第七章--有線電視系統(tǒng)

第七章有線電視系統(tǒng),1掌握有線電視系統(tǒng)基本概念及其性能特點(diǎn)和頻道劃分2掌握有線電視系統(tǒng)的基本組成、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和基本類型3知道常見(jiàn)有線電視設(shè)備的功能和使用4了解雙向有線電視系統(tǒng)和付費(fèi)電視系統(tǒng)的基本工作原理,有線電視系統(tǒng)的定義,有線電視系統(tǒng)是采用纜線作為傳輸媒質(zhì)來(lái)傳送電視節(jié)目的一種閉路電視系統(tǒng)，它以有線的方式在電視中心和用戶終端之間傳遞聲，像信息。所謂閉路，是指不向空間輻射電磁波。CCTV-CATV,有線電視系統(tǒng)的分類,廣播有線電視專用有線電視（即應(yīng)用電視）工業(yè)電視教育電視醫(yī)用電視電視電話會(huì)議電視交通管理電視通信電視監(jiān)視電視軍用電視農(nóng)業(yè)電視,有線電視系統(tǒng)的傳輸方式,射頻信號(hào)傳輸，又稱高頻傳輸；視頻信號(hào)傳輸，又稱低頻傳輸。中近距離傳輸,通常采用隔頻（道）傳輸，鄰頻（道）傳輸，增補(bǔ)頻道傳輸，雙向傳輸?shù)确绞?，其傳輸媒質(zhì)一般是同軸電纜，光纜，平衡電纜等有線介質(zhì)。較遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，除用光纜和同軸電纜-光纜混合方式外，還常用微波和衛(wèi)星等無(wú)線傳輸媒質(zhì)。因此，有人把微波和衛(wèi)星傳輸稱為“有線中的無(wú)線”，“無(wú)線中的有線”。,工作頻段及頻道,有線電視的工作頻段及頻道分布,隔頻（道）傳輸與鄰頻（道）傳輸,鄰頻道指的是相鄰的標(biāo)準(zhǔn)廣播電視頻道。隔頻道指的是相隔的標(biāo)準(zhǔn)廣播電視頻道。,增補(bǔ)頻道,CATV的頻道劃分,有線電視的無(wú)線傳輸手段,衛(wèi)星微波多頻道微波分配系統(tǒng)MMDS調(diào)幅微波鏈路AML,有線電視的特性,(1)高質(zhì)量。(2)帶寬性。(3)保密性和安全性。(4)反饋性。(5)控制性。(6)靈活性。(7)發(fā)展性。,有線電視的基本功能,傳送電視節(jié)目傳送FM廣播節(jié)目通信信息監(jiān)控報(bào)警綜合服務(wù),有線電視系統(tǒng)的構(gòu)成,接收信號(hào)源前端處理干線傳輸用戶分配用戶終端,有線電視系統(tǒng)模式,(1).同軸電纜網(wǎng)(2)光纜網(wǎng)(3)微波網(wǎng)(4)混合網(wǎng)光纖同軸混合網(wǎng)微波同軸網(wǎng)光纖微波同軸網(wǎng),信號(hào)接收,1開(kāi)路電視信號(hào)的接收2衛(wèi)星電視信號(hào)的接收衛(wèi)星電視信號(hào)的接收采用衛(wèi)星接收機(jī)衛(wèi)星電視信號(hào)是由視頻，聲音副載波組成的基帶對(duì)載波再調(diào)頻的微波信號(hào)衛(wèi)星電視信號(hào)接收天線有兩種基本類型一是主焦點(diǎn)拋物面天線二是卡塞格倫天線,衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)基本組成,拋物面天線把來(lái)自空中的衛(wèi)星信號(hào)能量會(huì)聚成一點(diǎn)(焦點(diǎn))饋源是在拋物面天線的焦點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)接受衛(wèi)星信號(hào)的喇叭形裝置。高頻頭（LNB亦稱降頻器）是將饋源送來(lái)的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行降頻和放大后傳送至衛(wèi)星接收機(jī)。衛(wèi)星接收機(jī)是將高頻頭輸送來(lái)的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，輸出衛(wèi)星電視圖像信號(hào)和伴音信號(hào),衛(wèi)星電視接收方框圖,前端系統(tǒng)的組成,常見(jiàn)型。,前端系統(tǒng)的組成,重新調(diào)制型,前端系統(tǒng)的組成,外差型,前端設(shè)備,1.前端系統(tǒng)中的放大器2.頻道轉(zhuǎn)換器3.頻道處理器4.調(diào)制器5.混合器6.導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器,前端系統(tǒng)中的放大器,天線放大器。用以改善系統(tǒng)輸出信噪比。頻道放大器。它的作用是頻道放大，高電平輸出放大器。功率放大器一般為寬帶放大器，其主要目的是提高前端輸出電平，從而提高前端的帶載能力。,頻道轉(zhuǎn)換器,只進(jìn)行載頻搬移而不改變頻譜結(jié)構(gòu)U-V轉(zhuǎn)換器。U-Z轉(zhuǎn)換器。V-U轉(zhuǎn)換器。V-V轉(zhuǎn)換器。,頻道處理器,外差型解調(diào)-調(diào)制型。與二次變頻的頻道轉(zhuǎn)換器相比，它主要多了中頻處理器和中頻AGC兩部分。因此，它可以在中頻將圖像與伴音進(jìn)行分離，并進(jìn)行伴音電平的調(diào)解；然后，再與圖像信號(hào)進(jìn)行混合。,調(diào)制器,調(diào)制器是將視頻和音頻信號(hào)變換成射頻電視信號(hào)的裝置，他常與錄像機(jī)，攝像機(jī)，衛(wèi)星接收機(jī)等配合使用。,混合器,混合器是把兩路或多路信號(hào)混合成一路輸出的設(shè)備?；旌掀鞣譃闊o(wú)源和有源混合器兩種。有源混合器不僅沒(méi)有插入損耗，而且有510dB的增益。無(wú)源混合器又分為濾波器式和寬帶變壓器式兩種，他們分別屬于頻率分隔混合和功率混合方式。,導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器,導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器實(shí)際上是一個(gè)頻率和幅度都很穩(wěn)定的正弦波振蕩器。導(dǎo)頻信號(hào)的頻率目前尚不統(tǒng)一，不同的系統(tǒng)可以有不同的導(dǎo)頻信號(hào)。常采用三個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)：一個(gè)置于低于DS1頻道的頻率上；一個(gè)置于VHF（L）和VHF（H）波段之間；一個(gè)置于高于DS12頻道的頻率上。導(dǎo)頻信號(hào)的幅度一般低于電視信號(hào)的幅度（通常為610dB），以減輕干線放大器的負(fù)擔(dān)，保證交調(diào)指標(biāo)。導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器的組成框圖:,第四節(jié)傳輸系統(tǒng),傳輸媒質(zhì)、傳輸方式、傳輸設(shè)備、傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)電視信號(hào)傳輸是有線電視系統(tǒng)與開(kāi)路電視系統(tǒng)本質(zhì)區(qū)別所在，也是本章要掌握的重點(diǎn)內(nèi)容。,傳輸媒質(zhì)-射頻同軸電纜的結(jié)構(gòu),同軸電纜是用介質(zhì)使內(nèi)，外導(dǎo)體絕緣且保持軸心重合的電纜由內(nèi)導(dǎo)體，絕緣體，外導(dǎo)體和護(hù)套四部分組成。,射頻同軸電纜的性能,1特性阻抗。有線電視系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)特性阻抗為75。2衰減常數(shù)。3駐波系數(shù)與反射損耗。4屏蔽系數(shù)與屏蔽衰減。5溫度特性。同軸電纜隨溫度的變化率為0.2dB/。,同軸電纜的發(fā)展,1實(shí)芯聚乙烯絕緣同軸電纜2化學(xué)發(fā)泡聚乙烯絕緣同軸電纜3縱孔聚乙烯同軸電纜4物理發(fā)泡聚乙烯絕緣電纜,傳輸媒質(zhì)-光纜的結(jié)構(gòu),光波在光纖中的傳播是光纜傳輸?shù)幕A(chǔ)。光纖是像頭發(fā)絲那樣細(xì)的傳輸光信號(hào)的玻璃纖維，又稱光導(dǎo)纖維，它有兩種不同的玻璃制成。按光的傳輸模式，光纖分為單模和多模兩類。在有線電視系統(tǒng)中通常只使用單模光纖。,光纜的性能,1衰減特性2頻率特性3防干擾性能4壽命5直徑細(xì)，重量輕，資源豐富,傳輸媒質(zhì)-微波,以微波作為傳輸媒質(zhì)的場(chǎng)合:國(guó)家微波干線的大微波衛(wèi)星單路與多路FM（調(diào)頻）微波AM（調(diào)幅）微波多路微波分配系統(tǒng)MMDS。,微波傳輸有以下特點(diǎn),（1）頻帶寬，傳輸容量大。（2）傳輸質(zhì)量高，穩(wěn)定性強(qiáng)。（3）適應(yīng)性和靈活性強(qiáng)（4）投資少，便于維護(hù)。,傳輸方式-同軸電纜傳輸,同軸電纜傳輸是一種在前端和用戶之間用同軸電纜作為傳輸媒質(zhì)的有線傳輸方式。它有干線，支線和分配線等幾部分。,傳輸方式-光纜傳輸,視頻和伴音信號(hào)經(jīng)混合、調(diào)制放大后，由驅(qū)動(dòng)電路對(duì)發(fā)光二極管進(jìn)行光調(diào)制，或者對(duì)前端輸出的射頻電視信號(hào)直接進(jìn)行光調(diào)制，把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，再經(jīng)光纜傳至光接收機(jī)。在光接收機(jī)中，把光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后進(jìn)行放大，分配，或解調(diào)還原成視頻和伴音信號(hào)。,傳輸方式-（光纜+電纜）傳輸,用光纜做主干線和支干線，在用戶小區(qū)用電纜作樹(shù)枝狀的分配網(wǎng)絡(luò),傳輸設(shè)備,傳輸設(shè)備-放大器,（1）干線放大器。是為了彌補(bǔ)電纜的衰減和頻率失真而設(shè)置的中電平放大器（2）干線分支放大器。除一個(gè)干線輸出端外，還有幾個(gè)定向耦合（分支）輸出端，將干線中信號(hào)的一小部分取出，然后再經(jīng)放大送往用戶或支線。（3）分配放大器。由若干個(gè)分配輸出端，各端輸出電平相等。（4）光放大器。目前有線電視系統(tǒng)使用的光放大器主要是干線光放大器和分配光放大器。,均衡器（EQ）,在有線電視的信號(hào)傳輸過(guò)程中，為使各頻道信號(hào)的電平差始終保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，通常要采用均衡措施；否則各級(jí)積累的電平差會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的交互調(diào)干擾。,光端機(jī),光端機(jī)包括光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)，它有單路和多路兩類。單路光端機(jī)主要用于電視臺(tái)機(jī)房與發(fā)射塔之間，多路光端機(jī)主要用于有線電視網(wǎng)。（1）發(fā)射機(jī)它的主要功能是電/光（E/O）轉(zhuǎn)換。（2）接收機(jī)它的主要功能是將已調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（O/E）。,其他設(shè)備,（1）光分路（耦合）器（2）光纖活動(dòng)連接器,分配系統(tǒng),分配系統(tǒng)的作用,分配系統(tǒng)的作用主要是把傳輸系統(tǒng)送來(lái)的信號(hào)分配至各個(gè)用戶點(diǎn)。,分配系統(tǒng)的組成,分配系統(tǒng)由放大器和分配網(wǎng)絡(luò)組成。分配網(wǎng)絡(luò)的形式很多，但都是由分支器或分配器及電纜組成。,分配系統(tǒng)的特點(diǎn),（1）用戶電平和工作電平高。這是有線電視系統(tǒng)中唯一需要高電平工作的地方。只有這樣，才能提高分配效率，增加服務(wù)數(shù)。通常用戶電平可取70dB。（2）系統(tǒng)長(zhǎng)度短，放大器級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)少（通常只有一二級(jí)），且放大器可不進(jìn)行增益和斜率控制。,分配方式,1串接分支鏈方式,通常在VHF系統(tǒng)中，一條分支鏈上可串接二十幾個(gè)分支器；在全頻道系統(tǒng)中，一條分支鏈上串接的分支數(shù)小于8個(gè)。,分配方式,2分配分配方式需要注意的是，每個(gè)分配器的每個(gè)輸出端都要阻抗匹配，若某一端口不用時(shí)要接一個(gè)75負(fù)載。,分配方式,3分支分支方式在最后一個(gè)分支器的輸出端也要接上一個(gè)75的匹配電阻。,分配方式,4.分配分支方式在分配分支網(wǎng)絡(luò)中，允許分支器的分支端空載，但最后一個(gè)分支器的輸出端仍要加75（1/4W）負(fù)載。,分配方式,5.分配分支分配方式這種方式帶的用戶終端較多，但分配器輸出端不要空載,放大器、分配器和分支器,放大器,（1）分配放大器它處于干線傳輸系統(tǒng)的末端，以輸出幾路分配所需的電平。它通常無(wú)AGC和ASC功能。（2）線路延長(zhǎng)放大器它又稱線路放大器或延長(zhǎng)放大器，其作用是提高信號(hào)電平。線路放大器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，增益通常為2030dB，輸出電平較高。這種放大器在分配系統(tǒng)中用得很多。,分配器,分配器是將一路輸入信號(hào)均等或不均等地分配為兩路以上信號(hào)的部件。常用的有二分配器，三分配器，四分配器，六分配器等。分配器的類型很多，由電阻型，傳輸線變壓器型和微帶型；有室內(nèi)型和室外型；有VHF型，UHF型和全頻道型。分配器的電器特性主要有分配損耗Ls，端口隔離度，輸入，輸出阻抗（75），電壓駐波比（小于2）和工作頻率范圍等。,分支器,分支器是連接用戶終端與分支線的裝置，它被串在分支線中，取出信號(hào)能量的一部分饋給用戶。不需要用戶線，直接與用戶終端相連的分支設(shè)備，又成為串接單元。分支器由一個(gè)主路輸入端（IN），一個(gè)主路輸出端（OUT）和若干個(gè)分支輸出端（BR）構(gòu)成。分支器根據(jù)分支端數(shù)目的不同，通常有一分支器，二分支器和四分支器幾種。,用戶終端,常用終端技術(shù),1有線電視接收機(jī)方式2集中群變換方式3機(jī)上變換方式4電視接收機(jī)直接收看方式,機(jī)上變換器,1機(jī)上變換器的組成機(jī)上變換器通常采用高中頻的雙變頻方式或解調(diào)調(diào)制方式。（1）高中頻雙變頻式機(jī)上變換器（2）解調(diào)調(diào)制式機(jī)上變換器,機(jī)上變換器,2.機(jī)上變換器的類型（1）從上限頻率來(lái)分（2）從調(diào)諧方式來(lái)分,第七節(jié)雙向有線電視系統(tǒng),雙向傳輸是有線電視實(shí)現(xiàn)多功能化和交互式業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。在雙向有線電視中，由前端向用戶終端傳送的信號(hào)叫下行信號(hào)或正向通路信號(hào)；信號(hào)從用戶端向前端傳送的通路成為反向通路或上行通路。,雙向有線電視系統(tǒng)工作方式,1空間分割法又稱雙纜法，它是利用兩根電纜或光纜分別傳送上，下行信號(hào)。2頻率分割法用同一纜線的不同頻段分別傳送上，下行信號(hào)。3時(shí)間分割法這種分割方式類似于通信系統(tǒng)中的時(shí)分多址和時(shí)分復(fù)用。,雙向CATV的基本組成,信息交換方式,現(xiàn)在流行的交互式業(yè)務(wù)有兩種信息交換方式。1分配掃描方式,信息交換方式,2.點(diǎn)點(diǎn)方式,第八節(jié)付費(fèi)電視系統(tǒng),付費(fèi)電視是一種電視信號(hào)的有條件接收技術(shù)，常用于有線電視系統(tǒng)中，付費(fèi)方式很多，目前常用的有統(tǒng)一付費(fèi)方式（按頻道每月付一次），計(jì)時(shí)付費(fèi)方式，按片付費(fèi)方式。,付費(fèi)電視的基本原理,付費(fèi)電視就是用加擾（或加密）技術(shù)對(duì)發(fā)送的電視信號(hào)進(jìn)行特定的變換處理，使之成為一種偽裝了的信號(hào)，一般用戶無(wú)法正常收視，只有配備解擾（密）器付費(fèi)后才能有效收看。,付費(fèi)電視信號(hào)的加擾-圖像信號(hào)加擾的方法,振幅處理方式頻率處理方式時(shí)基處理方式,付費(fèi)電視信號(hào)的加擾-伴音信號(hào)加擾的方法,再調(diào)頻法伴音信號(hào)用FM方式調(diào)制到超音頻（如30kHz或70kHz）載波上，在解密器中要加一個(gè)調(diào)諧在超音頻上的鑒頻器。頻譜倒置和頻譜擾亂法這與圖像信號(hào)的加擾方法類似。時(shí)間擾亂法把伴音信號(hào)按時(shí)間分段并打亂其順序。數(shù)字伴音數(shù)字音頻常用PCM技術(shù)進(jìn)行加密。,解密器與收費(fèi)卡,解密器的基本組成,1數(shù)碼處理及解密電路由微處理器，存儲(chǔ)器及運(yùn)算電路等組成。將前端傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以便進(jìn)行收費(fèi)收視授權(quán)，信息存儲(chǔ)等，輸出解擾信號(hào)碼，供圖像和伴音信號(hào)解擾用。2圖像及伴音信號(hào)處理電路包括前端解調(diào)電路，A/D，時(shí)鐘恢復(fù)及同步恢復(fù)電路等，主要完成圖像和伴音信號(hào)的解擾。,收費(fèi)管理,收費(fèi)電視的收費(fèi)管理方式與電視系統(tǒng)加密方式有關(guān)。電視加密系統(tǒng)大致分為受控式和和開(kāi)放式兩類。受控式系統(tǒng)由前端控制中心通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制每一個(gè)用戶的解密器。當(dāng)某一用戶未按時(shí)交費(fèi)時(shí)，中心可關(guān)斷該用戶的解密器。這種加密系統(tǒng)的收費(fèi)方式一般分為按片付費(fèi)或計(jì)時(shí)付費(fèi)。,本章練習(xí)題：,1說(shuō)明各種有線電視系統(tǒng)的區(qū)別。2簡(jiǎn)述有線電視系統(tǒng)的頻道是如何劃分的？3有線電視系統(tǒng)有何功用