離圖像載頻1MHz，經(jīng)過視頻檢波后，視頻信號會(huì)變成一個(gè)疊加1MHz干擾信號的視頻信號（干擾信號與圖像載頻差拍1MHz），如果這個(gè)1MHz的干擾信號與接收頻道的平行同步脈沖完全同步，畫面上會(huì)有1000/fH（行頻）=1000／15��625=64（條）垂直的條紋。實(shí)際中，干擾信號不會(huì)與行頻同步，因而畫面上就會(huì)出現(xiàn)左傾或右傾的斜條紋。干擾頻率距圖像載頻越近，視頻檢波后的干擾頻率就越低，條紋也就越疏。反之，干擾條紋就越密。在系統(tǒng)中是通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定并執(zhí)行各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)來保證設(shè)備的正常運(yùn)行，抑制各種干擾的侵入和產(chǎn)生。在眾多的指標(biāo)中，對抑制干擾保證圖像質(zhì)量關(guān)系最大的三項(xiàng)系統(tǒng)指標(biāo)是C／N（載噪比）、IM（載波互調(diào)比）、CM（交擾調(diào)制比）。對系統(tǒng)的非線性失真，首先應(yīng)嚴(yán)格滿足C／CTB（載波復(fù)合三次差拍比）指標(biāo)，因?yàn)橹灰狢TB指標(biāo)滿足了系統(tǒng)要求，其他的非線性失真指標(biāo)如CM、CSO也就能滿足要求了。CATV系統(tǒng)所遭遇的干擾以互調(diào)和交調(diào)最為普遍。通過彩監(jiān)顯示的現(xiàn)象不難區(qū)分這兩種干擾，試舉幾例說明如下：
　
　 　　對互調(diào)干擾，如果是細(xì)而斜的網(wǎng)狀干擾可能是中波調(diào)諧廣播的頻率干擾，應(yīng)先解決干擾源的問題，在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮到廣播電臺與CATV前端接收天線的位置距離等的合理性，還應(yīng)檢查CATV各環(huán)節(jié)的屏蔽情況，或在設(shè)備中加接濾波消噪電路。尤其在前端天線入口的保護(hù)電路的接地一定要良好可靠。如果是橫向“人字”或S形條紋干擾及不規(guī)則的網(wǎng)狀干擾，有可能是調(diào)頻電臺的諧波干擾，應(yīng)從限制FM信號電平，加接帶通濾波器，并從FM信號的頻率配置、頻率穩(wěn)定性、調(diào)制度、增益均衡等各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)整入手解決。如果是由本振輻射引起的互調(diào)干擾，只要選用高隔離度的分支器或分配器就能收到很好的抗干擾效果。如果是出現(xiàn)淡而密的斜紋并隨伴音的強(qiáng)弱而晃動(dòng)，這是下鄰頻道的干擾，應(yīng)先排除系統(tǒng)內(nèi)有源器件的非線性失真（如放大模塊的損壞，放大器增益過高等），還應(yīng)使鄰頻電平差小于或等于2dB使17dB≤V／A≤20dB。另外為了避免出現(xiàn)互調(diào)干擾，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮各級放大器輸入的增益不能因放大器的非線性失真而使各頻道混頻；盡量提高互調(diào)比；合理設(shè)置頻道，盡量避免互不相容頻道的出現(xiàn)等等。
　
　 　　對于交調(diào)干擾應(yīng)重點(diǎn)檢查各級放大器的增益，或是檢測其幅頻特性，排查分析有源器件的非線性失真原因，通過調(diào)整設(shè)置合理的參數(shù)及更換產(chǎn)生非線性失真的器件來解決此類干擾。
　
　 　�。�5）CATV系統(tǒng)中調(diào)制交流聲的干擾也是較為常見的一種干擾。其系統(tǒng)指標(biāo)即信號交流聲比HM=20lg（基準(zhǔn)調(diào)制／交流聲調(diào)制的峰－峰值）(dB)＊（載波交流聲比）。CATV系統(tǒng)的許多設(shè)備供電是由AC轉(zhuǎn)為DC，如果整流濾波電路出現(xiàn)故障，很容易使信號混入交流聲。一般干線的同軸電纜傳輸大都是將交流電源和高頻信號同纜傳送，如果設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)，使干線兩端與地端的電位差較大，交流聲就會(huì)混入高頻信號中，此交流聲如果僅是與高頻信號疊加在一起，尚不會(huì)影響圖像的質(zhì)量，因?yàn)楦骷壏糯笃鞫加懈髯缘臑V波器和退耦電路，完全可以濾除交流聲信號。如果放大器工作于非線性區(qū)，比如放大器模塊的局部故障，負(fù)反饋電路失效，放大器超載運(yùn)行（此類故障經(jīng)常遇到），高頻信號就會(huì)被交流聲調(diào)制，這種被調(diào)制的高頻信號不可能被低頻濾波器所濾除。這種干擾會(huì)使圖像出現(xiàn)上下移動(dòng)的水平條紋（50Hz的交流聲干擾使畫面出現(xiàn)一條滾動(dòng)的水平暗帶，100Hz的交流聲干擾則出現(xiàn)兩條水平暗帶）。交流聲的基波（50Hz）與場同步信號頻差大，條紋翻滾就快；頻差小，條紋翻滾就慢。要想提高載頻交流聲比，防止這類干擾，必須在變頻器、調(diào)制器等非線性變換電路和其他電路之前，保證直流供電達(dá)到允許的紋波系數(shù)，對各級放大器要求不超過極限輸出電平，使放大器工作在線性放大區(qū)內(nèi)。凡是設(shè)備中不應(yīng)有交流聲的地方，要采取濾除或屏蔽交流聲的方法，其中保證傳輸線路具有合理的接地系統(tǒng)，是防止交流聲混入的非常有效的措施。
　
　 　　每個(gè)有線電視網(wǎng)絡(luò)都面臨著許許多多對傳輸信號的干擾問題，解決干擾問題是每個(gè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工作者的重要職責(zé)，為此提出以下幾點(diǎn)與同行們商榷：
　
　 　　（1）解決噪聲干擾實(shí)施網(wǎng)絡(luò)保護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要協(xié)調(diào)各部門的工作，互相配合綜合治理。比如前端的設(shè)備和技術(shù)誠然先進(jìn)，但若稍有差失，用戶收到的信號便會(huì)“謬以千里”了。如何確保前端信號的質(zhì)量是至關(guān)重要的。
　
　 　�。�2）防止和抑制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的干擾，技術(shù)管理是關(guān)鍵。參照廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的一系列有關(guān)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，必須強(qiáng)化管理，強(qiáng)制執(zhí)行，使網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、維護(hù)以及設(shè)備器件的采購、驗(yàn)收各個(gè)環(huán)節(jié)的工作都得以規(guī)范，并有可靠的技術(shù)監(jiān)督措施，比如專設(shè)部門負(fù)責(zé)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的測試。
　
　 　　（3）來自系統(tǒng)內(nèi)的干擾遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于來自系統(tǒng)外的干擾，這提示我們：一要重視技術(shù)管理，二要重視設(shè)備的質(zhì)量。對入網(wǎng)設(shè)備、器材都要進(jìn)行嚴(yán)格檢測驗(yàn)收，嚴(yán)格把關(guān)，確保入網(wǎng)設(shè)備的質(zhì)量，并要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模配備必要的儀器和測試設(shè)備。
　
（4）要采取治理與預(yù)防相結(jié)合的方針，從網(wǎng)絡(luò)組建的始末，都應(yīng)貫串著一系列抗干擾的對策，防干擾與未然，拒干擾于網(wǎng)外。在網(wǎng)絡(luò)的安裝施工以及維護(hù)搶修的每一個(gè)環(huán)節(jié)，每一個(gè)工作步驟，每一個(gè)細(xì)節(jié)的操作都要嚴(yán)格按照操作規(guī)程符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這對降低網(wǎng)絡(luò)的故障率，防止干擾的產(chǎn)生都是非常有效的。