有线电视和卫星电视接收系统.pptx

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Television）系统，其英文缩写也恰好是CATV。现在，习惯上它又常称为有线电视系统，这是因为它以有线闭路形式传送电视信号，不向外界辐射电磁波，并区分于电视台开路电视广播。,5.1 有线电视系统与电视频道,5,第5页,近些年伴随有线电视技术不停进步，CATV展现出了光纤化、数字化、双向传输趋势。同时，在有线电视光纤网上架构IP宽带网,组成“三网合一”宽带综合信息网已经得以实现。,5.1 有线电视系统与电视频道,6,第6页,5.1.1 CATV组成与类型,5.1.1.1 CATV组成,CATV普通由前端、干线传输和用户分配三个部分组成，如,图5.1,所表示。前端部分主要包含电视接收天线，频道放大器，频道变换器，自播节目设备，卫星电视接收设备，导频信号发生器、调制器、混合器以及连接线缆等部件。前端信号起源普通有三种：接收无线电视台信号；卫星地面接收信号；各种自办节目信号。,5.1 有线电视系统与电视频道,7,第7页,图5.1 CATA系统组成,5.1 有线电视系统与电视频道,8,第8页,CATV系统前端部分主要作用是：,(1),将天线接收各频道电视信号分别调整到一定电平，然后经混合器混合后送入干线；,(2),必要时将电视信号变换成另一频道信号，然后按这一频道信号进行处理；,(3),将卫星电视接收设备输出信号经过调制器变换成某一频道电视信号送入混合器；,(4),自办节目信号经过调制器变换成某一频道电视信号而送入混合器；,(5),若干线传输距离长（如大型系统），因为电缆对不一样频道信号衰减不一样等原因，故加入导频信号发生器来进行自动增益控制（AGC）和自动斜率控制。,5.1 有线电视系统与电视频道,9,第9页,在,图5.1,中，对于接收无线电视频道强信号，普通是在前端使用V/V频率变换器，将此频道节目转换到另一频道上去，这么空中强信号即使直接串入用户电视机也不会造成重影干扰，因为此时频道已经转换。假如要转换UHF频段电视信号，普通采取U/V频率变换器将它转换到VHF频段某个空闲频道上。但对于全频段VHF+UHF）CATV系统，则不需要U/V变换器，可直接用UHF频道传送。,5.1 有线电视系统与电视频道,10,第10页,从卫星下行电视信号（如C波段频率范围是3.74.2 GHz），经过抛物面卫星天线送入馈源和高频头（LNB），将频率变成第一中频，即9701470 MHz电视信号，经过同轴电缆送入前端设备。进入前端卫星信号经常需要经过两个前端设备：其一为卫星电视接收机，它作用是将第一中频电视信号解调成音频和视频电视信号；其二为邻频调制器，它作用是将音、视频信号调制到所需要电视频道（VHF或UHF频段），然后送入混合器。,5.1 有线电视系统与电视频道,11,第11页,自办节目标信号来自演播室、室外采访摄像机或室内录像机。它们输出都为音、视频信号，进入前端以后都需用邻频调制器调制成指定VHF/UHF邻频频道再送入混合器。,在大型系统中还会碰到使用导频信号发生器情况，它是提供整个系统自动电平控制和自动斜率控制基准信号装置，能够在环境温度和电源电压不稳定时确保输出载波电平稳定。这种装置在普通中型或小型系统中不常采取。,5.1 有线电视系统与电视频道,12,第12页,干线传输系统是把前端接收、处理、混合后电视信号传输给用户分配系统一系列传输设备。普通在较大型CATV系统中才有此部分。对于单栋大楼或小型CATV系统，能够不包含干线部分，而直接由前端和用户分配网络组成。,用户分配部分是CATV系统最终部分，主要包含放大器、分配器、分支器、系统输出端以及电缆线路等，它最终目标是向全部用户提供电平大致相等优质电视信号。,5.1 有线电视系统与电视频道,13,第13页,5.1.1.2 CATV类型,1按网络类型分类,(1),城域网即有线电视用户数为100000户城镇联网，或100000户以上大型城市网。普通由当地有线电视主管部门经营管理，设有一个信号源总前端，经干线传输到各地分前端，再进入用户分配网。传输干线多采取光纤传送技术与用户分配电缆网连接，形成光缆电缆混合网（即HFC），其网络拓扑结构如,图5.2,所表示。,5.1 有线电视系统与电视频道,14,第14页,图5.2 HFC经典网络拓扑结构,5.1 有线电视系统与电视频道,15,第15页,(2),局域网即用户数在户以下有线电视网。普通可采取全电缆网方式，用户分散、区域较大情况下也可采取HFC方式。局域网也可经过电缆与城域网连接。,(3),双向传输有线数字电视网即在HFC网络基础上，正向（下行）通道传输有线电视模拟信号、数字电视信号和各种数据业务信号，反向（上行）通道传输各种宽、窄带数字业务信号。,5.1 有线电视系统与电视频道,16,第16页,2按传输频带分类,(1),隔频传输系统频道在频谱上排列是间隔传输系统，即VHF（甚高频）系统、UHF（超高频）系统、全频道系统（VHF+UHF）。其中VHF频段有DS1DS12频道，UHF频段有DS13DS68频道。,(2),邻频传输系统即300 MHz、450 MHz、550 MHz、750 MHz、862 MHz系统。因为国家要求68个标准频道是不连续、跳跃，所以在系统内部能够利用这些不连续频率来设置增补频道，用Z来表示。邻频道系统频道划分及应用如,表5.1,所表示。,5.1 有线电视系统与电视频道,17,第17页,注：1小城镇中住宅小区、企业可选取450 MHz或550 MHz邻频系统。,2大中城市中住宅小区、企业应选择750 MHz或862 MHz系统，有条件 部门宜选取1 GHz系统。,3对于新建有线电视系统，单向传输时普通选取550 MHz邻频系统,双向传输时选取750 MHz、862 MHz邻频系统,300 MHz和450 MHz邻频系统只用于 现存老系统。,系统类型,传输频道数目,可传输频道号,300MHz邻频系统,28个频道,DS1-12+Z1-16,450MHz邻频系统,47个频道,DS1-12+Z1-35,550MHz邻频系统,52个频道,DS6-22+Z1-37,750MHz邻频系统,79个频道,DS6-42+Z1-42,862MHz邻频系统,93个频道,DS6-56+Z1-42,表5.1 邻频道系统频道划分及应用,5.1 有线电视系统与电视频道,18,第18页,5.1.2 我国电视频道划分,在确保电视信号质量基础上，为了愈加充分、合理地利用频谱资源，我国对于电视频道基波配置波谱做出,图5.3,所表示划分。,5.1 有线电视系统与电视频道,19,第19页,注：1横坐标表示频率，纵坐标表示网络传输中信号电平相对高低。,2频谱中下行模拟电视频道分为标准频道（DS）和增补 频道（Z）,Z是有线电视专用频道。,3因为网络双向业务开通，下行频道DS1DS5频道不宜选取。,4为预防传输系统中上、下行信号串扰,特设置了隔离带。,图5.3 频道基波配置波谱图,5.1 有线电视系统与电视频道,20,第20页,我国关于电视频道划分如表5.2所表示，由表中可见：,（1）,当前我国电视广播采取、四个波段，、波段为VHF频段，、波段为UHF频段。,（2）,与波段之间和与波段之间为增补频道A、B波段，这是因CATV节目不停增加和服务范围不停扩大而开辟新频道。,（3）,每个频道之间间隔为8 MHz。,（4）,在波段与A波段（增补频道）之间空出88171 MHz频段划归调频（FM）广播、通信等使用，有时称波段。其中87108 MHz为FM广播频段。,5.1 有线电视系统与电视频道,21,第21页,表5.2 我国电视频道划分表,5.1 有线电视系统与电视频道,22,第22页,续表 5.2,5.1 有线电视系统与电视频道,23,第23页,续表 5.2,5.1 有线电视系统与电视频道,24,第24页,续表 5.2,5.1 有线电视系统与电视频道,25,第25页,续表 5.2,5.1 有线电视系统与电视频道,26,第26页,续表 5.2,5.1 有线电视系统与电视频道,27,第27页,5.2.1 概述,卫星电视广播系统由上行发射站、星体和接收站三大部分组成。上行发射站主要任务是把电视中心节目送往广播电视卫星，同时接收卫星转发广播电视信号，以监视节目质量。星体是卫星电视广播关键，它对地面是相对静止，即要求它公转准确且与地球自转保持相同，而且保持正确姿态。卫星星载设备包含天线、太阳能电源、控制系统和转发器。转发器作用是把上行信号经过频率变换及放大后，由定向天线向地面发射，以供地面接收站接收卫星信号。,5.2 卫星电视天线与接收设备,28,第28页,5.2.2 卫星电视接收系统,卫星电视接收系统通常由接收天线、高频头和卫星接收机三大部分组成，如,图5.4,所表示。接收天线与天线馈源相连高频头通常放置在室外，所以又合称为室外单元设备。卫星接收机普通放置在室内，与电视机相连，所以又称为室内单元设备。室外单元设备与室内单元设备之间经过一根同轴电缆相连，将接收信号由室外单元设备送给室内单元设备（即接收机）。,5.2 卫星电视天线与接收设备,29,第29页,图5.4 卫星电视接收系统示意图,5.2 卫星电视天线与接收设备,30,第30页,卫星电视接收，首先是由接收天线搜集广播卫星转发电磁波信号，并由馈源送给高频头；室外单元高频头将天线接收射频信号进行放大、同时变频至第一中频频率f1F1（9701470 MHz），再由同轴电缆将此信号送给室内单元接收机，接收机从中选出所需接收某一固定电视调频载波，再变频至解调前固定第二中频频率f1F2（通常为400 MHz），由解调器解调出复合基带信号，最终经视频处理和伴音解调电路输出图像和伴音信号。,5.2 卫星电视天线与接收设备,31,第31页,卫星电视接收，按接收设备组成形式分为家庭用个体接收和CATV用集体接收两种方式。家用个体接收方式普通为一碟（天线）一机，比较简单。若用户电视机与接收电视信号制式相同，或者使用了多制式电视机，则无须加制式转换器；若用户电视机制式与接收电视节目制式不一样，可在接收机解调出信号之后加上电视制式转换器进行收看。我国内地、香港地域及欧洲部分国家彩色电视制式为PAL。除PAL外，还有NTSC、SECAM两种制式被广泛采取，如美国、加拿大、日本等国彩色电视制式就为NTSC。,5.2 卫星电视天线与接收设备,32,第32页,CATV用集体接收方式如,图5.5,所表示，它是将接收机解调出来图像和伴音信号经过调制器进行VHF或UHF频段再调制，然后经制式转换器再由混合器将多路节目送入CATV系统中去，这么在该系统内用户不需增加任何设备就能够经过闭路系统集体接收设备来收看卫星电视了。收看节目标数量取决于集体接收设备送入闭路系统节目数量。因为集体接收方式信号要经过再调制以及中间传输步骤才能送到用户电视机上，所以要求接收质量高，设备尤其是接收天线性能要很好（口径大）。另外，送入闭路电视系统节目数越多，需要接收机、制转器（如需要制式转换）和调制器对应增加，即要求每一套节目都需要用接收机、制转器和调制器设备。,5.2 卫星电视天线与接收设备,33,第33页,如要接收几颗广播卫星多套电视节目，也就需要几副天线和多套接收设备。,图5.5 集体接收系统示意图,5.2 卫星电视天线与接收设备,34,第34页,5.2.3 卫星接收天线,天线分系统是接收站前端设备，它作用是将反射面内搜集到经卫星转发电磁波聚集到馈源门，形成适合于波导传输电磁波，然后送给高频头进行处理。,天线是组成接收系统最大部件，用于微波频率天线几乎都采取面天线，并要求含有强方向性、高增益和阻抗匹配。从天线用途来分，可分为通信天线和接收天线两大类。通信天线是由一副天线同时用来发射大功率射频信号和接收卫星转发下行微弱信号，通信天线必须用隔离度相当高双工器来满足同时收发信号要求。,5.2 卫星电视天线与接收设备,35,第35页,接收天线，顾名思义，它只有接收信号单一功用。因为它比通信天线少了一个双工器，因而造价和性能要求都低于前者。接收天线按馈电方式不一样分为三类：前馈式抛物面天线、后馈式卡塞格伦天线和偏馈式抛物面天线。接收天线按反射面组成材料来分，又可分为铝合金、铸铝、玻璃钢、铁皮和铝合金网状。,5.2 卫星电视天线与接收设备,36,第36页,当前，铝合金板材加工成反射面天线性能最好，使用寿命也长；铸铝反射面天线，尽管成本有所降低，但反射面光洁度不高，天线效率低，性能要低于铝合金反射面天线；玻璃钢反射面天线，成本也低，但反射面镀层轻易脱落，使用寿命不长；铁皮反射面天线成本最低，但轻易生锈腐蚀，使用寿命最短；铝合金网状天线效率不如前面板状天线，但因为质量轻、价格低、风阻小及架设轻易，较适合多风、多雨雪等场所,较多地作为楼顶架设闭路电视系统。,5.2 卫星电视天线与接收设备,37,第37页,板状天线反射面是由合金铝板、玻璃钢喷涂特种涂料等以相同瓜瓣数块（如8块、12块、18块等）拼装起来，或是整块压铸而成。网状天线反射面多采取铝丝编织材料，用密集辐射梁及加强盘组成。各种接收天线性能比较如,表5.3,所表示。,5.2 卫星电视天线与接收设备,38,第38页,天线类型,优点,缺点,后馈板状,效率高、性能好,成本高、加工安装复杂,前馈板状,铝合金,性能很好,成本较高,铸铝,成本低、加工简单,面光洁度不高、易碎,玻璃钢,成本低、加工简单,镀层易脱落，寿命不长,铁皮,成本最低,易锈，寿命不长,前馈网状,抗风、雨、雪性能好,效率低，增益不高,表5.3 各种接收天线性能比较,5.2 卫星电视天线与接收设备,39,第39页,5.2.3.1 反射面,1前馈抛物面天线,前馈抛物面天线只有一个反射面，其反射面是一个旋转抛物面。,图5.6,所表示为前馈式接收天线结构示意图。其反射面为旋转对称抛物面，馈源位于抛物面焦点上，标准抛物面天线用前馈方式做点源馈电。但馈源尺寸相对较小，影响了天线效率。用于卫星电视接收抛物面天线焦距f与天线口径D之比（f/D）普通为0.380.42。,5.2 卫星电视天线与接收设备,40,第40页,图5.6 前馈式天线结构示意图,（a）结构图;（b）剖面图,5.2 卫星电视天线与接收设备,41,第41页,2后馈式抛物面天线,后馈式抛物面天线为双反射面，又称卡塞格伦天线。它由一个抛物面形主反射面、双曲面形副反射面和馈源喇叭组成，如,图5.7,所表示。这种天线采取后馈方式，馈源喇叭尺寸大，天线极化去耦性能好，频带宽，驻波比小。普通卡氏天线效率在0.65左右，稍高于标准抛物面天线。为了深入提升天线效率，要对主副反射面加以修正，修正后卡氏天线效率普通为0.7左右。焦距f与主反射面口径D之比（f/D）普通选较小，约为0.3。,5.2 卫星电视天线与接收设备,42,第42页,图5.7 卡氏天线接收天线结构示意图,(a)结构图;(b)剖面图,5.2 卫星电视天线与接收设备,43,第43页,与前馈抛物面天线相比，后馈抛物面天线具有以下优点：,（1）有两个反射面，几何参数多，便于按不一样需要灵活地进行设计；,（2）可采用短焦距抛物面作主反射面，以降低天线纵向尺寸；3）馈源安装在主反射面顶点背后，一方面缩短了馈源与低噪声放大器之间距离，降低了传输噪声，其次可以防止照射，特别适合热带卫星电视接收；,（4）天线效率高，在要求相同增益条件下，其口径比普通抛物面天线小，对较大型天线来说，可降低造价。,5.2 卫星电视天线与接收设备,44,第44页,不过，后馈式抛物面天线结构复杂，加工、安装和调试要求高，如需调试主副反射面交角、同心度、焦距和相位中心至副反射面距离等，所以在实际工程中对天线几何尺寸要做必要修正。,表5.4,为前馈式和后馈式天线对比。,效率（%）,电压驻波比,第一旁瓣/dB,馈线损耗,造价,6m板状卡式,76,1.18,-14,小,高,6m板状前馈,65.2,1.09,-20.4,大,低,表5.4 前馈天线与后馈天线参数对比,5.2 卫星电视天线与接收设备,45,第45页,3偏馈式抛物面天线,偏馈式抛物面天线适于小口径场所。口径小于2 m卫星电视接收天线，尤其是Ku波段（11.712.5 GHz）大功率卫星电视接收天线多用这种天线。这类天线也有单偏置和双偏置之分。以单偏置为例，其结构如,图5.8,所表示。,由,图5.8,可见，这种天线是由抛物面一部分截面组成，单偏置天线馈源相心与抛物面焦点重合，但与反射面位置错开（即所谓偏馈或偏置）一个距离dc。,5.2 卫星电视天线与接收设备,46,第46页,图5.8 偏馈天线,5.2 卫星电视天线与接收设备,47,第47页,这么，馈源不会遮挡反射面接收电波，因而天线效率能够得到提升。椭圆形实线表示偏馈天线。从图中能够看出，偏馈天线是从抛物面天线正上方，以YO线为中心而切下一部分，这就是偏馈天线基本形成原理。偏馈天线由长轴YO和短轴XZ组成，它有效面积是以短轴XZ为直径形成圆面积，长轴约是短轴1.1倍。偏馈天线标称以短轴为准。,5.2 卫星电视天线与接收设备,48,第48页,偏馈式抛物面天线与前、后馈抛物面天线相比有以下优点：,(1),它能有效地降低口面遮挡影响，使旁瓣电平比前、后馈二者都低得多，使天线噪声电平显著降低。,(2),从馈源发出电波仅一小部分返回馈源，因而反射波不会影响偏置天线，尤其是其阻抗几乎不受反射波影响,所以可取得较佳驻波系数。,(3),当采取较大f/D设计时，不会影响天线结构刚性。架设时，反射器与地面近乎垂直，厚积雪影响较小。,(4),效率较前、后馈抛物面天线高。普通前馈式效率只有50%，后馈式为50%60%，而偏馈式天线可达70%。,5.2 卫星电视天线与接收设备,49,第49页,不过，因为偏馈式抛物面天线结构不对称，一定程度上增加了加工成本。,当日线直径小于4.5 m时，宜采取前馈式抛物面天线。当日线直径大于或等于4.5 m，且对其效率及信噪比都有较高要求时，宜采取后馈式抛物面天线。当日线直径小于或等于1.5 m时，尤其是Ku频段(11.712.2 GHz)电视接收天线宜采取偏馈式抛物面天线。,5.2 卫星电视天线与接收设备,50,第50页,5.2.3.2 其它接收设备,1馈源,馈源作用是将被天线拓射面搜集聚焦电磁波转换为适合于波导传输某种单一模式电磁波。因为馈源形如喇叭，又称为馈源喇叭。馈源喇叭本身含有辐射相位中心，当其相位中心与天线反射面焦点重合时，方能使接收信号功率全部转换到天线负载上去。,常见馈源喇叭类型有圆锥形馈源喇叭、角锥形馈源喇叭、波纹馈源喇叭、介质加载圆锥馈源喇叭、环形槽馈源喇叭。,5.2 卫星电视天线与接收设备,51,第51页,2高频头(LNB),卫星电视信号由天（馈）线系统进入高频头。高频头（LNB）电路原理如,图5.9所表示。,卫星电视接收天线接收卫星信号非常微弱，普通由天（馈）线送给高频头输入端载波信号（4 GHz或12 GHz）功率为-90 dBmW左右，经低噪声放大、混频以及第一中频放大后输出-3020 dBmW中频（9701470 MHz）信号。,5.2 卫星电视天线与接收设备,52,第52页,图5.9 高频头电路原理框图,5.2 卫星电视天线与接收设备,53,第53页,3卫星接收机,室内单元即卫星接收机，它主要功效是将高频头送来中频信号（9701470 MHz）解调还原成含有标准接口电平电视图像和伴音信号。为了满足普通电视机直接收看，卫星接收机还备有标准频道射频电视信号输出。当用于集体接收时，接收机输出图像信号和伴音信号被送往电视调制器。假如是接收非PAL制电视节目，在调制器前还要插入制式转换器。,5.2 卫星电视天线与接收设备,54,第54页,卫星天线作为接收部分初始步骤，安装质量好坏直接影响到信号优劣。在确保天线安装位置适宜、天线本体牢靠同时，还应做好天线仰角、方位角及后续调试工作。防雷接地也是卫星天线安装主要步骤。,5.3 卫星天线安装,55,第55页,5.3.1 天线安装,安装天线时应先去除基座上水泥灰渣，并将地脚螺栓涂上黄油，然后按以下步骤进行安装：,（1）,立柱安装用4个M20螺母14（见图5.10，下同）将立柱1固定在地脚螺栓上，注意保持中心和地面垂直。,（2）,辐射梁安装将12片辐射梁7用M820螺钉与中心筒6次序连成整体，辐射梁无编号可任意交换。,（3）,反射面安装将反射面8用M820螺钉依次（无编号）与辐射梁连接好，确保反射面边接平滑、圆整。,（4）,馈源组安装先将馈源12与高频头13连成整体，高频头不得错位，再将馈源组固定在弓形架上，然后再把弓形架安装到馈源杆9上。,5.3 卫星天线安装,56,第56页,（5）,总装将馈源支架用M820螺钉安装到反射面中间中心筒上，调整好馈源角度；将同轴电缆一端接在高频头上，另一端穿入馈源杆后，从天线背后引出至前端；调整方位、俯仰两个角度松紧，并固定在所需工作位置上。,某3 m天线安装结构如,图5.10,所表示，其主要部件名称与规格如,表5.5,所表示。,5.3 卫星天线安装,57,第57页,图5.10 3 m天线安装结构图,5.3 卫星天线安装,58,第58页,表5.5 3 m天线安装零部件明细表,5.3 卫星天线安装,59,第59页,当前，卫星电视接收站大多都与无线转播或共用天线系统结合在一起，建在边远山区高地或大楼顶上。所以，接收站天线设备避雷与接地是十分主要问题。,（1）,假如卫星电视接收站抛物面天线与地面电视转播天线或共用接收天线安装在一起，并在后者避雷有效保护半径之内，则卫星电视天线可不安装避雷针；但天线底座接地性能要好，应使接地电阻小于4；如在雷雨较多地域，卫星电视天线上需加装避雷针。,（2若卫星电视天线在上述天线有效保护半径之外，或位于空阔平地上，则应在天线主反射面上沿或副反射面顶端单独焊接长度约2.5 m、直径约0.02 m避雷针。,5.3 卫星天线安装,60,第60页,5.3.2 天线对卫星指向角计算,设r,p,为地球接收站位置经度,r,s,为卫星轨道位置经度,为地球接收站纬度,则经度差为：,地球接收站天线对卫星仰角为：,方位角与r和关系为：,5.3 卫星天线安装,61,第61页,按上式计算方位角，以正南为基准，则南偏西为正，偏东为负。若以正北为参考，则应加上180。,表5.6,给出了我国部分主要城市卫星地面接收站接收一些中外卫星时天线仰角和方位角，可供天线安装调试时使用。,祥见书本,5.3 卫星天线安装,62,第62页,表5.6 我国31个省会城市、直辖市接收11颗主要电视卫星天线仰角和方位角,5.3 卫星天线安装,63,第63页,前端设备主要任务是进行电视信号接收后处理，这种处理包含信号放大、混合、频谱交换、电平调整以及干扰信号成份滤波等。组成前端系统主要设备有天线放大器、混合器、频道转换器、调制器和用于自动电平调整和自动斜率调整导频信号发生器等，如,图5.11,所表示。,5.4 前端设备,64,第64页,图5.11 前端系统组成方框图,5.4 前端设备,65,第65页,前端设备对接收信号进行处理，确保电视信号质量，以到达最好图像质量和音响效果，故要求前端设备含有以下技术性能：,（1）,确保输出电视信号含有一定信噪比；,（2）,抑制频带外干扰信号和频带内同频干扰信号，确保不会出现重影现象；,（3）,确保分配系统所需要输出电平，以及传输系统含有适当信号频谱分布。,5.4 前端设备,66,第66页,在全频道有线系统中，前端设备形式比较简单，其经典例子介绍以下：,1小规模共用天线系统前端,VHF、UHF接收天线用宽带接收天线。依据接收场强强弱连接对应天线放大器。前端使用混合放大器，又称多波段放大器，如,图5.12,所表示。,5.4 前端设备,67,第67页,图5.12 小规模系统前端部分经典图例,5.4 前端设备,68,第68页,2中、小规模全频道电缆电视系统前端部分,为提升系统接收质量，采取窄带混合电路，各频道依据需要增设滤波器或频道放大器及天线放大器。可配有录像机调制器，自行播放录像节目，如,图5.13,所表示。,3用于边远地域高质量CATV系统前端设备,对于边远地域要采取AGC频道放大器，以赔偿接收来电视广播信号起伏衰减。此频道放大器要带有高质量输入输出滤波器，输出端带有两路信号混合电路，能使每两路信号混合后再与第三路混合。这种接收信号混合方式应用于多节目标大型有线电视广播站（台），如,图5.14,所表示。,5.4 前端设备,69,第69页,图5.13 中、小规模系统前端部分经典图例,5.4 前端设备,70,第70页,图5.14 采取全频道有线电视系统直接传输前端组成方框图,5.4 前端设备,71,第71页,传输分配系统作用是把前端输出电视信号送至各个用户。本节主要针对单栋建筑物如宾馆、办公楼、住宅楼等，因其范围小，用户比较集中，传输干线较短，所以信号质量比较轻易确保，所以把传输分配系统主要放在用户分配系统上。,5.5 传输分配系统和传输线,72,第72页,5.5.1 用户分配系统设计关键点,（1）,用户电平确实定。,用户电平是设计用户分配系统主要依据。用户电平太高时，电视接收机高频放大部分全工作在非线性区内，易产生互扰调制和交扰调制；用户电平太低时，又会使接收机内部噪声起作用，形成雪花干扰。按国家标准GB 502001994要求，CATV系统提供给用户电平范围为6080 dBV。,5.5 传输分配系统和传输线,73,第73页,（2）,分配器作用是将射频电视信号功率均等地分配给各路,且分配损耗要小，这么有利于高电平输出。不过应该注意，分配器输出端不能开路（不接负载），不然会造成输出端严重失配，同时还会影响到其它输出端。所以，分配器输出端不适合直接用于用户终端。在系统中当分配器有输出端空余时，必须接75 负载电阻。,5.5 传输分配系统和传输线,74,第74页,（3）,分支器是将射频电信号功率不等地分配给各路，即有主路和支路之分，且支路有各种不一样衰减量，从而组成一个系列。,插入损耗等于输入与输出电平之差，即主路干线在接入分支器后能量损失。,分支损耗也称分支衰减，等于分支器主路输出端电平与分支输出端电平之差，它表示支路从主路上耦合能量多少。分支损耗越大,说明支路从干线上耦合到能量越小。,5.5 传输分配系统和传输线,75,第75页,所以,对大楼（如高层建筑）从上至下进行分配时，普通上层分支衰减量应取大一些，下层分支衰减量应小一些，这么才能确保上、下层用户端电平基本相同。同时，分支器主输出口空余时，也必须接75 负载。,（4）,分配器、分支器尽可能安装在建筑物内，但不论安装在室内还是室外，均应装入防护盒内且应符合电波泄露标准。安装在户外时，距地面普通在2.5 m左右。,用户终端盒安装高度可取其下沿距地面30150 cm。,5.5 传输分配系统和传输线,76,第76页,5.5.2 用户分配系统信号分配方式,用户分配系统将干线传输来信号分配给各个用户，它主要由放大器、分配器、分支器、串接单元、用户终端盒等组成。因为系统有大、中、小之分，器材有厂家之别，所以分配方式差异很大。其基本信号分配方式以下：,5.5 传输分配系统和传输线,77,第77页,（1）分配-分配方式,这种方式指系统全采取分配器分配方式，如,图5.15(a),所表示。这种方式适合用于以前端为中心向四面扩散结构形式。假如各路电缆长度相等，则各路输出电平也都相等。这种系统分配损失较小，整个分配系统损失为二分配器与四分配器分配损失之和再加上电缆损失。其缺点是假如某一路空载，对其它几路影响较大，所以当某一路输出端暂时不用时，一定要接上一个75 匹配负载。这种方式多用于干线分配。,5.5 传输分配系统和传输线,78,第78页,图5.15 分配器分配方式,(a)分配-分配方式,5.5 传输分配系统和传输线,79,第79页,（2）分支-分配方式,这种分配方式是在分,支器分支输出端再接,分配器，如,图5.15（b）,所表示。所以它含有分配,-分配方式特点，但终,端不宜空载，适合用于分,段平面辐射形分配系统。,图5.15 分配器分配方式,(b)分支-分配方式,5.5 传输分配系统和传输线,80,第80页,（3）分支-分支方式,如,图515(c),所表示,这种方式指系统全部使用分支器分配方式，适合用于结构分散、干线较长情况。为了使各分支器输出电平尽可能靠近，需要选取不一样损耗分支器，靠近前端分支器插入损耗应小些，分支损耗大一些；靠近终端分支器插入损耗应大些，分支损耗小一些；在中间部分分支器损耗介于二者之间。为了使系统匹配，这种方式需要干线终端接入75匹配电阻，所以它损耗比分配分配方式大，但当一路空载时对整个系统匹配影响比前一个小，尤其是对插入损耗小、分支损耗大分支器更是如此。所以，这种方式多用于输出端经常空载（不接电视机）系统中。,5.5 传输分配系统和传输线,81,第81页,图5.15 分配器分配方式,(c)分支-分支方式,5.5 传输分配系统和传输线,82,第82页,在多层住宅中还惯用串联单元分配方式。串接单元实际上是无需用户线分支器，它是将分支器和用户盒做成一体部件，能串接一分支器和二分支器。使用时直接挂在墙壁上，电缆线由上到下将这些串接单元串接起来，不需横向走线，所以结构简单、费用低、安装轻易。其缺点是灵活性差，维修不方便，一处发生故障会影响到整串分配线正常工作，而且需要有较高电平，对串接单元数量有一定限制。,5.5 传输分配系统和传输线,83,第83页,（4）分配-分支方式,分配-分支方式如,图5.15（d）,所表示，这种方式先将前端输出信号送入分配器均分为多路后，再分给各分支实施分配。一样，为使各用户端电平靠近，应选取不一样损耗分支器。因为各干线终端接有75 匹配电阻，因而对每一条干线基本上能够保持匹配，不会出现完全空载状态。这种方式适合用于高层建筑，用户数量多而且用户点分布不规则，以及允许横向布线场所。另外，这种方式使用、维修比较方便。,5.5 传输分配系统和传输线,84,第84页,图5.15 分配器分配方式,(d)分配-分支方式,5.5 传输分配系统和传输线,85,第85页,5.5.3 传输线,前端经过处理电视信号源传送到分配网络后，经由各干线和支线送至用户端。作为分配网络载体，传输线路主要有同轴电缆和光纤两种。,同轴电缆传输方式主要适合用于系统规模较小、传输距离近、小于户系统。,光纤、同轴电缆混合传输方式（HFC）是指主干线采取光纤，分配网络采取同轴电缆传输方式。这是当前住宅小区CATV建设和老系统改造主要传输方式。,全光纤传输方式（FTTH方式）是指主干线和分配网络均采取光纤。我国当前应用FTTH较少，今后是一个必定趋势，当条件（资金、技术、使用等）具备时应采取这种传输方式。,5.5 传输分配系统和传输线,86,第86页,1同轴电缆,同轴电缆性能好坏不但直接影响到信号传输质量，还能影响到系统规模大小、寿命长短和合理造价等。,射频同轴电缆如,图5.16,所表示。它作用是在电视系统中传输电视信号。它是由同轴结构内外导体组成，内导体（芯线）用金属制成并外包绝缘物，绝缘物外面是用金属丝编织网或用金属箔制成外导体（皮），最外面用塑料护套或其它特种护套保护。,5.5 传输分配系统和传输线,87,第87页,图5.16 射频同轴电缆,1内导体;2绝缘层（聚乙烯）;3外导体屏蔽层;4绝缘保护层,5.5 传输分配系统和传输线,88,第88页,同轴电缆衰减特征是一个主要性能参数,它与电缆结构、尺寸、材料和工作频率等都有关系。,（1）电缆内外导体半径越大，其衰减(损耗)越小。所以，大系统长距离传输多采取内导体粗电缆。,（2）同一型号电缆中绝缘物外径越粗，其损耗越小。即使绝缘外径相同，但只要型号不一样，则因绝缘物材料和形状以及结构不一样，其损耗也不一样。,（3）同一同轴电缆损耗与工作频率平方根成正比，传输频率越高损耗也越大。,（4）电缆衰减与温度有关，伴随温度升高损耗也会增大。,5.5 传输分配系统和传输线,89,第89页,选取同轴电缆时，要选取频率特征好、衰减小、传输稳定、防水性能好电缆。当前国内生产CATV用同轴电缆类型可分为实芯和藕芯两种。芯线普通用铜线，外导体有两种：一个是铝管，另一个为铜网加铝箔。绝缘外套又分单护套和双护套两种。,在CATV工程中，以往惯用SYKV型同轴电缆，近年来因为宽带发展要求，惯用SYWV型同轴电缆。干线普通采取SYWV-75-12型（或光缆），支干线和分支干线多用SYWV-75-12或SYWV-75-9型，用户配线多用SYWV-75-5型。其中，75表示特征阻抗为75；9表示屏蔽网内径为9 mm；5表示屏蔽网内径为5 mm。,表5.7,给出了部分同轴电缆主要技术指标。,5.5 传输分配系统和传输线,90,第90页,表5.7 同轴电缆技术参数,5.5 传输分配系统和传输线,91,第91页,2光缆,与同轴电缆相比，光缆损耗要小得多，而且频带很宽，抗干扰性能强，安全可靠性高，可维护性能好，是电视信号及综合数据通信网络传输技术伎俩发展方向。,光纤分为多模光纤、单模光纤、色散位移光纤、单模偏振光纤、大数值孔径光纤和塑料光纤等。其波长有850 nm、1310 nm和1550 nm，工程上多项选择取=1310 nm单模光纤。,5.5 传输分配系统和传输线,92,第92页,传输分配系统施工主要内容有线缆敷设，各类放大器、分配器、分支器与用户盒安装，线路连接及接地工程等。,有线电视系统信号传输线缆，应采取特征阻抗为75同轴电缆。当选择光纤作为传输介质时，应符合广播电视短程光缆传输相关要求，主要线路应考虑备用路由。,5.6 传输分配系统施工,93,第93页,5.6.1 干线放大器及延长放大器安装,建筑物比较集中小型天线系统工程，电缆传输较短，电平损失小，可将线路放大器安装在前端设备共用机箱内。建筑物较分散大型天线系统工程，为了赔偿信号经电缆远距离传输造成电平损失，普通在传输中途应加装干线放大器。,明装时，电缆需经过电线杆架空，干线放