2.3 有線廣播電視系統基本知識

2.3.1 知識要點

1.了解有線電視系統的組成

有線電視系統主要由信號源、前端設備、傳輸網絡、分配網絡、用戶終端五個部分組成，其組成框圖如圖2-11所示。

（1）信號源：有線電視節目來源包括外界接收的模擬和數字電視信號或數據信號，以及系統內部的自辦節目等。

（2）前端系統：前端系統位于信號源與干線傳輸網絡之間，其作用是對接收來的信號源信號進行處理，或接收上行通道的信號并進行處理，再把全部信號經混合器混合，送入干線傳輸網絡，以實現多種信號的單路傳輸。

圖2-11 有線電視系統組成框圖

（3）傳輸網絡：傳輸網絡處于前端系統和用戶分配網絡之間，其作用是將前端輸出的各種信號不失真地、穩定地傳輸給用戶分配部分。傳輸網絡包括傳輸信號媒介（同軸電纜、光纜、微波或它們的組合）、SDH設備、干線放大器、光發射機、光接收機、多路微波分配系統等。

（4）分配網絡：有線電視的分配網絡的作用是將干線傳輸系統的廣播電視信號或數據信號按一定電平分配給樓棟單元和用戶。分配網絡一般為樹枝型和集中分配型的同軸電纜傳輸網，主要包括分配放大器、分支器、分配器、系統輸出口等，最后與用戶端連接。

（5）用戶終端：用戶終端是接到千家萬戶的用戶端口，用戶端口可與電視機、數字電視機頂盒、電纜調制解調器或計算機連接。

2.熟悉同軸電纜傳輸特性，了解光纜的基本結構

（1）同軸電纜的傳輸特性主要有以下幾點：

1）特性阻抗。同軸電纜的特性阻抗取決于內外導體的直徑和內外導體間絕緣材料介電常數。有線電視系統中都采用損耗最小的75Ω電纜。

2）衰減特性。電纜在傳輸信號過程中會對其產生衰減作用。衰減是由內外導體損耗和絕緣材料介質損耗兩部分組成，由于內外導體損耗的增加與頻率的二次方根成正比，介質損耗的增加與頻率成正比，所以隨著頻率的升高，總損耗將增大。

3）回波損耗也稱反射損耗?；夭〒p耗大小對有線電視系統中圖像清晰度影響較大。它主要是電纜制造過程中產生結構尺寸的偏差和材料變形，而使電纜沿長度方向上的區域特性阻抗產生隨機性及周期性不均勻的現象。從信號傳輸質量的角度來說，電纜回波損耗大時，會影響圖像的清晰度、細節部分的顯現，嚴重的會出現重影，還會影響到數字電視、數據傳輸的誤碼率。因此，一定要采用反射損耗大的電纜。因為反射損耗大表明電纜內部結構越均勻，越不容易形成反射波。

4）屏蔽特性。電纜的屏蔽性能是一項重要的指標，以屏蔽衰減（dB）表示。屏蔽衰減值大的電纜可防止周圍環境中的電磁干擾本系統，又防止電纜的傳輸信號泄漏而干擾其他設備。一般來說，金屬管狀的外導體具有最好的屏蔽特性，采用雙重鋁塑帶和金屬網也能得到滿意的屏蔽效果。對雙向HFC網絡，電纜的屏蔽衰減應該大于90dB。

5）溫度特性。電纜的損耗不但與工作頻率有關，而且還隨著使用環境溫度的不同而變化。溫度升高時損耗增加，一般電纜的溫度系數為0.2%/℃，即當溫度變化1℃時，電纜的衰減量一般有0.2%的變化。

6）直流回路電阻?；芈冯娮枋侵竼挝婚L度內導體與外導體形成的回路的電阻值，通常用Ω/km表示。由于干線放大器由電纜饋電，電流經過內導體到達放大器（作為電源的負載），再由放大器經過外導體返回電源，形成一個回路。但由于內、外導體的電阻在50Hz交流測得的值與直流回路電阻差別很小，因此，當需要確定由電源到任一電源負載的電壓降時，就要考慮直流回路電阻的影響。

7）最小彎曲半徑。國內外生產的各種同軸電纜，最小彎曲半徑差別較大，一般在電纜產品說明書上都會標明。為了避免破壞同軸電纜的內部結構，在敷設同軸電纜時，對于轉彎處的電纜，其彎曲半徑不應小于其直徑的5～10倍。

8）老化。隨著時間的流失，同軸電纜將老化，特別是敷設在室外的電纜各項性能都要發生變化。其中電纜衰減特性改變很大，3年后，電纜衰減大約增加1.2倍，6年后增加1.5倍。

（2）光纜的基本結構：光纜是由光纖、填充物、加強芯和外護套等幾部分組成。有線電視系統常用光纜的結構為層絞式和束管式。層絞式光纜是將加強鋼絲放在軸心，光纖放在外圍，其橫斷面如圖2-12a所示。這種光纜對光纖的保護還不夠完善，橫向打擊時可能損壞光纖。束管式光纜的軸心安裝一根塑料管，管內裝有多根不同顏色的光纖和油膏填充料。兩層24根鋼絲纏繞在四周，兩層中間加緩沖層，最外面是聚乙烯護套。這種光纜常用于明線架設。如果埋在地下，或用管道敷設，則在兩層鋼絲之間再加一層金屬帶，增強防水性能。這種光纜的機械強度特別高，不怕壓，不怕橫向沖擊，適用于有線電視網絡。其橫斷面如圖2-12b所示。

圖2-12 光纜結構示意圖

a）層絞式光纜 b）6～48芯束管式光纜

3.掌握有線電視系統的頻率劃分和頻道配置

（1）有線電視系統的頻率劃分：根據廣電行業標準GY/T 106—1999《有線電視廣播系統技術規范》的規定，有線電視廣播系統的波段劃分見表2-2。

表2-2 波段劃分

（2）有線電視系統的頻道配置：有線電視系統的頻道配置分為模擬電視頻道配置方案和數字電視頻道配置方案。其中有線模擬電視的頻道配置方案是一種與無線電視廣播頻率相兼容的配置方案。在無線和有線電視廣播中，圖像信號采用殘留邊帶調幅的調制方式，而伴音信號采用調頻的調制方式，每一路電視節目所占有的頻帶寬度為8MHz。

由于空中的無線電頻率資源是極其有限的，不能無限制地任意使用。因此在電視頻道的分配上，原來是有一些空檔，如在5～6頻道之間，是供警用通信和空中導航使用的150MHz頻段，在12～13頻道之間，是供軍用和警用的450MHz頻段，在整個頻段中，頻道并不是連續設置的，靠這樣來解決無線電頻率在空中十分擁擠的資源緊缺。但是在有線電視系統中，電視信號是在被屏蔽的光纜或同軸電纜中傳送，不容易受到外界的干擾，此時可以利用這些原先被分配做別的通信領域的無線電頻率資源，來傳送電視信號，這些頻道稱為有線電視系統的“增補頻道”。有線電視系統共有42個“增補頻道”。其中Z1～Z7的頻率為111～167MHz，Z8～Z37的頻率為223～463MHz，Z38～Z42的頻率為566～606MHz。

國家廣播電影電視行業技術要求《有線數字電視頻道配置指導性意見》規定了有線數字電視頻道配置，各電視頻道配置參看培訓教材表2-2和表2-3。

（3）熟悉有線電視業務種類：有線電視業務大致可分為基本業務、擴展業務、增值業務三大類。

1）基本業務。基本業務是指按廣播方式運營的廣播電視節目業務，它包括模擬電視業務、數字電視業務、數字廣播業務三大類。

2）擴展業務。擴展業務是指仍以模擬或數據廣播方式為主，輔以簡單數據回傳功能的業務。擴展業務中，屬于短數據信息采集的業務有安全報警、查表業務等，屬于短數據信息發送、請求類的業務有電子郵件、電子查詢、電視教學、電視郵購、電子商務、電子報刊、Web瀏覽乃至準視頻點播（NVOD）等。

3）增值業務。增值業務是指雙向交互式傳輸的視音頻及數據業務，例如會議電視、IP電話、可視電話、視頻游戲乃至視頻點播（VOD）等。

（4）掌握有線電視系統的性能指標：有線電視系統的技術指標主要反映在系統的噪聲特性、系統的失真特性及系統的接口特性三個方面。

1）噪聲特性一般用信噪比或載噪比來衡量。噪聲的來源有兩類：一類來自系統內部，另一類來自系統外部。由于噪聲總是與信號相對應而存在的，因而在檢測信號時不能只看信號自身的大小，還要看信號與噪聲的相對大小。

①信噪比（S/N）。在有線電視系統中，信噪比的定義為視頻信號功率與噪聲功率之比，通常用分貝表示

S/N=lg（P_s/P_n）

②載噪比（C/N）。在有線電視系統中，常用載波電平和噪聲電平之比來表示信噪比，稱為載噪比（C/N）。對于PAL制式，載噪比和信噪比（未加權）的關系為

C/N=S/N+6.4

2）系統的失真特性。在有線電視系統中，失真分為兩類，即線性失真和非線性失真。

①線性失真。線性失真是指由于電路的幅頻特性和相頻特性的不均勻性而造成的各頻率信號的比例失調，但并不產生新的頻率成分。線性失真指標主要包括頻道內幅頻特性、亮色時延差等。

②非線性失真。非線性失真是由于信號通過放大器之類的非線性元件，不僅使各頻率分量的幅度和相位發生變化，而且產生新的頻率成分，對有用信號進行干擾。非線性失真指標的優劣主要取決于放大器的性能、放大器的工作電平及傳輸頻道的數量。非線性失真使電視畫面出現網紋、橫豎條紋等干擾現象。非線性失真指標主要包括：載波交擾調制比（CM）、載波互調比（IM）、載波組合二次差拍比（C/CSO）、載波組合三次差拍比（C/CTB）。

3）系統接口特性。系統接口特性指標主要是關于系統內部各部分、各設備之間接口匹配的各項指標。它包括接口阻抗、接口電平、相互隔離度、回波值等。

有線電視系統中某一點的電平是指該點的功率（或電壓）對某一基準功率（或電壓）的分貝比。兩個功率P₂和P₁的分貝比（dB）定義為10lg（P₂/P₁），利用分貝比可以表示有線電視系統的增益（分貝比為正值）、衰減（分貝比為負值）、交調比、互調比、載噪比等。

有線電視系統中電平又分相對電平與絕對電平。相對電平定義為功率（或電壓或電流）與同單位的某個基準值之比的常用對數。最常用的是相對功率電平和相對電壓電平。相對功率電平（dB）為

P=10lg（P_x/P_o）

絕對電平定義為功率（或電壓或電流）與同單位的規定基準值之比的常用對數。最常用的是絕對功率電平和絕對電壓電平。

絕對電平的單位有dBW、dBm、dBmV、dBμV，它們之間有一定的換算關系，見表2-3。

表2-3 電平單位的換算表

《有線電視廣播系統技術規范（GY/T 106—1999）》，規定了有線電視廣播系統的各項技術性能參數，具體內容見附錄A。

（5）掌握有線數字電視系統的性能指標：在有線數字電視系統中，常用誤碼率和調制誤差率來描述系統性能的好壞。

1）誤碼率。誤碼率又稱誤比特率（BER），是指數字碼流經系統傳輸后發生錯誤的碼元數與信源發出的總碼元數之比。

2）調制誤差率。調制誤差率（MER）是指標稱矢量幅度的平方和與誤差矢量幅度的平方和之比，用dB表示。

2.3.2 選擇題

（注：有*號的為多項選擇題，其余為單項選擇題）

*1.有線電視起源于共用天線電視，其目的是解決（ ）的收看問題。

A.接收天線太多不美觀 B.電視發射覆蓋不到

C.電視發射陰影地區 D.接收天線無法架高

2.有線電視系統中用戶接收的最大特點是（ ）。

A.接收電平比開路高 B.接收電平均勻、標準

C.接收特別靈活 D.接收距離不受限制

3.我國廣電行業標準規定R波段的頻率下限為（ ）。

A.5MHz B.48.5MHz C.65MHz D.108MHz

4.我國廣電行業標準規定A波段的頻率上限為（ ）。

A.450MHz B.550MHz C.750MHz D.1000MHz5.電視頻道Z-9的頻率范圍是屬于電磁波的（ ）波段。

A.VHFⅠ B.VHFⅡ C.VHFⅢ D.UHF

6.準視頻點播（NVOD）是屬于有線電視的（ ）范圍內。

A.基本業務 B.擴展業務 C.增值業務

7.要實現有線電視的增值業務，必須建立有線電視的（ ）。

A.城域網 B.接入網 C.雙向寬帶網 D.干線網

*8.下列哪些業務是屬于有線電視的增值業務范圍內。（ ）

A.電視教學 B.可視電話 C.視頻點播 D.電視購物

E.會議電視 F.電子郵件

9.有線電視系統用戶電平的單位采用（ ）。

A.dBW B.dBm C.dBmV D.dBμV

10.有線數字電視系統輸出口電平是（ ）。

A.50～75dBμV B.60～80dBμV

C.30～60dBμV D.50～80dBμV

11.有線電視系統采用同軸電纜的特性阻抗為（ ）。

A.50Ω B.75Ω C.300Ω

12.有線數字電視用戶終端口是與（ ）連接。

A.電視機 B.數字電視機頂盒

C.電纜調制解調器 D.計算機

13.我國廣電行業標準規定系統輸出口相鄰頻道間的電平差應達到（ ）。

A.≤10dB B.≤3dB C.≥3dB D.≥10dB

14.我國廣電行業標準規定系統載波組合三次差拍比（C/GTB）應達到（ ）。

A.≥43dB B.≥54dB C.≥57dB D.≥60dB

15.我國廣電行業標準規定上行信號的帶寬是（ ）。

A.1.6MHz B.3.2MHz C.6.4MHz D.8MHz

16.在有線電視系統中同軸電纜傳輸的信號是（ ）。

A.微波信號 B.音、視頻信號 C.射頻信號 D.模擬信號

17.有線電視數字化以后，省級干線一般采用（ ）傳輸。

A.HFC B.SDH C.ATM D.IP

*18.在有線電視系統中屬于非線性失真指標的是（ ）。

A.C/N B.幅頻特性 C.CM D.CTB和CSO

E.IM

*19.在有線電視系統中屬于線性失真指標的是（ ）。

A.C/N B.幅頻特性 C.色/亮度時延差 D.C/CTB

E.C/CSO

2.3.3 判斷題

1.有線電視系統就是共用天線電視。 （ ）

2.有線電視是用高頻電纜線把前端與各用戶電視機直接連接起來的電視系統。 （ ）

3.有線電視的種種優越性可以說明，有線電視必將替代開路電視。 （ ）

4.有線電視的出現和發展彌補了開路電視在覆蓋范圍內的某些技術不足和困難。 （ ）

5.有線電視系統將建成具有綜合信息服務功能的交互式寬帶網。 （ ）

6.有線電視用戶與開路電視用戶一樣，其接收場強是均勻一致的。 （ ）

7.同軸電纜內外導體直接的絕緣介質為空氣時，電纜損耗為最小。 （ ）

8.同軸電纜的損耗只與工作頻率有關，與環境溫度的變化無關。 （ ）

9.同軸電纜的衰減值隨溫度下降而下降。（ ）

10.一般同軸電纜的溫度系數為0.2%/℃。 （ ）

11.同軸電纜的屏蔽衰減數越大，表明電纜的屏蔽性能越差。 （ ）

12.同軸電纜的阻抗是300Ω。 （ ）

13.同軸電纜內導體越細則衰減損耗越小。 （ ）

14.同軸電纜的彎曲半徑不應小于其直徑的3～4倍。 （ ）

15.同軸電纜回波損耗大時，會影響到數字電視、數據傳輸的誤碼率。 （ ）

16.對于雙向HFC網絡，同軸電纜的屏蔽衰減應該大于90dB。 （ ）

17.光纜和光纖是一回事。 （ ）

18.光纜是由內導體，外導體和護套等組成。 （ ）

19.光纜主要是由纜芯和護層等組成。 （ ）

20.產生非線性失真的原因是有線電視系統存在放大器之類的非線性元件。 （ ）

21.有線電視用戶收看電視節目不可能發生重影現象。 （ ）

2.3.4 填空題

1.有線電視綜合的前端包含____、____和____三部分。

2.有線電視的基本業務主要有____、____、____。

3.有線電視系統中增益一般采用____數來衡量，單位采用____。如果電壓放大倍數為1000，則它的增益就為____。如果功率放大倍數為10000，則它的增益就為____。

4.某臺光接收機的輸入光功率為-2dBm，換成dBmV為____dBmV，換成dBμV為____dBμV。

5.有線電視系統的噪聲特性一般用____或____來衡量。

6.有線電視系統的失真主要分為____和____。

7.非線性失真指標是衡量有線電視系統質量好壞的最重要的指標，其中互調失真用____和____來衡量。

8.有線電視系統共有____個“增補頻道”。

9.有線電視系統中電纜的特性阻抗為____。

10.有線電視系統接口特性指標包括____、____、____、____等。

11.在有線數字電視系統中，常用____和____來描述系統性能的好壞。

2.3.5 簡答題

1.有線電視系統由哪幾部分組成？

2.非線性失真主要有哪些指標？

3.簡述信噪比與載噪比的關系。

4.有線電視系統有哪幾種業務？