《有限電視信號(hào)》PPT課件.ppt

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1、第五章 有線電視系統(tǒng) 51 概 述 511定義與分類 1定義 有線電視系統(tǒng)是采用纜線(電纜或光纜)等作為傳輸媒質(zhì)來傳送電視節(jié)目的一種閉路電視系統(tǒng)CCTV(Closed-circuit television) 用CCTV 稱呼有線電視系統(tǒng)，容易與中國中央電視臺(tái)的簡稱CCTV (China Central Television)，所以國內(nèi)常常使用 CATV這個(gè)詞(共用天線系統(tǒng)/有線電視Community Antenna Television)，它以有線的方式在電視中心和用戶終端之間傳遞聲、像信息。所謂閉路，是指不向自由空間輻射，可供電視接收機(jī)通過無線接收方式直接接受的電磁波。 隨著技

2、術(shù)的發(fā)展，特別是光纜技術(shù)和雙向傳輸技術(shù)，以及衛(wèi)星和微波通信技術(shù)的發(fā)展，打破了傳統(tǒng)閉路與開路的界限，其傳輸媒質(zhì)包括從平衡電纜、同軸(射頻)電纜到光纜，再到衛(wèi)星和微波；提供的節(jié)目從一般的電視廣播到寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)，都有了長足的發(fā)展。有線電視網(wǎng)通過信息高速公路的主干線與世界各地相連，是實(shí)現(xiàn)全球個(gè)人通信(PC)的一條重要途徑。,(2) 分類 按照用途分，有線電視系統(tǒng)有廣播有線電視和專用有線電視(即應(yīng)用電視)兩類。應(yīng)用電視在緒論課中已作了簡單的介紹，這里只介紹廣播有線電視系統(tǒng)。 廣播有線電視的雛形是共用天線電視系統(tǒng)(Community Antenna Television ，簡

3、稱CATV)。它是在有利位置架設(shè)高質(zhì)量接收天線，經(jīng)有源或無源分配網(wǎng)絡(luò)，將收到的電視信號(hào)送到眾多電視機(jī)用戶，解決在難以接收電視信號(hào)環(huán)境中收看電視的問題。 共用天線電視系統(tǒng)的分配系統(tǒng)一般較小，多是為公寓大樓、賓館、飯店以及小型住宅區(qū)服務(wù)，它的前端也非常簡單。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們并沒有滿足“共用天線電視系統(tǒng)”原有概念所包含的內(nèi)容。把開路電視廣播、調(diào)頻廣播以及錄像機(jī)和調(diào)制器自行播放放的節(jié)目等通過同軸電纜分配給廣大電視用戶，這就是電纜電視系統(tǒng)CATV（Cable TV）。從這個(gè)意義上講，共用天線電視系統(tǒng)屬于電纜電視的范疇。但由于它們都簡稱CATV，因此有時(shí)也不加以區(qū)別而混用。實(shí)際上，它們是兩

4、種不同的系統(tǒng)。一般來講，電纜電視在前端有接收、處理信號(hào)的功能，傳輸分配網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和復(fù)雜程度，以及用戶終端數(shù)量等方面部比共用天線電視系統(tǒng)復(fù)雜得多。,2傳輸方式 應(yīng)用電視和廣播有線電視均采用同軸電纜或光纜以及微波和衛(wèi)星作為電視信號(hào)的傳輸介質(zhì)。 電視信號(hào)在傳輸過程中普遍采用兩種傳輸方式：一種是射頻信號(hào)傳輸，又稱高頻傳輸/頻帶傳輸；另一種是視頻信號(hào)傳輸，又稱低頻傳輸/基帶傳輸。應(yīng)用電視系統(tǒng)的終端通常是工業(yè)級(jí)的圖像監(jiān)視器，信號(hào)采用視頻輸入方式，所以在傳輸距離較近、視頻信號(hào)路數(shù)較少時(shí)，常常采用視頻信號(hào)傳輸方式；而廣播有線電視系統(tǒng)的終端為電視接收機(jī)，信號(hào)的輸入方式為射頻，所以通常采用射頻信號(hào)傳輸方式，

5、且保留著無線廣播制式和信號(hào)調(diào)制方式。 廣播有線電視系統(tǒng)在中近距離傳輸時(shí)，通常采用隔頻(道)傳輸、鄰頻(道)傳輸、增補(bǔ)頻道傳輸、雙向傳輸?shù)确绞剑鋫鬏斆劫|(zhì)一般是同軸電纜、光纜、平衡電纜等有線介質(zhì)。而在較遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，除用光纜和同軸電纜 光纜混合方式 （Hybrid Fiber Coax/Coaxial cable同軸電纜 ，簡稱HFC ）外，還常用微波和衛(wèi)星等無線傳輸媒質(zhì)。,3工作頻段及頻道,Z17Z36,(1) 有線電視的工作頻段及頻道分布 （ 標(biāo)準(zhǔn)頻道用DS、增補(bǔ)頻道用Z表示） (2) 隔頻（道）傳輸與鄰頻（道）傳輸 開路廣播采用隔頻傳輸，有線電視系統(tǒng)也可采用隔/鄰頻傳輸方

6、式。國內(nèi)大多數(shù)用戶的電視機(jī)高頻頭，都是具有AFC功能的電調(diào)諧高頻頭，中頻濾波器采用選擇性高的聲表面波濾波器(SAWF)，對(duì)鄰頻的抑制度可達(dá)40 dB以上，且采用同步檢波方式，基本上可以做到?jīng)]有鄰頻干擾，直觀收看效果可達(dá)4級(jí)以上，要實(shí)現(xiàn)鄰頻傳輸需要解決問題的是有線前端設(shè)備發(fā)射的頻譜要純。,(3) 增補(bǔ)頻道的劃分,(4) CATV頻道的劃分,(5) 有線電視的無線傳輸手段 主要有衛(wèi)星和微波兩種，而微波傳輸方式主要有多頻道微波分配系統(tǒng)MMDS(Multi-channel Microwave Distribution System 多頻道微波數(shù)字系統(tǒng))和調(diào)幅微波鏈路AML (Amplitude Mo

7、dulation Microwave Link)兩種。其中，MMDS的工作頻段為2.52.7GHz，帶寬為200 MHz，可容納24個(gè)PAL制電視頻道。AML的工作頻段為12.713.2GHz，帶寬為500 MHz，可傳送50套左有的PAL電視信號(hào)。當(dāng)然，若采用調(diào)頻微波鏈路FML(Frequency Modulation Microwave Link)，在遠(yuǎn)距離單頻道傳輸時(shí)，性能較好。 目前地面無線傳輸采用較多的是MMDS，系統(tǒng)價(jià)格較低，比較適合我國的國情。 4特性與功能 有線電視是現(xiàn)代家庭生活的第三根線，又稱圖像線(第一根線是電燈線，第二根線是電話線，第四根線是互聯(lián)網(wǎng)線)。圖像高質(zhì)

8、量， 系統(tǒng)頻帶寬（節(jié)目套數(shù)多），不僅消除了城市中的“天線森林”，有利于市容美化，還可以提供多種服務(wù)功能（增值業(yè)務(wù)）。 例如：付費(fèi)電視、視頻點(diǎn)播（VOD）、互聯(lián)網(wǎng)接入、IP電話、安全監(jiān)控、 遠(yuǎn)程教學(xué)/醫(yī)療。,512 有統(tǒng)電視系統(tǒng)的構(gòu)成,1基本組成(1) 接收信號(hào)源 (2) 前端設(shè)備(3) 干線傳輸系統(tǒng)。如干線放大器 (AGC)、 (ASC）和干線電纜或光纜 。 (4) 用戶分配網(wǎng)絡(luò) (5) 用戶終端 電視 接收、調(diào)頻廣播 、線纜調(diào)制解調(diào)器 (Cable Modem，PC機(jī)、IP電話等) 等。,線纜調(diào)制解調(diào)器 (Cable Modem)，連接電腦用 RJ-45 10Base-T 連接器， 下行

9、載波頻率在88860 MHz之間，采用64/256QAM方式，下行速率可達(dá)42.4M bps，上行調(diào)制頻率可高達(dá)42 MHz，采用QPSK/16QAM，上行速率最高可達(dá)10Mbps。,2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 主要有環(huán)形、樹形、星形三種。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)為樹形(同軸電纜)，光纖 同軸電纜混合網(wǎng)（HFC）的主干可以采用星形或環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中環(huán)形結(jié)構(gòu)的可靠性高，適合提供增值業(yè)務(wù)。,用光纜實(shí)現(xiàn)的具體的連接方式還有干線光纜FB(Fiber Backbone，本地前端或中心前端到支線)、光纖到節(jié)點(diǎn)FTTN(Fiber to the Node，前端到分配點(diǎn))、光纖到路邊FTTC(Fiber to the Curb)和光纖到最

10、后一個(gè)放大器FTTL(Fiber to the Last Amplifier)。其中，以FB中的光纖到支線FTF(Fiber to Feeder)和FTTN方式用得最多（大慶的部分中心地區(qū)已達(dá)到光纖到樓頭）。FTTN方式的特點(diǎn)是干線和支線都使用了光纖，使光纖延伸至分配網(wǎng)絡(luò)的中心；光接收機(jī)置于分配網(wǎng)絡(luò)的中心(光節(jié)點(diǎn))。 光纖和微波直接到終端在技術(shù)上沒有障礙，但目前成本太高，服務(wù)商和用戶均無法承受，所以目前較為先進(jìn)的有線電視網(wǎng)均為混合網(wǎng)。,3基本類型, 同軸電纜網(wǎng) 。傳輸距離10 km，比較適合于中小型或小型有線電視系統(tǒng) 。 混合網(wǎng)?；旌暇W(wǎng)有光纖 同軸電纜混合網(wǎng)HFC (Hybrid Fiber

11、 Coax / Coaxial cable)、微波 同軸電纜混合網(wǎng)、光纖 微波 同軸電纜混合網(wǎng)等幾種。其中，HFC是較理想的寬帶網(wǎng)，是當(dāng)今有線電視發(fā)展的主流。,雙向CATV光纖 同軸電纜混合網(wǎng)HFC,52信號(hào)接收與信號(hào)源 5 21 信號(hào)接收 1開路電視信號(hào)的接收 (1) 差值天線。所謂差值天線，就是兩副參數(shù)完全相同的天線按一定方式組合而成的天線。, 兩副天線處于同一水平面，正對(duì)需要接收的電視信號(hào)入射方向。 兩副天線的前后距離d等于電視信號(hào)中心波長0的一半。 兩副天線的左右間距D30/4，以避免兩副天線互相干擾。 干擾信號(hào)入射方向與兩副天線饋點(diǎn)間的連線方向垂直。, 兩副天線的兩條引下的饋線

12、長度相等，經(jīng)反相加法器(合成器)獲得輸出信號(hào)。,合成信號(hào)最小,合成信號(hào)最強(qiáng),(2) 可變方向性天線 改變天線陣中天線的間距或其相移，使天線陣方向性改變，可消重影抗干擾。, 分集接收天線。, 移相天線,式中，為信號(hào)波長,g為饋線中信號(hào)的波長。改變天線饋線的長度(即改變相移)，就可使天線陣的零輻射角對(duì)準(zhǔn)重影信號(hào)。,2衛(wèi)星電視信號(hào)的接收,衛(wèi)星電視信號(hào)接收天線有兩種基本類型：一是主焦點(diǎn)拋物面天線，它只有一個(gè)反射面，二是卡塞格倫天線，它除了主反射面(拋物面)外，還有副反射面，電波經(jīng)兩次反射后才集中到一點(diǎn)。卡塞格淪天線的成本較高，特別適合于熱,帶的衛(wèi)星電視接收站使用，因?yàn)樗牡驮肼暦糯笃?LNA)可以放

13、在拋物面背后，避免陽光直射。非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的偏置拋物面天線，可以避免拋物面反射器受到饋源、副反射器及其支撐桿的遮擋，從而減小天線增益的下降和旁瓣的增高多。 拋物面天線可分為旋壓成形、沖壓成形、玻璃纖維和金屬網(wǎng)等四種類型。為防止對(duì)太陽光聚焦，大多數(shù)拋物面天線的涂料均采用具有較小顆粒的銀灰色油漆（當(dāng)然黑色油漆最好，但不美觀）。,接收天線除了要有足夠高的增益和盡可能低的噪聲外，還要有正確的天線指向和極化方式。目前應(yīng)用的接收天線，口徑主要有1m、3m、4.5m、5m、6m、7m、7.3m、10m等幾種，一般說來口徑越大增益越高，它們都工作在C波段或Ku波段（實(shí)際取決于高頻頭 ），通常能在-50+45環(huán)境

14、下工作，可抗1012級(jí)風(fēng)。,3衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)基本組成 拋物面天線把來自空中的衛(wèi)星信號(hào)能量會(huì)聚成一點(diǎn)(焦點(diǎn))。 饋源是在拋物面天線的焦點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)接受衛(wèi)星信號(hào)的喇叭形裝置。 高頻頭（LNB亦稱降頻器）是將饋源送來的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行降頻和放大后傳送至衛(wèi)星接收機(jī)。 衛(wèi)星接收機(jī)是將高頻頭輸送來的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，輸出衛(wèi)星電視圖像信號(hào)和伴音信號(hào)。,饋源一體化高頻頭,饋源,DBS：直播衛(wèi)星 (direct-broadcast satellite),53前端系統(tǒng) 531 前端系統(tǒng)及其要求 前端系統(tǒng)主要作用是進(jìn)行信號(hào)處理：信號(hào)的分離、信號(hào)的放大、電平調(diào)整和控制、頻譜變換(調(diào)制、解調(diào)、變頻)、信號(hào)的

15、混合以及干擾信號(hào)的抑制。前端設(shè)備主要是射頻和中頻信號(hào)處理設(shè)備，如天線放大器、頻道濾波器、調(diào)制器、混合器、導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器等。主要特性指標(biāo)有四項(xiàng)：頻率范圍、載噪比(C/N)、用戶電平和干擾抑制。 有線電視系統(tǒng)的頻道設(shè)置 對(duì)于充分利用VHF頻段的300MHz系統(tǒng) (N為頻道數(shù)量)： N7：隔頻設(shè)置，即用DS-1、DS-3、DS-5、DS-6、DS-8、DS-10、DS-12； 8N10：隔頻設(shè)置，加增補(bǔ)頻道； 11N19；鄰頻設(shè)置，加增補(bǔ)頻道，即用DS-1DS-12和Z 1Z7； 20N28：鄰頻設(shè)置，加增補(bǔ)頻道，即用DS-1DS-12、Z 1Z7和Z 8Z16。 這種設(shè)置對(duì)傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)

16、要求較低，系統(tǒng)造價(jià)較為經(jīng)濟(jì)。但是，用戶中大量現(xiàn)有的非CATV對(duì)應(yīng)的電視接收機(jī)無法接受全部16個(gè)300MHz以下的增補(bǔ)頻道，而目前550 MHz系統(tǒng)的造價(jià)與300MHz系統(tǒng)相比并不十分昂貴，所以實(shí)際的CATV多為550 MHz以上的系統(tǒng)，且基本上采用了鄰頻傳輸技術(shù)。當(dāng)然，300MHz系統(tǒng)對(duì)于電視節(jié)目套數(shù)較少的邊遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)還多少具有一些吸引力。,系統(tǒng)的載噪比 系統(tǒng)的載噪比主要由前端載噪比決定。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：若有線電視系統(tǒng)的載噪比C/N43dB，則要求前端系統(tǒng)的載噪比(C/N)h為,式中，K為分配系數(shù)，若是K0.3，則(C/N)h48.2dB。前端的輸入信號(hào)電平應(yīng)為,式中，2.5dB為75噪聲源內(nèi)

17、阻上的等效噪聲電平。若前端系統(tǒng)的NF 8dB，則 S 應(yīng)為58.7dB(我國通常指 ，即約861V) 。 應(yīng)當(dāng)指出，前端系統(tǒng)的輸入信號(hào)電平不能太低，也不能太高。太低時(shí)載噪比指標(biāo)不能滿足，用戶接收質(zhì)量差；太高時(shí)容易產(chǎn)生非線性失真。一般要求前端系統(tǒng)的輸入電平為5690 ，如果天線輸出電平不足，需加低噪聲的天線放大器；如果天線輸出電平太高，需加衰減器或頻道變換器。天線輸出電平是可以實(shí)測(cè)的。 在前端系統(tǒng)中，各頻道之間的電平差別要小。這樣才能保證在多頻道信號(hào)群中，不會(huì)由于信號(hào)電平太低而引起信噪比下降；也不會(huì)由于信號(hào)電平過高而使放大器進(jìn)入非線性區(qū)而產(chǎn)生交調(diào)和互調(diào)失真。通常要求鄰頻道電平差小于3dB

18、。,532 前端系統(tǒng)的組成 1前端系統(tǒng)的基本組成方式 (1) 常見型 (2) 重新調(diào)制型 重新調(diào)制型前端是先把接收的信號(hào)解調(diào)出來，然后重新調(diào)制到所需的頻道上去。這種方式可以使聲、像的電平恒定，且能分別進(jìn)行調(diào)整，改頻容易，交調(diào)干擾較小，較適合于中型有線電視系統(tǒng)。 (3) 外差型,大型有線電視前端系統(tǒng)通常設(shè)置有導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器，它所產(chǎn)生的導(dǎo)頻信號(hào)是為了傳輸系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)增益控制(AGC)和自動(dòng)斜率控制(ASC)，從而保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量。有線電視系統(tǒng)常設(shè)三個(gè)導(dǎo)頻，第一導(dǎo)頻為47MHz，第二導(dǎo)頻為110.7MHz，第三導(dǎo)頻為229.5MHz。此外，在付費(fèi)電視的前端系統(tǒng)中，往往需要加裝加密或加

19、擾設(shè)備。 2有線電視前端系統(tǒng)的發(fā)展過程 有線電視前端系統(tǒng)的發(fā)展可以分為三個(gè)階段。 第一階段為傳統(tǒng)型前端系統(tǒng)常。見型前端和重新調(diào)制型前端多屬于傳統(tǒng)型前端，常用隔頻傳輸方案。其信號(hào)處理主要包括信號(hào)放大、解調(diào)/調(diào)制、混合、頻譜變換以及干擾信號(hào)的濾波等。類設(shè)備多采用分立元件，信號(hào)處理簡單、性能很難提高。 第二階段為鄰頻前端系統(tǒng)。鄰頻傳輸頻帶利用率高(300 MHz鄰頻系統(tǒng)頻道可高達(dá)27個(gè)，頻帶資源利用率超過90)，傳輸容量大，信號(hào)質(zhì)量高。（一般采用解調(diào)/調(diào)制中頻處理方式） 第三階段為新一代組合式鄰頻前端。這種前端系統(tǒng)的頻道數(shù)目較多，采用鄰頻傳輸和增補(bǔ)頻道技術(shù)，一般為是550 MHz或8

20、60MHz系統(tǒng)，采用中頻轉(zhuǎn)換、SAWF濾波和PLL頻率合成技術(shù)，具有輸出頻道可在頻段內(nèi)用捷變頻選擇和多頻道鄰頻傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，而且?guī)庖种埔矟M足大于60 dB的要求。,533前端設(shè)備 1前端系統(tǒng)中的放大器 (1)天線放大器 弱場(chǎng)強(qiáng)區(qū)用，天線輸出電平5760 ，分頻道型、寬帶型。 (2 ) 頻道放大器 用于頻道放大、抑制帶 外干擾、電平控制，一般具 有AGC功能。,2頻道轉(zhuǎn)換器 只進(jìn)行載頻搬移而不改變頻譜結(jié)構(gòu)的頻率變換器。當(dāng)開路接收的信號(hào)頻道與有線傳輸?shù)念l道不同時(shí)使用。 UV轉(zhuǎn)換器 UZ轉(zhuǎn)換器 VU轉(zhuǎn)換器 VV轉(zhuǎn)換器,3頻道處理（可替代頻道轉(zhuǎn)換器，指標(biāo)高于

21、頻道轉(zhuǎn)換器） 有外差型和解調(diào) 調(diào)制型。與二次變頻的頻道轉(zhuǎn)換器相比，它主要多了中頻處理器和中頻AGC兩部分?？稍谥蓄l將圖像與伴音進(jìn)行分離，并進(jìn)行伴音電平的調(diào)節(jié)后，再與圖像信號(hào)進(jìn)行混合。,外差型,,4調(diào)制器 調(diào)制器是將視頻和音頻信號(hào)變換成射頻電視信號(hào)的裝置，調(diào)制器有高頻(直接)調(diào)制和中頻調(diào)制兩種方案，推薦使用中頻調(diào)制型。,中頻調(diào)制型僅對(duì)中頻進(jìn)行VSB濾波，所以VSB濾波器只需一種中頻VSB濾波器，而直接調(diào)制型則需要多種VSB濾波器來對(duì)應(yīng)不同的頻道。,5混合器 混合器是把兩路或多路信號(hào)混合成一路輸出的設(shè)備，主要技術(shù)指標(biāo)是：插入損耗(要小)、隔離度(要大，一股要求20dB)、帶外衰減(要大)、輸

22、入輸出阻抗(通常為75)。 (1) 有源與無源混合器：有源混合器不僅沒有插入損耗，而是有1030dB的增益。 (2) 頻段/頻道濾波器式與寬帶變壓器式（無源混合器）：它們分別屬于頻率分隔混合和功率混合方式。 頻段混合器 高通和低通濾波器的組合； 頻道混合器帶通濾波器。 寬帶變壓器混合器的插入損 耗較大，但結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。,6導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器 為了自動(dòng)增益控制(AGC)和自動(dòng)斜率控制(ASC)的需要而加入的幅度/頻率恒定的信號(hào)，常由晶體振蕩器構(gòu)成，但目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)頻信號(hào)的幅度一般低于電視信號(hào)的幅度(通常為610dB)，以減輕干線放大器的負(fù)擔(dān)、保證交調(diào)指標(biāo)。,,信號(hào)來源,射頻信號(hào),視

23、頻/音頻信號(hào),天線放大,,解調(diào)器,,衛(wèi)星接收,,,,無源混合器,,,頻道放大,,頻道放大,,頻道放大,,,,中頻調(diào)制型頻道處理,增益可調(diào),,,,典型的前端示意圖,去傳輸干線,,54 傳輸系統(tǒng) 541傳輸系統(tǒng)概述 傳輸系統(tǒng)是把前端的電視信號(hào)送至分配網(wǎng)絡(luò)的中間傳輸部分。在大型有線電視系統(tǒng)中，主要指干線和支線(也可能有超干線)；在中、小型有線電視系統(tǒng)中，通常只有支線。 傳輸系統(tǒng)通常由發(fā)送、傳輸和接收等三部分組成，信號(hào)傳輸方式有同軸電纜、光纜和微波等三種。 542 傳輸媒質(zhì)（傳輸方式） 1射頻同軸電線 (1) 基本結(jié)構(gòu) 內(nèi)導(dǎo)體：單實(shí)芯導(dǎo)線/多芯銅絞線 絕緣體：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯

24、/實(shí)芯、半空氣、空氣絕緣 外導(dǎo)體：金屬管狀、鋁塑復(fù)合包帶、編織網(wǎng)或加鋁塑復(fù)合包帶 護(hù)套：室外用黑色聚乙烯、室內(nèi)用淺色的聚氯乙烯 特殊結(jié)構(gòu)：自承式架空敷設(shè)、鋼帶鎧裝埋地敷設(shè) (2) 性能 特性阻抗：有線電視系統(tǒng)75/通信常用50,傳輸線要求阻抗匹配、均勻，偏差越小越好。, 衰減常數(shù)：內(nèi)、外導(dǎo)體的損耗r和絕緣介質(zhì)的損耗g,為絕緣體損耗正切角，f 為頻率(Hz)。衰減常數(shù)的單位是dB/100m，越小越好。,與驅(qū)膚效應(yīng)相關(guān),, 駐波系數(shù)與反射損耗：若電纜線路上有反射波，它與行波相互作用就會(huì)產(chǎn)生駐波。電纜上某些點(diǎn)的最大振幅值Umax與最小振幅值Umin之比稱為駐波系數(shù) S。當(dāng)為電纜輸出端的反

25、射系數(shù)時(shí)：,駐波系數(shù)越小，由于反射而帶來的信號(hào)損耗就越小。, 屏蔽系數(shù)與屏蔽衰減。屏蔽系數(shù)表示屏蔽作用的大小，屏蔽衰減越大越好，一般在85dB以上，好一點(diǎn)的在110dB以上。 溫度特性。同軸電纜衰減隨溫度的變化率，越小越好。,S1,(3) 同軸電纜的發(fā)展與規(guī)格 SYK型實(shí)芯聚乙烯絕緣同軸電纜，介電常致高、衰減大。 以SSYV型化學(xué)發(fā)泡聚乙烯絕緣同軸電纜為代表，它比實(shí)芯電纜的介電常數(shù)小，電氣性能有所改善。但由于tan增大較多(約6倍)，因而在UHF頻道傳輸時(shí)，衰減增大。 第三代產(chǎn)品是SYKV縱孔聚乙烯絕緣同軸電纜。介電常數(shù)更低，減小了高頻道的損耗，致命弱點(diǎn)是防潮防火性能差。

26、 SYWV/SYWFY型物理（高）發(fā)泡聚乙烯絕緣電纜是第四代產(chǎn)品。這種電纜衰減小，傳輸速率快，防潮防水性能也較好。 還有一種同軸電線，采用具有專利權(quán)的竹節(jié)式結(jié)構(gòu)，其介質(zhì)主要是空氣，接近1，性能較好。,,2光纜（略） 3微波（略） 543 傳輸方式（有線傳輸、無線傳輸、混合傳輸） 1同軸電纜傳輸 同軸電纜衰耗較大，干線傳輸常常要使用一些放大器和均衡器，可傳輸距離短（受放大器允許數(shù)量限制）。 2光纜傳輸 光纖的損耗很小，在一定距離內(nèi)不需放大；光纖的頻率特性好，不需要進(jìn)行均衡處理。 (1) 基本組成,(2) 光調(diào)制方式 光調(diào)制方式有模擬和數(shù)字兩種。,(3)

27、 光纜的多路傳輸 光纜的多路傳輸指的是用一根光纜同時(shí)傳輸多路電視信號(hào)。常用的光多路傳輸?shù)姆绞接胁ǚ侄嗦?WDM= Wavelength-division Multiplexing)和頻分多路(FDM=Frequency-division Multiplexing)。,適合于雙向傳輸,適合傳輸模擬信號(hào),3(光纜+電纜)傳輸（HFC） 這是一種常見的混合傳輸方式，其特點(diǎn)是用光纜做主干線和支干線，在用戶小區(qū)用電纜作樹枝狀的分配網(wǎng)絡(luò)。,4無線傳輸 (1) 單/多路PM微波電視傳輸,優(yōu)點(diǎn)：傳輸容量大，傳輸距離遠(yuǎn)，信號(hào)質(zhì)量高。 缺點(diǎn)：系統(tǒng)比較復(fù)雜,(2) MMDS系統(tǒng) 特點(diǎn)：調(diào)幅方式為VSB

28、方式，與廣播電視兼容，接收系統(tǒng)比較簡單，下變頻后的信號(hào)可直接進(jìn)入CATV前端或用戶。由于是調(diào)幅方式，信號(hào)保真度不如調(diào)頻。,(3) AML系統(tǒng) 調(diào)幅微波鏈路AML的帶寬為500 MHz，定向發(fā)射，可傳50套左右的PAL制電視節(jié)目（MMDS為24套），系統(tǒng)采用單邊帶抑制載波調(diào)幅方式，系統(tǒng)要求和指標(biāo)都比較高。微波接收機(jī)是鎖相接收機(jī)，它將微波頻率向下群變換到有線電視頻帶內(nèi)，直接饋入CATV網(wǎng)中。,54 4 傳輸設(shè)備 1放大器 在電纜傳輸系統(tǒng)中使用的放大器主要有干線放大器、干線分支(橋接)放大器和干線分配(分路)放大器。在光纜傳輸系統(tǒng)中傳輸距離較長時(shí)要使用光放大器。 (1) 干線放大器 干

29、線放大器的指標(biāo)主要有增益G、輸出電平Vom和噪聲系數(shù)NF。增益一般在2030 dB之間，其電源通常采用低壓工頻交流電，利用專用供電器經(jīng)同軸電纜供電。 干線放大器的分類與組成 手控增益(MGC)和斜率均衡放大器。 手控增益和斜率均衡加溫度補(bǔ)償放大器。 AGC干線放大器(第三類干 線放大器)。 帶斜率補(bǔ)償?shù)腁GC干線放 大器(第四類干線放大器)。 ALC干線放大器（第五類 干線放大器）。, 干線放大器電路 晶體管型、IC、模塊型，電路可分為推挽式、功率倍增(功率合成)式、前饋式、組合式等多種電路。 電纜衰減與頻率有關(guān)，干線放大器在傳輸頻帶的高端(fH)和低端(fL)可

30、以有不同的輸入、輸出電平(電平傾斜) 。 全傾斜方式：入平，出斜： fH側(cè)電平高。 半傾斜方式：輸入端 fL側(cè)電平高，輸出端fH側(cè)電平高。 平坦方式：出平，入斜： fH側(cè)電平低。不推薦！,(2) 干線分支和分配放大器 干線分支放大器又稱橋接放大器。它除一個(gè)干線輸出端外，還有幾個(gè)定向耦合(分支)輸出端，將干線中信號(hào)的一小部分取出，然后再經(jīng)放大送往用戶或支線。 干線分配放大器有多個(gè)分配輸出端，各端輸出電平相等。它通常處于干線末端，用以傳輸幾條支線。 (3) 光放大器 （略） 2均衡器(EQ) （干線放大器中采用）,在有線電視的信號(hào)傳輸過程中，為使各頻道信號(hào)的電平差始終保持在規(guī)定

31、的范圍內(nèi)，通常要采內(nèi)均衡措施。 均衡器是頻率特性與電纜相反的無源器件，通常為T橋四端網(wǎng)絡(luò)。 3光端機(jī)（光端機(jī)包括光發(fā)射機(jī)和接收機(jī)） (1) 光發(fā)射機(jī) 光發(fā)射機(jī)主要功能是電/光(E/O)轉(zhuǎn)換，電信號(hào)可以是基帶、中頻、射頻或微波的模擬或數(shù)字信號(hào)，對(duì)光信號(hào)的調(diào)制可以采用調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相方式。 (2) 光接收機(jī) 光接收機(jī)的主要功能是將已調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(O/E)。,4其它設(shè)備 (1) 光分路(耦合)器 它有均分路器和非均分路器兩種。從結(jié)構(gòu)上看，它有星型和樹枝型，即MN型和1N型，在有線電視中常用后者。,(2) 光纖活動(dòng)連接器 光纖鏈路的接續(xù)，可分為永久性的和活動(dòng)性的兩種。永久性的接續(xù)，大多采用

32、熔接法、粘接法或固定連接器來實(shí)現(xiàn)；活動(dòng)性的接續(xù)，一般采用活動(dòng)連接器來實(shí)現(xiàn)。 光纖活動(dòng)連接器（活接頭、光纖連接器），是用于連接兩根光纖或光纜形成連續(xù)光通路的可以重復(fù)使用的無源器件，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在光纖傳輸線路、光纖配線架和光纖測(cè)試儀器、儀表中，是目前使用數(shù)量最多的光無源器件,554 傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1設(shè)計(jì)要素 傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)要考慮的易基本的有三大條件，即三要素，它們是工作頻段(fL、 fH)、傳輸長度（距離）、工作條件(如溫度等)。 工作頻段決定頻道數(shù)量，并與傳輸方式有關(guān)。傳輸距離，它可以是相鄰兩干線放大器之間的距離，也可以是總的傳輸距離。傳輸距離的表示方法可用纜線的長度直接表示，也可用電

33、長度(E)間接表示。所謂電長度E，指的是在傳輸長度內(nèi)所有放大器的總增益E：,2設(shè)計(jì)依據(jù) 傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)是系統(tǒng)的性能參數(shù)，主要有載噪比、非線性指標(biāo)等。(請(qǐng)自行閱讀) 用電長度E表示傳輸距離，與電纜的衰減系數(shù)無關(guān)，但電纜的溫度系數(shù)會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生電平波動(dòng)S，而S與E有關(guān)，為 SEt (dB) 式中，t為溫度的最大變化量,3設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大型系統(tǒng)可選用混合網(wǎng)主要是FTTN+電纜分配網(wǎng)，中、小型系統(tǒng)可考慮選用同軸電纜網(wǎng)。 (2) 傳輸鏈路設(shè)計(jì) 電纜傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳輸系統(tǒng)輸出電平通常選為70 dBuv，考慮到各種被動(dòng)和誤差，再根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，決定系統(tǒng)允許的電平波

34、動(dòng)S并求出E，通常小于143dB。若采用AGC或ALC放大器，電長度E 可延長至220 dB左右。由電纜的衰減特性(在fH處衰減值為IH dB/m)，可求出實(shí)際傳輸長度為,例如：860MHz系統(tǒng)， 傳輸電纜為某廠的SYWV75-12（=0.2%/m，在865MHz 的衰減量約為0.1dB/m），t =80，S =20 dBuv，則E為,實(shí)際傳輸電纜最大允許長度為,光纜傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 光節(jié)點(diǎn)的選定(劃分片區(qū))。以每個(gè)光接收機(jī)覆蓋(12)km2或以10003000用戶為原則劃分片區(qū)，光接收機(jī)置于片區(qū)中心。 確定鏈路總損耗。光纜CATV鏈路包括光分路器、光纜、活動(dòng)連接器、固定接頭等。光鏈路的設(shè)計(jì)實(shí)

35、際上是光功率的分配。 光鏈路總損耗為,式中，l 為光纜長度，h為固定接頭數(shù)，R為分路器的分光比，k為活動(dòng)連接器數(shù)。L在設(shè)計(jì)時(shí)要留有一定的裕量（一般為1dB）。 選擇相應(yīng)的光端機(jī)。根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)、廠家光端機(jī)性能，結(jié)合光鏈路損耗選擇合適的光端機(jī)。 應(yīng)當(dāng)注意，在光鏈路設(shè)計(jì)中，要充分發(fā)揮光功率的效益，達(dá)就要求：光功率不能浪費(fèi)、也不允許留太多裕量，一般要小于1.9；選取的光路要最短；應(yīng)盡量減少鏈路中的接頭。,55分配系統(tǒng) 551 作用、組成與特點(diǎn) 1分配系統(tǒng)的作用 分配系統(tǒng)的作用主要是把傳輸系統(tǒng)來的信號(hào)分配至各個(gè)用戶點(diǎn)。,2 分配系統(tǒng)的組成 分配系統(tǒng)由放大器和分配網(wǎng)組成。分配網(wǎng)絡(luò)的形式

36、很多，但都是由分支器或分配器及電纜組成。 3分配系統(tǒng)的特點(diǎn) 分配系統(tǒng)考慮的主要問題是高效率的電平分配，其主要指標(biāo)是 交、互調(diào)比，載噪比，用戶電平(系統(tǒng)輸出口電平)等。 (1)用戶電平和工作電平高 這是有線電視系統(tǒng)中唯一需要高電平工作的地方。只有這樣，才能提高分配效率，增加服務(wù)數(shù)。通常用戶電平可取70 dBuv 。 (2)系統(tǒng)長度短，放大器級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)少(通常只有一、二級(jí))，且放大器可不進(jìn)行增益和斜率控制。,552 分配方式（常為電纜網(wǎng)） 1串接分支鏈方式 這是分配網(wǎng)絡(luò)中常用的分配方式。串接的分支器數(shù)目與分支器的插入損耗和電纜衰減有關(guān)。通常在VHF系統(tǒng)中，一條分支鏈上可串接二十幾個(gè)

37、分支器，在全頻道系統(tǒng)中，一條分支鏈上串接的分支數(shù)小于8個(gè)。在最后一個(gè)分支器的輸出端要接上一個(gè)75的匹配電阻。,2分配(器) 分配(器)方式 分配網(wǎng)絡(luò)中使用的均是分配器，且常用兩級(jí)分配形式。需要注意的是，每,個(gè)分配器的每個(gè)輸出端都要阻抗匹配，若某一端口不用時(shí)要接一個(gè)75負(fù)載。 3分支 (器) 分支(器)方式 這種方式較適于分散的、數(shù)目不多的用戶終端系統(tǒng)。在最后一個(gè)分支器的輸出端要接上一個(gè)75的匹配電阻,4分配(器) 分支(器)方式 這是一種最常用的分配方式。在分配 分支網(wǎng)絡(luò)個(gè)分支端可以空載，但最后一個(gè)分支器的輸出端仍要接上一個(gè)75（1/4W）的匹配負(fù)載電阻。 5分配(器)一分支分配(器

38、)方式 (多分支輸出端分支器) 這種方式帶的用戶終端較多，但分配器輸出端不要空載。,563 放大器、分配器和分支器 1放大器 (1)分配放大器 它處于干線傳輸系統(tǒng)的末端，以輸出幾路分配所需的電平。它通常無AGC和ASC功能。 (2)線路延長放大器 它又稱線路放大器或延長放大器，其作用是提高信號(hào)電平。線路放大器結(jié)構(gòu)簡單，增益通常為2030 dB，輸出電平較高，一般都在110dBuv以上。,2分配器 分配器是將一路輸入信號(hào)均等或不均等地分配為兩路以上信號(hào)的部件。常用的有二配器、三分配器、四分配器和六分配器等。分配損耗大于20dB，輸入、輸出阻抗為75，各端口的電壓阻波比2。,

39、3分支器 分支器一般被串在分支線中，取出信號(hào)能量的一部分饋送給用戶。是直接與用戶終端相連的分支設(shè)備，又稱為串接單元。 分支器由一個(gè)主路輸入端(IN)、一個(gè)主路輸出端(OUT)和若干個(gè)分支輸出端(BR)構(gòu)成 。,在分支器中信號(hào)的傳輸是有方向性的。因此分支器又稱定向耦合器，它可作混合器使用。 分支器的主要性能指標(biāo)有插入損耗Ld、分支損耗Lb、相互隔離度S和反向隔離度Sr等。,反向隔離度Sr通常在25dB以上。,56 用戶終端 目前常用用戶終端的是電視接收機(jī)及機(jī)上變換器（機(jī)頂盒）。 561常用終端技術(shù) 1有線電視接收機(jī)方式 這是一種專用接收技術(shù)，它既能收看普通電視信號(hào)，也能收看鄰頻信號(hào)

40、或增補(bǔ)頻道節(jié)目、付費(fèi)電視（數(shù)字電視節(jié)目）。目前這種接收機(jī)的市場(chǎng)很?。ㄖ饕膯栴}是收看付費(fèi)電視的需求問題）。 2集中群變換方式 以某一集中區(qū)域?yàn)閱卧?，用一個(gè)電視頻率變換站來控制該區(qū)域中的用戶終端。這是一種過渡方式，對(duì)付費(fèi)電視不好管理 。 3機(jī)上變換器方式（機(jī)頂盒是一種專門技術(shù)，不在討論之列） 以用戶為單元，在其電視接收機(jī)前加裝機(jī)上變換器。特點(diǎn): (1) 對(duì)信號(hào)作進(jìn)一步的處理，提高了收視質(zhì)量； (2) 可收看鄰頻(含增補(bǔ)頻道)節(jié)目（目前已無太大意義）； (3) 增加了電視接收機(jī)的節(jié)目存儲(chǔ)容量（目前已無太大意義）； (4) 為收看付費(fèi)電視打下了基礎(chǔ)； (5) 可以解決用普通電視機(jī)收看

41、數(shù)字電視節(jié)目問題。 4電視接收機(jī)直接收看方式,57 雙向有線電視系統(tǒng) 雙向傳輸是有線電視實(shí)現(xiàn)多功能化和交互式業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。 在雙向(two-way或bidirectional)有線電視中，由前端向用戶終端傳送的信號(hào)叫下行信號(hào)或正向通路信號(hào)；信號(hào)從用戶端向前端傳送的通路稱為反向通路或上行通路，相應(yīng)的信號(hào)稱為上行信號(hào)。 571 工作方式 雙向CATV的工作方式指的是雙向傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方式或分割方法。 1空間分割法 又稱雙纜法，利用兩根纜線分別傳送上、下行信號(hào)。 2頻率分割法 用同一纜線的不同頻段分別傳送上、下行信號(hào)。 3時(shí)間分割法 這種分割方式類似于通信系統(tǒng)中的時(shí)分多址(TDMA)和時(shí)分復(fù)用

42、(TDM)，它雖然不產(chǎn)生上、下行信號(hào)的交、互調(diào)干擾，但存在遲延現(xiàn)象，而且技術(shù)難度大，需要復(fù)雜的取樣和傳送設(shè)備，因此，目前還難以實(shí)現(xiàn)。 通常同軸電纜采用頻率分割法，上行載頻小于50MHz，下行載頻在88860 MHz之間 ，數(shù)字業(yè)務(wù)在高端；光纜采用空間分割法。,572 雙向CATV系統(tǒng)的組成 1網(wǎng)給拓?fù)?（略） 2構(gòu)成方式 （略） 3雙向CATV的基本組成 雙向CATV對(duì)下行信號(hào)的處理與一般有線電視基本一樣，而對(duì)上行信號(hào)的處理比較復(fù)雜。 在系統(tǒng)輸出口，上行調(diào)制器把上行信號(hào)調(diào)制到某一上行頻道，由雙向?yàn)V波器送入用戶端，再經(jīng)支線、干線傳回前端。在傳輸干線中需要雙向傳輸放大器。 雙向

43、傳輸放大器有雙向放大器和雙向?yàn)V波器組成，雙向?yàn)V波器還可兼作電源插入器。 573 通信控制 為避免多個(gè)終端間相互競(jìng)爭(zhēng)，需進(jìn)行通信控制。在多終端共用同一頻道時(shí)，常用時(shí)分方式控制。 第一種是查詢方式；第二種是載波偵聽多址接入/碰撞檢測(cè)(CSMA/CD)方式；令牌方式。這種方式是巡回地把令牌分配于網(wǎng)中。 查詢方式多用于信息量少的簡單系統(tǒng)，令牌方式多用于環(huán)形網(wǎng)，而CSMA/CD方式對(duì)各終端機(jī)會(huì)均等,574 信息交換方式 1分配掃描方式 又稱查詢方式或巡檢方式，這種方式前端主動(dòng)，用戶被動(dòng)，屬于廣播型交換方式。,2點(diǎn) 點(diǎn)方式 在采用這種方式的網(wǎng)中，各用戶以終端速率傳輸數(shù)據(jù)，只需前端一個(gè)頻率

44、變換器。 上行信息由用戶(A)的調(diào)制解調(diào)器輸出信號(hào)至前,端，此時(shí)載頻用fA1。fA1經(jīng)前端頻率變換后為fA2，fA2的下行信息用戶(B)的調(diào)制解調(diào)器接收，從而完成由用戶(A)到用戶(B)的傳輸。,這是傳統(tǒng)的信息交換方式，現(xiàn)已利用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，如TCP/IP等。,58付費(fèi)電視系統(tǒng) 付費(fèi)電視是一種電視信號(hào)的有條件接收技術(shù)，常用于有線電視系統(tǒng)中。付費(fèi)方式很多，日前常用的有統(tǒng)一付費(fèi)方式(按頻道每月付一次)、計(jì)時(shí)付費(fèi)方式、按片付費(fèi)(PPV)方式等。 581 付費(fèi)電視的基本原理 付費(fèi)電視就是用加擾(或加密)技術(shù)對(duì)發(fā)送的電視信號(hào)進(jìn)行特定的變換處理，只有配備解擾(密)器并付費(fèi)后才能有效收看。 58 2 付費(fèi)電視信號(hào)的加擾方法 電視信號(hào)的加擾方法很多，歸納起來，主要有對(duì)圖像信號(hào)加擾、對(duì)伴音信號(hào)加擾或?qū)烧叨技訑_三種，而且常常伴音不加擾，用以激發(fā)用戶的購買欲望 。,返回,返回,返回,