有線電視基礎(chǔ)知識工程技術(shù)

1、有線電視基礎(chǔ)知識工程技術(shù)作者:日期:有線電視基礎(chǔ)知識工程技術(shù)第一節(jié)一、有線電視的組成有線電視的組成信號源、前端、干線傳輸系統(tǒng)、用戶分配系統(tǒng)信號源：是有線電視的信號的源頭。我們現(xiàn)在主要涉及到的信號源由衛(wèi)星接收（大鍋直接接收的衛(wèi)星電視信號）、開路信號（普通無線天線接收的信號，類似于當(dāng)?shù)責(zé)o線節(jié)目）、硬盤播出（有代表性的VOD互動點播、影視頻道等自辦節(jié)目）前端：常語也就是有線電視的總機房。前端的作用是把信號源的信號通過調(diào)制混合到固定的頻道、利用光發(fā)射機、放大器等設(shè)備發(fā)送到干線線路上。各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)還有分前端，分前端主要由光接收機、光發(fā)射機、光分路器等設(shè)備組成。干線傳輸系統(tǒng)：作用是把前端機房利用光纜、電纜等傳

2、輸設(shè)備將前端信號傳輸?shù)礁鱾€用戶分配網(wǎng)系統(tǒng)。干線傳輸方式分為：光纖傳輸、微波傳輸、電纜傳輸三種方式。用戶分配系統(tǒng)：作用是將干線傳輸來的信號利用光接收機、放大器、過流分支分配器等有源器件和普通分支分配器、用戶盒等無源器件經(jīng)過電纜平均分配到用戶電視的系統(tǒng)。用戶分配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有樹枝型、星型、混合型三種結(jié)構(gòu)。光接收機：作用是將干線系統(tǒng)傳輸?shù)墓庑盘栟D(zhuǎn)變成電信號。放大器：作用是將電纜的衰減進行放大補償。放大器分為60伏內(nèi)供電和220伏市電兩種。我們網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)用的以60伏內(nèi)供電為主。放大器正常的的輸入電平值（也就是輸入放大器的信號強度）為75正負3db;輸出電平值（也就是輸出放大器的信號強度）為94-100db.電

3、平單位（也就是信號強度）為db。入戶電平值應(yīng)在65-80db,我們現(xiàn)在對于施工隊的要求是70db正負3db.電纜：我們系統(tǒng)現(xiàn)在所用的電纜有-9、-7、-5三種。（1）-9電纜主要運用于放大器之間傳輸。（2）-7電纜主要運用于放大器到用戶分配端之間。（3）-5電纜主要運用于分支、分配器到用戶電視之間。系統(tǒng)內(nèi)電纜的阻抗值為75（歐姆）。二、有線電視的分類干線傳輸系統(tǒng)分為：光纜+電纜傳輸系統(tǒng)、微波接收+電纜傳輸系統(tǒng)、電纜傳輸系統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為：A系統(tǒng)10萬戶以上B系統(tǒng)10萬戶以下有線系統(tǒng)頻率分為：300兆（MHZ）550兆（MHZ）750兆（MHZ）860兆（MHZ）1000兆（MHZ）第二節(jié)一、

4、同軸電纜的結(jié)構(gòu)（1）同軸電纜的結(jié)構(gòu)：內(nèi)導(dǎo)體、絕緣介質(zhì)、外導(dǎo)體（屏蔽層）、護套1、內(nèi)導(dǎo)體（就是電纜中的芯線）：作用是傳輸供電電流和有線電視信號的主體。內(nèi)導(dǎo)體（電纜的芯線）的分類有：空芯銅管、實芯銅棒、銅包鋁棒、銅包鋼棒等幾種。我們現(xiàn)在使用的為以下幾種類型：干線傳輸運用的為銅包鋁線、分之線和入戶電纜運用的為銅包鋼線。2、絕緣介質(zhì)（就是電纜中的錫紙層和泡沫層）。3、外導(dǎo)體（就是電纜中的網(wǎng)線，術(shù)語為屏蔽層）分為：金屬管狀（一般為鋁管）、金屬帶裝（一般為鋁帶纏繞）、編織網(wǎng)（一般為鋁鎂合金的編織網(wǎng)線）這種是我們網(wǎng)絡(luò)所用的電纜。特性：抗擊外界干擾，防止電纜信號的泄露。4、護套（就是電纜的外皮）。（2）同軸電

5、纜的分類及命名方式1、干線電纜：我們運用的為-9電纜，其電纜的外徑為9MM（毫米）2、支線電纜：我們運用的為-7電纜，其電纜的外徑為7MM（毫米）3、用戶分配電纜：運用的為-5電纜，其電纜的外徑為5MM（毫米）命名方式（忽略）二、同軸電纜的特性1電纜的特性阻抗為75歐姆2、衰減特性：頻率越高，衰減越大；頻率越底，衰減越小。例：750兆系統(tǒng)下對于最高頻率（就是我們現(xiàn)在運用的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)）-9電纜每一百米衰減為9db-7電纜每一百米衰減為11db-5電纜每一百米衰減為15db3、溫度變化對電纜的衰減特性：溫度越高，衰減越大；溫度越低，衰減減小。溫度升高一度，電纜每米的衰減量在原有的基礎(chǔ)上增加0.002

6、db。4、電纜的使用期限：當(dāng)電纜的衰減高于正常衰減值的10%-15%時應(yīng)更換電纜。通常使用期限為720年之間。第三節(jié)有線電視的三大技術(shù)指標(biāo)一個有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的好壞，我們通常都用載噪比（C/N）、組合三次差拍比（CTB）、組合二次差拍比（CSO）進行衡量。國家廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GY/7106-1999）規(guī)定：有線電視系統(tǒng)的載噪比43db、組合三次差拍比54db、組合二次差拍比54db。那末這三大指標(biāo)的含義是什么？在這里向大家逐一介紹。一、載噪比定義：在系統(tǒng)的指定點，圖象或伴音載波電平與噪波電平之比（用db表示）。噪聲是一切干擾信號的泛指，它的存在影響著有用信號的清晰度。在有線電視系統(tǒng)中的噪聲主

7、要是熱噪聲。在日常，我們打開電視機，不輸入任何信號，我們會看到屏幕上布滿了無規(guī)則的黑白點，即所謂的“雪花”點，這些“雪花”點就是噪聲在電視屏幕上的反映。有線電視的噪聲主要是由熱噪聲和散粒噪聲所組成。熱噪聲主要是由導(dǎo)電體內(nèi)部的自由電子無規(guī)則的熱運動所產(chǎn)生的，噪聲功率的大少和工作頻率、工作帶寬、工作溫度有關(guān)，我國電視制式的視頻帶寬是5.75MHZ，在常溫下所產(chǎn)生的噪聲功率是2.4db卩V。散粒噪聲則是由放大器等有源器件內(nèi)的半導(dǎo)體所產(chǎn)生的。這些噪聲不論有無信號，它總是存在并具有起伏特性。在圖象上表現(xiàn)為“雪花”干擾，是難以抑制的。圖象的清晰度將隨著噪聲電平的增加而下降，為了衡量CATV系統(tǒng)的接收質(zhì)量，

8、所以用載噪比來定量描述它。它的數(shù)學(xué)表達式是：C/N=10*lg（載波功率/噪聲功率），單位是db。在CATV系統(tǒng)中，用戶端的功率是前端的熱噪聲加網(wǎng)絡(luò)中所有串接的放大器自身所產(chǎn)生的噪聲之和，放大器是一個有源器件，其內(nèi)部是由晶體管、電阻等電子器件組成，所以每個放大器自身也必會產(chǎn)生噪聲，放大器在對信號進行放大的同時也將噪聲疊加到輸出端，這樣，輸出端的信號載噪比必然比輸入端的信號載噪比低。為此，我們就用輸入載噪比和輸出載噪比的比值來衡量放大器的噪聲指標(biāo)，定義為噪聲系數(shù)，用F來表示，這個系數(shù)通常都由生產(chǎn)廠家提供。根據(jù)以上所述，一條由多個放大器串接而成的CATV電纜網(wǎng)絡(luò)，后一級放大器的輸入載噪比肯定比前一

9、級放大器輸入載噪比低，這就是為什么在有些CATV系統(tǒng)中，為保證載噪比的指標(biāo)，越后級的放大器的輸入電平要求就越高的原因。多級同一型號放大器串接鏈路載噪比的計算公式是：C/N=Vi-F-10lgn-2.4（db）Vi為輸入電平；F為放大器的噪聲系數(shù)；n是串接的放大器級數(shù)；2.4是常溫下的熱噪聲功率。二、CATV系統(tǒng)的非線性失真在整個CATV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使用了大量的有源器件，如電纜放大器、光收發(fā)機等，這些有源器件都會產(chǎn)生非線性失真，這些非線性失真的結(jié)果會在系統(tǒng)上產(chǎn)生很多新的頻率分量，稱之為產(chǎn)物。如果這些產(chǎn)物落在播出頻道帶內(nèi)，就會對這些頻道的圖象產(chǎn)生干擾，如圖象拉絲、網(wǎng)紋干擾、“雨刷”干擾、“串象”等

10、，根據(jù)對圖象的干擾表現(xiàn)方式，非線性失真可分為交擾調(diào)制干擾(又稱交調(diào)失真)和相互調(diào)制干擾(又稱互調(diào)失真)兩類。所謂交擾調(diào)制干擾是當(dāng)CATV系統(tǒng)同時傳送兩個載頻不同的調(diào)幅波時，通過系統(tǒng)的有源器件會使這兩個射頻信號相互作用而使電視機通帶內(nèi)的有用信號受到通帶外的干擾信號的調(diào)制而形成的干擾。其特點是：1、當(dāng)收到有用信號時，才出現(xiàn)干擾，有用信號消失則干擾信號也消失。2、干擾信號遠大于有用信號時，會造成“阻塞”(此時電視機看不到任何圖象)。3、干擾頻率與信號頻率的間隔可以是任意的。4、只有調(diào)幅信號才會產(chǎn)生交調(diào)干擾。5、當(dāng)兩個以上的輸入信號之一的幅度大到足以使放大器工作到飽和狀態(tài)時就可能產(chǎn)生交調(diào)干擾。所以，交

11、調(diào)干擾的大小，反映了放大器處理信號的線性能力(即放大器的動態(tài)范圍)。所謂相互干擾或相互調(diào)制，是由兩個以上的頻率成分差拍(加或減)后產(chǎn)生新的頻率分量，這些新的頻率分量和任一輸入信號的頻率都不同，但當(dāng)它落在某一輸入信號的頻帶中間就會形成相互干擾。相互干擾在圖象上表現(xiàn)為一種網(wǎng)紋干擾?；フ{(diào)干擾和交調(diào)干擾一般是同時發(fā)生的。任何一個有非線性失真的設(shè)備(如放大器)，在正常的使用情況下，它的輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系可用下式近似表示：U0=K1Ui+K2Ui2+K3Ui3其中K2Ui2稱為二階項，K3Ui3稱為三項上式中U0是輸出電壓，Ui是輸入電壓。現(xiàn)在假設(shè)有兩個信號A和B同時輸入，那末輸入信號的表達式：Ui

12、=ACOS31t+BC0S32t輸出電壓：U0=K1(ACOS31t+BC0S32t)+k2(ACOS31t+BC0S32t)2+K3(ACOS31t+BC0S32t)3上式的第一項是我們需要的信號，它將輸入信號Ui放大了K1倍。第三項(叫三階項)K3(ACOS31t+BCOS32t)3展開如下：=K3(A3COS331t+B3COS332t+3AB2COS232tCOS31t+3A2BCOS231tCOS32t)=K33/4A3COS31t+3/4B3COS32t+A3/4COS331t+B3/4COS332t+3/4A2BCOS(23132)t+3/4AB2COS(23231)t+3/2A

13、B2COS31t+3/2A2BCOS32t在上式中，含有COS331t和COS332t的項是三次諧波項，稱為三次諧波產(chǎn)物。含有(23132)和(23231)的項是差拍項，稱為三次差拍產(chǎn)物。這些項都有可能落入正常頻道之中形成互調(diào)干擾，所以，我們將式中的這些諧波項和差拍項所產(chǎn)生的頻率分量落入到正常頻道中的那部分產(chǎn)物稱為三階互調(diào)產(chǎn)物，這三種產(chǎn)物之和我們稱為組合三次差拍，簡稱CTB。式中的最后兩項的頻率仍然是基本頻率，而不是新產(chǎn)生的頻率，所以不屬于互調(diào)，但是它們的幅度上不但有本頻道的電視信號，而且有其它頻道的電視信號。如K3*3/2AB2COS31t項，它是A頻道的基本頻率31,所以在收看A頻道時肯定

14、能收到這一項的產(chǎn)物。但是它的幅度上存在B2項，因此出現(xiàn)了B頻道信號，造成兩個圖象同時出現(xiàn)在屏幕上的串象現(xiàn)象。所以這兩項為交擾調(diào)制干擾項。CTB產(chǎn)物的分布是這樣的，落入工作頻道內(nèi)的CTB產(chǎn)物中的大部分，一般群集在某一兩個特定的頻率上，在這兩個頻率上可以群集幾十、幾百甚至上千個失真產(chǎn)物。這個特定的頻率我們稱為CTB的主要群集點頻率。在相鄰等間隔的那些頻道(如DS6DS12、Z1Z37)中，圖像載頻就是這些頻道CTB產(chǎn)物的主要群集點頻率，在圖像載頻上群集的CTB數(shù)量，中間頻道最多，隨著頻道的升高或降低，都逐漸減少，呈對稱或接近對稱。在DS1DS3和DS4、DS5中,CTB的數(shù)量較少，分布較為分散。在

15、DS13DS22中(550MHZ系統(tǒng)），CTB產(chǎn)物主要部分集中在圖像載頻和+1MHZ兩處，這兩個頻率都是CTB的主要群集點頻率。隨著頻道的升高，圖像載頻上CTB產(chǎn)物數(shù)量是先增加后減少，中間最多，兩頭減少呈對稱。在+1MHZ處，則是逐漸減少的。二階項：K2（ACOS31t+BC0S32t）2將此式展開=K2A2/2+B2/2+A2/2COS231t+B2/2COS232t+ABC0S（3132）t式中A2/2、B2/2是直流項（低頻項），可通過電容去濾除，第三、第四項是二次諧波項（稱二次諧波產(chǎn)物），第五、六項是差拍項（稱差拍產(chǎn)物），總的來看，后面四項都是新產(chǎn)生的頻率項，只要它們落入正常頻道之內(nèi)就

16、形成互調(diào)干擾。我們將這些頻率分量稱為二階互調(diào)產(chǎn)物，把這三種產(chǎn)物的總和通稱為組合二階失真，簡稱CSO。在550MHZ系統(tǒng)中CSO的分布是：CSO產(chǎn)物只有49.5%落在系統(tǒng)各個工作頻道內(nèi)，比CTB少得多。在相鄰等間隔的那些頻道（DS6DS12,Z1Z37）中，CSO主要分布在離圖像載頻-0.25MHZ和+0.25MHZ處；在DS1DS3中，每個頻道的CSO總數(shù)較少，且大多分布在離圖像載頻較遠的頻率上。在DS4和DS5這兩個頻道中，+2.75MHZ是整個系統(tǒng)中CSO分布數(shù)量最多的群集點。DS13DS22中，CSO相當(dāng)集中地分布在+1.25MHZ處，其數(shù)量隨頻道的升高而增加?，F(xiàn)在有線電視系統(tǒng)中采用了推

17、挽式放大器，使得二階失真大大降低，人們的注意力都集中到CTB上。綜上所述，交調(diào)是由三階失真CTB產(chǎn)生的，互調(diào)在二階CSO和三階CTB失真都能產(chǎn)生。為了定量分析這些失真對系統(tǒng)的影響，引入了組合三次差拍比C/CTB和組合二次差拍比C/CSO兩個參數(shù)。、組合三次差拍比：它為載波電平和CTB電平的比C/CTB=20lg（載波電平/CTB電平）單位是：dbCATV電纜網(wǎng)C/CTB大少與放大器的選料、放大器的輸出電平、放大器串接級數(shù)及工作頻道數(shù)有關(guān)。在CATV電纜網(wǎng)中，每個放大器都要產(chǎn)生CTB失真。隨著信號往后逐級傳輸（即放大器的級聯(lián)數(shù)增加）CTB將逐步積累，C/CTB則逐步變壞，它與放大器串接級數(shù)n是20lgn的關(guān)系，即如果串接的放大器為n個，那么C/CTB指標(biāo)將下降20lgn（db）。C/CTB與所傳輸?shù)念l道數(shù)是20lg（M/m）的關(guān)系，M是系統(tǒng)傳輸?shù)淖畲箢l道數(shù)，m是實際工作的頻道數(shù)。即傳輸?shù)念l道數(shù)越少則C/CTB指標(biāo)越高。C/CTB與放大器的輸出電平關(guān)系是，放大器的輸出電平（每個頻道電平）若降低1db,則C/CTB指標(biāo)將