有线电视基础知识工程技术

有线电视基础知识工程技术
第一节
一、有线电视的组成
有线电视的组成信号源、前端、干线传输系统、用户分配系统
信号源：是有线电视的信号的源头。

我们现在主要涉及到的信号源由卫星接收（大锅直接接收的卫星电视信号）、开路信号（普通无线天线接收的信号，类似于当地无线节目）、硬盘播出（有代表性的ＶＯＤ互动点播、影视频道等自办节目）
前端：常语也就是有线电视的总机房。

前端的作用是把信号源的信号通过调制混合到固定的频道、利用光发射机、放大器等设备发送到干线线路上。

各个乡镇还有分前端，分前端主要由光接收机、光发射机、光分路器等设备组成。

干线传输系统：作用是把前端机房利用光缆、电缆等传输设备将前端信号传输到各个用户分配网系统。

干线传输方式分为：光纤传输、微波传输、电缆传输三种方式。

用户分配系统：作用是将干线传输来的信号利用光接收机、放大器、过流分支分配器等有源器件和普通分支分配器、用户盒等无源器件经过电缆平均分配到用户电视的系统。

用户分配网络结构有树枝型、星型、混合型三种结构。

光接收机：作用是将干线系统传输的光信号转变成电信号。

放大器：作用是将电缆的衰减进行放大补偿。

放大器分为60伏内供电和220伏市电两种。

我们网络现用的以60伏内供电为主。

放大器正常的的输入电平值（也就是输入放大器的信号强度）为75正负3db；输出电平值（也就是输出放大器的信号强度）为94--100db.电平单位（也就是信号强度）为db。

入户电平值应在65--80db,我们现在对于施工队的要求是70db 正负3db.
电缆：我们系统现在所用的电缆有-9、-7、-5三种。

（1）-9电缆主要运用于放大器之间传输。

（2）-7电缆主要运用于放大器到用户分配端之间。

（3）-5电缆主要运用于分支、分配器到用户电视之间。

系统内电缆的阻抗值为75（欧姆）。

二、有线电视的分类
干线传输系统分为：光缆+电缆传输系统、微波接收+电缆传输系统、电缆传输系统
有线网络系统分为：A系统10万户以上B系统10万户以下
有线系统频率分为：300兆（MHZ）550兆（MHZ）750兆（MHZ）860兆（MHZ）1000兆（MHZ）
第二节
一、同轴电缆的结构
（1）同轴电缆的结构：内导体、绝缘介质、外导体（屏蔽层）、护套
1、内导体（就是电缆中的芯线）：作用是传输供电电流和有线电视信号的主体。

内导体（电缆的芯线）的分类有：空芯铜管、实芯铜棒、铜包铝棒、铜包钢棒等几种。

我们现在使用的为以下几种类型：干线传输运用的为铜包铝线、分之线和入户电缆运用的为铜包钢线。

2、绝缘介质（就是电缆中的锡纸层和泡沫层）。

3、外导体（就是电缆中的网线，术语为屏蔽层）分为：金属管状（一般为铝管）、金属带装（一般为铝带缠绕）、编织网（一般为铝镁合金的编织网线）这种是我们网络所用的电缆。

特性：抗击外界干扰，防止电缆信号的泄露。

4、护套（就是电缆的外皮）。

（2）同轴电缆的分类及命名方式
1、干线电缆：我们运用的为-9电缆，其电缆的外径为9MM（毫米）
2、支线电缆：我们运用的为-7电缆，其电缆的外径为7MM（毫米）
3、用户分配电缆：运用的为-5电缆，其电缆的外径为5MM（毫米）
命名方式（忽略）`
二、同轴电缆的特性
1、电缆的特性阻抗为75欧姆
2、衰减特性：频率越高，衰减越大；频率越底，衰减越小。

例：750兆系统下对于最高频率（就是我们现在运用的系统网络）
-9电缆每一百米衰减为9db
-7电缆每一百米衰减为11db
-5电缆每一百米衰减为15db
3、温度变化对电缆的衰减特性：温度越高，衰减越大；温度越低，衰减减小。

温度升高一度，电缆每米的衰减量在原有的基础上增加0.002db。

4、电缆的使用期限：当电缆的衰减高于正常衰减值的10%-15%时应更换电缆。

通常使用期限为7—20年之间。

第三节
有线电视的三大技术指标
一个有线电视网络系统性能的好坏，我们通常都用载噪比（C/N）、组合三次差拍比（CTB）、组合二次差拍比（CSO）进行衡量。

国家广电行业标准（GY/7106-1999）规定：有线电视系统的载噪比≥43db、组合三次差拍比≥54db、组合二次差拍比≥54db。

那末这三大指标的含义是什么？在这里向大家逐一介绍。

一、载噪比
定义：在系统的指定点，图象或伴音载波电平与噪波电平之比（用db表示）。

噪声是一切干扰信号的泛指，它的存在影响着有用信号的清晰度。

在有线电视系统中的噪声主要是热噪声。

在日常，我们打开电视机，不输入任何信号，我们会看到屏幕上布满了无规则的黑白点，即所谓的“雪花”点，这些“雪花”点就是噪声在电视屏幕上的反映。

有线电视的噪声主要是由热噪声和散粒噪声所组成。

热噪声主要是由导电体内部的自由电子无规则的热运动所产生的，噪声功率的大少和工作频率、工作带宽、工作温度有关，我国电视制式的视频带宽是5.75MHZ，在常温下所产生的噪声功率是2.4dbμV。

散粒噪声则是由放大器等有源器件内的半导体所产生的。

这些噪声不论有无信号，它总是存在并具有起伏特性。

在图象上表现为“雪花”干扰，是难以抑制的。

图象的清晰度将随着噪声电平的增加而下降，为了衡量CATV系统的接收质量，所以用载噪比来定量描述它。

它的数学表达式是：C/N=10*lg（载波功率/噪声功率），单位是db。

在CA TV系统中，用户端的功率是前端的热噪声加网络中所有串接的放大器自身所产生的噪声之和，放大器是一个有源器件，其内部是由晶体管、电阻等电子器件组成，所以每个放大器自身也必会产生噪声，放大器在对信号进行放大的同时也将噪声叠加到输出端，这样，输出端的信号载噪比必然比输入端的信号载噪比低。

为此，我们就用输入载噪比和输出载噪比的比值来衡量放大器的噪声指标，定义为噪声系数，用F来表示，这个系数通常都由生产厂家提供。

根据以上所述，一条由多个放大器串接而成的CA TV电缆网络，后一级放大器的输入载噪比肯定比前一级放大器输入载噪比低，这就是为什么在有些CATV系统中，为保证载噪比的指标，越后级的放大器的输入电平要求就越高的原因。

多级同一型号放大器串接链路载噪比的计算公式是：
C/N=Vi-F-10lgn-2.4（db）Vi为输入电平；F为放大器的噪声系数；n是串接的放大器级数；
2.4是常温下的热噪声功率。

二、CA TV系统的非线性失真
在整个CATV网络系统中，使用了大量的有源器件，如电缆放大器、光收发机等，这些有源器件都会产生非线性失真，这些非线性失真的结果会在系统上产生很多新的频率分量，称之为产物。

如果这些产物落在播出频道带内，就会对这些频道的图象产生干扰，如图象拉丝、网纹干扰、“雨刷”干扰、“串象”等，根据对图象的干扰表现方式，非线性失真可分为交扰调制干扰（又称交调失真）和相互调制干扰（又称互调失真）两类。

所谓交扰调制干扰是当CATV系统同时传送两个载频不同的调幅波时，通过系统的有源器件会使这两个射频信号相互作用而使电视机通带内的有用信号受到通带外的干扰信号的调制而形成的干扰。

其特点是：1、当收到有用信号时，才出现干扰，有用信号消失则干扰信号也消失。

2、干扰信号远大于有用信号时，会造成“阻塞”（此时电视机看不到任何图象）。

3、干扰频率与信号频率的间隔可以是任意的。

4、只有调幅信号才会产生交调干扰。

5、当两个以上的输入信号之一的幅度大到足以使放大器工作到饱和状态时就可能产生交调干扰。

所以，交调干扰的大小，反映了放大器处理信号的线性能力（即放大器的动态范围）。

所谓相互干扰或相互调制，是由两个以上的频率成分差拍（加或减）后产生新的频率分量，这些新的频率分量和任一输入信号的频率都不同，但当它落在某一输入信号的频带中间就会形成相互干扰。

相互干扰在图象上表现为一种网纹干扰。

互调干扰和交调干扰一般是同时发生的。

任何一个有非线性失真的设备（如放大器），在正常的使用情况下，它的输出电压和输入电压的关系可用下式近似表示：
U0=K1Ui+K2Ui2+K3Ui3其中K2Ui2称为二阶项，K3Ui3称为三项
上式中U0是输出电压，Ui是输入电压。

现在假设有两个信号A和B同时输入，那末输入信号的表达式：Ui=ACOSω1t+BCOSω2t
输出电压：U0=K1(ACOSω1t+BCOSω2t)+k2(ACOSω1t+BCOSω2t)2+K3(ACOSω1t+BCOS ω2t)3
上式的第一项是我们需要的信号，它将输入信号Ui放大了K1倍。

第三项（叫三阶项）K3(ACOSω1t+BCOSω2t)3展开如下：
=K3(A3COS3ω1t+B3COS3ω2t+3AB2COS2ω2tCOSω1t+3A2BCOS2ω1tCOSω2t)
=K3[3/4A3COSω1t+3/4B3COSω2t+A3/4COS3ω1t+B3/4COS3ω2t+3/4A2BCOS(2ω1±ω2)t+3/4 AB2COS(2ω2±ω1)t+3/2AB2COSω1t+3/2A2BCOSω2t]
在上式中，含有COS3ω1t和COS3ω2t的项是三次谐波项，称为三次谐波产物。

含有（2ω1±ω2）和（2ω2±ω1）的项是差拍项，称为三次差拍产物。

这些项都有可能落入正常频道之中形成互调干扰，所以，我们将式中的这些谐波项和差拍项所产生的频率分量落入到正常频道中的那部分产物称为三阶互调产物，这三种产物之和我们称为组合三次差拍，简称CTB。

式中的最后两项的频率仍然是基本频率，而不是新产生的频率，所以不属于互调，但是它们的幅度上不但有本频道的电视信号，而且有其它频道的电视信号。

如K3*3/2AB2COSω1t 项，它是A频道的基本频率ω1，所以在收看A频道时肯定能收到这一项的产物。

但是它的幅度上存在B2项，因此出现了B频道信号，造成两个图象同时出现在屏幕上的串象现象。

所以这两项为交扰调制干扰项。

CTB产物的分布是这样的，落入工作频道内的CTB产物中的大部分，一般群集在某一两个特定的频率上，在这两个频率上可以群集几十、几百甚至上千个失真产物。

这个特定的频率我们称为CTB的主要群集点频率。

在相邻等间隔的那些频道（如DS6—DS12、Z1—Z37）中，图像载频就是这些频道CTB产物的主要群集点频率，在图像载频上群集的CTB数量，中间频道最多，随着频道的升高或降低，都逐渐减少，呈对称或接近对称。

在DS1—DS3和DS4、DS5中，CTB的数量较少，分布较为分散。

在DS13—DS22中（550MHZ。