有线电视网络技术.pdf

1、有 线 电 视 网 络 技 术（ 陕 西 国 防 工 业 职 业 技 术 学 院 电 子 3 0 9 1 邮 编 ： 7 1 0 3 0 0 ）摘 要 ： 本 文 综 合 介 绍 了 北 京 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 ： 线 电 视 网 络 同 轴 电 缆 混 合 网 络 HFC 双 向 传 输 Ab stract:Th is p ap er in tro d u ced th e Beijin g

2、cab le TV n etwo rk cu rren tlyimp lemen ted sy stem co mp o sitio n , esp ecially fib er co ax ial cab le h y b ridn etwo rk - HFC h o sp itality access n etwo rk to p o lo g y , an d two -waytran smissio n way o f imp lemen tin g it.Keyword s: c a ble ne twork c oa x ia l c a ble hy brid ne twork

3、HFC two-wa y tra ns mis s ion目 录l 有 线 电 视 系 统 技 术 发 展 的 阶 段 性 22 .3 .2 上 行 传 输 通 道 主 要 技 术 要 求 ： 52 4 相 关 国 家 标 准 和 行 业 标 准 73 有 线 电 视 系 统 的 组 成 83 1 前 端 83 2 传 输 系 统 83 3 电 缆 分 配 系 统 84 有 线 电 视 系 统 传 输 技 术 94 1 电 缆 传 输 技 术 94 .1 .1 电 缆 传 输 系 统 的 构 成 94 .1 .2 电 缆 的 传 输 特 性 及 其 补 偿 94 .1 .3 对 远 距 离 传

4、 输 的 限 制 1 04 2微 波 多 路 MMDS传 输 技 术 1 04 .2 .1 MMDS的 技 术 特 征 1 04 .2 .2 MMDS传 输 系 统 的 构 成 1 04 .2 .3 受 无 线 传 输 缺 陷 的 局 限 性 1 14 3 光 纤 传 输 技 术 1 14 .3 .1 光 纤 传 输 技 术 的 特 征 1 14 .3 .2 光 纤 传 输 系 统 的 构 成 1 14 .3 .3 为 开 展 宽 带 综 合 业 务 传 输 提 供 开 放 平 台 1 24 4 光 纤 同 轴 混 合 网 -HFC宽 带 接 入 网 的 拓 扑 结 构 1 2 有 线 电 视

5、 电 缆 传 输 网 络 1 35 1 双 向 传 输 的 实 现 方 式 1 35 2 回 传 通 道 的 噪 声 1 35 3 电 缆 分 配 网 络 的 组 成 1 45 .3 .1 传 输 系 统 1 45 .3 .2 分 配 系 统 1 45 4 电 缆 分 配 网 络 的 规 划 与 设 计 1 45 .4 .1 光 节 点 的 位 置 1 45 .4 .2 光 节 点 服 务 区 的 划 分 1 45 .4 .3 器 材 选 用 1 45.4.4双 向 放 大 器 上 下 行 通 道 结 构 1 55 .4 .5 设 计 计 算 公 式 1 65 5 用 户 分 配 网 络 1

6、65 .5 .1 用 户 分 配 网 的 组 成 1 65 .5 .2 用 户 分 配 网 使 用 的 设 备 1 6l 有 线 电 视 系 统 技 术 发 展 的 阶 段 性 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 、

7、 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

8、平 。 今 天 已 经 确 立 了 它 在 国 家 信 息 化 结构 框 架 “ 三 网 合 一 平 台 ” 的 基 础 网 络 地 位 。 有 线 电 视 技 术 先 进 ， 有 良 好的 社 会 效 益 和 经 济 效 益 ， 是 国 家 的 基 础 设 施 建 设 项 目 。 我 国 有 线 电 视 的 发 展 历 程 ， 总 体 上 看 ， 可 分 为 三 个 阶 段 ， 即 ： 小 型共 用 天 线 系 统 、 大 型 共 用 天 线 系 统 和 有 线 电 视 系 统 。 1 1 小 型 共 用 天 线 系 统 阶 段 (1 9 7 5 1 9 8 5 年 ) 1 、 生 长 的

9、自 发 性 2 、 经 费 的 自 筹 性 3 、 企 业 的 主 动 性 4 、 系 统 的 分 散 性 5 、 节 目 源 的 局 限 性 1 2 大 型 共 用 天 线 系 统 阶 段 (1 9 8 5 1 9 9 5 年 ) 1 3 有 线 电 视 系 统 阶 段 (1 9 9 6 -现 在 ) 有 线 电 视 系 统 的 发 展 阶 段 。 充 分 借 鉴 国 际 上 的 先 进 技 术 ， 因 地 制 宜地 采 用 光 纤 、 电 缆 、 MMDS微 波 等 传 输 技 术 ， 在 省 、 市 、 县 各 行 政 区 域 范围 内 建 设 有 线 电 视 网 。 目 前 正 朝 着

10、 大 容 量 、 数 字 化 、 双 向 多 功 能 等 方向 发 展 。 经 过 几 年 的 网 络 实 践 ， 一 个 以 传 输 广 播 电 视 节 目 为 主 的 A平 台 和 一个 以 传 输 数 据 为 主 的 B平 台 已 经 取 得 成 功 。 既 保 证 了 千 家 万 户 收 看 高 质量 的 广 播 电 视 节 目 ， 又 为 数 据 通 信 和 各 种 信 息 的 传 输 提 供 高 速 率 、 大 容量 、 低 资 费 、 安 全 可 靠 的 传 输 手 段 。 目 前 ， 我 国 大 多 数 省 市 己 开 通 采 用 数 字 技 术 的 光 缆 干 线 ， 实 现

11、 了 全省 、 全 市 范 围 内 的 联 网 。 同 时 ， 全 国 骨 干 网 采 用 先 进 的 数 字 传 输 技 术 ，为 开 展 数 字 、 数 据 传 输 业 务 提 供 了 优 质 的 服 务 平 台 。 我 国 有 线 电 视 进 人了 实 现 数 字 化 、 交 互 式 高 速 多 媒 体 信 息 网 的 实 验 阶 段 。 2 有 线 电 视 系 统 性 能 指 标 及 相 关 标 准 2 1 基 本 概 念 1 、 有 线 电 视 Cable televisions(CATV)： 用 射 频 电 缆 、 光 缆 、 多 路 微波 或 其 组 合 来 传 输 、 分 配

12、和 交 换 声 音 、 图 像 及 数 据 信 号 的 电 视 系 统 。 2 、 付 费 电 视 Pay-TV： 采 用 加 、 解 扰 技 术 ， 用 户 需 额 外 付 费 方 可 收看 的 电 视 节 目 。 3 、 双 向 有 线 电 视 Two-way： 具 有 上 、 下 行 传 输 的 有 线 电 视 系 统 4 、 前 端 Bead end： 在 有 线 电 视 系 统 中 ， 用 以 处 理 需 要 传 输 的 由 天线 接 收 的 各 种 无 线 信 号 和 自 办 节 目 信 号 的 设 备 。 5 、 分 前 端 hub headed： 系 统 辅 助 前 端 ， 通

13、 常 设 置 在 服 务 区 中 心 。 其向 下 传 输 模 拟 和 数 字 电 视 信 号 ， 同 时 接 收 源 于 服 务 区 内 所 有 用 户 上 行 传输 的 信 号 。 6 、 干 线 系 统 Trunk feeder system： 在 有 线 电 视 广 播 系 统 中 ， 用 于各 类 前 端 之 间 或 前 端 与 各 分 配 点 或 各 光 节 点 之 间 传 输 信 号 的 链 路 。 7 、 光 链 路 optical link： 利 用 光 纤 通 信 技 术 传 输 声 音 、 图 像 和 数 据信 号 的 链 路 。 一 般 由 光 发 送 机 (电 光 转

14、 换 器 )、 光 纤 、 光 接 收 机 (光 电 转 换 器 )及 其 它 必 需 的 光 器 件 (如 光 放 大 器 、 光 连 接 器 、 光 分 路 器 和 光衰 减 器 等 )组 成 。 8 、 光 纤 同 轴 电 缆 混 合 网 (HFqhybrid fiber coaxial以 光 纤 为 干线 、 同 轴 电 缆 为 分 配 网 的 接 入 网 。 9 、 光 节 点 fiber node： 为 HFC网 络 中 完 成 光 、 电 或 电 、 光 转 换 的 节点 ， 以 光 纤 与 前 端 (分 前 端 )相 连 ， 以 同 轴 电 缆 与 分 配 网 络 相 连 。

15、1 0 、 下 行 传 输 通 道 downstream transmissions path： HFC网 络 的 一 部分 ， 其 信 号 在 下 行 方 向 从 前 端 或 任 何 其 它 中 心 节 点 分 配 到 用 户 的 网 络 部分 。 1 1 、 上 行 传 输 通 道 upstream transmission path： HFC网 络 的 一 部分 ， 其 信 号 在 上 行 方 向 从 连 接 到 网 络 的 用 户 到 前 端 或 任 何 其 它 中 心 节 点的 网 络 部 分 。 1 2 、 系 统 输 出 口 System outlet： 连 通 用 户 线 和

16、接 收 机 引 入 线 的 接 口装 置 。 1 3 、 双 向 用 户 端 口 two-way subscriber port： 用 户 室 内 的 可 向 下传 输 信 号 和 向 上 传 输 信 号 的 双 工 接 入 端 口 。 2 2 性 能 定 义1 、 图 像 载 波 电 平 ： 在 75Q终 端 上 调 制 包 络 峰 处 (同 步 头 )的 图 像 载 波 电压 的 有 效 值 ， 以 dBuv表 示 。 2 、 伴 音 载 波 电 平 ： 在 75欧 姆 终 端 上 无 调 制 声 音 载 波 电 压 的 有 效值 ， 以 dBuv表 示 。 3 、 载 噪 比 (c N)

17、： 图 像 载 波 电 平 有 效 值 与 规 定 带 宽 内 系 统 噪 声 电平 均 方 根 值 之 比 ， 用 dB表 示 。 4 、 交 扰 调 制 比 (CM)： 在 系 统 指 定 点 ， 指 定 载 波 上 有 用 调 制 信 号 峰一 峰 值 对 交 扰 调 制 成 分 峰 一 峰 值 之 比 ， 用 dB表 示 。 5 、 载 波 互 调 比 ： 在 系 统 指 定 点 ， 载 波 电 平 对 规 定 的 互 调 产 物 的 电平 之 比 ， 用 dB表 示 。 6 、 载 波 复 合 二 次 差 拍 比 (C CSO)： 在 系 统 指 定 点 ， 图 像 载 波 电 平

18、与在 带 内 成 簇 集 聚 的 二 次 差 拍 产 物 的 复 合 电 平 之 比 ， 用 dB表 示 。 7 、 载 波 复 合 三 次 差 拍 比 (C CTB)： 在 系 统 指 定 点 ， 图 像 载 波 电 平与 围 绕 在 图 像 载 波 中 心 附 近 群 集 的 复 合 三 次 差 拍 产 物 的 峰 值 电 平 之 比(多 簇 产 物 时 应 取 叠 加 功 率 )， 用 dB表 示 。 8 、 交 流 声 调 制 比 (HM)： 基 准 调 制 与 峰 一 峰 值 交 流 声 调 制 之 比 ， 用 dB表 示 。 9 相 互 隔 离 ： 在 待 测 系 统 的 频 率

19、范 围 内 ， 任 意 频 率 上 系 统 某 个 输 出 口与 另 一 个 输 出 口 之 间 的 衰 减 ， 对 任 何 特 定 的 设 施 ， 总 是 取 其 频 率 范 围 内所 测 得 的 最 差 值 做 为 相 互 隔 离 ， 用 dB表 示 。 1 0 、 色 度 亮 度 时 延 差 ： 电 视 信 号 中 色 度 和 亮 度 分 量 通 过 被 测 系 统之 后 ， 它 们 的 延 时 不 等 称 为 色 度 亮 度 时 延 差 ， 用 m表 示 。 1 1 、 回 波 值 ： 在 规 定 测 试 条 件 下 ， 测 得 的 系 统 中 由 于 反 射 而 产 生 的滞 后 于

20、 原 信 号 并 与 原 信 号 内 容 相 同 的 干 扰 信 号 的 值 。 1 2 、 上 行 汇 集 噪 声 ： 源 自 于 用 户 端 、 电 缆 和 无 源 传 输 设 备 引 入 的 干扰 ， 以 及 光 纤 和 有 源 设 备 自 身 产 生 的 噪 声 在 前 端 或 分 前 端 汇 集 形 成 的 噪声 。 1 3 、 上 行 最 大 过 载 电 平 ： 保 证 链 路 中 上 行 光 发 射 机 和 放 大 器 不 造 成严 重 过 载 失 真 条 件 下 ， 在 用 户 端 可 以 注 入 的 最 大 上 行 电 平 值 。 1 4 、 上 行 通 道 群 延 时 ：

21、在 规 定 频 段 内 不 同 频 率 信 号 从 用 户 端 到 前 端 接收 端 产 生 的 传 输 时 间 差 。 1 5 、 上 行 通 道 传 输 延 时 ： 信 号 从 最 远 距 离 由 用 户 端 至 双 向 通 信 设 备 上行 射 频 接 收 端 传 输 的 总 延 时 。 1 6 、 窄 带 数 据 频 段 ： 适 应 于 传 输 窄 带 低 速 数 据 的 信 道 频 段 1 7 、 宽 带 数 据 频 段 ： 适 应 于 传 输 宽 带 高 速 数 据 的 信 道 频 段 1 8 、 通 道 串 扰 抑 制 比 ： 在 双 向 系 统 运 营 时 ， 上 行 信 号

22、(满 负 载 时 )对下 行 电 视 信 号 产 生 干 扰 导 致 传 输 技 术 指 标 劣 化 。 下 行 图 像 载 频 电 平 与 产生 的 寄 生 产 物 电 平 的 比 值 。 1 9 、 上 行 通 道 的 载 波 汇 集 噪 声 比 (C N)： 用 于 在 规 定 上 行 测 量 信 号源 电 平 值 为 标 称 值 条 件 下 ， 对 上 行 物 理 通 道 作 广 义 性 的 传 输 质 量 判 别 。C N=上 行 信 号 电 平 (双 向 通 信 设 备 上 行 射 频 接 收 端 口 )上 行 汇 集 噪 声 电平 (双 向 通 信 设 备 上 行 射 频 接 收

23、 端 口 ) 2 0 、 用 户 端 口 保 护 隔 离 能 力 ： 当 某 用 户 端 引 入 强 干 扰 时 ， 可 能 导 致 某信 号 频 段 (信 道 )停 止 服 务 。 系 统 对 其 引 入 干 扰 抑 制 的 分 贝 值 。 2 1 、 用 户 电 视 端 口 噪 声 抑 制 能 力 ： 在 同 一 用 户 室 内 ， 规 定 其 用 户 电视 端 口 (或 电 视 传 输 物 理 通 道 )相 对 于 该 用 户 的 双 向 数 据 端 口 (或 数 据 物理 通 道 )对 上 行 传 输 公 共 通 道 具 有 的 抑 制 (隔 离 )能 力 。 2 2 、 上 行 电

24、平 ： 上 行 信 号 功 率 (P1)与 基 准 功 率 (P0)比 的 分 贝 值 ， 即101gPl P0。 通 常 用 dBuv表 示 。 以 在 75欧 姆 负 载 电 阻 上 产 生 luv电 压 的功 率 (0.0133uuW)为 基 准 。 2 3 、 上 行 传 输 增 益 ： 在 双 向 用 户 端 口 注 入 电 平 为 A1的 信 号 ， 经 过 上行 传 输 通 道 ， 在 前 端 或 分 前 端 双 向 通 信 设 备 上 行 射 频 接 收 端 口 处 测 量 到的 电 平 为 A2， 上 行 传 输 增 益 G=A2-A1以 dB值 表 示 。 2 3 系 统

25、性 能 指 标 2 .3 .1 下 行 传 输 系 统 主 要 技 术 参 数 要 求 (1 )系 统 输 出 口 电 平 (d Bu v )6 0 -8 0 (2 )载 噪 比 (d B)4 3 (B=5 .7 5 MHz) (3 )载 波 互 调 比 (d B) 5 7 (对 电 视 频 道 的 单 频 干 扰 ) 5 4 (电 视 频 道 内 单 频 互 调 干 扰 ) (4 )载 波 复 合 三 次 差 拍 比 (d B)5 4 (5 )载 波 复 合 二 次 差 拍 比 (d B)5 4 (6 )交 扰 调 制 比 (d B)4 6 +1 0 Lg (N一 1 )(N为 电 视 频

26、道 数 ) (7 )载 波 交 流 声 比 (%)3 (8 )色 亮 度 时 延 差 （ n s） 1 0 0 (9 )回 波 值 (%)7 (1 0 )微 分 增 益 (%)1 0 (1 1 )微 分 相 位 (度 )1 0 (1 2 )系 统 输 出 口 相 互 隔 离 度 (d B)3 3 0 (VHF)2 2 (其 它 ) (1 3 )特 性 阻 抗 7 5 欧 姆2 .3 .2 上 行 传 输 通 道 主 要 技 术 要 求 ：(1 )特 性 阻 抗 7 5 欧 姆(2 )频 率 范 围 (MHz)5 -6 5 (基 本 信 道 )(3 )标 称 上 行 端 口 输 人 电 平 (d

27、 B,V)1 0 0 (设 计 标 称 值 ) 特 性 阻 抗 7 5 欧 姆频 率 范 围 (MHz)5 -6 5 (基 本 信 道 )标 称 上 行 端 口 输 人 电 平 (d B,V)1 0 0 (设 计 标 称 值 )上上 行 通 道 频 率 响 应 (d B)1 0 9 4 6 1 8 MHz)1 5 (3 2 MHz范 围 内 )上 行 最 大 过 载 电 平 (d Bu v )1 1 2 (三 路 载 波 输 人 ， 当 二 次 或 三 次 非 线 性 产物 为 -40dBc时 测 量 )载 波 汇 集 噪 声 比 (d B)2 0 (Ra波 段 ) 2 6 (Rb 、 Rc波

28、 段 )(电 磁 环 境 最 恶 劣 时 间 段 测 量 ， 一 般 为 1 8 点 -2 2 点 ， 注 入 上 行 载 波 电 平为 l0 0 d Bu v ， 波 段 划 分 见 附 表 )(4 )上 行 传 输 路 由 增 益 差 (d B)1 0 (任 意 用 户 端 口 上 行 )(5 )上 行 通 道 频 率 响 应 (d B) 1 0 9 4 6 1 8 MHz)1 5 (3 2 MHz范 围 内 )(6 )上 行 最 大 过 载 电 平 (d Bu v )1 1 2 (三 路 载 波 输 人 ， 当 二 次 或 三 次 非 线 性产 物 为 -40dBc时 测 量 )(7 )

29、载 波 汇 集 噪 声 比 (d B)2 0 (Ra波 段 ) 2 6 (Rb 、 Rc波 段 )(电 磁 环 境 最 恶 劣 时 间 段 测 量 ， 一 般 为 1 8 点 -2 2 点 ， 注 入 上 行 载 波 电 平为 l0 0 d Bu v ， 波 段 划 分 见 附 表 )(8 )上 行 通 道 传 输 延 时 (u s) 8 0 0(9 )回 波 值 (%)1 0(1 0 )上 行 通 道 群 延 时 (回 3 0 (任 意 3 2 MHz范 围 内 )(1 1 )信 号 交 流 声 调 制 比 7(1 2 )用 户 电 视 端 口 噪 声 抑 制 能 力 4 0(1 3 )通

30、道 串 扰 抑 制 比 (d B) 5 4附 表 ：上 行 传 输 通 道 波 段 划 分波段 频 率 范 围(MHz) 业 务 内 容 传 输 媒 质 条件Ra 5.0-20.2 上 行 窄 带 数 据 业 务 、 网 络管 理 (上 行 ) 共 缆Rb 20.258_6 上 行 竟 带 数 据 业 务 共 缆Rc 58.6-65.0 上 行 窄 带 数 据 业 务 、 网 络管 理 (上 行 ) 共 缆2 4 相 关 国 家 标 准 和 行 业 标 准1 、 GB T6 5 1 0 -1 9 9 6 2 、 GY T1 0 6 -1 9 9 9 3 、 GY T1 2 1 -1 9 9 5

31、 4 、 GY T1 3 1 -1 9 9 7 5 、 GY T1 3 2 -1 9 9 8 6 、 GY T1 8 0 -2 0 0 1 7 、 GY T1 3 5 -1 9 9 8 8 、 GY T1 3 0 -1 9 9 8 9 、 GB T1 1 3 1 8 -1 9 9 6 1 0 、 GB5 0 2 0 0 -1 9 9 4 1 1 、 GBJ4 2 -8 1 1 2 、 GBJ7 9 -8 5 1 3 、 GB5 7 -8 3 1 4 、 GBJl2 0 -8 8 1 5 、 GB7 3 9 3 -8 7 电 视（ 2） 杂 志 引 注 ：2 0 0 9 年 有 线 电 视 技 术 杂 志 第 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 期主 管 单 位 ： 国 家 广 播 电 影 电 视 总 局 ， 主 办 单 位 ： 国 家 广 播 电 影 电 视 总 局 无 线 局 ， 主 编 ： 李 国华 ， 地 址 ： 北 京 月 坛 公 园 内 中 央 电 视 发 射 台 北 京 4 5 1 0 信 箱（ 3） 网 络 资 料 ：中 国 广 电 有 线 电 视 论 坛w.stu d a.n et