有線電視的傳輸系統(tǒng)

第五章有線電視的傳輸系統(tǒng)重點(diǎn)難點(diǎn)

電纜傳輸

分配網(wǎng)絡(luò)

光纜傳輸

微波傳輸

干線傳輸系統(tǒng)是有線電視的重要組成部分，位于前端和用戶分配系統(tǒng)之間，其作用是將前端輸出的各種信號穩(wěn)定而且不失真地傳輸至用戶分配系統(tǒng)。干線傳輸?shù)膫鬏斆浇橹饕ǎ弘娎|、光纜和微波。大多數(shù)有線電視系統(tǒng)并不只單獨(dú)使用一種傳輸媒介，而是多種傳輸媒介混合使用，例如光纜和電纜混合傳輸、微波和電纜混合傳輸?shù)取５谝还?jié)

電纜傳輸射頻同軸電纜1.結(jié)構(gòu)射頻同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣體、外導(dǎo)體(屏蔽層)和護(hù)套(保護(hù)層)四部分組成，絕緣體使內(nèi)、外導(dǎo)體絕緣且保持軸心重合。如圖內(nèi)導(dǎo)體(也稱芯線)由銅線、鍍銅鋁線、鍍銅鋼線制成。外導(dǎo)體(也稱屏蔽層)一般由銅絲編織網(wǎng)或鍍錫銅絲編織網(wǎng)內(nèi)加一層鋁箔制成，也可采用金屬管，外導(dǎo)體對電磁干擾有屏蔽作用。外導(dǎo)體與內(nèi)導(dǎo)體之間是絕緣介質(zhì)，介質(zhì)對電纜起支撐作用，其電特性在很大程度上決定著電纜的傳輸和損耗特性，經(jīng)常使用的絕緣介質(zhì)有干燥空氣、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。電纜的最外層是護(hù)套，對電纜起保護(hù)作用，常采用聚乙烯或乙烯基類材料

2.型號射頻同軸電纜的種類和規(guī)格很多，我國對同軸電纜的型號與規(guī)格實(shí)行了統(tǒng)一的命名，具體編制方法如圖型號命名通常由四部分組成：第一部分用英文字母表示，分別表示同軸電纜的分類代號、絕緣材料、護(hù)套材料和派生特性，具體含義見表5-1第二、三、四部分均用數(shù)字表示，分別表示同軸電纜的特性阻抗(Ω)、芯線絕緣外徑(mm)和結(jié)構(gòu)序號。例如“SYV—75—9—1”的具體含義是：S表示該電纜為射頻同軸電纜，Y表示絕緣材料為聚乙烯，V表示護(hù)套材料為聚氯乙烯，特性阻抗為75Ω，芯線絕緣外徑為9mm，結(jié)構(gòu)序號為1。又例如，目前在有線電視系統(tǒng)中被大量采用的SYKV型電纜，S表示為射頻同軸電纜，YK表示絕緣材料為聚乙烯縱孔形，V表示護(hù)套材料為聚氯乙烯。隨著新技術(shù)和新材料的應(yīng)用，新型電纜代號可能會超出表中所列含義。有線電視系統(tǒng)中使用的射頻同軸電纜，芯線絕緣外徑分為4.80mm、7.25mm、9.00mm、11.50mm、13.00mm、15.00mm和17.30mm等幾種，我國用5、7、9、12、13、15和17等數(shù)字來表示3.性能參數(shù)（1）特性阻抗特性阻抗是指在同軸電纜終端匹配的情況下，電纜上任意點(diǎn)電壓與電流的比值，通常與內(nèi)、外導(dǎo)體直徑和絕緣材料的相對介電常數(shù)有關(guān)。有線電視系統(tǒng)中同軸電纜的標(biāo)準(zhǔn)特性阻抗為75Ω。（2）衰減常數(shù)衰減常數(shù)(α)定義為單位長度(如100m)電纜對信號衰減的分貝數(shù)。衰減常數(shù)與同軸電纜的結(jié)構(gòu)尺寸、介電常數(shù)、工作頻率有關(guān)。電纜的內(nèi)、外導(dǎo)體直徑越大，衰減常數(shù)就越小。衰減常數(shù)還與信號頻率的平方根成正比，即頻率越高，衰減常數(shù)越大；頻率越低，衰減常數(shù)越小。在電纜產(chǎn)品說明書中以表格或曲線形式給出了在20℃常溫下的衰減常數(shù)與頻率之間的對應(yīng)關(guān)系。（3）溫度系數(shù)溫度系數(shù)表示溫度變化對電纜損耗值的影響。通常溫度增加，電纜損耗增大；溫度降低，電纜損耗減小。溫度系數(shù)定義為溫度每升高(或降低)1℃，電纜對信號衰減增加(或減小)的百分?jǐn)?shù)。例如，溫度系數(shù)為0.2%/℃，表示溫度每升高(或降低)1℃，電纜損耗值在原基礎(chǔ)上增加(或減小)0.2%，如果溫度變化±25℃，電纜損耗值在原基礎(chǔ)上變化±25×0.2%=±5%(dB)。（4）屏蔽性能電纜的屏蔽性能是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。屏蔽性能好，不僅可防止周圍環(huán)境中的電磁干擾影響本系統(tǒng)，也可防止電纜的傳輸信號泄漏而干擾其它設(shè)備。金屬管狀的外導(dǎo)體具有最好的屏蔽性能，雙層鋁塑帶和金屬網(wǎng)外導(dǎo)體也可取得較滿意的屏蔽效果。（5）回路電阻回路電阻定義為單位長度(如1km)內(nèi)導(dǎo)體與外導(dǎo)體形成的回路的電阻值(以Ω/km表示)。干線放大器的供電是經(jīng)電纜傳送的，50Hz交流電流經(jīng)過內(nèi)導(dǎo)體到達(dá)放大器(作為電源的負(fù)載)，再由放大器經(jīng)過外導(dǎo)體返回電源，形成一個(gè)回路。當(dāng)確定由電源到任一負(fù)載的電壓降時(shí)，就需要考慮回路電阻的影響?；芈冯娮柙?0Hz交流測得的值與直流回路電阻差別很小，可替代使用。一般要求回路電阻要小，可多供幾級放大器。（6）最小彎曲半徑鋪設(shè)電纜時(shí)，若電纜某處彎曲程度太大或被擠壓變形，特性阻抗就會變得不均勻，造成該處的駐波比增大，產(chǎn)生反射，收視效果變差甚至影響收看。因此，在彎曲電纜時(shí)，一定要參照產(chǎn)品說明書給定的最小彎曲半徑，若未標(biāo)明最小彎曲半徑，則一般應(yīng)為電纜直徑的6～10倍。（7）防水、防潮性能水分會使電纜的損耗急劇增大，對電纜有非常不利的影響。護(hù)套雖然能防止水通過，卻不能防止水蒸氣通過。因此，同軸電纜要長期使用，防水、防潮性能尤為重要。（8）老化隨著使用時(shí)間的推移，安裝在室外的電纜會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，各項(xiàng)性能參數(shù)都要發(fā)生變化，其中電纜損耗特性變化很大，例如，三年后，電纜損耗增加1.2倍，六年后增加1.5倍。因此，當(dāng)使用時(shí)間較長，收視效果變差時(shí)，可嘗試更換安裝在室外的電纜。

二.常用無源器件無源器件是指不需要供電的各類器件。有線電視系統(tǒng)中無源器件的應(yīng)用最廣，使用量最大，主要包括分配器、分支器、衰減器和均衡器等。分配器分配器是每個(gè)有線電視系統(tǒng)中都不可缺少的器件。其主要作用是將一路輸入信號電平平均地分成幾路輸出，如分成二、三、四、六和八路等；此外，將分配器的輸入、輸出端倒過來使用，則相當(dāng)于混合器，可將多路信號混合成一路輸出。分配器的分類方法很多，通常根據(jù)分配器有幾個(gè)輸出端而稱為幾分配器，如二分配器、三分配器、四分配器、六分配器等。從組成分配器的電路原理來看，最基本的是二分配器和三分配器，也就是說四分配器可由三個(gè)二分配器組成，六分配器可由一個(gè)二分配器和兩個(gè)三分配器組成，依此類推。

此外，，還可可按照照工作作頻率率范圍圍分為為全頻頻道型型、5～550MHz帶帶寬型型、5～750MHz帶帶寬型型和1GHz寬寬帶型型，1GHz寬寬帶型型具有有雙向向傳輸輸功能能，適適用于于有線線電視視寬帶帶綜合合業(yè)務(wù)務(wù)；按按照能能否通通過50Hz電電源電電流分分為過過電流流型和和不過過電流流型，，若干干線放放大器器通過過電纜纜饋電電(一一般為為40～60V，50Hz)，則則要求求安裝裝在電電流通通路中中的分分配器器為過過電流流型；；按照照分配配器盒盒體結(jié)結(jié)構(gòu)分分為塑塑料型型、金金屬型型、壓壓鑄型型、密密封防防水型型等。。分配器器的圖圖示符符號如如圖5-3所示示，通通常有有兩種種表示示符號號，在在技術(shù)術(shù)文獻(xiàn)獻(xiàn)中都都可以以使用用分配器器的技技術(shù)參參數(shù)主主要有有：（1））分配配損耗耗指指分分配器器輸入入端信信號電電平與與輸出出端信信號電電平分分貝數(shù)數(shù)之差差，如如下式式：Ls=Pi(dB)－－Po(dB)(5-1)式中Ls——分配配損耗耗；Pi——輸入入信號號功率率，用用分貝貝表示示；Po——某個(gè)個(gè)輸出出端信信號功功率，，用分分貝表表示。。根據(jù)分分配損損耗定定義，，若已已知輸輸入端端電平平或某某個(gè)輸輸出端端電平平，就就可計(jì)計(jì)算出出任一一輸出出端電電平或或輸入入端電電平，，如下下式：：Po=Pi(dB)－－Ls(dB)(5-2)Pi=Po(dB)＋＋Ls(dB)(5-3)理想情情況下下，n分配配器的的每一一路輸輸出信信號功功率是是輸入入信號號功率率的n分之之一，，此時(shí)時(shí)分配配損耗耗Ls與分分配路路數(shù)n的關(guān)關(guān)系如如下：：Ls=10lgn(dB)(5-4)由上式可以以看出，分分配損耗隨隨分配路數(shù)數(shù)的增加而而增大。實(shí)實(shí)際上，由由于分配器器在設(shè)計(jì)和和制作過程程中會引入入一定的損損耗，故實(shí)實(shí)際損耗值值都大于理理想損耗值值，如表5-2所示示（2）相互互隔離度相互隔離度度反映了分分配器各輸輸出端之間間相互影響響的程度。。如果在分配配器的某一一輸出端加加入一個(gè)測測試信號，，其它輸出出端會有微微小電平輸輸出（其它它輸出端及及輸入端均均接匹配負(fù)負(fù)載），測測試信號電電平與其它它輸出端信信號電平之之差即是相相互隔離度度，通常用用分貝表示示。相互隔離度度的值越大大表示分配配器各輸出出端之間的的相互影響響程度越小小。通常要要求相互隔隔離度大于于20dB。（3）反射射損耗反射損耗表表示分配器器的輸入、、輸出端與與相連接同同軸電纜的的匹配程度度。若反射射損耗很大大，說明匹匹配程度很很好，信號號在分配器器的輸入、、輸出端處處不產(chǎn)生反反射；若反反射損耗很很小，說明明匹配程度度不好，則則會產(chǎn)生反反射。通常常VHF頻頻段反射損損耗要大于于16dB，UHF頻段大于于10dB。（4）輸入入、輸出阻阻抗分配器的輸輸入、輸出出阻抗都為為75Ω。。實(shí)用中應(yīng)注注意：分配配器的每一一個(gè)輸出端端都不能空空載或者短短路，若某某個(gè)輸出端端多余不用用，則要接接入75ΩΩ電阻，以以實(shí)現(xiàn)阻抗抗匹配。2.分支支器分支器通常常有一個(gè)主主輸入端、、一個(gè)主輸輸出端和一一個(gè)或多個(gè)個(gè)分支輸出出端。分支支器的作用用也是將主主輸入端信信號分成幾幾路輸出，，但是各路路信號電平平不完全相相等，大部部分信號通通過主輸出出端送至主主線，另一一小部分信信號則通過過分支輸出出端進(jìn)入支支線。通常根據(jù)分分支輸出端端的多少將將分支器分分為一分支支器、二分分支器、三三分支器、、四分支器器等；此外外，還可按按工作頻率率范圍分為為全頻道型型、帶寬型型和1GHz寬帶型型；按是否否能通過50Hz電電源電流分分為過電流流型和不過過電流型；；按盒體結(jié)結(jié)構(gòu)分為塑塑料型、金金屬型及密密封防水型型等。分支器的圖圖示符號如如圖分支器的技技術(shù)參數(shù)主主要有（1）插入入損耗和分分支損耗插入損耗是是表示信號號從主輸入入端傳輸?shù)降街鬏敵龆硕说碾娖剿ニp的程度度，即分支支器的主輸輸入端信號號電平與主主輸出端信信號電平分分貝數(shù)之差差，如下式式：Ld=Pi(dB)－－Po(dB)(5-5)式中Ld—插入入損耗；Pi—主輸輸入端信號號電平，用用分貝表示示；Po—主輸輸出端信號號電平，用用分貝表示示。分支損耗是是表示信號號從主輸入入端傳輸?shù)降椒种л敵龀龆说碾娖狡剿p的程程度，即分分支器的主主輸入端信信號電平與與分支輸出出端信號電電平分貝數(shù)數(shù)之差，如如下式：Lc=Pi(dB)－－Pb(dB)(5-6)式中Lc—分支支損耗；Pi—主輸輸入端信號號電平，用用分貝表示示；Pb—分支支輸出端信信號電平，，用分貝表表示。插入損耗與與分支損耗耗之間的關(guān)關(guān)系如圖5-5所示示由圖可知，，插入損耗耗小，分支支損耗就大大；插入損損耗大，分分支損耗就就小。根據(jù)插入損損耗與分支支損耗的定定義，若已已知分支器器的主輸入入電平，則則：主輸出電平平Po=主輸入電電平Pi－－插入損耗耗Ld分支輸出電電平Pb=主輸入入電平Pi－分支損損耗Lc若已知分支支輸出電平平，則可先先計(jì)算出主主輸入電平平，然后計(jì)計(jì)算出主輸輸出電平，，如下式：：主輸入電平平Pi=分支輸出出電平Pb+分支支損耗Lc主輸出電平平Po=主主輸入電平平Pi－插插入損耗Ld（2）相互互隔離度和和反向隔離離度相互隔離度度用來表示示分支輸出出端之間的的相互影響響程度，即即在某一分分支端加入入測試信號號，其它各各端口均接接匹配負(fù)載載時(shí)，該測測試信號電電平與其它它分支輸出出端信號電電平分貝數(shù)數(shù)之差。只只有分支輸輸出端為兩兩個(gè)以上的的分支器才才具有相互互隔離度這這項(xiàng)指標(biāo)，，該值越大大越好。反向隔離度度用來表示示分支輸出出端與主輸輸出端之間間的相互影影響程度，，即在某一一分支端加加入測試信信號，其它它各端口均均接匹配負(fù)負(fù)載時(shí)，該該測試信號號電平與主主輸出端信信號電平分分貝數(shù)之差差。為了使使支線輻射射出來的干干擾信號不不影響主線線，該值越越大越好。。以上四項(xiàng)電電氣性能是是分支器的的主要技術(shù)術(shù)參數(shù)。分分支器其它它技術(shù)參數(shù)數(shù)如反射損損耗、輸入入輸出阻抗抗等，都與與分配器基基本相同，，因此不再再說明。3.串接式式分支器(串接式輸輸出口)串接式分支支器是分支支器與用戶戶終端的統(tǒng)統(tǒng)一體，具具有分支器器和系統(tǒng)輸輸出口的功功能，也稱稱為串接式式輸出口。。其分支輸輸出端做成成系統(tǒng)輸出出口，直接接與用戶電電視機(jī)相連連接；而分分支器的主主輸出端連連接至下一一個(gè)用戶。。這樣，利利用串接式式分支器就就可以方便便地將多個(gè)個(gè)用戶串聯(lián)聯(lián)起來，適適用于樓層層較低、橫橫向距離較較長的建筑筑，如圖5-6所示示。串接式分支支器可分為為串接一分分支器和串串接二分支支器，串接接二分支器器用于相隔隔鄰近的用用戶終端。。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的的基本原則則之一就是是要求每個(gè)個(gè)用戶終端端都得到大大致相同的的信號電平平。為了達(dá)達(dá)到這個(gè)要要求，需要要采用多種種具有不同同插入和分分支損耗值值的分支器器。以圖5-6a為例，，先假定都都采用相同同的分支器器，輸入電電平為76dBμV，每個(gè)分分支器的插插入損耗為為2dB，，分支損耗耗為12dB，則各各個(gè)系統(tǒng)輸輸出口電平平分別為64、62、60、、58dBμV，最最大電平與與最小電平平相差6dBμV。。如果采用不不同的分支支器，例如如：A、B兩個(gè)分支支器的插入入損耗為2dB，分分支損耗為為12dB；C、D兩個(gè)分支支器的插入入損耗為3dB，分分支損耗為為8dB。。則各個(gè)系系統(tǒng)輸出口口電平分別別為64、、62、64、61dBμV，最大電電平與最小小電平只相相差3dBμV。計(jì)算結(jié)果如如圖5-6a所標(biāo)數(shù)數(shù)值。括號號內(nèi)的數(shù)值值為采用不不同分支器器所得到的的電平。4.衰減減器在有線電視視系統(tǒng)中，，當(dāng)輸入或或輸出電平平過大，超超出規(guī)定的的范圍，就就會影響收收視效果。。衰減器大大多用在放放大器的輸輸入端和輸輸出端，調(diào)調(diào)節(jié)輸入、、輸出端電電平，使其其保持在適適當(dāng)?shù)姆秶鷩鷥?nèi)。衰減器一般般按衰減量量是否可調(diào)調(diào)節(jié)分為固固定式和可可調(diào)式兩種種。固定式式衰減器的的輸入端和和輸出端可可交換使用用，常做成成不同規(guī)格格衰減量的的系列產(chǎn)品品，并制成成插件結(jié)構(gòu)構(gòu)，直接裝裝入有線電電視系統(tǒng)中中，其體積積小，性能能穩(wěn)定，裝裝配方便。。可調(diào)式衰衰減器分為為兩種：一一種是步級級可調(diào)式，，常用于波波段開關(guān)；；另一種是是連續(xù)可調(diào)調(diào)式，在一一定范圍內(nèi)內(nèi)可任意進(jìn)進(jìn)行調(diào)整。。5.均衡衡器均衡器是用用來補(bǔ)償電電纜衰減傾傾斜特性的的。我們知知道，電纜纜對信號有有衰減且衰衰減量與信信號頻率的的平方根成成正比，即即信號高頻頻段損耗比比低頻段損損耗大，電電纜的衰減減–頻率曲曲線是傾斜斜的。因此，即使使前端輸出出的各頻道道信號電平平是一致的的，但經(jīng)過過一段電纜纜傳輸后，，各頻道信信號電平會會變得不一一致。高頻頻段信號電電平較低頻頻段信號電電平低，各各頻道電平平差可達(dá)十十幾分貝，，甚至更高高，這在鄰鄰頻傳輸系系統(tǒng)中是根根本不允許許的。為了了在整個(gè)工工作頻段上上取得平坦坦的響應(yīng)特特性，必須須對電纜衰衰減的傾斜斜特性給予予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)補(bǔ)償。常用用的一種補(bǔ)補(bǔ)償方法就就是采用均均衡器。均均衡器實(shí)質(zhì)質(zhì)上是一個(gè)個(gè)衰減量隨隨頻率變化化的衰減器器，能較多多地衰減低低頻部分而而較少地衰衰減高頻部部分，再在在均衡器的的輸出端加加一個(gè)具有有平坦特性性的放大器器，就可以以使各頻道道信號電平平重新恢復(fù)復(fù)到原來均均衡的水平平，如圖5-7所示示。均衡器按按工作頻頻率可分分為V頻頻段、U頻段和和鄰頻用用均衡器器。只有有在相應(yīng)應(yīng)頻率范范圍內(nèi)，，均衡器器才具有有相應(yīng)的的補(bǔ)償特特性。均衡器按按均衡量量可分為為固定均均衡器和和可變均均衡器，，固定均均衡器是是有線電電視系統(tǒng)統(tǒng)中使用用最廣泛泛的均衡衡器。均衡器通通常是一一個(gè)含有有電抗元元件的無無源網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，調(diào)整整電抗元元件可以以改變均均衡器衰衰減特性性的傾斜斜度。均均衡器可可外接在在放大器器的輸入入端，也也可做成成插入式式結(jié)構(gòu)直直接安裝裝在放大大器內(nèi)，，成為放放大器的的一部分分。均衡衡器大多多可以過過電流，，以適應(yīng)應(yīng)于集中中供電系系統(tǒng)。均衡器常常用的技技術(shù)參數(shù)數(shù)有均衡衡量、均均衡偏差差、插入入損耗、、反射損損耗等。。均衡量量是指工工作頻段段內(nèi)下限限頻率點(diǎn)點(diǎn)衰減量量與上限限頻率點(diǎn)點(diǎn)衰減量量之間的的差值，，用分貝貝表示。。采用不不同均衡衡量的均均衡器，，可以補(bǔ)補(bǔ)償不同同長度電電纜的損損耗。均衡偏差差是用來來表示均均衡器特特性與電電纜衰減減特性互互補(bǔ)的程程度，定定義為工工作頻段段內(nèi)規(guī)定定頻率點(diǎn)點(diǎn)的實(shí)際際均衡值值與理論論均衡值值之差。。均衡偏偏差越小小，補(bǔ)償償?shù)男Ч胶谩?。均衡器器其它技技術(shù)參數(shù)數(shù)的定義義與前述述器件基基本相同同，此處不再說說明6.系統(tǒng)輸輸出口系統(tǒng)輸出口是是有線電視系系統(tǒng)與用戶設(shè)設(shè)備之間的接接口，也稱為為用戶終端盒盒。它通常包包括面板和接接線盒，通過過一段電纜和和插頭將電視視信號送入用用戶電視機(jī)的的輸入端口。。系統(tǒng)輸出口按按輸出口數(shù)目目分為單數(shù)出出口(TV)和雙輸出口口(TV、FM)兩種。。前者只有一一個(gè)插孔，輸輸出射頻電視視信號；后者者則有兩個(gè)插插孔，分別輸輸出射頻電視視信號和調(diào)頻頻廣播信號。。其外形和基基本電路如圖圖5-8所示示。系統(tǒng)輸出口按按結(jié)構(gòu)分為塑塑料盒和金屬屬盒，金屬盒盒具有較好的的屏蔽性能。。系統(tǒng)輸出口按按工作方式分分為終端式和和串接式，串串接式即串接接式分支器。。系統(tǒng)輸出口按按安裝型式分分為明裝式和和暗裝式。明明裝式安裝在在墻的表面，，露出面板和和接線盒，適適用于舊式樓樓房安裝；暗暗裝式安裝在在墻內(nèi)或其它它裝飾平面內(nèi)內(nèi)，只露出面面板，適用于于預(yù)埋好暗裝裝電纜管道的的新建樓房。。以上幾種就是是系統(tǒng)中常用用的無源器件件。此外還有有各種連接器器，包括高頻頻插頭、插座座和轉(zhuǎn)接器，，用于系統(tǒng)中中各種設(shè)備與與同軸電纜之之間的連接。。為了實(shí)現(xiàn)系系統(tǒng)匹配，連連接器阻抗均均為75Ω。。三.干線放放大器干線放大器安安裝在干線上上，其主要作作用是對信號號進(jìn)行放大，，以補(bǔ)償電纜纜干線的損耗耗，進(jìn)一步延延伸傳輸距離離。干線放大大器的性能好好壞直接影響響到整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)的信號傳輸輸質(zhì)量，關(guān)系系到成千上萬萬用戶的收視視效果。因此此，在大中型型有線電視系系統(tǒng)中，對干干線放大器的的各項(xiàng)技術(shù)性性能有嚴(yán)格的的要求。1.干線放大大器的分類干線放大器的的種類較多，，國家標(biāo)準(zhǔn)中中按功能將其其大致分為三三類：（1）Ⅰ類干干線放大器即即ALC干線放大器器，采用兩個(gè)個(gè)導(dǎo)頻信號，，具有自動增增益控制(AGC)和自自動斜率控制制(ASC)功能，統(tǒng)稱稱為自動電平平控制(ALC)。傳輸輸距離可達(dá)10km以上上，適用于大大型有線電視視系統(tǒng)。（2）Ⅱ類干干線放大器即即AGC干線放大器器，采用單導(dǎo)導(dǎo)頻信號，只只具有自動增增益控制(AGC)功能能。傳輸距離離達(dá)5km左左右，適用于于中型有線電電視系統(tǒng)。（3）Ⅲ類干干線放大器無無導(dǎo)頻信信號，只具有有手動增益控控制(MGC)和手動斜斜率控制(MSC)功能能，適用于小小型有線電視視系統(tǒng)。此類類放大器還可可分為二種：：一種是ⅢA類放大器，，可與Ⅰ類干干線放大器間間隔使用；另另一種是ⅢB類放大器，，可單獨(dú)使用用或與Ⅱ類干干線放大器間間隔使用。2.干線放放大器的自動動增益控制特特性電纜對信號的的衰減與頻率率的平方根成成正比，也就就是說頻率從從低頻端到高高頻端，電纜纜的衰減量曲曲線有一個(gè)斜斜度。如果環(huán)環(huán)境溫度發(fā)生生變化，則衰衰減量也會隨隨之變化，且且不同頻率點(diǎn)點(diǎn)衰減量的變變化量也是不不一致的。例例如MC2500電纜，，長度為1km，溫度變變化±30℃℃，溫度系數(shù)數(shù)為0.14%/℃，則則衰減變化量量如下：45MHz時(shí)時(shí)，1000m××1.5dB/100m×1.4/1000℃℃×(±30℃)=±0.63dB110MHz時(shí)，1000m××2.25dB/100m×1.4/1000℃×(±30℃)=±±0.94dB500MHz時(shí)，1000m××4.86dB/100m×1.4/1000℃×(±30℃)=±±2.04dB因此，電纜衰衰減特性曲線線的斜度(斜斜率)并不是是固定不變的的，而是隨環(huán)環(huán)境溫度變化化而變化。從從而使放大大器的輸入和和輸出電平也也隨溫度變化化而變化，導(dǎo)導(dǎo)致穩(wěn)定性下下降。為了穩(wěn)定放大大器的輸出，，必須使其能能夠根據(jù)輸入入電平的變化化自動調(diào)整增增益。導(dǎo)頻信信號是由安裝裝在前端的導(dǎo)導(dǎo)頻信號發(fā)生生器產(chǎn)生的基基準(zhǔn)信號，一一般是頻率固固定、幅度穩(wěn)穩(wěn)定的正弦波波。由于導(dǎo)頻頻信號和電視視信號都同時(shí)時(shí)通過同樣的的電纜，當(dāng)因因溫度變化而而引起電纜損損耗改變時(shí)，，放大器就可可根據(jù)導(dǎo)頻信信號電平的變變化來自動調(diào)調(diào)節(jié)增益，以以穩(wěn)定放大器器的輸出AGC干線放放大器采用了了以單一導(dǎo)頻頻信號為參考考基準(zhǔn)的的自自動增益控制制電路，放大大器根據(jù)導(dǎo)頻頻信號電平的的變化自動調(diào)調(diào)節(jié)可調(diào)衰減減器的衰減量量，使放大器器的輸出保持持穩(wěn)定。通常常將導(dǎo)頻信號號選在工作頻頻段中間適當(dāng)當(dāng)?shù)狞c(diǎn)上，這這樣能較好地地兼顧整個(gè)頻頻段的電平波波動。ALC干線放放大器采用兩兩個(gè)導(dǎo)頻信號號作為基準(zhǔn)，，分別作用于于自動增益控控制(AGC)和自動斜斜率控制(ASC)電路路。通常AGC導(dǎo)頻信號號選在高頻端端，調(diào)節(jié)可調(diào)調(diào)衰減器的衰衰減量，使高高頻端輸出幅幅度相對穩(wěn)定定；ASC導(dǎo)導(dǎo)頻信號選在在低頻端，通通過調(diào)節(jié)可調(diào)調(diào)均衡器來實(shí)實(shí)現(xiàn)自動斜率率控制功能。。由于采用了了雙導(dǎo)頻信號號，使信號在在高頻端和低低頻端均得到到有效控制，，干線傳輸過過程中產(chǎn)生的的電平波動，，在各級ALC干線放大大器的控制下下均能基本消消除。3.干線放放大器的基本本組成（1）Ⅰ類干干線放大器即ALC放大大器，是一種種功能最全、、性能最好的的干線放大器。其基本組組成如圖5-9所示。（2）Ⅱ類干干線放大器即AGC放大大器，其基本本組成如圖5-10所示示（3）Ⅲ類干干線放大器即手動增益控控制(MGC)和手動斜斜率控制(MSC)放大大器，加有溫溫度補(bǔ)償電路路。它是利用用溫度敏感元元件(熱敏電電阻)，通過過不同的溫度度轉(zhuǎn)換成不同同的控制電流流來調(diào)節(jié)可調(diào)調(diào)衰減器的衰衰減量，以實(shí)實(shí)現(xiàn)增益控制制，并以均衡衡器來進(jìn)行斜斜率補(bǔ)償。這這種干線放大大器在一定程程度上克服了了由于溫度變變化而引起的的電纜衰減變變化，技術(shù)性性能低于自動動控制干線放放大器。其基基本組成如圖圖5-11所所示。4.干線放放大器的主要要技術(shù)參數(shù)干線放大器的的主要技術(shù)參參數(shù)如下：（1）最小滿滿增益帶帶有自動增益益控制的放大大器，用手動動調(diào)整到最大大輸入時(shí)放大大器所能得到到的增益。（2）標(biāo)稱增增益（典型工工作增益）在在合適的的自動電平控控制和標(biāo)稱輸輸入電平條件件下，放大器器所能得到的的增益。（3）傳輸帶帶寬以最最小滿增益定定義的頻率范范圍，也就是是工作頻率。。（4）帶內(nèi)平平坦度干干線放大器工工作頻帶內(nèi)最最高、最低幅幅頻響應(yīng)電平平相對兩者平平均電平的偏偏差總量，叫叫做帶內(nèi)平坦坦度。要求干干線放大器的的平坦度達(dá)到到±0.25～±0.3dB。（5）標(biāo)稱輸輸入電平滿滿足干線放放大器性能參參數(shù)的輸入電電平范圍內(nèi)的的中心點(diǎn)。（6）標(biāo)稱輸輸出電平在在標(biāo)稱輸入入電平和在標(biāo)標(biāo)稱增益下干干線放大器的的輸出電平。。（7）信號交交流聲比信信號與寄生生調(diào)幅到載波波信號上的電電源交流峰值值之比。（8）載波組組合交擾調(diào)制制比（C/CM）交交調(diào)指一個(gè)頻頻道的調(diào)制內(nèi)內(nèi)容疊加（串串?dāng)_）到另外外一個(gè)頻道上上。它與頻道道數(shù)有關(guān)，其其值為被測頻頻道需要的調(diào)調(diào)制包絡(luò)峰-峰值與在被被測載波上的的轉(zhuǎn)移調(diào)制包包絡(luò)峰-峰值值之比。隨著我國有線線電視頻道大大量增加，已已經(jīng)普遍采用用CSO和CTB兩項(xiàng)非非線性失真指指標(biāo)來衡量有有線電視系統(tǒng)統(tǒng)非線性失真真。（9）載波組組合二次差拍拍比（C/CSO）任任意兩個(gè)載載波的和頻、、差頻（二次次互調(diào)產(chǎn)物））和它們的二二次諧波統(tǒng)稱稱為組合二次次差拍產(chǎn)物，，載波信號峰峰值電平與這這些產(chǎn)物之比比叫做載波組組合二次差拍拍比（C/CSO）。（10）載波波組合三次差差拍比（C/CTB）在在多頻道道放大時(shí)，載載波信號峰值值電平相對其其周圍的各種種三次差拍及及三次互調(diào)聚聚集產(chǎn)物之比比。（11）AGC和ASC特性AGC特性表表示干線放大大器的輸出電電平受輸入電電平變化影響響的大小。ASC特性表表示干線放大大器的輸出電電平斜率受輸輸入電平斜率率變化影響的的大小。（12）反射射損耗表表示阻抗匹配配的程度，以以dB表示，，干線放大器器反射損耗大大于16dB。分貝數(shù)越越大，匹配越越好。反射損損耗不合乎要要求，不但引引起重影，而而且會使平坦坦度變壞。（13）噪聲聲系數(shù)干干線放大器的的噪聲系數(shù)在在7～10dB范圍內(nèi)，，越小質(zhì)量越越好。（14）最大大輸出電平最最大輸出出電平是交調(diào)調(diào)比為60dB時(shí)放大器器的輸出電平平；有些產(chǎn)品品給出的是在在幾十個(gè)頻道道混合輸入時(shí)時(shí)，在某個(gè)非非線性指標(biāo)下下的最大輸出出電平。（15）集中中供電和穩(wěn)壓壓電源性能由由于集中中供電電源穩(wěn)穩(wěn)壓精度不高高和電纜回路路電阻引起的的電壓降，要要求干線放大大器內(nèi)采用開開關(guān)電源，在在電源輸入28～60V變化時(shí)，均均能正常工作作。為了進(jìn)一步了了解干線放大器器的技術(shù)參數(shù)，，表5-3中列列出了某些實(shí)際產(chǎn)品品的技術(shù)參數(shù)以以供參考。5.干線放放大器的集中中供電干線放大器可可以就近接市市電，也可以以在前端(或或傳輸干線中中任何一點(diǎn))對干線放大大器集中供電電。采用集中中供電可以減減少供電點(diǎn)，，使干線系統(tǒng)統(tǒng)供電可靠性性與安全性提提高，同時(shí)干干線傳輸系統(tǒng)統(tǒng)不會因?yàn)槟衬硞€(gè)局部區(qū)域域停電而使干干線傳輸中斷斷，導(dǎo)致用戶戶無法收看節(jié)節(jié)目。集中供電需要要增加交流供供電器、電源源插入器等設(shè)設(shè)備。交流供供電器的主要要部分是一個(gè)個(gè)降壓變壓器器，將50Hz、220V市電變換換成穩(wěn)定的50Hz、60v低壓交交流電，具有有穩(wěn)壓、限流流和斷路等保保護(hù)功能。電電源插入器可可將射頻電視視信號、低壓壓交流電進(jìn)行行混合，一起起注入到電纜纜中進(jìn)行傳輸輸，也可以將將二者分離。。集中供電如如圖5-12所示。6.其它形形式的干線放放大器（1）干線橋橋接放大器其其安裝在在干線上，除除放大干線中中的信號外，，還分出幾路路支線信號送送至用戶分配配系統(tǒng)。（2）中間分分支放大器其其安裝在在干線上，但但對干線中的的信號沒有放放大作用，僅僅對分出的幾幾路支線信號號進(jìn)行放大并并送至用戶分分配系統(tǒng)。（3）分配放放大器其其用在主干線線末端，或支支干線末端，，可以提供幾幾路分配信號號輸出。在電纜傳輸中中，除上述幾幾種干線放大大器以外，還還包括線路延延長放大器、、樓棟放大器器等。線路延延長放大器用用于支線放大大。樓棟放大大器則是電纜纜傳輸?shù)淖詈蠛笠患壏糯笃髌?。第二?jié)分分配網(wǎng)絡(luò)分配網(wǎng)絡(luò)是有有線電視系統(tǒng)統(tǒng)中直接與用用戶終端相連連接的部分，，分布面最廣廣最大。分配配網(wǎng)絡(luò)是指從從分配點(diǎn)至系系統(tǒng)輸出口(用戶終端)之間的傳輸輸網(wǎng)絡(luò)。分配配點(diǎn)是指從干干線取出信號號并饋送給支支線和分支線線的連接點(diǎn)。。分配網(wǎng)絡(luò)通過過各種分配器器、分支器的的選取和組合合(有時(shí)還要要通過放大器器)，最終給給每一個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)輸出口提供供一個(gè)合適的的信號電平。。國標(biāo)規(guī)定：：VHF波段段系統(tǒng)輸出口口電平(又叫叫用戶電平)范圍為57～83dBμV；UHF波段為60～80dBμV。用用戶電平過高高或過低都不不好。用戶電電平過低，不不能滿足最低低信噪比要求求，屏幕上會會出現(xiàn)“雪花花”噪波干擾擾；用戶電平平過高，易產(chǎn)產(chǎn)生非線性失失真，出現(xiàn)““竄臺”“網(wǎng)網(wǎng)紋”等干擾擾現(xiàn)象。一般般情況下選取取70±5dBμV。分配配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)分分配配點(diǎn)點(diǎn)的的輸輸出出功功率率、、用用戶戶終終端端的的數(shù)數(shù)量量、、建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及布布線線要要求求等等實(shí)實(shí)際際情情況況來來選選取取合合適適的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)組組成成形形式式，，進(jìn)進(jìn)而而確確定定所所用用部部件件的的種種類類、、規(guī)規(guī)格格和和數(shù)數(shù)量量。。分配配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的基基本本組組成成形形式式1.分分配配——分分配配形形式式分配配——分分配配形形式式的的基基本本組組成成如如圖圖5-13所所示示這種種分分配配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)使使用用的的器器件件都都是是分分配配器器，，通通常常最最多多采采用用三三級級，，每每一一級級根根據(jù)據(jù)實(shí)實(shí)際際情情況況可可采采用用二二、、三三、、四四分分配配器器。。這這種種分分配配方方式式的的信信號號損損耗耗較較小小，，為為各各級級分分配配器器的的分分配配損損耗耗之之和和，，再再加加上上傳傳輸輸電電纜纜的的損損耗耗。。但是是，，如如果果某某一一路路空空載載，，則則對對其其它它幾幾路路影影響響較較大大。。因因此此在在實(shí)實(shí)際際使使用用中中，，若若某某個(gè)個(gè)端端口口暫暫時(shí)時(shí)不不用用，，應(yīng)應(yīng)接接上上75ΩΩ的的匹匹配配電電阻阻，，以以保保持持整整個(gè)個(gè)分分配配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的匹匹配配狀狀態(tài)態(tài)。。2.分分支支——分分支支形形式式分支支——分分支支形形式式的的基基本本組組成成如如圖圖5-14所所示示這種種分分配配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)使使用用的的器器件件都都是是分分支支器器。。前前面面分分支支器器的的支支線線輸輸出出，，作作為為干干線線將將后后面面各各分分支支器器串串接接起起來來，，通通過過分分支支輸輸出出端端把把信信號號分分配配給給各各個(gè)個(gè)用用戶戶終終端端。。這種種分分配配方方式式的的信信號號損損耗耗較較大大，，每每個(gè)個(gè)用用戶戶終終端端的的總總損損耗耗等等于于主主分分支支器器的的分分支支損損耗耗、、前前面面各各分分支支器器的的插插入入損損耗耗與與終終端端分分支支器器的的分分支支損損耗耗之之和和。。串串接接的的分分支支器器越越多多，，損損耗耗就就越越大大。。在實(shí)實(shí)際際使使用用中中，，最最后后一一個(gè)個(gè)分分支支器器的的主主輸輸出出端端應(yīng)應(yīng)接接有有75ΩΩ的的匹匹配配電電阻阻。。為為了了使使各各用用戶戶得得到到基基本本一一致致的的信信號號電電平平，，應(yīng)應(yīng)選選用用具具有有不不同同損損耗耗的的分分支支器器進(jìn)進(jìn)行行搭搭配配。。靠靠近近放放大大器器的的分分支支器器損損耗耗可可大大一一些些，，靠靠近近終終結(jié)結(jié)電電阻阻的的分分支支器器損損耗耗要要小小一一些些。。3.分分配配——分分支支形形式式分配配——分分支支形形式式的的基基本本組組成成如如圖圖5-15所所示示。。這種種分分配配方方式式是是分分配配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中使使用用最最廣廣泛泛的的一一種種。。先先采采用用一一個(gè)個(gè)分分配配器器將將信信號號平平均均分分成成幾幾路路作作為為支支線線，，然然后后在在每每條條支支線線上上串串接接若若干干個(gè)個(gè)分分支支器器，，通通過過分分支支輸輸出出端端把把信信號號分分配配給給各各個(gè)個(gè)用用戶戶終終端端。。由于于在在前前面面采采用用了了一一個(gè)個(gè)分分配配器器，，這這種種分分配配方方式式的的信信號號損損耗耗較較小小，，而而且且分分出出的的支支線線也也多多一一些些。。特特別別適適合合于于高高層層建建筑筑采采用用。。在實(shí)實(shí)際際使使用用中中，，每每條條支支線線末末端端應(yīng)應(yīng)接接上上75ΩΩ的的匹匹配配電電阻阻。。為為了了使使各各用用戶戶得得到到基基本本一一致致的的信信號號電電平平，，應(yīng)應(yīng)選選用用具具有有不不同同損損耗耗的的分分支支器器搭搭配配使使用用。。4.分分支支——分分配配形形式式分支支——分分配配形形式式的的基基本本組組成成如如圖圖5-16所所示示這種種分分配配方方式式是是在在前前端端輸輸出出的的干干線線上上串串接接若若干干個(gè)個(gè)分分支支器器，，再再在在每每個(gè)個(gè)分分支支器器的的分分支支輸輸出出端端接接一一個(gè)個(gè)分分配配器器。。為為了了使使各各用用戶戶得得到到基基本本一一致致的的信信號號電電平平，，應(yīng)應(yīng)選選用用具具有有不不同同損損耗耗的的分分支支器器搭搭配配使使用用。。分分配配器器的的各各輸輸出出端端也也不不宜宜空空載載，，如如果果暫暫時(shí)時(shí)不不用用，，應(yīng)應(yīng)接接上上75ΩΩ的的匹匹配配電電阻阻。。以上四四種是是分配配網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的基基本形形式。。在實(shí)實(shí)際應(yīng)應(yīng)用中中，還還可將將這些些基本本形式式組合合使用用，構(gòu)構(gòu)成較較復(fù)雜雜的混混合型型。二.用用戶戶電平平(系系統(tǒng)輸輸出口口電平平)的的計(jì)算算用戶電電平的的計(jì)算算大多多采用用正推推法和和倒推推法。。正推推法即即從前前往后后計(jì)算算，以以最后后一級級放大大器輸輸出電電平為為基礎(chǔ)礎(chǔ)，從從前往往后逐逐步減減去電電纜損損耗以以及分分配分分支器器損耗耗，最最后計(jì)計(jì)算出出用戶戶電平平。倒倒推法法即從從后往往前計(jì)計(jì)算，，以分分配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)最最后一一個(gè)用用戶電電平為為基礎(chǔ)礎(chǔ)，從從后往往前加加上電電纜損損耗以以及分分配分分支器器損耗耗，最最后計(jì)計(jì)算出出放大大器的的輸出出電平平。計(jì)算時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)首先先選擇擇距離離最遠(yuǎn)遠(yuǎn)，用用戶最最多，，條件件最差差的線線路進(jìn)進(jìn)行計(jì)計(jì)算；；當(dāng)系系統(tǒng)傳傳輸全全頻道道信號號時(shí)，，應(yīng)將將VHF、、UHF頻頻段電電平分分別計(jì)計(jì)算；；當(dāng)系系統(tǒng)傳傳輸VHF頻段段信號號時(shí)，，應(yīng)將將高頻頻端頻頻道電電平和和低頻頻端頻頻道電電平分分別計(jì)計(jì)算。。例如，，圖5-17為為一個(gè)個(gè)采用用分配配—分分支形形式的的小型型無源源分配配網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。假假設(shè)信信號從從前端端設(shè)備備送出出后經(jīng)經(jīng)分配配器分分為四四路，，每一一路都都串接接6個(gè)個(gè)分支支器，，分支支器選選用三三種不不同的的規(guī)格格；前前端設(shè)設(shè)備與與四分分配器器之間間的距距離很很近，，電纜纜損耗耗可以以忽略略；四四分配配器與與第一一個(gè)分分支器器之間間的電電纜長長度為為6m，其其余分分支器器之間間都為為3m，全全部采采用SYV—75——5——1型型電纜纜。我我們以以2、、8頻頻道為為例計(jì)計(jì)算用用戶電電平，，只計(jì)計(jì)算其其中一一路，，其余余各路路用戶戶電平平都一一樣。。通過實(shí)實(shí)測，，SYV——75—5—1型電電纜對對于8頻道道的衰衰減為為0.16dB/m，對對于2頻道道的衰衰減為為0.10dB/m，四四分配配器對對于每每個(gè)頻頻道的的分配配損耗耗都為為7dB。。①②②端用用戶采采用的的分支支器，，插入入損耗耗為0.5dB，分分支損損耗為為17dB；③③④端端用戶戶采用用的分分支器器，插插入損損耗為為1dB，，分支支損耗耗為13dB；；⑤⑥⑥端用用戶采采用的的分支支器，，插入入損耗耗為2dB，分分支損損耗為為9dB。。前端端輸出出信號號電平平為90dBμμV。。用戶電電平Sn計(jì)計(jì)算方方法：：Sn=ST－LP－－Lx－Ln－－LF－LS＋＋GF(dB)(5-7)式中Sn——第n個(gè)用用戶端端的輸輸出信信號電電平(dB)；；ST——前端端輸出出信號號電平平(dB)；LP——分配配器總總分配配損耗耗(dB)；Lx——傳輸輸電纜纜總損損耗(dB)；；Ln——分支支器總總插入入損耗耗(dB)；LF——分支支器總總分支支損耗耗(dB)；LS——衰減減器損損耗(dB)；；GF——寬帶帶放大大器增增益(dB)。。根據(jù)上上式先先計(jì)算算8頻頻道的的用戶戶電平平。對對于第第一個(gè)個(gè)用戶戶端：：由于于ST=90dB，，LP=7dB，Lx=0.16dB/m×6m，，LF=17dB，，Ln=LS=GF=0。因因此，，第一一個(gè)用用戶端端的用用戶電電平S1為為：S1=90－7－0.16××6－－17=65.04(dB)對于第第二個(gè)個(gè)用戶戶端：：由于于傳輸輸電纜纜增加加了3m，，又增增加了了前面面一個(gè)個(gè)分支支器的的插入入損耗耗0.5dB。。因此此，第第二個(gè)個(gè)用戶戶端的的用戶戶電平平S2為：：S2=90－7－0.16××9－－0.5－－17=64.06(dB)如此，，可以以計(jì)算算出各各用戶戶端的的8頻頻道輸輸出信信號電電平分分別為為：S1=65.04dB，S2=64.06dB，S3=67.08dB，S4=65.60dB，S5=68.12dB，S6=65.64dB。按照以以上相相同的的方法法，可可以計(jì)計(jì)算出出各用用戶端端的2頻道道輸出出信號號電平平分別別為：：S1=65.40dB，，S2=64.60dB，S3=67.80dB，S4=66.50dB，S5=69.20dB，S6=66.90dB。計(jì)算結(jié)結(jié)果如如圖5-17中中所標(biāo)標(biāo)數(shù)值值。括括號內(nèi)內(nèi)的數(shù)數(shù)值為為2頻頻道的的電平平。比較計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果可可以得得到：：1）對對于8頻道道，用用戶最最高電電平為為68.12dB，最最低電電平為為64.06dB，電電平差差為4.06dB，平平均電電平為為66.09dB。電電平差差很小小，符符合要要求。。通常常也可可寫為為66.09±±2.03dB。。2）對于2頻道，用用戶最高電電平為69.20dB，最最低電平為為64.60dB，電平差差為4.60dB，平均電電平為66.90dB。電電平差很小小，符合要要求。通常常也可寫為為66.90±2.30dB。第三節(jié)光光纜傳輸輸光導(dǎo)纖維——光纜作作為一種新新型先進(jìn)的的傳輸媒質(zhì)質(zhì)，自從問問世以來，，在通信和和電視傳輸輸方面得到到了廣泛的的應(yīng)用，出出現(xiàn)了有線線傳輸?shù)男滦戮置妗ｋS隨著光纖傳傳輸技術(shù)的的發(fā)展與成成熟，近年年來我國許許多大中城城市已經(jīng)開開通或正在在規(guī)劃建設(shè)設(shè)光纜電纜纜混合網(wǎng)。。采用光纜纜CATV系統(tǒng)，可可充分利用用光纖傳輸輸具有的寬寬帶、抗干干擾和高保保真等特性性，有利于于實(shí)現(xiàn)通信信、計(jì)算機(jī)機(jī)和有線電電視的三位位一體，使使未來的有有線電視能能融合于信信息高速公公路中。因因此，用光光纖作為傳傳輸媒質(zhì)，，建設(shè)寬帶帶光纜網(wǎng)，，發(fā)展數(shù)字字有線電視視是有線電電視必然的的發(fā)展方向向。光纜傳輸系系統(tǒng)概述1.激光的的基本知識識激光是“利利用光子受受激輻射實(shí)實(shí)現(xiàn)光放大大”的簡稱稱，也屬于于電磁波。。在光纖傳輸輸中，激光光是信號傳傳輸?shù)妮d體體，而普通通光是不能能作為載體體的。這是是因?yàn)榕c普普通光相比比，激光具具有以下一一些寶貴的的特性：激光具有很很強(qiáng)的方向向性激光的單色性很很高，頻譜譜很窄。而而普通光光源除除發(fā)出可見見光外，還還發(fā)出紫外外線、紅外外線等，有有很寬的頻頻譜。激光器的發(fā)發(fā)光功率非非常大2.光纖及及光纜光纖是由導(dǎo)導(dǎo)光材料制制成的纖維維絲，基本本結(jié)構(gòu)包括括纖芯和包包層兩部分分。纖芯由由高折射率率的柔軟玻玻璃絲制成成，是光波波的傳輸介介質(zhì)；包層層材料的折折射率比纖纖芯稍低一一些，它與與纖芯共同同構(gòu)成光波波導(dǎo)，形成成對傳輸光光波的約束束作用。其其縱截面如如圖5-18所示，，折射率n1>n2，臨界角角為θc=arcsin(n2/n1)。當(dāng)芯芯線中光的的入射角θ1大于臨界角角θc時(shí)，將發(fā)生生全反射，，光就會在在芯線內(nèi)來來回反射，，曲折向前前傳播。按照光傳傳輸模式式的不同同，光纖纖可分為為多模光光纖和單單模光纖纖。光在在光纖介介質(zhì)中傳傳播，它它的電磁磁場在光光纖中將將按一定定的方式式分布，，這種分分布方式式稱為模模式。多多模光纖纖是指允允許多種種電磁場場分布方方式同時(shí)時(shí)存在的的光纖，，按其折折射率分分布可分分為兩類類，即階階躍折射射率分布布光纖和和漸變折折射率分分布光纖纖。單模模光纖是是指只允允許一種種電磁場場分布方方式存在在的光纖纖。多模光纖纖的制造造、耦合合、連接接都比較較容易，，但由于于存在多多種模式式傳輸，，色散現(xiàn)現(xiàn)象較為為嚴(yán)重，，進(jìn)而使使傳輸頻頻帶變窄窄，傳播播性能較較差，不不適合有有線電視視系統(tǒng)使使用。單單模光纖纖的芯線線直徑小小，制造造、耦合合、連接接都比較較困難，，但其頻頻帶寬，，傳輸性性能好，，適于大大容量信信息的傳傳輸，有有線電視視系統(tǒng)均均采用單單模光纖纖。光纖的傳傳輸損耗耗非常小小，并且且不同波波長的光光在光纖纖中傳輸輸損耗是是不同的的。在850nm、1310nm和和1550nm三個(gè)值值附近，，光纖損損耗有最最小值，，故稱這這三個(gè)波波長為光光纖通信信的三個(gè)個(gè)窗口。。850nm波波長的光光損耗約約為2.5dB/km；1310nm波長長的光損損耗約為為0.35dB/km；1550nm波長長的光損損耗約為為0.2dB/km。。色散是光光纖傳輸輸中的另另一重要要指標(biāo)，，理論和和實(shí)驗(yàn)證證明：不不同波長長或不同同模式的的光在光光纖中傳傳輸時(shí)具具有不同同的速度度。在傳傳輸一定定距離后后，將相相互散開開，從而而造成波波形失真真。頻帶帶越寬，，傳輸距距離越遠(yuǎn)遠(yuǎn)，波形形失真越越嚴(yán)重。。多模光光纖的色色散較嚴(yán)嚴(yán)重，故故限制了了它的帶帶寬。單單模光纖纖只傳輸輸一個(gè)模模式，色色散較小小。1310nm波長長的光理理論上為為零色散散，因而而帶寬很很寬，在在目前光光纖傳輸輸中應(yīng)用用最廣。。單根光纖纖很細(xì)，，強(qiáng)度很很低，無無法應(yīng)用用。因此此，實(shí)際際中是將將多根光光纖組合合成多芯芯光纖，，并加入入鋼絲、、聚酯單單絲等加加強(qiáng)筋，，外面再再加上保保護(hù)套，，才成為為實(shí)用的的光纜。。3.光纜纜傳輸?shù)牡幕驹砉饫|CATV系系統(tǒng)的基基本組成成如圖5-19所示。。無論是是數(shù)字系系統(tǒng)還是是模擬系系統(tǒng)，其其基本組組成方式式是一致致的，區(qū)區(qū)別主要要在于光光發(fā)射機(jī)機(jī)和光接接收機(jī)的的不同。。光發(fā)射機(jī)機(jī)是將電電信號轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成光光信號的的裝置，，電信號號被加到到激光器器上，用用以控制制光信號號的強(qiáng)弱弱，使其其隨著電電信號大大小而變變化（光光強(qiáng)調(diào)制制）。被被調(diào)制后后的光信信號從發(fā)發(fā)射機(jī)中中輸出，，經(jīng)光分分路器分分成幾路路，分別別送至多多條光纜纜線路中中進(jìn)行傳傳輸。若若傳輸距距離過遠(yuǎn)遠(yuǎn)，中間間應(yīng)加有有光中繼繼站，對對光信號號進(jìn)行放放大后再再繼續(xù)傳傳輸。光光接收機(jī)機(jī)則將接接收到的的光信號號轉(zhuǎn)變成成電信號號。4.光纖傳輸輸?shù)奶攸c(diǎn)（1）頻帶寬寬，傳輸容量量大頻帶帶的寬窄代表表了可以傳輸輸信息容量的的大小。由于于光的波長為為微米（μm）級，頻率率在3×105GHz左左右，其絕對對帶寬相當(dāng)寬寬。從理論上上而言，它可可容納比同軸軸電纜多得多多的頻道。（2）傳輸損損耗小光光纖傳輸?shù)膿p損耗非常小，，例如1310nm波長長的光損耗為為0.35dB/km，，不加中繼站站，單程可傳傳輸30km，而一般直直徑較大的同同軸電纜每公公里損耗可達(dá)達(dá)數(shù)十分貝。。此外，還有有兩個(gè)特點(diǎn)：：其一是在全全部有線電視視傳輸頻道內(nèi)內(nèi)具有相同的的損耗（頻率率特性好），，不需加入均均衡器；其二二是損耗幾乎乎不隨溫度變變化。（3）抗干擾擾性能強(qiáng)由由于光纖的的基本成分是是石英，為非非導(dǎo)體，它不不受電磁場干干擾，雷電、、高壓電也不不會侵入而產(chǎn)產(chǎn)生觸電或毀毀壞設(shè)備等事事故。同時(shí)，，光纖抗化學(xué)學(xué)腐蝕能力強(qiáng)強(qiáng)，安全可靠靠。（4）保真度度高光纖纖傳輸通常不不需要中繼站站（或中繼站站極少），不不會引入非線線性失真，使使信號傳輸質(zhì)質(zhì)量大大提高高。同時(shí)，光光纖中傳輸?shù)牡男盘柌灰仔剐孤?，保密性性好。?）重量輕輕，鋪設(shè)方便便光纖非非常細(xì)，即使使做成光纜也也不粗，且比比重小，重量量輕，便于鋪鋪設(shè)。（6）來源豐豐富光纖纖是由石英制制成的，其主主要成分為SiO2，是是地殼中含量量最豐富的物物質(zhì)。隨著光光纜生產(chǎn)技術(shù)術(shù)水平的提高高，有望進(jìn)一一步降低成本本。二.光纜CATV系統(tǒng)統(tǒng)的構(gòu)成1．光纜CATV系統(tǒng)的的調(diào)制方式光信號傳輸?shù)牡幕菊{(diào)制方方式是光強(qiáng)調(diào)調(diào)制（IM）），即光纜中中傳送的光信信號強(qiáng)弱（光光功率大?。╇S電信號的的大小而變化化。我們通常常所說的光纜纜CATV系系統(tǒng)調(diào)制方式式是指電信號號的調(diào)制方式式，分為殘留留邊帶調(diào)幅（（VSB/AM）、調(diào)頻頻(FM)、、數(shù)字(PCM)三大類類。在進(jìn)行傳傳輸時(shí)，首先先完成電信號號的調(diào)制，然然后進(jìn)行光強(qiáng)強(qiáng)調(diào)制。因此此，若完整地地說，調(diào)幅光光纜系統(tǒng)的調(diào)調(diào)制方式應(yīng)為為VSB/AM–IM，，調(diào)頻光纜系系統(tǒng)的調(diào)制方方式應(yīng)為FM–IM，數(shù)數(shù)字光纜系統(tǒng)統(tǒng)的調(diào)制方式式應(yīng)為PCM–IM。為為了簡化敘述述起見，常常常將IM省去去在上述三種調(diào)調(diào)制方式中，，PCM光纜纜系統(tǒng)的性能能最好，造價(jià)價(jià)最高；VSB/AM光光纜系統(tǒng)的性性能最差，造造價(jià)最低；FM光纜系統(tǒng)統(tǒng)的性能與造造價(jià)則在二者者之間。這里里必須指出的的是，即使是是性能最差的的VSB/AM方式，在在傳輸距離相相同時(shí)，其性性能也比同軸軸電纜系統(tǒng)要要好得多。由于VSB/AM調(diào)制方方式與電視調(diào)調(diào)制制式相同同，不存在制制式轉(zhuǎn)換問題題。因此，VSB/AM光纜系統(tǒng)在在有線電視中中得到了廣泛泛的應(yīng)用2．VSB/AM光纜系系統(tǒng)VSB/AM光纜CATV系統(tǒng)的基基本構(gòu)成如圖圖5-20所所示前端輸出的多多頻道射頻（（RF）電視視信號首先送送入光發(fā)射機(jī)機(jī)，進(jìn)行光強(qiáng)強(qiáng)調(diào)制，轉(zhuǎn)換換成光信號。。光信號通過過光分路器分分成幾路后，，送入光纜中中進(jìn)行傳輸（（途中可能加加有光中繼站站），在適當(dāng)當(dāng)?shù)奈恢茫ㄍㄍǔＪ切盘柗址峙潼c(diǎn)）用光光接收機(jī)將光光信號還原成成電信號，并并通過電纜分分配網(wǎng)絡(luò)送至至各個(gè)用戶終終端。由于還還原出的電信信號仍然是殘殘留邊帶調(diào)幅幅電視信號，，電視機(jī)可直直接進(jìn)行收看看。光纜CATV系統(tǒng)的網(wǎng)型型基本上可分分為兩種：一一種是光纜電電纜混合網(wǎng)（（HFC），，即前端—光光纜干線傳輸輸—同軸電纜纜分配系統(tǒng)，，如圖5-20所示；另另一種是全光光纜網(wǎng)絡(luò)，即即前端—光纜纜干線傳輸——光纜分配系系統(tǒng)。目前，由于設(shè)設(shè)備器材昂貴貴和技術(shù)上的的難度等因素素，全光纜系系統(tǒng)很少使用用，采用較多多的是光纜電電纜混合網(wǎng)（（HFC）。。在光纜電纜纜混合網(wǎng)中，，光纜作為干干線，用于點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)的信號號傳輸，常采采用星形結(jié)構(gòu)構(gòu)；電纜則用用于分配網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，常采用樹樹形結(jié)構(gòu)。3．FM光纜纜系統(tǒng)FM光纜CATV系統(tǒng)的的基本構(gòu)成如如圖5-21所示在發(fā)送端，視視頻（V）、、音頻（A））信號首先進(jìn)進(jìn)行頻率調(diào)制制，然后混合合成一路并送送入光發(fā)射機(jī)機(jī)完成光強(qiáng)調(diào)調(diào)制，最后將將光信號送入入光纜中。接接收過程與發(fā)發(fā)射過程相反反。4．?dāng)?shù)字光纜纜系統(tǒng)數(shù)字光纜CATV系統(tǒng)的的基本構(gòu)成如如圖5-22所示。在發(fā)送端，視視頻（V）、、音頻（A））信號經(jīng)過處處理后送入編編碼器，轉(zhuǎn)換換為數(shù)字格式式，利用時(shí)分分復(fù)用器將多多路數(shù)字視頻頻音頻信號合合并為串行數(shù)數(shù)據(jù)流，送至至光發(fā)射機(jī)進(jìn)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制制，轉(zhuǎn)換成光光信號。在接收端，光光接收機(jī)將光光信號轉(zhuǎn)換為為串行電數(shù)據(jù)據(jù)流，經(jīng)過解解時(shí)分復(fù)用器器和解碼器處處理后，還原原為模擬視頻頻、音頻信號號。三.光纜CATV系統(tǒng)統(tǒng)的主要設(shè)備備1．光發(fā)射機(jī)機(jī)光發(fā)射機(jī)是將將電信號轉(zhuǎn)換換為光信號的的設(shè)備，其關(guān)關(guān)鍵部件是激激光器。激光光器是光發(fā)射射機(jī)的光源，，目前常用的的有分布反饋饋式半導(dǎo)體激激光器（DFB）和YAG固體激光光器（摻釹釔釔鋁石榴石激激光器）。激激光器的輸出出功率隨著驅(qū)驅(qū)動電流的變變化而變化（（在一定范圍圍內(nèi)），由于于射頻電視信信號是寬頻帶帶模擬信號，，因此對激光光器性能要求求很嚴(yán)格，特特別是電-光光變換非線性性、相對強(qiáng)度度噪聲等。CATV用VSB/AM光發(fā)射機(jī)可可分為兩種類類型：一種是是直接調(diào)制方方式；另一種種是外調(diào)制方方式。直接調(diào)調(diào)制光發(fā)射機(jī)機(jī)常采用DFB激光器，，射頻信號經(jīng)經(jīng)過相應(yīng)處理理后直接驅(qū)動動激光器，完完成光強(qiáng)調(diào)制制，其激光的的產(chǎn)生和調(diào)制制是合在一起起的。外調(diào)制制光發(fā)射機(jī)常常采用YAG固體激光器器，其激光的的產(chǎn)生和調(diào)制制是分別進(jìn)行行的。這兩種種調(diào)制方式的的主要區(qū)別如如圖5-23所示。直接調(diào)制光發(fā)發(fā)射機(jī)由于其其電-光變換換非線性較大大，輸出光功功率也較小，，只在傳輸距距離較近、規(guī)規(guī)模較小的系系統(tǒng)中得到廣廣泛的使用。。外調(diào)制光發(fā)發(fā)射機(jī)由于其其激光的產(chǎn)生生和調(diào)制是分分別進(jìn)行的，，可使激光器器和調(diào)制器性性能最佳化，，輸出光功率率較大，特別別適用于傳輸輸距離遠(yuǎn)、規(guī)規(guī)模大的有線線電視系統(tǒng)（1）直接調(diào)調(diào)制光發(fā)射機(jī)機(jī)直接調(diào)調(diào)制光發(fā)射機(jī)機(jī)常采用DFB激光器，，其基本組成成如圖5-24所示。射頻電視信號號首先由具有有低噪聲、低低失真的前置置放大器放大大，經(jīng)過自動動電平控制電電路使信號電電平保持恒定定；然后進(jìn)行行寬帶驅(qū)動和和預(yù)失真補(bǔ)償償，使信號達(dá)達(dá)到DFB激激光器所需的的驅(qū)動電平，，并校正