1、第1章 有線電視技術方案設計1.1 技術方案設計原則和標準 1.1.1 設計原則 網絡帶寬：5750 MHz。 傳輸特性：雙向傳輸。 接收質量：有線電視接收質量是有線電視網絡建設最為關心的問題，按國家GB-6510標準規定，接收點的信號電平應在5783dB之間，載噪比大于43 dB，即圖像客觀評價質量達到國家標準4分以上要求。 穩定性和安全性：這是有線電視網絡建設最關心的問題，只有安全穩定運行的網絡，才能確保有線電視終端的接收質量，網絡的技術先進性是網絡高性能的保證和基礎，也是未來有線電視網絡節目增容的保障，還可有效地減少使用人員和維護人員的麻煩。 通過建成的有線電視網絡可傳輸有線電視臺傳送的

2、電視節目和調頻立體聲節目。 1.1.2 有線電視系統設計依據 1）【GB8898】電網電源供電的家用和類似一般用途的電子及有關設備的安全要求 2）【GB6510】30MHz1GHz聲音和電視信號的電纜分配系統 3）【GY106-92】有線電視廣播系統技術規范 4）民用建筑電纜電視系統工程技術規范 5）【GB6510-86】 聲音和電視信號的電纜分配系統 6）【GB50200】有線電視系統工程技術規范 7）【GY/T121】有線電視系統測量方法 8）廣電部“關于有線電視現階段網絡技術體制的意見” 1.2 有線電視系統的構成 有線電視一般是由天線、前端、干線傳輸和用戶分配網絡幾個部分構成。 天線系

3、統的主要功能是接收無線電波，并將接收到的高頻電視信號饋送給前端系統。天線系統處于整個有線電視系統的最前端，它對最終用戶接收到的圖像質量有非常重要的影響。前端設備位于天線和干線傳輸網絡之間，它的主要功能是將來自天線的高頻電視信號和電視臺自己開辦節目的電視信號進行必要的處理，比如濾波、調制、頻率轉換等,然后對所有這些高頻電視信號進行混合并將混合后的信號發送到用戶分配網絡。如果把整個有線電視傳輸系統比作一顆樹的話，那么干線網絡相當樹干，而用戶分配網絡相當于枝葉茂盛的樹枝，而普通用戶的電視機相當于一片一片樹葉。由此可以看出用戶分配網絡的主要功能是接收干線上的高頻電視信號將將其分配到各個用戶。 用戶分配

4、網絡通常是由延長分配放大器、分支器、分配器、串接單元分支線、分支線、用戶線和用戶終端盒構成的。 就網絡的拓撲結構而言，目前人們對星形拓撲結構、環形拓撲結構和星-樹形結構比較感興趣。所謂星形結構就是將用戶分為一個一個小區，每個小區均用光纖直接與網絡中心相連。這種方式的優點是光分配一次到位，光通路上的光分路器比較少，光纖的熔接點少，傳輸質量比較高，同時，當部分線路發生故障時，對星形連接中的其它用戶沒有影響，網絡的可靠性高，但缺點是耗用的光纖比較多。星形結構有單星和雙星結構兩種。所謂的單星形結構是指網絡中只有一個光分配中心，而雙星形結構是指網絡中有兩個光分配中心，它們之間通過光纖聯接起來，這樣距離前

5、端較近的小區可以與前端直接相連，而較遠的小區可以與放置在遠端的光分配中心相連。 另一種是環形結構。環形結構與我們在計算機LAN中的FDDI類似，它以雙光纖作為整個網絡的主干。系統中有一個主前端設備，它通過光纖聯接到多個分端設備，分前端設備聯接在光纖環路上，用戶通過環路上的光纖分配器取出信號，送到一個或多個光節點。最后進入由同軸電纜構成的分配網絡。 星-樹形結構是目前應用最廣泛的一種。它在干線上采用星形結構，而在用戶分配網上采用樹形結構，這樣就形成了我們通常所說的HFC（Hybrid Fiber Coaxial-cable）網絡。目前這種結構的網絡可以擴充到1GHZ的寬，便于雙向傳輸和新業務的開

6、展，是將來主要的網絡拓撲結構，已被世界各國廣泛應用。 本設計將選用星樹型結構做出詳盡的設計方案。 1.2.2 前端系統 有線電視的前端是各種信號源（包括來自衛星電視接收設備、MMDS接收設備、地方電視信號）與電纜傳輸分配系統之間的線路設備。系統的前端是傳輸信號的第一個加工處理環節，其設計任務主要包括：前端類型的選擇、天線輸出電平的估計、確定前端輸出電平、載噪比和交調的計算等。有線電視系統作為華南軟件工程學院的一部分，設計內容為傳輸干線部分和分配網絡部分，故本設計不涉及前端系統。 1.2.3 傳輸通道 目前，大多數有線電視系統的帶寬為550M或750M，從頻譜資源安排和分析，48.5M550M為

7、普通廣播電視業務所用，550M750M為下行數字通信通道，一般作為傳輸數字廣播電視、VOD點播以及數字電話下行信號和數據，750M1000M為高端頻率，將用于各種雙向通信業務，如個人通信等，也可用來分配將來可能出現的其他新業務。 綜上所述，本方案按750M進行設計。 從現有的有線電視HFC接入網的頻率劃分來看，目前尚無統一的國際標準，我國原郵電部發布的相關標準中，規定頻譜資源采用低分割分配方案，將各種業務信息以及上行和下行信息劃分到不同頻段。 頻道是電視系統中經常使用的術語，它是指高頻電視信號和伴音信號所占用的帶寬。我國的電視頻道帶寬為8MHz，采用殘留邊帶方式傳遞電視信號，其中上邊帶帶寬為6

8、MHz，下邊帶的標稱帶寬為0.75MHz，伴音信號采用調頻方式，占用0.25MHz的帶寬，伴音的載波頻率要比圖像的載波頻率高6.5MHz。我國電視的工作頻率范圍在48.5MHz958MHz之間，全頻范圍劃分為若干波段，每個波段包括若干個頻道，每一個電視節目占用一個頻道。到目前為止，我國已經對頻率從48.5MHz958MHz進行了劃分，其中地面廣播電視的頻率被分為VHF和UHF兩個頻段。 VHF頻段內電視使用的頻率范圍48.5MHz223MHz，共有12個頻道（SD1-SD12）其中SD1-SD5定義為I波段，SD6-SD12定義為III波段。 UHF 頻段使用的頻率范圍是470MHz958MH

9、z，劃分為13-68（SD13-SD68）共有56個頻道。其中13-24頻道定義為IV波段，25-68頻道定義為V波段。 從我國電視信號的頻道劃分可以看出，在地面廣播電視中，電視信號均為經過調制的高頻信號，所以在有線電視系統中從天線、前端、傳輸網絡到用戶分配網絡以及知道送入電視接收機的電視信號均是高頻信號，而我們日常生活中用錄象機錄制的電視信號和攝像機拍攝的電視信號都是基帶信號，他們必須被調制到一個比較高的頻率上才能在有線電視系統中傳輸。 1.2.4 傳輸干線系統設計 1.2.4.1 傳輸干線的工程設計 傳輸干線的功能是傳輸信號。信號在電纜中傳輸是要衰減的，傳輸距離越遠，衰減量越大；電纜的頻率

10、特性又使不同頻率的信號在電纜中衰減的程度不同，頻率越高的信號衰減的程度越大。所以，在傳輸干線設計時，既要考慮到對信號衰減進行補償，又要考慮對頻率不同的信號其補償程度要有所不同，頻率高的信號要補償的多些。因此，在傳輸干線部分除了選用傳輸損耗小的電纜外，對放大器的使用也有其特殊的一面。既然在傳輸干線部分使用了放大器，就要使其對系統的信號載噪比及交調的影響減小到最小程度。 1.2.4.2 傳輸干線電纜的選擇 常用的同軸電纜由內導體、絕緣層、屏蔽層和外保護層四個部分組成。內導體電纜中主要起信號傳導作用，常采用實心銅導線。大直徑電纜可以增大機械強度，也有采用銅包鋼作為內導體。 屏蔽層由銅絲編制而成，它起

11、著導電和屏蔽雙重作用，使用時金屬屏蔽端應接地。 絕緣體處于內導體和金屬屏蔽層之間，要求采用高頻損耗小的絕緣介質，制成類似蓮藕心的結構。絕 緣體的支撐作用使內導體與屏蔽層同心，故稱為同軸電纜。 外保護層是由橡膠、聚乙烯等材料制成，包裹在屏蔽層之外，有機械保護的密封防潮、防腐蝕的功能。 同軸電纜的主要技術指標是特性阻抗、衰減特性、溫度特性和回波損耗。特性阻抗是同軸電纜系統的重要參數，因為在有線電視系統中，凡是電纜連接的地方均要求各個部分達到阻抗匹配。同軸電纜的特性阻抗與同軸電纜的內導體直徑、金屬屏蔽層的內直徑和絕緣材料的介電常數有關。衰減特性反映了電纜傳輸信號的損耗大小，通常以每100米衰減的dB

12、數來表示，衰減越小，電纜的中繼距離就越長。溫度特性反映了電纜的衰減量隨溫度變化的情況，電纜質量越好，受溫度影響就越小?；夭ㄌ匦允怯捎陔娎|特性阻抗不均勻而導致反射波和衰減量的增加，這對圖像清晰度影響較大。 同軸電纜性能的差異主要取決于中心導體的直徑、絕緣層的制造工藝等因素。簡單地說，直徑導體直徑越大，同軸電纜的衰減特性會越小。從同軸電纜絕緣層的制造工藝來看，主要經歷了實心結構、化學發泡、藕心發泡和物理高發泡幾個階段。目前最好的電纜都采用物理高發泡制造工藝。比如美國MC2公司的750號電纜就采用了這種工藝。這種電纜的傳輸率達到了93%，物理發泡達到了88%。由于絕緣層中包含有大量的微型氣泡，相互隔

13、開，所以不容易吸潮。物理高發泡電纜的損耗很低，阻抗均勻，使用壽命長，是質量最優的電纜。目前，我國有線電視電纜改造中大量使用了這種高性能的電纜。 為了增加距離，在傳輸干線部分必須選用衰減量小的頻率特性好的同軸電纜。通常選用物理高發泡同軸電纜。在信號頻率為200MHZ時的每百米的衰減量分別為10.8dB、5.7dB、4.5dB。有時甚至選用更粗的同軸電纜作為傳輸干線使用，但隨之而來的是價格變得極為昂貴。 1.2.4.3 傳輸干線的基本組成 傳輸干線的組成除了必不可少的同軸電纜外，還有定向耦合器、均衡器和干線放大器。 定向耦合器的作用是從干線中提取一部分信號功率供給分配網絡。通常定向耦合器應盡量選用

14、損失小的，而且盡可能安裝在干線放大器的輸出端，這樣可以使定向耦合器有較高的輸出電平。有的干線放大器本身帶有兩個或多個分支器輸出端，使用起來就更為方便。 均衡器的作用是用來彌補電纜的頻率特性造成的量的不平衡。通常當干線的長度超過50m時，就應考慮使用均衡器。安裝位置應靠近干線放大器的輸入端或傳輸干線的末端。對于帶有自動斜率控制功能的干線放大器，因其內部設有均衡網絡，所以在傳輸干線上不使用均衡器。 干線放大器的增益一般在20 dB左右，最高不超過30dB。顯然，兩個干線放大器的間距除了取決于放大器的增益外，還取決于傳輸干線所使用的電纜的衰減特性和被傳輸的信號的頻率。1.2.4.4 干線放大器在傳輸

15、干線中使用的特點 為了增加傳輸距離，就要增加串接放大器的數目，這樣必須會帶來對系統信號載噪比和交調的影響。為了使這些影響減少到最小程度，就要恰到好處地使用好放大器。通常干線中的放大器的輸出電平控制在80dBuV-100 dBuV之間，目地是減小對交調的影響。為了減小對載噪比的影響，對干線放大器輸入電平不宜太低，所以干線放大器的增益通常控制在20dB左右。 工程上根據干線放大器輸入、輸出信號電平值與信號頻率的高低間的相互關系，可將傳輸干線分為全傾斜、平坦輸出和半傾斜三種工作方式。三種工作狀態下，傳輸干線上各關鍵點的電平值與信號頻率之間的關系。假定系統的傳輸干線部分是由相同的電纜和相同性能的放大器

16、所組成的，每段電纜的長度也均相等，A、C、E和B、D、F分別代表處于不同位置的干線放大器的輸入和輸出端，BC和DE段代表干線的兩段傳輸電纜。實線代表干線中被傳輸信號中頻率最高的信號電平的變化，虛線代表被傳輸信號中頻率最低的信號電平的變化。 1.2.5 分配網絡的工程設計 分配網絡是通過分配器、分支器和電纜給系統的每一個用戶終端提供一個適當的信號電平（有時還要通過放大器）。分配網絡的工程設計任務是根據系統用戶終端的具體分布情況來確定分配網絡的組成形式，進而確定所有部件的規格和數量。工程設計的好壞主要是指在保證每個用戶終端能獲得符合系統技術規范的信號電平前提下，所使用的部分最少。 分配網絡的設計方

17、法有很多種，但就其設計思路來說，基本上兩種。一種是由前向后設計的思路，即在已知進入分配網絡的信號電平值的前提下，沿著電纜的走向從前向后逐步進行計算，算出所用分配器、分支器和放大器的規格、數量。另一種設計思路與其相反，即由系統最末端的用戶所需要的電平值開始，沿著電纜由后向前端方向推進，逐點進行計算，求出所用部件的規格和數量，最后求出進入分配網絡的信號的電平值。在設計過程中最關心的是各分配點的信號電平的變化，所以必須掌握分配損耗、分支器的接入損失和電纜的傳輸損耗，在工程上根據實踐經驗通常接下列數據來考慮。 分配器的分配損失： 二分配器 4 dB 三分配器 6 dB 四分配器 8 dB 六分配器 1

18、0 dB 分支器的接入損失：一、二、四分支器的接入損失均按2 dB計算（分支損失8 dB的一分支器和分支損失10dB的二、四分支器不能按2 dB計算）。在實際應用時，對于VHF波段，在分支電纜上每串接一個分支器，信號電平下降1dBuV；對UHF頻段，則下降3 dBuV。 電線的傳輸損耗：根據分配網絡中選用的電纜型號查表（常用同軸電纜的主要參數表）或按產品說明書提供的數據計算。 1.2.5.1 分配網絡的基本組成形式 分配網絡的組成形式根據系統用戶端總數和分布情況的不同可以有很多種，在系統的工程設計中，分配網絡的設計最靈活多變，同一個系統可以有好幾個設計方案供選擇。 分配分配形式 這種網絡中所有

19、的部件均是分配器，在使用這種分配網絡時，每個端口不能空著不用，如暫時不用，則應接上75的負載電阻，以保持整個分配網絡處于匹配狀態。這種網絡通常最多采用三級，每一級視具體情況可以分別采用二、三、四分配器。第一級四分配器的四個端口的電平值要比輸入端口的電平衰減8dB，這樣到第三級的四分配端口（第二級是三分配器）的輸出電平就比分配網絡輸入電平衰減22 dB。所以，分配分配形式僅用于用戶端數少，以前端為中心向四周擴散的用戶群。由于分配器的反向隔離指標不高，大量使用容易造成當個別用戶出現故障時，造成對全系統的影響，故在設計中要慎用。 分支分支形式 該分配網絡中使用的都是分支器，信號自前端放大器輸出端進入

20、第一分支器，它在網絡中作為定向耦合器來用，將信號功率取出一部分供給第一條分支電纜分配用。在第一個分支器后沿著傳輸方向又接有第二個分支器，由它將信號功率耦合給第二條分支電纜供分配用。這種分配網絡，特別適用用戶端數不多、卻又分散、且傳輸距離較遠的小型有線電視系統。在使用這種分配網絡時，最后一個分支器的輸出端必須接上一個75的負載電阻，以保證網絡的匹配。 分配分支形式 這是分配網絡中使用最廣泛的一種。來自前端的信號先經過分配器，將信號分配給分支電纜，再通過不同分支損耗值的分支器向用戶端提供符合系統技術規范要求的信號。這種網絡形式特別適合在樓房內使用。 分支分配形式 用戶端的信號是通過分支器和分配器的

21、途徑得到的。為了使各用戶端得到的電平一致，就要選用不同分支損失值的分支器來滿足。 分配分支分配形式 實際上是分配分支和分支分配兩種形式的綜合應用。此外，還可組合成分支分配分支形式。 不平衡分配形式 在上述的分配網絡中，所用的分配器均是信號能量均等地進行分配，但在有些情況下需要對信號進行不平衡的分配。這里介紹兩種利用平衡分配器來進行不平衡分配的方式。一種是利用分配器。是由兩個二分配器組成三路不平衡分配，信號先經過一個二分配器被均分成兩路，其中一路再通過一個二分配器分成兩路，這樣達到了有三路信號輸出，信號相差4dB。一個二分配器和一個四分配器組成的五路不平衡分配。另一種是利用分支器和分配器。信號先

22、經過一個一分支器再送入一個四分配器，這樣就有五路輸出。若選用的是二分支器，而另一分支端再接一個二分配器，這樣就組成了七路不平衡輸出。選用不同的分支損失值的分支器就能調節各輸出端不平衡的程度。 1.2.5.2 用戶端電平及計算 用戶端電平 有線電視系統的輸出電平也就是用戶端電視接收機的輸入電平。簡稱用戶端電平。用戶端電平根據以下幾個因素確定。 根據大多數電視機的要求來確定 電視機要求的輸入電平與靈敏度有關。靈敏度高的電視機輸入電平可以低一些；靈敏度低的電視機輸入電平就要高一些，為了使熱噪聲不顯著，大多數電視機希望在57dB以上為好。 電視機的輸入電平也不能太高。如果太高，會使電視機過載出現有害畫

23、面，有些電視機的AGC控制范圍比較寬，還有一些電視機的天線輸入端裝有可變衰減器，這些電視機的輸入電平可以高些。對于大多數電視機來說，要求輸入電平最大不超過83dB。所以用戶端電平訂為57dB-83 dB。 根據干擾電平的大小來確定 干擾信號較弱的地方，用戶端電平可取低些。干擾信號較強的地方，除了和合理選擇接收天線的位置和方向以外，還應該適當提高用戶端信號電平，以降低干擾信號的影響。 分配網絡及用戶端電平的計算 分配網絡及電平的計算，一種是從前往后的計算，根據前端設備的輸出電平計算出用戶端電平；另一種是從后往前算，首先確定用戶端所需電平，然后再計算出前端設備輸出電平。 1.2.5.3 系統指標分

24、配 1.2.5.3.1 主要指標 1、頻率范圍 頻率范圍是指系統能傳輸信號的頻率范圍，它取決于在系統中所傳輸的頻道數量，而頻道中最低頻道的的信號頻率和最高頻道的信號頻率決定了該系統的頻率范圍。 2、用戶電平 用戶電平就是指每個用戶終端上的輸出電壓。為了便于計算和測量，人們習慣選取一個參考電壓U,然后取實際電壓V和參考電壓U之比的常用對數，并稱之為電平，記為W（dB）。 W（dB）=20lgU/V（dB） 國標中規定的用戶電平在VHF系統中是57 dB83 dB；在UHF系統中是60 dB 83dB，UHF段的下限電平要比VHF段的高3 dB。 用戶電平低于57 dB之后，屏幕上看到的圖像不干凈

25、，有時有雪花，嚴重時沒有色彩，甚至不能同步。用戶電平太高了也不行，當用戶電平高于83 dB以后，電視機內部的非線形失真就變的較大，往往會產生交調和互調，影響圖像質量。 3、載噪比 載噪比是系統的一個重要參數，反映了系統內部產生的噪聲對圖像質量的影響。系統內的噪聲是由系統中各個放大器產生的，討論系統的載噪比就要計算每一個放大器產生的影響，放大器的噪聲主要是由前級晶體管產生的。系統技術規范要求，任一個系統的載噪比C/N43dB（帶寬為 5.75MHz）。系統的載噪比主要取決于系統內所使用的各類放大器的性能，單個放大器的載噪比除了與放大器本身的噪聲系數有關除外，還和輸入該放大器的信號電平有關，故在系

26、統設計時，盡可能選擇噪聲系數低的放大器，同時盡量提高放大器輸入放大器信號的電平。 4、交擾調制比 系統的交調是影響圖像質量的主要因素，它是由放大器的非線性引起的，無源器件是不會產生交調的。交調與放大器的非線性有關，也與放大器的輸出電平有關。放大器的非線性是指放大器的輸出信號與輸入信號之間的非線性關系。由于存在非線性，放大器就會產生失真，失真嚴重時就會影響質量。 1.2.5.3.2 指標分配 1、根據系統技術規范的要求，該系統的各項總技術指標應為： 載噪比 C/N43dB 載波互調比 IM57dB 交擾調制比 CM46 dB 系統輸出口電平 57 dB83 dB 在設計中留有余量，每項指標增加1

27、 dB，則設計值分別為：C/N44dB；IM58dB；CM47 dB； 1.2.5.4 系統安全 由于樓宇之間的信號傳輸采用電纜傳輸，系統應考慮避雷，而且供電電源也應采取避雷措施，以確保有線電視網絡相關設備的安全和有線電視用戶的電視機的安全。 防雷設計: 有線電視網絡設計方案中僅考慮傳輸電纜的避雷。 避雷器的設置原則如下： 1、樓內放置光接收機和放大器的配線間設置避雷器，防止雷電進入住戶內損壞電視機。 2、避雷器宜采用專用的有線電視信號避雷器，以確保系統的防雷效果并有較小的插入損耗。 1.3 施工方案設計 主要設備和器材選擇 線路放大器選擇干線放大器，該放大器帶有平坦度補償功能和高精度均衡器，

28、其頻率特性與傳輸電纜特性曲線具有良好的互補作用，使射頻信號在傳輸過程中保持平坦的曲線，防止射頻信號出現鄰頻干撓。 分支分配器應考慮兩個因素，一是所處地理環境，二是分配損耗。 終端盒選用雙孔終端盒，供電視接收和FM接收使用。 1.4 干線系統的安裝 在有線電視系統中，干線傳輸電纜的安裝形式有架空和埋地兩種，埋地又分為直埋和穿管方式，當電纜采用直埋方式鋪設時，埋深不得小于0.8m。緊靠電纜要用細土覆蓋0.1m，上壓一層磚石保護。在寒冷的地區應埋在凍土層以下，電纜采用直埋方式時，必須使用具有鎧甲的能直埋的電纜。當電纜采用穿管敷設時，首先要用管孔清掃工具將管孔清掃一次，并在管孔內預設一根鐵線（鐵線的粗

29、細視所穿電纜粗細而定），然后將電纜牽引網套綁扎在電纜上，用鐵線將電纜拉入到管道內進行敷設。敷設較細的電纜也可不用牽引網套，直接把鐵線綁扎在敷設的電纜上。 傳輸干線介質敷設選用穿管地埋方式。 1.4.1 分配系統的安裝 分配系統的安裝部分包括支線、用戶引線、分支器和分配器、系統輸出口（用戶終端盒）等。 1.4.2 支線及用戶引入線的安裝 支線宜采用架空電纜，有時也可利用樓與樓之間的墻壁進行架空吊裝。 用戶引入線的安裝可分為明裝和暗裝兩種方式。 采用明裝方式時，電纜通常由窗戶、陽臺或門框引入室內，電纜布線要橫直豎直，講究美觀，同時不要拐死角彎，電纜可用帶水泥釘的線碼固定在墻上，一般每隔30cm-50cm釘一個線碼。 暗裝方式使用的電纜管在建筑裝修施工時要事先埋好，通常采用鍍鋅鐵管或PVC管作為電纜管，在管內預留鐵絲，以便牽引電纜穿入管內，為了防止雜物落入管內造成堵塞，一般在施工過程中應將管口用紙與棉布堵住。在穿電纜的過程中要把同軸電纜的芯線和外層絕緣體一起牽引，并在電纜表面涂上滑石粉，電纜穿過電纜管后，可在它表面留下記號，注明是往何處的電纜，這一點在兩條電纜穿在同一個電纜管內時就顯得格處重要。 1.4.3分支器與分配器的安裝 分支器與分配器的