有线电视系统

nullnull第五章 有线电视系统 5．1 概 述 5．1．1定义与分类 1．定义 有线电视系统是采用缆线(电缆或光缆)等作为传输媒质来传送电视节目的一种闭路电视系统CCTV(Closed-circuit television) [用CCTV 称呼有线电视系统，容易与中国中央电视台的简称CCTV (China Central Television)，所以国内常常使用 CATV这个词(共用天线系统/有线电视Community Antenna Television)]，它以有线的方式在电视中心和用户终端之间传递声、像信息。所谓闭路，是指不向自由空间辐射，可供电视接收机通过无线接收方式直接接受的电磁波。 随着技术的发展，特别是光缆技术和双向传输技术，以及卫星和微波通信技术的发展，打破了传统闭路与开路的界限，其传输媒质包括从平衡电缆、同轴(射频)电缆到光缆，再到卫星和微波；提供的节目从一般的电视广播到宽带综合业务数字网(B-ISDN)，都有了长足的发展。有线电视网通过信息高速公路的主干线与世界各地相连，是实现全球个人通信(PC)的一条重要途径。 null (2) 分类 按照用途分，有线电视系统有广播有线电视和专用有线电视(即应用电视)两类。应用电视在绪论课中已作了简单的介绍，这里只介绍广播有线电视系统。 广播有线电视的雏形是共用天线电视系统(Community Antenna Television ，简称CATV)。它是在有利位置架设高质量接收天线，经有源或无源分配网络，将收到的电视信号送到众多电视机用户，解决在难以接收电视信号环境中收看电视的问题。 共用天线电视系统的分配系统一般较小，多是为公寓大楼、宾馆、饭店以及小型住宅区服务，它的前端也非常简单。由于科学技术的不断发展，人们并没有满足“共用天线电视系统”原有概念所包含的内容。把开路电视广播、调频广播以及录像机和调制器自行播放放的节目等通过同轴电缆分配给广大电视用户，这就是电缆电视系统CATV（Cable TV）。从这个意义上讲，共用天线电视系统属于电缆电视的范畴。但由于它们都简称CATV，因此有时也不加以区别而混用。实际上，它们是两种不同的系统。一般来讲，电缆电视在前端有接收、处理信号的功能，传输分配网络的规模和复杂程度，以及用户终端数量等方面部比共用天线电视系统复杂得多。 null 2．传输方式 应用电视和广播有线电视均采用同轴电缆或光缆以及微波和卫星作为电视信号的传输介质。 电视信号在传输过程中普遍采用两种传输方式：一种是射频信号传输，又称高频传输/频带传输；另一种是视频信号传输，又称低频传输/基带传输。应用电视系统的终端通常是工业级的图像监视器，信号采用视频输入方式，所以在传输距离较近、视频信号路数较少时，常常采用视频信号传输方式；而广播有线电视系统的终端为电视接收机，信号的输入方式为射频，所以通常采用射频信号传输方式，且保留着无线广播制式和信号调制方式。 广播有线电视系统在中近距离传输时，通常采用隔频(道)传输、邻频(道)传输、增补频道传输、双向传输等方式，其传输媒质一般是同轴电缆、光缆、平衡电缆等有线介质。而在较远距离传输时，除用光缆和同轴电缆 — 光缆混合方式 （Hybrid Fiber Coax/Coaxial cable同轴电缆 ，简称HFC ）外，还常用微波和卫星等无线传输媒质。 null 3．工作频段及频道 (1) 有线电视的工作频段及频道分布 （ 标准频道用DS、增补频道用Z示） (2) 隔频（道）传输与邻频（道）传输 开路广播采用隔频传输，有线电视系统也可采用隔/邻频传输方式。国内大多数用户的电视机高频头，都是具有AFC功能的电调谐高频头，中频滤波器采用选择性高的声表面波滤波器(SAWF)，对邻频的抑制度可达40 dB以上，且采用同步检波方式，基本上可以做到没有邻频干扰，直观收看效果可达4级以上，要实现邻频传输需要解决问题的是有线前端设备发射的频谱要纯。 null (3) 增补频道的划分 (4) CATV频道的划分null (5) 有线电视的无线传输手段 主要有卫星和微波两种，而微波传输方式主要有多频道微波分配系统MMDS(Multi-channel Microwave Distribution System 多频道微波数字系统)和调幅微波链路AML (Amplitude Modulation Microwave Link)两种。其中，MMDS的工作频段为2.5～2.7GHz，带宽为200 MHz，可容纳24个PAL制电视频道。AML的工作频段为12.7～13.2GHz，带宽为500 MHz，可传送50套左有的PAL电视信号。当然，若采用调频微波链路FML(Frequency Modulation Microwave Link)，在远距离单频道传输时，性能较好。 目前地面无线传输采用较多的是MMDS，系统价格较低，比较适合我国的国情。 4．特性与功能 有线电视是现代家庭生活的第三根线，又称图像线(第一根线是电灯线，第二根线是电话线，第四根线是互联网线)。图像高质量， 系统频带宽（节目套数多），不仅消除了城市中的“天线森林”，有利于市容美化，还可以提供多种服务功能（增值业务）。 例如：付费电视、视频点播（VOD）、互联网接入、IP电话、安全监控、 远程教学/医疗。null 5．1．2 有统电视系统的构成 1．基本组成(1) 接收信号源 (2) 前端设备(3) 干线传输系统。如干线放大器 (AGC)、 (ASC）和干线电缆或光缆 。 (4) 用户分配网络 (5) 用户终端 电视 接收、调频广播 、线缆调制解调器 (Cable Modem，PC机、IP电话等) 等。null 线缆调制解调器 (Cable Modem)，连接电脑用 RJ-45 10Base-T 连接器， 下行载波频率在88～860 MHz之间，采用64/256QAM方式，下行速率可达42.4M bps，上行调制频率可高达42 MHz，采用QPSK/16QAM，上行速率最高可达10Mbps。 nullnull 2．拓扑结构 主要有环形、树形、星形三种。传统结构为树形(同轴电缆)，光纤 — 同轴电缆混合网（HFC）的主干可以采用星形或环形结构，其中环形结构的可靠性高，适合提供增值业务。 用光缆实现的具体的连接方式还有干线光缆FB(Fiber Backbone，本地前端或中心前端到支线)、光纤到节点FTTN(Fiber to the Node，前端到分配点)、光纤到路边FTTC(Fiber to the Curb)和光纤到最后一个放大器FTTL(Fiber to the Last Amplifier)。其中，以FB中的光纤到支线FTF(Fiber to Feeder)和FTTN方式用得最多（大庆的部分中心地区已达到光纤到楼头）。FTTN方式的特点是干线和支线都使用了光纤，使光纤延伸至分配网络的中心；光接收机置于分配网络的中心(光节点)。 光纤和微波直接到终端在技术上没有障碍，但目前成本太高，服务商和用户均无法承受，所以目前较为先进的有线电视网均为混合网。null 3．基本类型 ① 同轴电缆网 。传输距离≤10 km，比较适合于中小型或小型有线电视系统 。 ② 混合网。混合网有光纤 — 同轴电缆混合网HFC (Hybrid Fiber Coax / Coaxial cable)、微波 — 同轴电缆混合网、光纤 — 微波 — 同轴电缆混合网等几种。其中，HFC是较理想的宽带网，是当今有线电视发展的主流。 null 双向CATV光纤 — 同轴电缆混合网HFCnull5．2信号接收与信号源 5． 2．1 信号接收 1．开路电视信号的接收 (1) 差值天线。所谓差值天线，就是两副参数完全相同的天线按一定方式组合而成的天线。① 两副天线处于同一水平面，正对需要接收的电视信号入射方向。 ② 两副天线的前后距离d等于电视信号中心波长λ0的一半。 ③ 两副天线的左右间距D≥3λ0/4，以避免两副天线互相干扰。 ④ 干扰信号入射方向与两副天线馈点间的连线方向垂直。 ⑤ 两副天线的两条引下的馈线长度相等，经反相加法器(合成器)获得输出信号。 合成信号最小合成信号最强null (2) 可变方向性天线 改变天线阵中天线的间距或其相移，使天线阵方向性改变，可消重影抗干扰。 ① 分集接收天线。 ② 移相天线 式中，λ为信号波长,λg为馈线中信号的波长。改变天线馈线的长度(即改变相移)，就可使天线阵的零辐射角对准重影信号。 null 2．卫星电视信号的接收 卫星电视信号接收天线有两种基本类型：一是主焦点抛物面天线，它只有一个反射面，二是卡塞格伦天线，它除了主反射面(抛物面)外，还有副反射面，电波经两次反射后才集中到一点。卡塞格沦天线的成本较高，特别适合于热带的卫星电视接收站使用，因为它的低噪声放大器(LNA)可以放在抛物面背后，避免阳光直射。非对称结构的偏置抛物面天线，可以避免抛物面反射器受到馈源、副反射器及其支撑杆的遮挡，从而减小天线增益的下降和旁瓣的增高多。 抛物面天线可分为旋压成形、冲压成形、玻璃纤维和金属网等四种类型。为防止对太阳光聚焦，大多数抛物面天线的涂料均采用具有较小颗粒的银灰色油漆（当然黑色油漆最好，但不美观）。null 接收天线除了要有足够高的增益和尽可能低的噪声外，还要有正确的天线指向和极化方式。目前应用的接收天线，口径主要有1m、3m、4.5m、5m、6m、7m、7.3m、10m等几种，一般说来口径越大增益越高，它们都工作在C波段或Ku波段（实际取决于高频头 ），通常能在-50℃～+45℃环境下工作，可抗10～12级风。 3．卫星电视接收系统基本组成 ① 抛物面天线把来自空中的卫星信号能量会聚成一点(焦点)。 ② 馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个接受卫星信号的喇叭形装置。 ③ 高频头（LNB亦称降频器）是将馈源送来的卫星信号进行降频和放大后传送至卫星接收机。 ④ 卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调，输出卫星电视图像信号和伴音信号。 馈源一体化高频头馈源DBS：直播卫星 (direct-broadcast satellite)null5．3前端系统 5．3．1 前端系统及其要求 前端系统主要作用是进行信号处理：信号的分离、信号的放大、电平调整和控制、频谱变换(调制、解调、变频)、信号的混合以及干扰信号的抑制。前端设备主要是射频和中频信号处理设备，如天线放大器、频道滤波器、调制器、混合器、导频信号发生器等。主要特性指标有四项：频率范围、载噪比(C/N)、用户电平和干扰抑制。 有线电视系统的频道设置 对于充分利用VHF频段的300MHz系统 (N为频道数量)： N≤7：隔频设置，即用DS-1、DS-3、DS-5、DS-6、DS-8、DS-10、DS-12； 8≤N≤10：隔频设置，加增补频道； 11≤N≤19；邻频设置，加增补频道，即用DS-1～DS-12和Z 1～Z7； 20≤N≤28：邻频设置，加增补频道，即用DS-1～DS-12、Z 1～Z7和Z 8～Z16。 这种设置对传输系统的性能指标要求较低，系统造价较为经济。但是，用户中大量现有的非CATV对应的电视接收机无法接受全部16个300MHz以下的增补频道，而目前550 MHz系统的造价与300MHz系统相比并不十分昂贵，所以实际的CATV多为550 MHz以上的系统，且基本上采用了邻频传输技术。当然，300MHz系统对于电视节目套数较少的边远农村地区还多少具有一些吸引力。 null 系统的载噪比 系统的载噪比主要由前端载噪比决定。国家标准规定：若有线电视系统的载噪比C/N≥43dB，则要求前端系统的载噪比(C/N)h为 式中，K为分配系数，若是K＝0.3，则(C/N)h＝48.2dB。前端的输入信号电平应为 式中，2.5dB为75Ω噪声源内阻上的等效噪声电平。若前端系统的NF ＝8dB，则 S 应为58.7dB(我国通常指 ，即约861μV) 。 应当指出，前端系统的输入信号电平不能太低，也不能太高。太低时载噪比指标不能满足，用户接收质量差；太高时容易产生非线性失真。一般要求前端系统的输入电平为56～90 ，如果天线输出电平不足，需加低噪声的天线放大器；如果天线输出电平太高，需加衰减器或频道变换器。天线输出电平是可以实测的。 在前端系统中，各频道之间的电平差别要小。这样才能保证在多频道信号群中，不会由于信号电平太低而引起信噪比下降；也不会由于信号电平过高而使放大器进入非线性区而产生交调和互调失真。通常要求邻频道电平差小于3dB。 null 5．3．2 前端系统的组成 1．前端系统的基本组成方式 (1) 常见型 (2) 重新调制型 重新调制型前端是先把接收的信号解调出来，然后重新调制到所需的频道上去。这种方式可以使声、像的电平恒定，且能分别进行调整，改频容易，交调干扰较小，较适合于中型有线电视系统。 (3) 外差型null 大型有线电视前端系统通常设置有导频信号发生器，它所产生的导频信号是为了传输系统进行自动增益控制(AGC)和自动斜率控制(ASC)，从而保证信号的传输质量。有线电视系统常设三个导频，第一导频为47MHz，第二导频为110.7MHz，第三导频为229.5MHz。此外，在付费电视的前端系统中，往往需要加装加密或加扰设备。 2．有线电视前端系统的发展过程 有线电视前端系统的发展可以分为三个阶段。 第一阶段为传统型前端系统常。见型前端和重新调制型前端多属于传统型前端，常用隔频传输。其信号处理主要包括信号放大、解调/调制、混合、频谱变换以及干扰信号的滤波等。类设备多采用分立元件，信号处理简单、性能很难提高。 第二阶段为邻频前端系统。邻频传输频带利用率高(300 MHz邻频系统频道可高达27个，频带资源利用率超过90％)，传输容量大，信号质量高。（一般采用解调/调制中频处理方式） 第三阶段为新一代组合式邻频前端。这种前端系统的频道数目较多，采用邻频传输和增补频道技术，一般为是550 MHz或860MHz系统，采用中频转换、SAWF滤波和PLL频率合成技术，具有输出频道可在频段内用捷变频选择和多频道邻频传输的特点，而且带外抑制也满足大于60 dB的要求。null 5．3．3前端设备 1．前端系统中的放大器 (1)天线放大器 弱场强区用，天线输出电平≤57～60 ，分频道型、宽带型。 (2 ) 频道放大器 用于频道放大、抑制带 外干扰、电平控制，一般具 有AGC功能。 null 2．频道转换器 只进行载频搬移而不改变频谱结构的频率变换器。当开路接收的信号频道与有线传输的频道不同时使用。 ① U—V转换器 ② U—Z转换器 ③ V—U转换器 ④ V—V转换器null 3．频道处理（可替代频道转换器，指标高于频道转换器） 有外差型和解调 — 调制型。与二次变频的频道转换器相比，它主要多了中频处理器和中频AGC两部分。可在中频将图像与伴音进行分离，并进行伴音电平的调节后，再与图像信号进行混合。外差型null 4．调制器 调制器是将视频和音频信号变换成射频电视信号的装置，调制器有高频(直接)调制和中频调制两种方案，推荐使用中频调制型。 中频调制型仅对中频进行VSB滤波，所以VSB滤波器只需一种中频VSB滤波器，而直接调制型则需要多种VSB滤波器来对应不同的频道。null 5．混合器 混合器是把两路或多路信号混合成一路输出的设备，主要技术指标是：插入损耗(要小)、隔离度(要大，一股要求＞20dB)、带外衰减(要大)、输入输出阻抗(通常为75Ω)。 (1) 有源与无源混合器：有源混合器不仅没有插入损耗，而是有10～30dB的增益。 (2) 频段/频道滤波器式与宽带变压器式（无源混合器）：它们分别属于频率分隔混合和功率混合方式。 频段混合器 —— 高通和低通滤波器的组合； 频道混合器——带通滤波器。 宽带变压器混合器的插入损 耗较大，但结构简单，使用方便。 null 6．导频信号发生器 为了自动增益控制(AGC)和自动斜率控制(ASC)的需要而加入的幅度/频率恒定的信号，常由晶体振荡器构成，但目前尚无统一标准。导频信号的幅度一般低于电视信号的幅度(通常为6～10dB)，以减轻干线放大器的负担、保证交调指标。 null信号来源射频信号视频/音频信号天线放大解调器卫星接收无源混合器频道放大频道放大频道放大中频调制型频道处理增益可调典型的前端示意图去传输干线null5．4 传输系统 5．4．1传输系统概述 传输系统是把前端的电视信号送至分配网络的中间传输部分。在大型有线电视系统中，主要指干线和支线(也可能有超干线)；在中、小型有线电视系统中，通常只有支线。 传输系统通常由发送、传输和接收等三部分组成，信号传输方式有同轴电缆、光缆和微波等三种。 5．4．2 传输媒质（传输方式） 1．射频同轴电线 (1) 基本结构 ① 内导体：单实芯导线/多芯铜绞线 ② 绝缘体：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯/实芯、半空气、空气绝缘 ③ 外导体：金属管状、铝塑复合包带、编织网或加铝塑复合包带 ④ 护套：室外用黑色聚乙烯、室内用浅色的聚氯乙烯 特殊结构：自承式——架空敷设、钢带铠装——埋地敷设 (2) 性能 ① 特性阻抗：有线电视系统75Ω/通信常用50Ω 传输线要求阻抗匹配、均匀，偏差越小越好。null ② 衰减常数：内、外导体的损耗αr和绝缘介质的损耗αgδ为绝缘体损耗正切角，f 为频率(Hz)。衰减常数的单位是dB/100m，越小越好。与驱肤效应相关 ③ 驻波系数与反射损耗：若电缆线路上有反射波，它与行波相互作用就会产生驻波。电缆上某些点的最大振幅值Umax与最小振幅值Umin之比称为驻波系数 S。当ρ为电缆输出端的反射系数时：驻波系数越小，由于反射而带来的信号损耗就越小。 ④ 屏蔽系数与屏蔽衰减。屏蔽系数表示屏蔽作用的大小，屏蔽衰减越大越好，一般在85dB以上，好一点的在110dB以上。 ⑤温度特性。同轴电缆衰减随温度的变化率，越小越好。S≥1null (3) 同轴电缆的发展与规格 ① SYK型实芯聚乙烯绝缘同轴电缆，介电常致高、衰减大。 ② 以SSYV型化学发泡聚乙烯绝缘同轴电缆为代表，它比实芯电缆的介电常数小，电气性能有所改善。但由于tanδ增大较多(约6倍)，因而在UHF频道传输时，衰减增大。 ③ 第三代产品是SYKV纵孔聚乙烯绝缘同轴电缆。介电常数更低，减小了高频道的损耗，致命弱点是防潮防火性能差。 ④ SYWV/SYWFY型物理（高）发泡聚乙烯绝缘电缆是第四代产品。这种电缆衰减小，传输速率快，防潮防水性能也较好。 还有一种同轴电线，采用具有专利权的竹节式结构，其介质主要是空气，ε接近1，性能较好。null 2．光缆（略） 3．微波（略） 5．4．3 传输方式（有线传输、无线传输、混合传输） 1．同轴电缆传输 同轴电缆衰耗较大，干线传输常常要使用一些放大器和均衡器，可传输距离短（受放大器允许数量限制）。 2．光缆传输 光纤的损耗很小，在一定距离内不需放大；光纤的频率特性好，不需要进行均衡处理。 (1) 基本组成 (2) 光调制方式 光调制方式有模拟和数字两种。null (3) 光缆的多路传输 光缆的多路传输指的是用一根光缆同时传输多路电视信号。常用的光多路传输的方式有波分多路(WDM= Wavelength-division Multiplexing)和频分多路(FDM=Frequency-division Multiplexing)。适合于双向传输适合传输模拟信号null 3．(光缆+电缆)传输（HFC） 这是一种常见的混合传输方式，其特点是用光缆做主干线和支干线，在用户小区用电缆作树枝状的分配网络。 4．无线传输 (1) 单/多路PM微波电视传输优点：传输容量大，传输距离远，信号质量高。 缺点：系统比较复杂null (2) MMDS系统 特点：调幅方式为VSB方式，与广播电视兼容，接收系统比较简单，下变频后的信号可直接进入CATV前端或用户。由于是调幅方式，信号保真度不如调频。null (3) AML系统 调幅微波链路AML的带宽为500 MHz，定向发射，可传50套左右的PAL制电视节目（MMDS为24套），系统采用单边带抑制载波调幅方式，系统要求和指标都比较高。微波接收机是锁相接收机，它将微波频率向下群变换到有线电视频带内，直接馈入CATV网中。null 5．4． 4 传输设备 1．放大器 在电缆传输系统中使用的放大器主要有干线放大器、干线分支(桥接)放大器和干线分配(分路)放大器。在光缆传输系统中传输距离较长时要使用光放大器。 (1) 干线放大器 干线放大器的指标主要有增益G、输出电平Vom和噪声系数NF。增益一般在20～30 dB之间，其电源通常采用低压工频交流电，利用专用供电器经同轴电缆供电。 ① 干线放大器的分类与组成 · 手控增益(MGC)和斜率均衡放大器。 · 手控增益和斜率均衡加温度补偿放大器。 · AGC干线放大器(第三类干 线放大器)。 · 带斜率补偿的AGC干线放 大器(第四类干线放大器)。 · ALC干线放大器（第五类 干线放大器）。null ② 干线放大器电路 晶体管型、IC、模块型，电路可分为推挽式、功率倍增(功率合成)式、前馈式、组合式等多种电路。 电缆衰减与频率有关，干线放大器在传输频带的高端(fH)和低端(fL)可以有不同的输入、输出电平(电平倾斜) 。 · 全倾斜方式：入平，出斜： fH侧电平高。 · 半倾斜方式：输入端 fL侧电平高，输出端fH侧电平高。 · 平坦方式：出平，入斜： fH侧电平低。不推荐！null (2) 干线分支和分配放大器 干线分支放大器又称桥接放大器。它除一个干线输出端外，还有几个定向耦合(分支)输出端，将干线中信号的一小部分取出，然后再经放大送往用户或支线。 干线分配放大器有多个分配输出端，各端输出电平相等。它通常处于干线末端，用以传输几条支线。 (3) 光放大器 （略） 2．均衡器(EQ) （干线放大器中采用） 在有线电视的信号传输过程中，为使各频道信号的电平差始终保持在规定的范围内，通常要采内均衡措施。 均衡器是频率特性与电缆相反的无源器件，通常为T桥四端网络。 3．光端机（光端机包括光发射机和接收机） (1) 光发射机 光发射机主要功能是电/光(E/O)转换，电信号可以是基带、中频、射频或微波的模拟或数字信号，对光信号的调制可以采用调幅、调频或调相方式。 (2) 光接收机 光接收机的主要功能是将已调光信号转换为电信号(O/E)。 null 4．其它设备 (1) 光分路(耦合)器 它有均分路器和非均分路器两种。从结构上看，它有星型和树枝型，即M×N型和1×N型，在有线电视中常用后者。 (2) 光纤活动连接器 光纤链路的接续，可分为永久性的和活动性的两种。永久性的接续，大多采用熔接法、粘接法或固定连接器来实现；活动性的接续，一般采用活动连接器来实现。 光纤活动连接器（活接头、光纤连接器），是用于连接两根光纤或光缆形成连续光通路的可以重复使用的无源器件，已经广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器、仪表中，是目前使用数量最多的光无源器件null 5．5．4 传输系统 1．设计要素 传输系统设计要考虑的易基本的有三大条件，即三要素，它们是工作频段(fL、 fH)、传输长度（距离）、工作条件(如温度等)。 工作频段决定频道数量，并与传输方式有关。传输距离，它可以是相邻两干线放大器之间的距离，也可以是总的传输距离。传输距离的表示方法可用缆线的长度直接表示，也可用电长度(E)间接表示。所谓电长度E，指的是在传输长度内所有放大器的总增益E： 2．设计依据 传输系统的设计依据是系统的性能参数，主要有载噪比、非线性指标等。(请自行阅读) 用电长度E表示传输距离，与电缆的衰减系数无关，但电缆的温度系数δ会使系统产生电平波动ΔS，而ΔS与E有关，为 ΔS＝δ·E·Δt (dB) 式中，Δt为温度的最大变化量 null 3．设计内容 (1) 网络结构设计 大型系统可选用混合网主要是FTTN+电缆分配网，中、小型系统可考虑选用同轴电缆网。 (2) 传输链路设计 ① 电缆传输系统设计 传输系统输出电平通常选为70 dBuv，考虑到各种被动和误差，再根据国标规定，决定系统允许的电平波动ΔS并求出E，通常小于143dB。若采用AGC或ALC放大器，电长度E 可延长至220 dB左右。由电缆的衰减特性(在fH处衰减值为IH dB/m)，可求出实际传输长度为 例如：860MHz系统， 传输电缆为某厂的SYWV75-12（δ=0.2%℃/m，在865MHz 的衰减量约为0.1dB/m），Δt =80℃，ΔS =20 dBuv，则E为 实际传输电缆最大允许长度为 null ②光缆传输系统设计 · 光节点的选定(划分片区)。以每个光接收机覆盖(1～2)km2或以1000～3000用户为原则划分片区，光接收机置于片区中心。 · 确定链路总损耗。光缆CATV链路包括光分路器、光缆、活动连接器、固定接头等。光链路的设计实际上是光功率的分配。 光链路总损耗为式中，l 为光缆长度，h为固定接头数，R为分路器的分光比，k为活动连接器数。L在设计时要留有一定的裕量（一般为1dB）。 ·选择相应的光端机。根据系统指标、厂家光端机性能，结合光链路损耗选择合适的光端机。 应当注意，在光链路设计中，要充分发挥光功率的效益，达就要求：光功率不能浪费、也不允许留太多裕量，一般要小于1.9％；选取的光路要最短；应尽量减少链路中的接头。 null5．5分配系统 5．5．1 作用、组成与特点 1．分配系统的作用 分配系统的作用主要是把传输系统来的信号分配至各个用户点。 2 ．分配系统的组成 分配系统由放大器和分配网组成。分配网络的形式很多，但都是由分支器或分配器及电缆组成。 3．分配系统的特点 分配系统考虑的主要问题是高效率的电平分配，其主要指标是 交、互调比，载噪比，用户电平(系统输出口电平)等。 (1)用户电平和工作电平高 这是有线电视系统中唯一需要高电平工作的地方。只有这样，才能提高分配效率，增加服务数。通常用户电平可取70 dBuv 。 (2)系统长度短，放大器级联级数少(通常只有一、二级)，且放大器可不进行增益和斜率控制。null 5．5．2 分配方式（常为电缆网） 1．串接分支链方式 这是分配网络中常用的分配方式。串接的分支器数目与分支器的插入损耗和电缆衰减有关。通常在VHF系统中，一条分支链上可串接二十几个分支器，在全频道系统中，一条分支链上串接的分支数小于8个。在最后一个分支器的输出端要接上一个75Ω的匹配电阻。 2．分配(器) —— 分配(器)方式 分配网络中使用的均是分配器，且常用两级分配形式。需要注意的是，每个分配器的每个输出端都要阻抗匹配，若某一端口不用时要接一个75Ω负载。 3．分支 (器) —— 分支(器)方式 这种方式较适于分散的、数目不多的用户终端系统。在最后一个分支器的输出端要接上一个75Ω的匹配电阻null 4．分配(器) —— 分支(器)方式 这是一种最常用的分配方式。在分配 —— 分支网络个分支端可以空载，但最后一个分支器的输出端仍要接上一个75Ω（1/4W）的匹配负载电阻。 5．分配(器)一分支分配(器)方式 (多分支输出端分支器) 这种方式带的用户终端较多，但分配器输出端不要空载。 null 5．6．3 放大器、分配器和分支器 1．放大器 (1)分配放大器 它处于干线传输系统的末端，以输出几路分配所需的电平。它通常无AGC和ASC功能。 (2)线路延长放大器 它又称线路放大器或延长放大器，其作用是提高信号电平。线路放大器结构简单，增益通常为20～30 dB，输出电平较高，一般都在110dBuv以上。 2．分配器 分配器是将一路输入信号均等或不均等地分配为两路以上信号的部件。常用的有二配器、三分配器、四分配器和六分配器等。分配损耗大于20dB，输入、输出阻抗为75Ω，各端口的电压阻波比≤2。 null 3．分支器 分支器一般被串在分支线中，取出信号能量的一部分馈送给用户。是直接与用户终端相连的分支设备，又称为串接单元。 分支器由一个主路输入端(IN)、一个主路输出端(OUT)和若干个分支输出端(BR)构成 。 在分支器中信号的传输是有方向性的。因此分支器又称定向耦合器，它可作混合器使用。 分支器的主要性能指标有插入损耗Ld、分支损耗Lb、相互隔离度S和反向隔离度Sr等。 反向隔离度Sr通常在25dB以上。 null5．6 用户终端 目前常用用户终端的是电视接收机及机上变换器（机顶盒）。 5．6．1常用终端技术 1．有线电视接收机方式 这是一种专用接收技术，它既能收看普通电视信号，也能收看邻频信号或增补频道节目、付费电视（数字电视节目）。目前这种接收机的市场很小（主要的问题是收看付费电视的需求问题）。 2．集中群变换方式 以某一集中区域为单元，用一个电视频率变换站来控制该区域中的用户终端。这是一种过渡方式，对付费电视不好管理 。 3．机上变换器方式（机顶盒是一种专门技术，不在讨论之列） 以用户为单元，在其电视接收机前加装机上变换器。特点: (1) 对信号作进一步的处理，提高了收视质量； (2) 可收看邻频(含增补频道)节目（目前已无太大意义）； (3) 增加了电视接收机的节目存储容量（目前已无太大意义）； (4) 为收看付费电视打下了基础； (5) 可以解决用普通电视机收看数字电视节目问题。 4．电视接收机直接收看方式 null5．7 双向有线电视系统 双向传输是有线电视实现多功能化和交互式业务的关键。 在双向(two-way或bidirectional)有线电视中，由前端向用户终端传送的信号叫下行信号或正向通路信号；信号从用户端向前端传送的通路称为反向通路或上行通路，相应的信号称为上行信号。 5．7．1 工作方式 双向CATV的工作方式指的是双向传输的实现方式或分割方法。 1．空间分割法 又称双缆法，利用两根缆线分别传送上、下行信号。 2．频率分割法 用同一缆线的不同频段分别传送上、下行信号。 3．时间分割法 这种分割方式类似于通信系统中的时分多址(TDMA)和时分复用(TDM)，它虽然不产生上、下行信号的交、互调干扰，但存在迟延现象，而且技术难度大，需要复杂的取样和传送设备，因此，目前还难以实现。 通常同轴电缆采用频率分割法，上行载频小于50MHz，下行载频在88～860 MHz之间 ，数字业务在高端；光缆采用空间分割法。null 5．7．2 双向CATV系统的组成 1．网给拓扑 （略） 2．构成方式 （略） 3．双向CATV的基本组成 双向CATV对下行信号的处理与一般有线电视基本一样，而对上行信号的处理比较复杂。 在系统输出口，上行调制器把上行信号调制到某一上行频道，由双向滤波器送入用户端，再经支线、干线传回前端。在传输干线中需要双向传输放大器。 双向传输放大器有双向放大器和双向滤波器组成，双向滤波器还可兼作电源插入器。 5．7．3 通信控制 为避免多个终端间相互竞争，需进行通信控制。在多终端共用同一频道时，常用时分方式控制。 第一种是查询方式；第二种是载波侦听多址接入/碰撞检测(CSMA/CD)方式；令牌方式。这种方式是巡回地把令牌分配于网中。 查询方式多用于信息量少的简单系统，令牌方式多用于环形网，而CSMA/CD方式对各终端机会均等 null 5．7．4 信息交换方式 1．分配扫描方式 又称查询方式或巡检方式，这种方式前端主动，用户被动，属于广播型交换方式。 2．点 — 点方式 在采用这种方式的网中，各用户以终端速率传输数据，只需前端一个频率变换器。 上行信息由用户(A)的调制解调器输出信号至前端，此时载频用fA1。fA1经前端频率变换后为fA2，fA2的下行信息用户(B)的调制解调器接收，从而完成由用户(A)到用户(B)的传输。 这是传统的信息交换方式，现已利用标准协议，如TCP/IP等。null5．8付费电视系统 付费电视是一种电视信号的有条件接收技术，常用于有线电视系统中。付费方式很多，日前常用的有统一付费方式(按频道每月付一次)、计时付费方式、按片付费(PPV)方式等。 5．8．1 付费电视的基本原理 付费电视就是用加扰(或加密)技术对发送的电视信号进行特定的变换处理，只有配备解扰(密)器并付费后才能有效收看。 5．8 ． 2 付费电视信号的加扰方法 电视信号的加扰方法很多，归纳起来，主要有对图像信号加扰、对伴音信号加扰或对两者都加扰三种，而且常常伴音不加扰，用以激发用户的购买欲望 。 null返回返回null返回