这是三年前在公司内部论坛上发的帖子,时间很久远了,有些资料不见得的适应现在的要求,但是这中间有些维修思想还是可以借鉴的。
任何维修,最大的苦恼在于现场判断没有个明晰的方向,维修完毕没有个准确的定论。若真是这样,一个老维修人员在线路上干个上十年,最多也就是个工匠级的师傅。工程师和工匠也许是在干同样的事,有的时候工匠靠经验排查故障甚至比工程师的分析判断来得更快,但对于没有经验可借鉴的故障,工匠干不了得靠工程师。差别还不是这么一点,工匠的经验靠的是长期的时间积累,工程师可以举一反三,短时间内维修水品迅速提高。
一、重视基础理论的理解
维修是实践操作性很强的工作,无论怎么修,以解决问题为根本,这是维修工作的表象。其实更深层次的是你有多少自信和手段来面对千奇百怪的故障,这来自于你对基础理论的理解和把握,因为所有的维修事后不能归结为基础理论的延伸,那么就不能总结为经验,没有经验的积累自然就谈不上进步了。知其然而不知其所以然那么网络中很多故障还真的就见怪不怪了,这是种麻木的工作态度,对工作无益对自己无利。以个人的工作经验而言,维修完毕进行反向推理是促进维修水平提升的重要途径,想要推理成功,靠的是基础理论。
二、分层看待数字电视故障
数字电视出现故障和模拟电视相比从现象到实质都相差甚远,故障判断排查似乎不好下手,其实不然。数字电视是基于数据传输实现的,因此无论数字电视出现什么故障,一定是数据层出错了。数字电视的传输流程可以简化的分析一下:基本码流ES经过打包变成PES再复用成TS传输流,几个单节目的TS流进一步复用成高阶TS流让后进行QAM调制,多路QAM调制器混合后进入光发射机发射至终端,终端的机顶盒接收到信号后将整个工作流程逆向完成,把ES基本码流包解码成相对应的音视频信号。整个传输过程涉及很多环节设备的处理,任何一个环节都有可能造成数据损伤。作为网络运维不需要考虑这么多环节,这是因为,虽然机房的接收机可能死机、卫星上下行日凌甚至卫星失控的情况均有发生,但这只占总故障率不到千分之一,网络维修只需要处理因为网络传输层面造成的数据错误。
数据出错不见得是因为中频调制(QAM调制)原因引起,也不见得是射频调制引起,(上变频,一般和QAM调制器集成为一体)。但是反过来的逻辑关系是成立的,射频层受到损伤,那么中频解调一定也会有影响,数据解码也会受到牵连(数字电视具备一定的纠错能力,数据层损伤到一定程度超出纠错范围就会出现马赛克甚至黑屏故障)。网络运维的工程师需要分析的是数字电视的数据传输是因为什么因素导致射频包络受到损伤,进一步导致中频解调的信噪比下降,再进一步导致比特误码率提高以至于画面马赛克或黑屏。因此在实际运维工作中,运维工程师需要借助仪器将射频、中频等层面的信息提取出来判别故障。
三、MER,数字电视线路维护最重要的检测指标
MER的定义是数字电视的调制误差率,它是标准矢量和误差矢量的比值在一定时间段内的平均化统计计算结果。在模拟电视系统中我们常使用 C/N来表征信号质量,在数字电视中,MER是表征数字信号质量的最重要指标,它精确表明数字信号在调制和传输过程中所受到的损伤,也一定程度上说明该信号是否能被解调还原,以及解调还原后信号质量状况。MER是基于中频解调过程中测量的参数,因为在数值上更加贴近信号本身而非载波,所以它比C/N更能真实的反映信号的传输质量。在理想状态下,如果信号中出现的有效损伤仅仅是高斯噪声,MER可被S/N(信噪比)表征,MER等于S/N。但实际应用中,由于传输信号不仅包括高斯噪声,还包括接收星座图上所有其它不可校正的损伤,包括网络传输中引入噪声,潜入调制信号中的幅度噪声、相位噪声、码间串扰和调制损伤等。所以简单地使用S/N来推算MER不可行。
MER在网络维修中的标准数值目前还没有行业标准,只能根据维修的实践经验来定。在单位内部组织培训时我暂时把得力场强仪厂家定义的前端 >38dB,分前端>36dB,光节点>34dB,用户端>26dB作为临时标准推荐给线路维修人员。
MER数值测量在维修中的运用案例:
1、数字电视声音正常,画面无马赛克但逐帧慢动作播放。
这个故障出现在世足赛期间,我看了下画面,画面很干净无马赛克。但是足球队员满场奔跑的动作很滑稽,整个人像是跑在海绵上显得绵软无力。针对这个故障,我用仪器测试了一下电平值和MER值,电平值正常但MER显示为26db,正好是厂家推荐值的下限。询问管理处的维修人员,得知这个故障还不止这么一户,周围楼栋还有好几家是这样的。初步怀疑故障由干线系统指标跌落引起,于是找到小区光站测试了MER值,光站的MER值为36 db完全正常,最后查出楼栋放大器输入信号 MER值为36 db输出信号却变成26db,很显然问题出在放大器上。把放大器打开才发现症结所在,原来放大器的衰减片插在了第二级模块输入端,因此造成放大器输出电平正常MER值却严重下降的结果。
故障原因解析:这个故障实际上是信号损伤程度正好介于正常和数字电视马赛克故障之间,所有节目都是这样而且损伤程度恒定不变,因此故障的第一判断方向不应当是外部干扰。电平正常MER不符合传输指标,所以依靠以往测量电平的方法已无法查到故障源,需要在线路上各环节测量MER值才能找到故障点。我公司现使用的干线放大器属于指标较好的三模块放大器,为什么会出现这样的问题?这实际上涉及到网络中普遍存在的一种现象,干线调试的随意性,认为电平调正常了就可以了。这种三模块放大器正向放大模块有两个,前一个是以BGY开头的推挽型模块,特点是三低:输入电平低失真参数低功耗低,一般BGY模块标称的是72dbuv输入。而后级模块是以BGD开头的倍功率模块,相比于前者算是三高了:输入电平高失真参数高功耗高。以GFMP729为例,两个模块加上频响电路及分波器插损总通道增益为33db,后置二分配结构双输出,放大器整机增益29db。如果外部输入电平为80dbuv,很显然需要在第一级模块前加8db衰减器,让输入模块的电平符合要求而不是在第二级模块前加衰减让输出电平符合标准。虽然放大器是线性放大器件,衰减器无论加在哪个位置输出电平是一样的,但是失真指标却相差千里。这个故障从现象上看信号损伤程度恒定,是因为放大器输出电平不但正常而且还不波动,造成非线性失真深度恒定不变。
2、放大器输入端MER值正常,放大器输出电平降低到88dbuv用户端才能勉强收看,更换放大器无效。
最初接到线路维修人员电话时,问我放大器输出电平调到92dbuv(数字电视平均值检波)算不算高?进一步问了下故障情况,得知放大器电平在92 dbuv时MER低至24db无法收看,调低至88dbuv时MER至才28db。第一感觉肯定是放大器坏了,于是通知维修人员更换放大器。没想到现场的维修人员连续更换4台放大器故障现象始终如一。因我不在现场也无能为力只得作罢,现场的维修人员将放大器输出调整到88db,用户端电平较低但勉强能收看。第二天我和维修人员来到现场测试了下放大器的输出,确实是电平稍高就无法收看。于是将放大器内部衰减品全部置零让其满增益输出,经测量输入电平为82dbuv,输出电平为94dbuv,放大器满增益竟然只有12db。因为放大器已经更换了4台肯定是不会有问题了,判断方向转向供电系统。进一步检查发现更换的放大器只有放大电路这边是新的,放大器电源还是以前那个,将放大器电源更换后恢复正常。
故障原因解析:放大器电源电压过低,造成射频模块线性区缩小,增益降低,输出电平稍高则非线性失真严重。在这个维修案例中,维修人员做了个正确的选择:在故障原因没查清楚之前,放大器参数的调整迁就MER值而不是电平值。这个故障还提醒我们一件事,做线路维护必须要精于算计,做网络维护十年以上的老师傅应当记得,以前未改网时干线放大器间距会达到近 300米,线路上各种频率的信号在这300米该是多大的衰减要是不记得不计算,那么长的线路无论是调试或是维修都无从谈起。做双向维护时,放大器反向通道增益、器件插损、线损的计算基本可以准确到1db以内,这些细密的计算对网络故障的排查非常有益。
以上两个维修案例说明,在数字电视时代,线路放大器的电平值已不是最重要的参考标准,MER值才是线路维修中最重要的参数,因为它直接表征机顶盒对数字电视解调质量。数字电视系统带有自动纠错的功能,当比特误码率达到一定程度时故障才会展示出来,这是线路维修和故障判别的一个难点。和比特误码率相比,MER是模拟量的测试数值,因此它是逐渐变化的,测试干线MER值对网络故障有一定的预警作用。此外,对于现在的宽带维修,MER值对数据下行信号的测量也同样有效。
四、频谱观测是射频分析中最有效的手段
数字电视的传输是层层嵌套的,如果把数字电视的数据信号当作货物,那它就有中频这个包装和射频这个货箱等外部保护。线路上大多数的故障起因来自最外层的射频,从射频层面多少能看出些问题,射频分析就得靠频谱仪来解决了。从能量的角度来看频谱分析,频谱图展示的是数字电视频道内的能量成分。这中间既有数字电视的 QAM调制功率,又有噪声功率、非线性成分还有外部干扰的杂散功率,频谱分析图真实的把这个频道所有的成分展示出来,剩下的就是你的分析判断了。怎么看频谱图分析数字电视故障?从个人经验出发简单介绍以下几点。
1、看身形正不正
数字电视的标准频谱应当是个钝梯形结构,因数字电视信道调制功率随码流变化而变化,为防止瞬间峰值功率超标,在信道调制前需增加伪随机扰码,能量被平均化处理后的QAM调制图,以普通场强仪300Khz分辨带宽和5db/div的观测方法来看,上部的线基本成一条直线而且强度稳定。(虽然缩小分辨带宽细看,这条线并非直线而是象火焰一样离散的突起,但这里只谈论场强仪通用设置下频谱图的分辨方法和故障分析)。数字电视频谱图在什么情况下可判断为故障?
A、 驼峰型频谱图
在以前发的《公司常用仪器的使用》文章有个象驼峰一样的数字电视频谱图,这是试验状态下刻意制造出来的。现实维修中这种驼峰型频谱也不少。驼峰型频谱有个明显的特征,峰值和谷值等距离出现。这是数字电视频道内不同的频率成分经过相通路径的反射后和正向信号功率合成的结果。这个特征可以让它和其他干扰故障分辨开来。出现驼峰型的频谱图,必定存在严重的阻抗失配。这种阻抗失配在线路维修中多以分配器反接或家庭线路绑接等形式出现。我经历的此类型故障中有个很特别的案例是用户家有两台机顶盒,任意打开一台可以收看,但不能两台一起开机。驼峰型频谱对数字电视的损伤程度以个人经验判断若峰值和谷值不超过5db基本不影响收看。
B、 无规则起伏型
无规则起伏形态的频谱多见于信号电平较低的用户端。产生这种频谱图的原因是电平较低,数字电视底层的噪声或系统非线性失真产物凸显出来。和驼峰型频谱相比,它的起伏没有规律可循,一般是干线电平较低或用户家线路衰减过大引起。从实际测试的情况来看,也基本符合峰值谷值不超过5db不影响收看的经验数值。
2、看着装整不整
这里所说的着装是指的两个数字电视频道间的V字形槽,就象衣服上的V字领。在数据光传输系统中,正规的光传输设备都会随产品配备 NPR特性曲线。这个特性曲线是利用噪声槽测试原理绘制出来的,反映出传输系统在不同功率负荷下的载噪比。数字电视QAM调制是抑制载波的,不像模拟载波,它的能量平均分布于整个频道内,本身就类似噪声,它的非线性失真是连续分布于传输通道的底层同样也类似噪声。数字电视频道之间的V字槽的深度和系统的载噪比直接相关。所以数字电视在网络中传输的质量如何,看看它的V字领深度就知道了。当然V字领的深度和场强仪的设置状态是相关的,同样的信号不同的分辨带宽下观测的数值不同。以正峰值检波、300Khz的分辨带宽、5db/div通用的观测模式来看,前端机房和分前端机房V字领深度大于30db,线路上不低于25db一般不会出现数字电视故障。
五、故障现象层出不穷,维修也要分层进行
不用进行故障统计,我敢说几乎所有的网络故障都不是由单一原因造成的。比如说用户端信号电平低,很可能是用户家中的分配链路衰减大了,这是直接原因,那么会不是干线电平低造成的呢?如果你把这个用户家里的故障修复,那么就只解决了一个故障。这个用户的其他邻居就是下一个报障者,等你把这一片用户家里的问题都解决了回头才发现放大器电平低了几个分贝你该怎么处理?虽然是数字电视时代了,也没什么人去细究网络传输的3大基本指标了,但是这几个指标始终影响着网络传输的质量。不光如此,这几项传输指标是对立统一体,因此头痛医脚的修法还经常见效。如果管理处5个维修人员每天忙于处理50张单子,那么何不让3个人更忙点把单子都拿去修,剩下两个人担纲干线调试的任务。这样分层维修一段时间你可能会发现3个人每天就只要修20张单子了,因为干线维护阻挡了反复报障和局部区域高密度报障的情况发生。
扫码下方或搜索关注公众号“卫星参数网”,独家内幕新闻!