有线电视系统设计方案

第1章有线电视技术方案设计

1.1 技术方案设计原则和标准

1.1.1 设计原则

网络带宽：5～750 MHz。

传输特性：双向传输。

接收质量：有线电视接收质量是有线电视网络建设最为关心的问题，按国家GB-6510标准规定，接收点的信号电平应在57～83dB之间，载噪比大于43 dB，即图像客观评价质量达到国家标准4分以上要求。

稳定性和安全性：这是有线电视网络建设最关心的问题，只有安全稳定运行的网络，才能确保有线电视终端的接收质量，网络的技术先进性是网络高性能的保证和基础，也是未来有线电视网络节目增容的保障，还可有效地减少使用人员和维护人员的麻烦。

通过建成的有线电视网络可传输有线电视台传送的电视节目和调频立体声节目。

1.1.2 有线电视系统设计依据

1）【GB8898】《电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求》

2）【GB6510】《30MHz～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统》3）【GY106-92】《有线电视广播系统技术规》

4）《民用建筑电缆电视系统工程技术规》

5）【GB6510-86】《声音和电视信号的电缆分配系统》

6）【GB50200】《有线电视系统工程技术规》

7）【GY/T121】《有线电视系统测量方法》

8）广电部“关于有线电视现阶段网络技术体制的意见”

1.2 有线电视系统的构成

有线电视一般是由天线、前端、干线传输和用户分配网络几个部分构成。

天线系统的主要功能是接收无线电波，并将接收到的高频电视信号馈送给前端系统。天线系统处于整个有线电视系统的最前端，它对最终用户接收到的图像质量有非常重要的影响。前端设备位于天线和干线传输网络之间，它的主要功能是将来自天线的高频电视信号和电视台自己开办节目的电视信号进行必要的处理，比如滤波、调制、频率转换等,然后对所有这些高频电视信号进行混合并将混合后的信号发送到用户分配网络。

如果把整个有线电视传输系统比作一颗树的话，那么干线网络相当树干，而用户分配网络相当于枝叶茂盛的树枝，而普通用户的电视机相当于一片一片树叶。由此可以看出用户分配网络的主要功能是接收干线上的高频电视信号将将其分配到各个用户。

用户分配网络通常是由延长分配放大器、分支器、分配器、串接单元分支线、分支线、用户线和用户终端盒构成的。

就网络的拓扑结构而言，目前人们对星形拓扑结构、环形拓扑结构和星-树形结构比较感兴趣。所谓星形结构就是将用户分为一个一个小区，每个小区均用光纤直接与网络中心相连。这种方式的优点是

光分配一次到位，光通路上的光分路器比较少，光纤的熔接点少，传输质量比较高，同时，当部分线路发生故障时，对星形连接中的其它用户没有影响，网络的可靠性高，但缺点是耗用的光纤比较多。星形结构有单星和双星结构两种。所谓的单星形结构是指网络中只有一个光分配中心，而双星形结构是指网络中有两个光分配中心，它们之间通过光纤联接起来，这样距离前端较近的小区可以与前端直接相连，而较远的小区可以与放置在远端的光分配中心相连。

另一种是环形结构。环形结构与我们在计算机LAN中的FDDI类似，它以双光纤作为整个网络的主干。系统中有一个主前端设备，它通过光纤联接到多个分端设备，分前端设备联接在光纤环路上，用户通过环路上的光纤分配器取出信号，送到一个或多个光节点。最后进入由同轴电缆构成的分配网络。

星-树形结构是目前应用最广泛的一种。它在干线上采用星形结构，而在用户分配网上采用树形结构，这样就形成了我们通常所说的HFC （Hybrid Fiber Coaxial-cable）网络。目前这种结构的网络可以扩充到1GHZ的宽，便于双向传输和新业务的开展，是将来主要的网络拓扑结构，已被世界各国广泛应用。

本设计将选用星—树型结构做出详尽的设计方案。

1.2.2 前端系统

有线电视的前端是各种信号源（包括来自卫星电视接收设备、MMDS接收设备、地方电视信号）与电缆传输分配系统之间的线路设备。系统的前端是传输信号的第一个加工处理环节，其设计任务主要

包括：前端类型的选择、天线输出电平的估计、确定前端输出电平、载噪比和交调的计算等。有线电视系统作为华南软件工程学院的一部分，设计容为传输干线部分和分配网络部分，故本设计不涉及前端系统。

1.2.3 传输通道

目前，大多数有线电视系统的带宽为550M或750M，从频谱资源安排和分析，48.5M～550M为普通广播电视业务所用，550M～750M 为下行数字通信通道，一般作为传输数字广播电视、VOD点播以及数字下行信号和数据，750M～1000M为高端频率，将用于各种双向通信业务，如个人通信等，也可用来分配将来可能出现的其他新业务。

综上所述，本方案按750M进行设计。

从现有的有线电视HFC接入网的频率划分来看，目前尚无统一的国际标准，我国原邮电部发布的相关标准中，规定频谱资源采用低分割分配方案，将各种业务信息以及上行和下行信息划分到不同频段。

频道是电视系统中经常使用的术语，它是指高频电视信号和伴音信号所占用的带宽。我国的电视频道带宽为8MHz，采用残留边带方式传递电视信号，其中上边带带宽为6MHz，下边带的标称带宽为0.75MHz，伴音信号采用调频方式，占用0.25MHz的带宽，伴音的载波频率要比图像的载波频率高 6.5MHz。我国电视的工作频率围在48.5MHz—958MHz之间，全频围划分为若干波段，每个波段包括若干个频道，每一个电视节目占用一个频道。到目前为止，我国已经对频率从48.5MHz—958MHz进行了划分，其中地面广播电视的频率被分

为VHF和UHF两个频段。

VHF频段电视使用的频率围48.5MHz—223MHz，共有12个频道（SD1-SD12）其中SD1-SD5定义为I波段，SD6-SD12定义为III波段。

UHF 频段使用的频率围是470MHz—958MHz，划分为13-68（SD13-SD68）共有56个频道。其中13-24频道定义为IV波段，25-68频道定义为V波段。

从我国电视信号的频道划分可以看出，在地面广播电视中，电视信号均为经过调制的高频信号，所以在有线电视系统中从天线、前端、传输网络到用户分配网络以及知道送入电视接收机的电视信号均是高频信号，而我们日常生活中用录象机录制的电视信号和摄像机拍摄的电视信号都是基带信号，他们必须被调制到一个比较高的频率上才能在有线电视系统中传输。

1.2.4 传输干线系统设计

1.2.4.1 传输干线的工程设计

传输干线的功能是传输信号。信号在电缆中传输是要衰减的，传输距离越远，衰减量越大；电缆的频率特性又使不同频率的信号在电缆中衰减的程度不同，频率越高的信号衰减的程度越大。所以，在传输干线设计时，既要考虑到对信号衰减进行补偿，又要考虑对频率不同的信号其补偿程度要有所不同，频率高的信号要补偿的多些。因此，在传输干线部分除了选用传输损耗小的电缆外，对放大器的使用也有其特殊的一面。既然在传输干线部分使用了放大器，就要使其对系统的信号载噪比及交调的影响减小到最小程度。