第6章前端系统.

1、一、教学内容一、教学内容 前端（一）前端（一）二、教学目的二、教学目的 1、了解前端的技术发展、了解前端的技术发展 2、熟练掌握前端的功能和技术要求、熟练掌握前端的功能和技术要求 3、掌握载噪比的计算、掌握载噪比的计算三、教学重点和难点三、教学重点和难点 重点：前端的技术要求。重点：前端的技术要求。 难点：邻频前端的组成与要求。难点：邻频前端的组成与要求。 第六章第六章 前端系统前端系统第一节第一节 前端组成及功能要求前端组成及功能要求一、前端的功能一、前端的功能 前端：前端：CATV系统的信息源和交换处理中心。 功能：功能：完成对各种信号的接收、加工、处理、组合和控制，为全系统提供用户所需要

2、的广播电视节目信号，以及与系统正常运行相关的参考信号。 完整的电缆电视前端三个组成部分：完整的电缆电视前端三个组成部分： 模拟前端部分 数字前端部分 数据前端部分1 1、模拟前端部分、模拟前端部分 功能：功能：主要完成模拟广播电视各类信号源的接收和下行模拟电视信号和调频声音广播信号的加工、处理、组合和控制，并将各路信号混合成复合RF信号送给传输干线，提供用户所需要的模拟广播电视节目信号，以及与系统正常运行相关的参考信号。 组成：组成：调制器、信号处理器、射频混合器、解调器、卫星接收机、SDH传输设备、自办节目播出设备等。2 2、数字前端部分、数字前端部分 功能：功能：主要完成数字广播电视各类信

3、号源的接收和下行数字电视信号和数字声音广播信号的加工处理，并将各路信号混合成复合RF信号送给传输干线，提供用户所需要的数字广播电视节目信号。 组成：组成：数字卫星接收机、编码器、视频服务器、适配器、复用加扰器、QAM调制器电子节目指南（EPG）和条件接收系统（CAS）等设备。 数据广播业务有多种方式，既可以在模拟电视传输，也可以在数字电视中传输，还可以使用专用通道传输。 3、数据前端部分、数据前端部分 功能：功能：主要完成交互信道中数据中心的功能，对各种数据信号的处理，保障双向交互业务的开展。 组成：组成：交互信道中心双向数据交换和传输设备、Cable Modem头端系统（CMTS）、各种对应

4、的服务器、交换机和路由器等设备组成。 其中，CMTS直接与相关的服务器连接，并可通过网络与远端服务器相连接；通过HFC网与用户端的Cable Modem（CM）连接；负责给每个CM授权、分配带宽，解决信道竞争，并根据不同需求提供不同的服务质量。二、频率划分和频道配置二、频率划分和频道配置 标准频道和增补频道标准频道和增补频道标准频道（标准频道（DS-1DS-68） ：地面电视广播使地面电视广播使用的频道。用的频道。分为48.5108MHz，167223MHz，470566MHz，606958MHz四个频段，规划了68个电视频道。增补频道（增补频道（ Z-1 Z-42 ）：在无线广播电视之在无线

5、广播电视之外，专供有线电视使用的补充频道。外，专供有线电视使用的补充频道。开发利用地面电视四个频段之间的可用频道，分别是Z-1Z-7、Z-8Z-37和Z-38Z-42，共有42个增补频道。 1 1、CATVCATV主体部分（有线电视）网络的频率的规划主体部分（有线电视）网络的频率的规划2 2、有线电视系统频道资源、有线电视系统频道资源我国现有主要的我国现有主要的CATV系统系统上限频率上限频率标准频道标准频道 增补频道增补频道 可传套数可传套数 300MHzDS-6DS-12 Z-1Z-16 23 450MHzDS-6DS-12 Z-1Z-35 42 550MHzDS-6DS-22 Z-1Z-

6、37 54 750MHzDS-6DS-42 Z-1Z-42 79 862MHzDS-6DS-56 Z-1Z-42 93565M：数据上行，87108M：调频（FM）、数据广播业务111223M：A频段223 463M ：B频段，又分为B1、B2两个频段，463 470M ：未用470566M：C频段，又分为C1、C2两个频段566862M：D频段862 958M ：E频段，待定上行通道上行通道UP PATH下行通道下行通道DOWN PATH56587108566111223463 470862958RFMEDAB1B2C2C1频率规划图频率规划图fMHz3、有线数字电视下行频道的五个频段、有线

7、数字电视下行频道的五个频段频段频段包括频道包括频道频率范围频率范围（MHz）备注备注AZ-1Z-7111 167Z-1禁用， Z-2Z-4避用， Z-5Z-6可能受固定通信业务干扰DS-6 DS-12167 223BZ-8Z-37223 463Z-21避用， Z-15、 Z-22 Z-27可能受固定通信业务干扰， Z-35 Z-37优用双向数据下行CDS-13 DS-24470 556DZ-38Z-42556 606Z-38 Z-42优用双向数据下行， DS-49 DS-56可能受无线固定、移动通信业务干扰DS-25 DS-56606 858EDS-57 DS-68862 958DS-57 D

8、S-58可能受无线CDMA直放站干扰， DS-62 DS-63可能受数字电话干扰， DS-68可能受数字电话基站干扰三、前端的主要技术指标三、前端的主要技术指标1、前端系统的技术指标、前端系统的技术指标（1）载噪比（）载噪比（dB） （2）频道内三音互调）频道内三音互调 IM（dB） 54dB（3）回波值）回波值 E7%（4）微分增益和微分相位）微分增益和微分相位DG10%，DP10（5）色）色/亮度延时差亮度延时差 100（ns）（6）频道内幅频特性）频道内幅频特性 L2dB； 在任何在任何0.5MHz范围内，范围内，L0.5dB。 2 2、邻频设备特殊要求、邻频设备特殊要求（1 1）相邻频

9、道抑制）相邻频道抑制60dB60dB，带外寄生输出抑制，带外寄生输出抑制60dB60dB；（2 2）V/AV/A比可调，一般要求比可调，一般要求V/AV/A比为比为17dB17dB，141423dB23dB连续可调，连续可调，具体调整按实际效果确定；具体调整按实际效果确定；（3 3）图像载频偏差在）图像载频偏差在20kHz20kHz以内（长时间）；以内（长时间）；（4 4）对设备内变频器产生的非线性失真严格控制，采用陷波）对设备内变频器产生的非线性失真严格控制，采用陷波器抑制失真；器抑制失真；（5 5）相邻频道电平差）相邻频道电平差2dB2dB，防止电平高的频道对电平低频道，防止电平高的频道对

10、电平低频道产生交调串像。产生交调串像。四、前端对各种信号的处理方式四、前端对各种信号的处理方式 1 1、来自卫星的节目、来自卫星的节目 （1 1）卫星广播简介）卫星广播简介 卫星广播的过程卫星广播的过程：先由定点在赤道上空的地球同步卫星接收地面上行站送出的电视信号，再将它转发到地球上的指定区域，实现电视信号的卫星广播。 工作频段工作频段：C波段（下行频率3.74.2GHz）Ku波段（下行频率10.712.75GHz）每个频段分成若干频道，相邻频道间隔19.18MHz。卫星传输全部实现数字化，每个频道可以压缩传送多套电视节目，最多可达16套电视节目。附：前端系统典型框图 模 拟 卫 星 接 收

11、机电 视 调 制 器混合器天 线 放 大 器SD H自 办 节 目 播 出 系 统干 线 传 输 系 统编 码 器复用加扰器QA M 调 制 器复用加扰器QA M 调 制 器S DHD S 3 适 配 器视 频 服 务 器编 码 器本 地 播 出 的模 拟 节 目复用加扰器QA M 调 制 器E PG 系 统条 件 接 收 系 统用 户 管 理 系 统模 拟 部 分数 字 部 分上 变 频 器正 程 数 据 广 播数 据 广 播 调 制 器逆 程 数 据 广 播数 据 桥插 入 到 视 频 信 号 中数 据 广 播网 络 管 理 系 统接 入 服 务 器CM T SW W W服 务 器中 心交

12、 换 机I nt e r ne t 接 入上 行 信 号功分器数 字 卫 星 接 收 机电 视 调 制 器数 字 卫 星 接 收 机电 视 调 制 器电 视 调 制 器信 号 处 理 器电 视 解 调 器S TM - 1电 视 调 制 器D P C M解 码 器电 视 调 制 器M PE G 2 解 码 器D S 3 适 配 到 A S IF M调 制 器声 音节 目 源混合器F M调 制 器电 视 调 制 器模 拟 卫 星 接 收 机功分器数 字 卫 星 接 收 机数 字 卫 星 接 收 机公 网综 合 服 务 器本 地局 域 网本 地数 字 环 网E P G分 配到 复 用 器数 据 部

13、分一、教学内容一、教学内容前端的组成和主要设备（前端的组成和主要设备（2）二、教学目的二、教学目的1、了解模拟前端的主要设备与功能、了解模拟前端的主要设备与功能2、熟练掌握数字前端的主要设备与功能、熟练掌握数字前端的主要设备与功能三、教学重点和难点三、教学重点和难点重点：前端的技术要求，邻频前端，前端设计重点：前端的技术要求，邻频前端，前端设计难点：邻频道传输对前端的特殊要求难点：邻频道传输对前端的特殊要求第二节第二节 前端的主要设备前端的主要设备一、模拟前端的主要设备与功能一、模拟前端的主要设备与功能 组成：组成：调制器、信号处理器、射频混合器、解调器、卫星接收机、自办节目播出设备。 功能：

14、功能：主要完成模拟广播电视各类信号源的接收和下行模拟电视信号和调频声音广播信号的加工、处理、组合和控制，并将各路信号混合成复合RF信号送给传输干线，提供用户所需要的模拟广播电视节目信号，以及与系统正常运行相关的参考信号。1 1、卫星接收机、卫星接收机作用作用：将高频头送来的-25-30dBm的第一中频(0.952.05GHz)调频信号进行变频、放大，并解调出视频和音频基带信号。组成组成：主要由变频调谐、解调、图像处理和伴音处理4部分及其他附属功能电路所组成。 卫星接收机组成卫星接收机组成卫星接收机主要组成部分卫星接收机主要组成部分：变频调谐、解调、图像处理、伴音处理 卫星接收机卫星接收机4 4

15、个主要部分功能个主要部分功能 (1)(1)变频调谐部分变频调谐部分 将第一中频信号下变频为第二中频，并进行卫星电视频道的选择。 (2)(2)解调部分解调部分从第二中频信号中解调出全电视基带信号。 (3)(3)图像信号处理部分图像信号处理部分 从复合基带信号中选择图像信号、滤除伴音信号，并适当处理恢复成标准的图像视频信号输出。 (4)(4)伴音信号处理部分伴音信号处理部分 从第二伴音中频中检波出音频信号，经去加重和放大，输出标准的伴音音频信号。 卫星接收机的附属功能电路卫星接收机的附属功能电路 (1)稳压电源为接收机及高频头提供工作电源。 (2)微处理器(CPU)：实现对接收面板的遥控操作，实现

16、工作状态的屏幕显示。 (3)极化调节电路用于控制馈源的极化方式转换。 (4)射频调制器将图像伴音信号调制在某一频道上输出。 2 2、信号处理器、信号处理器 功能功能：将输入的某一频道的射频信号，经处理后转换成另一频道射频信号的设备。 分类分类：外差型和解调-调制型。固定频道或频率捷变的信号处理器。 要求要求：必须满足GY/T 123-1995 有线电视系统频道处理器入网技术条件和测量方法。3 3、电视调制器、电视调制器电视调制器电视调制器：将输入的图像信号（V）和音频信号（A）调制到所需频道上，转换成射频信号输出的设备；它是有线电视前端系统中使用最广泛的输出射频已调信号的装置。分类分类：固定频

17、道型固定频道型和频率捷变型频率捷变型和直接调制式直接调制式和中频调制中频调制式式两种。要求要求：必须满足国标GB-1131830MHz1GHz电缆分配系统设备与部件的规定。4 4、调频立体声调制器、调频立体声调制器 功能功能：将立体声音频信号调制到87108MHz调频频段，送入混合器的设备；是广播和电视兼容传输的主要装置。 工作特点工作特点： （1）形成导频制基带复合信号，然后再进行中频调制； （2）立体声要求非线性失真指标较高，所占带宽比电视伴音宽； （3）最大频偏为75kHz，比电视伴音的最大频偏（50kHz）大。5 5、导频信号发生器、导频信号发生器 功能功能：提供电缆传输线路自动增益控

18、制(AGC)和自动斜率控制(ASC) 检测基准信号（导频信号）的高稳定射频振荡器。 导频信号作用：导频信号作用：作为电缆干线传输系统中自动增益控制自动增益控制（AGCAGC）和自动斜率控制（自动斜率控制（ASCASC）放大器的检测基准信号（导频信号），自动控制电路按照导频信号幅度变化产生控制电压，改变放大器的增益和斜率，使电缆干线传输系统性能保持在许可范围内。6 6、电视解调器、电视解调器 功能：功能：把输入的已调电视信号解调成视、音频信号的设备。 使用特点使用特点：一般与调制器配合使用。与调制器配合工作后完成的功能与信号处理器相同，但比信号处理器方式灵活，可提高系统稳定性和信号质量，有利于系

19、统长期正常工作。 要求要求：应满足GY/T 139-1999 有线电视系统电视解调器入网技术条件和测量方法的要求。7 7、混合器、混合器 功能功能：将两个或多个射频输入信号馈送给一路输出，达到多路复用的设备。 分类：滤波器式滤波器式和传输线变压器式传输线变压器式频道混合、频段混合和频道与频段混合二混合、四混合十六混合等多种。 主要电气性能主要电气性能：工作频率、插入损耗、相互隔离、带外衰减、带内平坦度和反向损耗。 要求要求：应满足GY/T 138-1999 有线电视系统用无源混合器（51000MHz）入网技术条件和测量方法的规定。8 8、光纤配线架、光纤配线架功能功能：连接外线光缆和光通信设备

20、的配线架。作用作用：可实现光缆的固定与可靠接地、光缆的终接、调线，及光缆纤芯和尾纤的保护。结构结构：采用全封闭结构，它由机柜和大、小两种模块机箱组成。特点特点： 框架式结构；托盘为双层结构，下层为尾纤存贮及设备分配区，上层为熔接区；开剥的光缆利用喉箍固定在机架左门内，加强芯与金属铠甲层通过汇流接地组件可靠接地，提供光缆开剥保护组件，保护光纤曲率半径；走线架存贮多余的跳纤。9 9、其它有关设备、其它有关设备（1）分波器分波器：将输入多个信号分成几路不同频率区段的信号的装置。（2）滤波器滤波器：具有良好选频特性的选频网络。（3）陷波器陷波器：在某一小段频率有很大衰减，以滤除某一频率的选频网络。（4

21、）衰减器衰减器：输出电平较输入电平下降的器件。（5）大功率不间断电源大功率不间断电源：给前端设备提供稳定、可靠、连续的交流电源。（6）直流稳压电源直流稳压电源：在一定负载范围内提供十分稳定的直流电压的设备。二、数字前端的主要设备与功能二、数字前端的主要设备与功能 组成：组成：数字卫星接收机、编码器、视频服务器、适配器、复用加扰器、QAM调制器、电子节目指南（EPG）和条件接收系统（CAS）等设备。 功能：功能：主要完成数字广播电视各类信号源的接收和下行数字电视信号和数字声音广播信号的加工处理，并将各路信号混合成复合RF信号送给传输干线，提供用户所需要的数字广播电视节目信号。1 1、数字卫星综合

22、解码器、数字卫星综合解码器 功能：功能：数字卫星综合解码器是数字卫星接收的一个组成部分，采用QPSK解调与MPEG-2解码技术，能够接收和解码所有DVB/MPEG-2兼容的数字卫星电视节目，带有能输出TS码流的ASI接口，可直接用作数字前端接收设备。 2 2、 MPEG-2MPEG-2数字编码器数字编码器 功能：功能： MPEG-2编码器就是将模拟音视频信号(A/V)按照MPEG-2标准进行压缩编码，然后转换成数字传输流的一种设备。编码器具有视频实时数字预处理、时基校正等功能，对各种类型和不同图像质量的PAL/NTSC模拟电视信号按MPEG-2 的标准进行数字化编码，产生标准的数字电视节目传输

23、流。3 3、码流复用器、码流复用器 功能：功能：复用器是将不同来源如MPEG-2编码器和其它多路单节目码流（SPTS）或多节目码流（MPTS）通过时分复用的形式复接成一路多节目码流（MPTS）。复用器可以通过前面板设置参数，单独使用，也可以由前端系统主控机通过以太网进行控制。 4 4、加扰器、加扰器 功能：功能：加扰器可以将来源于复用器的多节目码流（MPTS）或其他单节目码流（SPTS）进行DVB同步加扰。同时，将其所连接的CAS下传的ECM、EMM等信息复用进码流中。5 5、QAMQAM调制器调制器 功能： QAM调制器实际包括基于DVB-C标准的信道编码和QAM调制两部分功能，有些也包括上变频。信道编码的目的是保证信号传输的可靠性；QAM调制是对经过信道编码的数字电视信号进行调制，输出中频信号，使其具有很高的抗干扰能力，便于在有线电视模拟网中传输。上变频主要是将调制器输出的数字中频(IF)信号变为射频(RF)信号后输出。6 6、EPGEPG播出系统播出系统 EPG又称电子节目指南，EPG信息从产生到最终在电视机上显示是按照如下流程： 生成SI信息，然后送入复用器，复用器把SI信息、PSI信息、视频音频信息服用后，送入QAM，QAM把高频信号送入机顶盒，机顶盒经过解析后把信息送入电视机，电视机显示视频、音频和EPG。 EPG播出系统包括EPG编辑（