有线电视系统

3．有线电视系统分类 (1)按工作频率分类 300MHz邻频传输系统 450MHz邻频传输系统 550MHz邻频传输系统 750MHz邻频传输系统 1GHz邻频传输系统
①300MHz邻频传输系统
工作频率为5～300MHz，其中48.5～300MHz为正向图 像传输。 采用邻频传输技术，系统容量最多可传输28个 频道的信号，其中有DS1～DS12频道，Z1～Z16频道，以及 多套调频广播信号（由于DS5的工作频道与调频广播的频 率部分重叠，DS5频道一般不采用，这样最多可传输27个 频道的信号）。这样的系统造价较低，是早期国内中小城 市有线电视系统较多采用的系统。但由于利用了增补频道， 传统的电视机不能直接接收这些频道，随着频道数量的增 加，用户需要增加一台机上变换器才能收看到所有频道的 信号。
②垂直排列 将几副结构相同的天线按相等的距离在垂直 方向上排列，称为“层”，也称垂直天线阵。垂 直天线阵同样能提高天线的增益，天线数越多， 天线阵的增益也越高。垂直天线阵也能改变天线 的垂直方向性，而且天线数目越多，垂直方向性 越好。
二、传输线 1．同轴射频频电缆 (1)同轴电缆的结构 同轴电缆是用介质使 套四个部分组成。
(2)同轴电缆的种类 依据对内、外导体间绝缘介质的处理方法不同 可分为以下４种： ①实芯同轴电缆 ：电缆的内、外导体间填充 以实芯的聚乙烯绝缘材料，传输损耗大，已淘汰； ②化学发泡同轴电缆：在聚乙烯绝缘介质材料 内加入化学发泡剂，介质极易吸潮，高频损耗大， 已淘汰；
③藕芯同轴电缆：将聚乙烯绝缘介质材料经过 物理加工成为纵孔（藕芯状）半空气绝缘介质。防 潮性能差，孔内容易积水，影响传输效果，国产常 用型号为SYKV等系列。还有使用，但量少；
（2）电压增益 电压放大倍数＝输出电压(Uo)/输入电压(Ui) （倍）， 电压增益＝20lg(Uo/ Ui)(dB)，电压增益的单位为分贝(dB)。 在CATV系统中，各个器件的输入和输出阻抗、电缆的 特性阻抗均为75Ω，所以在CATV系统中器件的增益，既可 用功率比表示，也可用电压比表示，二者的值是相等的。 P=UI=U2/R=I2R， 10lg(Po/Pi)=10lg(Uo2/R)/(Ui2/R)=10lg(Uo/Ui)2=20lg(Uo/Ui)
⑤1GHz邻频传输系统 随着双向传输，数据传输的不断发展，需要 占用的频带将会越来越宽，出现了工作频率为 5MHz～1GHz的邻频传输系统，现阶段在很多大城 市，用户分配网络带宽已经采用1GHz。
(2)按系统结构方式分类 ①同轴电缆传输系统：适用于中小型有线电 视系统。 ②光缆传输系统：从干线传输直到用户终端 均采用光缆，今后发展方向之一。 ③MMDS传输系统：适合居民分散的城市。 ④光缆、微波、同轴电缆混合型传输系统： 适用于大中型系统。
有的用户，并保证各个用户的信号质量。对于双 向传输还需把上行信号传输给干线传输部分。用 户分配系统的主要器件有：支线放大器、分配器、 分支器、用户终端等，对于双向系统还有调制器、 解调器、数据终端等设备。
2．有线电视系统频道划分 有线电视系统中，国家规定68个标准电视频 道（有DS表示），一个电视频道的带宽为8MHz， 在标准频道中频率是不连续的，因此在系统内部 可以充分利用这些不连续部分的频率来设置增补 频道（有Z表示）。连续使用这些频道的系统叫邻 频系统，使用偶数或奇数频道的系统叫隔频系统
（1）前端部分 包括信号源和射频前端 ①信号源：卫星传输的模拟和数字电视信号、 当地电视台发射的开路电视信号、微波台转发的 微波信号、自办电视节目、系统内传输的上行电 视信号和数据信号等。
（1）信号源设备 电视接收天线、卫星电视接收设备、微波信 号接收设备、摄像机、录像机、DVD播放机、字幕 机、计算机、视频服务器、解码器等。
2、分贝 在CATV系统中，通常用分贝表示放大器的放大倍数， 也用来表示某一点的电压值、功率值。由于系统中的电压， 通常在几百μV~100mV之间，当用μV、mV来计量时数值通 常显得过大，读数不方便，计算也不方便，所以常取对数来 计算。
在CATV中系统中，用1μV电压作计算标准，将某点的 电压U与计算标准1μV做如下运算：20lg(U/1μV)，这时的单 位定义为dBμV，简写为dB。
④750MHz邻频传输系统 该系统工作频率为48.5～750MHz，采用邻频传输技术， 系统容量最多可传输79个频道的信号，其中有：DS1～ DS42频道，Z1～Z37频道。 典型的分配方式有： 上行频带5～75MHz。 下行频带87～750MHz。其中87～108MHz，调频广播； 111～550MHz，53套电视节目（16个标准频道，37个增补 频道）；550～650MHz，视频点播（120套MPEG-2数字压缩 节目）；650～750MHz，交互式业务下行传输。
1μV电压，20lg(1μV /1μV)=0（dB）； 10μV电压，20lg(10μV /1μV)=20（dB）； 100μV电压，20lg(100μV /1μV)=40（dB）； 1000μV即1mV电压，20lg(1000μV /1μV)=60（dB）
三、有线电视中的噪声与干扰 1、热噪声源电压 2、载噪比（C/N） 3、非线性失真
2．数字化趋势。电视节目制作设备数字化， 电视节目源储存播放数字化，卫星数字电视传播 （DVB-S），地面数字广播电视（DVB-T），有 线电视数字传播（DVB-C）。
二、有线电视的基本组成和类型
1．有线电视系统的基本组成 任何一个有线电视系统，无论多么复杂，均 可认为是由前端系统、干线传输系统、用户分配 系统三个部分组成。
(2)组合天线 为了进一步提高天线的方向性和增益，可以利用几 副多单元天线组成组合天线，或称为天线阵 。 ①水平排列 将几副结构相同的引向天线，按相等间距在水平线 上排列，称为“列”，也称为水平天线阵，水平天线阵 能提高天线的增益，天线数目越多，增益也越大。水平 天线阵也能改变天线的水平方向性，使水平波瓣变窄， 天线数目越多，水平方向性越尖锐，抗水平方向的干扰 能力越强。
根据系统的规模和功能的大小，干线部分的 指标对整个系统指标的影响不尽相同。对于大型 系统，干线长，干线部分的质量好坏对整个系统 质量指标的影响大，起着举足轻重的作用；对于 小型系统，干线很短，则干线部分的质量对整个 系统指标的影响就小。
（3）用户分配系统 该部分是把干线传输来的信号分配给系统内所
④物理发泡同轴电缆：在聚乙烯绝缘介质材料 中注入气体（如氮气），使介质发泡，性能稳定， 不易受潮，使用寿命长。国产常用型号为SYWV等， 美国产QR系列。 是常用的电视电缆。
(3)同轴电缆型号命名方法 S－射频同轴电缆； Y－聚乙烯； YK－聚乙烯纵孔半空气绝缘（藕芯）； Ｗ－物理发泡介质； D－稳定聚乙烯空气绝缘； V－聚氯乙烯。 例如：SYKV-75-5表示射频同轴电缆、聚乙烯 纵孔半空气绝缘（藕芯）、聚氯乙烯护套、特性阻 抗为75Ω、芯线外径为5mm。
②射频前端 该部分是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，主要包括信号的放大、信号频率的配置、 信号电平的控制、干扰信号的抑制、信号频谱分 量的控制、信号的编码、信号的混合等等。
前端信号处理部分是整个系统的心脏，在考 虑经济条件的前提下，尽可能选择高质量器件， 精心设计，精心调试，才能保证整个系统有比较 高的质量指标。
(4)同轴电缆的基本参数 ①特性阻抗：同轴电缆粗细均匀、内外导体间 的距离处处相等，颁布参数是沿线均匀分布的，因 此同轴电缆是一种均匀传输线。在均匀传输线上任 意一点的经过电波的电压与电流比值，称为同轴电 缆的特性阻抗。 同轴电缆的特性阻抗取决于内、外导体的直径 和绝缘介质的材料和形状，而与电缆的长度无关。 同轴电缆的特性阻抗有50Ω、75Ω、100Ω等规格， 在CATV系统中，常用的是75Ω的同轴电缆。
前端射频部分主要设备有：天线放大器、解 调器、调制器、信号处理器、混合器、放大器、 监视器等。
（2）干线传输部分 该部分的任务是把前端输出的高质量信号尽 可能保质保量地传送给用户分配系统，若是双向 传输系统，还需把上行信号反馈至前端部分。干 线传输部分主要的器件有：干线放大器、电缆或 光缆、斜率均衡器、电源供给器、电源插入器等 等。
②450MHz邻频传输系统 该系统工作频率为48.5～450MHz，采用邻频 传输技术，系统容量最多可传输47个频道的信号， 其中DS1～DS12频道，Z1～Z35频道。
③550MHz邻频传输系统 该系统工作频率为48.5～550MHz，采用邻频 传输技术，系统容量最多可传输59个频道的信号， 其中有DS1～DS22频道，Z1～Z37频道。
2、上世纪80年代，电缆电视(Cable TV)，简称仍为 CATV。信号源为开路信号、卫星信号、微波信号、自办节 目。
3、上世纪80年代，采用电缆、光缆传输，不只是图 像信号，还有数字信号，开始向综合信息网发展。这时 CATV的含义就不只是电缆电视，而称为有线电视了。
有线电视网络发展趋势
1．光纤化趋势。光纤特点：高质量、低成本、 易维护等。
第三节 有线电视前端设备
前端部分是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 。
一、接收天线 天线是一种向空间辐射电磁波或者从空间接 收电磁波能量的装置。电视接收天线作为CATV 系统接收开路信号的设备，其作用是将空间接收 到的电磁波转换成能在电缆中传输的射频电压或 电流，接收天线输出的信号质量好坏，将直接影 响到电视信号在系统内传输的质量。
第二节 电视广播基本原理
一、电视信号简介 二、增益
1、电压增益和功率增益 增益是衡量CATV系统中放大器等有源器件放 大信号能力大小的参数。在系统中有两个表示增 益的方法，一种是功率增益，一种是电压增益。
（1）功率增益 功率放大倍数＝输出功率(Po)/输入功率(Pi) （倍）， 功率增益＝10lg(Po/ Pi) (dB)，功率增益的单位为分贝(dB)。 功率增益是指输出功率与输入功率之比，简单地说， 分贝就是放大器增益的单位。放大器输出与输入的比值为放 大倍数，单位是“倍”，如10倍放大器，100倍放大器。当 改用“分贝”做单位时，放大倍数就称之为增益，这是一个 概念的两种称呼。