第七章__有线电视系统

1、第七章第七章 有线电视系统有线电视系统1 掌握有线电视系统基本概念及其性能特点和频道划分2 掌握有线电视系统的基本组成、拓扑结构和基本类型3 知道常见有线电视设备的功能和使用4 了解双向有线电视系统和付费电视系统的基本工作原理 有线电视系统的定义 有线电视系统是采用缆线作为传输媒质来传送电视节目的一种闭路电视系统，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，是指不向空间辐射电磁波。 CCTV - CATV有线电视系统的分类 o广播有线电视广播有线电视o专用有线电视（即应用电视）专用有线电视（即应用电视）n工业电视工业电视n教育电视教育电视n医用电视医用电视n电视电话电视电话

2、n会议电视会议电视n交通管理电视交通管理电视n通信电视通信电视n监视电视监视电视n军用电视军用电视n农业电视农业电视有线电视系统的传输方式传输方式 o射频信号传输，又称高频传输；o视频信号传输，又称低频传输。o 中近距离传输,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。o较远距离传输时，除用光缆和同轴电缆-光缆混合方式外，还常用微波和卫星等无线传输媒质。因此，有人把微波和卫星传输称为“有线中的无线”，“无线中的有线”。 工作频段及频道工作频段及频道 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 隔频（道）

3、传输与邻频（道）传输 o 邻频道指的是相邻的标准广播电视频道。 o 隔频道指的是相隔的标准广播电视频道。o 增补频道CATV的频道划分的频道划分有线电视的无线传输手段 o卫星 o微波 n多频道微波分配系统MMDS n调幅微波链路AML 有线电视的 特性特性 o (1)高质量。o (2)带宽性。o (3)保密性和安全性。o (4)反馈性。o (5)控制性。o (6)灵活性。o (7)发展性。有线电视的基本功能 o传送电视节目o传送FM广播节目o通信o信息o监控o报警o综合服务 有线电视系统的构成有线电视系统的构成o接收信号源o前端处理o干线传输o用户分配o用户终端o 有线电视系统模式 o(1).

4、同轴电缆网o(2)光缆网o(3)微波网 o (4)混合网n光纤同轴混合网n微波同轴网n光纤微波同轴网 信号接收 1 开路电视信号的接收开路电视信号的接收 2卫星电视信号的接收卫星电视信号的接收 n卫星电视信号的接收采用卫星接收机n卫星电视信号是由视频，声音副载波组成的基带对载波再调频的微波信号微波信号n卫星电视信号接收天线有两种基本类型o一是主焦点抛物面天线o二是卡塞格伦天线 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卫星信号能量会聚成一点(焦点) 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。 高频头（LNB亦称降频器）是将馈源送来的卫星信号进行降

5、频和放大后传送至卫星接收机。 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 卫星电视接收方框图 前端系统的组成前端系统的组成 o常见型。前端系统的组成前端系统的组成o重新调制型 前端系统的组成前端系统的组成o 外差型 前端设备前端设备 o1.前端系统中的放大器前端系统中的放大器o2.频道转换器频道转换器o3. 频道处理器频道处理器o4.调制器调制器o5. 混合器混合器o6. 导频信号发生器导频信号发生器前端系统中的放大器前端系统中的放大器o天线放大器。用以改善系统输出信噪比。 o频道放大器。它的作用是频道放大， o 高电平输出放大器。功率放大器一般为宽带放大器，

6、其主要目的是提高前端输出电平，从而提高前端的带载能力。 频道转换器频道转换器o只进行载频搬移而不改变频谱结构 o U-V转换器。转换器。oU-Z转换器。转换器。o V-U转换器。转换器。1.V-V转换器。转换器。频道处理器频道处理器 o外差型o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。因此，它可以在中频将图像与伴音进行分离，并进行伴音电平的调解；然后，再与图像信号进行混合。 调制器调制器o调制器是将视频和音频信号变换成射频电视信号的装置，他常与录像机，摄像机，卫星接收机等配合使用。混合器混合器 o混合器是把两路或多路信号混合成一路输出的设备。 o混合器

7、分为无源和有源混合器两种。有源混合器不仅没有插入损耗，而且有510dB的增益。无源混合器又分为滤波器式和宽带变压器式两种，他们分别属于频率分隔混合和功率混合方式。导频信号发生器导频信号发生器 o 导频信号发生器实际上是一个频率和幅度都很稳导频信号发生器实际上是一个频率和幅度都很稳定的正弦波振荡器定的正弦波振荡器。o导频信号的频率目前尚不统一，不同的系统可以有不同的导频信号。常采用三个导频信号：一个置于低于DS1频道的频率上；一个置于VHF（L）和VHF（H）波段之间；一个置于高于DS12频道的频率上。o导频信号的幅度一般低于电视信号的幅度（通常为610dB），以减轻干线放大器的负担，保证交调指

8、标。 o导频信号发生器的组成框图 :第四节第四节 传输系统传输系统传输媒质、传输方式、传输设备、传输系统设计 电视信号传输是有线电视系统与开路电视系统本质区别所在，也是本章要掌握的重点内容。传输媒质传输媒质 - 射频同轴电缆的结构射频同轴电缆的结构o同轴电缆是用介质使内，外导体绝缘且保持同轴电缆是用介质使内，外导体绝缘且保持轴心重合的电缆轴心重合的电缆o由内导体，绝缘体，外导体和护套四部分组由内导体，绝缘体，外导体和护套四部分组成。成。 射频同轴电缆的性能射频同轴电缆的性能 1特性阻抗。有线电视系统标准特性阻抗为75。 2衰减常数。 3驻波系数与反射损耗。4屏蔽系数与屏蔽衰减。5温度特性。同轴

9、电缆随温度的变化率为0.2dB/。 同轴电缆的发展同轴电缆的发展 1 实芯聚乙烯绝缘同轴电缆2 化学发泡聚乙烯绝缘同轴电缆3纵孔聚乙烯同轴电缆4物理发泡聚乙烯绝缘电缆传输媒质传输媒质 -光缆的结构光缆的结构o光波在光纤中的传播是光缆传输的基础。 o光纤是像头发丝那样细的传输光信号的玻璃纤维，又称光导纤维，它有两种不同的玻璃制成。o按光的传输模式，光纤分为单模和多模两类。在有线电视系统中通常只使用单模光纤。 光缆的性能光缆的性能 1 衰减特性2 频率特性 3 防干扰性能 4 寿命5直径细，重量轻，资源丰富 传输媒质传输媒质 -微波微波以微波作为传输媒质的场合:o国家微波干线的大微波o卫星o单路与

10、多路FM（调频）微波oAM（调幅）微波1.多路微波分配系统MMDS。 微波传输有以下特点（1） 频带宽，传输容量大。（2） 传输质量高，稳定性强。（3） 适应性和灵活性强（4） 投资少，便于维护。传输方式传输方式 -同轴电缆传输同轴电缆传输 同轴电缆传输是一种在前端和用户之间用同轴电缆作为传输媒质的有线传输方式。它有干线，支线和分配线等几部分。 传输方式传输方式 -光缆传输光缆传输 视频和伴音信号经混合、调制放大后，由驱动电路对发光二极管进行光调制，或者对前端输出的射频电视信号直接进行光调制，把电信号转换成光信号，再经光缆传至光接收机。在光接收机中，把光信号变为电信号，然后进行放大，分配，或解

11、调还原成视频和伴音信号。传输方式传输方式 - （光缆（光缆+电缆）传输电缆）传输 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 传输设备传输设备传输设备传输设备-放大器放大器 （1） 干线放大器。是为了弥补电缆的衰减和干线放大器。是为了弥补电缆的衰减和频率失真而设置的中电平放大器频率失真而设置的中电平放大器（2） 干线分支放大器。除一个干线输出端外，干线分支放大器。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，然后再经放大送往中信号的一小部分取出，然后再经放大送往用户或支线。用户或支线。（3）分配放大器。由若

12、干个分配输出端，各端）分配放大器。由若干个分配输出端，各端输出电平相等。输出电平相等。（4）光放大器。目前有线电视系统使用的光放）光放大器。目前有线电视系统使用的光放大器主要是干线光放大器和分配光放大器。大器主要是干线光放大器和分配光放大器。均衡器（均衡器（EQ） 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，通常要采用均衡措施；否则各级积累的电平差会使系统产生严重的交互调干扰。 光端机光端机 光端机包括光发射机和光接收机，它有单路和多路两类。单路光端机主要用于电视台机房与发射塔之间，多路光端机主要用于有线电视网。（1） 发射机发射机 它的主要功能是电/光（E/O）

13、转换。（2） 接收机接收机 它的主要功能是将已调光信号转换为电信号（O/E）。其他设备其他设备 （1） 光分路（耦合）器（2） 光纤活动连接器 分配系统分配系统 分配系统的作用分配系统的作用o 分配系统的作用主要是把传输系统送来的信号分配至各个用户点。分配系统的组成分配系统的组成o分配系统由放大器和分配网络组成。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。分配系统的特点分配系统的特点 （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 dB。（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

14、可不进行增益和斜率控制。分配方式分配方式 1 串接分支链方式串接分支链方式 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。分配方式分配方式 2 分配分配分配方式分配方式 需要注意的是，每个分配器的每个输出端都要需要注意的是，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阻抗匹配，若某一端口不用时要接一个75负载。负载。 分配方式分配方式 3 分支分支分支方式分支方式 在最后一个分支器的输出端也要接上一在最后一个分支器的输出端也要接上一个个75的匹配电阻。的匹配电阻。 分配方式分配方式 4. 分配分配分支方式分支方式 在分配

15、在分配分支网络中，允许分支器的分支端空载，但分支网络中，允许分支器的分支端空载，但最后一个分支器的输出端仍要加最后一个分支器的输出端仍要加75（1/4W）负载。）负载。 分配方式分配方式 5. 分配分配分支分支分配方式分配方式 这种方式带的用户终端较多，但分配器这种方式带的用户终端较多，但分配器输出端不要空载输出端不要空载 放大器、分配器和分支器放大器、分配器和分支器 放大器放大器 o（1） 分配放大器分配放大器 o 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。o （2） 线路延长放大器线路延长放大器 o 它又称线路放大器或延长放大器，其作用是提高信号电平。

16、线路放大器结构简单，增益通常为2030dB，输出电平较高。这种放大器在分配系统中用得很多。 分配器分配器o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。常用的有二分配器，三分配器，四分配器，六分配器等。o分配器的类型很多，由电阻型，传输线变压器型和微带型；有室内型和室外型；有VHF型，UHF型和全频道型。o分配器的电器特性主要有分配损耗Ls，端口隔离度，输入，输出阻抗（75），电压驻波比（小于2）和工作频率范围等。 分支器分支器o分支器是连接用户终端与分支线的装置，它被串在分支线中，取出信号能量的一部分馈给用户。不需要用户线，直接与用户终端相连的分支设备，又成为串接单元。o 分

17、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。o 分支器根据分支端数目的不同，通常有一分支器，二分支器和四分支器几种。用户终端用户终端 常用终端技术常用终端技术 o 1 有线电视接收机方式有线电视接收机方式o 2 集中群变换方式集中群变换方式o3 机上变换方式机上变换方式o4 电视接收机直接收看方式电视接收机直接收看方式机上变换器机上变换器 1 机上变换器的组成机上变换器的组成o 机上变换器通常采用高中频的双变频方式或解调调制方式。o（1）高中频双变频式机上变换器）高中频双变频式机上变换器o（2）解调）解调调制式机上变换器调制式机上变换器机上变换器机上变

18、换器o 2. 机上变换器的类型机上变换器的类型o（1）从上限频率来分）从上限频率来分o（2）从调谐方式来分）从调谐方式来分第七节第七节 双向有线电视系统双向有线电视系统 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成为反向通路或上行通路。双向有线电视系统工作方式双向有线电视系统工作方式 o 1 空间分割法空间分割法o 又称双缆法，它是利用两根电缆或光缆分别传送上，下行信号。o 2 频率分割法频率分割法o 用同一缆线的不同频段分别传送上，下行信号。o 3 时间分割法时间分割法o 这种分割方式

19、类似于通信系统中的时分多址和时分复用。 双向双向CATV的基本组成的基本组成 信息交换方式信息交换方式 现在流行的交互式业务有两种信息交换方式。o1 分配扫描方式分配扫描方式信息交换方式信息交换方式o2. 点点点方式点方式第八节第八节 付费电视系统付费电视系统 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，目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，按片付费方式。付费电视的基本原理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，使之成为一种伪装了的信号，一般用户无法正常收视，只有配备解扰（密）器付费后才能有效

20、收看。 付费电视信号的加扰付费电视信号的加扰- 图像信号加扰的方图像信号加扰的方法法 o振幅处理方式振幅处理方式o频率处理方式频率处理方式o时基处理方式时基处理方式 付费电视信号的加扰付费电视信号的加扰- 伴音信号加扰的方法伴音信号加扰的方法 o再调频法再调频法 伴音信号用FM方式调制到超音频（如30kHz或70kHz）载波上，在解密器中要加一个调谐在超音频上的鉴频器。o 频谱倒置和频谱扰乱法频谱倒置和频谱扰乱法 这与图像信号的加扰方法类似。o 时间扰乱法时间扰乱法o把伴音信号按时间分段并打乱其顺序。o数字伴音数字伴音 数字音频常用PCM技术进行加密。解密器与收费卡解密器与收费卡 解密器的基本组成 o1 数码处理及解密电路数码处理及解密电路o 由微处理器，存储器及运算电路等由微处理器，存储器及运算电路等组成。将前端传来的数