1、第4章有线电视网络传输系统有线电视传输系统分为同轴电缆电视系统、光缆电视传输系统、微波电视传输系统、同轴电缆光缆混合网(HFC)和微波电缆混合传输系统，其传输媒介主要包括：电缆、光缆和微波。系统的作用是将前端输出电视信号传输至用户分配系统，再由户分配系统将电视信号传输至用户。4.1传统的同轴电缆传输系统通过同轴电缆传输电视信号的系统称为同轴电缆传输系统。同轴电缆传输系统是由多级干线放大器通过同轴电缆级联组成的，是传统的电视信号传输系统。图4-1所示为完全同轴电缆传输有线电视系统，网络结构为树形网络，主要设备有射频同轴电缆、各种无源器件和干线放大器等。4.1.1同轴电缆的结构与性能参数1.结构图
2、4-2同轴电缆结构图示射频同轴电缆由内导体、外导体(屏蔽层)、绝缘体和保护层四部分组成，绝缘体使内、外导体绝缘且保持轴心重合，如图4-2所示。内导体也称为芯线，可以由铜线、镀铜铝线、镀铜钢线制成。外导体也称屏蔽层，一般由铜丝编织网或镀锡铜丝编织网内加一层铝箔制成，也可采用金属管(如铝管)制成，对电磁干扰有屏蔽作用。外导体与内导体之间是绝缘介质，介质对电缆起支撑作用，其2.性能参数(1)特性阻抗特性阻抗与内、外导体直径和绝缘材料的相对介电常数有关。有线电视系统采用同轴电缆的标准特性阻抗为75。(2)衰减常数衰减常数与同轴电缆的结构尺寸、介电常数、工作频率有关。衰减常数()表示单位长度(如100m
3、)电缆对信号衰减的分贝数。衰减常数与信号频率的平方根成正比，即频率越高，衰减常数越大；频率越低，衰减常数越小。在电缆产品说明书中给出了在与频率之间的对应关系，如表4-2所示。(3)屏蔽性能电缆的屏蔽性能是一项重要的指标。金属管状的外导体具有最好的屏蔽性能，双层铝塑带和金属网外导体也可取得较满意的屏蔽效果。电缆不仅可防止周围环境中的电磁干扰影响本系统，还可防止电缆的传输信号泄漏而干扰其他设备。(4)温度系数温度系数表示温度变化对电缆损耗值的影响。通常温度增加，电缆损耗增大；温度降低，电缆损耗减小。(5)最小弯曲半径铺设电缆时，若电缆某处弯曲程度太大或被挤压变形，特性阻抗就会变得不均匀，造成该处的
4、驻波比增大，产生反射，会使收视效果变差甚至影响收看。因此，在弯曲电缆时，一定要参照产品说明书给定的最小弯曲半径，若未标明最小弯曲半径，则一般应为电缆直径的610倍。(6)回路电阻电缆干线放大器是50Hz交流电供电的，电流经过内导体到达放大器，再由放大器经过外导体返回电源，形成一个回路。当确定由电源到任一负载的电压降时，就需要考虑回路电阻的影响。回路电阻在50Hz交流测得的值与直流回路电阻差别很小，可替代使用。(7)老化安装在室外的电缆随着使用时间的推移会出现老化现象，各项性能参数都要发生变化，其中电缆损耗特性变化很大。例如，三年后，电缆损耗增加1.2倍，六年后增加1.5倍。(8)防水、防潮性能
5、防水、防潮性能是电缆的一个重要指标。潮气会使电缆的损耗急剧增大，对电缆有非常不利的影响，护套虽然能防止水通过，却不能防止水蒸气通过。4.1.2干线放大器干线放大器的主要作用是对信号进行放大，以补偿电缆干线的损耗，所以干线放大器的性能好坏直接影响到整个系统的信号传输质量，关系到成千上万用户的收视效果。干线放大器的种类较多，可分为三类：(1)类干线放大器类干线放大器ALC放大器，具有自动增益控制(AGC)和自动斜率控制(ASC)功能，采用两个导频信号，传输距离可达10km以上，适用于大型有线电视系统。(2)类干线放大器类干线放大器又称AGC放大器，只具有自动增益控制(AGC)功能，采用单导频信号，
6、传输距离达5km左右，适用于中型有线电视系统。(3)类干线放大器类干线放大器只具有手动增益控制(MGC)和手动斜率控制(MSC)功能，无导频信号，适用于小型有线电视系统。1.干线放大器的技术参数(1)最小满增益带有自动增益控制的放大器，用手动调整到最大输入时放大器所能得到的增益。(2)标称增益在合适的自动电平控制和标称输入电平条件下，放大器所能得到的增益。(3)传输带宽以最小满增益定义的频率范围，也就是工作频率。(4)带内平坦度干线放大器工作频带内最高、最低幅频响应电平相对两者平均电平的偏差总量，叫做带内平坦度。要求干线放大器的平坦度达到0.250.3dB。(5)标称输入电平满足干线放大器性能
7、参数的输入电平范围内的中心点。(6)标称输出电平在标称输入电平和在标称增益下干线放大器的输出电平。(6)标称输出电平在标称输入电平和在标称增益下干线放大器的输出电平。(7)信号交流声比信号与寄生调幅到载波信号上的电源交流峰值之比。(8)载波组合交扰调制比(C/CM)交调指一个频道的调制内容叠加(串扰)到另外一个频道上。它与频道数有关，其值为被测频道需要的调制包络峰-峰值与在被测载波上的转移调制包络峰-峰值之比。(9)载波组合二次差拍比(C/CSO)任意两个载波的和频、差频(二次互调产物)和它们的二次谐波统称为组合二次差拍产物，载波信号峰值电平与这些产物之比叫做载波组合二次差拍比(C/CSO)。
8、(10)载波组合三次差拍比(C/CTB)在多频道放大时，载波信号峰值电平相对其周围的各种三次差拍及三次互调聚集产物之比。(11)AGC和ASC特性AGC特性表示干线放大器的输出电平受输入电平变化影响的大小。ASC特性表示干线放大器的输出电平斜率受输入电平斜率变化影响的大小。(12)反射损耗表示阻抗匹配的程度，以dB表示，干线放大器反射损耗大于16dB。分贝数越大，匹配越好。反射损耗不合乎要求，不但引起重影，而且会使平坦度变坏。(13)噪声系数干线放大器的噪声系数在710dB范围内。(14)最大输出电平最大输出电平是交调比为60dB时放大器的输出电平；有些产品给出的是在几十个频道混合输入时，在某
9、个非线性指标下的最大输出电平。(15)集中供电和稳压电源性能由于集中供电电源稳压精度不高和电缆回路电阻引起的电压降，要求干线放大器内采用开关电源，在电源输入2860V变化时，均能正常工作。2.干线放大器的供电干线放大器可以就近接市电，也可以在前端(或传输干线中任何一点)对干线放大器集中供电。采用集中供电可以减少供电点，使干线系统供电可靠性与安全性提高，同时干线传输系统不会因为某个局部区域停电而使干线传输中断，导致用户无法收看节目。集中供电需要增加交流供电器、电源插入器等设备。图4-3交流供电器原理图交流供电器的主要部分是一个降压变压器，将50Hz、220V市电变换成稳定的50Hz、60V低压交
10、流电，具有稳压、限流和断路等保护功能，如图4-3所示。电源插入器可将射频电视信号、低压交流电进行混合，一起注入到电缆中进行传输，也可以将二者分离。集中供电如图4-4所示。3.集中供电的计算图4-5干线放大器集中供电等效电路干线放大器的集中供电电路可等效为图4-5，图中R表示为放大器级间的电缆直流电阻，R1Rn分别表示第一级至第n级的等效电源的输入电阻，V1Vn分别表示第一级至第n级的等效电源的输入电压(有效值)，I1In分别表示第一级至第n级的等效电源的输入电流(有效值)。4.1.3分配网络分配网络是将电视信号经分配放大器后由分配器、分支器、同轴电缆传送给每个电视用户，是有线电视系统中传输主干
11、线与用户终端相连接的部分。1.分配网络形式(1)分配分配形式分配分配形式的基本组成如图4-6所示。如果电缆的长度相同，则各输出电平也相同。如果某一路空载，则对其他几路影响较大。因此在实际使用中，若某个端口暂时不用，应接上75的匹配电阻，以保持整个分配网络的匹配状态。(2)分支分支形式分支分支形式的基本组成如图4-7所示。这种分配网络使用的是分支方式，通过分支输出端把信号分配给各个用户终端。一般情况下分配比分支的损耗大，所以这种分配方式的信号损耗较大。每个用户终端的总损耗等于主分支的分支损耗、前面各分支的插入损耗与终端分支的分支损耗之和。串接的分支越多，损耗就越大。在实际使用中，最后一个分支的主
12、输出端应接有75的匹配电阻。(3)分配分支形式分配分支形式的基本组成如图4-8所示。这种分配方式先将信号平均分成几路，然后每路进行分支，通过分支输出端把信号分配给各个用户终端。在实际使用中，每条支线末端应接上75的匹配电阻。这种分配方式是分配网络中使用最广泛的一种。(4)分支分配形式分支分配形式的基本组成如图4-9所示。这种分配方式是先分支输出再分配各用户至各用户。分配的各输出端也不宜空载，如果暂时不用，应接上75的匹配电阻。2.分配器分配器将一路输入信号电平(功率或电压)平均地分成几路输出，通常有二、三、四、六和八分配器等，是无源器件。按输出路数分类有二分配器、三分配器、四分配器、六分配器等
13、。最基本的是二分配器和三分配器。按工作频率范围分类有5550MHz带宽型、5750MHz带宽型和1GHz宽带型。按照能否通过50Hz电源电流分类有过电流型和不过电流型。若干线放大器通过电缆馈电(一般为60V，50Hz)，则要求安装在电流通路中的分配器为过电流型，如图4-10所示。按照分配器外壳材料分类有塑料型、金属型、压铸型、密封防水型等。图4-11所示为铝外壳分配器。(1)分配损耗指分配器输入端信号电平与输出端信号电平分贝数之差，即式中Ls分配损耗；Pi输入信号功率(dB)；Po某个输出端信号功率(dB)。理想情况下，n分配器的每一路输出信号功率是输入信号功率的n分之一，此时分配损耗Ls(d
14、B)与分配路数n的关系如下：由上式可以看出，分配损耗随分配路数的增加而增大。根据分配损耗定义，若已知输入端电平或某个输出端电平，就可计算出任一输出端电平或输入端电平，即实际上，由于分配器在设计和制作过程中会引入一定的损耗，故实际损耗值都大于理想损耗值，如表4-3所示。(2)阻抗分配器的输入、输出阻抗都为75。分配器的每一个输出端都不能空载或者短路，若某个输出端多余不用，则要接入75电阻，以实现阻抗匹配。图4-13过电流型分配器原理示意图(3)反射损耗反射损耗表示分配器的输入、输出端与相连接同轴电缆的匹配程度。若反射损耗很大，说明匹配程度很好，信号在分配器的输入、输出端处不产生反射；若反射损耗很
15、小，说明匹配程度不好，则会产生反射。国标上规定：VHF频段反射损耗要大于16dB，UHF频段大于10dB。(4)过电流大小过电流型分配器为了实现通过电流，在非过电流型分配器的基础上增加电源低通滤波器，如图4-13所示。(5)相互隔离度又称分配隔离。如果在分配器的某一输出端加入一个测试信号，其他输出端会有微小电平输出(其他输出端及输入端均接匹配负载)，测试信号电平与其他输出端信号电平之差即是相互隔离度，通常用分贝表示。相互隔离度反映了分配器各输出端之间相互影响的程度。相互隔离度的值越大表示分配器各输出端之间的相互影响程度越小。通常要求相互隔离度大于20dB。另外，将分配器的输入、输出端倒过来使用
16、，则相当于混合器，可将多路信号混合成一路输出。3.分支器图4-14分支器的图示符号分支器通常有一个主输入端、一个主输出端和一个或多个分支输出端。分支器的图示符号如图4-14所示。分支器将主输入端信号分成几路输出，但是各路信号电平不完全相等，有主输出端和分支输出端之分。按分支输出端的多少分类有分支器分为一分支器、二分支器、三分支器、四分支器等。按工作频率范围分类有全频道型、带宽型和1GHz宽带型。(1)插入损耗插入损耗是表示信号从主输入端传输到主输出端的电平衰减的程度，用分支器的主输入端信号电平与主输出端信号电平分贝数之差表示，即式中Ld插入损耗；Pi主输入端信号电平(dB)；Po主输出端信号电
17、平(dB)。(2)分支损耗分支损耗是表示信号从主输入端传输到分支输出端的电平衰减的程度，用分支器的主输入端信号电平与分支输出端信号电平分贝数之差表示，即式中Lc分支损耗；Pi主输入端信号电平(dB)；Pb分支输出端信号电平(dB)。根据插入损耗与分支损耗的定义，若已知分支器的主输入电平，则主输出电平Po=主输入电平Pi插入损耗Ld分支输出电平Pb=主输入电平Pi分支损耗Lc若已知分支输出电平，则可先计算出主输入电平，然后计算出主输出电平，即主输入电平Pi=分支输出电平Pb+分支损耗Lc主输出电平Po=主输入电平Pi插入损耗Ld选用同一种分支器时，主输出电平和分支输出的计算如图4-15所示。其中
18、分支器的插入损耗为2dB，分支损耗为12dB。选用不同分支器时，主输出电平和分支输出的计算如图4-16所示。其中第1、2个分支器的插入损耗为2dB，分支损耗为12dB。第3、4个分支器的插入损耗为3dB，分支损耗为8dB。(3)相互隔离度只有分支器的分支输出端为两个以上的分支器才具有相互隔离度这项指标，该值越大越好。在某一分支端加入测试信号，其他各端口均接匹配负载时，该测试信号电平与其他分支输出端信号电平分贝数之差为相互隔离度，它表示分支输出端之间的相互影响程度，该值越大越好。(4)反向隔离度反向隔离度用来表示分支输出端与主输出端之间的相互隔离的程度，即分支输出端与主输出端之间的损耗，用分贝来
19、表示，该值越大越好。4.串接式分支器(输出口)串接式分支器又称串接式输出口，具有分支器和系统输出口的功能，主输出端(OUT)连接至下一个用户，分支输出端(BR)作为系统输出口，直接与用户电视机相连接如图4-17所示。串接式分支器分为串接一分支器和串接二分支器，串接二分支器用于相隔邻近的用户终端。5.衰减器在有线电视系统中，当输入或输出电平过大，超出规定的范围，就会影响收视效果。衰减器大多用在放大器的输入端和输出端，调节输入、输出端电平，使其保持在适当的范围内。衰减器一般按衰减量是否可调节分为固定式和可调式两种。固定式衰减器的输入端和输出端可交换使用，常做成不同规格衰减量的系列产品，并制成插件结
20、构，直接装入有线电视系统中，其体积小，性能稳定，装配方便。可调式衰减器分为两种：一种是步级可调式，常用于波段开关；另一种是连续可调式，在一定范围内可任意进行调整。6.均衡器均衡器实质上是一个衰减量随频率变化的衰减器，用来补偿电缆衰减倾斜特性。电缆对信号有衰减且衰减量与信号频率的平方根成正比，即信号高频段损耗比低频段损耗大，电缆的衰减-频率曲线是倾斜的。因此，即使前端输出的各频道信号电平是一致的，但经过一段电缆传输后，各频道信号电平会变得不一致。高频段信号电平较低频段信号电平低，各频道电平差可达十几分贝，甚至更高，这在邻频传输系统中是根本不允许的。为了在整个工作频段上取得平坦的响应特性，必须对电
21、缆衰减的倾斜特性给予适当的补偿。常用的一种补偿方法就是采用均衡器。7.用户终端用户终端盒又称系统输出口，一般安装于用户室内，是有线电视系统与用户设备之间的接口，通过一段电缆和插头将电视信号送入用户电视机。按结构分，用户终端盒有单输出口(TV)和双输出口(TV、FM)两种形式。其中，单输出口只有一个插孔，输出射频电视信号至电视机；双输出口有两个插孔，分别输出射频电视信号和调频广播信号。系统输出口(用户电平)的计算大多采用正推法和倒推法。4.2光缆传输系统光纤传输具有宽带、抗干扰和高保真等特性，所以CATV系统主干线往往采用它。光纤传输技术越来越成熟，有线电视台系统规模越来越大，主干线采用光缆、支
22、干线采用电缆的光缆电缆混合网(HFC)在信号的传输中发挥了巨大的作用。4.2.1光纤光纤是传导光的介质，通常由纤芯和包层(两个二氧化硅SiO2层)组成。纤芯由高折射率的柔软玻璃丝制成，是光波的传输介质；包层的折射率小于纤芯的折射率，这样在包层与纤芯的临界面上共同构成一个封闭的全反射面，保证了光能被完全反射回纤芯。光纤具有损耗低、传输距离长、传输容量大、传输质量高等特点。1.光纤的种类光纤有多种类型，可以作多种分类。按照光纤中传输的总模式数，分为多模光纤和单模光纤；按光纤横截面上折射率分布，分为阶跃(SI)光纤和梯度(GI)光纤。光在光纤介质中传播，它的电磁场在光纤中将按一定的方式分布，这种分布
23、方式称为模式。通常把能传输多种电磁波模式的光纤称为多模光纤，把只能传输一种电磁波模式的光纤叫单模光纤。多模光纤的芯线直径较粗，有50m以上，便于制造、耦合和熔接。但是传输效果差，传输频带窄。单模光纤的芯线直径为810m，制造、耦合和熔接难度较大，但其频带宽，传输性能好，有线电视系统中大多数采用这种光纤。2.光纤的传输损耗和色散光纤还有两个重要属性：光纤的传输损耗和色散。光纤的传输损耗指光信号在光纤中传输一段距离后所产生的损失，不同波长的光在光纤中传输损耗是不同的。光纤的传输损耗通常用“dB/km”为单位。1 310nm波长的光损耗约为0.35dB/km；1 550nm波长的光损耗约为0.2dB
24、/km。光纤的色散是光纤传输中的另一重要指标，不同波长或不同模式的光不仅在光纤中传输的速度不同，而且呈分散的状况。多模光纤的色散较严重，故限制了它的带宽。单模光纤只传输一个模式，色散较小。4.2.2光缆由于光纤抗弯强度低，容易折断，实用中需要多根光纤，因此，需要制成光缆。1.光缆的基本结构光缆由多根光纤、加强芯和护套等部分组成如图4-20所示。图4-20光缆的组成一根光缆中光纤的数量由实际需要来确定。加强芯用于加大光缆抗拉能力，一般采用钢丝作为加强材料。光缆的护套与电缆护套的作用基本相同，保护不受外界的伤害。2.光缆类型根据光纤的传输特性，光缆也分为单模和多模；按光缆加强芯和护套是否采用了金属
25、材料可分为金属光缆和非金属光缆；按光缆护套材料和形式分为塑料护套光缆、综合护套光缆和铠装护套光缆；按光缆结构分为层绞式、骨架式、束管式光缆。4.2.3光无源器件光缆传输系统中的光无源器件有光纤连接器、光分路器、光隔离器、光复用器、光衰减器、光纤跳线等，它们在光纤链路中起光学连接、光功率分配、光波分复用、光信道切换、光信号衰减、调制、隔离等作用。光纤连接器的技术指标有插入损耗、反射损耗等。通常，光纤连接器可以拔插1 000次以上，其插入损耗约0.2dB，反射损耗超过60dB。1.光纤连接器光缆传输系统中为了远距离传输，需要将光缆连接起来，这时就要使用光纤连接器。按光纤的模式特性不同，光纤连接器可
26、分为多模光纤连接器和单模光纤连接器；按光纤的数量不同，光纤连接器可分为多芯光纤连接器和单芯光纤连接器；按所采用的方式不同，光纤连接器可分为FC、ST、SC光纤连接器。我国使用最多的是FC系列光纤连接器。2.光分路器光分路器又叫光分支器。光分路器在光缆传输系统将光信号进行耦合、分支和分配。光分路器的技术参数有插入损耗、附加损耗、分光比等。(1)插入损耗插入损耗是指指定输出口的光功率相对全部输入功率损失的分贝数。(2)分光比分光比K定义为分路器某个输出端功率Pn与输入端功率Pi之比，以公式表示为分光比常用百分数表示。分光比的分贝表示又称为理论分光损耗，定义为输入功率(dB)减去输出功率(dB)，以
27、公式表示为(3)附加损耗附加损耗是全部输出口的光功率总和相对全部输入功率损失的分贝数。一般情况下附加损耗如表4-4所示。3.光隔离器光隔离器的作用是抑制反射信号，连接在激光器管芯与光纤之间。一般情况下，要求光隔离器插入损耗小于3dB，光隔离度要大于60dB。4.光复用器光复用器的作用是将多个不同波长的光敷在同一根光纤中传输，有时分复用、频分复用、波分复用之分。时分复用是把信号的传输时间分成一个个时段，让不同波长的光信号在不同的时段中传输；频分复用是将多个不同波长的光信号进行调制后在同一光纤中传输；波分复用的作用与频分复用的作用一样，也是将多个不同波长的光敷在同一根光纤中传输。光复用器的插入损耗
28、小于0.5dB，波长隔离度大于35dB。5.光衰减器光衰减器对过强的光信号进行衰减，使之符合标准。光衰减器有固定型和可变型之分。1 310nm和1 550nm波长的光固定衰减量为25dB，可变衰减值为455dB。6.光纤跳线光纤跳线两端是活动接头，中间是光纤。光纤跳线用于连接或转接，两端的活动接头可以是相同的型号，也可以不同。4.2.4光有源器件与设备1.发光二极管和光敏二极管发光二极管具有电光转换性，是一种半导体器件。加正向电压时，空穴和电子就会在PN结的中部复合并发光。光敏二极管的作用与发光二极管相反，能够将光信号变为电信号。在有线电视系统中常用PIN光敏二极管和APD光敏二极管(雪崩二极
29、管)。2.激光器发光二极管的光谱较宽、色散大与光纤的耦合效率不高，人们在此基础上推出了激光器二极管。在激光器二极管发光层的表面刻上衍射光栅，通过光栅波纹峰的反射进行反馈，加大激光输出功率和增强选频作用，从而制造了半导体激光器(DFB激光器)。采用三价钕离子制成的激光器称掺钕钇铝石榴石激光器(YAG激光器)。3.光放大器光放大器的作用是对光信号进行放大。通常，光放大器分为半导体激光放大器和光纤放大器两类。光纤放大器是有线电视系统中常使用的光放大器，光纤放大器又有掺铒光纤放大器(EDFA)和掺镨光纤放大器(PDFA)两种。(1)掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器由泵浦光源、光耦合器、光隔离器、掺铒光纤和
30、滤光器等组成，如图4-21所示。(2)掺镨光纤放大器掺镨光纤放大器的电路结构与掺铒光纤放大器类似。光纤放大器常作为中继放大器，用于远距离光缆传输系统；也可紧接着小功率光发射机，用于提高光功率。4.光发射机在有线电视系统中，光发射机的作用是将电视信号变为光信号，并有效地送入光纤。按强度调制方式的不同，光发射机可分为直接调制和外调制两种类型。直接调制光发射机常采用DFB激光器，射频信号经过相应处理后直接驱动激光器，完成光强调制，其激光的产生和调制是合在一起的。外调制光发射机常采用YAG固体激光器，其激光的产生和调制是分别进行的。直接调制光发射机由于其电-光转换非线性较大，输出光功率也较小，只在传输
31、距离较近、规模较小的系统中得到广泛的使用。外调制光发射机由于其激光的产生和调制是分别进行的，可使激光器和调制器性能最佳化，输出光功率较大，特别适用于传输距离远、规模大的有线电视系统。(1)DFB直接调制光发射机直接调制光发射机常采用DFB激光器，通过高频电视信号控制激光器的偏流来达到调整激光器的输出功率。其基本组成如图4-22所示。(2)YAG外调制光发射机外调制光发射机由半导体激光二极管泵浦源、固体激光器、光隔离器、调制器、控制环路及微处理器等组成，如图4-23所示。5.光接收机光接收机由光检测器、电信号放大器、均衡电路、电控衰减器、输出放大器、AGC电路和监测电路等组成。它的作用是将光缆传
32、送来的光信号还原成射频电视信号，实现光-电转换。光接收机的基本组成如图4-24所示。4.2.5光缆传输系统的构成1.光缆传输系统的调制方式光信号传输的基本调制方式是光强调制(IM)，即光缆中传送的光信号强弱(光功率大小)随电信号的大小而变化。我们通常所说的光缆有线电视系统的调制方式是指电信号的调制方式，分为残留边带调幅(VSB/AM)、调频(FM)、数字(PCM)三大类。在进行传输时，首先完成电信号的调制，然后进行光强调制。因此，调幅光缆系统的调制方式应为VSB/AM-IM，调频光缆系统的调制方式应为FM-IM，数字光缆系统的调制方式应为PCM-IM。为了简化叙述起见，常常将IM省去。在上述三
33、种调制方式中，PCM光缆系统的性能最好，造价最高；VSB/AM光缆系统的性能最差，造价最低；FM光缆系统的性能与造价则在二者之间。这里必须指出的是，即使是性能最差的VSB/AM方式，在传输距离相同时，其性能也比同轴电缆系统要好得多。由于VSB/AM调制方式与电视调制制式相同，不存在制式转换问题。因此，VSB/AM光缆系统在有线电视中得到了广泛的应用。有线电视前端输出的电视信号首先送入光发射机，进行光强调制，转换成光信号。光信号通过光分路器分成几路后，送入光缆中进行传输，经光中继站可进行光放大，接收端用光接收机将光信号还原成电信号，并通过电缆分配网络送至各个用户终端。由于还原出的电信号仍然是残留
34、边带调幅电视信号，电视机可直接进行收看。光缆CATV系统的网型基本上可分为两种：一种是光缆电缆混合网(HFC)，即前端2.光缆系统基本构成光缆有线电视系统的基本构成如图4-25所示。光缆干线传输同轴电缆分配系统，如图4-25所示；另一种是全光缆网络，即前端光缆干线传输光缆分配系统。3.FM光缆系统FM光缆CATV系统的基本构成如图4-26所示。在发送端，视频(V)、音频(A)信号首先进行频率调制，然后混合成一路并送入光发射机完成光强调制，最后将光信号送入光缆中。接收过程与发射过程相反。图4-26FM光缆CATV系统的基本构成4.数字光缆电视系统数字光缆电视系统的基本构成如图4-27所示。在发送
35、端，视频(V)、音频(A)信号经过处理后送入编码器，转换为数字格式，利用时分复用器将多路数字视频音频信号合并为串行数据流，送至光发射机进行光强调制，并转换成光信号。4.3数字MMDS传输技术电视信号微波传输系统应用广泛，数字微波也有迅猛发展，特别是数字MMDS传输技术使电缆光缆不能到达的地区拥有丰富的电视节目。微波传输具有以下一些优点：1)微波传输适用于地形较复杂(如需跨过河流、山谷)以及建筑物和街道的分布使铺设电缆光缆较为困难的地区。另外，利用微波可跳过面积较大的无居民区，以避免铺设没有收入的传输线路，造成不必要的浪费。2)由于不需要铺设大量的有线传输媒质，微波传输的建造费用少，建网时间短，
36、维护方便。而在50km视距范围内，微波传输是相当稳定的。因此，在传输距离较远时，微波传输具有较高的性能价格比。3)微波传输的定向性较好，传输频率高，因此其抗天电干扰和工业干扰的能力较强。4)微波传输易于与前端和电缆分配网络接口。还可以传输加扰电视，与付费电视相兼容。按照所传送电视信号的调制方式，微波系统可分为残留边带调幅(VSB/AM)调制、频率(FM)调制和数字微波电视三类。调幅(VSB/AM)微波系统与电视调制制式相同，不存在制式的转换问题，且具有设备简单、造价低、可靠性高等优点，因此得到了广泛的应用。VSB/AM微波系统通常又分为两类：调幅微波链路(AML)系统和多频道多点微波分配(MM
37、DS)系统。4.3.1AML和MMDS系统的特点AML和MMDS系统各自的特点与区别如表4-5所示。4.3.2微波传输系统的主要设备微波传输的主要设备包括微波发射机、微波接收机、微波中继器和天线等。1.微波发射机微波发射机有单频道发射机和宽频带发射机。单频道发射机输入的视频(V)和音频(A)信号先经中频调制器变为38MHz的中频信号，然后上变频为微波信号，再通过放大器输出额定功率。图像和伴音分开处理，最后输出的微波图像功率要大于微波伴音功率。双工器把微波图像信号和微波伴音信号合成为一路，送入微波频道合成器。频道合成器用来将各个单频道发射机输出的微波电视信号混合成一路，经馈线送至发射天线。而宽频
38、带发射机输入VHF、UHF各频道电视信号经前置放大器放大，电调衰减器调节到合适的电平，再与本振信号在混频器中群上变频为微波电视信号，然后经滤波、放大处理后，经馈线送至发射天线。3.微波中继器又称为微波转发器或微波转播站。它用于传输距离超出50km或传输路径有障碍不能直接传输至接收点的地区。微波中继器的主要作用是将接收到的微波电视信号进行功率放大后再发送出去，中间没有变频过程，也无制式转换。4.天线和馈线为了有效地发射(或接收)微波电视信号，天线和馈线也是非常重要的一部分。2.微波接收机微波接收机主要由下变频器以及其供电电源、接收天线和馈源组成。输入的微波电视信号在进行低噪声预放大后，由混频器群
39、下变频至有线电视标准频道(VHF、UHF或增补频道)，经放大输出后送至前端，或者送入用户的电视机直接收看。通常群下变频器有多种本振频率可供选择，本振频率不同，其输出频段也不同。采用哪种本振频率的群下变频器，一般由系统的频率配置规划来确定。4.3.3数字MMDS的传输技术图4-28数字MMDS传输系统MMDS系统的传输方式是点对面，其发射天线为全方向性的，为了扩大覆盖范围，天线应尽量架设得高一些。各个用户或住宅楼使用接收天线及相应设备将信号接收下来并转换到电视机能够接收的有线电视频段，然后通过分配网络送至用户终端，也可直接与电视机相连接。数字MMDS传输技术使原来一个模拟频道带宽可传输810套数字电视节目，而且很容易实现加密和解密。数字MMDS传输系统的组成如图4-28所示。
