第七章--有线电视系统

第七章有线电视系统,1掌握有线电视系统基本概念及其性能特点和频道划分2掌握有线电视系统的基本组成、拓扑结构和基本类型3知道常见有线电视设备的功能和使用4了解双向有线电视系统和付费电视系统的基本工作原理,有线电视系统的定义,有线电视系统是采用缆线作为传输媒质来传送电视节目的一种闭路电视系统，它以有线的方式在电视中心和用户终端之间传递声，像信息。所谓闭路，是指不向空间辐射电磁波。CCTV-CATV,有线电视系统的分类,广播有线电视专用有线电视（即应用电视）工业电视教育电视医用电视电视电话会议电视交通管理电视通信电视监视电视军用电视农业电视,有线电视系统的传输方式,射频信号传输，又称高频传输；视频信号传输，又称低频传输。中近距离传输,通常采用隔频（道）传输，邻频（道）传输，增补频道传输，双向传输等方式，其传输媒质一般是同轴电缆，光缆，平衡电缆等有线介质。较远距离传输时，除用光缆和同轴电缆-光缆混合方式外，还常用微波和卫星等无线传输媒质。因此，有人把微波和卫星传输称为“有线中的无线”，“无线中的有线”。,工作频段及频道,有线电视的工作频段及频道分布,隔频（道）传输与邻频（道）传输,邻频道指的是相邻的标准广播电视频道。隔频道指的是相隔的标准广播电视频道。,增补频道,CATV的频道划分,有线电视的无线传输手段,卫星微波多频道微波分配系统MMDS调幅微波链路AML,有线电视的特性,(1)高质量。(2)带宽性。(3)保密性和安全性。(4)反馈性。(5)控制性。(6)灵活性。(7)发展性。,有线电视的基本功能,传送电视节目传送FM广播节目通信信息监控报警综合服务,有线电视系统的构成,接收信号源前端处理干线传输用户分配用户终端,有线电视系统模式,(1).同轴电缆网(2)光缆网(3)微波网(4)混合网光纤同轴混合网微波同轴网光纤微波同轴网,信号接收,1开路电视信号的接收2卫星电视信号的接收卫星电视信号的接收采用卫星接收机卫星电视信号是由视频，声音副载波组成的基带对载波再调频的微波信号卫星电视信号接收天线有两种基本类型一是主焦点抛物面天线二是卡塞格伦天线,卫星电视接收系统基本组成,抛物面天线把来自空中的卫星信号能量会聚成一点(焦点)馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个接受卫星信号的喇叭形装置。高频头（LNB亦称降频器）是将馈源送来的卫星信号进行降频和放大后传送至卫星接收机。卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调，输出卫星电视图像信号和伴音信号,卫星电视接收方框图,前端系统的组成,常见型。,前端系统的组成,重新调制型,前端系统的组成,外差型,前端设备,1.前端系统中的放大器2.频道转换器3.频道处理器4.调制器5.混合器6.导频信号发生器,前端系统中的放大器,天线放大器。用以改善系统输出信噪比。频道放大器。它的作用是频道放大，高电平输出放大器。功率放大器一般为宽带放大器，其主要目的是提高前端输出电平，从而提高前端的带载能力。,频道转换器,只进行载频搬移而不改变频谱结构U-V转换器。U-Z转换器。V-U转换器。V-V转换器。,频道处理器,外差型解调-调制型。与二次变频的频道转换器相比，它主要多了中频处理器和中频AGC两部分。因此，它可以在中频将图像与伴音进行分离，并进行伴音电平的调解；然后，再与图像信号进行混合。,调制器,调制器是将视频和音频信号变换成射频电视信号的装置，他常与录像机，摄像机，卫星接收机等配合使用。,混合器,混合器是把两路或多路信号混合成一路输出的设备。混合器分为无源和有源混合器两种。有源混合器不仅没有插入损耗，而且有510dB的增益。无源混合器又分为滤波器式和宽带变压器式两种，他们分别属于频率分隔混合和功率混合方式。,导频信号发生器,导频信号发生器实际上是一个频率和幅度都很稳定的正弦波振荡器。导频信号的频率目前尚不统一，不同的系统可以有不同的导频信号。常采用三个导频信号：一个置于低于DS1频道的频率上；一个置于VHF（L）和VHF（H）波段之间；一个置于高于DS12频道的频率上。导频信号的幅度一般低于电视信号的幅度（通常为610dB），以减轻干线放大器的负担，保证交调指标。导频信号发生器的组成框图:,第四节传输系统,传输媒质、传输方式、传输设备、传输系统设计电视信号传输是有线电视系统与开路电视系统本质区别所在，也是本章要掌握的重点内容。,传输媒质-射频同轴电缆的结构,同轴电缆是用介质使内，外导体绝缘且保持轴心重合的电缆由内导体，绝缘体，外导体和护套四部分组成。,射频同轴电缆的性能,1特性阻抗。有线电视系统标准特性阻抗为75。2衰减常数。3驻波系数与反射损耗。4屏蔽系数与屏蔽衰减。5温度特性。同轴电缆随温度的变化率为0.2dB/。,同轴电缆的发展,1实芯聚乙烯绝缘同轴电缆2化学发泡聚乙烯绝缘同轴电缆3纵孔聚乙烯同轴电缆4物理发泡聚乙烯绝缘电缆,传输媒质-光缆的结构,光波在光纤中的传播是光缆传输的基础。光纤是像头发丝那样细的传输光信号的玻璃纤维，又称光导纤维，它有两种不同的玻璃制成。按光的传输模式，光纤分为单模和多模两类。在有线电视系统中通常只使用单模光纤。,光缆的性能,1衰减特性2频率特性3防干扰性能4寿命5直径细，重量轻，资源丰富,传输媒质-微波,以微波作为传输媒质的场合:国家微波干线的大微波卫星单路与多路FM（调频）微波AM（调幅）微波多路微波分配系统MMDS。,微波传输有以下特点,（1）频带宽，传输容量大。（2）传输质量高，稳定性强。（3）适应性和灵活性强（4）投资少，便于维护。,传输方式-同轴电缆传输,同轴电缆传输是一种在前端和用户之间用同轴电缆作为传输媒质的有线传输方式。它有干线，支线和分配线等几部分。,传输方式-光缆传输,视频和伴音信号经混合、调制放大后，由驱动电路对发光二极管进行光调制，或者对前端输出的射频电视信号直接进行光调制，把电信号转换成光信号，再经光缆传至光接收机。在光接收机中，把光信号变为电信号，然后进行放大，分配，或解调还原成视频和伴音信号。,传输方式-（光缆+电缆）传输,用光缆做主干线和支干线，在用户小区用电缆作树枝状的分配网络,传输设备,传输设备-放大器,（1）干线放大器。是为了弥补电缆的衰减和频率失真而设置的中电平放大器（2）干线分支放大器。除一个干线输出端外，还有几个定向耦合（分支）输出端，将干线中信号的一小部分取出，然后再经放大送往用户或支线。（3）分配放大器。由若干个分配输出端，各端输出电平相等。（4）光放大器。目前有线电视系统使用的光放大器主要是干线光放大器和分配光放大器。,均衡器（EQ）,在有线电视的信号传输过程中，为使各频道信号的电平差始终保持在规定的范围内，通常要采用均衡措施；否则各级积累的电平差会使系统产生严重的交互调干扰。,光端机,光端机包括光发射机和光接收机，它有单路和多路两类。单路光端机主要用于电视台机房与发射塔之间，多路光端机主要用于有线电视网。（1）发射机它的主要功能是电/光（E/O）转换。（2）接收机它的主要功能是将已调光信号转换为电信号（O/E）。,其他设备,（1）光分路（耦合）器（2）光纤活动连接器,分配系统,分配系统的作用,分配系统的作用主要是把传输系统送来的信号分配至各个用户点。,分配系统的组成,分配系统由放大器和分配网络组成。分配网络的形式很多，但都是由分支器或分配器及电缆组成。,分配系统的特点,（1）用户电平和工作电平高。这是有线电视系统中唯一需要高电平工作的地方。只有这样，才能提高分配效率，增加服务数。通常用户电平可取70dB。（2）系统长度短，放大器级联级数少（通常只有一二级），且放大器可不进行增益和斜率控制。,分配方式,1串接分支链方式,通常在VHF系统中，一条分支链上可串接二十几个分支器；在全频道系统中，一条分支链上串接的分支数小于8个。,分配方式,2分配分配方式需要注意的是，每个分配器的每个输出端都要阻抗匹配，若某一端口不用时要接一个75负载。,分配方式,3分支分支方式在最后一个分支器的输出端也要接上一个75的匹配电阻。,分配方式,4.分配分支方式在分配分支网络中，允许分支器的分支端空载，但最后一个分支器的输出端仍要加75（1/4W）负载。,分配方式,5.分配分支分配方式这种方式带的用户终端较多，但分配器输出端不要空载,放大器、分配器和分支器,放大器,（1）分配放大器它处于干线传输系统的末端，以输出几路分配所需的电平。它通常无AGC和ASC功能。（2）线路延长放大器它又称线路放大器或延长放大器，其作用是提高信号电平。线路放大器结构简单，增益通常为2030dB，输出电平较高。这种放大器在分配系统中用得很多。,分配器,分配器是将一路输入信号均等或不均等地分配为两路以上信号的部件。常用的有二分配器，三分配器，四分配器，六分配器等。分配器的类型很多，由电阻型，传输线变压器型和微带型；有室内型和室外型；有VHF型，UHF型和全频道型。分配器的电器特性主要有分配损耗Ls，端口隔离度，输入，输出阻抗（75），电压驻波比（小于2）和工作频率范围等。,分支器,分支器是连接用户终端与分支线的装置，它被串在分支线中，取出信号能量的一部分馈给用户。不需要用户线，直接与用户终端相连的分支设备，又成为串接单元。分支器由一个主路输入端（IN），一个主路输出端（OUT）和若干个分支输出端（BR）构成。分支器根据分支端数目的不同，通常有一分支器，二分支器和四分支器几种。,用户终端,常用终端技术,1有线电视接收机方式2集中群变换方式3机上变换方式4电视接收机直接收看方式,机上变换器,1机上变换器的组成机上变换器通常采用高中频的双变频方式或解调调制方式。（1）高中频双变频式机上变换器（2）解调调制式机上变换器,机上变换器,2.机上变换器的类型（1）从上限频率来分（2）从调谐方式来分,第七节双向有线电视系统,双向传输是有线电视实现多功能化和交互式业务的关键。在双向有线电视中，由前端向用户终端传送的信号叫下行信号或正向通路信号；信号从用户端向前端传送的通路成为反向通路或上行通路。,双向有线电视系统工作方式,1空间分割法又称双缆法，它是利用两根电缆或光缆分别传送上，下行信号。2频率分割法用同一缆线的不同频段分别传送上，下行信号。3时间分割法这种分割方式类似于通信系统中的时分多址和时分复用。,双向CATV的基本组成,信息交换方式,现在流行的交互式业务有两种信息交换方式。1分配扫描方式,信息交换方式,2.点点方式,第八节付费电视系统,付费电视是一种电视信号的有条件接收技术，常用于有线电视系统中，付费方式很多，目前常用的有统一付费方式（按频道每月付一次），计时付费方式，按片付费方式。,付费电视的基本原理,付费电视就是用加扰（或加密）技术对发送的电视信号进行特定的变换处理，使之成为一种伪装了的信号，一般用户无法正常收视，只有配备解扰（密）器付费后才能有效收看。,付费电视信号的加扰-图像信号加扰的方法,振幅处理方式频率处理方式时基处理方式,付费电视信号的加扰-伴音信号加扰的方法,再调频法伴音信号用FM方式调制到超音频（如30kHz或70kHz）载波上，在解密器中要加一个调谐在超音频上的鉴频器。频谱倒置和频谱扰乱法这与图像信号的加扰方法类似。时间扰乱法把伴音信号按时间分段并打乱其顺序。数字伴音数字音频常用PCM技术进行加密。,解密器与收费卡,解密器的基本组成,1数码处理及解密电路由微处理器，存储器及运算电路等组成。将前端传来的数据进行处理以便进行收费收视授权，信息存储等，输出解扰信号码，供图像和伴音信号解扰用。2图像及伴音信号处理电路包括前端解调电路，A/D，时钟恢复及同步恢复电路等，主要完成图像和伴音信号的解扰。,收费管理,收费电视的收费管理方式与电视系统加密方式有关。电视加密系统大致分为受控式和和开放式两类。受控式系统由前端控制中心通过计算机系统控制每一个用户的解密器。当某一用户未按时交费时，中心可关断该用户的解密器。这种加密系统的收费方式一般分为按片付费或计时付费。,本章练习题：,1说明各种有线电视系统的区别。2简述有线电视系统的频道是如何划分的？3有线电视系统有何功用