有线电视系统基础知识

1有线电视系统基础知识有线电视是用高频电缆、光缆、多路微波或其组合来传输，并在一定的用户中分配和交换声音、图像、数据及其它信号的综合信息系统。基本提纲一、概述二、有线电视网络的组成三、相关基础知识一有线电视网络的概况1、有线电视网络的发展历程◆公共天线系统（MasterAerialTelevision,简称MATV）这一期间技术的发展相应的也就集中在信息处理技术（如何使多个频道相混合时相互之间的影响减小）和较远距离传输技术（如何提高放大器性能，增加放大器的串接级数）等方面。◆有线电视系统（CableTelevision,简称CATV）在这一发展阶段，CATV的信号传输方式经历了从全频道传输方式到隔频道传输方式到邻频道传输方式的历史性变迁，传输手段也在发生着变化。从过去纯粹地使用同轴电缆，发展到开始使用光纤。◆现代双向交互系统有线电视系统具有双向传输能力和交互功能成为了技术发展的主要方向有线电视发展到今天，无论是其系统组成、技术手段，还是其系统规模、服务功能，各方面都发生了翻天覆地的变化。综合信息服务功能的信息网络体系。2、有线电视网络的特点有线电视网络的优势主要体现在以下几个方面：◆实现广播电视的有效覆盖◆图像质量好，抗干扰能力强◆频道资源丰富，传送的节目多◆宽带入户，便于综合利用◆能够实现有偿服务3、有线电视网络的发展趋势未来的有线电视网络应该是一个所谓的全方位服务网。它必须完美地将现有的通信、电视和计算机网络融合在一起，在一个统一的平台上承载着包括数据、话音、图像、各种增值服务、个性化服务在内的多媒体综合业务，并智能化地实现各种业务的无缝连接。从技术上讲，有线电视网络发展趋势可以概括为：◆数字化：数字化处理、传输、存储和记录◆综合化：数据、语音、视频于一体的宽带综合业务平台。◆网络化：形成统一有线电视网络体系；与其他网络互通互联◆智能化二有线电视系统的基本组成1、有线电视系统物理模型◆有线电视系统是一个复杂的完整体系，它由许多各种各样的具体设备和部件按照一定的方式组合而成。从功能上来说，任何有线电视系统无论其规模大小如何、繁简程度怎样，都2可抽象成如图所示的物理模型，也就是说，任何有线电视线系统均可视为由信号源、前端、传输系统、用户分配网四个部分信号源：是指提供系统所需各类优质信号的各种、设备；卫星电视信号、开路电视信号、微波电视信号、其它网络传输过来的电视信号、自办电视、音频节目前端：系统的信号处理中心，它将信号源输出的各类信号分别进行处理，并混合成复合射频信号提供给传输系统；传输系统：将前端产生的复合信号进行优质稳定远距离传输；传输方式主要有光纤、微波和同轴电缆三种用户分配网：则准确高效地将传输系统传送过来的信号分送到千家万户。它一般是由分配放大器、延长放大器、分配器、分支器、用户终端盒以及连接它们的分支线、用户线等组成2、有线电视系统分类◆按用户数量：◆按干线传输方式：全电缆系统、光缆与电缆混合系统◆按照是否利用相邻频道：邻频传输系统与非邻频传输系统。邻频传输系统按最高工作频率又可分为300MHz系统、450MHz系统、550MHz系统、750MHz系统、862MHz系统◆单向系统与双向系统3、传统有线电视系统的基本组成４、现代有线电视网络的基本组成现代有线电视网络已是一个庞大的完整体系，集电视、电话和计算机网络功能于一体。从提供的业务来说，既有基本业务，又有增值业务和扩展业务；从传送的信号类型来说，既有模拟电视信号，又有数字电视信号和IP数据信号；为了实现多种综合业务，系统不再是自成一体的独立结构，而是通过上一级的数字光纤骨干环网和本地的光纤骨干环网实现与其它各有线电视系统的联网，另外，它与公共电信网也实现了互通互联。三相关基础知识电视频道的频带宽度有线电视系统的频率划分和频道配置分贝比与电平1电视频道的频带宽度采用残留边带调幅(VSB-AM)方式，频道的带宽都是8MHz，其频率范围由fv－1.25到fv＋6.75MHz，其中fv是图像载波频率，而伴音副载波频率fa比图像载频高6.5MHz。VSB-AM高频电视信号的形成过程，2、电视频道配置◆原来规定开路电视频道一共有68个，频道的频谱分布如图1—5所示。５频道和６频道之间，除调频广播外，还有59MHz的间隔，可以传7套电视节目，选择111～167MHz这个范围，为增补１频道至增补７频道，在12频道和13频道之间有247MHz的间隔，也可以增加30个增补频道，分为增补8至增补37频道。在24频道和25频道之间有40MHz的间隔，可以增加5个增补频道，为增补38至增补42频道。◆单向有线电视系统300MHz邻频系统：28个（12个标准频道，16个增补频道）550MHz邻频系统：59个（22个标准频道，37个增补频道）；750MHz邻频系统：84个（42个标准频道，42个增补频道）；862MHz邻频系统：98个（56个标准频道，42个增补频道）；◆双向有线电视系统中3GY/T106-1999中规定，上行频率范围为5～65MHz，过渡带为65～87MHz，这样，下行传输便只能从87MHz开始，DS1～DS5频道不用。550MHz双向系统：54个（17个标准频道，37个增补频道）；750MHz双向系统：79个（37个标准频道，42个增补频道）；862MHz双向系统：93个（51个标准频道，42个增补频道）波段频率范围MHz业务内容R5～65上行业务X65～87过渡带FM87～108广播业务A110～1000模拟电视、数字电视、数据业务分贝比与电平1、分贝比两个功率P2和P1的分贝比（用dB来表示）10lgP2/P1＝10lg(U22/Z)/(U12/Z)＝20lgU2/U1用来表示有线电视系统的增益、衰减、交调比、互调比、载噪比等2、电平定义：系统中某一点的电平是指该点的功率（或电压）对某一基准功率（或电压）的分贝比10lg（P/P0）＝20lg（U/U0）◆若以１W为基准功率，功率为Ｐ时，对应的电平为10lg(P/1W)，单位记为分贝瓦（dBW）。功率为１W时，电平为？功率为100mW时，电平为？例：功率为100mW时，对应的电平为10lg(100ｍW/１W)＝10lg（100/1000）＝－10dBW◆若以１mW为基准功率，功率为Ｐ时，对应的电平为10lg(P/1mW)，单位记为分贝毫瓦（dBm）。功率为１W时，电平为？功率为1mW时，电平为？电压为1mV时，电平为？例：1mV电压对应的功率Ｐ＝Ｕ2/Ｚ＝0.0012/75=1.3×10－8W＝1.3×10－5ｍW对应的电平为10lg（1.3×10－5ｍW/１ｍW）＝－48.75dBm◆若以１mV为基准电压，则电压为U时对应的电平为20lg（U/1mV），单位记为分贝毫伏（dBmV）。电压为１V时，对应的电平为?电压为１μV时，对应的电平为?例：功率为1mW时，对应的电平为?U＝＝V=274ｍV对应的电平为20lg（274mV/1mV）＝48.75dBmV◆若以1μV为基准电压，则电压U对应的电平20lg（U/1μV），单位记为分贝微伏（dBμV）。电压为１mV时，电平为?电压为100mV时，电平为?功率为1mW时，电平为？U＝＝V=274ｍV对应的电平为20lg（274ｍV/1μV）＝108.75dBμV4电平单位换算表（系统阻抗为75Ω）dBW、dBｍ、dBmV、dBμV之间的换算关系新原dBWdBmdBmVdBμVdBW0+30+78.75+138.75dBm-300+48.75+108.75dBmV-78.75-48.750+60dBμV-138.75-108.75-600光纤传输系统基础知识以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的传输方式。基本提纲一、光纤传输系统概述二、光缆、光纤的基本知识三、光有源设备四、光无源器件五、光链路的设计计算六、光缆的施工、熔接和测试一概述以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的传输方式。1、组成由光发射机、光接收机、光纤（光缆）、中继器和光无源器件等五个部分组成。HFC（光纤同轴电缆混合网）HybyidFiberCoaxial是现行网络的组成结构◆各部分功能光发射机将电视信号调制到光信号上光分路器把光信号分成不同比例，分别送入各光节点光纤放大器将光纤中的光信号放大，使之传输更远的距离光接收机从光信号中解调出电视信号2、光纤通信的优点◆传输频带极宽，通信容量很大；可提供上ＧHz带宽，为网络的综合开发、信息高速传输提供了条件。◆传输性能好，距离远、安全性、可靠性高。光纤衰减小，故传输距离远；光纤串扰小，信号传输质量高；5光纤抗电磁干扰，保密性好；网络无多级放大器级联，提高传输的指标，同时随着光节点覆盖范围的减小，网络的可靠性高大大提高。◆性价比高随着技术的不断成熟、进步，光纤及光设备、器件的价格不断下降。◆组网灵活总体规划、分步实施，网络结构多样FTTCFTTBFTTH◆其他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。光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；二.光缆、光纤的基本知识1、光纤：将光波从系统一端引导到另一端，同时为运载信息------对光波进行了调制。◆光纤组成：高纯度石英玻璃，外径125μm光纤由纤芯、包层和涂敷层三部分组成纤芯：光波的主要传输通道；包层：折射率比纤芯的折射率稍小，使满足一定入射条件时光波能沿着纤芯向前传播；涂敷层：起保护光纤不受水气侵蚀和机械擦伤。◆光纤的导光纤芯的折射率必须大于包层的折射率n1＞n2使光线在纤芯和包层界面产生全反射，被封闭在纤芯中向前传播◆光纤主要类型单模光纤（SMF）：只传输一种模式，单模光纤纤芯直径较细，通常在4μm～10μm范围内。G.652光纤称为非色散位移单模光纤，G.653光纤称为色散位移单模光纤G.655光纤称为非零色散位移单模光纤。多模光纤（MMF）：可传输多种模式，多模光纤纤芯直径较粗，典型尺寸为50μm左右◆光缆组成、种类光缆组成：光纤、松套管、加强元件和护套层纤膏、缆膏常用光缆按结构形成主要分为:(1)层绞式光缆；(２)束管式光缆。（３）带状光缆2．光纤的特性◆光纤的损耗：产生原因主要分为三种：吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。光纤损耗关系到光纤通信传输距离的长短和中继距离的选择。光纤的损耗吸收损耗：（介质损耗）杂质（纯度低）散射损耗：不能产生全反射（折射率，入射角）辐射损耗：纤芯偏心、包层不圆，光纤弯曲光纤的损耗与它所传输光的波长有关。三个极小值，分别位于0.85μm、1.31μm和1.55μm处，常把这三个波长称为光纤传输的三个窗口。60.85μm附近的损耗最大，约3～4dB/km；1.31μm附近的损耗次之，约0.35dB/km；1.55μm附近的损耗最小，可达0.2dB/km不同波长的光的损耗在-25℃～-35℃时，附加损耗为0.03～0.04dB/km,在-40℃时，附加损耗为0.06～0.08dB/km◆光纤的色散色散是指输入信号中不同频率或不同模式光的传播速度不同，不同时到达输出端，使输出波形展宽变形、失真的现象。光纤色散分为材料色散，波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起。色散对传输的影响：限制了光信号一次传输的距离；减少了传输的信息容量；并与光源的调制特性一起产生组合二次失真（CSO）色散常数D=dτ/(L·dλ)◆1310nm窗口光纤的特性波长范围：1260nm～1360nm价格便宜，1310nm光纤的损耗较小（约0.35dB/km）；色散常数为零，在光通信中得到了非常广泛的应用。在传输距离小于35公里，且光节点数不太多时，采用1.31μm技术，是建设光纤有线电视系统的首要选择。◆1550nm窗口光纤的传输特性波长范围：1480nm～1580nm损耗极低：1.55μm波长的光在光纤中传输时，单位长度的损耗目前已达到0.20dB/km以下；即使加上了熔接损耗，也可以做到0.23dB/km以下；可以利用光纤放大器对光信号直接进行放大；色散较大：会产生噪声和（CSO）复合二次失真,破坏