網(wǎng)絡的基礎知識15783-4課件

1、第4章有線電視網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)有線電視傳輸系統(tǒng)分為同軸電纜電視系統(tǒng)、光纜電視傳輸系統(tǒng)、微波電視傳輸系統(tǒng)、同軸電纜光纜混合網(wǎng)(HFC)和微波電纜混合傳輸系統(tǒng)，其傳輸媒介主要包括：電纜、光纜和微波。系統(tǒng)的作用是將前端輸出電視信號傳輸至用戶分配系統(tǒng)，再由戶分配系統(tǒng)將電視信號傳輸至用戶。4.1傳統(tǒng)的同軸電纜傳輸系統(tǒng)通過同軸電纜傳輸電視信號的系統(tǒng)稱為同軸電纜傳輸系統(tǒng)。同軸電纜傳輸系統(tǒng)是由多級干線放大器通過同軸電纜級聯(lián)組成的，是傳統(tǒng)的電視信號傳輸系統(tǒng)。圖4-1所示為完全同軸電纜傳輸有線電視系統(tǒng)，網(wǎng)絡結構為樹形網(wǎng)絡，主要設備有射頻同軸電纜、各種無源器件和干線放大器等。4.1.1同軸電纜的結構與性能參數(shù)1.結構圖

2、4-2同軸電纜結構圖示射頻同軸電纜由內(nèi)導體、外導體(屏蔽層)、絕緣體和保護層四部分組成，絕緣體使內(nèi)、外導體絕緣且保持軸心重合，如圖4-2所示。內(nèi)導體也稱為芯線，可以由銅線、鍍銅鋁線、鍍銅鋼線制成。外導體也稱屏蔽層，一般由銅絲編織網(wǎng)或鍍錫銅絲編織網(wǎng)內(nèi)加一層鋁箔制成，也可采用金屬管(如鋁管)制成，對電磁干擾有屏蔽作用。外導體與內(nèi)導體之間是絕緣介質(zhì)，介質(zhì)對電纜起支撐作用，其2.性能參數(shù)(1)特性阻抗特性阻抗與內(nèi)、外導體直徑和絕緣材料的相對介電常數(shù)有關。有線電視系統(tǒng)采用同軸電纜的標準特性阻抗為75。(2)衰減常數(shù)衰減常數(shù)與同軸電纜的結構尺寸、介電常數(shù)、工作頻率有關。衰減常數(shù)()表示單位長度(如100m

3、)電纜對信號衰減的分貝數(shù)。衰減常數(shù)與信號頻率的平方根成正比，即頻率越高，衰減常數(shù)越大；頻率越低，衰減常數(shù)越小。在電纜產(chǎn)品說明書中給出了在與頻率之間的對應關系，如表4-2所示。(3)屏蔽性能電纜的屏蔽性能是一項重要的指標。金屬管狀的外導體具有最好的屏蔽性能，雙層鋁塑帶和金屬網(wǎng)外導體也可取得較滿意的屏蔽效果。電纜不僅可防止周圍環(huán)境中的電磁干擾影響本系統(tǒng)，還可防止電纜的傳輸信號泄漏而干擾其他設備。(4)溫度系數(shù)溫度系數(shù)表示溫度變化對電纜損耗值的影響。通常溫度增加，電纜損耗增大；溫度降低，電纜損耗減小。(5)最小彎曲半徑鋪設電纜時，若電纜某處彎曲程度太大或被擠壓變形，特性阻抗就會變得不均勻，造成該處的

4、駐波比增大，產(chǎn)生反射，會使收視效果變差甚至影響收看。因此，在彎曲電纜時，一定要參照產(chǎn)品說明書給定的最小彎曲半徑，若未標明最小彎曲半徑，則一般應為電纜直徑的610倍。(6)回路電阻電纜干線放大器是50Hz交流電供電的，電流經(jīng)過內(nèi)導體到達放大器，再由放大器經(jīng)過外導體返回電源，形成一個回路。當確定由電源到任一負載的電壓降時，就需要考慮回路電阻的影響。回路電阻在50Hz交流測得的值與直流回路電阻差別很小，可替代使用。(7)老化安裝在室外的電纜隨著使用時間的推移會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，各項性能參數(shù)都要發(fā)生變化，其中電纜損耗特性變化很大。例如，三年后，電纜損耗增加1.2倍，六年后增加1.5倍。(8)防水、防潮性能

5、防水、防潮性能是電纜的一個重要指標。潮氣會使電纜的損耗急劇增大，對電纜有非常不利的影響，護套雖然能防止水通過，卻不能防止水蒸氣通過。4.1.2干線放大器干線放大器的主要作用是對信號進行放大，以補償電纜干線的損耗，所以干線放大器的性能好壞直接影響到整個系統(tǒng)的信號傳輸質(zhì)量，關系到成千上萬用戶的收視效果。干線放大器的種類較多，可分為三類：(1)類干線放大器類干線放大器ALC放大器，具有自動增益控制(AGC)和自動斜率控制(ASC)功能，采用兩個導頻信號，傳輸距離可達10km以上，適用于大型有線電視系統(tǒng)。(2)類干線放大器類干線放大器又稱AGC放大器，只具有自動增益控制(AGC)功能，采用單導頻信號，

6、傳輸距離達5km左右，適用于中型有線電視系統(tǒng)。(3)類干線放大器類干線放大器只具有手動增益控制(MGC)和手動斜率控制(MSC)功能，無導頻信號，適用于小型有線電視系統(tǒng)。1.干線放大器的技術參數(shù)(1)最小滿增益帶有自動增益控制的放大器，用手動調(diào)整到最大輸入時放大器所能得到的增益。(2)標稱增益在合適的自動電平控制和標稱輸入電平條件下，放大器所能得到的增益。(3)傳輸帶寬以最小滿增益定義的頻率范圍，也就是工作頻率。(4)帶內(nèi)平坦度干線放大器工作頻帶內(nèi)最高、最低幅頻響應電平相對兩者平均電平的偏差總量，叫做帶內(nèi)平坦度。要求干線放大器的平坦度達到0.250.3dB。(5)標稱輸入電平滿足干線放大器性能

7、參數(shù)的輸入電平范圍內(nèi)的中心點。(6)標稱輸出電平在標稱輸入電平和在標稱增益下干線放大器的輸出電平。(6)標稱輸出電平在標稱輸入電平和在標稱增益下干線放大器的輸出電平。(7)信號交流聲比信號與寄生調(diào)幅到載波信號上的電源交流峰值之比。(8)載波組合交擾調(diào)制比(C/CM)交調(diào)指一個頻道的調(diào)制內(nèi)容疊加(串擾)到另外一個頻道上。它與頻道數(shù)有關，其值為被測頻道需要的調(diào)制包絡峰-峰值與在被測載波上的轉(zhuǎn)移調(diào)制包絡峰-峰值之比。(9)載波組合二次差拍比(C/CSO)任意兩個載波的和頻、差頻(二次互調(diào)產(chǎn)物)和它們的二次諧波統(tǒng)稱為組合二次差拍產(chǎn)物，載波信號峰值電平與這些產(chǎn)物之比叫做載波組合二次差拍比(C/CSO)。

8、(10)載波組合三次差拍比(C/CTB)在多頻道放大時，載波信號峰值電平相對其周圍的各種三次差拍及三次互調(diào)聚集產(chǎn)物之比。(11)AGC和ASC特性AGC特性表示干線放大器的輸出電平受輸入電平變化影響的大小。ASC特性表示干線放大器的輸出電平斜率受輸入電平斜率變化影響的大小。(12)反射損耗表示阻抗匹配的程度，以dB表示，干線放大器反射損耗大于16dB。分貝數(shù)越大，匹配越好。反射損耗不合乎要求，不但引起重影，而且會使平坦度變壞。(13)噪聲系數(shù)干線放大器的噪聲系數(shù)在710dB范圍內(nèi)。(14)最大輸出電平最大輸出電平是交調(diào)比為60dB時放大器的輸出電平；有些產(chǎn)品給出的是在幾十個頻道混合輸入時，在某

9、個非線性指標下的最大輸出電平。(15)集中供電和穩(wěn)壓電源性能由于集中供電電源穩(wěn)壓精度不高和電纜回路電阻引起的電壓降，要求干線放大器內(nèi)采用開關電源，在電源輸入2860V變化時，均能正常工作。2.干線放大器的供電干線放大器可以就近接市電，也可以在前端(或傳輸干線中任何一點)對干線放大器集中供電。采用集中供電可以減少供電點，使干線系統(tǒng)供電可靠性與安全性提高，同時干線傳輸系統(tǒng)不會因為某個局部區(qū)域停電而使干線傳輸中斷，導致用戶無法收看節(jié)目。集中供電需要增加交流供電器、電源插入器等設備。圖4-3交流供電器原理圖交流供電器的主要部分是一個降壓變壓器，將50Hz、220V市電變換成穩(wěn)定的50Hz、60V低壓交

10、流電，具有穩(wěn)壓、限流和斷路等保護功能，如圖4-3所示。電源插入器可將射頻電視信號、低壓交流電進行混合，一起注入到電纜中進行傳輸，也可以將二者分離。集中供電如圖4-4所示。3.集中供電的計算圖4-5干線放大器集中供電等效電路干線放大器的集中供電電路可等效為圖4-5，圖中R表示為放大器級間的電纜直流電阻，R1Rn分別表示第一級至第n級的等效電源的輸入電阻，V1Vn分別表示第一級至第n級的等效電源的輸入電壓(有效值)，I1In分別表示第一級至第n級的等效電源的輸入電流(有效值)。4.1.3分配網(wǎng)絡分配網(wǎng)絡是將電視信號經(jīng)分配放大器后由分配器、分支器、同軸電纜傳送給每個電視用戶，是有線電視系統(tǒng)中傳輸主干

11、線與用戶終端相連接的部分。1.分配網(wǎng)絡形式(1)分配分配形式分配分配形式的基本組成如圖4-6所示。如果電纜的長度相同，則各輸出電平也相同。如果某一路空載，則對其他幾路影響較大。因此在實際使用中，若某個端口暫時不用，應接上75的匹配電阻，以保持整個分配網(wǎng)絡的匹配狀態(tài)。(2)分支分支形式分支分支形式的基本組成如圖4-7所示。這種分配網(wǎng)絡使用的是分支方式，通過分支輸出端把信號分配給各個用戶終端。一般情況下分配比分支的損耗大，所以這種分配方式的信號損耗較大。每個用戶終端的總損耗等于主分支的分支損耗、前面各分支的插入損耗與終端分支的分支損耗之和。串接的分支越多，損耗就越大。在實際使用中，最后一個分支的主

12、輸出端應接有75的匹配電阻。(3)分配分支形式分配分支形式的基本組成如圖4-8所示。這種分配方式先將信號平均分成幾路，然后每路進行分支，通過分支輸出端把信號分配給各個用戶終端。在實際使用中，每條支線末端應接上75的匹配電阻。這種分配方式是分配網(wǎng)絡中使用最廣泛的一種。(4)分支分配形式分支分配形式的基本組成如圖4-9所示。這種分配方式是先分支輸出再分配各用戶至各用戶。分配的各輸出端也不宜空載，如果暫時不用，應接上75的匹配電阻。2.分配器分配器將一路輸入信號電平(功率或電壓)平均地分成幾路輸出，通常有二、三、四、六和八分配器等，是無源器件。按輸出路數(shù)分類有二分配器、三分配器、四分配器、六分配器等

13、。最基本的是二分配器和三分配器。按工作頻率范圍分類有5550MHz帶寬型、5750MHz帶寬型和1GHz寬帶型。按照能否通過50Hz電源電流分類有過電流型和不過電流型。若干線放大器通過電纜饋電(一般為60V，50Hz)，則要求安裝在電流通路中的分配器為過電流型，如圖4-10所示。按照分配器外殼材料分類有塑料型、金屬型、壓鑄型、密封防水型等。圖4-11所示為鋁外殼分配器。(1)分配損耗指分配器輸入端信號電平與輸出端信號電平分貝數(shù)之差，即式中Ls分配損耗；Pi輸入信號功率(dB)；Po某個輸出端信號功率(dB)。理想情況下，n分配器的每一路輸出信號功率是輸入信號功率的n分之一，此時分配損耗Ls(d

14、B)與分配路數(shù)n的關系如下：由上式可以看出，分配損耗隨分配路數(shù)的增加而增大。根據(jù)分配損耗定義，若已知輸入端電平或某個輸出端電平，就可計算出任一輸出端電平或輸入端電平，即實際上，由于分配器在設計和制作過程中會引入一定的損耗，故實際損耗值都大于理想損耗值，如表4-3所示。(2)阻抗分配器的輸入、輸出阻抗都為75。分配器的每一個輸出端都不能空載或者短路，若某個輸出端多余不用，則要接入75電阻，以實現(xiàn)阻抗匹配。圖4-13過電流型分配器原理示意圖(3)反射損耗反射損耗表示分配器的輸入、輸出端與相連接同軸電纜的匹配程度。若反射損耗很大，說明匹配程度很好，信號在分配器的輸入、輸出端處不產(chǎn)生反射；若反射損耗很

15、小，說明匹配程度不好，則會產(chǎn)生反射。國標上規(guī)定：VHF頻段反射損耗要大于16dB，UHF頻段大于10dB。(4)過電流大小過電流型分配器為了實現(xiàn)通過電流，在非過電流型分配器的基礎上增加電源低通濾波器，如圖4-13所示。(5)相互隔離度又稱分配隔離。如果在分配器的某一輸出端加入一個測試信號，其他輸出端會有微小電平輸出(其他輸出端及輸入端均接匹配負載)，測試信號電平與其他輸出端信號電平之差即是相互隔離度，通常用分貝表示。相互隔離度反映了分配器各輸出端之間相互影響的程度。相互隔離度的值越大表示分配器各輸出端之間的相互影響程度越小。通常要求相互隔離度大于20dB。另外，將分配器的輸入、輸出端倒過來使用

16、，則相當于混合器，可將多路信號混合成一路輸出。3.分支器圖4-14分支器的圖示符號分支器通常有一個主輸入端、一個主輸出端和一個或多個分支輸出端。分支器的圖示符號如圖4-14所示。分支器將主輸入端信號分成幾路輸出，但是各路信號電平不完全相等，有主輸出端和分支輸出端之分。按分支輸出端的多少分類有分支器分為一分支器、二分支器、三分支器、四分支器等。按工作頻率范圍分類有全頻道型、帶寬型和1GHz寬帶型。(1)插入損耗插入損耗是表示信號從主輸入端傳輸?shù)街鬏敵龆说碾娖剿p的程度，用分支器的主輸入端信號電平與主輸出端信號電平分貝數(shù)之差表示，即式中Ld插入損耗；Pi主輸入端信號電平(dB)；Po主輸出端信號電

17、平(dB)。(2)分支損耗分支損耗是表示信號從主輸入端傳輸?shù)椒种л敵龆说碾娖剿p的程度，用分支器的主輸入端信號電平與分支輸出端信號電平分貝數(shù)之差表示，即式中Lc分支損耗；Pi主輸入端信號電平(dB)；Pb分支輸出端信號電平(dB)。根據(jù)插入損耗與分支損耗的定義，若已知分支器的主輸入電平，則主輸出電平Po =主輸入電平Pi插入損耗Ld分支輸出電平Pb =主輸入電平Pi分支損耗Lc若已知分支輸出電平，則可先計算出主輸入電平，然后計算出主輸出電平，即主輸入電平Pi =分支輸出電平Pb +分支損耗Lc主輸出電平Po=主輸入電平Pi插入損耗Ld選用同一種分支器時，主輸出電平和分支輸出的計算如圖4-15所

18、示。其中分支器的插入損耗為2dB，分支損耗為12dB。選用不同分支器時，主輸出電平和分支輸出的計算如圖4-16所示。其中第1、2個分支器的插入損耗為2dB，分支損耗為12dB。第3、4個分支器的插入損耗為3dB，分支損耗為8dB。(3)相互隔離度只有分支器的分支輸出端為兩個以上的分支器才具有相互隔離度這項指標，該值越大越好。在某一分支端加入測試信號，其他各端口均接匹配負載時，該測試信號電平與其他分支輸出端信號電平分貝數(shù)之差為相互隔離度，它表示分支輸出端之間的相互影響程度，該值越大越好。(4)反向隔離度反向隔離度用來表示分支輸出端與主輸出端之間的相互隔離的程度，即分支輸出端與主輸出端之間的損耗，

19、用分貝來表示，該值越大越好。4.串接式分支器(輸出口)串接式分支器又稱串接式輸出口，具有分支器和系統(tǒng)輸出口的功能，主輸出端(OUT)連接至下一個用戶，分支輸出端(BR)作為系統(tǒng)輸出口，直接與用戶電視機相連接如圖4-17所示。串接式分支器分為串接一分支器和串接二分支器，串接二分支器用于相隔鄰近的用戶終端。5.衰減器在有線電視系統(tǒng)中，當輸入或輸出電平過大，超出規(guī)定的范圍，就會影響收視效果。衰減器大多用在放大器的輸入端和輸出端，調(diào)節(jié)輸入、輸出端電平，使其保持在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。衰減器一般按衰減量是否可調(diào)節(jié)分為固定式和可調(diào)式兩種。固定式衰減器的輸入端和輸出端可交換使用，常做成不同規(guī)格衰減量的系列產(chǎn)品，并制

20、成插件結構，直接裝入有線電視系統(tǒng)中，其體積小，性能穩(wěn)定，裝配方便?？烧{(diào)式衰減器分為兩種：一種是步級可調(diào)式，常用于波段開關；另一種是連續(xù)可調(diào)式，在一定范圍內(nèi)可任意進行調(diào)整。6.均衡器均衡器實質(zhì)上是一個衰減量隨頻率變化的衰減器，用來補償電纜衰減傾斜特性。電纜對信號有衰減且衰減量與信號頻率的平方根成正比，即信號高頻段損耗比低頻段損耗大，電纜的衰減-頻率曲線是傾斜的。因此，即使前端輸出的各頻道信號電平是一致的，但經(jīng)過一段電纜傳輸后，各頻道信號電平會變得不一致。高頻段信號電平較低頻段信號電平低，各頻道電平差可達十幾分貝，甚至更高，這在鄰頻傳輸系統(tǒng)中是根本不允許的。為了在整個工作頻段上取得平坦的響應特性，

21、必須對電纜衰減的傾斜特性給予適當?shù)难a償。常用的一種補償方法就是采用均衡器。7.用戶終端用戶終端盒又稱系統(tǒng)輸出口，一般安裝于用戶室內(nèi)，是有線電視系統(tǒng)與用戶設備之間的接口，通過一段電纜和插頭將電視信號送入用戶電視機。按結構分，用戶終端盒有單輸出口(TV)和雙輸出口(TV、FM)兩種形式。其中，單輸出口只有一個插孔，輸出射頻電視信號至電視機；雙輸出口有兩個插孔，分別輸出射頻電視信號和調(diào)頻廣播信號。系統(tǒng)輸出口(用戶電平)的計算大多采用正推法和倒推法。4.2光纜傳輸系統(tǒng)光纖傳輸具有寬帶、抗干擾和高保真等特性，所以CATV系統(tǒng)主干線往往采用它。光纖傳輸技術越來越成熟，有線電視臺系統(tǒng)規(guī)模越來越大，主干線采用

22、光纜、支干線采用電纜的光纜電纜混合網(wǎng)(HFC)在信號的傳輸中發(fā)揮了巨大的作用。4.2.1光纖光纖是傳導光的介質(zhì)，通常由纖芯和包層(兩個二氧化硅SiO2層)組成。纖芯由高折射率的柔軟玻璃絲制成，是光波的傳輸介質(zhì)；包層的折射率小于纖芯的折射率，這樣在包層與纖芯的臨界面上共同構成一個封閉的全反射面，保證了光能被完全反射回纖芯。光纖具有損耗低、傳輸距離長、傳輸容量大、傳輸質(zhì)量高等特點。1.光纖的種類光纖有多種類型，可以作多種分類。按照光纖中傳輸?shù)目偰Ｊ綌?shù)，分為多模光纖和單模光纖；按光纖橫截面上折射率分布，分為階躍(SI)光纖和梯度(GI)光纖。光在光纖介質(zhì)中傳播，它的電磁場在光纖中將按一定的方式分布，

23、這種分布方式稱為模式。通常把能傳輸多種電磁波模式的光纖稱為多模光纖，把只能傳輸一種電磁波模式的光纖叫單模光纖。多模光纖的芯線直徑較粗，有50m以上，便于制造、耦合和熔接。但是傳輸效果差，傳輸頻帶窄。單模光纖的芯線直徑為810m，制造、耦合和熔接難度較大，但其頻帶寬，傳輸性能好，有線電視系統(tǒng)中大多數(shù)采用這種光纖。2.光纖的傳輸損耗和色散光纖還有兩個重要屬性：光纖的傳輸損耗和色散。光纖的傳輸損耗指光信號在光纖中傳輸一段距離后所產(chǎn)生的損失，不同波長的光在光纖中傳輸損耗是不同的。光纖的傳輸損耗通常用“dB/km”為單位。1 310nm波長的光損耗約為0.35dB/km；1 550nm波長的光損耗約為0

24、.2dB/km。光纖的色散是光纖傳輸中的另一重要指標，不同波長或不同模式的光不僅在光纖中傳輸?shù)乃俣炔煌?，而且呈分散的狀況。多模光纖的色散較嚴重，故限制了它的帶寬。單模光纖只傳輸一個模式，色散較小。4.2.2光纜由于光纖抗彎強度低，容易折斷，實用中需要多根光纖，因此，需要制成光纜。1.光纜的基本結構光纜由多根光纖、加強芯和護套等部分組成如圖4-20所示。圖4-20光纜的組成一根光纜中光纖的數(shù)量由實際需要來確定。加強芯用于加大光纜抗拉能力，一般采用鋼絲作為加強材料。光纜的護套與電纜護套的作用基本相同，保護不受外界的傷害。2.光纜類型根據(jù)光纖的傳輸特性，光纜也分為單模和多模；按光纜加強芯和護套是否采

25、用了金屬材料可分為金屬光纜和非金屬光纜；按光纜護套材料和形式分為塑料護套光纜、綜合護套光纜和鎧裝護套光纜；按光纜結構分為層絞式、骨架式、束管式光纜。4.2.3光無源器件光纜傳輸系統(tǒng)中的光無源器件有光纖連接器、光分路器、光隔離器、光復用器、光衰減器、光纖跳線等，它們在光纖鏈路中起光學連接、光功率分配、光波分復用、光信道切換、光信號衰減、調(diào)制、隔離等作用。光纖連接器的技術指標有插入損耗、反射損耗等。通常，光纖連接器可以拔插1 000次以上，其插入損耗約0.2dB，反射損耗超過60dB。1.光纖連接器光纜傳輸系統(tǒng)中為了遠距離傳輸，需要將光纜連接起來，這時就要使用光纖連接器。按光纖的模式特性不同，光纖

26、連接器可分為多模光纖連接器和單模光纖連接器；按光纖的數(shù)量不同，光纖連接器可分為多芯光纖連接器和單芯光纖連接器；按所采用的方式不同，光纖連接器可分為FC、ST、SC光纖連接器。我國使用最多的是FC系列光纖連接器。2.光分路器光分路器又叫光分支器。光分路器在光纜傳輸系統(tǒng)將光信號進行耦合、分支和分配。光分路器的技術參數(shù)有插入損耗、附加損耗、分光比等。(1)插入損耗插入損耗是指指定輸出口的光功率相對全部輸入功率損失的分貝數(shù)。(2)分光比分光比K定義為分路器某個輸出端功率Pn與輸入端功率Pi之比，以公式表示為分光比常用百分數(shù)表示。分光比的分貝表示又稱為理論分光損耗，定義為輸入功率(dB)減去輸出功率(d

27、B)，以公式表示為(3)附加損耗附加損耗是全部輸出口的光功率總和相對全部輸入功率損失的分貝數(shù)。一般情況下附加損耗如表4-4所示。3.光隔離器光隔離器的作用是抑制反射信號，連接在激光器管芯與光纖之間。一般情況下，要求光隔離器插入損耗小于3dB，光隔離度要大于60dB。4.光復用器光復用器的作用是將多個不同波長的光敷在同一根光纖中傳輸，有時分復用、頻分復用、波分復用之分。時分復用是把信號的傳輸時間分成一個個時段，讓不同波長的光信號在不同的時段中傳輸；頻分復用是將多個不同波長的光信號進行調(diào)制后在同一光纖中傳輸；波分復用的作用與頻分復用的作用一樣，也是將多個不同波長的光敷在同一根光纖中傳輸。光復用器的

28、插入損耗小于0.5dB，波長隔離度大于35dB。5.光衰減器光衰減器對過強的光信號進行衰減，使之符合標準。光衰減器有固定型和可變型之分。1 310nm和1 550nm波長的光固定衰減量為25dB，可變衰減值為455dB。6.光纖跳線光纖跳線兩端是活動接頭，中間是光纖。光纖跳線用于連接或轉(zhuǎn)接，兩端的活動接頭可以是相同的型號，也可以不同。4.2.4光有源器件與設備1.發(fā)光二極管和光敏二極管發(fā)光二極管具有電光轉(zhuǎn)換性，是一種半導體器件。加正向電壓時，空穴和電子就會在PN結的中部復合并發(fā)光。光敏二極管的作用與發(fā)光二極管相反，能夠?qū)⒐庑盘栕優(yōu)殡娦盘枴Ｔ谟芯€電視系統(tǒng)中常用PIN光敏二極管和APD光敏二極管(

29、雪崩二極管)。2.激光器發(fā)光二極管的光譜較寬、色散大與光纖的耦合效率不高，人們在此基礎上推出了激光器二極管。在激光器二極管發(fā)光層的表面刻上衍射光柵，通過光柵波紋峰的反射進行反饋，加大激光輸出功率和增強選頻作用，從而制造了半導體激光器(DFB激光器)。采用三價釹離子制成的激光器稱摻釹釔鋁石榴石激光器(YAG激光器)。3.光放大器光放大器的作用是對光信號進行放大。通常，光放大器分為半導體激光放大器和光纖放大器兩類。光纖放大器是有線電視系統(tǒng)中常使用的光放大器，光纖放大器又有摻鉺光纖放大器(EDFA)和摻鐠光纖放大器(PDFA)兩種。(1)摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器由泵浦光源、光耦合器、光隔離器、摻

30、鉺光纖和濾光器等組成，如圖4-21所示。(2)摻鐠光纖放大器摻鐠光纖放大器的電路結構與摻鉺光纖放大器類似。光纖放大器常作為中繼放大器，用于遠距離光纜傳輸系統(tǒng)；也可緊接著小功率光發(fā)射機，用于提高光功率。4.光發(fā)射機在有線電視系統(tǒng)中，光發(fā)射機的作用是將電視信號變?yōu)楣庑盘枺⒂行У厮腿牍饫w。按強度調(diào)制方式的不同，光發(fā)射機可分為直接調(diào)制和外調(diào)制兩種類型。直接調(diào)制光發(fā)射機常采用DFB激光器，射頻信號經(jīng)過相應處理后直接驅(qū)動激光器，完成光強調(diào)制，其激光的產(chǎn)生和調(diào)制是合在一起的。外調(diào)制光發(fā)射機常采用YAG固體激光器，其激光的產(chǎn)生和調(diào)制是分別進行的。直接調(diào)制光發(fā)射機由于其電-光轉(zhuǎn)換非線性較大，輸出光功率也較小，

31、只在傳輸距離較近、規(guī)模較小的系統(tǒng)中得到廣泛的使用。外調(diào)制光發(fā)射機由于其激光的產(chǎn)生和調(diào)制是分別進行的，可使激光器和調(diào)制器性能最佳化，輸出光功率較大，特別適用于傳輸距離遠、規(guī)模大的有線電視系統(tǒng)。(1)DFB直接調(diào)制光發(fā)射機直接調(diào)制光發(fā)射機常采用DFB激光器，通過高頻電視信號控制激光器的偏流來達到調(diào)整激光器的輸出功率。其基本組成如圖4-22所示。(2)YAG外調(diào)制光發(fā)射機外調(diào)制光發(fā)射機由半導體激光二極管泵浦源、固體激光器、光隔離器、調(diào)制器、控制環(huán)路及微處理器等組成，如圖4-23所示。5.光接收機光接收機由光檢測器、電信號放大器、均衡電路、電控衰減器、輸出放大器、AGC電路和監(jiān)測電路等組成。它的作用是

32、將光纜傳送來的光信號還原成射頻電視信號，實現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換。光接收機的基本組成如圖4-24所示。4.2.5光纜傳輸系統(tǒng)的構成1.光纜傳輸系統(tǒng)的調(diào)制方式光信號傳輸?shù)幕菊{(diào)制方式是光強調(diào)制(IM)，即光纜中傳送的光信號強弱(光功率大小)隨電信號的大小而變化。我們通常所說的光纜有線電視系統(tǒng)的調(diào)制方式是指電信號的調(diào)制方式，分為殘留邊帶調(diào)幅(VSB/AM)、調(diào)頻(FM)、數(shù)字(PCM)三大類。在進行傳輸時，首先完成電信號的調(diào)制，然后進行光強調(diào)制。因此，調(diào)幅光纜系統(tǒng)的調(diào)制方式應為VSB/AM-IM，調(diào)頻光纜系統(tǒng)的調(diào)制方式應為FM-IM，數(shù)字光纜系統(tǒng)的調(diào)制方式應為PCM-IM。為了簡化敘述起見，常常將IM省去。

33、在上述三種調(diào)制方式中，PCM光纜系統(tǒng)的性能最好，造價最高；VSB/AM光纜系統(tǒng)的性能最差，造價最低；FM光纜系統(tǒng)的性能與造價則在二者之間。這里必須指出的是，即使是性能最差的VSB/AM方式，在傳輸距離相同時，其性能也比同軸電纜系統(tǒng)要好得多。由于VSB/AM調(diào)制方式與電視調(diào)制制式相同，不存在制式轉(zhuǎn)換問題。因此，VSB/AM光纜系統(tǒng)在有線電視中得到了廣泛的應用。有線電視前端輸出的電視信號首先送入光發(fā)射機，進行光強調(diào)制，轉(zhuǎn)換成光信號。光信號通過光分路器分成幾路后，送入光纜中進行傳輸，經(jīng)光中繼站可進行光放大，接收端用光接收機將光信號還原成電信號，并通過電纜分配網(wǎng)絡送至各個用戶終端。由于還原出的電信號仍

34、然是殘留邊帶調(diào)幅電視信號，電視機可直接進行收看。光纜CATV系統(tǒng)的網(wǎng)型基本上可分為兩種：一種是光纜電纜混合網(wǎng)(HFC)，即前端2.光纜系統(tǒng)基本構成光纜有線電視系統(tǒng)的基本構成如圖4-25所示。光纜干線傳輸同軸電纜分配系統(tǒng)，如圖4-25所示；另一種是全光纜網(wǎng)絡，即前端光纜干線傳輸光纜分配系統(tǒng)。3. FM光纜系統(tǒng)FM光纜CATV系統(tǒng)的基本構成如圖4-26所示。在發(fā)送端，視頻(V)、音頻(A)信號首先進行頻率調(diào)制，然后混合成一路并送入光發(fā)射機完成光強調(diào)制，最后將光信號送入光纜中。接收過程與發(fā)射過程相反。圖4-26FM光纜CATV系統(tǒng)的基本構成4.數(shù)字光纜電視系統(tǒng)數(shù)字光纜電視系統(tǒng)的基本構成如圖4-27所

35、示。在發(fā)送端，視頻(V)、音頻(A)信號經(jīng)過處理后送入編碼器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，利用時分復用器將多路數(shù)字視頻音頻信號合并為串行數(shù)據(jù)流，送至光發(fā)射機進行光強調(diào)制，并轉(zhuǎn)換成光信號。4.3數(shù)字MMDS傳輸技術電視信號微波傳輸系統(tǒng)應用廣泛，數(shù)字微波也有迅猛發(fā)展，特別是數(shù)字MMDS傳輸技術使電纜光纜不能到達的地區(qū)擁有豐富的電視節(jié)目。微波傳輸具有以下一些優(yōu)點：1)微波傳輸適用于地形較復雜(如需跨過河流、山谷)以及建筑物和街道的分布使鋪設電纜光纜較為困難的地區(qū)。另外，利用微波可跳過面積較大的無居民區(qū)，以避免鋪設沒有收入的傳輸線路，造成不必要的浪費。2)由于不需要鋪設大量的有線傳輸媒質(zhì)，微波傳輸?shù)慕ㄔ熨M用少，建網(wǎng)時間短，維護方便。而在50km視距范圍內(nèi)，微波傳輸是相當穩(wěn)定的。因此，在傳輸距離較遠時，微波傳輸具有較高的性能價格比。3)微波傳輸?shù)亩ㄏ蛐暂^好