CH7-有线电视系统v1

建筑物信息设施系统,第七章有线电视及卫星接收系统,2,第7章有线电视及卫星接收系统,有线电视系统结构卫星电视接收工程设计测试与验收,3,重点与难点:,第7章有线电视及卫星接收系统,有线电视系统结构有线电视系统工程设计,4,7.1概述,有线电视也叫电缆电视（CableTelevision），是采用电缆或光缆作为传输介质将电视信号通过电视分配网络传送给用户的电视系统由早期的共用天线电视系统发展而来，利用电缆传送电视台发射的开路电视信号卫星信号微波信号录像和摄像自办节目等对信号进行处理和放大,英文名称：cabletelevision缩写：CATV,5,7.1概述（续）,有线电视系统的优点图像质量好，没有开路发射的重影和空间杂波干扰等问题；节目源丰富，不仅可转播当地开路电视节目、可以自办节目，还可转发卫星电视节目等；能双向传输数字化信息，使电视系统向着双向交互式、多功能、多媒体信息通信网络的方向发展。,6,7.1概述（续）,有线电视系统分类按系统传输方式全频道传输系统邻频道传输系统按系统规模特大型（传输距离20km，人口100万）大型（传输距离15km，人口=100万）中型（传输距离10km，人口50万）小型（传输距离1.5km，人口约几万）按传输介质同轴电缆光缆同轴电缆+光缆（HFC）,7,国家规定信号频率范围,48.5958MHz，共68个标准频道用DS表示VHF频段DS1DS12UHF频段DS13DS68增补频道（用Z表示）：国家规定的68个标准频道的频率不连贯，系统内部就利用这些不连续部分的频率来设置增补频道,8,我国电视广播的频率范围及频道划分,VHF（甚高频频段）48.592MHz，频段，S1S5频道167223MHz，频段，S6S12频道UHF（特高频频段）470566MHz，频段，S13S24频道606958MHz，频段，S25S68频道电缆电视可用的增补频道111167MHz，A1频段，Z1Z7频道，223447MHz，A2频段，Z8Z35频道,国标频道划分1,12,按系统传输方式分类,全频道系统300MHz邻频传输系统450MHz邻频传输系统550MHz邻频传输系统750MHz邻频传输系统,13,全频道传输,14,全频道传输（续）,将电视信号直接放大混合后传送到用户终端，该方式频道不需变换，技术简单，对中小型系统，图象质量好，系统造价低，但不适宜大系统使用。全频道传输方式对边带及带外信号的抑制能力不够，相邻频道间有干扰，因而相邻频道和镜像频道都不能使用，所以采用间隔频道传输方式，使频道使用效率大大降低。,15,邻频传输,16,邻频传输（续）,邻频传输方式依靠前端的频道处理器和调制器对信号进行处理，一方面抑制带外成份，消除邻频道干扰，另一方面使伴音副载波电平可调，即图像伴音功能比可调，以减小伴音载波对相邻频道图像的干扰。,17,邻频传输（续）,300MHz邻频传输系统48.5300MHz、邻频传送，系统容量达28个频道，有DS1DS12，Z1Z16，适合中范围、中短距离450MHz邻频传输系统48.5450MHz、邻频传送，系统容量达47个频道，有DS1DS12，Z1Z35，适合大范围、长距离550MHz邻频传输系统48.5550MHz、邻频传送，系统容量达59个频道，有DS1DS22，Z1Z37，适合大范围、长距离750MHz邻频传输系统48.5750MHz、邻频传送，系统容量达79个频道，有DS1DS42，Z1Z37，适合大范围、长距离,18,7.1概述（续）,有线电视系统的发展趋势大规模，多频道多功能，多媒体收费节目播出观众收视率调查观众参入性节目利用系统购物观众点播节目光纤传送数字电视高清,19,7.2有线电视系统结构,信号源前端系统干线传输系统分配系统,前端系统,7.2有线电视系统结构（续）,21,前端系统,信号源部分为系统提供信号，主要器件有电视接收天线卫星天线微波天线摄像机录像机等。信号处理部分对信号源提供的信号进行放大、频道转换、视频音频调制、信号的滤波信号电平的调整、混合等处理。主要器件有天线放大器、混合器、分波器、频道转换器、调制器、衰减器、均衡器、滤波器和导频信号发生器等。,22,干线传输系统,将前端系统接收并处理过的电视信号传送到各分配网络对于双向传输系统还需要把上行信号反馈至前端部分干线部分的主要器件有电缆或光缆干线放大器电源供给器等。,23,分配系统,将干线传输来的电视信号通过电缆分配到每个用户对于双向电缆电视还需要将上行信号正确地传输到前端分配系统的主要设备有分配器、分支器、线路延长放大器、分配放大器和用户终端对于双向电视系统还有调制解调器和数据终端等设备,24,7.3有线电视系统传输介质,电缆电视系统中，各种信号都是通过传输线（馈线）进行传输的应用的传输线主要有同轴射频电缆光缆,25,7.3.1同轴射频电缆,同轴射频电缆一般由内导体、绝缘体、外导体、护套四部分构成。,一、同轴射频电缆的结构,1.内导体,一般为实芯导体。国内产品多为实芯铜导体。,2.绝缘体,材料：聚乙烯或聚氯乙烯。,结构形式：实芯绝缘、半空气绝缘、空气绝缘。,26,一、同轴射频电缆的结构（续）,作用：传输回路的一根导体和屏蔽作用。,3.外导体,4.护套,结构：金属管状、铝箔纵包搭接、铜网和铝箔纵包组合。,材料：聚乙烯或聚氯乙烯。,二、同轴电缆的编号,S：同轴射频电缆,V：聚氯乙烯,50,75,单位：mm,28,二、同轴电缆的编号,同轴电缆型号中字母代号及其意义详见表5-1（P.139）,29,依据对绝缘介质的处理方法不同，可分为：,1.实芯同轴电缆,2.藕芯同轴电缆,绝缘材料为实芯聚乙烯材料。此类电缆介电常数高，传输损耗大，高频特性差，为早期产品，现已基本淘汰。,绝缘为藕芯状半空气绝缘介质。,缺陷：防潮防水性能差。到九十年代后期逐步淘汰。,三、同轴电缆的种类,30,三、同轴电缆的种类（续）,优点：不易受潮，传输损耗小，目前应用较多。,4.竹节电缆,将聚乙烯绝缘介质材料中注入气体，使介质发泡，使之形成很小的互相封闭的小孔。,3.物理高发泡同轴电缆,31,四、同轴电缆的基本参数,一、特性阻抗,D同轴电缆外导体的内直径（mm）;,电缆电视系统常用Zc为50和75的同轴电缆。,d同轴电缆内导体的外径（mm）;,r绝缘层的相对介电常数。,32,四、同轴电缆的基本参数（续）,二、衰减常数,内导体的传输损耗;,工程计算上，通常认为近似与f的平方根成正比,绝缘材料的介质传输损耗;频率较低时，此项可以忽略。,33,34,7.3.2光缆,以光波作为载体传送信号损耗小传输距离远通信容量大不受电磁干扰抗干扰性强信号质量好保真度高目前光缆同轴电缆混合组网（HFC）方式已成为有线电视系统干线传输的主流技术,35,7.3.2光缆（续）,36,7.3.2光缆（续）,37,7.3.2光缆（续）,38,7.3.2光缆（续）,PC,APC,39,7.3.2光缆（续）,多模光纤50/125m62.5/125m单模光纤模场直径810m,40,7.4有线电视干线传输系统,放大器前端放大器天线放大器频道放大器线路放大器干线放大器分配放大器线路延长放大器楼层放大器电源供给器,前端系统,分配系统,41,天线放大器,又叫低电平放大器或前置放大器，用来放大微弱信号，提高信号电平，改善输入信号载噪比当信号电平小于60dBv时考虑使用室外安装，结构要考虑防水,42,频道放大器,置于混合器前，选频放大具有AGC功能,43,干线放大器,主要作用：补偿传输电缆衰耗主要特点：增益不高，其最高频道增益一般为2240dB有、功能(ALC，自动电平控制),44,干线放大器（续）,45,线路延长放大器,通常安装在支干线上，用来补偿分支器的插入损耗和电缆损耗特点输出电平较高，103105dBv具有一个输入和一个输出端，外形也比效小不具备AGC和ALC功能,46,分配放大器,多端口输出增益比干线放大器高一般不具备AGC和ASC功能,47,楼层（分支）放大器,最后一级放大器，位于分配系统的末端具有信号分配功能，多端口宽频带高电平输出，通常为等电平的回路输出，其输出电平约105110dBV,48,楼层（分支）放大器,49,电源供给器,向干线放大器提供低压交流电源工作原理将220V交流电源变成36V交流电，然后通过阻流圈送上干线，地线直接连通同轴插座的外壳,50,7.5有线电视分配系统,分配器分支器,51,7.5.1分配器,将一路输入的电视信号平均分成几路输出主要应用于前端、干线、分支线和用户分配网络常用分配器二分配器、三分配器、四分配器和六分配器分配器的输出端不能开路(不接负载)，否则会造成输入端的严重失配，同时还会影响到其他输出端。因此，当分配器有输出端空余时，需接75欧负载电阻。,52,7.5.1分配器（续）,作用：,1.分配作用。将输入信号的功率平均地分成几路。,2.隔离作用：一个输出端的信号对另一个输出端无影响。,3.匹配作用：输出端、输入端的阻抗均是75欧姆。,53,7.5.1分配器（续）,54,7.5.2分支器,一、作用,主路信号输入eI,主路信号输出eO,支端信号输出ezO,分支器,从干线上取出一小部分信号送给支线。,作用：以较小的插入损耗从传输干线或分配线上分出部分信号，经衰减后送至各用户。,55,56,57,58,7.5卫星电视接收系统,卫星通信概念利用人造卫星作为中继站，实现两个或多个地球站之间的通信静止轨道转发器VSAT系统卫星电视接收系统组成,59,60,通信卫星,61,7.5.1卫星通信系统概述,主发射台发射的电视节目信号利用卫星转发，向地球上预定服务区进行广播利用3颗静止轨道卫星可几乎覆盖全球,62,7.5.1卫星通信系统概述（续）,63,静止轨道与静止轨道卫星,64,卫星通信地面站,65,转发器,卫星上的宽带收、发信机通常一颗卫星具有多个转发器，每个转发器覆盖一定的频段。一般转发器的带宽为36MHz，宽带转发器可达54MHz和72MHz。,66,VSAT,67,VSAT（续）,68,VSAT（续）,69,7.5.2卫星电视接收系统组成,天线抛物面室外单元低噪声宽带放大器第一混频器室内单元（卫星电视接收机）带通滤波器解调器,70,7.5.2卫星电视接收系统组成（续）,71,与CATV系统的联接,混合器,72,系统图的画法,混合器,73,7.6有线电视系统工程设计,设计依据有线电视系统工程技术规范GB50200-1994有线电视广播系统技术规范GY/T106-1999,74,7.6有线电视系统工程设计(续）,75,7.6有线电视系统工程设计(续）,76,7.6.1前端系统设计,明确系统的传输方式，根据已知设计条件，即接收频道及各频道场强、自办节目和卫星频道接收数，预留频道数，传输距离及总用户数，进行前端设计目前，有线电视系统普遍采用邻频传输技术，并开发利用增补频道作为系统内部扩展频道容量的新途径。对于卫星、微波、录像等输出的视频信号源,都要用调制器转换成射频信号,然后从前端输出。对于开路射频信号源，要先经过解调-调制方式的处理,使之成为符合邻频传输的射频信号后，再从前端输出。,77,前端设计步骤,1)选择自办节目的频道调制器、变换器、频道处理器等设备。2)按系统总体分配到前端的载噪比，计算天线最小输出电平，根据实际场强及天线最小输出电平，选择各频道天线。3)按前端输出电平要求及各天线实际输出电平，确定天线放大器、频道放大器和混合放大器的增益，并按载噪比的要求确定各放大器的型号。4)计算前端电平及载噪比，若不符合要求，改用其它型号放大器,78,7.6.2干线系统设计,1)干线采用同轴电缆根据干线传输的距离，确定传输电缆和放大器的型号及实用增益，求出每条干线总的电长度(干线距离（km）电缆损耗（dB/km）)、需要串接的放大器的台数（干线电长度（dB）/放大器实用增益（dB）、放大器的间距（放大器使用增益（dB）/电缆损耗（dB/m）等2）干线采用光缆传输光波长的选择确定光纤路由和光接收机的型号和数量，绘出主干线网络图计算光链路损耗并确定光发射机的输出功率确定光缆纤芯数光缆干线技术指标计算,79,7.6.3分配系统设计,分配系统是CATV系统的最末端，是直接为用户服务的部分。分配系统设计的任务：一是根据分配系统应满足的指标要求，设计放大器的工作状态；二是根据用户的平面分布状况，确定分配网络的结构形式；三是根据用户对接收电平的要求，合理的选择无源器件，并计算用户电平。,80,7.6.3分配系统设计（续）,依据有线电视系统工程技术规范要求，在VHF和UHF段，用户电平：6080dBV。,用户电平设计值：全频道取705dBV；邻频传输取654dBV,（一）对电平的要求,（二）对信号传输质量的要求,用户端除了用户电平必须满足规定的电平值外，还要求噪声电平要低。,一般取：6070dBV,81,分配系统的电平计算,（一）放大器工作电平的计算,1.输出电平的计算：,一般情况下最末端