《cto有线电视系统》ppt课件

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1、1,第5章 有线电视系统,5.1 概述 5.2 信号接收与信号源 5.3 前端系统 5.4 传输系统 5.5 分配系统 5.6 用户终端 5.7 双向有线电视系统 5.8 付费电视系统,2,5.1 概述,5.1.1 基本概念 1.定义与分类 (1)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CCTV(Closed Circuit Television),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,指的是不向空间辐射电磁波。 (2)分类 按照用途分,有线电视系统有广播有线电视和专用有线电视(即应用电视)两类。不过,随着技术的发展,这两种有线电视的界

2、限已不十分明显,有逐渐融和交叉的趋势。,3,(3)广播有线电视的发展 共用天线系统(Commmunity Antenna TV,简称CATV或Master Antenna TV,简称MATV 电缆电视系统(Cable Antenna TV,简称CATV) （4）有线电视的功能 传送电视节目和FM广播节目 计算机联网、市话入网、数据库、系统自检、用户管理、高清晰电视与图文电视、电视电话、数字音频、信息查询、电视购物、安全鉴控、医疗急救等。,4,2. 传输方式 应用电视和广播有线电视均采用同轴电缆或光缆甚至微波和卫星作为传输介质。 电视信号在传输过程中普遍采用两种传输方式:一种是射频（高频）信号传

3、输;另一种是视频（低频）信号传输。应用电视系统都采用视频信号传输方式,而广播有线电视系统通常采用射频信号传输方式,且保留着无线广播制式和信号调制方式,因此,并不改变电视接收机的基本性能。 在中短距离传输时，一般采用隔频传输、邻频传输、增补频道传输、双向传输等传输方式,5,3. 工作频段及频道 有线电视的工作频段及频道指的是在干(支)线中传输的信号的频段及频道,并不是指前端接收信号的频段。,6,(2)邻频道指的是相邻的标准广播电视频道。邻频传输对前端设备和电视接收机要求较高。 (3)增补频道传输也是增加有线电视频道的一种方法。如300MHz有线系统中的增补频道划分如表5-1 (4)我国的无线(开

4、路)广播电视台按行政区域覆盖范围实行中央、省(市)、地区和县四级布局。 (5)有线电视的无线传播手段主要有卫星和微波两种。 微波传输方式 多频道微波分配系统MMDS(Multi-CHANNEL Microwave Distribution System,2.52.7G,容纳24个PAL频道) 调幅微波链路AML(Amplitude Modulated Link，12.713.2G,50个PAL频道),7,表5 1 Z1Z16频道分配表,8,表52 CATV的频道划分表,111-167MHz 223-295MHz 295-447MHz,9,4. 特性与功能 有线电视近年来发展很快,已成为家庭生活

5、的第三根线,又称图像线(第一根线是电灯线,第二根线是电话线)。有线电视的发展之所以迅速,主要在于它有如下特性: 高质量。 宽带性。 保密性和安全性。 反馈性。 控制性。 灵活性。 发展性。,10,5.1.2 有线电视系统的构成 1.基本组成 有线电视系统一般由接收信号源、前端处理、干线传输、用户分配和用户终端几部分组成,而各个子系统包括多少部件和设备,要根据具体需要来决定。图52是有线电视系统的基本组成图。,11,12,图52 有线电视系统的基本组成 (a)组成框图; (b)实例,13,接收信号源。 卫星地面站、微波站、转播车、接收天线、有线电视网、录摄放设备、等。 (2) 前端设备。 如带通

6、滤波器、变频器、调制器、频道放大器、导频信号发生器、混合器、监控系统等 (3) 干线传输系统。 各类干线放大器、电缆或光纤 (4) 用户分配网络。 主要包括放大器、分配器、分支器、电缆等,14,(5) 用户终端。 不同的功能需要不同的终端设备,例如: 电视:接收机上变换器、解扰器、电视接收机; 调频广播:收录机、收音机; 通信:调制解调器(Modem)、复用器、电话机、传真机、电视电话机; 计算机:调制解调器、计算机; 报警:调制解调器、传感器、报警器。,15,2. 拓扑结构 有线电视系统的拓扑结构指的是其传输分配网络的结构型式。传统的有线电视系统(电缆电视系统)的拓扑结构为树枝型,即信号在“

7、树根”(前端)产生,然后沿“主干”(干线)到达“树枝”(分支线、分配线),最后送到“树叶”(用户)。树状结构具有多路传送、分支分配、放大等功能,且可以中继传送,适合同轴电缆网。树枝型结构的示意图如图53(b)所示。,16,图53 有线电视拓扑结构 (a)环形; (b)树枝形; (c)星形,17,图54 光纤CATV拓扑结构 (a)星-树型网络;(b)根树型网络;(c)格子网,18,3.基本类型 有线电视系统种类繁多,分类方法复杂,但总可把它归结为以下几种基本类型。 按系统规模或用户数量来分,有线电视有A、B、C、D四类(表53),分别对应大型、中型、中小型和小型系统。,表53 有线电视系统的基

8、本类型,19,图55大型和小型CATV系统示意图 (a)大型CATV; (b)小型CATV,20,图55大型和小型CATV系统示意图 (a)大型CATV; (b)小型CATV,21,按网络构成分,有线电视系统有以下几种模式: 同轴电缆网(10km,适用于小型系统) 光缆网(适用于大中型系统) ，容量大、距离远、造价高 微波网 调频微波网（调频微波链路FML），或点对面的覆盖网络（多频道微波分配系统MMDS）和一点对一点对多网（调幅微波链路AML） 混合网。 光纤同轴电缆混合网络（Hybrid Fiber/Coax) 微波-同轴网络 光纤-微波-同轴电缆混合网络,22,图56 Time Warn

9、er HFC混合网,23,表54 按工作频段分的有线电视系统类别,按工作频段分,有线电视系统有以下几种类别,按功能分,有线电视系统有两种 只传送电视节目和FM广播 宽带综合网络,24,5.2 信号接收与信号源,5.2.1 信号接收 1.开路电视信号的接收 (1)差值天线。 两副天线处于同一水平面,且天线方向正对需要接收的电视信号(主信号)入射方向。 两副天线一前一后,前后距离d等于所要接收的电视信号中心波长0的一半。 两副天线一左一右,左右间距D30/4,以避免两副天线互相干扰。 干扰信号入射方向与两副天线馈点间的连线方向垂直。 两副天线的两条引下的馈线长度相等,即LA=LB,经反相加法器(合

10、成器)获得输出信号uo。,25,图57 差值天线,图58 差值天线的抗干扰角分析,26,设入射信号与天线方向夹角为,如图58所示,则空中波到达A、B两点的相位差为,(51),式中,的取值对合成信号uo有很大影响。 当=2n,(n=0,1,2,)时,使合成信号uo为最小，对应的角称为抗干扰角。 当=(2n+1),(n=0,1,2,)时,使合成信号uo为最大，对应的角称为增强角。,27,图59 分集接收天线,(2)可变方向性天线。 分集接收天线。,28,图510 d与零辐射角的关系曲线,29,图511 移相天线组成原理, 移相天线,(52),二元天线阵方向图零辐射角与天线间距d和波长缩短系数之间的

11、关系为,30,2. 卫星与微波电视信号的接收 卫星电视信号接收采用卫星接收机,微波电视信号(主干线微波中继) 接收采用微波收信机。一般都采用抛物面接收天线。,图512 抛物面天线类型,主抛物面天线,卡塞格伦天线,31,目前应用的接收天线,主要有1m、3m、4.5m、5m、6m、7m、7.3m、10m等几种,它们都工作在C波段。4.5m的卡塞格伦天线的电特性为: 频率:C波段3.74.2GHz; 增益:G43.8dB,第一旁瓣低于17dB; 极化特性:圆极化,可分为左、右旋两种,并可方便地改成线极化; 工作环境:-50+45,可抗1012级风; 可调范围:方位90,微调5,俯仰:090; 跟踪方

12、式:手动。,32,5.2.2 信号源 简单的信号源只有一台录像机,复杂的信号源可包括多台录像机、摄像机、电视电影机、字幕机以及整套演播室设备提供的视频和音频信号。这一部分可参阅第3章3.2节。,33,5.3 前端系统,5.3.1 前端系统及其要求 前端是有线电视系统核心,它是为用户提供高质量信号的重要环节之一。其主要作用是进行信号处理,它包括:信号的分离、信号的放大、电平调整和控制、频谱变换(调制、解调、变频)、信号的混合以及干扰信号的抑制。 1.频道设置 目前的有线电视系统的频道设置,一般要求充分利用VHF频段,设置情况如下(N为频道数): N7时:隔频设置,即用DS1、DS3、DS5、DS

13、6、DS8、DS10、DS12,34,7N10时:隔频设置,加增补频道; 11N19时:邻频设置,加增补频道,即用DS1DS12和Z1Z7; 20N28时:邻频设置,加增补频道,DS1DS12、Z1Z7和Z8Z16。,35,(54),前端的输入信号电平应为,在工程上,天线输出电平可以实测,也可以按下式估算:,(55),3. 前端输出信号电平 要求：前端信号输出电平应比分配放大器最大输出电平低35dB；邻频道电平差小于3dB，VHF端内任意60MHz范围内电平差小于8dB，UHF段内任意100MHz范围内电平差小于9dB。,36,4.对干扰抑制能力的要求 国际规定，交调比(CM) 46dB,互调

14、比(IM) 57dB,三阶失真，即载波组合三次插拍比CTB 54dB。前端系统的指标分配应根据以下指标分配公式: CMx=CM-20lgK (56) IMx=IM-10lgK (57) CTBx=CTB-20lgK (58),37,5.3.2 前端系统的组成 1.前端系统的基本组成方式 前端系统的组成方案不同,前端系统的组成也就各不相同。归纳起来,主要有以下几种:,38,图514 重新调制型前端,(2)重新调制型。,39,图515 外差型前端,(3)外差型,40,2.有线电视前端系统的发展过程 从有线电视的发展过程看,前端系统的发展有以下三个阶段。 第一阶段为早期的传统型前端系统。如，常见型和

15、重新调整型。主要功能为信号放大、频谱变换、混合、干扰抑制。所用设备有天线放大器、频道变换器、调制器、解调器 、频道放大器、和频道滤波器、混合网络等。 第二阶段为逐步发展起来的邻频前端系统（300MHz邻频系统）,(1)对邻频前端的技术要求 抑制带外成分,使所传输频道的频谱很纯,波形很规则要求带外衰减不小于60dB。,41,伴音/图像载波功率比可调,以免伴音载波干扰邻频道图像一般将伴音信号压低79dB。 输出信号稳定,邻频道电平差要小（1.5dB)。 变频和放大部件非线性失真要非常小。 采用宽频带高隔离度的混合器作输出。要求隔离度30dB,插入损耗小，反射损耗小，传输特性平坦。 (2)邻频前端的处理方式 射(高)频处理方式。 如采用射频滤波、陷波、高频自动增益控制等。但具有带外抑制差、残留边带被破化、图象低频失真、带内品谱不纯、伴音和图象功率比不可调等缺点。 中频处理方式。 中频转换+中频陷波方式。,42,图516 中频处理方式,中频转换+声表面波滤波器(SAWF)方式。,(3)频率相关技术。各频道图象载频都受一个相同的稳定的参考频率的控制锁相。使各频道的非线性失真产物（如交调和互调等）正好与图象载频产生零差拍，当解调时，随载波一起被抑制掉。 谐波相关载波（HRC）要求各频道间隔严格为6MHz（美国） 增量相关载波（IRC）要求每图象载频为(0.25+