有线电视系统

(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。
（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、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。
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。
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。
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。
①内导体：内导体通常是一根实芯导体，也可 采用铜管或铜包钢线、铜包铝线等双金属线材。
②绝缘体：绝缘体的种类有聚乙烯、聚氯乙烯 等，常用的是介质损耗小、工艺性能好的聚乙烯。
③外导体：外导体既作为传输回路的导体，又 具有屏蔽作用 。常用结构形式有金属管状、铜网 与铝箔纵包组合两种。
④护套：常用用聚氯乙烯或聚乙烯材料构成。
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
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
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
有线电视系统 （CATV）
第一节 有线电视系统概论
一、有线电视系统的发展概况 有线电视cable television (CATV）是 一种使用同轴电缆作为介质直接传送广播 电视节目到用户的一种系统。有线电视在 北美、欧洲、亚洲国家十分普遍。
１、上世纪40年代，共用天线电视（Community Antenna Television），简称CATV。信号源为空间的开路 信号。
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48.5～3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0MHz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。
八木天线特点： ①结构简单、馈电方便、成本低、风载小； ②安装方式是抱杆安装； ③必须安装在空旷无遮挡地方； ④调试时必须对准方向。
引向天线是一种强指向性天线，在有线电视 系统中，广泛采用引向天线接收空中开路电视信 号。它是由一个有源振子和若干个无源振子组成， 所有的振子都平行配置在同一个平面上，其中心 用一金属杆固定。有源振子用以接收电磁波，无 源振子根据其作用可分为引向器和反射器两种。
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）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)
1、接收天线的工作原理 2、天线的主要参数 （1）输入阻抗 （2）电压驻波比 （3）频带宽度 （4）方向性 （5）增益
3、常用的接收天线 (1)引向天线 引向天线又称八木天线。上世纪20年代， 日本东北大学的八木秀次和宇田太郎发明，被 称为“八木宇田天线”，简称“八木天线”。 引向天线既可以单频道使用，也可以多频道共 用；既可作VHF接收，也可作UHV接收。
(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。
(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 内、外导体绝缘且保持轴 心重合的电缆，一般由内 导体、绝缘体、外导体和 护套四个部分组成。
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。
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。
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。
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。
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。