章节题5有线电视和卫星电视接收系统.ppt

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1、1,2,课题5 有线电视和卫星电视接收系统,1,3,课题5 有线电视和卫星电视接收系统,4,【知识点】 有线电视系统的组成与类型；电视频道的划分；卫星电视天线与接收设备；卫星天线的安装；前端设备；传输分配系统及传输分配系统的施工。 【能力目标】 1了解有线电视系统的组成与类型； 2了解电视频道的划分； 3熟悉卫星电视天线与接收设备； 4熟悉卫星天线的安装及传输分配系统的施工。,课题5 有线电视和卫星电视接收系统,5,5.1 有线电视系统与电视频道,有线电视系统也称为CATV系统，它先后经历了共用天线电视系统、电缆电视系统和有线电视系统三个发展阶段。 共用天线电视（Community Anten

2、na Television ,CATV）系统是指共用一组天线接收电视台电视信号，并通过同轴电缆传输、分配给许多电视机用户的系统。它最早起源于20世纪40年代的美国山村,为解决接收广播电视图像质量不好的问题,在接收信号好的地方架设天线,把接收到的信号传递给电视用户,这种多个用户共用一副天线的系统就是共用天线电视系统的雏形。,6,随着社会的进步和技术的发展，人们对电视媒介提出了越来越高的要求，不仅要求接收电视台发送的节目，还要求接收卫星电视节目和自办节目，甚至利用电视进行信息交流等。传输电缆的含义也不再局限于同轴电缆，而是扩展到了光缆等。于是，人们将通过同轴电缆、光缆或其组合来传输、分配和交换声音

3、、图像信号的电视系统称为电缆电视（Cable Television）系统，其英文缩写也正好是CATV。现在，习惯上它又常称为有线电视系统，这是因为它以有线闭路形式传送电视信号，不向外界辐射电磁波，并区别于电视台的开路电视广播。,5.1 有线电视系统与电视频道,7,近些年随着有线电视技术的不断进步，CATV呈现出了光纤化、数字化、双向传输的趋势。同时，在有线电视光纤网上架构IP宽带网,构成“ 三网合一 ” 的宽带综合信息网已经得以实现。,5.1 有线电视系统与电视频道,8,5.1.1 CATV的组成与类型 5.1.1.1 CATV的组成 CATV一般由前端、干线传输和用户分配三个部分组成，如图5

4、.1所示。前端部分主要包括电视接收天线，频道放大器，频道变换器，自播节目设备，卫星电视接收设备，导频信号发生器、调制器、混合器以及连接线缆等部件。前端信号的来源一般有三种：接收无线电视台的信号；卫星地面接收的信号；各种自办节目信号。,5.1 有线电视系统与电视频道,9,图5.1 CATA系统的组成,5.1 有线电视系统与电视频道,10,CATV系统前端部分的主要作用是： (1) 将天线接收的各频道电视信号分别调整到一定电平，然后经混合器混合后送入干线； (2) 必要时将电视信号变换成另一频道的信号，然后按这一频道信号进行处理； (3) 将卫星电视接收设备输出的信号通过调制器变换成某一频道的电视

5、信号送入混合器； (4) 自办节目信号通过调制器变换成某一频道的电视信号而送入混合器； (5) 若干线传输距离长（如大型系统），由于电缆对不同频道信号衰减不同等原因，故加入导频信号发生器来进行自动增益控制（AGC）和自动斜率控制。,5.1 有线电视系统与电视频道,11,在图5.1中，对于接收无线电视频道的强信号，一般是在前端使用V/V频率变换器，将此频道的节目转换到另一频道上去，这样空中的强信号即使直接串入用户电视机也不会造成重影干扰，因为此时频道已经转换。如果要转换UHF频段的电视信号，一般采用U/V频率变换器将它转换到VHF频段的某个空闲频道上。但对于全频段（VHF+UHF）的CATV系统

6、，则不需要U/V变换器，可直接用UHF频道传送。,5.1 有线电视系统与电视频道,12,从卫星下行的电视信号（如C波段频率范围是3.74.2 GHz），通过抛物面卫星天线送入馈源和高频头（LNB），将频率变成第一中频，即9701470 MHz的电视信号，通过同轴电缆送入前端设备。进入前端的卫星信号常常需要经过两个前端设备：其一为卫星电视接收机，它的作用是将第一中频电视信号解调成音频和视频电视信号；其二为邻频调制器，它的作用是将音、视频信号调制到所需要的电视频道（VHF或UHF频段），然后送入混合器。,5.1 有线电视系统与电视频道,13,自办节目的信号来自演播室、室外采访摄像机或室内录像机。它

7、们输出的都为音、视频信号，进入前端以后都需用邻频调制器调制成指定的VHF/UHF邻频频道再送入混合器。 在大型系统中还会遇到使用导频信号发生器的情况，它是提供整个系统自动电平控制和自动斜率控制的基准信号装置，可以在环境温度和电源电压不稳定时保证输出载波电平的稳定。这种装置在一般中型或小型系统中不常采用。,5.1 有线电视系统与电视频道,14,干线传输系统是把前端接收、处理、混合后的电视信号传输给用户分配系统的一系列传输设备。一般在较大型的CATV系统中才有此部分。对于单栋大楼或小型CATV系统，可以不包括干线部分，而直接由前端和用户分配网络组成。 用户分配部分是CATV系统的最后部分，主要包括

8、放大器、分配器、分支器、系统输出端以及电缆线路等，它的最终目的是向所有用户提供电平大致相等的优质电视信号。,5.1 有线电视系统与电视频道,15,5.1.1.2 CATV的类型 1按网络类型分类 (1) 城域网即有线电视用户数为2000100000户的城镇联网，或100000户以上的大型城市网。一般由当地有线电视主管部门经营管理，设有一个信号源总前端，经干线传输到各地分前端，再进入用户分配网。传输干线多采用光纤传送技术与用户分配电缆网连接，形成光缆电缆混合网（即HFC），其网络拓扑结构如图5.2所示。,5.1 有线电视系统与电视频道,16,图5.2 HFC典型网络拓扑结构,5.1 有线电视系统

9、与电视频道,17,(2) 局域网即用户数在2000户以下的有线电视网。一般可采用全电缆网方式，用户分散、区域较大的情况下也可采用HFC方式。局域网也可通过电缆与城域网连接。 (3) 双向传输有线数字电视网即在HFC网络的基础上，正向（下行）通道传输有线电视模拟信号、数字电视信号和各种数据业务信号，反向（上行）通道传输各种宽、窄带数字业务信号。,5.1 有线电视系统与电视频道,18,2按传输频带分类 (1) 隔频传输系统频道在频谱上的排列是间隔的传输系统，即VHF（甚高频）系统、UHF（超高频）系统、全频道系统（VHF+UHF）。其中VHF频段有DS1DS12频道，UHF频段有DS13DS68频

10、道。 (2) 邻频传输系统即300 MHz、450 MHz、550 MHz、750 MHz、862 MHz系统。由于国家规定的68个标准频道是不连续的、跳跃的，因此在系统内部可以利用这些不连续的频率来设置增补频道，用Z来表示。邻频道系统频道划分及应用如表5.1所示。,5.1 有线电视系统与电视频道,19,注： 1小城镇中的住宅小区、企业可选用450 MHz或550 MHz邻频系统。 2大中城市中的住宅小区、企业应选择750 MHz或862 MHz系统，有条件的 部门宜选用1 GHz系统。 3对于新建的有线电视系统，单向传输时一般选用550 MHz邻频系统,双向传 输时选用750 MHz、862

11、 MHz邻频系统,300 MHz和450 MHz邻频系统只用于 现存的老系统。,表5.1 邻频道系统频道划分及应用,5.1 有线电视系统与电视频道,20,5.1.2 我国电视频道的划分 在保证电视信号质量的基础上，为了更加充分、合理地利用频谱资源，我国对于电视频道的基波配置波谱做出图5.3所示的划分。,5.1 有线电视系统与电视频道,21,注：1横坐标表示频率，纵坐标表示网络传输中信号电平的相对高低。 2频谱中下行模拟电视频道分为标准频道（DS）和增补 频 道（Z）, Z是有线电视专用频道。 3由于网络双向业务的开通，下行频道DS1DS5频道不宜选用。 4为防止传输系统中上、下行信号的串扰,特

12、设置了隔离带。,图5.3 频道基波配置波谱图,5.1 有线电视系统与电视频道,22,我国关于电视频道的划分如表5.2所示，由表中可见： （1） 目前我国电视广播采用、四个波段，、波段为VHF频段，、波段为UHF频段。 （2） 与波段之间和与波段之间为增补频道A、B波段，这是因CATV节目不断增加和服务范围不断扩大而开辟的新频道。 （3） 每个频道之间的间隔为8 MHz。 （4） 在波段与A波段（增补频道）之间空出88171 MHz频段划归调频（FM）广播、通信等使用，有时称波段。其中87108 MHz为FM广播频段。,5.1 有线电视系统与电视频道,23,表5.2 我国电视频道划分表,5.1

13、有线电视系统与电视频道,24,续表 5.2,5.1 有线电视系统与电视频道,25,续表 5.2,5.1 有线电视系统与电视频道,26,续表 5.2,5.1 有线电视系统与电视频道,27,续表 5.2,5.1 有线电视系统与电视频道,28,续表 5.2,5.1 有线电视系统与电视频道,29,5.2.1 概述 卫星电视广播系统由上行发射站、星体和接收站三大部分组成。上行发射站的主要任务是把电视中心的节目送往广播电视卫星，同时接收卫星转发的广播电视信号，以监视节目质量。星体是卫星电视广播的核心，它对地面是相对静止的，即要求它的公转精确且与地球自转保持相同，并且保持正确的姿态。卫星的星载设备包括天线、

14、太阳能电源、控制系统和转发器。转发器的作用是把上行信号经过频率变换及放大后，由定向天线向地面发射，以供地面的接收站接收卫星信号。,5.2 卫星电视天线与接收设备,30,5.2.2 卫星电视接收系统 卫星电视接收系统通常由接收天线、高频头和卫星接收机三大部分组成，如图5.4所示。接收天线与天线馈源相连的高频头通常放置在室外，所以又合称为室外单元设备。卫星接收机一般放置在室内，与电视机相连，所以又称为室内单元设备。室外单元设备与室内单元设备之间通过一根同轴电缆相连，将接收的信号由室外单元设备送给室内单元设备（即接收机）。,5.2 卫星电视天线与接收设备,31,图5.4 卫星电视接收系统示意图,5.

15、2 卫星电视天线与接收设备,32,卫星电视接收，首先是由接收天线收集广播卫星转发的电磁波信号，并由馈源送给高频头；室外单元的高频头将天线接收的射频信号进行放大、同时变频至第一中频频率f1F1（9701470 MHz），再由同轴电缆将此信号送给室内单元的接收机，接收机从中选出所需接收的某一固定的电视调频载波，再变频至解调前的固定第二中频频率f1F2（通常为400 MHz），由解调器解调出复合基带信号，最后经视频处理和伴音解调电路输出图像和伴音信号。,5.2 卫星电视天线与接收设备,33,卫星电视的接收，按接收设备的组成形式分为家庭用的个体接收和CATV用的集体接收两种方式。家用个体接收方式一般为

16、一碟（天线）一机，比较简单。若用户电视机与接收电视信号的制式相同，或者使用了多制式电视机，则不必加制式转换器；若用户电视机制式与接收电视节目制式不同，可在接收机解调出信号之后加上电视制式转换器进行收看。我国内地、香港地区及欧洲部分国家的彩色电视制式为PAL。除PAL外，还有NTSC、SECAM两种制式被广泛采用，如美国、加拿大、日本等国的彩色电视制式就为NTSC。,5.2 卫星电视天线与接收设备,34,CATV用的集体接收方式如图5.5所示，它是将接收机解调出来的图像和伴音信号通过调制器进行VHF或UHF频段的再调制，然后经制式转换器再由混合器将多路节目送入CATV系统中去，这样在该系统内的用

17、户不需增加任何设备就可以通过闭路系统的集体接收设备来收看卫星电视了。收看节目的数量取决于集体接收设备送入闭路系统的节目数量。由于集体接收方式的信号要经过再调制以及中间传输环节才能送到用户电视机上，因此要求接收质量高，设备特别是接收天线性能要较好（口径大）。此外，送入闭路电视系统的节目数越多，需要的接收机、制转器（如需要制式转换）和调制器相应增加，即要求每一套节目都需要用接收机、制转器和调制器设备。,5.2 卫星电视天线与接收设备,35,如要接收几颗广播卫星的多套电视节目，也就需要几副天线和多套接收设备。,图5.5 集体接收系统示意图,5.2 卫星电视天线与接收设备,36,5.2.3 卫星接收天

18、线 天线分系统是接收站的前端设备，它的作用是将反射面内收集到的经卫星转发的电磁波聚集到馈源门，形成适合于波导传输的电磁波，然后送给高频头进行处理。 天线是组成接收系统的最大部件，用于微波频率的天线几乎都采用面天线，并要求具有强方向性、高增益和阻抗匹配。从天线的用途来分，可分为通信天线和接收天线两大类。通信天线是由一副天线同时用来发射大功率射频信号和接收卫星转发的下行微弱信号，通信天线必须用隔离度相当高的双工器来满足同时收发信号的要求。,5.2 卫星电视天线与接收设备,37,接收天线，顾名思义，它只有接收信号的单一功用。由于它比通信天线少了一个双工器，因而造价和性能要求都低于前者。接收天线按馈电

19、方式不同分为三类：前馈式抛物面天线、后馈式卡塞格伦天线和偏馈式抛物面天线。接收天线按反射面的构成材料来分，又可分为铝合金的、铸铝的、玻璃钢的、铁皮的和铝合金网状的。,5.2 卫星电视天线与接收设备,38,目前，铝合金板材加工成反射面的天线性能最好，使用寿命也长；铸铝反射面的天线，尽管成本有所降低，但反射面的光洁度不高，天线效率低，性能要低于铝合金反射面的天线；玻璃钢反射面的天线，成本也低，但反射面的镀层容易脱落，使用寿命不长；铁皮反射面天线成本最低，但容易生锈腐蚀，使用寿命最短；铝合金网状天线效率不如前面的板状天线，但由于质量轻、价格低、风阻小及架设容易，较适合多风、多雨雪等场所,较多地作为楼

20、顶架设的闭路电视系统。,5.2 卫星电视天线与接收设备,39,板状天线的反射面是由合金铝板、玻璃钢喷涂特种涂料等以相同瓜瓣的数块（如8块、12块、18块等）拼装起来，或是整块压铸而成的。网状天线的反射面多采用铝丝编织材料，用密集的辐射梁及加强盘组成。各种接收天线的性能比较如表5.3所示。,5.2 卫星电视天线与接收设备,40,表5.3 各种接收天线的性能比较,5.2 卫星电视天线与接收设备,41,5.2.3.1 反射面 1前馈抛物面天线 前馈抛物面天线只有一个反射面，其反射面是一个旋转抛物面。 图5.6所示为前馈式接收天线结构示意图。其反射面为旋转对称的抛物面，馈源位于抛物面的焦点上，标准抛物

21、面天线用前馈方式做点源馈电。但馈源尺寸相对较小，影响了天线的效率。用于卫星电视接收的抛物面天线的焦距f与天线口径D之比（f/D）一般为0.380.42。,5.2 卫星电视天线与接收设备,42,图5.6 前馈式天线结构示意图 （a） 结构图;（b） 剖面图,5.2 卫星电视天线与接收设备,43,2后馈式抛物面天线 后馈式抛物面天线为双反射面，又称卡塞格伦天线。它由一个抛物面形的主反射面、双曲面形的副反射面和馈源喇叭组成，如图5.7所示。这种天线采用后馈方式，馈源喇叭尺寸大，天线的极化去耦性能好，频带宽，驻波比小。一般的卡氏天线效率在0.65左右，稍高于标准的抛物面天线。为了进一步提高天线效率，要

22、对主副反射面加以修正，修正后的卡氏天线效率一般为0.7左右。焦距f与主反射面口径D之比（f /D）一般选的较小，约为0.3。,5.2 卫星电视天线与接收设备,44,图5.7 卡氏天线接收天线结构示意图 (a) 结构图;(b)剖面图,5.2 卫星电视天线与接收设备,45,与前馈抛物面天线相比，后馈抛物面天线具有以下优点： （1） 有两个反射面，几何参数多，便于按不同需要灵活地进行设计； （2） 可采用短焦距抛物面作主反射面，以减少天线的纵向尺寸； （3） 馈源安装在主反射面顶点的背后，一方面缩短了馈源与低噪声放大器之间的距离，减少了传输噪声，另一方面可以防止照射，特别适合热带的卫星电视的接收；

23、（4） 天线效率高，在要求相同增益的条件下，其口径比普通抛物面天线小，对较大型的天线来说，可降低造价。,5.2 卫星电视天线与接收设备,46,但是，后馈式抛物面天线结构复杂，加工、安装和调试要求高，如需调试主副反射面交角、同心度、焦距和相位中心至副反射面的距离等，因此在实际工程中对天线的几何尺寸要做必要的修正。表5.4为前馈式和后馈式天线的对比。,表5.4 前馈天线与后馈天线参数对比,5.2 卫星电视天线与接收设备,47,3偏馈式抛物面天线 偏馈式抛物面天线适于小口径场合。口径小于2 m的卫星电视接收天线，特别是Ku波段（11.712.5 GHz）大功率卫星电视接收天线多用这种天线。这类天线也

24、有单偏置和双偏置之分。以单偏置为例，其结构如图5.8所示。 由图5.8可见，这种天线是由抛物面的一部分截面构成的，单偏置天线的馈源相心与抛物面焦点重合，但与反射面位置错开（即所谓偏馈或偏置）一个距离dc。,5.2 卫星电视天线与接收设备,48,图5.8 偏馈天线,5.2 卫星电视天线与接收设备,49,这样，馈源不会遮挡反射面接收电波，因而天线效率可以得到提高。椭圆形实线表示偏馈天线。从图中可以看出，偏馈天线是从抛物面天线正上方，以YO线为中心而切下的一部分，这就是偏馈天线基本的形成原理。偏馈天线由长轴YO和短轴XZ组成，它的有效面积是以短轴XZ为直径形成的圆面积，长轴约是短轴的1.1倍。偏馈天

25、线的标称以短轴为准。,5.2 卫星电视天线与接收设备,50,偏馈式抛物面天线与前、后馈抛物面天线相比有以下优点： (1) 它能有效地降低口面遮挡的影响，使旁瓣电平比前、后馈两者的都低得多，使天线噪声电平明显降低。 (2) 从馈源发出的电波仅一小部分返回馈源，因而反射波不会影响偏置天线，尤其是其阻抗几乎不受反射波影响,因此可获得较佳的驻波系数。 (3) 当采用较大的f /D设计时，不会影响天线结构的刚性。架设时，反射器与地面近乎垂直，厚积雪的影响较小。 (4) 效率较前、后馈抛物面天线高。普通前馈式的效率只有50%，后馈式的为50%60%，而偏馈式天线可达70%。,5.2 卫星电视天线与接收设备

26、,51,但是，由于偏馈式抛物面天线结构不对称，一定程度上增加了加工成本。 当天线直径小于4.5 m时，宜采用前馈式抛物面天线。当天线直径大于或等于4.5 m，且对其效率及信噪比均有较高要求时，宜采用后馈式抛物面天线。当天线直径小于或等于1.5 m时，特别是Ku频段(11.712.2 GHz)电视接收天线宜采用偏馈式抛物面天线。,5.2 卫星电视天线与接收设备,52,5.2.3.2 其他接收设备 1馈源 馈源的作用是将被天线拓射面收集聚焦的电磁波转换为适合于波导传输的某种单一模式的电磁波。由于馈源形如喇叭，又称为馈源喇叭。馈源喇叭本身具有辐射相位中心，当其相位中心与天线反射面焦点重合时，方能使接

27、收信号的功率全部转换到天线负载上去。 常见馈源喇叭的类型有圆锥形馈源喇叭、角锥形馈源喇叭、波纹馈源喇叭、介质加载的圆锥馈源喇叭、环形槽馈源喇叭。,5.2 卫星电视天线与接收设备,53,2高频头(LNB) 卫星电视信号由天（馈）线系统进入高频头。高频头（LNB）的电路原理如图5.9所示。 卫星电视接收天线接收的卫星信号非常微弱，一般由天（馈）线送给高频头输入端的载波信号（4 GHz或12 GHz）功率为-90 dBmW左右，经低噪声放大、混频以及第一中频放大后输出-3020 dBmW的中频（9701470 MHz）信号。,5.2 卫星电视天线与接收设备,54,图5.9 高频头电路原理框图,5.2

28、 卫星电视天线与接收设备,55,3卫星接收机 室内单元即卫星接收机，它的主要功能是将高频头送来的中频信号（9701470 MHz）解调还原成具有标准接口电平的电视图像和伴音信号。为了满足一般电视机直接收看，卫星接收机还备有标准频道的射频电视信号输出。当用于集体接收时，接收机输出的图像信号和伴音信号被送往电视调制器。如果是接收非PAL制的电视节目，在调制器前还要插入制式转换器。,5.2 卫星电视天线与接收设备,56,卫星天线作为接收部分的初始环节，安装质量的好坏直接影响到信号的优劣。在保证天线安装位置适宜、天线本体牢固的同时，还应做好天线仰角、方位角及后续的调试工作。防雷接地也是卫星天线安装的重

29、要环节。,5.3 卫星天线的安装,57,5.3.1 天线的安装 安装天线时应先清除基座上的水泥灰渣，并将地脚螺栓涂上黄油，然后按如下步骤进行安装： （1） 立柱安装用4个M20螺母14（见图5.10，下同）将立柱1固定在地脚螺栓上，注意保持中心和地面垂直。 （2） 辐射梁安装将12片辐射梁7用M820螺钉与中心筒6顺序连成整体，辐射梁无编号可任意互换。 （3） 反射面安装将反射面8用M820螺钉依次（无编号）与辐射梁连接好，保证反射面边接平滑、圆整。 （4） 馈源组安装先将馈源12与高频头13连成整体，高频头不得错位，再将馈源组固定在弓形架上，然后再把弓形架安装到馈源杆9上。,5.3 卫星天线

30、的安装,58,（5） 总装将馈源支架用M820螺钉安装到反射面中间的中心筒上，调整好馈源的角度；将同轴电缆一端接在高频头上，另一端穿入馈源杆后，从天线背后引出至前端；调整方位、俯仰两个角度的松紧，并固定在所需的工作位置上。 某3 m天线的安装结构如图5.10所示，其主要部件的名称与规格如表5.5所示。,5.3 卫星天线的安装,59,图5.10 3 m天线的安装结构图,5.3 卫星天线的安装,60,表5.5 3 m天线安装零部件明细表,5.3 卫星天线的安装,61,目前，卫星电视接收站大多都与无线转播或共用天线系统结合在一起，建在边远山区高地或大楼顶上。因此，接收站天线设备的避雷与接地是十分重要

31、的问题。 （1） 如果卫星电视接收站抛物面天线与地面电视转播天线或共用接收天线安装在一起，并在后者避雷有效保护半径之内，则卫星电视天线可不安装避雷针；但天线底座接地性能要好，应使接地电阻小于4 ；如在雷雨较多地区，卫星电视天线上需加装避雷针。 （2） 若卫星电视天线在上述天线有效保护半径之外，或位于空旷平地上，则应在天线主反射面上沿或副反射面顶端单独焊接长度约2.5 m、直径约0.02 m的避雷针。,5.3 卫星天线的安装,62,5.3.2 天线对卫星指向角的计算 设rp为地球接收站的位置经度,rs为卫星轨道的位置经度,为地球接收站的纬度,则经度差为： 地球接收站天线对卫星的仰角为： 方位角与

32、r和的关系为：,5.3 卫星天线的安装,63,按上式计算的方位角，以正南为基准，则南偏西为正，偏东为负。若以正北为参考，则应加上180。 表5.6给出了我国部分主要城市卫星地面接收站接收某些中外卫星时的天线仰角和方位角，可供天线安装调试时使用。 祥见课本,5.3 卫星天线的安装,64,表5.6 我国31个省会城市、直辖市接受11颗重要电视卫星的天线仰角和方位角,5.3 卫星天线的安装,65,前端设备的主要任务是进行电视信号接收后的处理，这种处理包括信号放大、混合、频谱交换、电平调整以及干扰信号成分的滤波等。组成前端系统的主要设备有天线放大器、混合器、频道转换器、调制器和用于自动电平调整和自动斜

33、率调整的导频信号发生器等，如图5.11所示。,5.4 前端设备,66,图5.11 前端系统组成方框图,5.4 前端设备,67,前端设备对接收信号进行处理，保证电视信号质量，以达到最好的图像质量和音响效果，故要求前端设备具有以下技术性能： （1） 保证输出的电视信号具有一定的信噪比； （2） 抑制频带外的干扰信号和频带内的同频干扰信号，保证不会出现重影现象； （3） 保证分配系统所需要的输出电平，以及传输系统具有合适的信号频谱分布。,5.4 前端设备,68,在全频道有线系统中，前端设备的形式比较简单，其典型例子的简介如下： 1小规模共用天线系统的前端 VHF、UHF接收天线用宽带接收天线。根据接

34、收场强的强弱连接相应的天线放大器。前端使用混合放大器，又称多波段放大器，如图5.12所示。,5.4 前端设备,69,图5.12 小规模系统的前端部分典型图例,5.4 前端设备,70,2中、小规模全频道电缆电视系统的前端部分 为提高系统接收质量，采用窄带混合电路，各频道根据需要增设滤波器或频道放大器及天线放大器。可配有录像机调制器，自行播放录像节目，如图5.13所示。 3用于边远地区高质量的CATV系统的前端设备 对于边远地区要采用AGC频道放大器，以补偿接收来的电视广播信号的起伏衰减。此频道放大器要带有高质量的输入输出滤波器，输出端带有两路信号混合电路，能使每两路信号混合后再与第三路混合。这种

35、接收信号的混合方式应用于多节目的大型有线电视广播站（台），如图5.14所示。,5.4 前端设备,71,图5.13 中、小规模系统的前端部分典型图例,5.4 前端设备,72,图5.14 采用全频道有线电视系统直接传输前端组成方框图,5.4 前端设备,73,传输分配系统的作用是把前端输出的电视信号送至各个用户。本节主要针对单栋建筑物如宾馆、办公楼、住宅楼等，因其范围小，用户比较集中，传输干线较短，因此信号质量比较容易保证，所以把传输分配系统主要放在用户分配系统上。,5.5 传输分配系统和传输线,74,5.5.1 用户分配系统的设计要点 （1） 用户电平的确定。 用户电平是设计用户分配系统的重要依据

36、。用户电平太高时，电视接收机的高频放大部分全工作在非线性区内，易产生互扰调制和交扰调制；用户电平太低时，又会使接收机的内部噪声起作用，形成雪花干扰。按国家标准GB 502001994的规定，CATV系统提供给用户的电平范围为6080 dBV。,5.5 传输分配系统和传输线,75,（2） 分配器的作用是将射频电视信号功率均等地分配给各路,且分配损耗要小，这样有利于高电平输出。但是应当注意，分配器的输出端不能开路（不接负载），否则会造成输出端的严重失配，同时还会影响到其他输出端。因此，分配器输出端不适合直接用于用户终端。在系统中当分配器有输出端空余时，必须接75 负载电阻。,5.5 传输分配系统和

37、传输线,76,（3） 分支器是将射频电信号功率不等地分配给各路，即有主路和支路之分，且支路有各种不同的衰减量，从而构成一个系列。 插入损耗等于输入与输出电平之差，即主路干线在接入分支器后的能量损失。 分支损耗也称分支衰减，等于分支器主路输出端电平与分支输出端电平之差，它表示支路从主路上耦合能量的多少。分支损耗越大,说明支路从干线上耦合到的能量越小。,5.5 传输分配系统和传输线,77,因此,对大楼（如高层建筑）从上至下进行分配时，一般上层的分支衰减量应取大一些，下层的分支衰减量应小一些，这样才能保证上、下层用户端的电平基本相同。同时，分支器的主输出口空余时，也必须接75 的负载。 （4） 分配

38、器、分支器尽可能安装在建筑物内，但不论安装在室内还是室外，均应装入防护盒内且应符合电波泄露标准。安装在户外时，距地面一般在2.5 m左右。 用户终端盒的安装高度可取其下沿距地面30150 cm。,5.5 传输分配系统和传输线,78,5.5.2 用户分配系统的信号分配方式 用户分配系统将干线传输来的信号分配给各个用户，它主要由放大器、分配器、分支器、串接单元、用户终端盒等组成。由于系统有大、中、小之分，器材有厂家之别，所以分配方式差异很大。其基本信号分配方式如下：,5.5 传输分配系统和传输线,79,（1） 分配-分配方式 这种方式指系统全采用分配器的分配方式， 如图5.15(a)所示。这种方式

39、适用于以前端为中心向四周扩散的结构形式。如果各路电缆长度相等，则各路输出电平也都相等。这种系统的分配损失较小，整个分配系统的损失为二分配器与四分配器的分配损失之和再加上电缆的损失。其缺点是如果某一路空载，对其他几路影响较大，因此当某一路输出端暂时不用时，一定要接上一个75 的匹配负载。这种方式多用于干线分配。,5.5 传输分配系统和传输线,80,图5.15 分配器的分配方式 (a) 分配-分配方式,5.5 传输分配系统和传输线,81,（2） 分支-分配方式 这种分配方式是在分 支器的分支输出端再接 分配器，如图5.15（b） 所示。因此它具有分配 -分配方式的特点，但终 端不宜空载，适用于分

40、段平面辐射形分配系统。,图5.15 分配器的分配方式 (b) 分支-分配方式,5.5 传输分配系统和传输线,82,（3） 分支-分支方式 如图5.15(c)所示,这种方式指系统全部使用分支器的分配方式，适用于结构分散、干线较长的情况。为了使各分支器的输出电平尽可能接近，需要选用不同损耗的分支器，靠近前端的分支器插入损耗应小些，分支损耗大一些；靠近终端的分支器插入损耗应大些，分支损耗小一些；在中间部分的分支器损耗介于两者之间。为了使系统匹配，这种方式需要干线终端接入75的匹配电阻，因此它的损耗比分配分配方式大，但当一路空载时对整个系统匹配的影响比前一种小，特别是对插入损耗小、分支损耗大的分支器更

41、是如此。因此，这种方式多用于输出端常常空载（不接电视机）的系统中。,5.5 传输分配系统和传输线,83,图5.15 分配器的分配方式 (c) 分支-分支方式,5.5 传输分配系统和传输线,84,在多层住宅中还常用串联单元分配方式。串接单元实际上是无需用户线的分支器，它是将分支器和用户盒做成一体的部件，能串接一分支器和二分支器。使用时直接挂在墙壁上，电缆线由上到下将这些串接单元串接起来，不需横向走线，因此结构简单、费用低、安装容易。其缺点是灵活性差，维修不方便，一处发生故障会影响到整串分配线的正常工作，而且需要有较高的电平，对串接单元的数量有一定限制。,5.5 传输分配系统和传输线,85,（4）

42、 分配-分支方式 分配-分支方式如图5.15（d）所示，这种方式先将前端输出的信号送入分配器均分为多路后，再分给各分支实施分配。同样，为使各用户端电平接近，应选用不同损耗的分支器。由于各干线终端接有75 的匹配电阻，因而对每一条干线基本上可以保持匹配，不会出现完全空载的状态。这种方式适用于高层建筑，用户数量多而且用户点的分布不规则，以及允许横向布线的场合。此外，这种方式使用、维修比较方便。,5.5 传输分配系统和传输线,86,图5.15 分配器的分配方式 (d) 分配-分支方式,5.5 传输分配系统和传输线,87,5.5.3 传输线 前端经过处理的电视信号源传送到分配网络后，经由各干线和支线送

43、至用户端。作为分配网络的载体，传输线路主要有同轴电缆和光纤两种。 同轴电缆传输方式主要适用于系统规模较小、传输距离近、不大于2000户的系统。 光纤、同轴电缆混合传输方式（HFC）是指主干线采用光纤，分配网络采用同轴电缆的传输方式。这是当前住宅小区CATV建设和老系统改造的主要传输方式。 全光纤传输方式（FTTH方式）是指主干线和分配网络均采用光纤。我国目前应用FTTH较少，今后是一种必然趋势，当条件（资金、技术、使用等）具备时应采用这种传输方式。,5.5 传输分配系统和传输线,88,1同轴电缆 同轴电缆性能的好坏不仅直接影响到信号的传输质量，还能影响到系统规模的大小、寿命的长短和合理的造价等

44、。 射频同轴电缆如图5.16所示。它的作用是在电视系统中传输电视信号。它是由同轴结构的内外导体构成，内导体（芯线）用金属制成并外包绝缘物，绝缘物外面是用金属丝编织网或用金属箔制成的外导体（皮），最外面用塑料护套或其他特种护套保护。,5.5 传输分配系统和传输线,89,图5.16 射频同轴电缆 1内导体;2绝缘层（聚乙烯）;3外导体屏蔽层;4绝缘保护层,5.5 传输分配系统和传输线,90,同轴电缆的衰减特性是一个重要的性能参数,它与电缆的结构、尺寸、材料和工作频率等均有关系。 （1） 电缆的内外导体的半径越大，其衰减(损耗)越小。所以，大系统长距离传输多采用内导体粗的电缆。 （2） 同一型号的电

45、缆中绝缘物外径越粗，其损耗越小。即使绝缘外径相同，但只要型号不同，则因绝缘物的材料和形状以及结构不同，其损耗也不同。 （3） 同一同轴电缆的损耗与工作频率的平方根成正比，传输频率越高损耗也越大。 （4） 电缆的衰减与温度有关，随着温度的升高损耗也会增大。,5.5 传输分配系统和传输线,91,选用同轴电缆时，要选用频率特性好、衰减小、传输稳定、防水性能好的电缆。目前国内生产的CATV用同轴电缆的类型可分为实芯和藕芯两种。芯线一般用铜线，外导体有两种：一种是铝管，另一种为铜网加铝箔。绝缘外套又分单护套和双护套两种。 在CATV工程中，以往常用SYKV型同轴电缆，近年来由于宽带的发展要求，常用SYW

46、V型同轴电缆。干线一般采用SYWV-75-12型（或光缆），支干线和分支干线多用SYWV-75-12或SYWV-75-9型，用户配线多用SYWV-75-5型。其中，75表示特性阻抗为75 ；9表示屏蔽网的内径为9 mm；5表示屏蔽网的内径为5 mm。 表5.7给出了部分同轴电缆的主要技术指标。,5.5 传输分配系统和传输线,92,表5.7 同轴电缆的技术参数,5.5 传输分配系统和传输线,93,2光缆 与同轴电缆相比，光缆的损耗要小得多，并且频带很宽，抗干扰性能强，安全可靠性高，可维护性能好，是电视信号及综合数据通信网络传输技术手段的发展方向。 光纤分为多模光纤、单模光纤、色散位移光纤、单模偏

47、振光纤、大数值孔径光纤和塑料光纤等。其波长有850 nm、1310 nm和1550 nm，工程上多选用=1310 nm的单模光纤。,5.5 传输分配系统和传输线,94,传输分配系统施工的主要内容有线缆的敷设，各类放大器、分配器、分支器与用户盒的安装，线路的连接及接地工程等。 有线电视系统的信号传输线缆，应采用特性阻抗为75的同轴电缆。当选择光纤作为传输介质时，应符合广播电视短程光缆传输的相关规定，重要线路应考虑备用路由。,5.6 传输分配系统的施工,95,5.6.1 干线放大器及延长放大器的安装 建筑物比较集中的小型天线系统工程，电缆传输较短，电平损失小，可将线路放大器安装在前端设备共用机箱内

48、。建筑物较分散的大型天线系统工程，为了补偿信号经电缆远距离传输造成的电平损失，一般在传输的中途应加装干线放大器。 明装时，电缆需通过电线杆架空，干线放大器则吊装在电杆上，距离杆顶部架空线以下1 m左右，且应固定在吊线上。不具备防水条件的放大器（包括分配器和分支器）要安装在防水箱内。,5.6 传输分配系统的施工,96,暗装时，根据设计的规定，在传输中途设中继放大站，电缆井里可以放置一只干线放大器，上面标明电缆的走向及输入、输出电平，以便维修检查，且还应注意设备的防潮。 干线放大器有的是自带电源，有的自身不带电源，而是由前端设备共用箱内的稳压电源供电，应根据具体情况将电源接好。 延长放大器是为了补

49、偿每一幢楼内的分配器、分支器及电缆传输过程中的电平损耗而增加的。一般在该楼的进线口放置一只信号分配共用箱，箱内除安装延长放大器外，还需装设磁闸盒（装电源保险丝用），电源插座及分配器或分支器。,5.6 传输分配系统的施工,97,5.6.2 分配器与分支器的安装 明装时，按照部件的安装孔位，用6 mm合金钻头打孔后，塞进塑料胀管，再用木螺丝对准安装孔加以紧固。对于非防水性分配器和分支器，明装的位置一般应在分配共用箱内或走廊、阳台下面，必须注意防止雨淋及受潮，连接电缆水平部分应留出250300 mm的余量，导线应向下弯曲，以防雨水顺电缆流入器件内部。 暗装有木箱与铁箱两种，并装有单扇或双扇箱门，颜色应与墙面相同。在木箱上装分配器或分支器时，可按安装孔位置，直接用木螺丝固定。采用铁箱结构，可利用二层板将分配器或分支器固定在二层板上，再将二层板固定在铁箱上。,5.6 传输分配系统的施工,98,5.6.3 用户盒（插座）安装 用户盒也分明装与暗装两种，明装用户盒只有塑料盒一种，暗装盒又有塑料盒、铁盒两种，应根据施工图要求安装。一般盒底边距地0.31.8 m，用户盒宜靠近