有线电视系统基础与测量

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1、有线电视系统基础与测量江苏广播电视网络信息技术有限公司无锡分公司目 录第一章：基础理论1 有线电视发展概况. 12 有线电视系统名词术语 2第二章：有线电视测量基础1 基础知识. 52 模拟电视测量 63 数字电视测量 84 有线通维护与测试 165 互动电视简介 266 反向测试与调试基本流程 30第三章：1720 测试不同信号的设置与应用1 模拟电视2 数字电视设置3 CM 测试4 IPQAM 系统框图江苏广电网络无锡分公司维护部 有线电视基础与测量 2009-51第一章：基础理论1. 有线电视发展概况一、系统的由来、电缆电视系统是在 40 年代末期由美国山村出现的共用天线电视系统经过不断

2、演变而逐步发展起来的。当初，在远离电视台的山村，为了提高接收广播电视信号的质量，人们常选择具有良好接收条件的地方架设天线，把接收到的信号传递给电视用户随之，多个用户共用一副天线接收电视广播的情况开始出现，从而产生了共用天线电视系统的雏形。随着城市的逐步现代化，高层建筑和各类电波干扰源日益增多，使电视荧光屏上出现 “重影” 、 “雪花”等杂波干扰现象。为了解决这些问题，共用天线电视系统在城市也逐步发展起来 ，由于无线电广播电视的增加要受到频率分配的限制，而有线电视可以在前端演播室利用录像机等设备自办节目，也可将卫星电视信号、微波中继信号和光纤线路传送的信号等其他远地多种信号加以解调、调制，苒经电

3、缆分配系统传送给广大电视用户，以满足人们对多种信息的需求。于是，以采用同轴电缆作为传输线路、并具有以处理多路传输信号功能为特征的电缆电视传输系统，即 CATV 系统便逐步形成。随着广播电视技术、通信技术的不断发展电缆电视系统的传输距离愈来愈长，系统的规模愈来愈大，到了 60 年代，美国、加拿大等国家便进入了电缆电视传输系统阶段。 从电缆电视传输系统的发展过程可以看出，电缆电视传输系统是在公用天线电视传输系统的基础上发展起采的，两者之伺必然存在着许多共同点，都属有线电视传输系统,都具有接收、传输开路电视信号的功能等等；但两者又存在很大差别，公用天线电视系统视电缆电视传输系统的组成部分，是系统发展

4、的初级阶段，而电缆电视系统则还包括其他组成部分,是系统发展的高级阶段。两者在前端接收、处理信号的功能、传输分配网络的复杂程度以及用户终端数量等方面都有很大差别。这就是电缆电视传输系统发展的历史过程.二、系统的特点电缆电视(CATV) 系统综合运用广播电视、通信，计算机等多个领域的技术成果,扩大了系统的服务功能，逐步发展成为综合性的传输系统。随着现代信息社会的发展，在人们的日常生活中，继第条线（电力线） 、第二条线（电话线）进入家庭后，由电缆电视传输系统组成的图像信息线已成为今后家庭生活中必不可少的第三条。电缆电视传输系统的主要特点和功能如下：（1） 它能改善弱场强强区和“阴影区”的电视信号接受

5、质量。在距发射台较远的地方出现弱场强区，在高山或高大建筑物遮挡形成阴影区，严重影响收看效果。（2） 抗干扰性能好。（3） 节省费用、使用方便并有利于美化市容。（4） 具有防雷功能，收看电视节目比较安全。（5） 系统用途非常广泛。三、系统发展概况电缆电视在美国、加拿大等地发展已有半个多世纪的发展。我们国内的有线电视网发展较晚，80 年代从饭店、宾馆开始向广大的城乡用户普及。到了 90 年代 CATV 系统开始飞速发展。我们的网络也经历了 300M 隔频、550M 邻频 860M 到现在的光纤到小区的可开展多业务的 CATV 双向网。传统的电视也从模拟到数字，到现在双向互动电视，提高了带宽的利用率

6、，丰富了千家万户的业余文化生活。江苏广电网络无锡分公司维护部 有线电视基础与测量 2009-522. 有线电视名词术语C/N：载噪比，在系统的指定点，图象或伴音载波电平与噪波电平之比（用 db 表示）。噪声是一切干扰信号的泛指，它的存在影响着有用信号的清晰度。在有线电视系统中的噪声主要是热噪声。在日常，我们打开电视机，不输入任何信号，我们会看到屏幕上布满了无规则的黑白点，即所谓的“雪花”点，这些“雪花”点就是噪声在电视屏幕上的反映。有线电视的噪声主要是由热噪声和散粒噪声所组成。热噪声主要是由导电体内部的自由电子无规则的热运动所产生的，噪声功率的大少和工作频率、工作带宽、工作温度有关，我国电视制

7、式的视频带宽是 5.75MHZ，在常温下所产生的噪声功率是 2.4dbV。散粒噪声则是由放大器等有源器件内的半导体所产生的。这些噪声不论有无信号，它总是存在并具有起伏特性。在图象上表现为“雪花”干扰，是难以抑制的。图象的清晰度将随着噪声电平的增加而下降，为了衡量 CATV 系统的接收质量，所以用载噪比来定量描述它。它的数学表达式是：C/N=10*lg（载波功率/噪声功率），单位是 db。在 CATV 系统中，用户端的功率是前端的热噪声加网络中所有串接的放大器自身所产生的噪声之和，放大器是一个有源器件，其内部是由晶体管、电阻等电子器件组成，所以每个放大器自身也必会产生噪声，放大器在对信号进行放大

8、的同时也将噪声叠加到输出端，这样，输出端的信号载噪比必然比输入端的信号载噪比低。为此，我们就用输入载噪比和输出载噪比的比值来衡量放大器的噪声指标，定义为噪声系数，用 F 来表示，这个系数通常都由生产厂家提供。根据以上所述，一条由多个放大器串接而成的 CATV 电缆网络，后一级放大器的输入载噪比肯定比前一级放大器输入载噪比低，这就是为什么在有些 CATV 系统中，为保证载噪比的指标，越后级的放大器的输入电平要求就越高的原因。多级同一型号放大器串接链路载噪比的计算公式是：C/N=Vi-F-10lgn-2.4 （db） Vi 为输入电平；F 为放大器的噪声系数；n 是串接的放大器级数；2.4 是常温

9、下的热噪声功率。CSO：组合两阶差拍，是指图象载波频率直接加、减产生的差拍束与图象载波电平之比。这些产物通常落在偏离图象载波频率+750KHz 或+1.25MHz 处。使用中最差指标通常发生在较低或较高频率部分。CTB： 组合三阶差拍，是指图象载波基波频率与二次谐波或其他载波引起的 3 次失真产物加、减产生的差拍束或者 3 个图象载波频率加、减产生的差拍束与图象载波电平之比。这些产物大多群聚在图象载波频率+15KHz 范围之内。MER：调制误差比，定义如下： MER（dB）=10*lg （均方根值矢量幅度 /均方根值误差幅度）。对数字电视 64-QAM 信号 IEC60728-1-2007 要

10、求大于 26dB，我们目前要求大于 28dB。BER：比特误码率，是指给定时间周期内的错误比特数对传输的总比特数之比。EVM：误差矢量幅度，定义如下： EVM（%）=均方根值误差幅度/峰值矢量幅度*100%，为了得到合适大小的 EVM，必须对一定数量的样本进行统计平均。目前对此指标无规范值要求。CM：Cable 是指有线电视网络，Modem 是调制解调器。我们平常用 Modem 通过电话线上互联网，而电缆调制解调器是在有线电视网络上用来上互联网的设备，它是串接在用户家的有线电视电缆插座和你的上网设备之间的，而通过有线电视网络与之相连的另一端是在有线电视台（称为前端：Head-End） 。它把用

11、户要上传的上行数据以 5-65M 的频率以 QPSK 或16QAM 的调制方式调制之后向上传送，带宽 2-3M 左右，速率从 300 到 10Mbps。它把从前端发来的下行数据，解调的方式是 64QAM 或 256QAM，带宽 6-8M，速率可达40Mbps。 Cable Modem Termination System 电缆调制解调器终端系统（CMTS） 江苏广电网络无锡分公司维护部 有线电视基础与测量 2009-53把有线电视网络连接到数据网络（互联网等）的设备系统，通常放置在有线电视台的前端设备里。 DOCSIS 有线电视网络上的数据接口规格（Data Over Cable Servic

12、e Interface Specification） 在该规格中确定了电缆调制解调器和 CMTS 的技术规格。只要大家都采用该标准，则同一个网络系统中可以采用不同厂家的电缆调制解调器。 Channel 频道 特定的频率加上相应的带宽，就构成了频道。在传统的电视广播中是指电视节目频道，在数字化的今天，除了指电视节目频道外，也指下行的数据通道。 Downstream 下行 数据从 CMTS 头端（所谓 “上”，通常就是有线电视台的机房）传送到电缆调制解调器（所谓“下” ，通常就是用户） 。 Downstream frequency 下行频率 数据从 CMTS 头端传送到电缆调制解调器所使用的频率，

13、按中国的国情，其范围通常在 65M 到 850M 之间，这与实际使用的电缆参数有关。 Headend 头端 是有线电视系统的中央控制地。在这里从卫星和其它节目源接收视频信号，将其转换成相应的电视频道，同时将本地制作的电视节目结合进去，然后再向当地的有线电视 HFC 网络发送出去。CMTS 系统通常就放在头端这里。 HFC（ Hybrid Fiber-Coaxial） 光纤同轴混合有线电视网络 老一代的有线电视网络只采用同轴电缆，新一代的有线电视网络为了减少系统噪声，从头端到用户附近的光节点采用光纤，从光节点到用户则采用同轴电缆。从头端到光节点通常是采用星形的网络结构，从光节点到用户则通常是采用

14、树形的网络结构。 QAM（Quadrature Amplitude Modulation） 一种调制数字信号的编码方法，它兼用振幅编码和相位编码。该方法既可以用于下行，也可以用于上行。该方法的优点是能充分利用带宽和抗噪声能力强。 QPSK（Quadrature Phase-Shift Keying） 一种调制数字信号的编码方法，它利用四个相位来对每个相移的两比特进行编码。该方法可以用于上行。 SID (Service ID) 服务识别码 在 DOCSIS 标准中用来定义一个电缆调制解调器用户和 CMTS 机房间的服务类别的，它用来确定上行带宽以及用于用户服务管理。 Upstream 上行 数据

15、从电缆调制解调器（所谓“下” ，通常就是用户）传送到 CMTS 头端（所谓“上” ，通常就是有线电视台的机房） 。 Upstream frequency 上行频率 数据从电缆调制解调器传送到 CMTS 头端所使用的频率，中国是参照了欧洲的标准，其频率范围通常在 5M 到 65M 之间。有线电视常用名词中英文对照表：缩写 中文名称 类型AGC 自动增益控制 放大器子系统AM 幅度调制 模拟调制技术BER 误码率 数字性能参数江苏广电网络无锡分公司维护部 有线电视基础与测量 2009-54BPF 带通滤波器 无源器件BPSK 二进制相移键控 数字调制方式BW 带宽 通信系统参数C/N 载噪比（dB） 系统性能参数CM 电缆调制解调器 用户端数字设备CMTS 电缆调制解调器终端系统 电缆调制解调器最端分系统CSO 组合二阶干扰 失真参数CTB 组合三阶差拍 失真参数EQ 均衡器 部件FEC 前向纠错 增强数字传输FM 频率调制 模拟调制技术HFC 光纤同轴混合网 有线分配类型MTBF 平均故障间隔时间 可靠性参数MVP 调制视频处理器