有线电视系统 2

有线电视(CATV)是一种使用同轴电缆作为媒介直接向用户传送广播和电视节目的系统。有线电视在北美、欧洲和亚洲国家非常普遍。1，20世纪40年代，社区天线电视(CATV)。信号源是空间中的开路信号。2.20世纪80年代，有线电视仍然简称为有线电视。信号源包括开路信号、卫星信号、微波信号和自组织程序。3.20世纪80年代，电缆和光缆传输，不仅是图像信号，还有数字信号，开始发展成为综合信息网络。此时，有线电视的含义不仅是有线电视，也是有线电视。有线电视网络的发展趋势1。光纤的发展趋势。光纤特点：高质量、低成本、易维护等。2.数字化趋势。数字电视节目制作设备、数字电视节目源存储和广播、卫星数字电视传输、地面数字广播电视、有线电视数字传输。有线电视的基本组成和类型。有线电视系统的基本组成任何有线电视系统，无论多么复杂，都可以认为是由前端系统、中继传输系统和用户分配系统组成的。(1)前端部分包括信号源和射频前端信号源：卫星传输的模拟和数字电视信号、地方电视台传输的开路电视信号、微波站传输的微波信号、自办电视节目、上行电视信号和系统传输的数据信号等。(1)信号源设备电视接收天线、卫星电视接收设备、微波信号接收设备、摄像机、录像机、影碟机、字幕机、计算机、视频服务器、解码器等。(2)射频前端对信号源提供的各种信号进行必要的处理和控制，并向中继传输部分输出高质量的信号，主要包括信号放大、信号频率配置、信号电平控制、干扰信号抑制、信号频谱分量控制、信号编码、信号混频等。前端信号处理部分是整个系统的核心。在考虑经济条件的前提下，应尽可能选择高质量的设备，精心设计和调试，确保整个系统具有较高的质量指标。前端射频部分的主要设备包括：天线放大器、解调器、调制器、信号处理器、混频器、放大器、监视器等。(2)中继传输部分这一部分的任务是尽可能将前端输出的高质量信号以良好的质量和数量传输到用户分配系统。如果是双向传输系统，还需要将上行信号反馈到前端部分。干线传输部分的主要部件包括：干线放大器、电缆或光缆、斜坡均衡器、电源、电源插入器等。根据系统的规模及其功能的大小，指标的主要部分对整个系统的指标有不同的影响。对于大型系统来说，干线的长度和质量对整个系统的质量指标有很大的影响，起着决定性的作用。对于小型系统，如果干线很短，干线部分的质量对整体系统指标影响很小。(3)用户分配系统的这一部分将从干线传输的信号分配给系统中的所有用户，并保证每个用户的信号质量。对于双向传输，上行链路信号也必须传输到中继传输部分。用户分配系统的主要组成部分是：分支放大器、分配器、分支、用户终端等。对于双向系统，还有调制器、解调器、数据终端和其他设备。有线电视系统的频道划分在有线电视系统中，国家规定了68个标准电视频道(用DS表示)，其中一个电视频道的带宽为8Hz，标准频道中的频率是不连续的，因此可以充分利用这些不连续部分的频率在系统内部建立辅助频道(用z表示)。连续使用这些信道的系统称为邻频系统，使用偶数或奇数信道的系统称为频率隔离系统。3.有线电视系统分类(1)300兆赫邻频传输系统450兆赫邻频传输系统550兆赫邻频传输系统750兆赫邻频传输系统1千兆赫邻频传输系统。300兆赫邻频传输系统工作频率为5-300兆赫，其中48.5-300兆赫为正向镜像传输。利用邻频传输技术，系统容量可传输多达28个频道的信号，包括DS1DS12频道、Z1 Z16频道和多组调频广播信号(一般不使用DS5频道，因为DS5的工作频道与调频广播的频率部分重叠，因此最多可传输27个频道的信号)。这种系统成本相对较低，广泛应用于国内早期中小城市的有线电视系统中。然而，由于使用了辅助频道，传统电视无法直接接收这些频道。随着通道数量的增加，用户需要增加一个板载转换器来接收所有通道的信号。(2) 450兆赫邻频传输系统该系统的工作频率为48.5 450兆赫。采用邻频传输技术，系统容量可传输多达47个通道的信号，包括DS1DS12通道和Z1 Z35通道。(3) 550兆赫邻频传输系统该系统工作频率为48.5 550兆赫。采用邻频传输技术，系统容量可传输多达59个通道的信号，包括DS1DS22通道和Z1 Z37通道。(4) 750兆赫邻频传输系统该系统的工作频率为48.5 750兆赫。采用邻频传输技术，系统容量可传输多达79个通道的信号，包括DS1DS42通道和Z1 Z37通道。典型的分配方法是：上行频带5 75 MHz。下行频带为87-750 MHz。其中，87 108兆赫，调频广播；111 550兆赫，53个电视节目(16个标准频道，37个补充频道)；550 650兆赫，视频点播(120套MPEG-2数字压缩节目)；650-750 MHz，交互式服务下行传输。(5) 1GHz邻频传输系统随着双向传输和数据传输的不断发展，需要占用的频带会越来越宽。工作频率为5兆赫至1千兆赫的邻频传输系统已经出现。目前，在许多大城市，用户已经采用1千兆赫的网络带宽分配。(2)按系统结构分类同轴电缆传输系统：适用于中小型有线电视系统。(2)光缆传输系统：光缆从干线传输到用户终端，这是未来的发展方向之一。MMDS传输系统：适用于居民分散的城市。光缆、微波和同轴电缆混合传输系统：适用于大中型系统。第二节电视广播的基本原则1。电视信号介绍2。增益1。电压增益和功率增益是衡量放大器和有线电视系统中其他有源设备放大信号能力的参数。系统中有两种表示增益的方法，一种是功率增益，另一种是电压增益。(1)功率增益功率放大系数=输出功率(Po)/输入功率(Pi)(倍)，功率增益=10微克(po/pi)(分贝)，功率增益单位为分贝(分贝)。功率增益指的是输出功率与输入功率的比率。简单地说，分贝是放大器增益的单位。放大器的输出与输入之比是放大系数，单位是“倍”，如10倍放大器和100倍放大器。当“分贝”被用作单位时，放大率被称为增益，这是一个概念的两个术语。(2)电压增益电压放大系数=输出电压(Uo)/输入电压(Ui)(倍)，电压增益=20LG (UO/UI)(分贝)，电压增益的单位为分贝(分贝)。在有线电视系统中，每台设备的输入输出阻抗和电缆的特性阻抗都是75，所以在有线电视系统中设备的增益可以用功率比或电压比来表示，两者是相等的。p=U2/R=I2R，10微克(po/pi)=10微克(UO2/R)/(ui2/R)=10微克(uo/UI)2=20微克(uo/UI)。在有线电视系统中，分贝通常用来表示放大器的放大系数，也用来表示某一点的电压值和功率值在有线电视系统中，以1V的电压作为计算标准，某一点的电压U和1V的计算标准计算如下：20G(U/1V)，单位定义为分贝(dBV)，缩写为分贝。1V电压，20LG(1V/1V)=0(dB)；10V电压，20LG(10V/1V)=20(dB)；100V电压，20LG(100V/1V)=40(dB)；1000V为1mV电压，20G(1000V/1V)=60(dB)，3。有线电视中的噪声和干扰1、热噪声源电压2、载波噪声比(C/N)3、非线性失真。在有线电视前端设备的第三部分，前端部分对信号源提供的各种信号进行必要的处理和控制，并向中继传输部分输出高质量的信号。接收天线是一种向空间辐射电磁波或从空间接收电磁波能量的装置。电视接收天线是有线电视系统接收开路信号的设备。它的功能是将空间接收到的电磁波转换成射频电压或电流，并通过电缆传输。接收天线输出的信号质量将直接影响系统中传输的电视信号质量。1、接收天线2的工作原理，天线的主要参数(1)输入阻抗(2)电压驻波比(3)频带宽度(4)方向性(5)增益，3、常用的接收天线(1)引线天线也称八木天线。20世纪20年代，日本东北大学的吉田秀次和吉田太郎发明了所谓的“吉田八木天线”或简称“吉田天线”。定向天线可用于单通道或由多通道共享。它可以接收甚高频或UHV。八木天线的特点：结构简单，馈电方便，成本低，风荷载小；(2)安装方法是抱杆安装；(3)必须安装在无遮蔽物的露天场所；(4)调试时必须对准方向。定向天线是一种强定向天线。在有线电视系统中，它广泛用于接收空中的开路电视信号。它由一个主动振子和多个被动振子组成，所有振子平行排列在同一平面上，振子的中心由金属杆固定。有源振荡器用于接收电磁波，无源振荡器根据其功能可分为两种：定向器和反射器。(2)组合天线为了进一步提高天线的方向性和增益，可以使用几对多元件天线来形成组合天线或天线阵列。(1)水平排列是指几对具有相同结构的定向天线，它们以相等的间隔排列在水平线上，称为“列”，也称为水平天线阵列。水平天线阵列可以提高天线增益，天线越多，增益越大。水平天线阵列还可以改变天线的水平方向性，以缩小水平波瓣。天线数量越多，水平方向性越强，抵抗水平干扰的能力越强。(2)垂直排列具有相同结构的每对天线在垂直方向上以相同的距离排列，这称为“层”，也称为垂直天线阵。垂直天线阵列也可以提高天线增益。天线越多，天线阵列的增益越高。垂直天线阵也可以改变天线的垂直方向性，天线越多，垂直方向性越好。(2)传输线1)同轴射频电缆的结构(1)同轴电缆是一种用介质将内导体和外导体绝缘并使它们的轴线重合的电缆。同轴电缆一般由四部分组成：内导体、绝缘体、外导体和护套。(1)内导体：内导体通常是实心导体，也可由铜管或双金属线制成，如铜包钢线和铜包铝线。(2)绝缘体：绝缘体的类型包括聚乙烯、聚氯乙烯等。通常使用具有低介电损耗和良好工艺性能的聚乙烯。(3)外导体：外导体不仅是传输回路的导体，还具有屏蔽作用。常见的结构形式包括金属管、铜网和铝箔纵包组合。护套：通常由聚氯乙烯或聚乙烯制成。(2)根据内外导体间绝缘介质的不同处理方法，同轴电缆的类型可分为以下四种：实心同轴电缆：电缆内外导体间填充有实心聚乙烯绝缘材料，传输损耗大，已被消除；(2)化学发泡同轴电缆：在聚乙烯绝缘介质材料中加入化学发泡剂，介质易吸湿，高频损耗大，已被消除；(3)莲芯同轴电缆：将聚乙烯绝缘介质材料物理加工成纵向孔(莲芯形)半空气绝缘介质。防潮性能差，孔内容易积水，影响传输效果。国内常用的型号是SYKV系列。仍然有用途，但数量很少。(4)物理发泡同轴电缆：向聚乙烯绝缘介质材料中注入气体(如氮气)，使介质发泡，性能稳定，不易受潮，使用寿命长。中国制造的常用型号是美国制造的SYWV和QR系列。这是一根普通的电视电缆。(3)s型射频同轴电缆的命名；y-聚乙烯；YK-聚乙烯纵向孔半空气绝缘(莲藕芯)；物理发泡介质；d-稳定聚乙烯空气绝缘；聚氯乙烯。例如，SYKV-75-5表示射频同轴电缆、聚乙烯纵孔半空气绝缘(耦合芯)、聚氯乙烯护套、特性阻抗为75、芯线外径为5毫米。(4)同轴电缆的基本参数特性阻抗：同轴电缆厚度均匀，内外导体之间的距离处处相等。公布的参数沿线路均匀分布，因此同轴电缆是一条均匀的传输线。在均匀传输线的任何一点通过无线电波的电压和电流之比称为同轴电缆的特性阻抗。同轴电缆的特性阻抗取决于内外导体的直径以及绝缘介质的材料和形状，与电缆的长度无关。同轴电缆的特性阻抗有50、75、100等规格。在有线电视系统中，通常使用75同轴电缆。(2)衰减常数：电视信号在同轴电缆中传输时存在传输损耗。损耗用衰减常数表示，单位为分贝/千米、分贝/100米和分贝/米。衰减由内外导体损耗和绝缘材料引起的介质损耗组成，其中介质损耗引起的衰减与工作频率f成正比。温度系数信号在电缆中的传输损耗不仅与频率有关，而且随环境温度的变化而变化，称为电缆的温度特性。当电缆很长时，电缆温度选择特性的影响更加明显。温度系数通常用于测量电缆的温度特性。为了最大限度地传输信号能量，馈线和每个连接器之间需要阻抗匹配。(1)馈线与天线匹配：馈线与天线匹配是为了使馈线从天线获得最大的信号能量。(2)馈线与负载匹配：馈线与负载匹配是使馈线上传输的所有信号能量被负载吸收。系统中馈线的匹配程度将直接影响信号传输的质量。使用不同长度的馈线，可以制造阻抗匹配器。(2)阻抗匹配器300-75阻抗匹配器广泛用于引导天线和馈线之间的阻抗转换。3、有线电视信号处理设备常用的天线放大器、频道放大器、宽带放大器、解调器、调制器、混频器、衰减器、均衡器、频道滤波器。1。天线放大器(1)作用于有线电视系统。当某一频道的电视接收天线输出的信号电平较低时，不能满足设计要求。此时，有必要在天线输出端设置天线放大器，放大天线输出的微弱信号，以满足后续设备的电平要求，提高信道的载波噪声比。(2)天线放大器的主要性能参数工作频带：指天线放大器能够正常工作的输入信号的频带宽度。根据工作带宽的不同，天线放大器可分为单频放大器和宽带放大器。(3)增益：放大器的输出电压与输入电压之比，即放大系数，通常用分贝表示。天线放大器的增益通常在20到30 dB之间，并且增益可以调节。最大输出电平：每个放大器都有一个线性工作范围。对于宽带放大器