光缆CATV系统在远程变电站监控中的应用 - 安防知识网

本文简要地介绍了光缆CATV系统的应用优点，光缆的三种基本传输方式和CATV系统的调试方法，以及在远程变电站监控中的应用\r\n

光纤应用于CATV系统中，也是近年来的事情，由于大功率光发射机和高灵敏度的光接收机的研制成功，特别是易与同轴电缆系统接口（即兼容）的AM-VSB（调幅-残留边带）传输系统研制成功，并已广泛应用于CATV系统工程中。当前，我国已用于CATV系统的光纤主要是单模AM-VSB传输系统。在长江三角洲、华东地区均已建立了这类系统，系统的各项指标均符合要求，而且系统运行良好。\r\n随着计算机技术和网络通信技术的高速发展，电力系统变电站等自动化建设的发展更趋完美，特别是电力系统变电站等远程监控中，广泛应用了最新的计算机技术、网络通信技术和图像处理等技术。

上个世纪八十年代，我国的发电厂、变电站已开始应用视频监控系统，但由于受当时技术的局限，只能进行近端的现场监视，简单的报警信息传输，无法实现远距离传输视频信号，对于前端现场的具体情况了解，案情事件的确认是十分困难的，无形中降低了系统的安全性和稳定性。尤其是近年来电力系统为提高劳动生产率，增强竞争力，在变电站系统大量采用无人值守模式。对于电力系统变电站来说，远程、实时的视频监控系统是安全运行的必备前提条件。

光缆CATV系统在无人值守模式的电力系统变电站的远程监控系统中应用有如下优点：

1、长时间无人值守而且地理位置分布广泛，所有的设备都均能适应环境条件的变化。

2。无人值守变电站安装的均是贵重重要的设备，它的工作正常与否直接关系到电力系统变电站整个行业的正常运行。

3 ·整个网络视频监控系统的设备与元器件能完全胜任高温、高压、高磁等物理特性的环境；

4·监视、遥控、防盗、消防和报警联网系统实施了完美的结合；

5·无人值守电力变电站安装远程监控系统备有良好的宽带资源。

从二十世纪七十年代以来，光纤通信技术获得了飞速发展，进入从二十一世纪，光纤通信已完美在远程变电站监控中获得了应用，并成为通信网的主要传输方式。光纤传输网已经遍布全球。\r\n以下详细介绍光纤通信视频监控在电力系统远程变电站中应用的特点、信号的传输方式、CATV系统的调试......

光缆的应用特点

光缆CATV系统在国内外获得了迅速的发展，它有如下的独特优点：

·频带宽——一根单模光纤具有1GC的带宽，此信息容量大，如果传输各频段的全部电视频道也无问题，而且不存在均衡问题；

·传输损耗低——当采用长波长1.3μm~1.5μm传输时，光缆损耗为0.2~0.5db/km，短波长0.8 db/km时，衰减为3 db/km，而且光缆衰减带宽基本上不随周围环境温度变化而变化。若采用AM-VSB技术的光缆，在传输450MHz或550MHz时，它可以在无中继地传输30~80 km或更远些；

·光缆传输不受环境影响——由于光纤只导光不导电，所以它不怕雷电，不必采取接地保护，更重要的是它具备抗电磁干扰和抗各类工业干扰的能力；

·光缆直径小重量轻。单根光纤直径为9~10μm，外径为125μm，所以光缆的重量远比电缆轻，直径小而且安装方便；

·提高了系统的可靠性，改善了信号质量，与同轴电缆系统相比，劣化信号质量环节因素少，能使信号完美地传输到用户端；

·光纤的材料就是石英玻璃—SiO?，其材料的来源非常丰富，而且原料成本低。

光缆信号的传输方式

光缆CATV系统应用方案基本有三种：一是光缆与同轴电缆混合方式（主干线用光缆传输，分配系统采用同轴电缆）；二是全光缆系统（从主干线到用户分配系统全用光缆）；三是光缆HUB方式，此方式基本与二相同，所不同的是增设有中继站，干线采用双重星式。\r\n光缆传输方式有模拟传输方式和数字传输方式两种，而模拟传输方式又分为AM光缆传输方式和FM光缆传输方式，以下我们将详细介绍：

AM光缆传输方式

AM光缆传输方式是直接按副载波残留边带方式组合起来的多路射频信号去调制光源，经光缆传输后的光波，再被光接收机的光检测器还原为多路射频信号。调幅残留边带方式（AM—VSB方式）的优点是简单和容量大，经光接收机还原出来的信号可以直接通过同轴电缆送到用户，而不必经过任何转换。所以，当前国内外光缆CATV网络主要采用这种传输方式。这种方式对光源的要求高，由于载噪比和交互调比均高，因此光源必须具备功率大、线性好、光谱纯和频带宽的特点。当前广泛应用的DFB—LD（λ=1.3μm）激光器，通过一根光缆能同时传输几十路电视信号，如应用NTSC制式可传输60路信号，应用PAL—D制式可传输46路信号，系统指标均符合要求。AM光缆传输方式的不足之处是接收机灵敏度低（接收功率为PR≥?9dBmW），所以传输距离受限制。

FM光缆传输方式

FM光缆传输方式是将多路不同频率的副载波调频后混合起来再去调制光波的强度，经光缆传输后的光波，先被光检测器还原为多路调频信号，然后分路——恢复出视频、音频信号。\r\n这类方式的优点是接收机灵敏度高，传输距离远。缺点是调频制式与现在的电视制式不兼容，必须经过AM—VSB转换（即AF/AM转换），才能变成调幅射频信号传输给用户，由于调频波占有带宽是调幅波的四倍，所以传输频带受到限制。

数字光缆传输方式

数字光缆传输方式应用了差分脉冲编码调制技术，把视频、音频信号数字化，然后用数字信号调制光源强度的传输方式。\r\n当前我国光缆CATV的传输方式，绝大多数采用AM—VSB单模光缆传输方式。

CATV系统的调试

CATV系统的调试，是使系统各部分达到各项电气技术指标和保证各部分工作状态能正常运行的重要手段，是CATV系统建设中不可缺少的重要步骤。系统调试的步骤是：信号系统调试；前端设备调试；传输系统调试；分配系统调试。以下详细分析介绍。

信号系统调试\

这个部分主要对各种信号源实施调试，信号源的类别分别如下：\r\n接收天线的调试：在对安装工艺检查合格后，进行电性能测试，将天线馈电口用场强仪专用电缆接到场强仪的输入端进行测试，反复调整天线方向，直到场强仪的指示最大为止。然后再检验监视器的信号质量，常规应该达到四级标准。

卫星信号的调试：用监视器检查卫星接收器的信号质量，应使图象质量和伴音质量均达到要求。如有问题，应首先检查系统连接线是否断路或短路，连接头的插头插座接口接触是否良好，在上述接触在良好的状态下，可调整接收天线方位、仰角，以致更换高频头、接收机或更换天线尺寸，直致信号质量满意。

微波信号的调试：调试方法同卫星信号的调试。

前端设备调试

在信号系统调试好以后，可根据前端出口电平值（约在94~96dB）进行调整，若达不到要求的电平值，应检查相关通道的器件和部件，必须使每一个通道的输出电平均达到要求的电平值。图象、声音的指标应该达到四级以上的标准。

传输系统调试

前端出口电平调试正常后，再调试电缆系统的传输部分，从前端出来的第一个干线放大器开始，依次逐一向后进行。如果设备与调试人员充裕，也可几条干线同时进行。干线放大器调试时，必须做好原始记录——如放大器的编号、型号、输入输出电平值（每一频道）、均衡量、每个放大器的接地电阻等。可以用电视机观察系统调试的效果，图象、声音的指标应该达到四级以上的标准为合格。

分配系统调试

此项目的调试为支线放大器电平调试和用户电平调试，分配系统中的放大器调试与干线放大器调试的方法基本相同，只要按设计电平调试就可以了。分配系统调试的大量工作在用户电平调试，全频道系统的用户电平常规调整在60~80 dB之间，而相邻频道用户电平一般控制在65±4dB，当处于空收信号强或干扰信号强的小区住宅区，用户电平可适当调整在74~80 dB。

从常规的角度分析，只要分配系统设计合理，器件质量合格，装配质量完美，用户线连接正确，调试工作一般不会出现什么大问题。

后语

光纤控制技术应用于CATV系统中是将计算机网络技术、多媒体技术与监控技术有机结合起来的一种全新控制系统，也是近年来发展最为迅速、应用最为广泛并且最具有影响力的技术之一，时代的步伐已昂然跨入辉煌的二十一世纪，这项技术正成为信息社会的奠基石，并以飞速的速度发展着，它不仅应用于无人值守模式的电力系统变电站在远程监控中，而且已经渗入到社会信息网络的方方面面，给人们日常生活和工作带来了极大的方便。\r\n