有線電視技術(shù)

1、有線電視技術(shù)概述 早期電視的接收方式1941年美國建立第一座電視臺紐約WNBT電視臺接收開路信號，信號質(zhì)量差，頻道少第一階段（第一階段（1975197519851985年）年） 小型天線系統(tǒng)階段小型天線系統(tǒng)階段 共用天線電視系統(tǒng)MATV（Master Antenna Television）隨著開路電視節(jié)目的增多，對電視接收質(zhì)量要求提高，為了改善接收條件，多個用戶共用一組優(yōu)質(zhì)天線，以有線方式將電視信號分送到各個用戶的電視系統(tǒng)。第二階段（第二階段（1985198519951995年）年） 大型共用天線系統(tǒng)階段大型共用天線系統(tǒng)階段有線電視技術(shù)發(fā)展階段有線電視技術(shù)發(fā)展階段 有線電視CATV(Cable

2、 Television)用射頻電纜、光纜、多路微波或其組合來傳輸、分配和交換聲音、圖像及數(shù)據(jù)信號的電視系統(tǒng)。共用天線在城市發(fā)展中，高層建筑物不斷興起而造成了接收障礙（陰影區(qū)和重影干擾）人們期望更高質(zhì)量的圖像質(zhì)量多頻道節(jié)目傳輸?shù)男枰芴峁╇p向傳輸實現(xiàn)信息交換第三階段（第三階段（1996-1996-現(xiàn)在）現(xiàn)在） 有線電視系統(tǒng)階段有線電視系統(tǒng)階段有線電視系統(tǒng)傳輸技術(shù) 拓撲結(jié)構(gòu) 環(huán)型：總前端到分前端傳統(tǒng)模擬信號：1550nm加光放 、1310nm數(shù)字信號：TS碼流傳輸 QAM調(diào)制信號傳輸 星型：分前端到光節(jié)點，1310nm或1550nm 多級星型（樹型）光節(jié)點到終端：電纜分配網(wǎng)：放大器加分支分配器EP

3、ON：1310nm/1490nm/1550nm 傳輸技術(shù)及方式 模擬廣播電視信號 ：視頻采用調(diào)幅，伴音采用調(diào)頻方式 數(shù)字電視信號：QAM調(diào)制，占用8MHz帶寬 雙向數(shù)據(jù)通訊：EPON、CABLE MODEM（符合DICSIS標準） FTTX+LAN 歌華有線北京市環(huán)網(wǎng)拓撲建國門門頭溝昌平延慶平谷密云順義通州皂君廟房山大興左家莊歌華有線數(shù)字電視信號傳輸iLYNX郊區(qū)環(huán)網(wǎng)分公司建國門iLYNX數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制解碼器解碼器模擬調(diào)制模擬調(diào)制TS碼流編碼器編碼器復用器復用器網(wǎng)內(nèi)節(jié)目現(xiàn)有網(wǎng)：57套模擬，44套數(shù)字，18套立體聲平移網(wǎng)：42套模擬，129套數(shù)字，18套立體聲有線電視系統(tǒng)的組成 由三部分組成：

4、前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和電纜分配系統(tǒng)。 前端：前端：位于信號源和傳輸系統(tǒng)之間，對傳輸信號進行各種技術(shù)處理的設(shè)備組合。 傳輸系統(tǒng)：傳輸系統(tǒng)：對于超大型或大型CATV系統(tǒng)而言，傳輸系統(tǒng)指遠距離傳輸?shù)某删€或干線。它位于前端系統(tǒng)和電纜分配系統(tǒng)之間。傳輸系統(tǒng)一般分別采用光纜方式。 電纜分配系統(tǒng)：電纜分配系統(tǒng)：位于傳輸系統(tǒng)和用戶終端設(shè)備之間,把前端經(jīng)干線系統(tǒng)傳輸?shù)男盘栠M行放大和分配。對于雙向有線電視系統(tǒng)還必須符合反向回傳通道的技術(shù)要求。電纜傳輸Cable 光纖傳輸Fiber微波傳輸MMDS電纜分配系統(tǒng)前端歌華有線昌平前端電視系統(tǒng)歌華有線昌平區(qū)電視環(huán)網(wǎng)馬池口陽坊流村3118951012814南口3267南邵6

5、283霍營374625834750575022506453沙河11185回龍觀3746百善3844天通400851312003630名佳楓樹置業(yè)5745小湯山3007405712511000昌平688518005872崔村200興壽527昌平有線二級機房設(shè)備連接圖1 15 55 50 0T TX XE ED DF FA A光光分分路路器器光光 接接 收收 機機1 13 31 10 0T TX X混混合合器器C CM MT TS SF FM M調(diào)調(diào) 制制 器器光光分分路路器器昌昌 平平 前前 端端 機機 房房天天 通通 苑苑 機機 房房1 15 55 50 0T TX XE ED DF FA A

6、光光分分路路器器光光 接接 收收 機機切切換換開開關(guān)關(guān)有線電視系統(tǒng)傳輸技術(shù) HFC概念(Hybrid fiber coax) HFC光纖同軸電纜混合網(wǎng)作為一種（接入網(wǎng)）的結(jié)構(gòu)模式，是美國AT&T公司在1993年提出的，是采用光纖和有線電視同軸電纜網(wǎng)絡(luò)傳輸信號、數(shù)據(jù)的寬帶接入技術(shù)。 (HFC)典型模式 典型的HFC網(wǎng)是用光纜把有線電視前端節(jié)目信號傳送到居民小區(qū)（每光接收機覆蓋用戶小于500戶），通過光接收機將光信號轉(zhuǎn)換為射頻電信號后，再由電纜分配網(wǎng)傳送至最終用戶。 目前HFC網(wǎng)主流方式歌華有線網(wǎng)絡(luò)已全部實現(xiàn)光纜到小區(qū)、到村，現(xiàn)正全面升級，實現(xiàn)光纜到樓，光纜到單元（每光接收機覆蓋用戶小于2

7、00戶）。最終將實現(xiàn)光纜到戶。有線電視系統(tǒng)傳輸技術(shù)光接收機光分路器光纖放大器星型光纖網(wǎng)同軸電纜分配網(wǎng)光發(fā)射機有線電視系統(tǒng)傳輸技術(shù)HFC由模擬向數(shù)字化平穩(wěn)過渡 提高了電視節(jié)目的質(zhì)量圖象質(zhì)量達到DVD水平，伴音達到環(huán)繞立體聲效果噪聲沒有積累，各用戶的信號質(zhì)量一樣圖像尺寸（取樣數(shù)掃描行）720480主觀評價與模擬的3級左右相比，圖像等級提高至少1級 信號無失真再生 增加了電視節(jié)目的數(shù)量1個8MHz模擬頻道可以傳810套數(shù)字電視節(jié)目 可方便實現(xiàn)加密解密 多功能業(yè)務(wù)電視網(wǎng)站股票 交互式應用HFC系統(tǒng)可實現(xiàn)的業(yè)務(wù)廣播電視業(yè)務(wù) 基本業(yè)務(wù)模擬電視基本業(yè)務(wù)模擬電視技術(shù)指標提高帶寬拓展節(jié)目容量增多 數(shù)字數(shù)字電視節(jié)

8、目播出和傳輸播出和傳輸條件接收（CA）用戶管理（SMS）電子節(jié)目指南（EPG)HFC系統(tǒng)可實現(xiàn)的業(yè)務(wù)CATV網(wǎng)上的雙向數(shù)據(jù)通信 FTTB+LANFTTB+LAN方式方式 Cable ModemCable Modem技術(shù)技術(shù) 光無源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)光無源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)PONPON技術(shù)（技術(shù)（EPON/GPON)EPON/GPON)/1550 nm 廣播電視1490 nm 數(shù)據(jù)下行1310 nm 數(shù)據(jù)上傳有線數(shù)字電視的標準q美國標準ATSC（Advanced Television System Committee先進電視制式委員會）q歐洲標準DVB（Digital Video Broadcasting 數(shù)字視頻

9、廣播）q日本標準ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播）q中國有線數(shù)字電視廣播信道編碼和調(diào)制規(guī)范2001年國家廣電總局頒布行業(yè)標準,該標準等同于DVB-C標準。DVB 數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)利用了包括衛(wèi)星、有線、地面等所有通用電視廣播傳輸媒體。它們分別對應的DVB標準為DVB-S、DVB-C、DVB-T等 。數(shù)字電視、數(shù)字電視機和數(shù)字電視機頂盒q數(shù)字電視是指節(jié)目信號從節(jié)目錄制到用戶收看的整個數(shù)字化過程。q數(shù)字電視機是指能接收數(shù)字電視信號的電視機（目前市場上銷售的絕大多數(shù)“數(shù)字電視機”并不是真正意義的數(shù)字電視機）。q數(shù)字電視機機頂盒

10、是目前接收數(shù)字電視信號必要的附加設(shè)備，它接收并處理數(shù)字電視節(jié)目信號，再利用普通電視機進行顯示。數(shù)字電視的優(yōu)勢 （一）易于實現(xiàn)，操作簡單（一）易于實現(xiàn)，操作簡單 用戶只需加裝一臺數(shù)字電視機頂盒，不必再對家里的有線電視線路和電視機作任何改動，就可以用現(xiàn)在的模擬電視機接收數(shù)字電視節(jié)目和網(wǎng)站信息；而且用戶不需要任何專業(yè)知識，只要會使用電視機的遙控器，就可以完成對機頂盒的所有操作。 （二）海量信息的接收（二）海量信息的接收 模擬有線電視網(wǎng)的帶寬達到862MHZ，經(jīng)過數(shù)字化之后，其理論帶寬達到4085MB。昌平地區(qū)經(jīng)過數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換的用戶，可以收看到129套數(shù)字電視節(jié)目，其中包括2套高清電視和16套立體

11、聲廣播。昌平電視臺3套節(jié)目也實現(xiàn)了數(shù)字化，用戶可以通過機頂盒收看到畫質(zhì)更加清晰的本地自辦節(jié)目。數(shù)字電視的優(yōu)勢 （三）安全可靠性高（三）安全可靠性高 由于采用了數(shù)字壓縮技術(shù)和加密手段，徹底杜絕了對有線電視網(wǎng)進行非法插播情況的出現(xiàn)。 （四）用戶易于接受（四）用戶易于接受 用戶承擔較少的支出，不僅可以在電視機上欣賞到與DVD、CD相媲美的視頻、音頻效果，還有豐富多彩的各種應用可以使用，是目前性價比最高的普及性文化娛樂形式。 （五）家庭多媒體終端（五）家庭多媒體終端 隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字電視機頂盒將成為集高清晰度電視、杜比5+1立體聲音響、寬帶互聯(lián)網(wǎng)、可視電話、家庭網(wǎng)關(guān)于一體的數(shù)字信息多媒體終端，

12、最終完成與計算機的融合，真正實現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化。數(shù)字電視的服務(wù)種類lDVD畫質(zhì)的數(shù)字電視信號lCD效果的音質(zhì)l海量、免費的電子政務(wù)和便民服務(wù)信息lNVOD準視頻點播l股票行情、電子節(jié)目預報 l本地人機交互式游戲數(shù)字電視數(shù)字電視機頂盒內(nèi)容機頂盒內(nèi)容數(shù)字電視數(shù)字電視 機頂盒內(nèi)容機頂盒內(nèi)容數(shù)字電視數(shù)字電視 數(shù)字昌平數(shù)字昌平 機頂盒發(fā)展方向基本型機頂盒交互式機頂盒高清機頂盒HDTVPVR機頂盒個人視頻錄像機有線電視網(wǎng)設(shè)計主要參照標準 國家標準（GB 5020094） 最常用的有線電視工程國家標準，設(shè)計、施工及驗收 廣電部（GY/T 1061999） 廣播電視總局發(fā)布最重要、最常用的廣播電視

13、系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范技術(shù)指標的根據(jù) IEC 60728-1-2001 電視和聲音信號電纜分配系統(tǒng) 第1部分：測量方法和系統(tǒng)性能 GY/T143-2000有線電視系統(tǒng)調(diào)幅激光發(fā)送機和接收機入網(wǎng)技術(shù)條件和測量方法 GY/T131-1997 有線電視網(wǎng)中光鏈中系統(tǒng)技術(shù)要求和測量方法 GY/T180-2001HFC網(wǎng)絡(luò)上行傳輸物理通道技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)知識 鄰頻傳輸技術(shù) 連續(xù)每隔8MHZ安置一個頻道傳輸，為防止干擾，其關(guān)鍵是在鄰頻前端要用頻道處理器和調(diào)制器對信號進行處理，使其達到鄰頻傳輸?shù)募夹g(shù)要求。 頻率配置R波段 5-65MHZ 上行業(yè)務(wù)FM波段 87-108MHZ 廣播業(yè)務(wù)A波段 110-1000MHZ 模擬

14、電視、數(shù)字電視、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 1頻道圖像載波fv=49.75MHZ,頻率范圍fv-1.25至fv+6.75MHZ， 伴音副載波fafv+6.5MHZ 增補頻道A1頻段： 110-167MHZ Z1-Z7A2-B頻段：223-465MHZ Z8-Z37基礎(chǔ)知識 計量單位的概念與換算在有線電視技術(shù)中我們用對數(shù)單位分貝（db）表示量值。用分貝表示是為了便于表達、敘述和運算。分貝是表征兩個功率電平比值的單位。10lg(A*B)= 10lgA+ 10lgB10lg(A/B)= 10lgA- 10lgB 1、dBm dBm是一個考征功率絕對值的值，計算公式為：10lgP（絕對功率值/1mw） 例1 如果發(fā)射功

15、率P為1mw，折算為dBm后為0dBm。（光傳輸設(shè)備）2、dBuV dBV是一個考征電平絕對值的值，計算公式為：20lgV（絕對電平值/1V）dBuV=90+dBm+10*log(R) ，R為電阻值，有線電視系統(tǒng)中R=753、dBmV0dBmV60dBuVdBuV60+dBmV基礎(chǔ)知識 載噪比C/NC/N值是衡量系統(tǒng)圖象質(zhì)量的重要指標。圖象質(zhì)量達到4級以上，C/N必須達到43dB以上。影響C/N的因素主要有信號源、傳輸設(shè)備、施工質(zhì)量。 復合三次差拍比CTB隨著系統(tǒng)傳輸頻道的增加，組合三階差拍指標變得越來越突出，它較真實地反映了多頻道系統(tǒng)的射頻非線性失真。CTB隨著放大器工作輸出電平的提高下降，

16、放大器輸出電平每升高1dB，CTB惡化2dB。 54dB 復合二階失真CSOCSO屬于二階失真，CSO也是多頻道的產(chǎn)物，其特點與CTB相似。在同一種放大模塊的放大器中， CSO隨放大器工作輸出電平每升高1dB，CSO將惡化1dB。 54dB基礎(chǔ)知識調(diào)制誤差比(Modulation Error Ratio,MER) 調(diào)制誤差比定義為矢量幅度的有效值與誤差幅度的有效值的比值，以分貝（dB）表示，IEC給出的要求MER30dB 。 測試中MER通?？捎尚亲治鰞x直接讀出 各種QAM下 MER的最低要求64 QAM: 23 dB MER256 QAM: 29 dB MER基礎(chǔ)知識比特誤碼率 比特誤碼率

17、（BER）定義為錯誤比特和發(fā)送的比特總數(shù)之比。圖象質(zhì)量優(yōu)異: BER 10-4有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計光纜部分光纜規(guī)劃光纖到路邊（FTTC）光纖到樓（ FTTB）：四個高電平輸出端口的光工作站，在高密度用戶區(qū)可帶200400戶用戶光纖到戶（FTTH）光纜纖芯規(guī)劃采用4芯以上的光纜，一芯光纖傳輸下行數(shù)據(jù)、電視信號一芯回傳其余二芯光纖備份（以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)管）有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計光纜部分下行光鏈路傳輸系統(tǒng)設(shè)計n保證發(fā)射機到各光節(jié)點損耗的均勻性n光接收機功率在-31dBm之間n光放大器輸入功率在15dBm之間n線路損耗：13l0nnm的傳輸損耗036dBmkm；熔接損耗0.03 dBmkm, 每公里留余量0.

18、01 dBmkm, 每公里實際線損按0.4 dBmkm計算.n1550nnm的傳輸損耗0.2dBmkm；每公里實際線損按0.25 dBmkm計算.n附加損耗: 附加損耗主要考慮法蘭盤的接頭損耗,光分路器插入損耗，按每鏈路1.5dBm算有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計光纜部分光功率分配器分光比計算公式： Ki=100.1aLi/ (100.1aL1+100.1aL2+100.1aLn）L1n：l到n分路的光纜長度； a：光纖損耗常數(shù)； Ki：分光比。光鏈路損耗計算公式： AaL10LgKiB設(shè)計余量 A：光鏈路損耗： a：光纖損耗常數(shù)； L：光纜長度： B：活動連接器和光分路器插入損耗有線電視常用光纜規(guī)格常規(guī)型

19、單模光纖（G652光纖）既可工作在1310nm波長，又可以工作在1550nm波長。 光纜結(jié)構(gòu) 層絞式通光纜（12以上）中心束管式光纜（12芯以下）光纜接續(xù)熔接法：損耗可小于0.05dBm活動聯(lián)接頭：常用的聯(lián)接頭為FCAPC（螺旋終止的斜面型）或SCAPC（推進接通的斜面型）兩大類。單模光纖活動聯(lián)接器扦入損耗可小于0.2dBm。有線電視常用光設(shè)備防水尾纜防水尾纜適配器適配器光分路器光分路器有線電視常用光設(shè)備光纜終端盒光纜終端盒光纜接續(xù)盒光纜接續(xù)盒光纖配線架光纖配線架 ODFODF有線電視常用光設(shè)備機架式光發(fā)射機機架式光發(fā)射機模塊式光發(fā)射機模塊式光發(fā)射機射頻輸入電平一般必須大于70dBuV，對于某

20、只特定的激光器來說存在著一個最佳的射頻激勵電平以得到最好的C/N、CTB和CSO指標，過高的射頻損壞激光器有線電視常用光設(shè)備摻鉺光纖放大器（EDFA）采用摻鉺離子單模光纖作為增益介質(zhì)，在泵浦光激發(fā)下鉺離子由低能級躍遷到高能級得到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，在信號光誘導下實現(xiàn)受激輻射產(chǎn)生光放大。實際測試表明EDFA光放大器的應用基本對CTB、CSO等非線性指標沒有影響長距離色散的影響入纖功率小于14-16dBm有線電視常用光設(shè)備懸掛安裝方式水平機座安裝方式野外型光工作站頻率帶寬：5862MHz 工作窗口：1310nm和1550nm輸 出 口：4路分配輸出口， 高電平102-118dBV電平輸出射頻放大：采用進口砷化鎵射頻模塊有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計電纜部分同軸電纜的傳輸特性：n特性阻抗：75 阻抗不匹配出現(xiàn)多重反射，重影失真n衰減特性：不同頻率衰減量不同 n溫度特性：溫度系數(shù)約為0.2%/度。電纜的衰減值隨環(huán)境溫度的降低而下降.n屏蔽特性：屏蔽衰減，單位為dB。屏蔽衰減數(shù)越大,表明電纜的屏蔽特性越好n機械特性：耐彎折，不易變形有線電視常用電設(shè)備放大器n補償和均衡支線電纜衰減和分支器、分配器的插入損耗n額定輸出電平在98118dBuV之間n線路放大器通常不能級聯(lián)n線路放大器的工作頻帶和干線放大器一致，n線路放大器與干線放大器一樣采用電纜芯線供電方式。有線電視常用電設(shè)備