《有限電視信號》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的簡稱CCTV (China Central Television)，所以國內(nèi)常常使用 CATV這個詞(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，可供電視接收機通過無線接收方式直接接受的電磁波。 隨著技術(shù)的發(fā)展，特別

2、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，是實現(xiàn)全球個人通信(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(即應用電視)兩類。應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 ，簡稱CATV)。它是在有

3、利位置架設高質(zhì)量接收天線，經(jīng)有源或無源分配網(wǎng)絡，將收到的電視信號送到眾多電視機用戶，解決在難以接收電視信號環(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，它的前端也非常簡單。由于科學技術(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，因此有時也不加以區(qū)別而混用。實際上，它們是兩種不同的系統(tǒng)。一般來講，電

4、纜電視在前端有接收、處理信號的功能，傳輸分配網(wǎng)絡的規(guī)模和復雜程度，以及用戶終端數(shù)量等方面部比共用天線電視系統(tǒng)復雜得多。,2傳輸方式 應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)星作為電視信號的傳輸介質(zhì)。 電視信號在傳輸過程中普遍采用兩種傳輸方式：一種是射頻信號傳輸，又稱高頻傳輸/頻帶傳輸；另一種是視頻信號傳輸，又稱低頻傳輸/基帶傳輸。應用電視系統(tǒng)的終端通常是工業(yè)級的圖像監(jiān)視器，信號采用視頻輸入方式，所以在傳輸距離較近、視頻信號路數(shù)較少時，常常采用視頻信號傳輸方式；而廣播有線電視系統(tǒng)的終端為電視接收機，信號的輸入方式為射頻，所以通常采用射頻信號傳輸方式，且保留著無線廣播制式和信號調(diào)制方

5、式。 廣播有線電視系統(tǒng)在中近距離傳輸時，通常采用隔頻(道)傳輸、鄰頻(道)傳輸、增補頻道傳輸、雙向傳輸?shù)确绞?，其傳輸媒質(zhì)一般是同軸電纜、光纜、平衡電纜等有線介質(zhì)。而在較遠距離傳輸時，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 （ 標準頻道用DS、增補頻道用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/鄰頻傳輸方式。國內(nèi)大多數(shù)用戶的電視機高頻頭，都是具有AFC功

6、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)，對鄰頻的抑制度可達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4級以上，要實現(xiàn)鄰頻傳輸需要解決問題的是有線前端設備發(fā)射的頻譜要純。,(3) 增補頻道的劃分,(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 Modulation Microwave Link)兩種

7、。其中，MMDS的工作頻段為2.52.7GHz，帶寬為200 MHz，可容納24個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。當然，若采用調(diào)頻微波鏈路FML(Frequency Modulation Microwave Link)，在遠距離單頻道傳輸時，性能較好。 目前地面無線傳輸采用較多的是MMDS，系統(tǒng)價格較低，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)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”

8、，有利于市容美化，還可以提供多種服務功能（增值業(yè)務）。 例如：付費電視、視頻點播（VOD）、互聯(lián)網(wǎng)接入、IP電話、安全監(jiān)控、 遠程教學/醫(yī)療。,512 有統(tǒng)電視系統(tǒng)的構(gòu)成,1基本組成(1) 接收信號源 (2) 前端設備(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 (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、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， 下行載波頻率在88860 MHz之間，采用64/256QAM方式，下行

9、速率可達42.4M bps，上行調(diào)制頻率可高達42 MHz，采用QPSK/16QAM，上行速率最高可達10Mbps。,2拓撲結(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。,用光纜實現(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FTTN(Fiber to the Node，前端到分配點)、光纖到路邊FTTC(Fiber to the Curb)和光纖到最后一個放大器FTTL(Fiber to the Last Amplif

10、ier)。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)已達到光纖到樓頭）。FTTN方式的特點是干線和支線都使用了光纖，使光纖延伸至分配網(wǎng)絡的中心；光接收機置于分配網(wǎng)絡的中心(光節(jié)點)。 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，服務商和用戶均無法承受，所以目前較為先進的有線電視網(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 Coax / Coaxial cable)、微波 同軸電纜混合網(wǎng)、光纖

11、 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信號接收與信號源 5 21 信號接收 1開路電視信號的接收 (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，正對需要接收的電視信號入射方向。 兩副天線的前后距離d等于電視信號中心波長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。 干擾信號入射方向與兩副天線饋點間的連線方向垂直。, 兩副天線的兩條引下的饋線長度相等，經(jīng)反相加法器(合成器)獲得輸出信號。,合成信號最小,合成信號最強,(

12、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，為信號波長,g為饋線中信號的波長。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準重影信號。,2衛(wèi)星電視信號的接收,衛(wèi)星電視信號接收天線有兩種基本類型：一是主焦點拋物面天線，它只有一個反射面，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?？ㄈ駵S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，因為它的低噪聲放大器(LNA)可以放在拋物面背后，避免陽光直射。非對稱結(jié)構(gòu)的偏置拋物面天線，可以避免拋物面反射器受到

13、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（實際取決于高頻頭 ），通常能在-50+45環(huán)境下工作，可抗1012級風。,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

14、信號能量會聚成一點(焦點)。 饋源是在拋物面天線的焦點處設置一個接受衛(wèi)星信號的喇叭形裝置。 高頻頭（LNB亦稱降頻器）是將饋源送來的衛(wèi)星信號進行降頻和放大后傳送至衛(wèi)星接收機。 衛(wèi)星接收機是將高頻頭輸送來的衛(wèi)星信號進行解調(diào)，輸出衛(wèi)星電視圖像信號和伴音信號。,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)主要作用是進行信號處理：信號的分離、信號的放大、電平調(diào)整和控制、頻譜變換(調(diào)制、解調(diào)、變頻)、信號的混合以及干擾信號的抑制。前端設備主要是射頻和中頻信號處理設備，如天線放大器、頻道濾波器、調(diào)制器、

15、混合器、導頻信號發(fā)生器等。主要特性指標有四項：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)的頻道設置 對于充分利用VHF頻段的300MHz系統(tǒng) (N為頻道數(shù)量)： N7：隔頻設置，即用DS-1、DS-3、DS-5、DS-6、DS-8、DS-10、DS-12； 8N10：隔頻設置，加增補頻道； 11N19；鄰頻設置，加增補頻道，即用DS-1DS-12和Z 1Z7； 20N28：鄰頻設置，加增補頻道，即用DS-1DS-12、Z 1Z7和Z 8Z16。 這種設置對傳輸系統(tǒng)的性能指標要求較低，系統(tǒng)造價較為經(jīng)濟。但是，用戶中大量現(xiàn)有的非CATV對應的電視接收機無法接受全部16個300M

16、Hz以下的增補頻道，而目前550 MHz系統(tǒng)的造價與300MHz系統(tǒng)相比并不十分昂貴，所以實際的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)。當然，300MHz系統(tǒng)對于電視節(jié)目套數(shù)較少的邊遠農(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。國家標準規(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。前端的輸入信號電平應為,式中，2.5dB為75噪聲源內(nèi)阻上的等效噪聲電平。若前端系統(tǒng)的NF 8dB，則 S 應為58.7dB(我國通常指 ，即約861V) 。

17、 應當指出，前端系統(tǒng)的輸入信號電平不能太低，也不能太高。太低時載噪比指標不能滿足，用戶接收質(zhì)量差；太高時容易產(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測的。 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群中，不會由于信號電平太低而引起信噪比下降；也不會由于信號電平過高而使放大器進入非線性區(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。,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

18、收的信號解調(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)通常設置有導頻信號發(fā)生器，它所產(chǎn)生的導頻信號是為了傳輸系統(tǒng)進行自動增益控制(AGC)和自動斜率控制(ASC)，從而保證信號的傳輸質(zhì)量。有線電視系統(tǒng)常設三個導頻，第一導頻為47MHz，第二導頻為110.7MHz，第三導頻為229.5MHz。此外，在付費電視的前端系統(tǒng)中，往往需要加裝加密或加擾設備。 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)

19、制型前端多屬于傳統(tǒng)型前端，常用隔頻傳輸方案。其信號處理主要包括信號放大、解調(diào)/調(diào)制、混合、頻譜變換以及干擾信號的濾波等。類設備多采用分立元件，信號處理簡單、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27個，頻帶資源利用率超過90)，傳輸容量大，信號質(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頻道技術(shù)，一般為是550 MHz或860MHz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，而且?guī)庖种埔矟M足大

20、于60 dB的要求。,533前端設備 1前端系統(tǒng)中的放大器 (1)天線放大器 弱場強區(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 只進行載頻搬移而不改變頻譜結(jié)構(gòu)的頻率變換器。當開路接收的信號頻道與有線傳輸?shù)念l道不同時使用。 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，指標高于頻道轉(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將圖像與伴音進行分離，并進行伴音電平的調(diào)節(jié)后，再與圖像信號進行混合。,外

21、差型,4調(diào)制器 調(diào)制器是將視頻和音頻信號變換成射頻電視信號的裝置，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)制型僅對中頻進行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濾波器來對應不同的頻道。,5混合器 混合器是把兩路或多路信號混合成一路輸出的設備，主要技術(shù)指標是：插入損耗(要小)、隔離度(要大，一股要求20dB)、帶外衰減(要大)、輸入輸出阻抗(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

22、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導頻信號發(fā)生器 為了自動增益控制(AGC)和自動斜率控制(ASC)的需要而加入的幅度/頻率恒定的信號，常由晶體振蕩器構(gòu)成，但目前尚無統(tǒng)一標準。導頻信號的幅度一般低于電視信號的幅度(通常為610dB)，以減輕干線放大器的負擔、保證交調(diào)指標。,信號來源,射頻信號,視頻/音頻信號,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

23、信號送至分配網(wǎng)絡的中間傳輸部分。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)導體：單實芯導線/多芯銅絞線 絕緣體：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯/實芯、半空氣、空氣絕緣 外導體：金屬管狀、鋁塑復合包帶、編織網(wǎng)或加鋁塑復合包帶 護套：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、鋼帶鎧裝埋地敷設 (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

24、，偏差越小越好。, 衰減常數(shù)：內(nèi)、外導體的損耗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產(chǎn)生駐波。電纜上某些點的最大振幅值Umax與最小振幅值Umin之比稱為駐波系數(shù) S。當為電纜輸出端的反射系數(shù)時：,駐波系數(shù)越小，由于反射而帶來的信號損耗就越小。, 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 SY

25、K型實芯聚乙烯絕緣同軸電纜，介電常致高、衰減大。 以SSYV型化學發(fā)泡聚乙烯絕緣同軸電纜為代表，它比實芯電纜的介電常數(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，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，致命弱點是防潮防火性能差。 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

26、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) 光纜的多路傳輸 光纜的多路傳輸指的是用一根光纜同時傳輸多路電視信號。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,3(光纜+電纜)傳輸（HFC）

27、這是一種常見的混合傳輸方式，其特點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。,4無線傳輸 (1) 單/多路PM微波電視傳輸,優(yōu)點：傳輸容量大，傳輸距離遠，信號質(zhì)量高。 缺點：系統(tǒng)比較復雜,(2) MMDS系統(tǒng) 特點：調(diào)幅方式為VSB方式，與廣播電視兼容，接收系統(tǒng)比較簡單，下變頻后的信號可直接進入CATV前端或用戶。由于是調(diào)幅方式，信號保真度不如調(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)要求和指標都比較高。微波接收機是鎖相接收機，它將微波頻率向下群變

28、換到有線電視頻帶內(nèi)，直接饋入CATV網(wǎng)中。,54 4 傳輸設備 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)中傳輸距離較長時要使用光放大器。 (1) 干線放大器 干線放大器的指標主要有增益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償放大器。 AGC干線放大器(第三類干 線放大器)。 帶斜率補償?shù)腁GC干線放 大器(第四類干線放大器)。 ALC干線放大器

29、（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。它除一個干線輸出端外，還有幾個定向耦合(分支)輸出端，將干線中信號的一小部分取出，然后再經(jīng)放大送往用戶或支線。 干線分配放大器有多個分配輸出端，

30、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）,在有線電視的信號傳輸過程中，為使各頻道信號的電平差始終保持在規(guī)定的范圍內(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。 3光端機（光端機包括光發(fā)射機和接收機） (1) 光發(fā)射機 光發(fā)射機主要功能是電/光(E/O)轉(zhuǎn)換，電信號可以是基帶、中頻、射頻或微波的模擬或數(shù)字信號，對光信號的調(diào)制可以采用調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相方式。 (2) 光接收機 光接收機的主要功能是將已調(diào)光信號轉(zhuǎn)換為電信號(O/E)。,4其它設備 (1) 光分路(耦合)器 它有均分路

31、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) 光纖活動連接器 光纖鏈路的接續(xù)，可分為永久性的和活動性的兩種。永久性的接續(xù)，大多采用熔接法、粘接法或固定連接器來實現(xiàn)；活動性的接續(xù)，一般采用活動連接器來實現(xiàn)。 光纖活動連接器（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)光通路的可以重復使用的無源器件，已經(jīng)廣泛應用在光纖傳輸線路、光纖配線架和光纖測試儀器、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)設計 1設計要素 傳輸系統(tǒng)設計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(

32、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設計依據(jù) 傳輸系統(tǒng)的設計依據(jù)是系統(tǒng)的性能參數(shù)，主要有載噪比、非線性指標等。(請自行閱讀) 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)會使系統(tǒng)產(chǎn)生電平波動S，而S與E有關(guān)，為 SEt (dB) 式中，t為溫度的最大變化量,3設計內(nèi)容 (1) 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計 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

33、纜網(wǎng)。 (2) 傳輸鏈路設計 電纜傳輸系統(tǒng)設計 傳輸系統(tǒng)輸出電平通常選為70 dBuv，考慮到各種被動和誤差，再根據(jù)國標規(guī)定，決定系統(tǒng)允許的電平波動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,實際傳輸電纜最大允許長度為,光纜傳輸系統(tǒng)設計 光節(jié)點的選定(劃分片區(qū))。以每個光接收機覆蓋(12)km2或以1000

34、3000用戶為原則劃分片區(qū)，光接收機置于片區(qū)中心。 確定鏈路總損耗。光纜CATV鏈路包括光分路器、光纜、活動連接器、固定接頭等。光鏈路的設計實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為活動連接器數(shù)。L在設計時要留有一定的裕量（一般為1dB）。 選擇相應的光端機。根據(jù)系統(tǒng)指標、廠家光端機性能，結(jié)合光鏈路損耗選擇合適的光端機。 應當注意，在光鏈路設計中，要充分發(fā)揮光功率的效益，達就要求：光功率不能浪費、也不允許留太多裕量，一般要小于1.9；選取的光路要最短；應盡量減少鏈路中的接頭。,55分配系統(tǒng) 551 作用、組成與特點 1分配系統(tǒng)的作用

35、分配系統(tǒng)的作用主要是把傳輸系統(tǒng)來的信號分配至各個用戶點。,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)絡的形式很多，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 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，增加服務數(shù)。通常用戶電平可取70 dBuv 。 (2)系統(tǒng)長度短，放大器級聯(lián)級數(shù)少(通常只有一、二級)，且放大器可不進行增益和斜率控制。,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)絡中常用的分

36、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。在最后一個分支器的輸出端要接上一個75的匹配電阻。,2分配(器) 分配(器)方式 分配網(wǎng)絡中使用的均是分配器，且常用兩級分配形式。需要注意的是，每,個分配器的每個輸出端都要阻抗匹配，若某一端口不用時要接一個75負載。 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)。在最后一個分支器的輸出端要接上一個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)絡個分支端可以空載，但

37、最后一個分支器的輸出端仍要接上一個75（1/4W）的匹配負載電阻。 5分配(器)一分支分配(器)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均等或不均等地分配為兩路以上信號的部件。常用的有二配器、三分配器、四分配器和六分配器

38、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。,3分支器 分支器一般被串在分支線中，取出信號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備，又稱為串接單元。 分支器由一個主路輸入端(IN)、一個主路輸出端(OUT)和若干個分支輸出端(BR)構(gòu)成 。,在分支器中信號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及機上變換器（機頂盒）。 561常用終端技術(shù) 1有線電視接收機方式 這是

39、一種專用接收技術(shù)，它既能收看普通電視信號，也能收看鄰頻信號或增補頻道節(jié)目、付費電視（數(shù)字電視節(jié)目）。目前這種接收機的市場很?。ㄖ饕膯栴}是收看付費電視的需求問題）。 2集中群變換方式 以某一集中區(qū)域為單元，用一個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，對付費電視不好管理 。 3機上變換器方式（機頂盒是一種專門技術(shù)，不在討論之列） 以用戶為單元，在其電視接收機前加裝機上變換器。特點: (1) 對信號作進一步的處理，提高了收視質(zhì)量； (2) 可收看鄰頻(含增補頻道)節(jié)目（目前已無太大意義）； (3) 增加了電視接收機的節(jié)目存儲容量（目前已無太大意義）； (4) 為收看付費電視打下

40、了基礎； (5) 可以解決用普通電視機收看數(shù)字電視節(jié)目問題。 4電視接收機直接收看方式,57 雙向有線電視系統(tǒng) 雙向傳輸是有線電視實現(xiàn)多功能化和交互式業(yè)務的關(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叫下行信號或正向通路信號；信號從用戶端向前端傳送的通路稱為反向通路或上行通路，相應的信號稱為上行信號。 571 工作方式 雙向CATV的工作方式指的是雙向傳輸?shù)膶崿F(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。 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。 3時間分割法 這種分割方式類似于通信系統(tǒng)中的

41、時分多址(TDMA)和時分復用(TDM)，它雖然不產(chǎn)生上、下行信號的交、互調(diào)干擾，但存在遲延現(xiàn)象，而且技術(shù)難度大，需要復雜的取樣和傳送設備，因此，目前還難以實現(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)給拓撲 （略） 2構(gòu)成方式 （略） 3雙向CATV的基本組成 雙向CATV對下行信號的處理與一般有線電視基本一樣，而對上行信號的處理比較復雜。 在系統(tǒng)輸出口，上行調(diào)制器把上行信號調(diào)制到某一上行頻道，由雙向濾波器送入用戶端，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

42、器。 雙向傳輸放大器有雙向放大器和雙向濾波器組成，雙向濾波器還可兼作電源插入器。 573 通信控制 為避免多個終端間相互競爭，需進行通信控制。在多終端共用同一頻道時，常用時分方式控制。 第一種是查詢方式；第二種是載波偵聽多址接入/碰撞檢測(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方式對各終端機會均等,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，用戶被動，屬于廣播型交換方式。,2點 點方式 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)，只需前端一個頻率變換器。

43、 上行信息由用戶(A)的調(diào)制解調(diào)器輸出信號至前,端，此時載頻用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)已利用標準協(xié)議，如TCP/IP等。,58付費電視系統(tǒng) 付費電視是一種電視信號的有條件接收技術(shù)，常用于有線電視系統(tǒng)中。付費方式很多，日前常用的有統(tǒng)一付費方式(按頻道每月付一次)、計時付費方式、按片付費(PPV)方式等。 581 付費電視的基本原理 付費電視就是用加擾(或加密)技術(shù)對發(fā)送的電視信號進行特定的變換處理，只有配備解擾(密)器并付費后才能有效收看。 58 2 付費電視信號的加擾方法 電視信號的加擾方法很多，歸納起來，主要有對圖像信號加擾、對伴音信號加擾或?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,