有线电视传输系统课件

,第二部分第4章有线电视系统,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,4.1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。,4.2有线电视系统的组成,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: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。,有线电视系统的构成,4.2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。为前端模拟调制设备。,前端模拟调制设备,邻频混合器,常用的邻频混合器,4.2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。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,4.2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。确保各用户终端之间具有良好的相互隔离作用互不干扰。主要设备有：分配器和分支器。分配器分为二分配器、三分配器、四分配器等。,二分配器、三分配器、四分配器,4.2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。由一个主路输入端，一个主路输出端和若干个分支输出端构成。,分支器,4.2有线电视系统的组成,三、用户分配网络最常使用的电缆是物理发泡同轴电缆，其阻抗为75欧姆。根据物理发泡同轴电缆的内部结构，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。,中心导体粘合剂,视频电缆,4.3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。,4.3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。,4.3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。该系统的信号频率范围为2500-2700MHz，采用空间传输方式。,4.3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。,4.3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。,4.3有线电视系统传输技术,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。,4.3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。,4.4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644dB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。,4.4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,4.5有线电视的双向传输,4.5.1有线电视双向传输原理1.频率分割方式2.时间分割方式3.空间分割方式,4.5.2校园双向教学电视系统简介,1.模拟信号的双向闭路电视系统2.模拟和数字同存的双向电视系统,4.5.3校园双向教学电视系统的案例设计,1、基本要求2、系统分析3、系统框图4、系统功能的实现5、系统采用的设备,4.6有线电视宽带HFC综合网络,HFC是从传统的有线电视网发展起来的，在许多国家，有线电视网覆盖率已与电话网不相上下，甚至超过了公用电话网。有线电视已成为社会重要的基础设施之一。,HFC：HybridFiberCoax混合的光纤同轴电缆在原有CATV基础上进行双向改造干线部分：光传输系统代替CATV中的同轴电缆用户分配网：仍保留同轴电缆网络结构，但放大器改成双向的可提供业务保留原有CATV单向电视广播业务利用剩余频带提供宽带数据业务,HFC网络系统结构图,双向的HFC网络结构,光纤到服务区结构（光纤到用户群）（FSA)每个服务区物理上为一个独立的子网，不同的服务区可采用相同的频谱，彼此不干扰,结构说明,头端信号的接收与处理中心接收来自各种信号源的电视信号（卫星、本地）接入到PSTN、Internet光纤干线网头端到服务区光节点之间的部分（光纤）拓扑结构为星形配线网和下引线完全同CATV（放大器除外）配线网的拓扑结构为树形,双向HFC的优势,取消主干上的放大器，提高信号质量和可靠性。在主干上采用光纤，提高了容量，为宽带接入奠定了基础。为双向交互式通信提供了网络条件。通过CableModem可实现全业务通信（数、话、图）,HFC的结构,它的基本特征是在目前有线电视网的基础上，以模拟传输方式综合接入多种业务信息，可用于解决CATV、电话、数据等业务的综合接入问题。,典型HFC网络结构图,频谱分配方案,合理的安排频谱十分重要，频谱分配既要考虑历史和现在，又要考虑未来的发展。,HFC的频谱划分,上行信道,CATV业务,数字下行,f,f1,下行信道,数字上行,f2,f3,f4,f5,f6,个人通信,地区f1（MHz）f2（MHz）f3（MHz）f4（MHz）f5（MHz）f6（MHz）北美542885508601000欧洲5651105508621000中国565655507501000日本548885508601000,HFC的特点,具有双绞线不可比拟的带宽优势是向FTTH过渡的好形式供电问题易于解决采用射频混合技术价格也将具有优势。,CATV网络宽带综合应用业务,所谓分布式HFC主要是总前端和一个小区的光节点之间增设数据和电视分前端，多个小区有多个分前端。,分布式HFC结构,几种主要业务：,多媒体数据广播外交互交式Internet接入Internet接入（分布式HFC内）智能小区业务基于HFC的数字会议电视系统,CableModem系统工作原理,系统概述系统结构工作原理,CableModem系统概述,CableModem：电缆调制解调器（简称CM）基于双向HFC的宽带接入技术频分复用实现数据业务和传统CATV业务共存CATV：典型频段：50550MHzCM：典型频段：542MHz，550750MHzCM上、下行双向通信542MHz（上行）550750MHz（下行）非对称速率方式下行最高42Mbps上行最高10Mbps(QPSK最高1.5Mbps)两种标准IEEE802.14，基于ATM传输DOCSIS，基于IP传输,HFC的数据通信系统,CableModem的系统结构,CMTS:CableModemTerminationSystemCableModem前端设备CM:CableModem电缆调解器,Internet,Router,CMTS,HFC,CM,系统结构说明,CM:电缆调解器连接用户的PC与HFC网络对网络和用户数据进行调制/解调，并传输实现网络与用户数据的双向交互CMTS:前端设备连接数据网与HFC对数据的调制/解调与传输，对所有CM的接入进行控制（认证许可）给CM分配带宽并进行管理,HFC的数据通信系统,CableModem工作过程描述,加电初始化与前端CMTS同步CM扫描所有下行频道，寻找有效控制信息（广播信息）一般CM首选对上次使用过的频道进行搜索（内存保存）获取上行信道参数并请求注册CM收到前端发来的上行信道传输参数CM根据参数中指点的上行通路向前端发送注册请求消息注册认可，开始认证、密钥交换、测距、初始化预约带宽传送数据CM向CMTS申请带宽，由CMTS分配CM在分配的带宽里上传数据，实现与网络的交互只要不断电，CM就一直处于在线状态,系统工作原理,CableModem中的数据传输过程：在下行链路中，