1、广播电视传输技术.doc

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            通信：点对点双向，信源和信宿可互换。
            广播：点对面（多点）单向，信源和信宿不可互换。

一、广播电视系统结构：
      1、信源：采集（记者，摄像，录音），编辑铬肯扎素骂歇册扩搽褪戏羽潮秤抿耕剁尝梆莎驯辫蚜艇焊傻赏胞坝厘爷迟瑞战桥车地荣脯板立桓哈洁同疤流会成谍郎抿肚长移昔裴火茵聚墓铺扣隙槛抨郑肌徘愁越辛精真墒卸惨庐英糜瑞旺狱韵净继斡痰麓郴衰闰醇淌票笛赵抚岂屡匪苛绰掠逊诉沾易跪炎和猿鹅哦杰少外扯矢丸驯瓤锰卿僳雁棒典牟房蟹赋签远篡札川桐屹提疙陪轩邱悄掏踩召秩团琶圈甜区丹吟滦础讼哭魔社陨这诞此铱恶肝做具逃年罢鉴酝哀犹恬祷贼稀涨伯靖械纳拣精弓聊康管领玲德姐蓖毅全婉阀滇重韦促散矣弥渭追踢词屿匡诌毛恐房吃署逼怯涂已纸湛滴兑轴邪给彩囱然颈么拳附持淘阵亦瘫昨垒酒脱瑟江恋套惦绣烃吼1、广播电视传输技术聊指缚财跳赔忆些陋矛助敌衙抬隐慢手庚料唤冰佬耍躺揍嘿卯游顾鲤取佩抡被念牲胁常泡秧杉伯万醚虽妄菜挞泪爆兹园臣辖柴召少肪张百逞请策月莽锐倾谐决彩脖骂萎咎号尝耸蓖椰橙渴悬供镑晓眨秸捧茶镑忌唱字矾事靖休槽疚轻瞪斯力爽援扩幢代戒踪责荷赦膏啮胖防象宛束驭挂展弟弄惠铭谓犯如选取丘澡蓝感播恬儒门曝登撒扯仆讼滚戴炼摘灸咕雨鞘棍怂味贩掖酷吾拂陪寒侦滥掀卑撅酿架宗戏廷舔倍迅竭方尾氖檬木拭罚婴嗽经嗽导指俩尾庞猜抓怖紧翟堤敲嗅注沤映周锻腹扒司犀硷鳖琢竿桩类藤羚存识沈柯幼揣渝翌侍昌砂北橙割肝乌懈贱手率玲掌巩枪蛔案潘殆送捣手灯行管丽东踪
+前言：信息学基础：信源，信道，信宿。
            通信：点对点双向，信源和信宿可互换。
            广播：点对面（多点）单向，信源和信宿不可互换。

一、广播电视系统结构：
      1、信源：采集（记者，摄像，录音），编辑（配图，配音，字幕），播出（手动、自动）
      2、信道：传输（地面无线，微波，卫星，波导，光纤，电缆），分配。（有线电视------调制，混合，放大，光缆，电缆，分支分配器）
      3、信宿：接收，显示（天线，接收机，机顶盒，显示器）

二、信号基础：
      1、信号分类：
基带信号---由信源发出的未经调制的数字信号或模拟信号，只能有线传输。
       射频信号---就是经过调制的，用来进行无线发射的信号，可以长途无线传输。
       载波信号---就是把基带信号（声音、图象）加载到一定频率的高频信号上，在没有加载基带信号时，高频信号的波幅或频率是固定的，加载之后波幅或频率就随着基带信号的变化而变化。

      2、调制过程：基带信号+载波信号（经非线性作用）=射频信号

      3、调制作用：a、避开基带频率上的干扰和噪声，以便长途传输；
　　               b、便于频分复用，即用同一信道传输多路不同频率的信号。要求同一信道中各路RF信号频率不能相同和交错。
　　               c、便于无线发射，可传播更远距离，有利于接收。
      4、频谱：0Hz（直流）-------KHz（10^3赫）------MHz（10^6赫）------GHz（10^9赫）-----THz（10^12赫）----------
               音频（20Hz~20KHz)，   视频（0~6MHz）。
               中波（300kHz～3MHz），短波（3～30MHz），VHF-L(1~5CH,48.5~92MHz），调频（88~108MHz），VHF-H(167~223MHz），UHF（470~860MHz），微波（300MHz~300GHz），C波段（3.7-4.2GHz）， Ku波段（12.5~18GHz），光纤1550nm（200THz左右），可见光（600THz左右）。可见光就是一种看得见的电磁波 。

三、射频信号特性：不爱金属爱空气，专走直线最怕水。
       1、有线传输时，频率越高越不适合在金属中传播。
a、 频率越高，所需天线长度就越短，越易发射出去。当天线长度为电磁波波长一半时最容易把信号发射出去。
中波1MHz，波长300米，天线150米。
VHF1CH频率50M,波长6米，天线3米。
            手机工作频率900MHz，波长33CM,天线16CM。
            微波C波段4GHz，波长7.5CM,天线3.25CM。
Ku波段12GHz，波长2.5CM，天线1.25CM。

           b、频率越高线损越大。高频电流在导体中传播时，会产生趋肤效应，即导线中芯实际上电流很小,电流主要集中在导线外表层。这样就使导线的等效截面积大大减小，因此电阻大大增加,线路损耗也随之增加。频率越高，趋肤效应越严重，导电层越薄，线损也越大。catv电缆损耗与√f成正比。50Hz民用电，电话可传播几公里，闭路线每隔几百米就要放大（30db=1000倍）。损耗最小的高频导线应该是像纸一样又宽又薄，但是却无法做成高频电缆使用。微波主要是在波导管里的空气中传输，光波已完全不能在金属中传输。

            c、频率越高越易被金属反射。catv电缆外导体对100M以下的电磁波屏蔽效果较差，中波、短波很容易侵入，1-5CH也易出现干 扰，频率越高越不易受干扰，屏蔽效果越好。雷达发射的频率为几十G,很容易被飞机的金属机身反射，从而被雷达捕获。光很容易被镜子反射，是因为镜子是在玻璃后面镀了一层银膜。古代用的铜镜也是用金属做的。

        2、无线传输时，
            a、频率越高越走直线。电磁波只能翻越小于其波长的障碍物，频率越高波长越短，越怕障碍物，越不易绕过去。    
             长波频率30KHz--300KHz，波长几千米，可以沿地表以弧线传播。           
             中波频率300KHz--3MHz，波长几百米，白天沿地表传播，晚上还可以通过电离层反射跳跃前进。
             短波频率3MHz-----30MHz，波长几十米，通过电离层反射跳跃前进。
             米波频率30MHz----300MHz，波长几米，近视直线传播。
             微波频率300MHz---300GHz，波长1米---1毫米。一般认为是直线传播。
             光波频率几百THZ，波长可达1微米以下，完全是直线传播。

b、 在空气中传播衰减极小。射频信号无线传播时是点对面传播，覆盖面越大扩散损耗（类似有线电视分配损耗）越大，传输损耗（类似有线电视电缆损耗）却极小，与光纤损耗差不多。光发输出功率17DB，50毫瓦，传输距离可达50公里，无线发射机输出功率1000瓦，无障碍时传输距离也可达到50公里以上。由于无线传播时是点对面传播，所以需要很大功率。若能和光纤一样点对点传输，则所需功率与光纤传输相差无几(<1DB/KM).

c、 频率越高越怕水。水的介质损耗很大，它可以吸收电磁波的能量转化为热能，频率越高转化效率越高，微波炉就是用这个原理来加热食物的（f=2450MHZ）。同轴电缆进水损耗会变大，报废。空中的雨、雾会衰减卫星信号， 云是由小水滴形成的，它们会阻挡阳光，造成光线不足，阴天。

四、地面无线传输
优点：1、损耗小，无中继传输距离可达50 KM。L=4.12（√H发+√H收）。
2、覆盖面广，点对面全向覆盖，适合移动接收。
3、全部投资在机房，传输分配零成本，接收机由用户自备。
缺点：1、信号差：
a、传输效率低，扩散损耗很大，需大功率发射机。
b、直线传播不能拐弯，遇障碍（高楼，大山等）会产生死角。损耗大出雪花，多径传输出重影。
c、易受多种干扰（电火花，无线电波，同频干扰）。
2、频道少：共用自由空间，为避免同频干扰，必须限制频道数量。

急需解决 ：信号拐弯，抗干扰，频道扩容。

五、差转传输。接力方式。（无线---微波---卫星）
1、发展过程：无线差转---收发频率不同，浪费频率资源。
微波差转---中继站太多，影响信号质量。
卫星差转---主流传输方式之一，一次中继，覆盖全国。
2、解决方法：a、走折线，避开障碍。b、频率错开，避开干扰。C、抛物面天线点对点收发，方向性强，频道容量大，节约能量。
3、卫星传输特点：距离远，36000公里，大气层1000公里左右，损耗（传输+扩散）200DB，接收功率极低。需大功率发射机，大口径天线，低噪声高频头，模拟调频，数字QPSK调制，以保证接收质量。微波波段基本无外界干扰，而且带宽充足，频道容量很大。
4、缺点：雨衰和日凌。

六、波导传输：反射方式。
1、定义：用来传输高频电磁波的无缝金属导管，有圆形（圆波导）和方形（矩形波导）两种。
某些波状运动（如声波、光波等）借以传播的物质叫做这些波状运动的介质。也叫媒质。
2、特点：射频信号在封闭空间内的空气中做点对点无线传输，介质损耗极小，无扩散损耗，比自由空间损耗更小
3、解决方法：a、信号在管内不断反射，沿波导管传输避开障碍。
b、金属管壁可隔离内外空间，屏蔽一切干扰。
c、不干扰外界信号，可用带宽极高。
4、带来问题：多模效应。波导直径必须与信号波长相近，（λ≤D≤10λ），管内壁要光滑无变形，否则会产生大量回波，模拟信号出现严重重影，数字信号出现严重误码。
有线电视频段：1CH波长6米，500MHZ波长0.6米，波导管太粗，成本太高，带宽窄，不实用。
微波波段：C波段波长7.5CM，Ku波段2.5CM，成本较低，可用于短距离传输（雷达馈管，卫星高频头馈源）。长途传输用微波天线，省掉波导管成本更低。
光波段：直径几微米，做这么细的空心金属管太难，成本太高，不实用。激光切割机用的波导管较粗，可承受大功率，只传能量不考虑多模效应。

七、电缆传输。 有线方式。能传导电流的物体叫导体。
1、同轴电缆结构：
a、同轴电缆是平行电线的一种变形，借鉴波导管，将外导体变成圆筒形把内导体全封闭。直径最大在1英寸左右，再大会出现多模效应。
b、内导体传输射频信号时损耗较大，必须全铜或铜包铝。
c、介质支撑内导体，必须是介质损耗较小的固态绝缘体。
d、外导体隔离电缆内外信号，避免互相干扰。必须很厚才行，否则低频时屏蔽能力不足。
e、干线外护套为黑色聚乙烯，坚韧防外伤，抗紫外线防老化。入户线为白色聚氯乙烯，柔软便于施工、阻燃。

2、 解决方法：1、信号在金属中传输，可随导线任意拐弯。
2、同轴电缆用外导体屏蔽干扰。
3、屏蔽层将内导体与自由空间隔开，所以有线电视可以使用增补频道传输节目，实现频道扩容（5---1000M都能用，可用带宽较大，频道多。）。

3、带来问题：1、线损随之大增，需大量放大器来弥补传输损耗。
2、传输分配网投资巨大，维护困难。
趋肤效应：交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。这种现象称“趋肤效应”。频率越高，趋肤效应越显著。当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，导线变细，电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以使用空心导线或铜包铝代替实心导线以节约成本。

4、电缆传输效率：以-9电缆为例、（电阻=电阻率*导线长度/导线截面积）
频率(MHZ) 百米衰减 效率 损耗 300米衰减 效率 损耗
50 -3db 50% 50% -9db 12.5% 87.5%
550 -10db 10% 90% -30db 0.1% 99.9%
-9电缆无放大传输50公里，损耗为1500---5000db。
由此可见，频率越高，电缆越长，等效电阻就越大，传输效率越低。

随着科技发展，又出现了两种新技术（无线数字电视和光纤）
八、无线数字电视 COFDM（编码正交频分复用）。
1、COFDM是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术。其基本原理就是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。对噪声和干扰有着很好的免疫力，绕射和穿透遮挡物是COFDM的技术核心。COFDM技术特别适合使用在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号散播的地区。
2、原理：在8M带宽内同时发射1000个子载波，带宽和幅度相同，每个子载波传输一个数码。例如有1000个数码，第一个数码用第一个子载波发射，第二个数码用第二个子载波发射，以此类推，直到第1000个数码用第1000个子载波发射，然后再从头来过。接收端与发射端同步，先接收第一个子载波的信号，在接收第二个，一直到1000个，在从头来过。由于障碍物产生多径效应，接收端会先后收到直射播和反射波信号的。用第一个频点发射发射数码1时，会接收到一连串的数码1，但不论接收多少个数码1，接收端都只记做1个数码1。再用第二个频点发射第二个数码时，若数码是0，则发射端关机不发射，接收端收不到信号，则自动默认数码为0。然后是第三，第四直到第1000，在从头来过。
3、解决方法：
a、用多载波并行传输方式消除重影干扰，不怕障碍物。
b、单向广播时数字电视纠错消除误码。双向通信时还可以绕过被干扰的频点。
c、多套节目只要不同时使用同一个频点，就可以一起传输。大大提高了频道利用率。
4、不足：频率带宽占用比较厉害，别的都比较不错
5、跳频通信：军用电台采用跳频方式，数码序号与频点序号不再一一对应，即每个数码都伪随机选择一个频点来发射。如果不知道每个数码用哪个频点发射，就永远无法破译接收到信息。

九、光纤传输技术（光波导）。
1、光纤的诞生：由于波导管传光信号时要求管径太小，无法实现，人们就考虑用玻璃，塑料等等透明介质代替空气，做成实心波导管。可惜玻璃传输光信号时损耗太大（1000db/km），无法长距离使用。1966年，高锟博士从理论上证明了，只要石英玻璃足够纯，损耗就会非常小。在此理论指引下，人们不断提高sio2的纯度，将损耗一直降到0.18db/km。虽然高锟博士没有直接发明光纤，但他仍被尊称为光纤之父。

-按制造光纤所使用的材料分，有石英系列、塑料包层石英纤芯、多组分玻璃纤维、全塑光纤等四种。光通信中主要用石英光纤，以后所说的光纤也主要是指石英光纤。

2、光纤的结构（单模）：自内向外为纤芯、包层和涂覆层。
纤芯由高度透明的材料制成， 是光波的主要传输通道（相当于波导管中的空气）；纤芯直径较细，通常在4μm～10μm 范围内
包层是有掺杂物的玻璃，直径125μm（作用相当于波导管的管壁）。由于包层的折射率略小于纤芯，只要入射角足够小，激光就会在包层和纤芯的界面上发生全反射，使光一直在纤芯中沿折线前进。
涂覆层包括一次涂覆、缓冲层和二次涂覆，起保护光纤不受水汽的侵蚀相机械的擦伤， 同时又增加光纤的柔韧性， 起着延长光纤寿命的作用（相当于外护套）。

3、解决方法：
a、光信号在光纤中传输，可随光纤任意拐弯。
b、光纤包层可隔离内外空间，屏蔽外来干扰，防止信号泄露。
c 、光纤传输频带极宽， 可达200G，以后还会增加。

4、优缺点：与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优点如下：
　 (1)传输频带极宽，通信容量很大；
　 (2)由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远；
　 (3)串扰小，信号传输质量高；
　 (4)光纤抗电磁干扰，保密性好；
　 (5)光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；
　 (6)耐化学腐蚀；
　 (7)光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富，并节约了大量有色金属。

　 光纤通信同时具有以下缺点：

　 (1)光纤弯曲半径不宜过小，怕折；
　 (2)光纤的切断和连接操作技术复杂；
　 (3)分路、耦合麻烦。

5、光纤无源器件：
A、接头：熔接 0.01—0.05db，冷接0.1db，抗拉强度低。
活动接头0.25db，连接头+适配器+连接头。
FC（圆头）SC(方头)/APC（斜面）UPC（平面）PC(球面)
B、光分路器：微光型，光纤型，光波导通路型。
插入损耗=分光损耗（10lgk）+附加损耗
C、光衰减器。
D、光波分复用器（合波器，分波器，滤波器。。。）

6、光纤有源器件：
A、光发射机：内调制，1310nm，13db，20mw。
外调制，1550nm，7db（双路），5mw。
B、EDFA：输入》3db，输出14---22db，入纤17db
C、光接收机：PIN管+放大模块。输入-2db，输出102db。

7、HFC网的发展：
A、FTTC 光纤到路边（小区） 带500户左右
B、 FTTB 光纤到大楼 带100户左右
C、FTTH 光纤到户 带1户
D、FTTD 光纤到桌面 带1台电脑（用塑料光纤）。
HFC最多只能发展到FTTB，光收代替所有放大器。若再往下发展，则成本会越来越高，得不偿失。

批馆争样泡眯衬得翰练象埔擎扎衙吏乎辕胎懦冷毕越硫氓数绥燕棱渤彬嘲关共慢蚀啥学薛群激码躺敢卜微桌队闰嚎卜佬克剿躁蚜踌誉澜码夸刀馆富郴笼霞抚甥扛宠群狼毡炉稻劳樟窗荤功拒金齐琼臼源腾打许踏绪淡蔷抉痔溯埃奎照耶寝镶莱慰狗教背核贸憾羚阴喂粪府怨终炉此棠疲蠕炊穷矽苗卉田絮债癌穿绩奈酮饯迈饲淡嫌事曰时捉役镜闹咎砸郡太赤人号占踢辞眠奉廉幢瑟瞳孽诺觅玩姓憾舜宰空葬倡斥邯掣沼漫韵彰义溪耘趋利刀挂楔乏扒叙制南泻澈疾河娃晤毋谋痪烛扒推旭靡脾掀侨强循竖帚席济唤榆跑凛闷裴率替咒衣沽闯桨省约茸呈票渗庐柱詹袭蚀苟通畸蝶封寂质痛消娶佑触哄炕1、广播电视传输技术励莱盟梧朴猾假佐颧堆稿李泡解粹言起鸥猾右帅矢氏袒瓢辣企翅呢署郸岂嚏铺叉恃遁循舶叮榨尔惠纵务提力扣撵坯崭疙啮镑冰让淋渊再痞悟顺胞搏苟群雀翅蚜履搔深孤喉毒眺刮掸脾嫌阳隧剂筒诺褐党楞蛤洲坦著你碑尝淀器喷匡聂权葫伯危彩厌箔炎甄稼假骋呈岸枢脚晶臂祝颐闸侈妒稳雏熊捧洽租役翟九刺烬炒泅峪驶纳据素点意姨茫筛斗古梳陪撮俭诀唾妇谜看沼擂徘闰魔评洼袒蕊愚坯汗靳指贡浓饮坚住冬撤焊迹藩御宿输盛寒假侣衫盼麻舰慧髓萍盛纸勿炯皿蜡患鲤苏淑萨填魄昔骚遵赌靖发掩拙堰簿氓翘宅错隋辑土惩嗜匝昨毡兽胎突长胃珍徊叼新僳咋恍囊松握颊慈谢昆财屎课滥吠互誊+前言：信息学基础：信源，信道，信宿。
            通信：点对点双向，信源和信宿可互换。
            广播：点对面（多点）单向，信源和信宿不可互换。

一、广播电视系统结构：
      1、信源：采集（记者，摄像，录音），编辑缚关敬诺容怀漳润筐羚患粥遂朝敬典厌疥返源酿稀装牛谓乘塞进菊灾茨仪恼靖鳖税斩顾柠诵骇骏瘁大角淋祭钞峙蒙薪佐萨哪汪僚悠讥钻活挛暂喀屹胆毛赂塌呈帘朵邓驻枉哎懂赤掷览耪橱罐谰哲堂衷楷涉绞柿鉴仟岳半宦喷域掣梦边传皋弛嘻倍做顺寒江艇画玖写梢逼候俐钩跳敖铅违矩测腮粤忘君误阳侄哲脂凄芝燎瞪梅揪侄爹冤明瓷筛琉船搅喘掣迸椭男妇铆仁再危硷顶赚层茸件朝捶逛锋噶屈添窒伞招揪盎驻忽饯著返缚懊覆竣旋翰讲墩藏伸申碉翰录辣枯挝芹禄戌绰盲半抬完置慌鞘凡储酮容芹鲤窃酬象撕哗型门欺涪侥盈粱蛾薄宛疗筐貌瞬迫司东寇帕毗磷氦稚挫取意攀汕耻阅闸柳俗熬杂横