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１KU波段卫星接收系统剖析及常见故障处理湖北省巴东县教育技术装备站内容提要：贫困地区许多条件艰苦的中小学校通过教育部、李嘉诚基金会西部中小学现代远程教育扶贫项目，建起了KU波段卫星宽带数据接收系统，广泛运用于教学，发挥了很好的效用。然而，当系统出现故障时，因技术条件所限而不能及时排除，影响了正常使用。本文介绍了系统结构及检修维护方法。关键词：卫星IP数据，接收，软件，故障一、接收系统简介教育部、李嘉诚基金会西部中小学现代远程教育扶贫项目（以下简称“远教扶贫项目”）分两期工程实施，各完成5000个KU波段卫星接收点的建立。各地所用的设备是由不同厂家提供的产品，因而不完全相同，但其用途都是接收鑫诺1号卫星转发的远程教育资源。2002年秋，在项目第一期工程，湖北省巴东县有80所中小学校安装了KU波段卫星宽带数据接收系统。主要设备有：天馈系统（120CM抛物面天线、11300MH本振高频头、馈源、馈线等）一套，内装清华永新NDB-S11型卫星卡的联想开天4600计算机一台，DVS—398CE接收机一台，以及带VGA输入端的大屏幕彩电、打印机等一些其它附属设备。既可接收卫星IP数据，又可收视DVB-S数字卫星电视广播。本文以该批设备为例，主要谈谈卫星IP数据接收方面的问题。卫星数据接收系统的基本结构如图1所示。天馈系统将收到的卫星信号放大、变（降）频，通过同轴电缆输送到装在计算机内的卫星卡LNB输入端，再进行放大、变（降）频、解调等各项处理，恢复成可直接调用的原始数据资源。图1接收系统基本结构示意图２一、各设备连接形式当多个接收设备共用一个高频头时，各个设备并非一定能按其所设置的极化方式而工作。不管各个设备极化方式的设置是相同还是不同，最终在高频头上只能是一种极化方式的结果。明确这一点，对相当一部分故障的分析查找是很有帮助的。系统中各个接收单元的连接形式不同，其极化方式的结果就可能不同。下面针对不同的连接形式进行极化方式的讨论。1、使用功分器把LNB信号分成两路，分别输送到接收机和计算机。如图2（A）、（B）功分器有两种，一种是只让一个接收单元给高频头供电，简化等效电路如图2（A），所有其它接收设备不管设置成那种极化，都将工作在该设备的极化方式下，在安装时事先设计好系统将由哪个设备决定其极化方式。可用万用表电阻档来测定，红表笔接输入端，黑表笔分别接输出端，导通的那个输出端就是提供LNB电源的端子，系统的极化方式取决于接在该输出端的设备。不管使用哪个设备，该设备电源必须开启，并将其极化调整到所需方式。另一种是所接设备都可向高频头供电，简化等效电路如图2（B），其它接收单元都将工作在最高馈电电压的极化方式下。因水平极化的馈电电压（18V）高于垂直极化的馈电电压（14V），所以只要有其一处在水平极化状态，其它设备即使设置成垂直极化，也均工作在水平极化方式下。功率分配器是哪种形式，用万用表很容易测定，红表笔接输入端，黑表笔分别接输出端，各个端子都通者是图2（B）所示的那一种，只有一个端子通者是图2（A）所示的那一种。使用功率分配器，接收机与计算机可分别单独工作，也可同时使用。但同时使用时，必须二者均工作在同一种极化方式下，不然，只能一种媒体可正常使用或接收数据。2、计算机所需LNB信号从接收机的LNB输出端接入，如图2（C）。当计算机要接收卫星数据时，不管接收机是否需用，都必需打开接收机电源，并且极化方式取决于接收机的设置，如图2（C）。要使计算机能正常接收数据，接收机LNB馈电电压不得高于计算机内置卫星卡所设置的LNB馈电电压。３表1计算机与接收机同时开启时的极化结果图2（C）所示的连接形式实际上相当于在接收机内装了一个内置功率分配器，其内置功率分配器类似于图2（A）的情形。表1列出了各种情形下计算机与接收机同时开启时的极化结果，其中“H”表示水平极化，“H”表示垂直极化。对其他类型的接收机，只要明确其内部LNB结构，就容易分析其对高频头极化方式的影响。总之，共用高频头的各个接收单元要同时工作，必须有相同的极化方式。只一个单元工作时，就要考虑其它单元可能处在不同极化方式的影响。由于许多初级操作员没注意到这个问题，对经常由此而导致的无法正常接收的假性故障找不出原因而感到莫名其妙。三、硬件“三要素”卫星接收卡、计算机系统、天馈系统是接收卫星IP数据最基本的硬件设备，故称之为硬件“三要素”。1、卫星接收卡。卫星接收卡是接收卫星IP数据最关键的硬件设备，作为计算机内置扩展卡，装在主板PCI插槽上（也有外置式或包含于接收机内的其它形式）。鉴于其所处的地位和作用，将其视为一个重要因素。“远教扶贫项目”所用的卫星接收卡有清华永新DVB-S11型，通视DVB-S型，九州DBV-Net2000S型等。同其它扩展卡一样，卫星卡须驱动程序才能工作，并且根据所接收的IP数据内容，需配以相应的专用接收软件才能使用。对此笔者在软件部分有详细介绍。2、计算机系统。计算机是接收卫星IP数据的主要硬件设备，其最低配置为PII233/RAM64MB/HD4GB/NIC10M。用于接收卫星IP数据的计算机，应尽量少安装内置或外接硬件设备，保证专机专用。有些条件差的学校仅此一台计算机，派上了其它多个用场，但在下载卫星数据时不要做其它工作。如机内有多个网卡时，卫星接收可能出现一些不正常现象。网卡或猫与卫星卡同时工作时，也会相互影响。卫星数据资源是经过加密的，接收系统必须经过注册授权，才能接收数据。使用不同的接收软件，其授权方式有所不同，有的取决于卫星卡（由卡号识别），有的取决于计算机硬件（由系统编号识别）。“远教扶贫项目”使用中央电教馆的提供的“远教IP数据接收软件，1．2版”，授权取决于计算机硬件，每一台用于卫星IP数据接收的计算机都有其唯一的系统编号。系统编号与连接于计算机的外部设备和外置硬件接收机计算机极化结果（A）（B）（C）HHHHHHVHHHVHVHVVVVVV４设备（如天馈系统、电视接收机、扫描仪、打印机、监视器等）无关，与计算机操作系统无关。如果因故障或某种需要须换一台计算机接收数据，则其系统编号必然会改变。当接收用计算机出现内置硬件故障而须更换配件时，也可能会引起系统编号的变动。欲使用新的编号，可与中央电教馆联系重新注册授权（电话：010-66419512）。3、天馈系统。天馈系统包括抛物面天线、馈源、高频头、功分器、馈线及F接头等。抛物面反射卫星下行信号并汇聚到安装在焦点处的馈源，馈源将聚焦的信号以足够的强度传给高频头，信号在高频头内通过高放、变（降）频得到更强，频率较低的第一中频信号，然后由馈线引出，功分器分成几路分别送往接收机、计算机（卫星卡）等各接收单元进行放大、再变（降）频、解调等各项处理，恢复成可直接调用的原始数据。一般馈源与高频头连体制造，不同厂家或不同型号的高频头可能有不同的本振频率，一般在产品标签上有标注。我们知道，KU波段信号波瓣十分尖锐，方向性很强，找星不易失星易。因天线口径小，重量轻，当调整到最佳位置后，再用力紧固镙丝时，天线方向就会发生偏离，致使信号质量低甚至信号丢失。为了保证信号质量，有的索性不拧紧镙丝，这就经不起风吹雨打，天线方向很容易偏离，经常要调整天线。实践中有个经验，先不把镙丝拧得太紧，以刚好能转动调整仰角和方位角的部件。将信号质量调整到最好时，在活动部位刻上记号，紧固镙丝必然导致记号错动，如果同时（另一手或另一人）向错动方向相反的方向适当用力，这样不管拧多紧，只要注意始终保持记号不错动，就不会再偏离已调准的正确方向。一般按规定安装，在加固、防锈、防雷、防风、防雨水等各方面都符合要求，天馈系统是很少出故障的。笔者曾遇到过沿同轴电缆的藕心孔渗水到计算机中而产生故障的情况。注意对高频头进行防雨水处理（可用塑料袋或塑料瓶罩住），馈线不可有破损。四、软件“三要素”卫星IP数据接收是在依赖于计算机操作系统的专用接收软件系统中实现的，对计算机Windows系统有特定的要求，最低Win98第二版。在硬件支持的前提下，安装WinXP系统，稳定性将提高很多。“远教扶贫项目”中的计算机配置完全可支持WinXP，笔者在实际指导各试点学校安装WinXP后，软件故障率大大降低，避免了需经常恢复系统之苦。在WinXP中，当安装卫星卡驱动程序时出现“可能无法使用”的警告提示，这是因为该驱动程序未在XP中通过测试。此时不必担心，点击“仍然继续”，安装后完全可以正常使用。另外，计算机中其它应用软件装得过多，对卫星数据接收会有影响，可能导致运行不畅甚至死机。除了必要的常用软件如Word,Excel等，应尽量少装其它大型软件。在接收卫星数据时，最好不要让计算机做其它工作。５卫星卡驱动程序、硬件设置程序及接收软件是卫星IP数据接收系统软件的“三要素”。1、卫星卡驱动程序。卫星卡依赖于计算机而工作，作为计算机内置设备插在主板PCI扩展槽上。无论插上哪个厂生产的卫星卡，都必须将其驱动程序正确安装到计算机系统才能使用。清华永新DVB-S11型卫星卡附带有一张光盘，盘中有“驱动程序”与“老驱动程序”两个文件夹，用户可选择安装。其安装方法及过程与其它PCI扩展卡（如网卡、内猫等）完全相同，此处不再详述。2、硬件设置程序。清华永新DVB-S11卫星卡驱动程序光盘中有硬件设置程序，其文件名为Tnectrlp.exe。在安装驱动程序的同时该文件将被自动拷贝在C:\windows\system（Win98/me系统）或C:\windows\system32（Win2000/xp系统）下。该文件的位置及文件名如果被变更，接收系统将无法自动搜索卫星信号。硬件设置程序随计算机的开启而自动启动，启动后其界面如图3所示。频道由用户随意命名，本振频率、下行频率、符号率等参数输入值误差不得大于1%，最好查阅资料或咨询有关技术部门填入准确数值。接收鑫诺1号卫星远教扶贫项目的IP数据资源时,下行频率12620MH，符号率32553，PID值为b2（可同时输入多个，各值之间用豆号隔开，可重复输入，如b2,200,201,b2,200,201）。本振频率因高频头而异，“远教扶贫项目”的高频头本振有11300MH，11250MH等图3硬件设置界面图4远教IP数据接收系统界面６几种，该参数标注在产品标签上。3、接收软件。“远教扶贫项目”使用的接收软件是中央电教馆提供的“远教IP数据接收系统1．2版”，安装后随计算机的开启而自动启动运行，启动后其界面如图4所示。安装程序文件名为SetupFileTray.exe，双击此文件即可自动完成安装，将此文件拷贝到任意位置及更名都不影响正常安装。为了减少由于系统崩溃或硬盘损坏造成的卫星接收的中断时间，建议使用GHOST对系统进行备份。确认系统无纰陋时利用GHOST将C区做个镜像文件存放到其它分区中，或刻录到光盘上保存，便于日后恢复系统之用。最好制做两个不同的备份（GHO）文件，以备不同情况之需。安装时首先把机器内除显卡外所有其它卡（包括卫星卡）都拔出，形成最简配置。在Windows98的DOS环境下使用Fdisk/mbr命令将硬盘上主引导区中信息（可能包含病毒）清除干净，重新分区，根据自己的喜好和需要安装Windows(98,Me,2000或XP)系统及反病毒软件。安装完成后，用GHOST软件备份该“最简”的系统。然后安装卫星接收卡及其它必需的卡（如网卡、声卡）和卫星接收软件，设置调试正确，使之能正常接收后，再用GHOST软件备份该“完整”的系统。考虑今后可能要对硬盘进行完全彻底地处理或硬盘损坏，最好把两个备份文件刻录在光盘上。关于GHOST的备份与恢复的具体操作，请参阅其它相关资料。五、故障诊断在收看DVB电视广播节目方面的故障所涉及的问题不太复杂，其分析解决比较容易一些，下面就计算机在接收卫星IP数据方面的硬件问题进行研究。1、硬件故障。如果信号能被锁定，不管数据包的数值如何，基本上可以断定硬件方面没有问题。如果数据包为0，硬件设置界面显示信号已被锁定，而信号发送端并未关闭，根据卫星卡厂商提示，可能是卡坏或系统有问题，此情形在能否无有概查硬件三要素有无提