有线电视网络供电方案的技术分析及其应用

朱 杰

中广有线信息网络有限公司蚌埠分公司，安徽蚌埠 233000

1 概述

当前在三网络融合的背景下，有线电视网络正在向双向、多功能信息网发展，不但要传输有线电视节目，还成为数据传输的主要网络。因此，对有线电视网络的要求不仅是信号质量问题，更重要的是对可靠性和安全性有了更严格的要求，实现可靠供电是确保有线电视业务传输的关键所在。

2 有线电视网络供电故障的分析

根据有线电视网络故障报修统计，供电故障要占线路总故障的50%左右。受供电中断影响的主要是前端机房、分前端机房、以及光节点和放大器等，原因主要有如下两个方面：

1）系统外的原因。主要是市电故障或者停电检修、拉闸限电等造成，此部分的故障难以为广电运营者所控制，需要在电源备份、提高自我供电能力等方面加以完善；

2）系统内的原因。主要是有线电视网络自身的电源系统和网络结构引起的。在前端和分前端机房集中了大量的接收、发射、数据、调制、网络管理等有源设备，万一发生故障影响面大。在干线传输和用户分配系统中，主要采用星型、点对点的网络结构形式，存在大量的光节点和放大器，各种线路设备数量多而且通常就地分散供电，故障发生的概率也最大。

3 常用供电方案的分析与比较

1）UPS供电方式。当市电发生故障时，利用UPS电池平时的储能进行逆变，达到不间断供电。

（1）优点：可靠性最高、供电质量好，技术先进，是应对系统外供电故障最好的方案，能大大解决供电网络临时故障带来的影响，最大程度确保了网络的可靠性；

（2）缺点：成本最高，对于设备选择和维护有着严格的要求。

2）60V集中供电方式。选取供电质量好、故障率低的220V市电作为取电点，采用60V线路供电器通过电源插入器实现电源和信号共同在同轴电缆中的传输，从而完成对60V有源设备的供电。

（1）优点：可靠性高，可以集中管理电源，保证电源的质量，又能很好结合有线电视网络的结构和传输技术特点，降低成本，也是普遍采用的一种技术方案；

（2）缺点：对于线路设计和施工要求高，线路维护量较大。

3）双回路供电方式。在一定区域内选取市电网中两个不同的变压器取电，当一路市电故障时，可以通过自动切换到另一路市电进行供电，实现不间断供电。

（1）优点：能够提高供电的可靠性，成本相对较低；

（2）缺点：对自动切换操作安全性要求较高，为了电网的安全，电力部门一般是不允许。通常的做法是和UPS电源相结合，并采取人工切换的模式，大多数是临时备用方案。

4）就近取电方式。在设备安装地点，就近接入220V市电供给有线电视设备使用。

（1）优点：施工方便，成本最低，安全性好；

（2）缺点：可靠性差，易受高峰限电、市政建设、线路维修等突发市电故障影响。

5）自备发电机供电方式。选择自备发电机作为UPS电源的备用电源，以确保在市电故障时间较长时，实现系统的供电正常。

（1）优点：可以提高自我供电的能力，机动性好，可以解决长时间的供电故障问题；

（2）缺点：成本较高，发电机需要日常维护、操作较复杂，只能作为日常备用方案。

上述几种供电方式，在可靠性、安全性、成本、施工难易以及维护量方面，各有优势，可在实际应用中加以相互结合、灵活利用。

4 有线电视网络供电方案的具体应用和注意事项。

根据多年的运行维护和使用经验来看，为达到安全、优质、经济、不间断的要求，可针对有线电视网络不同传输部位的供电要求和特点，采取相应的供电方案。

1）前端机房部分。前端机房是有线电视网络的心脏，对于供电的可靠性、安全性、不间断要求最高，特别是开展了多功能交互业务后，对电源系统的可靠性要求更加苛刻。

供电方案：通常采用在线UPS电源和双回路供电结合应用的方式，一般可以采用热备份连接或UPS并联冗余连接，不但提高了可靠性，而且也提高了带载能力。在前端机房的供电中，UPS电源的选取和维护工作是关键点。

（1）要选择在线式UPS，要求过载能力强、具有强大自诊断功能，能为前端设备提供不间断的、高纯净度的电源，同时UPS的显示电路可以准确反映设备的运行状态及相关数据；

（2）合理选择UPS额定输出容量，核定负载的总容量，其最佳带载量应控制为其额定容量的60%～70%之间；

（3）合理配置蓄电池，做好蓄电池的工作时间计算，满载时蓄电池的工作时间＝（蓄电池组容量x电压）/（主机功率x0.7)，其中0.7为功率因子；

（4）电视屏幕墙、空调、日光灯等感性负载瞬间启动电流大，不要接到UPS上，停电时应尽量只保留必要的关键设备；

（5）不宜带载开、关机，以防启动瞬间烧坏逆变器等元件，要严格按顺序开、关机，以减小冲击电流带来的损害；

（6）长期不停市电，建议每隔1个月应人为断掉市电用UPS带负载放电一次，这样可以延长电池的使用寿命，UPS放电后应及时充电，避免电池因过度自放电而损坏。为了保证蓄电池能得到高效、充分利用，应选用具有恒流充电特性的充电器；

（7）要定期检查整组电池的浮充电压，单体电池浮充电压，检查电池是否损坏，壳、盖间有无泄漏，表面是否有灰尘等杂物，电池架、连接线、端子是否有松动或锈蚀等。单体电池电压不能低于标称值的70%。一旦发现电池电压异常、物理损伤、电解液泄漏、温度异常等现象，应找出原因并及时更换有故障的蓄电池；

（8）要在输入配电柜内加装避雷器，在UPS之前安装谐波滤波器，以此来有效地防雷击。

2）分前端机房。同样集中了大量的信号接收、发射、信号处理等设备，用户覆盖一般在3万户左右，其重要性仅次于前端机房，供电要求很高。

供电方案：采用市电加在线UPS电源供电方式，并采用自备发电机备用方案。除了做好UPS电源选型和维护外，需要注意如下事项。

（1）一般分前端为无人值守机房，而且较为分散，需要建立分前端电源监控系统，确保及时了解市电停电情况，若市电停电故障时间较长，要快速启动自备发电机供电方案；

（2）要合理配置发电机的额定输出功率，发电机容量至少应该为UPS输出功率的1.2倍～1.25倍；

（3）停电发生时，一般在UPS电量还剩余1/3时使用发电机供电，好处是一是可以避免电池过度放电而缩短使用寿命，二是如停电时间过长还可以对发电机加油。

3）干线传输系统。存在大量的光节点、干线放大器等线路有源设备，比较分散、覆盖范围大，因此确保可靠供电难度大，不易维护。

供电方案：一般采用60V集中供电和野外型UPS电源相结合的方式。在工程设计、施工及线路维护等方面，采取如下措施。

（1）工程设计中，要尽量选取供电质量好、故障率低的取电点，尽量减少光节点和干线放大器的覆盖户数，最大程度减少供电故障率和影响范围；

（2）在选择线路供电器时，要注意其性能指标：一是波纹系数小，二是稳压性能好，三是抗干扰能力强；四是负载特性、短路特性及能连续工作等性能指标好。通常选用具备防雷功能的磁饱和恒压供电器，这样可以从设备上确保供电的稳定性和可靠性，减少系统干扰；

（3）集中供电的光节点和放大器的电源电压一般为AC30～65V，50Hz，由于电缆回路电阻的降压作用，离集中供电器越远的供给的电压越低。需要合理计算供电负荷、线路压降、输出电流等来确定供电器规格型号，供电器实际输出的总电流不应超过其额定输出电流的85%；

（4）对于覆盖用户超过500户以上的光节点或者干线放大器，必要时考虑配备野外型UPS电源，要经常对UPS电池进行充放电，确保其在停电故障时的持续供电能力。另外，对野外型UPS要配备监控功能，确保及时发现市电故障，从而杜绝电池过放电和业务中断；

（5）由于要通过同轴电缆供电，一定要做好电缆接头和电源插入器的防水保护，这点也是是能否确保正常集中供电的关键环节。

4）用户分配系统。主要是对分配放大器的供电，数量多而且分散。

供电方案：主要采用就近取电的方式。由于其最靠近用户端，需要注意如下事项。

（1）一定要确保规范接电，明显标记，避免用户的误解和供电管理部门的误操作；

（2）做好放大器接地和防雷保护，避免雷电通过市电窜入用户分配系统中。

综上所述，实现网络可靠供电的原则是：一是做好前端和分前端机房的UPS电源的选型和维护；二要完善有线电视网络自身的供电系统；三要及时掌握供电部门的停电信息，及时启动预案。

5 结论

总之，可靠供电事关有线电视网络的传输质量和服务质量，是一项长期而且极其重要的工作，只有不断提高供电的可靠性，才能确保有线电视网络安全可靠的运行。

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