有線電視技術(shù)概述

1、有線電視技術(shù)概述 早期電視的接收方式1941年美國建立第一座電視臺(tái)紐約WNBT電視臺(tái)接收開路信號(hào)，信號(hào)質(zhì)量差，頻道少第一階段（第一階段（1975197519851985年）年） 小型天線系統(tǒng)階段小型天線系統(tǒng)階段 共用天線電視系統(tǒng)MATV（Master Antenna Television）隨著開路電視節(jié)目的增多，對(duì)電視接收質(zhì)量要求提高，為了改善接收條件，多個(gè)用戶共用一組優(yōu)質(zhì)天線，以有線方式將電視信號(hào)分送到各個(gè)用戶的電視系統(tǒng)。第二階段（第二階段（1985198519951995年）年） 大型共用天線系統(tǒng)階段大型共用天線系統(tǒng)階段有線電視技術(shù)發(fā)展階段有線電視技術(shù)發(fā)展階段 有線電視CATV(Cable

2、 Television)用射頻電纜、光纜、多路微波或其組合來傳輸、分配和交換聲音、圖像及數(shù)據(jù)信號(hào)的電視系統(tǒng)。共用天線在城市發(fā)展中，高層建筑物不斷興起而造成了接收障礙（陰影區(qū)和重影干擾）人們期望更高質(zhì)量的圖像質(zhì)量多頻道節(jié)目傳輸?shù)男枰芴峁╇p向傳輸實(shí)現(xiàn)信息交換第三階段（第三階段（1996-1996-現(xiàn)在）現(xiàn)在） 有線電視系統(tǒng)階段有線電視系統(tǒng)階段有線電視系統(tǒng)傳輸技術(shù) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 環(huán)型：總前端到分前端傳統(tǒng)模擬信號(hào)：1550nm加光放 、1310nm數(shù)字信號(hào)：TS碼流傳輸 QAM調(diào)制信號(hào)傳輸 星型：分前端到光節(jié)點(diǎn)，1310nm或1550nm 多級(jí)星型（樹型）光節(jié)點(diǎn)到終端：電纜分配網(wǎng)：放大器加分支分配器EP

3、ON：1310nm/1490nm/1550nm 傳輸技術(shù)及方式 模擬廣播電視信號(hào) ：視頻采用調(diào)幅，伴音采用調(diào)頻方式 數(shù)字電視信號(hào)：QAM調(diào)制，占用8MHz帶寬 雙向數(shù)據(jù)通訊：EPON、CABLE MODEM（符合DICSIS標(biāo)準(zhǔn)） FTTX+LAN 歌華有線北京市環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣▏T門頭溝昌平延慶平谷密云順義通州皂君廟房山大興左家莊歌華有線數(shù)字電視信號(hào)傳輸iLYNX郊區(qū)環(huán)網(wǎng)分公司建國門iLYNX數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制解碼器解碼器模擬調(diào)制模擬調(diào)制TS碼流編碼器編碼器復(fù)用器復(fù)用器網(wǎng)內(nèi)節(jié)目現(xiàn)有網(wǎng)：57套模擬，44套數(shù)字，18套立體聲平移網(wǎng)：42套模擬，129套數(shù)字，18套立體聲有線電視系統(tǒng)的組成 由三部分組成：

4、前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和電纜分配系統(tǒng)。 前端：前端：位于信號(hào)源和傳輸系統(tǒng)之間，對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行各種技術(shù)處理的設(shè)備組合。 傳輸系統(tǒng)：傳輸系統(tǒng)：對(duì)于超大型或大型CATV系統(tǒng)而言，傳輸系統(tǒng)指遠(yuǎn)距離傳輸?shù)某删€或干線。它位于前端系統(tǒng)和電纜分配系統(tǒng)之間。傳輸系統(tǒng)一般分別采用光纜方式。 電纜分配系統(tǒng)：電纜分配系統(tǒng)：位于傳輸系統(tǒng)和用戶終端設(shè)備之間,把前端經(jīng)干線系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行放大和分配。對(duì)于雙向有線電視系統(tǒng)還必須符合反向回傳通道的技術(shù)要求。電纜傳輸Cable 光纖傳輸Fiber微波傳輸MMDS電纜分配系統(tǒng)前端歌華有線昌平前端電視系統(tǒng)歌華有線昌平區(qū)電視環(huán)網(wǎng)馬池口陽坊流村3118951012814南口3267南邵6

5、283霍營374625834750575022506453沙河11185回龍觀3746百善3844天通400851312003630名佳楓樹置業(yè)5745小湯山3007405712511000昌平688518005872崔村200興壽527昌平有線二級(jí)機(jī)房設(shè)備連接圖1 15 55 50 0T TX XE ED DF FA A光光分分路路器器光光 接接 收收 機(jī)機(jī)1 13 31 10 0T TX X混混合合器器C CM MT TS SF FM M調(diào)調(diào) 制制 器器光光分分路路器器昌昌 平平 前前 端端 機(jī)機(jī) 房房天天 通通 苑苑 機(jī)機(jī) 房房1 15 55 50 0T TX XE ED DF FA A

6、光光分分路路器器光光 接接 收收 機(jī)機(jī)切切換換開開關(guān)關(guān)有線電視系統(tǒng)傳輸技術(shù) HFC概念(Hybrid fiber coax) HFC光纖同軸電纜混合網(wǎng)作為一種（接入網(wǎng)）的結(jié)構(gòu)模式，是美國AT&T公司在1993年提出的，是采用光纖和有線電視同軸電纜網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)、數(shù)據(jù)的寬帶接入技術(shù)。 (HFC)典型模式 典型的HFC網(wǎng)是用光纜把有線電視前端節(jié)目信號(hào)傳送到居民小區(qū)（每光接收機(jī)覆蓋用戶小于500戶），通過光接收機(jī)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻電信號(hào)后，再由電纜分配網(wǎng)傳送至最終用戶。 目前HFC網(wǎng)主流方式歌華有線網(wǎng)絡(luò)已全部實(shí)現(xiàn)光纜到小區(qū)、到村，現(xiàn)正全面升級(jí)，實(shí)現(xiàn)光纜到樓，光纜到單元（每光接收機(jī)覆蓋用戶小于2

7、00戶）。最終將實(shí)現(xiàn)光纜到戶。有線電視系統(tǒng)傳輸技術(shù)光接收機(jī)光分路器光纖放大器星型光纖網(wǎng)同軸電纜分配網(wǎng)光發(fā)射機(jī)有線電視系統(tǒng)傳輸技術(shù)HFC由模擬向數(shù)字化平穩(wěn)過渡 提高了電視節(jié)目的質(zhì)量圖象質(zhì)量達(dá)到DVD水平，伴音達(dá)到環(huán)繞立體聲效果噪聲沒有積累，各用戶的信號(hào)質(zhì)量一樣圖像尺寸（取樣數(shù)掃描行）720480主觀評(píng)價(jià)與模擬的3級(jí)左右相比，圖像等級(jí)提高至少1級(jí) 信號(hào)無失真再生 增加了電視節(jié)目的數(shù)量1個(gè)8MHz模擬頻道可以傳810套數(shù)字電視節(jié)目 可方便實(shí)現(xiàn)加密解密 多功能業(yè)務(wù)電視網(wǎng)站股票 交互式應(yīng)用HFC系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)廣播電視業(yè)務(wù) 基本業(yè)務(wù)模擬電視基本業(yè)務(wù)模擬電視技術(shù)指標(biāo)提高帶寬拓展節(jié)目容量增多 數(shù)字?jǐn)?shù)字電視節(jié)

8、目播出和傳輸播出和傳輸條件接收（CA）用戶管理（SMS）電子節(jié)目指南（EPG)HFC系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)CATV網(wǎng)上的雙向數(shù)據(jù)通信 FTTB+LANFTTB+LAN方式方式 Cable ModemCable Modem技術(shù)技術(shù) 光無源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)光無源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)PONPON技術(shù)（技術(shù)（EPON/GPON)EPON/GPON)/1550 nm 廣播電視1490 nm 數(shù)據(jù)下行1310 nm 數(shù)據(jù)上傳有線數(shù)字電視的標(biāo)準(zhǔn)q美國標(biāo)準(zhǔn)ATSC（Advanced Television System Committee先進(jìn)電視制式委員會(huì)）q歐洲標(biāo)準(zhǔn)DVB（Digital Video Broadcasting 數(shù)字視頻

9、廣播）q日本標(biāo)準(zhǔn)ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播）q中國有線數(shù)字電視廣播信道編碼和調(diào)制規(guī)范2001年國家廣電總局頒布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)等同于DVB-C標(biāo)準(zhǔn)。DVB 數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)利用了包括衛(wèi)星、有線、地面等所有通用電視廣播傳輸媒體。它們分別對(duì)應(yīng)的DVB標(biāo)準(zhǔn)為DVB-S、DVB-C、DVB-T等 。數(shù)字電視、數(shù)字電視機(jī)和數(shù)字電視機(jī)頂盒q數(shù)字電視是指節(jié)目信號(hào)從節(jié)目錄制到用戶收看的整個(gè)數(shù)字化過程。q數(shù)字電視機(jī)是指能接收數(shù)字電視信號(hào)的電視機(jī)（目前市場上銷售的絕大多數(shù)“數(shù)字電視機(jī)”并不是真正意義的數(shù)字電視機(jī)）。q數(shù)字電視機(jī)機(jī)頂盒

10、是目前接收數(shù)字電視信號(hào)必要的附加設(shè)備，它接收并處理數(shù)字電視節(jié)目信號(hào)，再利用普通電視機(jī)進(jìn)行顯示。數(shù)字電視的優(yōu)勢 （一）易于實(shí)現(xiàn)，操作簡單（一）易于實(shí)現(xiàn)，操作簡單 用戶只需加裝一臺(tái)數(shù)字電視機(jī)頂盒，不必再對(duì)家里的有線電視線路和電視機(jī)作任何改動(dòng)，就可以用現(xiàn)在的模擬電視機(jī)接收數(shù)字電視節(jié)目和網(wǎng)站信息；而且用戶不需要任何專業(yè)知識(shí)，只要會(huì)使用電視機(jī)的遙控器，就可以完成對(duì)機(jī)頂盒的所有操作。 （二）海量信息的接收（二）海量信息的接收 模擬有線電視網(wǎng)的帶寬達(dá)到862MHZ，經(jīng)過數(shù)字化之后，其理論帶寬達(dá)到4085MB。昌平地區(qū)經(jīng)過數(shù)字電視信號(hào)轉(zhuǎn)換的用戶，可以收看到129套數(shù)字電視節(jié)目，其中包括2套高清電視和16套立體

11、聲廣播。昌平電視臺(tái)3套節(jié)目也實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，用戶可以通過機(jī)頂盒收看到畫質(zhì)更加清晰的本地自辦節(jié)目。數(shù)字電視的優(yōu)勢 （三）安全可靠性高（三）安全可靠性高 由于采用了數(shù)字壓縮技術(shù)和加密手段，徹底杜絕了對(duì)有線電視網(wǎng)進(jìn)行非法插播情況的出現(xiàn)。 （四）用戶易于接受（四）用戶易于接受 用戶承擔(dān)較少的支出，不僅可以在電視機(jī)上欣賞到與DVD、CD相媲美的視頻、音頻效果，還有豐富多彩的各種應(yīng)用可以使用，是目前性價(jià)比最高的普及性文化娛樂形式。 （五）家庭多媒體終端（五）家庭多媒體終端 隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字電視機(jī)頂盒將成為集高清晰度電視、杜比5+1立體聲音響、寬帶互聯(lián)網(wǎng)、可視電話、家庭網(wǎng)關(guān)于一體的數(shù)字信息多媒體終端，

12、最終完成與計(jì)算機(jī)的融合，真正實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化。數(shù)字電視的服務(wù)種類lDVD畫質(zhì)的數(shù)字電視信號(hào)lCD效果的音質(zhì)l海量、免費(fèi)的電子政務(wù)和便民服務(wù)信息lNVOD準(zhǔn)視頻點(diǎn)播l股票行情、電子節(jié)目預(yù)報(bào) l本地人機(jī)交互式游戲數(shù)字電視數(shù)字電視機(jī)頂盒內(nèi)容機(jī)頂盒內(nèi)容數(shù)字電視數(shù)字電視 機(jī)頂盒內(nèi)容機(jī)頂盒內(nèi)容數(shù)字電視數(shù)字電視 數(shù)字昌平數(shù)字昌平 機(jī)頂盒發(fā)展方向基本型機(jī)頂盒交互式機(jī)頂盒高清機(jī)頂盒HDTVPVR機(jī)頂盒個(gè)人視頻錄像機(jī)有線電視網(wǎng)設(shè)計(jì)主要參照標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 5020094） 最常用的有線電視工程國家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收 廣電部（GY/T 1061999） 廣播電視總局發(fā)布最重要、最常用的廣播電視

13、系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范技術(shù)指標(biāo)的根據(jù) IEC 60728-1-2001 電視和聲音信號(hào)電纜分配系統(tǒng) 第1部分：測量方法和系統(tǒng)性能 GY/T143-2000有線電視系統(tǒng)調(diào)幅激光發(fā)送機(jī)和接收機(jī)入網(wǎng)技術(shù)條件和測量方法 GY/T131-1997 有線電視網(wǎng)中光鏈中系統(tǒng)技術(shù)要求和測量方法 GY/T180-2001HFC網(wǎng)絡(luò)上行傳輸物理通道技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)知識(shí) 鄰頻傳輸技術(shù) 連續(xù)每隔8MHZ安置一個(gè)頻道傳輸，為防止干擾，其關(guān)鍵是在鄰頻前端要用頻道處理器和調(diào)制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，使其達(dá)到鄰頻傳輸?shù)募夹g(shù)要求。 頻率配置R波段 5-65MHZ 上行業(yè)務(wù)FM波段 87-108MHZ 廣播業(yè)務(wù)A波段 110-1000MHZ 模擬

14、電視、數(shù)字電視、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 1頻道圖像載波fv=49.75MHZ,頻率范圍fv-1.25至fv+6.75MHZ， 伴音副載波fafv+6.5MHZ 增補(bǔ)頻道A1頻段： 110-167MHZ Z1-Z7A2-B頻段：223-465MHZ Z8-Z37基礎(chǔ)知識(shí) 計(jì)量單位的概念與換算在有線電視技術(shù)中我們用對(duì)數(shù)單位分貝（db）表示量值。用分貝表示是為了便于表達(dá)、敘述和運(yùn)算。分貝是表征兩個(gè)功率電平比值的單位。10lg(A*B)= 10lgA+ 10lgB10lg(A/B)= 10lgA- 10lgB 1、dBm dBm是一個(gè)考征功率絕對(duì)值的值，計(jì)算公式為：10lgP（絕對(duì)功率值/1mw） 例1 如果發(fā)射功

15、率P為1mw，折算為dBm后為0dBm。（光傳輸設(shè)備）2、dBuV dBV是一個(gè)考征電平絕對(duì)值的值，計(jì)算公式為：20lgV（絕對(duì)電平值/1V）dBuV=90+dBm+10*log(R) ，R為電阻值，有線電視系統(tǒng)中R=753、dBmV0dBmV60dBuVdBuV60+dBmV基礎(chǔ)知識(shí) 載噪比C/NC/N值是衡量系統(tǒng)圖象質(zhì)量的重要指標(biāo)。圖象質(zhì)量達(dá)到4級(jí)以上，C/N必須達(dá)到43dB以上。影響C/N的因素主要有信號(hào)源、傳輸設(shè)備、施工質(zhì)量。 復(fù)合三次差拍比CTB隨著系統(tǒng)傳輸頻道的增加，組合三階差拍指標(biāo)變得越來越突出，它較真實(shí)地反映了多頻道系統(tǒng)的射頻非線性失真。CTB隨著放大器工作輸出電平的提高下降，

16、放大器輸出電平每升高1dB，CTB惡化2dB。 54dB 復(fù)合二階失真CSOCSO屬于二階失真，CSO也是多頻道的產(chǎn)物，其特點(diǎn)與CTB相似。在同一種放大模塊的放大器中， CSO隨放大器工作輸出電平每升高1dB，CSO將惡化1dB。 54dB基礎(chǔ)知識(shí)調(diào)制誤差比(Modulation Error Ratio,MER) 調(diào)制誤差比定義為矢量幅度的有效值與誤差幅度的有效值的比值，以分貝（dB）表示，IEC給出的要求MER30dB 。 測試中MER通?？捎尚亲治鰞x直接讀出 各種QAM下 MER的最低要求64 QAM: 23 dB MER256 QAM: 29 dB MER基礎(chǔ)知識(shí)比特誤碼率 比特誤碼率

17、（BER）定義為錯(cuò)誤比特和發(fā)送的比特總數(shù)之比。圖象質(zhì)量優(yōu)異: BER 10-4有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)光纜部分光纜規(guī)劃光纖到路邊（FTTC）光纖到樓（ FTTB）：四個(gè)高電平輸出端口的光工作站，在高密度用戶區(qū)可帶200400戶用戶光纖到戶（FTTH）光纜纖芯規(guī)劃采用4芯以上的光纜，一芯光纖傳輸下行數(shù)據(jù)、電視信號(hào)一芯回傳其余二芯光纖備份（以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)管）有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)光纜部分下行光鏈路傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)n保證發(fā)射機(jī)到各光節(jié)點(diǎn)損耗的均勻性n光接收機(jī)功率在-31dBm之間n光放大器輸入功率在15dBm之間n線路損耗：13l0nnm的傳輸損耗036dBmkm；熔接損耗0.03 dBmkm, 每公里留余量0.

18、01 dBmkm, 每公里實(shí)際線損按0.4 dBmkm計(jì)算.n1550nnm的傳輸損耗0.2dBmkm；每公里實(shí)際線損按0.25 dBmkm計(jì)算.n附加損耗: 附加損耗主要考慮法蘭盤的接頭損耗,光分路器插入損耗，按每鏈路1.5dBm算有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)光纜部分光功率分配器分光比計(jì)算公式： Ki=100.1aLi/ (100.1aL1+100.1aL2+100.1aLn）L1n：l到n分路的光纜長度； a：光纖損耗常數(shù)； Ki：分光比。光鏈路損耗計(jì)算公式： AaL10LgKiB設(shè)計(jì)余量 A：光鏈路損耗： a：光纖損耗常數(shù)； L：光纜長度： B：活動(dòng)連接器和光分路器插入損耗有線電視常用光纜規(guī)格常規(guī)型

19、單模光纖（G652光纖）既可工作在1310nm波長，又可以工作在1550nm波長。 光纜結(jié)構(gòu) 層絞式通光纜（12以上）中心束管式光纜（12芯以下）光纜接續(xù)熔接法：損耗可小于0.05dBm活動(dòng)聯(lián)接頭：常用的聯(lián)接頭為FCAPC（螺旋終止的斜面型）或SCAPC（推進(jìn)接通的斜面型）兩大類。單模光纖活動(dòng)聯(lián)接器扦入損耗可小于0.2dBm。有線電視常用光設(shè)備防水尾纜防水尾纜適配器適配器光分路器光分路器有線電視常用光設(shè)備光纜終端盒光纜終端盒光纜接續(xù)盒光纜接續(xù)盒光纖配線架光纖配線架 ODFODF有線電視常用光設(shè)備機(jī)架式光發(fā)射機(jī)機(jī)架式光發(fā)射機(jī)模塊式光發(fā)射機(jī)模塊式光發(fā)射機(jī)射頻輸入電平一般必須大于70dBuV，對(duì)于某

20、只特定的激光器來說存在著一個(gè)最佳的射頻激勵(lì)電平以得到最好的C/N、CTB和CSO指標(biāo)，過高的射頻損壞激光器有線電視常用光設(shè)備摻鉺光纖放大器（EDFA）采用摻鉺離子單模光纖作為增益介質(zhì)，在泵浦光激發(fā)下鉺離子由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)得到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，在信號(hào)光誘導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)受激輻射產(chǎn)生光放大。實(shí)際測試表明EDFA光放大器的應(yīng)用基本對(duì)CTB、CSO等非線性指標(biāo)沒有影響長距離色散的影響入纖功率小于14-16dBm有線電視常用光設(shè)備懸掛安裝方式水平機(jī)座安裝方式野外型光工作站頻率帶寬：5862MHz 工作窗口：1310nm和1550nm輸 出 口：4路分配輸出口， 高電平102-118dBV電平輸出射頻放大：采用進(jìn)口砷化鎵射頻模塊有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)電纜部分同軸電纜的傳輸特性：n特性阻抗：75 阻抗不匹配出現(xiàn)多重反射，重影失真n衰減特性：不同頻率衰減量不同 n溫度特性：溫度系數(shù)約為0.2%/度。電纜的衰減值隨環(huán)境溫度的降低而下降.n屏蔽特性：屏蔽衰減，單位為dB。屏蔽衰減數(shù)越大,表明電纜的屏蔽特性越好n機(jī)械特性：耐彎折，不易變形有線電視常用電設(shè)備放大器n補(bǔ)償和均衡支線電纜衰減和分支器、分配器的插入損耗n額定輸出電平在98118dBuV之間n線路放大器通常不能級(jí)聯(lián)n線路放大器的工作頻帶和干線放大器一致，n線路放大器與干線放大器一樣采用電纜芯線供電方式。有線電視常用電設(shè)備