有线电视传输工程分析

摘要：本文综合介绍了有线电视网络目前实施的系统组成，特别是光纤同轴电缆混合网络-HFC 款待接入网的拓扑结构，及双向传输的实现方式。

关键词：有线电视网络 同轴电缆混合网络 HFC 双向传输

中国有线电视开始于二十世纪七十年代，经过二十多年的发展，从无到有，从小到大。今天，已经发展成为我国广播电视领域一支新兴产业。中国有线电视技术从自力更生、白手起家，到引进国外先进设备，系统技术水平发展很快。从VHF频段、全频道共用天线系统到750MHz、860MHz有线电视城域网系统，从同轴电缆传输到光缆、电缆、MMDS等多种传输技术的混合应用，从只传输模拟信号到模拟、数字信号的混合传输，从单向广播网到双向交互网络。同时，先进的数据传输设备、数字传输系统以及计算机技术在有线电视系统中的成功运用，中国有线电视技术的发展日益接近国际先进水平。

一、有线电视系统性能指标

1、下行传输系统主要技术参数要求

(1)系统输出口电平(dBuv)60-80

(2)载噪比(dB)≥43(B=5.75MHz)

(3)载波互调比(dB) ≥57(对电视频道的单频干扰) ≥54(电视频道内单频互调干扰)

(4)载波复合三次差拍比(dB)≥54

(5)载波复合二次差拍比(dB)≥54

(6)交扰调制比(dB)≥46 10Lg(N一1)(N为电视频道数)

(7)载波交流声比(%)≤3

(8)色亮度时延差（ns）100

(9)回波值(%)≤7

(10)微分增益(%)≤10

(11)微分相位(度)≤10

(12)系统输出口相互隔离度(dB)330(VHF)≥22(其它)

(13)特性阻抗75欧

2、上行传输通道主要技术要求：

(1)特性阻抗75欧姆

(2)频率范围(MHz)5-65(基本信道)

(3)标称上行端口输人电平(dB,V)100(设计标称值)

(4)上行传输路由增益差(dB)≤10(任意用户端口上行)

(5)上行通道频率响应(dB)≤10 9.4—61.8MHz)≤1.5(32MHz范围内)

(6)上行最大过载电平(dBuv)≥112(三路载波输人，当二次或三次非线性产物为-40dBc时测量)

(7)载波／汇集噪声比(dB)≥20(Ra波段)≥26(Rb、Rc波段)

(8)上行通道传输延时(us)≤800

(9)回波值(%)≤10

(10)上行通道群延时(回≤30(任意3.2MHz范围内)

(11)信号交流声调制比㈤≤7

(12)用户电视端口噪声抑制能力㈣≥40

(13)通道串扰抑制比(dB)≥54

二、有线电视系统组成

有线电视系统由三部分组成：前端系统、传输系统和电缆分配系统。

1、前端

位于信号源和传输系统之间，对传输信号进行各种技术处理的设备组合。它是系统信号处理的中枢。前端设备的性能，对整个系统的信号质量起着决定性的作用。

2、传输系统

对于超大型或大型CATV系统而言，传输系统指远距离传输的超干线或干线。它位于前端系统和电缆分配系统之间。对于干线系统的技术要求是将前端信号传送到各个干线分配点所连接的电缆分配系统。同时必须达到载噪比和非线性失真指标要求。传输系统一般分别采用电缆、光纤或微波多路MMDS三种方式。

3、电缆分配系统

位于传输系统和用户终端设备之间，把前端经干线系统传输的信号进行放大和分配。将信号均匀地分配给各用户，并使各用户终端得到规定的电平。同时，各用户终端之间具有良好的相互隔离作用互不干扰。对于双向有线电视系统还必须符合反向回传通道的技术要求。

三、电缆传输技术

1、电缆传输系统的构成

电缆传输系统采用同轴电缆做传输线，构成CATV网的干线或超干线。电缆传输系统主要由同轴电缆和干线放大器间隔配置、级连构成，附属设备有过电型分支器、分配器，用于干线分路。供电器和电源插入器用于干线放大器的电缆芯线供电。

2、电缆的传输特性及其补偿

(1)同轴电缆的结构：同轴电缆由内导体、外导体和中间的绝缘介质组成。常用的有：藕芯型、封闭竹节型和物理发泡型。

(2)同轴电缆的传输特性：

A、特性阻抗：75欧姆

B、衰减特性：高频衰减大于低频衰减。细芯径电缆衰减大于粗芯径电缆衰减。衰减与电缆长度成正比。

C、温度特性：随温度的升高，电缆的衰减量增大。一般电缆的温度系数约为0.2%／度。

D、屏蔽特性：优质的电缆外导体有良好的屏蔽作用，传输信号不受外界干扰，也不会向外幅射、干扰其它信号。同轴电缆的屏蔽特性用屏蔽衰减表示，单位为dB。

E、机械特性：包括抗弯曲性能、防潮抗腐蚀性能和结构稳定性。

(3)电缆传输特性的均衡和补偿：

由于同轴电缆的衰减与电缆的长度成正比，干线要远距离传输，必须对电缆的传输特性进行补偿。干线放大器用来补偿电缆对信号电平的衰减，均衡电缆的频率特性和温度特性。干线放大器使用特性相同的放大器，各放大器的输入和输出电平值相同。采用“单位增益法”设计。

3、对远距离传输的限制

同轴电缆传输系统采用干线放大器级联的方法实现对电视信号的远距离传输，传输距离越远，需要放大器的级连N越大，系统指标下降越多。

随着区域性有线电视网络建设的发展，干线传输系统的传输距离越来越大，而放大器级联增多导致噪声、频率失真和非线性失真的积累，使得信号指标下降。而且电缆的温度特性增加了系统设备的复杂度，远距离传输时，可靠性差。系统的维护管理任务繁重，服务水平难以提高。

四、微波多路MMDS传输技术

1、MMDS的技术特征

(1)多路微波分配系统MMDS的定义：用微波频率以一点发射，多点接收的方式把电视、声音广播及数据信号传输到各有线电视站、共用天线电视系统前端或直接到各用户的微波系统。

(2频率范围:空间传输2500-2700MHz接收分配111-750MHz

(3)传输方式：多路微波信号采用空间传输方式。发射与接收应在视距范围内进行。

2、MMDS传输系统的构成：由发射系统和接收系统组成，发射系统的设备包括发射机、合成器、馈缆和发射天线；接收系统的设备包括接收天线、下变频器和供电器。

3、受无线传输缺陷的局限性

MMDS传输系统属于无线传输，带有无线传输的通用缺点，如信号怕遮挡、反射出重影、易受干扰。这种方式不适用于人口稠密、高层建筑林立的大中城市。

五、光纤传输技术

1、光纤传输技术的特征

(1)光纤传输损耗小，可实现电视信号的远距离干线传输，保证电视信号的技术指标。

CATV系统中用于干线的同轴电缆，即使很粗(例如美国MC750电缆)，在750MHz的损耗，也要40dB／km左右。而采用波长1310nm的光信号，其损耗约为40dB／100km。光纤的损耗比同轴电缆降低100倍。显然，用光纤替代每隔几百米必须设置一台放大器的同轴电缆干线，可以实现跨越几十公里的直传。彻底解决了干线放大器级联造成传输信号技术指标下降的问题。

(2)光纤频带宽，可以保证多路有线电视信号均衡地传输到各光节点。

(3)光纤无中继传输距离长，且抗干扰能力强，系统可靠性高。

(4)光纤传输技术不仅仅局限于传输有线电视信号，它为开展宽带综合业务传输提供一个开放平台，是宽带综合业务网的重要组成部分。

2、光纤传输系统的构成

最基本的光纤传输系统由电光变换器（E/o)、光纤和光电变换器(O／E)组成。也称之为光链路。光纤传输系统具有很大的传输容量，在系统中实行着多工传输。

(1)空分多工：(SDM)。(上下各一光纤)

(2)时分多工：(TDM)。

(3)波分多工：(WDM)。

(4)副载波多工：(SCM)。

3、为开展宽带综合业务传输提供开放平台

光纤有线电视网不仅仅局限于有线电视业务，它可以为开展宽带综合业务传输提供一个开放的平台，是宽带综合业务网的一个重要组成部分。用光缆构成广域的包括电视业务在内的多媒体网络具有广阔的前景。

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