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第五章有线电视的传输系统重点难点电缆传输分配网络光缆传输微波传输干线传输系统是有线电视的重要组成部分，位于前端和用户分配系统之间，其作用是将前端输出的各种信号稳定而且不失真地传输至用户分配系统。干线传输的传输媒介主要包括：电缆、光缆和微波。大多数有线电视系统并不只单独使用一种传输媒介，而是多种传输媒介混合使用，例如光缆和电缆混合传输、微波和电缆混合传输等。第一节电缆传输一.射频同轴电缆1.结构射频同轴电缆由内导体、绝缘体、外导体(屏蔽层)和护套(保护层)四部分组成，绝缘体使内、外导体绝缘且保持轴心重合。如图内导体(也称芯线)由铜线、镀铜铝线、镀铜钢线制成。外导体(也称屏蔽层)一般由铜丝编织网或镀锡铜丝编织网内加一层铝箔制成，也可采用金属管，外导体对电磁干扰有屏蔽作用。外导体与内导体之间是绝缘介质，介质对电缆起支撑作用，其电特性在很大程度上决定着电缆的传输和损耗特性，经常使用的绝缘介质有干燥空气、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。电缆的最外层是护套，对电缆起保护作用，常采用聚乙烯或乙烯基类材料2.型号射频同轴电缆的种类和规格很多，我国对同轴电缆的型号与规格实行了统一的命名，具体编制方法如图型号命名通常由四部分组成：第一部分用英文字母表示，分别表示同轴电缆的分类代号、绝缘材料、护套材料和派生特性，具体含义见表5-1电缆代号绝缘材料护套材料派生特性符号含义符号含义符号含义符号含义S同轴射频电缆P屏蔽SE对称射频电缆D稳定聚乙烯—空气绝缘B玻璃丝编织浸硅有机漆Z综合SJ强力射频电缆F氟塑料F氟塑料SG高压射频电缆H橡套SZ延迟射频电缆I聚乙烯—空气绝缘M棉纱编织ST特性射频电缆W稳定聚乙烯V聚氯乙烯SS电视射频电缆X橡皮Y聚乙烯Y聚乙烯YK聚乙烯纵孔第二、三、四部分均用数字表示，分别表示同轴电缆的特性阻抗(Ω)、芯线绝缘外径(mm)和结构序号。例如“SYV—75—9—1”的具体含义是：S表示该电缆为射频同轴电缆，Y表示绝缘材料为聚乙烯，V表示护套材料为聚氯乙烯，特性阻抗为75Ω，芯线绝缘外径为9mm，结构序号为1。又例如，目前在有线电视系统中被大量采用的SYKV型电缆，S表示为射频同轴电缆，YK表示绝缘材料为聚乙烯纵孔形，V表示护套材料为聚氯乙烯。随着新技术和新材料的应用，新型电缆代号可能会超出表中所列含义。有线电视系统中使用的射频同轴电缆，芯线绝缘外径分为4.80mm、7.25mm、9.00mm、11.50mm、13.00mm、15.00mm和17.30mm等几种，我国用5、7、9、12、13、15和17等数字来表示3.性能参数（1）特性阻抗特性阻抗是指在同轴电缆终端匹配的情况下，电缆上任意点电压与电流的比值，通常与内、外导体直径和绝缘材料的相对介电常数有关。有线电视系统中同轴电缆的标准特性阻抗为75Ω。（2）衰减常数衰减常数(α)定义为单位长度(如100m)电缆对信号衰减的分贝数。衰减常数与同轴电缆的结构尺寸、介电常数、工作频率有关。电缆的内、外导体直径越大，衰减常数就越小。衰减常数还与信号频率的平方根成正比，即频率越高，衰减常数越大；频率越低，衰减常数越小。在电缆产品说明书中以表格或曲线形式给出了在20℃常温下的衰减常数与频率之间的对应关系。（3）温度系数温度系数表示温度变化对电缆损耗值的影响。通常温度增加，电缆损耗增大；温度降低，电缆损耗减小。温度系数定义为温度每升高(或降低)1℃，电缆对信号衰减增加(或减小)的百分数。例如，温度系数为0.2%/℃，表示温度每升高(或降低)1℃，电缆损耗值在原基础上增加(或减小)0.2%，如果温度变化±25℃，电缆损耗值在原基础上变化±25×0.2%=±5%(dB)。（4）屏蔽性能电缆的屏蔽性能是一项重要的指标。屏蔽性能好，不仅可防止周围环境中的电磁干扰影响本系统，也可防止电缆的传输信号泄漏而干扰其它设备。金属管状的外导体具有最好的屏蔽性能，双层铝塑带和金属网外导体也可取得较满意的屏蔽效果。（5）回路电阻回路电阻定义为单位长度(如1km)内导体与外导体形成的回路的电阻值(以Ω/km表示)。干线放大器的供电是经电缆传送的，50Hz交流电流经过内导体到达放大器(作为电源的负载)，再由放大器经过外导体返回电源，形成一个回路。当确定由电源到任一负载的电压降时，就需要考虑回路电阻的影响。回路电阻在50Hz交流测得的值与直流回路电阻差别很小，可替代使用。一般要求回路电阻要小，可多供几级放大器。（6）最小弯曲半径铺设电缆时，若电缆某处弯曲程度太大或被挤压变形，特性阻抗就会变得不均匀，造成该处的驻波比增大，产生反射，收视效果变差甚至影响收看。因此，在弯曲电缆时，一定要参照产品说明书给定的最小弯曲半径，若未标明最小弯曲半径，则一般应为电缆直径的6～10倍。（7）防水、防潮性能水分会使电缆的损耗急剧增大，对电缆有非常不利的影响。护套虽然能防止水通过，却不能防止水蒸气通过。因此，同轴电缆要长期使用，防水、防潮性能尤为重要。（8）老化随着使用时间的推移，安装在室外的电缆会出现老化现象，各项性能参数都要发生变化，其中电缆损耗特性变化很大，例如，三年后，电缆损耗增加1.2倍，六年后增加1.5倍。因此，当使用时间较长，收视效果变差时，可尝试更换安装在室外的电缆。二.常用无源器件无源器件是指不需要供电的各类器件。有线电视系统中无源器件的应用最广，使用量最大，主要包括分配器、分支器、衰减器和均衡器等。1.分配器分配器是每个有线电视系统中都不可缺少的器件。其主要作用是将一路输入信号电平平均地分成几路输出，如分成二、三、四、六和八路等；此外，将分配器的输入、输出端倒过来使用，则相当于混合器，可将多路信号混合成一路输出。分配器的分类方法很多，通常根据分配器有几个输出端而称为几分配器，如二分配器、三分配器、四分配器、六分配器等。从组成分配器的电路原理来看，最基本的是二分配器和三分配器，也就是说四分配器可由三个二分配器组成，六分配器可由一个二分配器和两个三分配器组成，依此类推。此外，还可按照工作频率范围分为全频道型、5～550MHz带宽型、5～750MHz带宽型和1GHz宽带型，1GHz宽带型具有双向传输功能，适用于有线电视宽带综合业务；按照能否通过50Hz电源电流分为过电流型和不过电流型，若干线放大器通过电缆馈电(一般为40～60V，50Hz)，则要求安装在电流通路中的分配器为过电流型；按照分配器盒体结构分为塑料型、金属型、压铸型、密封防水型等。分配器的图示符号如图5-3所示，通常有两种表示符号，在技术文献中都可以使用分配器的技术参数主要有：（1）分配损耗指分配器输入端信号电平与输出端信号电平分贝数之差，如下式：Ls=Pi(dB)－Po(dB)(5-1)式中Ls—分配损耗；Pi—输入信号功率，用分贝表示；Po—某个输出端信号功率，用分贝表示。根据分配损耗定义，若已知输入端电平或某个输出端电平，就可计算出任一输出端电平或输入端电平，如下式：Po=Pi(dB)－Ls(dB)(5-2)Pi=Po(dB)＋Ls(dB)(5-3)理想情况下，n分配器的每一路输出信号功率是输入信号功率的n分之一，此时分配损耗Ls与分配路数n的关系如下：Ls=10lgn(dB)(5-4)由上式可以看出，分配损耗随分配路数的增加而增大。实际上，由于分配器在设计和制作过程中会引入一定的损耗，故实际损耗值都大于理想损耗值，如表5-2所示n23468理想值(dB)3.014.736.027.789.03实际值(dB)3.5±0.45.5±0.57.5±0.59±111±1（2）相互隔离度相互隔离度反映了分配器各输出端之间相互影响的程度。如果在分配器的某一输出端加入一个测试信号，其它输出端会有微小电平输出（其它输出端及输入端均接匹配负载），测试信号电平与其它输出端信号电平之差即是相互隔离度，通常用分贝表示。相互隔离度的值越大表示分配器各输出端之间的相互影响程度越小。通常要求相互隔离度大于20dB。（3）反射损耗反射损耗表示分配器的输入、输出端与相连接同轴电缆的匹配程度。若反射损耗很大，说明匹配程度很好，信号在分配器的输入、输出端处不产生反射；若反射损耗很小，说明匹配程度不好，则会产生反射。通常VHF频段反射损耗要大于16dB，UHF频段大于10dB。（4）输入、输出阻抗分配器的输入、输出阻抗都为75Ω。实用中应注意：分配器的每一个输出端都不能空载或者短路，若某个输出端多余不用，则要接入75Ω电阻，以实现阻抗匹配。2.分支器•分支器通常有一个主输入端、一个主输出端和一个或多个分支输出端。分支器的作用也是将主输入端信号分成几路输出，但是各路信号电平不完全相等，大部分信号通过主输出端送至主线，另一小部分信号则通过分支输出端进入支线。•通常根据分支输出端的多少将分支器分为一分支器、二分支器、三分支器、四分支器等；此外，还可按工作频率范围分为全频道型、带宽型和1GHz宽带型；按是否能通过50Hz电源电流分为过电流型和不过电流型；按盒体结构分为塑料型、金属型及密封防水型等。•分支器的图示符号如图分支器的技术参数主要有（1）插入损耗和分支损耗插入损耗是表示信号从主输入端传输到主输出端的电平衰减的程度，即分支器的主输入端信号电平与主输出端信号电平分贝数之差，如下式：Ld=Pi(dB)－Po(dB)(5-5)式中Ld—插入损耗；Pi—主输入端信号电平，用分贝表示；Po—主输出端信号电平，用分贝表示。分支损耗是表示信号从主输入端传输到分支输出端的电平衰减的程度，即分支器的主输入端信号电平与分支输出端信号电平分贝数之差，如下式：Lc=Pi(dB)－Pb(dB)(5-6)式中Lc—分支损耗；Pi—主输入端信号电平，用分贝表示；Pb—分支输出端信号电平，用分贝表示。插入损耗与分支损耗之间的关系如图5-5所示由图可知，插入损耗小，分支损耗就大；插入损耗大，分支损耗就小。根据插入损耗与分支损耗的定义，若已知分支器的主输入电平，则：主输出电平Po=主输入电平Pi－插入损耗Ld分支输出电平Pb=主输入电平Pi－分支损耗Lc若已知分支输出电平，则可先计算出主输入电平，然后计算出主输出电平，如下式：主输入电平Pi=分支输出电平Pb+分支损耗Lc主输出电平Po=主输入电平Pi－插入损耗Ld（2）相互隔离度和反向隔离度相互隔离度用来表示分支输出端之间的相互影响程度，即在某一分支端加入测试信号，其它各端口均接匹配负载时，该测试信号电平与其它分支输出端信号电平分贝数之差。只有分支输出端为两个以上的分支器才具有相互隔离度这项指标，该值越大越好。反向隔离度用来表示分支输出端与主输出端之间的相互影响程度，即在某一分支端加入测试信号，其它各端口均接匹配负载时，该测试信号电平与主输出端信号电平分贝数之差。为了使支线辐射出来的干扰信号不影响主线，该值越大越好。以上四项电气性能是分支器的主要技术参数。分支器其它技术参数如反射损耗、输入输出阻抗等，都与分配器基本相同，因此不再说明。3.串接式分支器(串接式输出口)串接式分支器是分支器与用户终端的统一体，具有分支器和系统输出口的功能，也称为串接式输出口。其分支输出端做成系统输出口，直接与用户电视机相连接；而分支器的主输出端连接至下一个用户。这样，利用串接式分支器就可以方便地将多个用户串联起来，适用于楼层较低、横向距离较长的建筑，如图5-6所示。串接式分支器可分为串接一分支器和串接二分支器，串接二分支器用于相隔邻近的用户终端。系统设计的基本原则之一就是要求每个用户终端都得到大致相同的信号电平。为了达到这个要求，需要采用多种具有不同插入和分支损耗值的分支器。以图5-6a为例，先假定都采用相同的分支器，输入电平为76dBμV，每个分支器的插入损耗为2dB，分支损耗为12dB，则各个系统输出口电平分别为64、62、60、58dBμV，最大电平与最小电平相差6dBμV。如果采用不同的分支器，例如：A、B两个分支器的插入损耗为2dB，分支损耗为12dB；C、D两个分支器的插入损耗为3dB，分支损耗为8dB。则各个系统输出口电平分别为6