建筑通信及网络技术-6

6有线电视系统6.1有线电视系统概述6.2有线电视系统构成6.3有线电视系统信号质量的评定6.4有线电视分配系统的设计6有线电视系统6.1有线电视系统概述6.1.1有线电视系统分类6.1.2有线电视系统作用与功能本节学习要求1.了解有线电视系统的分类；2.掌握有线电视系统的作用与功能；按照国家广电总局行业标准：CY/T106-1999M《有线电视广播系统技术规范》的定义，有线电视(CableTelevision，缩写为CATV)：是指利用射频电缆、光缆、多路微波或其组合来传输、分配和交换声音、图像及数据信号的电视系统。6.1有线电视系统概述1.按干线器材分A.全同轴电缆系统B.光纤-同轴电缆混合系统(HFC网)C.微波与电缆混合系统D.卫星电视分配系统2.按信号性质分类A.模拟信号系统B.数字信号系统6.1有线电视系统概述6.1.1有线电视系统的分类3.按频道利用情况分类A.邻频传输系统a.300MHz系统b.450MHz系统c.550MHz系统d.750MHz(860MHz)系统e.1000MHz系统B.非邻频传输系统a.VHF系统b.UHF系统c.全频道系统1.解决弱场强区和阴影区的信号接收随传输距离的增加，空间电视信号（电磁波）场强越来越低。当低于电视机的接收灵敏度时，图像质量变差，出现雪花，甚至收不到电视信号，这样的区域称为弱场强区。电视台发射的信号主要以直线传输，当遇到障碍物阻挡（如楼房、山丘等），部分信号能量被反射和吸收，使得障碍物后面部分的场强较低，收看效果差，这样的区域称为阴影区。CATV通过对信号接收、放大等处理，能很好地解决弱场强区、阴影区的收视条件。6.1有线电视系统概述6.1.2有线电视系统的作用与功能2.提高抗干扰性（重影干扰、杂波干扰）电视信号在空间传输过程中遇到建筑物的反射而产生反射波，反射波比直射波延迟一段时间到达接收机，在电视机的屏幕上出现一个或多个比图像亮度低一些的右重影。（在城市中极普遍）电气设备产生的高频电磁波信号的频率成分若正好落在某个电视频道上时，就会对接收频道造成干扰，在电视屏幕上出现干扰条纹、抖动、噪声等。CATV能有效降低这些干扰。6.1有线电视系统概述6.1.2有线电视系统的作用与功能3.丰富电视节目信号源A.增加频道资源（利用增补频道）在有线电视系统中，起用了开路的无线电视广播系统中留给其它领域的频道，即增补频道，共有37个，分配在有线电视频道配置中的A1、A2和B波段。波段频率范围(MHz)业务内容R5～65上行业务X65～87过渡带FM87～108广播业务A110～1000模拟电视、数字电视、数据业务波段频道频率范围(MHz)ⅠDS1～DS548.5～92A1(Ⅱ)Z1～Z7111～167ⅢDS6～DS12167～223A2、BZ8～Z37223～463ⅣDS13～DS16470～502ⅤDS17～DS56502～862波段划分模拟电视频道划分表6.1有线电视系统概述6.1.2有线电视系统的作用与功能A1:Z1～Z7，111～167MHzA2:Z8～Z16，223～295MHzB:Z17～Z37，295～463MHzB.提高频道利用率（利用邻频传输）C.增加信号源种类4.多功能综合利用图文电视、配音电视、数据、广播等6.1有线电视系统概述6.1.2有线电视系统的作用与功能6.2有线电视系统的构成6.2.1有线电视系统组成6.2.2有线电视的传输介质与设备6.2.3有线电视的传输网络-HFC6.2.4双向有线电视系统6.2.5数字有线电视系统6.2有线电视系统的构成本节学习要求1.了解有线电视系统组成2.掌握有线电视的传输介质与设备同轴电缆、光缆、放大器、分配器、分支器3.掌握有线电视的传输网络-HFC4.了解双向有线电视系统5.掌握数字有线电视系统的结构6.2有线电视系统的构成6.2有线电视系统的构成6.2.1有线电视系统的组成1.信号源为系统提供各种信号。A.信号类型模拟电视信号；数字电视信号；当地电视台发射的开路电视信号；微波台转发的微波信号；电视台自办节目等。B.主要器件接收天线；卫星天线；微波天线；视频设备（摄像机、录像机）音频设备。6.2有线电视系统的构成6.2.1有线电视系统的组成1.信号源2.前端系统A.作用对信号源提供的各路信号进行必要的处理和控制，并输出高质量的信号给干线传输部分。B.信号处理内容信号放大；信号频率配置；信号电平控制；干扰信号抑制；信号频谱分量的控制；信号的编码；信号的混合等。6.2有线电视系统的构成6.2.1有线电视系统的组成2.前端系统C.主要器件天线放大器；频道放大器；宽带放大器；频道变换器；信号处理器；解调器；调制器；卫星接收机；制式转换器；微波接收机；混合器等。6.2有线电视系统的构成6.2.1有线电视系统的组成2.前端系统3.干线传输系统A.任务a.把前端输出的高频电视信号传送给分配系统，在传输过程中根据信号电平的衰减情况，合理设置电缆补偿放大器，以弥补线路中无源器件对信号电平的衰减；b.若是双向传输，还需把系统末端的上行信号传输至前端部分。B.主要器件干线放大器/线路延长放大器；电缆或光缆；斜率均衡器；电源供给器/电源插入器等。6.2有线电视系统的构成6.2.1有线电视系统的组成3.干线传输系统4.用户分配系统A.任务a.把干线传输来的信号分配给系统内所有的用户，并保证各个用户的信号质量；b.对于双向传输还需把上行信号传输给干线传输部分。B.主要器件线路延长放大器；分配放大器；分支器；分配器；用户终端(调制解调器、数据终端等)；机上变换器等。6.2有线电视系统的构成6.2.1有线电视系统的组成4.用户分配系统6.2.2有线电视系统的传输介质及设备1.同轴电缆2.光缆3.微波4.接收天线5.调制器与解调器6.混合器7.放大器8.分配器9.分支器6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备1.同轴电缆(1)长线当电磁波波长与线路几何尺寸可比拟时，把线路称为“长线”或“传输线”。在长线上，u=u(x,t)，i=i(x,t)，既是时间又是位置的函数。(2)波阻抗对无限长传输线上给定的一点，在外界条件不变的情况下，在任一时刻，该点电压u(x,t)与电流i(x,t)之比为一定值，则称该值为传输线上该点的波阻抗，又称特性阻抗，记作ZC(x)。6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备1.同轴电缆),(),()(txitxuxZC若传输线上各点的波阻抗都相等，则称该传输线为均匀传输线，各点波阻抗为传输线的波阻抗。（3）同轴（射频）电缆A.结构及材料a.内导体：实心铜导体b.绝缘体：聚乙烯、聚氯乙烯c.外导体：作为传输回路的一根导体，又具有屏蔽作用。一般有金属管状、铝箔纵包搭接、铜网和铝箔纵包组合三种结构形式。d.护套：聚乙烯、聚氯乙烯6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备1.同轴电缆B.波阻抗同轴（射频）电缆的波阻抗有50Ω、75Ω、150Ω等规格。我国CATV中最常用波阻抗为75Ω的同轴电缆。C.衰减频率特性电视信号在同轴电缆中传输时存在着传输损耗，其损耗的大小用衰减常数β表示。β0（f）=导频损耗+绝缘损耗导频损耗与信号频率f的平方根成正比，绝缘损耗与信号频率f成正比。绝缘损耗很小，可忽略。一般:1212ffβi—对应信号频率为fi时的电缆损耗，dB。6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备1.同轴电缆D.衰减温度特性β（T）电缆损耗随环境温度变化，称为电缆的温度特性。电缆的温度特性除了导致电缆损耗的变化，还会导致电缆的斜率随温度而变化。衡量电缆的温度特性常用温度系数表示。β0（T）=β0（T0）+αT（T－T0）一般情况下，温度每变化1℃，电缆损耗变化约0.2%，即温度系数为0.2%/℃。6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备1.同轴电缆2.光缆(1).光缆传输的优点频带宽：单模光纤带宽可达10GHz以上；损耗极低：利用波长为1550nm的光传输1km的损耗仅为0.2dB；抗干扰能力强；保真度高；性能稳定。距离大于3km的系统，在传输上应首选光纤传输。(2).光缆在有线电视中的应用HFC—光纤-同轴电缆混合网6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备2.光缆3.微波A.微波是一种频率高、波长短的电磁波，对应的频率范围为300MHz~300GHz。B.传送质量高、距离远、覆盖面广、投资少、建网时间短、便于维护。C.适合地形复杂，架设光缆困难的地区和大、中城市个人用户或单位用户接收。D.微波多路分配系统(MMDS)a.使用最新的传送数字信号的信源编码、信道编码技术、数字调制技术，压缩数字信号频谱，提高频道利用率；b.采用数字滤波与数字存储方式，消除噪声，改善图像传输的信噪比，消除亮度干扰，提高传送质量；c.采用加扰/解扰技术，实现可寻址收费系统、计算机用户管理系统，可实现双向传送话务和数据信息、视频点播、电视会议等。6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备3.微波4.接收天线A.将空间接收到的电磁波转换成在传输线中传输的射频电压或电流输送给系统前端。B.可以有选择地接收给定频率的电视信号；C.可以有选择地接收给定极化的电视信号；D.可以有效地接收电视信号，抑制无用的干扰信号；E.提高电视机的灵敏度，即放大所接收的电视信号。6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备4.接收天线5.调制器与解调器对开路电视信号进行处理，使之满足邻频传输的条件；A.解调器解调器与调制器配合使用，将天线输出的开路电视射频信号送入电视解调器；通过电视解调器内部的滤波、检波、图像伴音分离等电路，从解调器输出端输出高质量的视频、音频信号，送入调制器；B.调制器当信号由解调器送至调制器后，调制器将其调制成电视射频信号，送入混合器。6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备5.调制器与解调器6.混合器A.混合器是一种将多个输入信号合并成为一个组合输出信号的装置。B.可以将多个单频道电视信号、FM信号、导频信号等组合在一起，形成一个复合视频信号，再用一根同轴的电缆传送出去，达到多路复用的目的。C.混合器在形成复合信号的过程中具有较高的相互隔离能力，避免信号间的相互影响。6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备6.混合器7.放大器(1)放大器的分类A.天线放大器(前置放大器)作用：将天线接收到的信号放大后送至前端，以提高信号电平，改善前端输出信号的载噪比。B.频道放大器设置在混合器前面，对每一个频道的信号分别进行放大。6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备7.放大器C.干线放大器作用：补偿传输电缆的衰减，确保信号能够进行远距离传输一般干线放大器具有自动增益控制(AGC)和自动斜率控制(ASC)。同时具有AGC和ASC功能的放大器称为自动电平控制(ALC)放大器。D.干线分配放大器将信号放大并平均分配给几个支干线。一个输入端，多个输出端。6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备7.放大器E.干线桥接放大器具有一个主输入端、一个主输出端、几个分支输出端，用以形成支线。F.线路延长放大器通常用于支干线上，用于补偿支干线上分支器的插入损耗及电缆损耗。输出电平高，不具备AGC、ALC功能。G.分配放大器通常用于系统分配网络中，满足分配网络对信号电平的要求。输出电平高，不具备AGC、ALC功能。6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备7.放大器H.楼层放大器电缆传输的最后一级放大器，用于分配系统的末端。作用：使用户能够获得足够的信号电平。(2).主要技术指标A.工作频带；B.增益；C.输入电平；D.最大输出电平；E.载噪比；（模拟电视系统指标）F.交扰调制比；（模拟电视系统指标）G.载波互调比（模拟电视系统指标）6.2有线电视系统的构成6.2.2有线电视系统的传输介质及设备7.放大器8