弱電工程有線電視系統(tǒng)資料_secret

1、1.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(lái)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(guó)中央電視臺(tái)的簡(jiǎn)稱CCTV (China Central Television)，所以國(guó)內(nèi)常常使用 CATV這個(gè)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(jī)通過無(wú)線接收方式直接接受的電磁波。 隨著技術(shù)的發(fā)展，特別是光纜技術(shù)和雙向傳輸技術(shù)，以及衛(wèi)星和微

2、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(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)，都有了長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)全球個(gè)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(yīng)用電視)兩類。應(yīng)用電視在緒論課中已作了簡(jiǎn)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(jiǎn)稱CATV)。它是在有利位置架設(shè)高質(zhì)量接收天線，經(jīng)有源或無(wú)源

3、分配網(wǎng)絡(luò)，將收到的電視信號(hào)送到眾多電視機(jī)用戶，解決在難以接收電視信號(hào)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(wù)，它的前端也非常簡(jiǎn)單。由于科學(xué)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(jī)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(gè)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(jiǎn)稱CATV，因此有時(shí)也不加以區(qū)別而混用。實(shí)際上，它們是兩種不同的系統(tǒng)。一般來(lái)講，電纜電視在前端有接收、處理信號(hào)的功能，傳

4、輸分配網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和復(fù)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(fù)雜得多。2傳輸方式 應(yīng)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(hào)的傳輸介質(zhì)。 電視信號(hào)在傳輸過程中普遍采用兩種傳輸方式：一種是射頻信號(hào)傳輸，又稱高頻傳輸/頻帶傳輸；另一種是視頻信號(hào)傳輸，又稱低頻傳輸/基帶傳輸。應(yīng)用電視系統(tǒng)的終端通常是工業(yè)級(jí)的圖像監(jiān)視器，信號(hào)采用視頻輸入方式，所以在傳輸距離較近、視頻信號(hào)路數(shù)較少時(shí)，常常采用視頻信號(hào)傳輸方式；而廣播有線電視系統(tǒng)的終端為電視接收機(jī)，信號(hào)的輸入方式為射頻，所以通常采用射頻信號(hào)傳輸方式，且保留著無(wú)線廣播制式和信號(hào)調(diào)制方式。 廣播有線電視系統(tǒng)在中近距離傳輸時(shí)，

5、通常采用隔頻(道)傳輸、鄰頻(道)傳輸、增補(bǔ)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(yuǎn)距離傳輸時(shí)，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(jiǎn)稱HFC ）外，還常用微波和衛(wèi)星等無(wú)線傳輸媒質(zhì)。3工作頻段及頻道(1) 有線電視的工作頻段及頻道分布 （ 標(biāo)準(zhǔn)頻道用DS、增補(bǔ)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(guó)內(nèi)大多數(shù)用戶的電視機(jī)高頻頭，都是具有AFC功能的電調(diào)諧高頻頭，中頻濾波器采用選擇性高的聲表面波濾波器(S

6、AWF)，對(duì)鄰頻的抑制度可達(dá)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(dá)4級(jí)以上，要實(shí)現(xiàn)鄰頻傳輸需要解決問題的是有線前端設(shè)備發(fā)射的頻譜要純。 (3) 增補(bǔ)頻道的劃分 (4) CATV頻道的劃分(5) 有線電視的無(wú)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。其中，MMDS的工作頻段為2.52.7GHz，帶寬為200

7、MHz，可容納24個(gè)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(hào)。當(dāng)然，若采用調(diào)頻微波鏈路FML(Frequency Modulation Microwave Link)，在遠(yuǎn)距離單頻道傳輸時(shí)，性能較好。 目前地面無(wú)線傳輸采用較多的是MMDS，系統(tǒng)價(jià)格較低，比較適合我國(guó)的國(guó)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”，有利于市容美化，還可以提供多種服務(wù)功能（增值業(yè)務(wù)）。 例如：付

8、費(fèi)電視、視頻點(diǎn)播（VOD）、互聯(lián)網(wǎng)接入、IP電話、安全監(jiān)控、 遠(yuǎn)程教學(xué)/醫(yī)療。1).有統(tǒng)電視系統(tǒng)的構(gòu)成 1基本組成(1) 接收信號(hào)源 (2) 前端設(shè)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(luò) 、(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(jī)、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，下行速率可達(dá)42.4M bps，上行調(diào)制頻率可高達(dá)42 MHz，采用QP

9、SK/16QAM，上行速率最高可達(dá)10Mbps。 2拓?fù)浣Y(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(wù)。 用光纜實(shí)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(diǎn)FTTN(Fiber to the Node，前端到分配點(diǎn))、光纖到路邊FTTC(Fiber to the Curb)和光纖到最后一個(gè)放大器FTTL(Fiber to the Last Amplifier)。其中，以FB中的光纖到支線FTF(Fiber to Fee

10、der)和FTTN方式用得最多（大慶的部分中心地區(qū)已達(dá)到光纖到樓頭）。FTTN方式的特點(diǎn)是干線和支線都使用了光纖，使光纖延伸至分配網(wǎng)絡(luò)的中心；光接收機(jī)置于分配網(wǎng)絡(luò)的中心(光節(jié)點(diǎn))。 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(wù)商和用戶均無(wú)法承受，所以目前較為先進(jìn)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 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(dāng)今有線電

11、視發(fā)展的主流。 雙向CATV光纖 同軸電纜混合網(wǎng)HFC信號(hào)接收與信號(hào)源1 信號(hào)接收1開路電視信號(hào)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(duì)需要接收的電視信號(hào)入射方向。 兩副天線的前后距離d等于電視信號(hào)中心波長(zhǎng)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(hào)入射方向與兩副天線饋點(diǎn)間的連線方向垂直。 兩副天線的兩條引下的饋線長(zhǎng)度相等，經(jīng)反相加法器(合成器)獲得輸出信號(hào)。 合成信號(hào)最小合成信號(hào)最強(qiáng)(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

12、接收天線。 移相天線 式中，為信號(hào)波長(zhǎng),g為饋線中信號(hào)的波長(zhǎng)。改變天線饋線的長(zhǎng)度(即改變相移)，就可使天線陣的零輻射角對(duì)準(zhǔn)重影信號(hào)。 2衛(wèi)星電視信號(hào)的接收 衛(wèi)星電視信號(hào)接收天線有兩種基本類型：一是主焦點(diǎn)拋物面天線，它只有一個(gè)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(diǎn)?？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?yàn)樗牡驮肼暦糯笃?LNA)可以放在拋物面背后，避免陽(yáng)光直射。非對(duì)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

13、成形、玻璃纖維和金屬網(wǎng)等四種類型。為防止對(duì)太陽(yáng)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(dāng)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(yīng)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(lái)口徑越大增益越高，它們都工作在C波段或Ku波段（實(shí)際取決于高頻頭 ），通常能在-50+45環(huán)境下工作，可抗1012級(jí)風(fēng)。 3衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)基本組成 拋物面天線把來(lái)自空中的衛(wèi)星信號(hào)能量會(huì)聚成一點(diǎn)(焦點(diǎn))。 饋源是在拋物面天線的焦點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)接受衛(wèi)星信號(hào)的喇叭形裝置。 高頻頭（LN

14、B亦稱降頻器）是將饋源送來(lái)的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行降頻和放大后傳送至衛(wèi)星接收機(jī)。 衛(wèi)星接收機(jī)是將高頻頭輸送來(lái)的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，輸出衛(wèi)星電視圖像信號(hào)和伴音信號(hào)。 前端系統(tǒng) 1 前端系統(tǒng)及其要求 前端系統(tǒng)主要作用是進(jìn)行信號(hào)處理：信號(hào)的分離、信號(hào)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(hào)的混合以及干擾信號(hào)的抑制。前端設(shè)備主要是射頻和中頻信號(hào)處理設(shè)備，如天線放大器、頻道濾波器、調(diào)制器、混合器、導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器等。主要特性指標(biāo)有四項(xiàng)：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(shè)置 對(duì)于充分利用VHF頻段的300MHz系統(tǒng) (N為頻道數(shù)量)：N7：隔頻設(shè)置，即用DS-1、D

15、S-3、DS-5、DS-6、DS-8、DS-10、DS-12；8N10：隔頻設(shè)置，加增補(bǔ)頻道；11N19；鄰頻設(shè)置，加增補(bǔ)頻道，即用DS-1DS-12和Z 1Z7；20N28：鄰頻設(shè)置，加增補(bǔ)頻道，即用DS-1DS-12、Z 1Z7和Z 8Z16。 這種設(shè)置對(duì)傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求較低，系統(tǒng)造價(jià)較為經(jīng)濟(jì)。但是，用戶中大量現(xiàn)有的非CATV對(duì)應(yīng)的電視接收機(jī)無(wú)法接受全部16個(gè)300MHz以下的增補(bǔ)頻道，而目前550 MHz系統(tǒng)的造價(jià)與300MHz系統(tǒng)相比并不十分昂貴，所以實(shí)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(dāng)然，300MHz系統(tǒng)對(duì)于電視節(jié)目套數(shù)較少的邊遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)還

16、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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(hào)電平應(yīng)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(yīng)為58.7dB(我國(guó)通常指 ，即約861V) 。 應(yīng)當(dāng)指出，前端系統(tǒng)的輸入信號(hào)電平不能太低，也不能太高。太低時(shí)載噪比指標(biāo)不能滿足，用戶接收質(zhì)量差；太高時(shí)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

17、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(shí)測(cè)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(hào)群中，不會(huì)由于信號(hào)電平太低而引起信噪比下降；也不會(huì)由于信號(hào)電平過高而使放大器進(jìn)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。2 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)制型前端是先把接收的信號(hào)解調(diào)出來(lái)，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(jìn)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(shè)置有導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器，它所產(chǎn)生的導(dǎo)頻信號(hào)是為了傳輸系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)增益控制(AGC)和自動(dòng)斜率控制(ASC)，從而保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量。有線電視系統(tǒng)常設(shè)三個(gè)導(dǎo)頻，第一導(dǎo)頻為47MHz，第二導(dǎo)頻為110.7MHz，第三導(dǎo)頻為229.5MHz。此外，在付費(fèi)電視的前端系統(tǒng)中，往往需要加裝加密或加擾設(shè)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(gè)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)制型前端多屬于傳統(tǒng)型前端，常用隔頻傳輸方案。其信號(hào)處理主要包括信號(hào)放