CATV系统的发展

CATV系统的发展•共用电视天线阶段–解决弱场强区收看广播电视–收看好无重影的图像–美化市容–美国为50年崛起，60年代发展–中国为60年代崛起，70年代发展•初期有线电视阶段–卫星广播电视的崛起–节目内容增加，开路广播电视，卫星电视，自办录像。–以收看电视节目为主有300MHZ系统，450MHZ系统和550MHZ系统。•有线电视新的发展阶段——多功能综合利用阶段–电缆、光纤、微波和卫星技术的发展将组成一个新的全方位的电视覆盖网——光纤同轴电缆混合网（HFC网）和MMDS同轴电缆混合网–数字技术的应用使所传送的图像质量大提高——数字技术克服模拟传输过程中的非线性失真和外界噪声，同频率等干扰–数字电视压缩技术的应用使系统传送节目套数增加——一般一路模拟的8MHZ电视频道可传输四套数字压缩电视–多功能服务网的建立为用户提供全方位的服务——交互式电视计算机数据传输和电话•CATV和信息高速公司–信息设备：有线电视设备、电话设备、计算机和接入网设备交互式视频服务器，电缆调制解调器，变频器，数字视频家用终端，数字交换存储系统HFC宽带存储系统，MPEG-2编码器和管理程序等–信息资源：电子存储的一切信息如商业数据库，电子图书、电视节目–网络：本地通讯网、远地通讯网、卫星网、有线电视网、无线电和微波网。网络上所传送的为多媒体话音、视图、数据、图像等–人力资源：要有高技术的人才。•我国有线电视发展特点–高速度:据调查统计我国有线电视用户1990年为1300万户，92年底为2000万户，93年底为2500万户，94年底超过3000万户，到97年底已超过7000万户，发展速度之快是惊人的。每年平均按500万户速度猛增，预计到2002年将达到1亿用户。–采用新技术对老系统的改造:采用HFC技术网络，双向传输技术和750MHZ传输技术对原有的300MHZ、450MHZ和550MHZ旧网络进行改造。使新建网络和旧网络的改造均适应信息高速公路宽带网的要求。–有线电视是一个特殊行业在我国党和政府的“候舌”所以以县市、省的行政区域性联网实行规范化、标准化建设和管理起我国有线电视的又一大特点.–有线电视从城市走向农村实行村村通广播通电视.•我国有线电视发展情况76年83年97年–电视机600万3000万3.2亿–有线电视用户无几十万7000万–有线电视网无约1万公里200万公里–转发器无无22个–各类无线发射台600座2000分座4.5万座–卫星收转站无14座16万中国印度美国–电视机84％34％240％–有线电视20％7％67％–电话11%12%98%–计算机1.4%1.5%42%RF上行光纤上行光接收机下行光纤下行光发射机前端输出RFRFRFRF信号处理器。。。。。。。。。。。。。。。。。……FM电视接收机模拟卫星接收机模拟卫星接收机数字卫星接收机数字卫星接收机DVDVCD录像机录像机邻频调制器邻频调制器邻频调制器功分器VAVAVAVAVAVAVAVAVA播出控制台VAVAVA混合器MMDS本振上变频器功放和激励上行信号处理器•图一•CATV系统的组成•头端设备（图一）–天线功能：将空中的电磁波信号转换成RF射频电平信号分类：八木天线、螺旋天线、对称耦极天线、网状抛物面天线、平板抛物面天线天线馈源：将天线接收的空间平面波聚焦到馈源，变成球面波，并低损耗高性能转换成在波导内传播的电磁波极化型式：极化是指电场的取向方向。有线极化、圆极化和椭圆极化。指标：工作带宽、波束宽度，前后比、天线增益、天线效率，驻波比输入阻抗，极化型式，有效接收面积和噪声温度.–高频头功能：将波导内的电磁波通过耦合变换成RF射频电信号，经放大并下变频到第一中频送卫星接收机。组成：同轴波导转换器、低噪声场放、镜像抑制滤波器、下变频器、第一中频放大器、稳压电源。性能指标：工作频段、中放频率范围、增益，噪声温度、带内平坦度，输出阻抗。–功率分配器功能：将高频头来的输入信号功率分成相等或不相等的几路信号功率输出。分类：有源功分器和无源功分器、二功分器、四功分器、八功分器、十二功分器等。技术指标：工作效率范围、分配损耗、隔离度。–卫星接收机功能：将高频头通过功分器送来的卫星射频电视信号通过放大、频率变换、放大、解调，输出卫星的某一路视音频信号。组成：前放、本振、混频、第二中放、视频解调放大、伴音介调放大。分类：L波段、C波段、KU波段，C/KU兼容卫星接收机。技术指标：输入频率范围950~1750或2050MHz输入电平范围-65~-28dBm视频特性、伴音特性、静态门限、DG、DP、色亮度延时差–信号处理器功能：将一标准电视频道变换成另一标准电视频道分类：直接射频处理、中频处理技术参数：邻频道抑制、带外杂散输出、伴音控制特性、AGC特性、效率转换精度、最大输出电平–电视解调器功能：将输入射频信号介调变换成国标规定的视频（1VP-P）音频（ODBM）信号。技术指标：输入频率范围、输入电平、邻频抑制、噪声系数、DG、DP、视频信噪比、视频输出电平、音频输出电平、色亮度延时差。–电视调制器功能：将摄像机、录像机、卫星接收机、VCD机和解调器送来的音视频电视信号调到射频上变为射频电视信号。分类：简单射频直接调制器、中频调制器十上变频器、广播级调制器。基本参数：视频输入信号幅度、音频输入信号幅度、带外抑制、调制度、DG、DP、图像载频总偏差、图像伴音载波电平比、相邻频道的视频音频的载频抑制度。–播出控制台：略–多路混合器功能：将多路射频信号通过宽带或窄带混合后变换成单路输出分类：频段混合器、频道混合器、分配式混合器、有源混合器性能指标：工作频率范围、输入路数、相互隔离度、插损、频响•传输网络及设备–光缆干线传输•光纤和光缆：单模光纤和多模光纤•光缆干线传输特点：低损耗、工作频带宽、尺寸小、重量轻、抗电磁干扰–光缆技术性能：光缆纤芯芯数、结构特征、工作波长、应用、截止波长、损耗常数、允许使用长度–光发射机按信号调制方式分类：AM光发射机、FM光发射机、PFM光发射机、数字调制光发射机按波长分类：1310NM光发射机、1550NM光发射机按激光器调制方法AM光发射机又分为直接调制激光发射机和外调制激光发射机直接调制激光发射机的组成和技术参数：组成：DFB激光器组件、电源、RF放大电路、激光器偏置电路、激光器慢起动电路、预失真补偿电路、过载保护和过驱动保护电路、光验测电路、半导体致冷器和热放电阻性能参数：输出光功率L波长、RF输入阻抗、RF输入反射损耗、RF输入驱动电平、RF频响、光连接器型式、非线性指标CTB和CSO，载噪声CNR和链路损耗1550NM外调制光发射机的组成和技术参数：组成：泵浦源、激光器、光隔离器、外调制器、光检测器、补偿非线性CSO、CTB电路、热电冷却器技术参数：输出光功率、射频输入电平，反射损耗、调制带宽连接器、CNR、CTB、CSO–光放大器组成：激励光源（泵浦光），波分复用器、掺铒光纤、隔离器、滤波器等EDFA光纤放大器性能参数：小信号增益30~50DB输出光功率14~22DB带宽1530~1560NM泵浦电流或功率20~200MW光谱响应±0.5NM–光接收机组成：光电检测器、RF放大器、固定衰减器、固定均衡器、电源技术指标：输出频率范围47~750MHZ（或560MHZ）波长1290~1580NM射频反射损耗12DB带内平坦度±1DB光反射损耗≥45DB输入光功率（DBM）0，-1，-2，-3，-4，-5，-6，-7载噪比（DB）55，54，53，52，51，50，49，48CSO≤-63DBCCTB≤-65DBC–光分路器–功能：将一路光功率分别按一定比例分成若干路输出参数：分光比Kn=输出光功率Pn/输入光功率Pinx100%分光损耗=10lgKn附加损耗：制造光分路器时产生的额外损耗其值见下表分路数n2345678910111216附加损耗dB0.20.30.40.450.50.550.60.70.80.91.01.2–光纤连接器光纤跳线：两端为活动连接头中间是光纤，两端接头可为相同型号，也可为不同型号，每个活动接头的损耗为0.25DB法兰盘：固定两活动连接头用尾纤：光纤跳线一分为二为两根尾纤跳线光缆：几根跳线放在一起成缆后为跳线光缆尾纤光缆：几根尾纤放在一起成缆后为尾纤光缆活动接头按结构开头有：ST型——圆形卡口式结构FC型——双重配合螺旋终止型结构SC型——矩形塑料插拔式结构活动接头按端面形状有：PC型——端面成球形（反射损耗35DB）APC型——端面成斜面（反射损耗68DB）UPC型——端面为超平面（反射损耗50DB）–光接续盒、光配线箱、光终端盒光接续盒：作为光缆和光缆之间的连接用（内有光纤排列托盘）光配线箱：用于光缆进入室内后各光纤分配给不同设备用。它内有活动接头，法兰盘，光分路器光终端盒：功能同配线箱，但结构简单•有线电视的系统指标—系统输出口电平和幅频特性—系统输出口－连接用户引入线的装置有单孔和双孔两种又叫用户终端—系统输出口电平－GY／T106－92规定60~80dBuV,对邻频传输系统为60~75dBuV—频道内幅频特性：某一频道8MHZ带宽内输出电平与频率间为频道内幅频特性—频道内幅频特性要求：各系统输出口测出本频道图像信号范围（即fv－1.25－fvt6),各点输出电平与基准电平之差在2dB之内,且国标还规定在任意0.5频带范围内幅频特性变化在0.5dB以内.—系统输出口任意频道间载波电平差≤10dB—系统输出口相邻频道间载波电平差≤3dB,系统输出口伴音对图像载波电平差:邻频系统为-14-1~-23dB,间频系统为-7~-20dB•载噪比•定义:系统输出口图像载波电平有效值与规定等效噪声带宽内系统噪声比平均方根值之比,用dB表示•K设备串联时载比•当K级设备载噪比相等时,总的载噪比值带宽内噪声电平均方根图像载波电平有效值MHZNCdB75.5lg2010102101)()()(101010lg10KNCNCNCdBNCkNCKNCNCdBlg1010lg101)(101•信噪比•定义:视频信号功率与噪声功率之比即•用五级评分标准表示信噪比：NdBSdBNSdBNSppPPNSPPNSlg10用分内表示123451.1232、、、、为图像等级：其中QQQNSdB•载波组合三次差拍（C／CTB）•定义：在系统输出口图像载波电平与围绕在图像载波式特定效率附近群集的组合三次差拍产物平均电平峰值之比以dB表示.即:•K级有源设备串联时的CTB•当K级有源设备的CTB相同时,总的CTB值为20202201)()()(101010lg20KCTBCCTBCCTBCdBCTBCKCTBCKCTBCCTBCdBlg2010lg20120)()(lg20dBCTBCdB均电平峰值组合三次差拍产物的平图像载波电平有效值•载波组合二次差拍比(C/CSO)•定义:在系统输出口图像载波电平与围绕在特定附近群集的组合二阶差拍产物平均电平的峰值之比以DB表示•K级有源设备串联后的CSO值•K级有源设备CSO相同时总的CSO值为:20202201)()()(101010lg20KCSOCCSOCCSOCdBCSOCKCSOCKCSOCCSOCdBlg2010lg20120)()(lg20dBCSOCdB均电平峰值组合二阶差拍产物的平图像载波电平有效值•反射损耗T•定义:反射损耗为入射波电压与反射波电压之比的分贝值即•反射损耗T与电压驻波比(VSWR)S之间的关系•反射损耗T对收看的图像质量影响很大,反射损耗值小则驻波比S大,从而会产生重影.•国标对CATV所有设备(有源和无源设备)都规定了对设备反射损耗提出要求.反入UUTlg2011lg20SST•邻频道抑制和带外寄生输出抑制•邻频道抑制定义-工作频道图像载波电平与该频道中