有限电视信号-1ppt课件

1、第五章第五章 有线电视系统有线电视系统51 概概 述述 511定义与分类定义与分类 1定义定义 有线电视系统是采用缆线有线电视系统是采用缆线(电缆或光缆电缆或光缆)等作为传输媒质来传送电等作为传输媒质来传送电视节目的一种闭路电视系统视节目的一种闭路电视系统CCTV(Closed-circuit television) 用用CCTV 称呼有线电视系统，容易与中国中央电视台的简称称呼有线电视系统，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，所以国内常常使用 CATV这个词这个词(共用天共用天线系统线系统/有线电视有线电视Communi

2、ty Antenna Television)，它以有线的方式，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。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、同轴质包括从平衡电缆、同轴(射频射频)电

3、缆到光缆，再到卫星和微波；提供电缆到光缆，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，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连，是实现全球个人通信(PC)的一条重要途径。的一条重要途径。 (2) 分类分类 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(即即应用电视应用电视)两类。应用电视在绪论课中已作了简单的介绍，这里只介两类。应用电视在绪论课中

4、已作了简单的介绍，这里只介绍广播有线电视系统。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广播有线电视的雏形是共用天线电视系统(Community Antenna Television ，简称，简称CATV)。它是在有利位置架设高质量接收天线，经。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。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、宾共用天线电视系统的分配系统一般较小，多是为公寓

5、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视系统CATVCable TV）。从这个意义上讲，共用天线电视系统属）。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

6、于它们都简称于电缆电视的范畴。但由于它们都简称CATV，因此有时也不加以区，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，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。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。 2传输方式传输方式 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。星作为电视

7、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，又称低频频带传输；另一种是视频信号传输，又称低频传输传输/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，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

8、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。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，通常采用隔频广播有线电视系统在中近距离传输时，通常采用隔频(道道)传输、传输、邻频邻频(道道)传输、增补频道传输、双向传输等方式，其传输媒质一般是传输、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用光缆和同轴电缆 光缆混合方式光缆混合方

9、式 （Hybrid Fiber Coax/Coaxial cable同轴电缆同轴电缆 ，简称，简称HFC ）外，还常用微波和卫星等无线传输媒质。）外，还常用微波和卫星等无线传输媒质。 3工作频段及频道工作频段及频道Z17Z36 (1) 有线电视的工作频段及频道分布有线电视的工作频段及频道分布 （ 标准频道用标准频道用DS、增补频道用、增补频道用Z表示）表示） (2) 隔频道传输与邻频道传输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/邻频传输方邻频传输方式。国内大多数用户的电视机高频头，都是具有式。国内大多数用户的电视机高频头

10、，都是具有AFC功能的电调谐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，对邻频的抑制度可达频的抑制度可达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。决问题的是有线前端设备发射的频谱要纯。 (3) 增补频道的划分增补频道的划分 (4) CATV频道的划分频道的划分 (5) 有线电视的无线传输手段有线电视的无线传输手段

11、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系统MMDS(Multi-channel Microwave Distribution System 多频道微多频道微波数字系统波数字系统)和调幅微波链路和调幅微波链路AML (Amplitude Modulation Microwave Link)两种。其中，两种。其中，MMDS的工作频段为的工作频段为2.52.7GHz，带宽为带宽为200 MHz，可容纳，可容纳24个个PAL制电视频道。制电视频道。AML的工作频段为的工作频段为12.713.2GHz，带宽为，带宽为500 M

12、Hz，可传送，可传送50套左有的套左有的PAL电视信号。电视信号。当然，若采用调频微波链路当然，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。，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目前地面无线传输采用较多的是MMDS，系统价格较低，比较，系统价格较低，比较适合我国的国情。适合我国的国情。 4特性与功能特性与功能 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电灯线，第二根线是电

13、话线，第四根线是互联网线)。图像高质量，。图像高质量， 系统频带宽节目套数多），不仅消除了城市中的系统频带宽节目套数多），不仅消除了城市中的“天线森林天线森林”，有利于市容美化，还可以提供多种服务功能增值业务）。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、视频点播例如：付费电视、视频点播VOD）、互联网接入、）、互联网接入、IP电话、电话、安全监控、安全监控、 远程教学远程教学/医疗。医疗。 512 有统电视系统的构成有统电视系统的构成 1基本组成基本组成(1) 接收信号源接收信号源 (2) 前端设备前端设备(3) 干干线传输系统。如线传输系统。如干 线 放 大 器干

14、线 放 大 器 (AGC)、 (ASC和干线电缆或光和干线电缆或光缆缆 。(4) 用户分配网用户分配网络络 (5) 用户终端用户终端电视电视 接收、调接收、调频广播频广播 、线缆、线缆调 制 解 调 器调 制 解 调 器 (Cable Modem，PC机、机、IP电话电话等等) 等。等。 线缆调制解调器线缆调制解调器 (Cable Modem)，连接电脑用，连接电脑用 RJ-45 10Base-T 连接器，连接器， 下行载波频率在下行载波频率在88860 MHz之间，采用之间，采用64/256QAM方式，方式，下行速率可达下行速率可达42.4M bps，上行调制频率可高达，上行调制频率可高达4

15、2 MHz，采用，采用QPSK/16QAM，上行速率最高可达，上行速率最高可达10Mbps。 接入方式接入方式 传输速率传输速率 传输距离传输距离 备注备注 N-ISDN 128kb/s 几十公里 HDSL 784kb/s 约 3.6km 1.5Mb/s(下行) ADSL 256k/s(上行) 约 5.4km SDSL 1.5Mb/s 正研制 26Mb/s(下行) 数字 用户线 (DSL) VDSL 1Mb/s(上行) 约 300m 正研制 有线电视网 HFC 50Mb/s（下行） N+公里 2拓扑结构拓扑结构 主要有环形、树形、星形主要有环形、树形、星形三种。传统结构为树形三种。传统结构为树

16、形(同轴电同轴电缆缆)，光纤，光纤 同轴电缆混合网同轴电缆混合网HFC的主干可以采用星形或的主干可以采用星形或环形结构，其中环形结构的可靠环形结构，其中环形结构的可靠性高，适合提供增值业务。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本地前端或中心前端到支线)、光纤到节点、光纤到节点FTTN(Fiber to the Node，前端到分配点前端到分配点)、光纤到路边、光纤到路边FTTC(Fiber to the Curb)和光纤到最后和光纤到最后一个放大器一个放大器FTTL(F

17、iber to the Last Amplifier)。其中，以。其中，以FB中的光中的光纤到支线纤到支线FTF(Fiber to Feeder)和和FTTN方式用得最多大庆的部分中方式用得最多大庆的部分中心地区已达到光纤到楼头）。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中心(光节点光节点)。 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，

18、所以目前较为先进的有线电视网均为混合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。网。 3基本类型基本类型 同轴电缆网同轴电缆网 。传输距离传输距离10 km，比较适合于中小型比较适合于中小型或小型有线电视系或小型有线电视系统统 。 混合网。混合网混合网。混合网有光纤有光纤 同轴电同轴电缆混合网缆混合网HFC (Hybrid Fiber Coax / Coaxial cable)、微波微波 同轴电缆同轴电缆混合网、光纤混合网、光纤 微波微波 同轴电缆同轴电缆混合网等几种。其混合网等几种。其中，中，HFC是较理想是较理想的宽带网，是当今的宽带网，是当今有线电视发展的主有线电视发展

19、的主流。流。 双向双向CATV光纤光纤 同轴电缆混合网同轴电缆混合网HFC52信号接收与信号源信号接收与信号源 5 21 信号接收信号接收 1开路电视信号的接收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。定方式组合而成的天线。 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。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。 两副天线的前后距离两副天线的前后距离d等于电视信号中心波长等于电视信号中心波长0的一半。的一半。 两副天线的左右间距两副天线的左右间距D30/4

20、，以避免两副天线互相干扰。，以避免两副天线互相干扰。 干扰信号入射方向与两副天线馈点间的连线方向垂直。干扰信号入射方向与两副天线馈点间的连线方向垂直。 两副天线的两条引下的馈两副天线的两条引下的馈线长度相等，经反相加法器线长度相等，经反相加法器(合合成器成器)获得输出信号。获得输出信号。 sin222020Dn212 n合成信号最小合成信号最小合成信号最强合成信号最强称为抗干扰角 (2) 可变方向性天线可变方向性天线 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。重影抗干扰。 分集接收天线。分集接收天线。 移相天线移

21、相天线 gddarcsin1arcsin式中，式中，为信号波长为信号波长,g,g为馈线中信号的为馈线中信号的波长。改变天线馈线的长度波长。改变天线馈线的长度( (即改变相移即改变相移) )，就可使天线阵的零辐射角对准重影信号。就可使天线阵的零辐射角对准重影信号。 2卫星电视信号的接收卫星电视信号的接收 卫星电视信号接收卫星电视信号接收天线有两种基本类型：天线有两种基本类型：一是主焦点抛物面天线，一是主焦点抛物面天线，它只有一个反射面，二它只有一个反射面，二是卡塞格伦天线，它除是卡塞格伦天线，它除了主反射面了主反射面( (抛物面抛物面) )外，外，还有副反射面，电波经还有副反射面，电波经两次反射

22、后才集中到一两次反射后才集中到一点。卡塞格沦天线的成点。卡塞格沦天线的成本较高，特别适合于热本较高，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带的卫星电视接收站使用，因为它的低噪声放大器(LNA)(LNA)可以放在抛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。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抛物面天线可

23、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）。具有较小颗粒的银灰色油漆当然黑色油漆最好，但不美观）。 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1m1m、3m3m、4.5m4.5m、5m5m、6m6m、7m7m、7.3m7.3m、10m10m等几种，一般说

24、来口径越大增益等几种，一般说来口径越大增益越高，它们都工作在越高，它们都工作在C C波段或波段或KuKu波段实际取决于高频头波段实际取决于高频头 ），通常），通常能在能在-50-50+45+45环境下工作，可抗环境下工作，可抗10101212级风。级风。 亚洲最小亚洲最小DBS天线天线25cm）馈源一体化高频头馈源一体化高频头 3卫星电视接收系统基本组成卫星电视接收系统基本组成 抛物面天线把来自空中的抛物面天线把来自空中的卫星信号能量会聚成一点卫星信号能量会聚成一点(焦点焦点)。 馈源是在抛物面天线的焦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点处设置一个接受卫星信号的喇叭形装置。叭形

25、装置。 高频头高频头LNB亦称降频器亦称降频器是将馈源送来的卫星信号进行降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。频和放大后传送至卫星接收机。 卫星接收机是将高频头输卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调，输出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。卫星电视图像信号和伴音信号。 馈源一体化高频头馈源一体化高频头馈源馈源DBS：直播卫星：直播卫星 (direct-broadcast satellite)53前端系统前端系统 531 前端系统及其要求前端系统及其要求 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、前端系统主要作用是进行信号处理：信号的

26、分离、信号的放大、电平调整和控制、频谱变换电平调整和控制、频谱变换(调制、解调、变频调制、解调、变频)、信号的混合以及干、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。、用户电平和干扰抑制。 有线电视系统的频道设置有线电视系统的频道设置 对于充分利用对于充分利用VHF频段的频段的300MHz系统系统

27、(N为频道数量为频道数量)：N7：隔频设置，即用：隔频设置，即用DS-1、DS-3、DS-5、DS-6、DS-8、DS-10、DS-12；8N10：隔频设置，加增补频道；：隔频设置，加增补频道；11N19；邻频设置，加增补频道，即用；邻频设置，加增补频道，即用DS-1DS-12和和Z 1Z7；20N28：邻频设置，加增补频道，即用：邻频设置，加增补频道，即用DS-1DS-12、Z 1Z7和和Z 8Z16。 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。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但是，用户中大量现有的非CATV对应的电视接收机无法接

28、受全部对应的电视接收机无法接受全部16个个300MHz以下的增补频道，而目前以下的增补频道，而目前550 MHz系统的造价与系统的造价与300MHz系统相比并不十分昂贵，所以实际的系统相比并不十分昂贵，所以实际的CATV多为多为550 MHz以上的系统，以上的系统，且基本上采用了邻频传输技术。当然，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。数较少的边远农村地区还多少具有一些吸引力。 系统的载噪比系统的载噪比 系统的载噪比主要由前端载噪比决定。国家标准规定：若有线系统的载噪比主要由前端载噪比决定。国家标准规定：若有

29、线电视系统的载噪比电视系统的载噪比C/N43dBC/N43dB，则要求前端系统的载噪比，则要求前端系统的载噪比(C/N)h(C/N)h为为 KNCNChlg10 式中，式中，K K为分配系数，若是为分配系数，若是K K0.30.3，那，那么么(C/N)h(C/N)h48.2dB48.2dB。前端的输入信号电平。前端的输入信号电平应为应为 )dB(5 . 2)dB()dB(FhNNCS 式中，式中，2.5dB2.5dB为为7575噪声源内阻上的等效噪声电平。若前端系统噪声源内阻上的等效噪声电平。若前端系统的的NF NF 8dB8dB，那么，那么 S S 应为应为58.7dB(58.7dB(我国通

30、常指我国通常指 ，即约，即约861V) 861V) 。 应当指出，前端系统的输入信号电平不能太低，也不能太高。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线性失真。一般要求前端系统的输入电平为565690 90 ，如果天，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。高，需加衰减器或频道变换器。天线输出电

31、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真。通常要求邻频道电平差小于3dB3dB。 vdBvdB 532 前端系统的组成前端系统的组成 1前端系统的基本组成方式前端系统的基本组成方式 (1) 常见型常见型 (2) 重新调制型重新调制型 重新调制型前端是先

32、把接收的信号解调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。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，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。较适合于中型有线电视系统。 (3) 外差型外差型 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的导频信号是为了传输系统进行自动增益控制(AGC)(AGC)和自动斜率控制和自动斜率控制(ASC)(ASC

33、)，从而保证信号的传输质量。有线电视系统常设三个导频，第，从而保证信号的传输质量。有线电视系统常设三个导频，第一导频为一导频为47MHz47MHz，第二导频为，第二导频为110.7MHz110.7MHz，第三导频为，第三导频为229.5MHz229.5MHz。此外，。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。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 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过程 有线电视前端系统的发展可以分为三个阶段。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第一阶段为传统型前端系统常

34、。见型前端和重新调制型前端多属于传统型前端，常用隔频传输方案。其信号处理主要包括信号多属于传统型前端，常用隔频传输方案。其信号处理主要包括信号放大、解调放大、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。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第二阶段为邻频前端系统。邻频传输频带利用率高(300 MHz(300 MHz邻频系统频道可高达邻频系统频道可高达2727个，频带资源利用率超过个，频带资源利用率超过9090) )，传输容量大，传输容量大

35、，信号质量高。（一般采用解调信号质量高。（一般采用解调/ /调制中频处理方式）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，一般为是数目较多，采用邻频传输和增补频道技术，一般为是550 MHz550 MHz或或860MHz860MHz系统，采用中频转换、系统，采用中频转换、SAWFSAWF滤波和滤波和PLLPLL频率合成技术，具有输频率合成技术，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外

36、抑制也满足大于60 dB60 dB的要求。的要求。 533前端设备前端设备 1前端系统中的放大器前端系统中的放大器 (1)天线放大器天线放大器 弱场强区用，天线输出电平弱场强区用，天线输出电平5760 ，分频道型、宽带型。，分频道型、宽带型。 (2 ) 频道放大器频道放大器 用于频道放大、抑制带用于频道放大、抑制带外干扰、电平控制，一般具外干扰、电平控制，一般具有有AGC功能。功能。 vdB 2频道转换器频道转换器 只进行载频搬移只进行载频搬移而不改变频谱结构的而不改变频谱结构的频率变换器。当开路频率变换器。当开路接收的信号频道与有接收的信号频道与有线传输的频道不同时线传输的频道不同时使用。使

37、用。 UV转换器转换器 UZ转换器转换器 VU转换器转换器 VV转换器转换器 3频道处理可替代频道转换器，指标高于频道转换器）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。分离，并进行伴音电平的调节后，再与图像信号进行混合。外差型外差型 4调制器调制器 调制器是将视频和音频信号变换成调制器是将视频和音频信号变换成射频电视

38、信号的装置，调制器有高频射频电视信号的装置，调制器有高频(直接直接)调制和中频调制两种方案，推调制和中频调制两种方案，推荐使用中频调制型。荐使用中频调制型。 中频调制型仅对中频中频调制型仅对中频进行进行VSBVSB滤波，所以滤波，所以VSBVSB滤滤波器只需一种中频波器只需一种中频VSBVSB滤滤波器，而直接调制型则需波器，而直接调制型则需要多种要多种VSBVSB滤波器来对应滤波器来对应不同的频道。不同的频道。 5混合器混合器 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：插入损耗标是：插入损耗(要小要小)、隔离度、隔离度

39、(要大，一股要求要大，一股要求20dB)、带外衰减、带外衰减(要大要大)、输入输出阻抗、输入输出阻抗(通常为通常为75)。 (1) 有源与无源混合器：有源混合器不仅没有插入损耗，而是有有源与无源混合器：有源混合器不仅没有插入损耗，而是有1030dB的增益。的增益。 (2) 频段频段/频道滤波器式与宽带变压器式无源混合器）：它们分别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。属于频率分隔混合和功率混合方式。 频段混合器频段混合器 高通和低通滤波器的组合；高通和低通滤波器的组合； 频道混合器频道混合器带通滤波器。带通滤波器。 宽带变压器混合器的插入损宽带变压器混

40、合器的插入损耗较大，但结构简单，使用方便。耗较大，但结构简单，使用方便。 6导频信号发生器导频信号发生器 为了自动增益控制为了自动增益控制(AGC)和自动斜率控制和自动斜率控制(ASC)的需要而加入的的需要而加入的幅度幅度/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。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导频信号的幅度一般低于电视信号的幅度(通常为通常为610dB)，以减轻，以减轻干线放大器的负担、保证交调指标。干线放大器的负担、保证交调指标。 信号来源信号来源射频信号射频信号视频视频/音音频信号频信号天线放大天线放大解调器解调

41、器卫星接收卫星接收中频调制中频调制VSB滤波滤波 视频视频/音音频处理频处理上变频器上变频器中频调制中频调制VSB滤波滤波 视频视频/音音频处理频处理上变频器上变频器中频调制中频调制VSB滤波滤波 视频视频/音音频处理频处理上变频器上变频器无源混合器无源混合器频道频道放大放大频道频道放大放大频道频道放大放大中频调制型频道处理中频调制型频道处理增益可调增益可调典型的前端示意图典型的前端示意图去传输干线去传输干线54 传输系统传输系统 541传输系统概述传输系统概述 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，

42、主要指干线和支线大型有线电视系统中，主要指干线和支线(也可能有超干线也可能有超干线)；在中、；在中、小型有线电视系统中，通常只有支线。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。有同轴电缆、光缆和微波等三种。 542 传输媒质传输方式）传输媒质传输方式） 1射频同轴电线射频同轴电线 (1) 基本结构基本结构 内导体：单实芯导线内导体：单实芯导线/多芯铜绞线多芯铜绞线 绝缘体：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯绝缘体：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯/实芯、半空气、空气绝缘实芯、半

43、空气、空气绝缘 外导体：金属管状、铝塑复合包带、编织网或加铝塑复合包带外导体：金属管状、铝塑复合包带、编织网或加铝塑复合包带 护套：室外用黑色聚乙烯、室内用浅色的聚氯乙烯护套：室外用黑色聚乙烯、室内用浅色的聚氯乙烯 特殊结构：自承式特殊结构：自承式架空敷设、钢带铠装架空敷设、钢带铠装埋地敷设埋地敷设 (2) 性能性能 特性阻抗：有线电视系统特性阻抗：有线电视系统75/通信常用通信常用50 dDZlg138 传输线要求阻抗匹配、均匀，偏差越小越好。传输线要求阻抗匹配、均匀，偏差越小越好。 衰减常数：内、外导体的损耗衰减常数：内、外导体的损耗r和绝缘介质的损耗和绝缘介质的损耗g)dB/m(10ta

44、n08. 9101161. 2138)dB/m(10tan08. 9lg101161. 28686grfZDdffdDDdf为绝缘体损为绝缘体损耗正切角，耗正切角，f 为频率为频率(Hz)。衰减常数的单衰减常数的单位是位是dB/100m，越小越好。越小越好。与驱肤效应相关与驱肤效应相关 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与最小振幅值与最小振幅值Umin之比称为驻波系数之比称为驻波系数 S。当。当为电缆输出端的反射系数时：为电缆输出

45、端的反射系数时：11S驻波系数越小，由于反射而带驻波系数越小，由于反射而带来的信号损耗就越小。来的信号损耗就越小。 屏蔽系数与屏蔽衰减。屏蔽系数表示屏蔽作用的大小，屏蔽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，一般在衰减越大越好，一般在85dB以上，好一点的在以上，好一点的在110dB以上。以上。 温度特性。同轴电缆衰减随温度的变化率，越小越好。温度特性。同轴电缆衰减随温度的变化率，越小越好。00ZZZZS1 (3) 同轴电缆的发展与规格同轴电缆的发展与规格 SYK型实芯聚乙烯绝缘同轴电缆，介电常致高、衰减大。型实芯聚乙烯绝缘同轴电缆，介电常致高、衰减大。 以以SSYV

46、型化学发泡聚乙烯绝缘同轴电缆为代表，它比实芯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。但由于电缆的介电常数小，电气性能有所改善。但由于tan增大较多增大较多(约约6倍倍)，因而在，因而在UHF频道传输时，衰减增大。频道传输时，衰减增大。 第三代产品是第三代产品是SYKV纵孔聚乙烯绝缘同轴电缆。介电常数更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。低，减小了高频道的损耗，致命弱点是防潮防火性能差。 SYWV/SYWFY型物理高发泡聚乙烯绝缘电缆是第四代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，

47、防潮防水性能也较好。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，要是空气，接近接近1，性能较好。，性能较好。 2光缆略）光缆略） 3微波略）微波略） 543 传输方式有线传输、无线传输、混合传输）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，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）。可传输距离短受放大器允许数量限制）。 2光缆传输光缆传输

48、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，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。不需要进行均衡处理。 (1) 基本组成基本组成 (2) 光调制方式光调制方式 光调制方式有模拟光调制方式有模拟和数字两种。和数字两种。 (3) 光缆的多路传输光缆的多路传输 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用的光多路传输的方式有波分多路(WDM= Wavelength-division Multiplexing)和频分多路和频分多路(FDM=Frequency

49、-division Multiplexing)。适合于双适合于双向传输向传输适合传输适合传输模拟信号模拟信号 3(光缆光缆+电缆电缆)传输传输HFC） 这是一种常见的混合传输方式，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线，在用户小区用电缆作树枝状的分配网络。的分配网络。光缆光缆电缆电缆 4无线传输无线传输 (1) 单单/多路多路PM微波电视传输微波电视传输优点：传输容优点：传输容量大，传输距量大，传输距离远，信号质离远，信号质量高。量高。缺点：系统比缺点：系统比较复杂较复杂 (2) MMDS系统系统 特点：调幅方式为特点

50、：调幅方式为VSB方式，与广播电视兼容，接收系统比较方式，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。由于是调幅方前端或用户。由于是调幅方式，信号保真度不如调频。式，信号保真度不如调频。 (3) AML系统系统 调幅微波链路调幅微波链路AML的带宽为的带宽为500 MHz，定向发射，可传，定向发射，可传50套左右套左右的的PAL制电视节目制电视节目MMDS为为24套），系统采用单边带抑制载波调套），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，它幅方式，系统要求和指标都比较高。微波接收机是锁相接收

51、机，它将微波频率向下群变换到有线电视频带内，直接馈入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。网中。 54 4 传输设备传输设备 1放大器放大器 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(桥桥接接)放大器和干线分配放大器和干线分配(分路分路)放大器。在光缆传输系统中传输距离较放大器。在光缆传输系统中传输距离较长时要使用光放大器。长时要使用光放大器。 (1) 干线放大器干线放大器 干线放大器的指标主要有增益干线放大器的指标主要有增益G、输出电平、输出电平Vom和噪声系数和噪声系数NF。增益一般在增益一般在203

52、0 dB之间，其电源通常采用低压工频交流电，利用之间，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。专用供电器经同轴电缆供电。 干线放大器的分类与组成干线放大器的分类与组成 手控增益手控增益(MGC)和斜率均衡放大器。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。手控增益和斜率均衡加温度补偿放大器。 AGC干线放大器干线放大器(第三类干第三类干线放大器线放大器)。 带斜率补偿的带斜率补偿的AGC干线放干线放大器大器(第四类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第五类干线放大器）。干线放大器）。 干线放大器电路干线放大器电路 晶体管型、晶体管型、

53、IC、模块型，电路、模块型，电路可分为推挽式、功率倍增可分为推挽式、功率倍增(功率合成功率合成)式、前馈式、组合式等多种电路。式、前馈式、组合式等多种电路。 电缆衰减与频率有关，干线放大电缆衰减与频率有关，干线放大器在传输频带的高端器在传输频带的高端(fH)和低端和低端(fL)可以有不同的输入、输出电平可以有不同的输入、输出电平(电平电平倾斜倾斜) 。 全倾斜方式：入平，出斜：全倾斜方式：入平，出斜： fH侧电平高。侧电平高。 半倾斜方式：输入端半倾斜方式：输入端 fL侧电平侧电平高，输出端高，输出端fH侧电平高。侧电平高。 平坦方式：出平，入斜：平坦方式：出平，入斜： fH侧侧电平低。不推荐

54、！电平低。不推荐！ (2) 干线分支和分配放大器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，还有几个定向耦合几个定向耦合(分支分支)输出端，将干线中信号的一小部分取出，然后再输出端，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。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。处于干线末端，用以传输几条支线。 (3) 光放大器光放大器 （略）（略） 2均衡器均衡器(EQ) （干线放大

55、器中采用）（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。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。桥四端网络。 3光端机光端机包括光发射机和接收机）光端机光端机包括光发射机和接收机） (1) 光发射机光发射机光发射机主要功能是电光发射机主要功能是电/光光(E/O)转换，电信号可以是基带、中频、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

56、调幅、调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。频或调相方式。(2) 光接收机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光接收机的主要功能是将已调光信号转换为电信号(O/E)。 4其它设备其它设备 (1) 光分路光分路(耦合耦合)器器 它有均分路器和非均分路器两种。从结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，即构上看，它有星型和树枝型，即MN型和型和1N型，在有线电视中常用后者。型，在有线电视中常用后者。 (2) 光纤活动连接器光纤活动连接器 光纤链路的接续，可分为永久性的和活光纤链路的接续，可分为永久性的和活动性的两种。永久性的接

57、续，大多采用熔动性的两种。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。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量最多的光无源器件 554 传输系统设

58、计传输系统设计 1设计要素设计要素 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，它们是工作频段是工作频段(fL、 fH)、传输长度间隔）、工作条件、传输长度间隔）、工作条件(如温度等如温度等)。 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。间接

59、表示。所谓电长度所谓电长度E，指的是在传输长度内所有放大器的总增益，指的是在传输长度内所有放大器的总增益E：niiGE1 2设计依据设计依据 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。指标等。(请自行阅读请自行阅读) 用电长度用电长度E表示传输距离，与电缆的衰减系数无关，但电缆的温度表示传输距离，与电缆的衰减系数无关，但电缆的温度系数系数会使系统产生电平波动会使系统产生电平波动S，而，而S与与E有关，为有关，为 SEt (dB) 式中，式中，t为温度的最大变化量为温度的最大变化量 3设计内容设计内容 (1) 网络结构

60、设计网络结构设计 大型系统可选用混合网主要是大型系统可选用混合网主要是FTTN+电缆分配网，中、小型系电缆分配网，中、小型系统可考虑选用同轴电缆网。统可考虑选用同轴电缆网。 (2) 传输链路设计传输链路设计 电缆传输系统设计电缆传输系统设计 传输系统输出电平通常选为传输系统输出电平通常选为70 dBuv，考虑到各种被动和误差，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再根据国标规定，决定系统允许的电平波动S并求出并求出E，通常小于，通常小于143dB。若采用。若采用AGC或或ALC放大器，电长度放大器，电长度E 可延长至可延长至220 dB左右。左右。由电缆的衰减特性由电缆的