郭宗輝 欒秋平

摘 要：有線電視網(wǎng)（CATV網(wǎng)）是世界上一個比較大網(wǎng)絡，具有其傳輸質量好、容量大、保密性好、應用方便、可以雙向傳送等優(yōu)點，在世界上得到的認可和應用。文章主要論述了有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)組成、傳輸方式以及用戶分配系統(tǒng)。

關鍵詞：有線電視網(wǎng)絡；電纜傳輸技術；光纖傳輸技術；MMDS；HFC

有線電視網(wǎng)絡（CATV）是一種采用電纜、光纜或者微波等方式進行傳輸，在用戶中分配信號，為用戶提供上百套電視節(jié)目以及各種信息服務的電視網(wǎng)絡體系。1950年，美國首先使用共用天線電視系統(tǒng)；1973年，中國第一個使用共用天線電視系統(tǒng)；80年代，有線電視開始在城市出現(xiàn)發(fā)展；2003年我國開始有線電視數(shù)字化；到2014年2月：我國有線數(shù)字電視用戶保有量達到16426.3萬戶，有線數(shù)字化程度約為73.33%。有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)的發(fā)展是從小型到大型共用天線電視系統(tǒng)，再到城市電纜電視系統(tǒng)，最后是光纖/電纜混合網(wǎng)（HFC）以及雙向HFC寬帶網(wǎng)絡。

1 有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)的系統(tǒng)組成

有線電視系統(tǒng)是由接收信號源系統(tǒng)、前端處理系統(tǒng)、干線傳輸系統(tǒng)、用戶分配系統(tǒng)、用戶終端四部分組成。信號源包括衛(wèi)星地面站、微波站、電視廣播接收天線、攝像機、錄像機、計算機控制。前端處理系統(tǒng)指的是對信號源傳來的傳輸信號進行一些技術處理的設備組合。干線傳輸系統(tǒng)指遠距離傳輸?shù)某删€或干線，它位于前端處理和用戶分配系統(tǒng)之間。干線傳輸包括同軸電纜網(wǎng)、光纜網(wǎng)、微波網(wǎng)和混合網(wǎng)四種方式。用戶分配系統(tǒng)是把干線傳輸系統(tǒng)傳來的的信號進行放大和分配，把信號均勻地分配給每家用戶，讓每家用戶終端都能得到規(guī)定的電平。

圖1 有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)

2 有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)干線傳輸系統(tǒng)

有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)干線傳輸方式技術有：同軸電纜傳輸、光纜傳輸、微波傳輸和混合傳輸（光纖-同軸混合網(wǎng)、微波-同軸網(wǎng)、光纖-微波-同軸網(wǎng)）。

（1）同軸電纜傳輸系統(tǒng)主要包含同軸電纜網(wǎng)、干線系統(tǒng)放大器間隔配置、放大器級連等；附屬設備包括用于干線分路的過電型分支器、分配器等。同軸電纜由內是用介質使內外導體絕緣并且保持軸心重合的電纜，由內導體、絕緣體、外導體和護套四部分組成。通過結構可以分為封閉竹節(jié)型、藕芯型以及物理發(fā)泡聚乙烯絕緣型三種類型。

同軸電纜開始為實芯聚乙烯絕緣同軸電纜，后來發(fā)展為化學發(fā)泡聚乙烯絕緣同軸電纜，縱孔聚乙烯同軸電纜，現(xiàn)在多采用物理發(fā)泡聚乙烯型絕緣電纜。

同軸電纜特性阻抗一般為75Ω，電纜衰減特性與信號的頻率、電纜粗細、長度有關，低頻信號、細芯的電纜衰減量大，因為衰減量與電纜的長度成正比，用干線放大器來補償電纜對信號電平進行補償，使干線能夠遠距離傳輸。溫度升高，衰減量升高，溫度系數(shù)約為0.2%/℃。

同軸電纜信號傳輸距離越遠，級連越大，系統(tǒng)指標下降越多， 系統(tǒng)維護就比較困難，服務水平就會下降。

（2）光纜傳輸系統(tǒng)是由光纜、光源發(fā)射機、光線放大器、和光線接收器組成。從切面看，光纜包括導電線芯、光纖、加強的構件、還有保護層四部分。光纖按電磁場分布可分為單模光纖和多模光纖，單模光纖的工作帶寬較寬，有線電視多采用單模光纖。

圖3 光纜斷面結構

1970年，在美國首先發(fā)明出來20dB/km光纖；1989年在美國開始出現(xiàn)有線電視光纖傳輸； 1992年我國開始出現(xiàn)電視信號光纖傳輸。

光纜傳輸技術具有損耗?。?310nm ：0.4 dB/km，1550nm：0.25 dB/km），可以實現(xiàn)電視信號的長距離傳送，保證電視信號質量完好。光纖頻帶比較寬，在最低損耗區(qū)的頻帶寬度數(shù)值為30000GHz，由于單個光源占用的帶寬比較小，采用相干光通信技術，可以在30000GHz范圍內容納上百萬個頻道，使有線電視信號能夠均勻地傳輸?shù)礁鱾€節(jié)點。光纖傳輸只傳輸光，不導電，不受電磁場影響，所以抗干擾能力強。

（3）微波傳輸系統(tǒng)是由微波發(fā)射系統(tǒng)和微波接收系統(tǒng)組成，微波發(fā)射系統(tǒng)有微波發(fā)射機、電纜、合成器、還有發(fā)射天線等，接收系統(tǒng)有微波接收天線、供電器、變頻器等。微波傳輸場合有國家微波干線的大微波、衛(wèi)星、單路與多路FM（調頻）微波、AM（調幅）微波、多路微波分配系統(tǒng)MMDS。微波傳輸優(yōu)點有：頻帶寬，空間傳輸2500-2700MHz，接收分配111-750MHz；傳輸質量高，穩(wěn)定性強，適應性和靈活性強。微波傳輸缺點是發(fā)射與接收應在視距范圍內進行，信號怕遮擋，易受干擾，反射出重影等。

（4）混合傳輸比如光纖同軸混合網(wǎng)-HFC，它是由光纖作為干線、同軸電纜作為分配網(wǎng)，構成光纖同軸混合網(wǎng)（HFC）。HFC具有光纖和電纜共同的優(yōu)良特性，它們通過有效的結合，使有信號能夠高效高質的傳輸、分配。在雙向有線電視中，由前端向用戶終端傳送的信號叫下行信號或正向通路信號；信號從用戶端向前端傳送的通路成為反向通路或上行通路。HFC采用頻分復用的技術，將5-1000MHz的頻段分為上行通道和下行通道：5-65MHz為上行通道，可作為非廣播業(yè)務，為了提高抗干擾能力，采用QPSK（或16QAM）調制。87-1000MHz為下行通道87-550MHz，全部用于模擬電視廣播；550-750MHz為下行數(shù)字通信信道。

3 用戶分配系統(tǒng)

用戶分配系統(tǒng)主要由雙向分配放大器、同軸電纜、分支分配器、用戶終端組成。分配方式有串接分支鏈方式、分配-分配方式、分支-分支方式、分配-分支方式、分配-分支-分配方式。

雙向用戶分配放大器采用雙模塊功率倍增型或雙模塊推挽型，將信號放大到所需要的電平，通常用戶電平取70 dB，這是有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)中唯一需要高電平工作的地方。[8]雙向分配放大器主要功能是對下行信號進行均勻的功率分配，分成幾路，對上行信號進行匯集。

同軸電纜采用的是物理發(fā)泡的同軸電纜。分支器與分配器的連接采用-5電纜。放大器與分配器連接電纜比較長，采用-7或-9電纜。還有為了降低回傳通道的噪聲影響，需要選用四屏蔽的電纜。[9]

終端分支器是連接用戶終端與分支線的裝置，它是串聯(lián)在分支線中，把信號能量的一部分分給用戶。分支器是由一個主路輸入端（IN），一個主路輸出端（OUT）和若干個分支輸出端（BR）組成。分支器還要匯集主路輸出端和分支輸出端的回傳信號。常用的分支器有一分支器、二分支器、四分支器、六分支器等。

用戶終端指的是與電視機相連得用戶端口。用戶終端包括機頂盒、電纜調制解調器、解擾器等。數(shù)字電視機頂盒的基本功能是接收數(shù)字電視廣播節(jié)目，還可以進行所有廣播和交互式多媒體應用，如數(shù)字電視廣播接收、軟件在線升級、電子節(jié)目指南（EPG）、電子郵件、Internet接入、IP電話和視頻點播等。

用戶分配系統(tǒng)工作流程為干線系統(tǒng)傳來的下行信號傳送到分配放大器，分配放大器將信號放大后，經(jīng)過同軸電纜、分配器、分支器，再傳送給每個用戶。來自用戶的上行信號，從回傳發(fā)射機，經(jīng)過分支器、分配器和同軸電纜，匯集到雙向用戶分配放大器，再回到傳輸系統(tǒng)。

有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)是一個有前景的行業(yè)，發(fā)展方向為由小網(wǎng)向大網(wǎng)、由模擬向數(shù)字、由單向向雙向、由用戶看電視向用電視、由標清向高清的轉變，實現(xiàn)視頻、語音、數(shù)據(jù)“三網(wǎng)合一”的數(shù)據(jù)傳輸。有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)使電視機成為多媒體綜合信息終端，不僅可以看電視、聽廣播，還能夠開展視頻點播、銀行支付、付費電視等業(yè)務，也可以接收電子政務、交通旅游、生活資訊、醫(yī)療保健、文化教育、金融股票等信息服務。

參考文獻

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[9]高春山，苗桂溱.淺談有線電視網(wǎng)絡傳輸技術[J].電子技術與軟件工程，2013.