第三章 有线电视系统设计

第3章有线电视系统（CATV）设计重点内容：有线电视系统的组成有线电视传输技术有线电视传输网络的规划和设计难点内容：有线电视传输网络的规划和设计3.1有线电视系统的概述有线电视是利用高频电缆、光缆、微波等传输介质，并在一定的用户中进行分配和交换声音、图像以及数据信号的电视系统。最早的有线电视系统，是1948年在美国宾州曼哈诺依的一个公用天线电视接收系统（MATV）。我国有线电视技术发展很快，从同轴电缆传输到光缆、MMDS、HFC等多种传输技术的混合应用，从只传输模拟信号到模拟、数字信号的混合传输，从单向广播网到双向交互网络，我国有线电视技术的发展日益接近国际先进水平。3.2有线电视系统的组成有线电视系统由三部分组成：前端系统、干线传输系统和用户分配网络。系统的前端部分主要任务是将要播放的信号转换为高频电视信号，并将多路电视信号混合后送往干线传输系统。干线传输系统将电视信号不失真地输送到用户分配网络的输入接口。用户分配网络负责将电视信号分配到各个电视机终端。有线电视系统的构成。如图所示前端系统干线传输系统用户分配网络有线电视系统混合器SHF接收机调制器頻率放大器頻道放大器頻道放大器頻道放大器頻率变换器带通滤波器图像伴音调制器图像伴音调制器导頻信号发生器电视机电视机接收信号源卫星地面站微波站电视广播接收天线摄像机录像机计算机控制前端设备分配器保安器引入线保安器延长放大器分配放大器用户分配网络分配给邻近线路干线桥接输出站干线放大站中间桥接输出站终端桥接输出站73.5MHz103.5MHz干线传输系统有线电视系统的构成3.2有线电视系统的组成一、前端系统前端系统对各种天线接收的信号、摄录设备等输出的信号调制为高频电视信号，并通过混合设备同时将多路信号合并为一路电视信号，以便输送到干线传输系统。前端设备常用的设备是天线放大器，调制器、解调器、混合器、滤波器等设备。如图所示为前端模拟调制设备。如图所示为常用的邻频混合器。前端模拟调制设备邻频混合器3.2有线电视系统的组成二、干线传输系统干线传输系统主要位于前端系统和电缆分配系统之间，将前端系统输入的电视信号传送到各个干线分配点所连接的用户分配网络系统。干线传输系统采用的主要设备是干线放大器，如图所示。干线传输系统一般分别采用室外同轴电缆、光缆、多路微波MMDS、HFC（同轴电缆和光缆混合）四种方式进行信号的传输。干线放大器3.2有线电视系统的组成三、用户分配网络用户分配网络位于干线传输系统和用户终端设备之间，它将干线传输系统输送的信号进行放大和分配，使各用户终端得到规定的电平，然后将信号均匀地分配给各用户终端。用户分配网络确保各用户终端之间具有良好的相互隔离作用互不干扰。用户分配网络系统采用的设备主要有：分配器和分支器。分配器的规格有二分配器、三分配器、四分配器等，如图所示。二分配器、三分配器、四分配器3.2有线电视系统的组成三、用户分配网络分支器的作用是将电缆输入的电视信号进行分支，每一个分支电路接一台电视机分支器。分支器具有一个主路输入端，一个主路输出端和若干个分支输出端构成，如图所示。分支器3.2有线电视系统的组成三、用户分配网络用户分配网络中最常使用的电缆是物理发泡同轴电缆，其阻抗为75欧姆，如图所示。根据物理发泡同轴电缆的内部结构，该电缆较适合于室外布线，常用于连接分配器。对于室内用户终端设备连接的电缆主要采用75欧姆的视频电缆，如图所示。中心导体粘合剂中心导体绝缘体泡沫第一屏蔽层第二屏蔽层第三屏蔽层防潮增补胶扩套层支撑钢线视频电缆3.3有线电视系统传输技术电缆传输技术1.电缆传输系统的构成电缆传输系统采用同轴电缆作为有线电视网络的干线或超干线的传输介质。如图所示为电缆传输系统的构成。~干线电缆电源插入器线路供电器过电分支器3.3有线电视系统传输技术电缆传输技术2.电缆的传输特性及其补偿同轴电缆的传输特性有：（1）特性阻抗：75欧姆。（2）衰减特性：高频衰减大于低频衰减。（3）温度特性：随温度的升高，电缆的衰减量增大。（4）屏蔽特性：优质的电缆外导体有良好的屏蔽作用，传输信号不受外界干扰，也不会向外辐射、干扰其它信号。（5）机械特性：包括抗弯曲性能、防潮抗腐蚀性能和结构稳定性。3.3有线电视系统传输技术多路微波系统MMDS传输技术1.MMDS传输系统构成多路微波分配系统MMDS采用微波技术以一点发射或多点接收的方式将电视、声音广播及数据信号传输到各有线电视站、共用天线电视系统前端或直接到各用户的微波系统，如图所示。该系统的信号频率范围为2500-2700MHz，采用空间传输方式。私人住宅私人住宅电视换收机公用天线系统的公寓MMDS接收天线MMDS信号MMDS信号MMDS发射机和铁塔卫星地面接收站市区市郊卫星3.3有线电视系统传输技术多路微波系统MMDS传输技术2.MMDS传输技术的应用MMDS传输系统属于无线传输，带有无线传输的通用缺点，如信号怕遮挡、反射出重影、易受干扰。这种方式不适用于人口稠密、高层建筑林立的大中城市，只适合于地形开阔、建筑物密集度不高的电视传输场合。3.3有线电视系统传输技术光纤传输技术1.光纤传输系统的特性光纤传输技术具有传输距离远、信号失真小、传输容量大、免受雷击等特点，目前该技术已广泛应用于有线电系统的干线传输。2.光纤传输系统的构成最基本的光纤传输系统由光发射机、光纤、光接收机、光中继器组成，如图所示。光发射机的功能是将有线电视电信号转换为光载波信号，光信号可以在光纤内传输。光发射机光中继器光接收机电信号光纤电信号光纤3.3有线电视系统传输技术光纤传输技术3.光纤传输技术的应用光纤有线电视网不仅仅局限于有线电视业务，它可以为开展宽带综合业务传输提供一个开放的平台，是宽带综合业务网的一个重要组成部分。用光缆构成广域的包括电视业务在内的多媒体网络具有广阔的发展前景。3.3有线电视系统传输技术HFC（光纤同轴混合网）传输技术1.HFC传输系统的构成HFC有线电视网由光纤作干线、同轴电缆作用户分配网传输介质，构成光纤同轴混合的网络。HFC是一个以前端为中心、光纤延伸到小区并以光节点为终点的光纤星形布局，同时，以一个树形同轴电缆网络从光节点延伸覆盖用户。因而，HFC有线电视网络拓扑是一个星-树形结构。2.HFC网络的频分复用技术HFC网络采用频分复用技术，将5-1000MHz的频段分割为上行和下行通道。3.HFC传输技术的应用HFC宽带接入网具有巨大的接入带宽的优势，可提供各种模拟和数字传输业务。HFC宽带接入网络的主要业务可分为两大类，即广播电视业务和交互业务。3.4有线电视电缆传输网络规划与设计一、工程概况二、工程方案设计1.系统总体设计本工程有线电视系统按1000MHZ邻频方式双向传输要求设计，采用光纤和同轴电缆混合网（HFC）组网。用户终端电平按64±4dB设计。2.系统设备选型（1）系统选用设备与部件具有双向性，其视频输入与输出电缆特性阻抗均为75欧姆，能满足VOD点播等双向传输的要求。（2）室外同轴电缆选用SYWL-75-12型，室内同轴电缆选用SYWV-75-9及SYWV-75-5型。光缆选用室外4芯单模光缆。（3）家庭信息箱内提供1进4出有线电视通道。3.4有线电视电缆传输网络规划与设计二、工程方案设计3.小区主干网络设计有线电视系统信号通过12芯单模光缆，从市有线电视网引来。如图所示。4.小区用户分配网络设计（1）住宅部分（2）公建部分12芯单模光缆小区设备间4芯多模光缆4芯多模光缆C－5D－2本章总结•要掌握有线电视系统的设计关键是掌握有线电视系统的构成及相应设备的性能，熟悉有线电视系统的常用传输技术。根据工程项目的特点和要求，灵活地选择符合要求的传输技术，选配合适的传输设备，从而形成合理有效的设计方案。•在进行方案设计时，必须先进行详细的用户需求分析，掌握用户的需求状况，然后按照前端系统、主干传输系统、用户分配网络三部分进行详细设计，从而构成一个完整的有线电视系统设计方案。