1、有線電視網(wǎng)絡(luò),課程背景 1. 隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們對(duì)信息服務(wù)個(gè)性化要求的日益提高，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)在寬帶、交互性、智能化、承載綜合業(yè)務(wù)的能力等方面提出了越來越高的要求 ；,2.有線電視網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為廣播電視最主要的有效覆蓋手段之一，并正以極其迅猛的發(fā)展速度向綜合信息網(wǎng)過渡； 3.先進(jìn)的有線電視網(wǎng)絡(luò)匯集了當(dāng)代電子技術(shù)許多領(lǐng)域的新成就，體現(xiàn)了現(xiàn)代廣播電視技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的交叉和融合，具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化等現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)的一切特征。 學(xué)習(xí)和了解有線電視網(wǎng)絡(luò)具有十分重要的意義和價(jià)值,課程特點(diǎn),應(yīng)用性 綜合性 涉及面廣 體系獨(dú)特 強(qiáng)調(diào)應(yīng)用 注重方法,學(xué)習(xí)目的和要求,基本組成

2、 1.熟悉 有線電視網(wǎng)絡(luò)的 主要設(shè)備 關(guān)鍵技術(shù) 系統(tǒng)分析方法 2.掌握 有線電視網(wǎng)絡(luò)的 基本理論與概念 工作原理 主要參數(shù)及計(jì)算,研究動(dòng)態(tài) 3. 了解 有線電視網(wǎng)絡(luò)的 發(fā)展趨勢 熱點(diǎn)和難點(diǎn) 尋找 相關(guān)課題，進(jìn)行深入研究 抓住重點(diǎn) 掌握方法,學(xué)習(xí)方法,課堂學(xué)習(xí)與自學(xué)相結(jié)合 廣泛閱讀參考書 概念清晰 理解到位 舉一反三 融會(huì)貫通,參考書目,有線電視網(wǎng)絡(luò)，作者：劉劍波等，中國廣播電視出版社，2002年12月,有線電視綜合信息網(wǎng)技術(shù)，作者：李鑒增等，人民郵電出版社，1999年7月,夏業(yè)松 、白玉琨、劉劍波編著：有線電視與光纖傳輸技術(shù)，中國廣播電視出版社，1997年3月,王暉、關(guān)亞林、王曉路編著：有線電

3、視測量，北京廣播學(xué)院出版社，2001年6月 施國強(qiáng)、黃吳明、張萬書編著：有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手冊(cè)，電子工業(yè)出版社， 2002年12月 車晴、王京玲編著：數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)，北京廣播學(xué)院出版社，2000年4月,第一章 概論,本章重點(diǎn)： 有線電視系統(tǒng)的基本組成及各部分的主要功能有線電視系統(tǒng)的頻率劃分和頻道配置方法相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí) 本章難點(diǎn)： 現(xiàn)代有線電視網(wǎng)絡(luò)的基本組成形式VSB-AM高頻電視信號(hào)的形成過程電壓的疊加,1.1 有線電視網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展概況,1.1.1 有線電視網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程 公共天線系統(tǒng)（Master Aerial Television, 簡稱MATV，1948年） 共用天線系統(tǒng)（Community

4、 Antenna Television，簡稱CATV，五、六十年代 ） 有線電視系統(tǒng)（或稱電纜電視系統(tǒng)，Cable Television,仍簡稱CATV，七、八十年代 ）,有線電視發(fā)展到今天，無論是其系統(tǒng)組成、技術(shù)手段，還是其系統(tǒng)規(guī)模、服務(wù)功能，各方面都發(fā)生了翻天覆地的變化 現(xiàn)代意義上的“有線電視網(wǎng)絡(luò)”，實(shí)際上是一個(gè)脫胎于傳統(tǒng)CATV系統(tǒng)，但早已突破了“有線”的束縛和“電視”的局限，具有綜合信息服務(wù)功能的信息網(wǎng)絡(luò)體系,1.1.2我國有線電視網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀起步較晚 發(fā)展迅速 初具規(guī)模 亟待完善,1.1.3 有線電視網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)（1）實(shí)現(xiàn)廣播電視的有效覆蓋（2）圖像質(zhì)量好，抗干擾能力強(qiáng)（3）頻道資源

5、豐富，傳送的節(jié)目多（4）系統(tǒng)規(guī)模大，節(jié)約投資、美化市容（5）寬帶入戶，便于綜合利用（6）能夠?qū)崿F(xiàn)有償服務(wù)（7）建網(wǎng)可以循序漸進(jìn)，逐步發(fā)展,1.1.4 有線電視網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢與展望（1）數(shù)字化（2）綜合化（3）網(wǎng)絡(luò)化（4）智能化 全方位服務(wù)網(wǎng)（Full Service Net，簡稱FSN）,有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最終目標(biāo)也許會(huì)是全數(shù)字化的全光網(wǎng)絡(luò)，它依托IP+DWDM的傳輸模式，真正實(shí)現(xiàn)在一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)（Everything over IP）上的多媒體綜合信息服務(wù)。到那時(shí)，不僅是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境會(huì)達(dá)到幾近完美的程度，而且，信息資源也將得到極大的豐富。這樣，真正意義上的信息高速公路便不再是紙上談兵，而是實(shí)實(shí)在在

6、的現(xiàn)實(shí)，標(biāo)志著人類社會(huì)將進(jìn)入一個(gè)嶄新的信息時(shí)代,1.2 有線電視系統(tǒng)的基本組成,物理模型: 任何有線電視線系統(tǒng)均可視為由信號(hào)源、前端、傳輸系統(tǒng)、用戶分配網(wǎng)四個(gè)部分（或稱四個(gè)功能模塊）組成,圖11中，信號(hào)源是指提供系統(tǒng)所需各類優(yōu)質(zhì)信號(hào)的各種設(shè)備；前端則是系統(tǒng)的信號(hào)處理中心，它將信號(hào)源輸出的各類信號(hào)分別進(jìn)行處理，并最終混合成一路復(fù)合射頻信號(hào)提供給傳輸系統(tǒng)；傳輸系統(tǒng)將前端產(chǎn)生的復(fù)合信號(hào)進(jìn)行優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的遠(yuǎn)距離傳輸；而用戶分配網(wǎng)則準(zhǔn)確高效地將傳輸系統(tǒng)傳送過來的信號(hào)分送到千家萬戶,1.2.1 傳統(tǒng)有線電視系統(tǒng)的基本組成yxdsfinal3.htm,1.2.2 現(xiàn)代有線電視網(wǎng)絡(luò)的基本組成,1.3 有線電視系統(tǒng)

7、的頻率劃分和頻道配置,1.3.1 電視頻道的頻帶寬度 殘留邊帶調(diào)幅(VSB-AM) yxdsfinal211.3.0.htm,1.3.2地面電視廣播的頻道配置 地面電視廣播能夠使用的無線電頻率主要有48.5108MHz，167223MHz，470566MHz，606958MHz四個(gè)頻段，我國規(guī)定的開路電視頻道具體配置方案見 表1-1,頻譜分布情況： 掌握規(guī)律！,1.3.3 有線電視系統(tǒng)的頻率劃分和頻道配置 1. 標(biāo)準(zhǔn)頻道與增補(bǔ)頻道 的概念 動(dòng)態(tài)演示 2.雙向有線電視系統(tǒng)的上、下行頻率分割問題 動(dòng)態(tài)演示 頻段劃分表 雙向系統(tǒng)頻道配置表,3.系統(tǒng)容量 單向系統(tǒng) : 300MHz: 28個(gè)（12個(gè)標(biāo)

8、準(zhǔn)，16個(gè)增補(bǔ)） 450MHz: 47個(gè)（12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，35個(gè)增補(bǔ)） 550MHz: 59個(gè)（22個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，37個(gè)增補(bǔ)） 750MHz: 84個(gè)（42個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，42個(gè)增補(bǔ)） 862MHz: 98個(gè)（56個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，42個(gè)增補(bǔ)） 雙向系統(tǒng) : 750MHz: 79個(gè)（37個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，42個(gè)增補(bǔ)） 862MHz: 93個(gè)（51個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，42個(gè)增補(bǔ)）,1.4 有線電視網(wǎng)絡(luò)的總體規(guī)劃,自學(xué) 1.5相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí) 自學(xué),第2章 有線電視系統(tǒng)的性能分析和性能參數(shù),本章重點(diǎn)： 系統(tǒng)噪聲的分析 信噪比與載噪比的概念 載噪比的計(jì)算 衡量非線性失真影響程度的性能參數(shù) 非線性失真指標(biāo)的計(jì)算 系統(tǒng)線性失真的概念 系統(tǒng)指標(biāo)的疊加與分配

9、本章難點(diǎn)： 噪聲系數(shù)的概念 系統(tǒng)非線性失真的分析 CSO和CTB的概念,研究目的：建立客觀評(píng)價(jià)體系 研究對(duì)象：模擬電視信號(hào) 研究內(nèi)容：噪聲與失真,本章的目的在于通過對(duì)有線電視系統(tǒng)在傳輸模擬電視信號(hào)時(shí)的性能進(jìn)行深入分析，建立起一套科學(xué)、合理的客觀評(píng)價(jià)體系。具體地講，就是要分析模擬信號(hào)波形失真和噪聲產(chǎn)生的根源和性質(zhì)，研究和掌握其規(guī)律，并討論采用什么性能參數(shù)才能準(zhǔn)確、恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行度量，以及如何采取技術(shù)措施來確保失真和噪聲的影響程度被控制在國家標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)。,2. 1系統(tǒng)噪聲,2.1.1系統(tǒng)噪聲的產(chǎn)生和分類 噪聲是指能使圖像遭受損傷的與傳輸信號(hào)本身無關(guān)的各種形式寄生干擾的總稱，它是一種紊亂、斷續(xù)、隨

10、機(jī)的電磁振動(dòng)，在電視屏幕上的主觀視覺效果表現(xiàn)為雜亂無章的雪花狀干擾,系統(tǒng)噪聲,外部噪聲,內(nèi)部噪聲,非固有內(nèi)部噪聲,固有內(nèi)部噪聲,導(dǎo)體,半導(dǎo)體器件,2.1.2 熱噪聲 基礎(chǔ)熱噪聲功率 ： Pn0 = kTf,等效噪聲帶寬的定義：,N0=20lgUn0=2.4dBV,2.1.3 信噪比與載噪比 1.信噪比（S/N） 信噪比的定義 信噪比與圖像質(zhì)量的關(guān)系： （SN）dB.2 為了得到級(jí)以上的圖像質(zhì)量，要求 信噪比指標(biāo)高于36.6dB,2.載噪比（C/N） 載噪比定義 對(duì)射頻系統(tǒng)而言，用載造比來描述系 統(tǒng)的噪聲性能最方便 載噪比和信噪比都能用來衡量系統(tǒng)的 噪聲性能，他們之間存在著一定 的內(nèi)在聯(lián)系,2.

11、1.4 噪聲系數(shù) 噪聲系數(shù)的定義: 設(shè)有一個(gè)放大器，其功率放大倍數(shù)為，在輸入端的噪聲功率僅是基礎(chǔ)熱噪聲n0 ，若放大器本身不產(chǎn)生噪聲，則其輸出端的噪聲功率為GPn0。但放大器本身是肯定要產(chǎn)生噪聲的，因而其輸出端的噪聲功率一定比GPn0要大，設(shè)為FGPn0 ，這個(gè)倍數(shù)F就稱為該放大器的噪聲系數(shù)。,噪聲系數(shù)的物理意義: 當(dāng)放大器的輸入噪聲為基礎(chǔ)熱噪聲時(shí)，由于放大器內(nèi)部產(chǎn)生噪聲的結(jié)果，使放大器的輸出噪聲功率擴(kuò)大了F倍 放大器的噪聲系數(shù)等于輸入噪聲為基礎(chǔ)熱噪聲時(shí)的輸入載噪比和輸出載噪比之差。也就是說，當(dāng)放大器的輸入噪聲為基礎(chǔ)熱噪聲時(shí)，輸出載噪比將比輸入載噪比小F dB （注意特定條件）,2.1.5 載

12、噪比的計(jì)算 （CN）dB 10 lg（Pc / FPn0） 10 lg Pc10 lg F10 lg Pn0 SiFdB2.4dB （CN）dBSiFt dB2.4 Ft dB10 lg F1（F21） / G1 （F31） / ( G1 G2 ) （Fn1）/ ( G1G2Gn-1 ) 動(dòng)態(tài)演示 （注意公式成立的特定條件）,總結(jié)： 在有線電視系統(tǒng)中計(jì)算各部分的載噪比指標(biāo)時(shí)，可直接利用上述公式進(jìn)行計(jì)算，其中， 對(duì)前端而言， Ft F1 對(duì)同軸電纜干線而言， 若干線由相同放大器組成，則 Ft nF Ft dB= FdB+10 lg n,2.2系統(tǒng)非線性失真,2.2.1 系統(tǒng)非線性失真的產(chǎn)生及分析

13、 有線電視系統(tǒng)中非線性失真最嚴(yán)重、對(duì)信號(hào)質(zhì)量影響最大的設(shè)備是放大器，我們將重點(diǎn)研究放大器的非線性失真特性,描述放大器實(shí)際傳輸特性的數(shù)學(xué)近似模型： UoK1UiK2Ui2K3Ui3 簡化的信號(hào)模型： （設(shè)輸入信號(hào)由三個(gè)頻率分量組成） 輸出信號(hào)的各種產(chǎn)物列 表,各項(xiàng)失真產(chǎn)物的特點(diǎn)和規(guī)律： （1）失真的類型 二次失真：二次諧波失真 二次互調(diào)失真 三次失真：三次諧波失真 三次互調(diào)失真 三次差拍失真 交擾調(diào)制失真 非線性失真的產(chǎn)生、網(wǎng)紋及交調(diào)干擾現(xiàn)象演示,頻道內(nèi)互調(diào)干擾的概念 （2）失真的大小 對(duì)二次失真而言，二次互調(diào)失真幅度最 大， 實(shí)際中只需考慮二次互調(diào)失真即可； 對(duì)三次失真產(chǎn)物中的三種新頻率分量型

14、 的同類失真而言，三次差拍失真幅度最大， 實(shí)際應(yīng)用中，可以只研究分析和測量三次 差拍失真。 一般來說，單個(gè)的二次互調(diào)失真比單個(gè) 三次差拍的幅度要大。,（3）失真的數(shù)量 失真數(shù)量與頻道數(shù)量的關(guān)系 表 從表可以看出，三次差拍失真的數(shù)量隨頻道數(shù)的增長而急劇增多 。,結(jié)論： 幅度大是二次互調(diào)的顯著特征，必須 采取有效措施 ； 三次差拍失真的數(shù)量巨大，而交調(diào)失 真在主觀感覺上較嚴(yán)重 ，在頻道數(shù)較少時(shí) （例如十幾個(gè)頻道以下），主要考慮交調(diào) 失真，而在頻道數(shù)較多時(shí)，則應(yīng)主要考慮 三次差拍失真。,（4）CSO和CTB 一般來說，落入到一個(gè)頻道內(nèi)的所有失真項(xiàng)往往會(huì)有規(guī)律地集中在幾個(gè)頻率點(diǎn)上或落在該頻率點(diǎn)附近很窄

15、的頻帶內(nèi)，形成所謂的干擾“簇”，在累加的基礎(chǔ)上合成為較大的總干擾（形成“組合”效應(yīng)）。,綜合以上分析結(jié)果，我們可以將非線性失真的規(guī)律和特點(diǎn)簡單總結(jié)如下：放大器的非線性失真特性帶來了許多二次、三次失真產(chǎn)物，在二次失真產(chǎn)物中，以二次互調(diào)的影響最大，在三次失真產(chǎn)物中，則以交調(diào)和三次差拍的影響為甚，因而實(shí)際中主要考慮上述三種失真。這三種失真各有特點(diǎn)（二次互調(diào)幅度大、三次差拍數(shù)量多，而交調(diào)對(duì)圖像質(zhì)量的影響最直接），在不同的場合會(huì)有不同的影響。一般來說，現(xiàn)代的同軸電纜系統(tǒng)可以不考慮二次失真的影響，但光傳輸系統(tǒng)則必須重點(diǎn)考慮；在頻道數(shù)量較少的系統(tǒng)中，主要考慮交調(diào)的影響，而在頻道數(shù)量較多的場合，則應(yīng)主要考慮三

16、次差拍而可以不再顧及交調(diào)；另外，在多頻道系統(tǒng)中，無論是二次互調(diào)還是三次差拍，均應(yīng)考慮它們的組合效應(yīng)。因此，對(duì)現(xiàn)代HFC網(wǎng)絡(luò)而言，同時(shí)考慮CSO和CTB是全面評(píng)價(jià)系統(tǒng)非線性失真性能的必要而充分的手段。,2.2.2 衡量非線性失真影響程度的性能 參數(shù) （1）載波互調(diào)比（IM） （2）載波組合二次差拍比（C/CSO）和 載波組合三次差拍比（C/CTB） （3）交擾調(diào)制比（CM） （4）微分增益（DG）失真和 微分相位（DP）失真 （5）信號(hào)交流聲比（HM）,2.2.3 非線性失真指標(biāo)同放大器工作電 平的關(guān)系 當(dāng)各頻道的信號(hào)電平降低1dB時(shí)，系統(tǒng)的二次非線性失真指標(biāo)（例如載波組合二次差拍比C/CSO及

17、載波二次互調(diào)比IM2）可以改善1dB。 當(dāng)各頻道的信號(hào)電平降低1dB時(shí)，系統(tǒng)的三次非線性失真指標(biāo)（例如交調(diào)比CM、載波三次互調(diào)比IM3、載波組合三次差拍比CCTB等）則可以改善2 dB。,2.2.4 非線性失真指標(biāo)的計(jì)算 C/CTBC/CTB120 lg n C/CTB0+2（SotSo）20 lg n C/CSOC/CSO115 lg n C/CSO0（SotSo）15 lg n 上述兩式在工程計(jì)算時(shí)非常有用,2.3系統(tǒng)線性失真,2.3.1系統(tǒng)線性失真的產(chǎn)生及其分析 由于無源部件（線性電路）的頻率特性不良所引起的失真稱為線性失真 ，也稱為頻率失真 。 系統(tǒng)線性失真應(yīng)包括振幅-頻率失真和相位-

18、頻率失真。,2.3.2 衡量線性失真的性能參數(shù) （1）幅頻特性 國標(biāo)規(guī)定頻道內(nèi)幅頻特性的不平度在整個(gè)頻道范圍內(nèi)不超過2 dB，在任意的0.5MHz范圍內(nèi)不超過0.5dB （2）色/亮度時(shí)延差 國標(biāo)規(guī)定色/亮度時(shí)延差不得大于100ns,2.4 系統(tǒng)的反射,2.4.1產(chǎn)生反射的原因 有線電視系統(tǒng)的設(shè)備、部件阻抗不匹配時(shí)，將會(huì)使主波（入射波）在系統(tǒng)內(nèi)部傳輸時(shí)產(chǎn)生復(fù)雜的反射，如果反射波和入射波一起傳送到電視機(jī)的屏幕上，收視者將會(huì)看到反射波所形成的重影,2.4.2衡量反射的性能參數(shù) （1） 反射系數(shù) （2）反射損耗 （3）電壓駐波比（VSWR）S （4）回波值,2.4.3有線電視系統(tǒng)中的重影 有線電視系

19、統(tǒng)中主要存在三種類型的重影，即接收重影、反射重影和串入重影 重影所造成的影響是否嚴(yán)重，一方面同反射波的強(qiáng)度有關(guān)；另一方面也同反射波的時(shí)延量有關(guān),2.5 系統(tǒng)指標(biāo)的疊加與分配,2.5.1 指標(biāo)疊加 1. 載噪比疊加 載噪比疊加遵循功率疊加的規(guī)律,2 非線性失真指標(biāo)的疊加 二次非線性失真（例如載波組合二次差拍比指標(biāo)）的疊加應(yīng)采用減算的算術(shù)疊加 對(duì)三次失真指標(biāo)，例如交調(diào)比、載波三次互調(diào)比、載波組合三次差拍比等而言，應(yīng)按算術(shù)疊加的公式進(jìn)行疊加計(jì)算,2.5.2 指標(biāo)分配 指標(biāo)分配最主要的應(yīng)用是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中 1 載噪比分配 （CN）idB（CN）dB10 lgi 2 非線性失真指標(biāo)的分配 (C/CS

20、O)idB = (C/CSO)dB15 lg qi (C/CSO)idB = (C/CSO)dB10 lg qi (C/CTB) idB (C/CTB )dB 20 lgi,第3章 前端,本章重點(diǎn)： 前端的技術(shù)要求 現(xiàn)代有線電視網(wǎng)的前端類型 綜合前端的組成 信號(hào)處理器的基本工作原理 電視調(diào)制器的基本工作原理 寬帶傳輸線變壓器式混合器的特點(diǎn)本章難點(diǎn)： 鄰頻道傳輸對(duì)前端的特殊要求 實(shí)際前端的組成原則,3.1 前端的功能和技術(shù)要求,3.1.1 前端的功能 前端是整個(gè)有線電視系統(tǒng)的心臟 總體來說，前端的功能因系統(tǒng)而異 我們可以將一個(gè)完整的現(xiàn)代有線電視系統(tǒng)的前端解剖為模擬前端（部分）、數(shù)字前端（部分）和

21、數(shù)據(jù)前端（部分）三個(gè)功能模塊,傳統(tǒng)的有線電視系統(tǒng)中只有模擬前端。傳統(tǒng)前端（模擬前端）對(duì)信號(hào)的基本處理功能大致可以概括如下：（1）提高載噪比（2）頻率變換（3）鄰頻處理（4）抑制非線性失真和寄生輸出（5）調(diào)制、解調(diào)（6）電平調(diào)整（7）電平控制（8）混合（9）產(chǎn)生導(dǎo)頻,3.1.2 系統(tǒng)對(duì)前端的技術(shù)要求 1 前端的主要技術(shù)指標(biāo) （1）載噪比C/N 載噪比是前端最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。一般系統(tǒng)的總載噪比指標(biāo)（國標(biāo)規(guī)定為43dB）將視系統(tǒng)的規(guī)模大小按一定比例分配給前端。,設(shè)分配比例為q (q1)，則前端的載噪比指標(biāo)是： (C/N)1dB 4310 lg q (dB) 例如在小系統(tǒng)中，選擇q50，則(C/N

22、)1dB46 dB；在特大系統(tǒng)中，選擇q10，則(C/N)1dB53 dB。,（2）非線性失真指標(biāo) 一般情況下，系統(tǒng)分配給前端的C/CTB和C/CSO指標(biāo)為10，這樣，前端應(yīng)滿足的指標(biāo)為： (C/CTB)1 dB5420 lg 10 74dB (C/CSO)1 dB5415 lg 10 69dB 單頻道載波互調(diào)比IM內(nèi) (dB) 54dB,（3）回波值E 國標(biāo)規(guī)定，回波值E（）7 （4）微分增益失真(DG失真)，微分相位 失真(DP失真) （5）色亮度時(shí)延差 （6）頻道內(nèi)幅頻特性,2 鄰頻道傳輸對(duì)前端的特殊要求 1）鄰頻抑制度60 dB 2）帶外抑制度60 dB 3）邊帶抑制度60 dB 4）

23、V/A比可調(diào) 動(dòng)態(tài)演示 5）對(duì)載波的頻率偏差有比較嚴(yán)格的要求 6）陷波處理,3.2 前端的類型和組成,3.2.1前端的類型 1 傳統(tǒng)有線電視系統(tǒng)的前端類型 （1）直接混合型前端,（2）頻道放大器和頻道變換器混合型前端,（3）頻道處理混合型前端,2 現(xiàn)代有線電視網(wǎng)的前端類型 從本質(zhì)上講，現(xiàn)代前端的技術(shù)類型應(yīng)該是綜合處理與智能管理型,3.2.2實(shí)際前端的組成 實(shí)際的前端是由具體的設(shè)備組成的，不同的前端其組成的思路和規(guī)律大致相同，組合式樣則千變?nèi)f化、因系統(tǒng)而異 任何前端均是由若干個(gè)單一的通路組合而成的，通路數(shù)量的多少?zèng)Q定了前端的復(fù)雜程度 前端每一條通路的具體功能，可以簡單概括為兩句話，即“完成信號(hào)類

24、型的轉(zhuǎn)換，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?前端實(shí)例 ： 鄰頻前端,綜合前端,3.3 前端的主要設(shè)備,3.3.1 天線放大器,對(duì)前端而言，天線放大器對(duì)提高輸出信號(hào)載噪比的貢獻(xiàn)可以概括為兩點(diǎn)： （1）天線放大器的噪聲系數(shù)比較小，而整條通路的等效噪聲系數(shù)主要取決于天線放大器。 （2）天線放大器安裝在緊靠天線的位置，消除了天線至前端機(jī)房的電纜衰減對(duì)等效噪聲系數(shù)的影響。,3.3.2 信號(hào)處理器,3.3.3調(diào)制器,3.3.4混合器 1 濾波器式混合器,2 寬帶傳輸線變壓器式混合器,特點(diǎn)： 濾波器式 寬帶傳輸線變壓器式 插入損耗小 插入損耗大 具有一定的選擇性 無選擇性 通用性差 通用性非常好 不能鄰頻使用 能鄰

25、頻使用,第4章 同軸電纜網(wǎng)絡(luò),本章重點(diǎn)： 同軸電纜的結(jié)構(gòu)和特性 干線放大器的基本組成 主要無源部件的工作原理 傳輸網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)形式 同軸電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài) 無源分配網(wǎng)的組成方式與計(jì)算本章難點(diǎn)： ALC干線放大器的工作過程 分支、分配器的工作原理 干線放大器工作電平的確定,有線電視系統(tǒng)最根本的目的是要解決覆蓋問題 傳輸分配網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代有線電視系統(tǒng)中扮演著極為重要的角色，同時(shí)也是系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn) 在今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，同軸電纜仍是有線電視網(wǎng)絡(luò)不可或缺的組成部分 同軸電纜網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是由同軸電纜、放大器以及各種無源分配部件按照實(shí)際需要并遵循一定的原則組合而成的。,4.1 同軸電纜,4

26、.1.1 同軸電纜的結(jié)構(gòu)與類型 1 結(jié)構(gòu),趨膚效應(yīng) 動(dòng)態(tài)演示 圖表,2 類型 按照同軸電纜的絕緣結(jié)構(gòu)可以分成三種類型： 實(shí)心絕緣型：防潮防水性能好但衰減大； 半空氣絕緣型： 空氣絕緣型：衰減很小但防潮防水差且 不易制造。,我國電纜的統(tǒng)一型號(hào)編制方法 圖表,舉例： SYV-75-5-1：絕緣外徑5mm實(shí)芯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套射頻同軸電纜。 SYDYC-75-9：絕緣外徑9mm聚乙烯墊片絕緣聚乙烯護(hù)套自承式射頻同軸電纜。 SYDLY-75-12：絕緣外徑12mm聚乙烯墊片絕緣鋁管聚乙烯雙護(hù)套射頻同軸電纜。 SIOV-75-5-A：絕緣外徑5mm聚乙烯藕芯絕緣鋁塑縱包聚乙烯護(hù)套射頻同軸電纜。,4.

27、1.2 同軸電纜的特性和指標(biāo) （1）特性阻抗,（2）衰減系數(shù) 式中：f為工作頻率（MHz），Z0為特性阻抗（），D為外導(dǎo)體內(nèi)徑（cm），d為內(nèi)導(dǎo)體外徑（cm），K1、K2是由內(nèi)、外導(dǎo)體的材料和形狀決定的常數(shù)，為絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，tg為絕緣介質(zhì)損耗角的正切值（聚乙烯tg5102，發(fā)泡后可達(dá)到tg2104）,理想情況下，衰減斜率符合下式規(guī)律： 這個(gè)公式在工程計(jì)算時(shí)經(jīng)常用到。由于電纜的衰減存在著斜率，因此，通常所說的電纜衰減值是指電纜在系統(tǒng)最高工作頻率下的衰減值。,（3）反射損耗 我們這里所說的反射，不是指由于電纜特性阻抗與負(fù)載或信號(hào)源不匹配所產(chǎn)生的反射，而是電纜本身的原因所引起的內(nèi)部反射，主

28、要分以下兩種情況： 同軸電纜的必要特性之一是在長度方向上的均一性。當(dāng)斷面尺寸或介質(zhì)的性質(zhì)在長度方向上有變化時(shí)，會(huì)造成特性阻抗的不均勻而使信號(hào)電波在電纜內(nèi)部產(chǎn)生復(fù)雜的反射。 當(dāng)施工引起電纜變形或電纜老化引起材質(zhì)變化時(shí)，也會(huì)因特性阻抗的不均勻而造成內(nèi)部反射。,（4）屏蔽特性 屏蔽特性是衡量同軸電纜抗干擾能力的一個(gè)參數(shù)。如果電纜屏蔽不好，傳輸信號(hào)不僅會(huì)受到外來雜波的串?dāng)_，而且也會(huì)泄漏出去干擾其它信號(hào)。屏蔽特性的好壞可以用屏蔽系數(shù)、屏蔽衰減、表面轉(zhuǎn)移阻抗（耦合阻抗）等指標(biāo)來反映。,（5）溫度特性 同軸電纜的衰減量隨著溫度的變化而變化，優(yōu)質(zhì)電纜衰減值的溫度變化量大約為0.2（dB）C，即溫度每變化1 C

29、衰減值變化0.2（dB） 同軸電纜的衰減量隨頻率的不同是存在斜率的，溫度變化不僅會(huì)引起衰減量的變化，而且會(huì)引起斜率的變化 電纜的溫度特性正是干線放大器中裝有AGC與ASC控制的原因。,（6）傳輸速度與波長縮短率,4.1.3 有線電視傳輸系統(tǒng)中常用的幾種同軸電纜 第一階段：實(shí)芯聚乙烯絕緣同軸射頻電纜（即SYV系列） 第二階段：化學(xué)發(fā)泡聚乙烯同軸射頻電纜 第三階段：半空氣聚乙烯絕緣同軸射頻電纜 （藕（狀）芯縱孔式、竹節(jié)式和螺旋式 ） 第四階段：物理（即氣體）發(fā)泡聚乙烯絕緣材料的同軸電纜 和竹節(jié)式半空氣絕緣的MC2同軸射頻電纜,4.2 放大器,4.2.1 放大器的類型和用途 線路放大器包括在傳輸系統(tǒng)

30、中使用的干線放大器和在分配系統(tǒng)中使用的分配放大器、延長放大器和樓棟放大器等 根據(jù)干線放大器的具體作用，它可分為： 干線（延長）放大器 干線分配放大器 干線分支放大器（干線橋接放大器 ）,干線放大器從控制方式上分，有如下幾種： （1）自動(dòng)電平控制（ALC）或稱自動(dòng)增益斜率控制（AGSC）放大器（國標(biāo)統(tǒng)稱類干線放大器），它具有AGC 和ASC兩個(gè)功能，采用雙導(dǎo)頻信號(hào)控制，一般用于要求較高的大型CATV系統(tǒng)中。,（2）自動(dòng)增益控制（AGC）放大器（國標(biāo)統(tǒng)稱類干線放大器），采用單導(dǎo)頻控制，其中又分為A類和B類。 A類：帶斜率自動(dòng)補(bǔ)償?shù)腁GC干線放大器； B類：無斜率自動(dòng)補(bǔ)償?shù)腁GC干線放大器。 類干放

31、一般用于要求不很高、電纜敷設(shè)條件不復(fù)雜的中、大型系統(tǒng)中。,（3）手動(dòng)增益控制和手動(dòng)斜率控制放大器（國標(biāo)統(tǒng)稱類干線放大器）。也可分為兩類：A類：與類干放間隔使用的干線放大器；B類：單獨(dú)使用或與類干放間隔使用的干線放大器。其中B類單獨(dú)使用時(shí)一般只能用于要求不高的小型系統(tǒng)中。,為了改善非線性失真性能指標(biāo)，干線放大器的末級(jí)放大模塊通常采用以下幾種方式： （1）推挽型（PP型） （2）功率倍增型（PHD型） （3）前饋型（FT型） 按照有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的不同，干線放大器還可分為300MHz干放、450 MHz干放、550 MHz干放、750 MHz干放、862 MHz干放等,4.2.2 放大器的基本

32、組成 1 干線放大器 干線放大器 電纜衰耗 增益 電纜衰減量 斜率均衡網(wǎng)絡(luò) 固定斜率 適當(dāng)控制 溫度特性 上述增益和斜率 （“動(dòng)態(tài)”衰減和斜率）,（1）手動(dòng)增益（MGC）和斜率均衡干線放大器（A類） （2）手控增益和手控斜率干線放大器（B類）,（3）自動(dòng)增益控制（AGC）干線放大器（B類）,（4）帶有斜率自動(dòng)補(bǔ)償?shù)腁GC干線放大器（A類）,（5）ALC干線放大器（類）,采用自動(dòng)斜率控制（ASC）與帶有斜率自動(dòng)補(bǔ)償功能之間存在著本質(zhì)的區(qū)別。這種區(qū)別在于： 斜率補(bǔ)償：沒有誤差校正作用，補(bǔ)償誤差直接由網(wǎng)絡(luò)參數(shù)決定，勢必會(huì)造成逐級(jí)累加。其補(bǔ)償過程也無法準(zhǔn)確、全面、及時(shí)地跟蹤客觀變化。 ASC：具有自動(dòng)

33、誤差校正作用，級(jí)聯(lián)時(shí)補(bǔ)償誤差不會(huì)積累，且能及時(shí)準(zhǔn)確地反映和補(bǔ)償實(shí)際變化所帶來的影響 動(dòng)態(tài)演示,2 分配放大器和延長放大器 （1）分配放大器,（2）延長放大器,4.2.3 放大器的電路結(jié)構(gòu) 以雙向ALC干線橋接放大器為例,（1）BON和均衡器 BON（Building Out Network）：模擬電纜 模擬電纜的等效長度+電纜實(shí)際長度 =電纜理論長度,均衡器：用來補(bǔ)償電纜衰減的斜率,（2）干線放大組件,（3）AGSC組件,（4）橋接放大組件,（5）反向放大組件,（6）雙向分離器 雙向分離器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)低通濾波器和一個(gè)高通濾波器的組合 雙向分離器中另有一個(gè)端口，它利用截至頻率很低的低通濾波器將同

34、軸電纜中的低壓交流電源取出來，一方面供本放大器的電源用，另一方面可再送至下一臺(tái)放大器。這條電源支路是可逆的，實(shí)際使用時(shí)通過電源開關(guān)或插塞來確定放大器從哪端接受交流電源以及該交流電源是否要繼續(xù)送入其它放大器,4.2.4 提高放大器性能的措施 1 推挽電路 傳統(tǒng)的放大電路都是單端晶體管阻容耦合放大電路，通過負(fù)反饋、電感補(bǔ)償?shù)却胧﹣碚箤掝l帶，改善非線性失真，如OM系列集成放大模塊就是基于這種思路 所謂推挽放大的基本工作原理實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)單端晶體管放大電路并聯(lián)使用,BGY系列：由共射共基級(jí)聯(lián)放大和推挽輸出電路組成,2 功率倍增電路（也稱并聯(lián)混合電路）,3 前饋放大電路 功率倍增電路是通過把放大過程分

35、給兩個(gè)并聯(lián)的放大電路來降低輸出信號(hào)中的失真，而前饋電路則是依靠抵消過程來減小輸出信號(hào)中的失真,4.2.5 放大器的供電 線路放大器的供電一般均采用電纜芯線集中供電，即利用同軸電纜的芯與外導(dǎo)體來傳輸?shù)蛪航涣麟?。低壓交流電必須是安全電?我國采用交流60V)，由電源供給器提供，通過電源插入器送入到線路放大器中,4.3 主要無源部件,有線電視網(wǎng)絡(luò)中使用的無源部件（或稱射頻功率分配器件）必須具備以下特點(diǎn)：75阻抗、較好的定向傳輸分配能力、較高的相互隔離度、較大的反射損耗和屏蔽系數(shù)以及很寬的工作頻帶（其最低工作頻率應(yīng)該達(dá)到5MHz，最高工作頻率則要求達(dá)到862 MHz甚至1000 MHz ）,4.3.1

36、 分配器 分配器能將一路輸入信號(hào)的功率均等地分成幾路輸出，它具有一個(gè)輸入端和幾個(gè)輸出端 通常，分配器一般都按輸出路數(shù)的多少來進(jìn)行分類 1 分配器工作原理 分配器的最基本單元是二分配器和三分配器,二分配器：,三分配器：,2分配器的電氣特性 分配損失是分配器特有的特性指標(biāo)。所謂分配損失，是指在各輸出端良好匹配的情況下，傳輸信號(hào)在輸入端與輸出端的信號(hào)電平之差 理想分配損失 ：S10lgn 由于能量泄漏、散熱等原因，分配器的實(shí)際分配損失總大于理想分配損失,(2) 阻抗 為了與電纜等匹配，分配器的輸入阻抗和輸出阻抗都是75 (3) 相互隔離度 在指定頻率范圍內(nèi)，從某輸出端加入一個(gè)信號(hào)，其電平與其它輸出端

37、測得的輸出電平之差稱為該分配器的相互隔離度。一個(gè)分配器的相互隔離度越大，各輸出口之間的相互干擾就越小,(4) 駐波比與反射損耗 表示分配器與前后電纜阻抗匹配的程度。在理想情況下，分配器的輸入、輸出阻抗都是75，與75的同軸電纜完全匹配，相應(yīng)的駐波比為1，反射損耗為無窮大。實(shí)際上不可能完全實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，駐波比在1 .11 .7之間，對(duì)應(yīng)的反射損耗為1326dB之間 (5) 頻率特性 頻率特性是描述分配損失等參數(shù)隨頻率變化的情況。在使用頻率范圍內(nèi)，要求各參數(shù)的變化越小越好,4.3.2 分支器 分支器的作用是從傳輸線路中取出一部分信號(hào)并饋送到用戶終端盒。它一般有一個(gè)主路輸出端和多個(gè)分支輸出端，其分類

38、方式也是根據(jù)分支輸出端口的多少來劃分。 由于分支器在能量的分配上與分配器截然不同 ，因而二者在作用、使用場合、電路結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求上都完全不一樣。 動(dòng)態(tài)演示,1分支器的電氣性能 除了頻率范圍、反射損耗、輸入、輸出阻抗等外，分支器還有一些特殊的性能參數(shù) （1）插入損失d 主路輸入端電平與主路輸出端電平之差 （）分支損失 主路輸入端電平與分支輸出端電平之差,當(dāng)分支器的吸收、散熱等可以忽略時(shí)，可以推出插入損失d和分支損失之間的如下關(guān)系： 顯然，分支損失越大，插入損失越小 （3）分支隔離度 各分支輸出口之間相互影響的程度 （4）反向隔離度,2分支器的基本原理 分支器中信號(hào)傳輸具有方向性，即只能由主路輸入

39、端向分支輸出端傳送信號(hào)，而不能反過來由主路輸出端向分支輸出端傳送信號(hào)，因而常把分支器稱為定向耦合器。,3常用分支器 多路分支器的組成方式通常有定耦串接型和定耦分配型兩種，實(shí)際中多采用后一種方式 由分支器基本電路和二分配器、四分配器基本電路組成二分支器和四分支器，其分支損失為一分支器和二分配器、四分配器分配損失之和 4分支器與分配器的比較,4.4 同軸電纜傳輸網(wǎng)絡(luò),4.4.1傳輸網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu) 傳輸網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)形式主要有三種：即樹枝形、星形和環(huán)形 三種基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)，各有短長，也都擁有各自最為適合的應(yīng)用領(lǐng)域和具體業(yè)務(wù),傳統(tǒng)的有線電視同軸電纜網(wǎng)幾乎無一例外都采用樹枝型結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的電話

40、網(wǎng)則都是星型網(wǎng)絡(luò)（實(shí)際上是多級(jí)星形），而環(huán)形結(jié)構(gòu)最早出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，后來成為了光纖骨干傳輸網(wǎng)的主體 傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式（拓?fù)洌┑拇_定，一般來說取決于網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)類型和網(wǎng)絡(luò)所采用的傳輸媒介 現(xiàn)代的有線電視網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成了環(huán)星樹的混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),構(gòu)成了HFC完整的網(wǎng)絡(luò)體系,4.4.2同軸電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)的基本組成 典型的樹枝形同軸電纜傳輸網(wǎng)組成示意圖,4.4.3 同軸電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài) 1 .干線放大器的工作方式 根據(jù)包括均衡器在內(nèi)的干線放大器高低頻道的輸入電平和輸出電平之間的關(guān)系，可把干線放大器的工作方式分成全傾斜，半傾斜和平坦輸出三種 全傾斜方式的非線性失真指標(biāo)最好，但載噪比指標(biāo)最差；平坦

41、輸出方式的非線性失真指標(biāo)最差，但載噪比指標(biāo)最好。故一般傾向于采用半傾斜方式。,2. 干線放大器的工作電平 （1）電長度的概念 干線放大器是間隔配置在干線中的，它的增益G正好補(bǔ)償了每個(gè)間距的電纜在最高工作頻率上的衰耗LH（即GLH），因此，干線長度可以用串接放大器的增益之和來間接表征。這個(gè)增益和就是所謂的干線電長度，即： =nG(dB)。 式中n為放大器的級(jí)聯(lián)數(shù) 干線的實(shí)際長度與其電長度的關(guān)系為 D = E / lH (m),（2）干線放大器的最大輸出電平 假定已知干線應(yīng)該滿足的載波組合三次差拍比指標(biāo)為C/CTB2min ，則： （3）干線放大器的最小輸出電平 假定已知干線應(yīng)該滿足的載噪比指標(biāo)為

42、C/N2min ，則： SiC/N2minF10 lgn2.4,（4）V型曲線,（5）同軸電纜干線的最遠(yuǎn)傳輸距離 設(shè)放大器的極限增益用Gm表示，則： GmSo max Si minSo max Si mi20 lgn 此時(shí)由n臺(tái)干放所組成的干線所允許的最大 干線電長度為： Em= Gmn=n(So max Si min) 20n lgn 顯然，由于不同的n對(duì)應(yīng)的Gm不同，且n時(shí) Gm，因而兩者之間的乘積一定存在極值,求極值，可得出： 此時(shí)對(duì)應(yīng)的極限增益為： 我們稱該增益為放大器的理論最佳增益,綜合技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來進(jìn)行全面考慮，放大器的工作增益應(yīng)選擇在G22dB左右，此時(shí)放大器的最大級(jí)聯(lián)

43、數(shù)為： 干線的最長傳輸距離（電長度）：,（6）干線放大器最佳工作電平的確定 設(shè)放大器的實(shí)際增益為G，則放大器 的最佳工作電平應(yīng)為： So最佳= （So maxSo min）/2 = （So maxSi minG）/2 此時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平為： Si最佳So最佳G,45 用戶分配網(wǎng),4.5.1 用戶分配網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu) 常見的分配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式主要有以下兩種：,4.5.2 無源分配網(wǎng) 1 無源分配網(wǎng)的組成方式 常用的無源分配網(wǎng)主要有以下四種組成方式： （1）分配分配網(wǎng)絡(luò) （2）分支分支網(wǎng)絡(luò) （3）分配分支網(wǎng)絡(luò) （4）分配分支分配網(wǎng)絡(luò),2 無源分配網(wǎng)的計(jì)算 無源分配網(wǎng)的計(jì)算問題實(shí)際上只涉及到電平的計(jì)算。電

44、平的計(jì)算公式如下： SA=SBLdlAB,第五章 光纖傳輸技術(shù)基礎(chǔ),本章重點(diǎn)： 激光的產(chǎn)生與激光器的特性光纖的傳光原理和特性光信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)摻鉺光纖放大器的基本工作原理光分路器的技術(shù)指標(biāo) 本章難點(diǎn)：激光的產(chǎn)生過程光纖的色散光信號(hào)的副載波強(qiáng)度調(diào)制,5.1 激光與激光器,5.1.1激光的產(chǎn)生 受激輻射的概念 激光器中發(fā)生的輻射是受激輻射 實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（泵浦過程），滿足閾 值條件和諧振條件，是產(chǎn)生激光的三個(gè)條 件,5. 12激光的特點(diǎn) 1.單色性好 2.方向性好 3.亮度高 4.相干性好,5. 1.3激光器 激光器是產(chǎn)生激光的器件或裝置，主要包括工作物質(zhì)（激活物質(zhì)）、泵浦系統(tǒng)和諧振腔三個(gè)部分 1

45、.激光器的性能指標(biāo) 輸出光功率 相對(duì)強(qiáng)度噪聲RIN 激光器的激勵(lì)閾值 激光器的線性范圍 激光器的溫度特性,2.光通信中常用激光器 1).激光二極管（LD） 2).分布反饋激光器（DFB激光器） 3).摻釹釔鋁石榴石激光器（Nd :YAG）,5.2光纖與光纜,5.2.1光纖的結(jié)構(gòu)和原理 動(dòng)態(tài)演示 數(shù)值孔徑和模場直徑的概念,光在光纖中傳播時(shí)也會(huì)激發(fā)出一定的電 磁波模式，這種模式同光纖的粗細(xì)有關(guān) 按照光纖中容許傳輸?shù)碾姶挪Ｊ蕉嗌?的不同，可以把光纖分為只能傳輸一種電磁 波模式的單模光纖（SM）和有多個(gè)電磁波 模式同時(shí)傳播的多模光纖（MM）,522光纖的特性 1.光纖的損耗 光纖的損耗是光纖最重要的

46、特性之一 光纖的損耗與它所傳輸光的波長有關(guān) 光纖的損耗存在三個(gè)極小值，分別位于 0.85m、1.31m和1.55m處，常把這 三個(gè)波長稱為石英光纖傳輸?shù)娜齻€(gè)窗口 動(dòng)態(tài)演示,消除氫氧離子吸收高峰 ，可以制成無水 峰光纖，拓寬了使用波段，以滿足密集波分 復(fù)用的需要,2.光纖的色散 色散是光纖的另一個(gè)重要特性 （所謂色散，是指輸入信號(hào)中包含的不 同頻率或不同模式的光在光纖中傳播的速 度不同，不同時(shí)到達(dá)輸出端，使輸出波形 展寬變形、形成失真的現(xiàn)象） 色散的存在限制了光信號(hào)一次傳輸?shù)木?離；在傳輸距離相同的情況下，色散越大， 單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⑷萘吭叫?光纖的色散常用色散常數(shù)D來描述 D=d/( L

47、d) 光纖的色散包括模式色散、材料色散 和結(jié)構(gòu)色散 動(dòng)態(tài)演示,為了充分利用1.55m損耗較小的優(yōu)點(diǎn)， 人們制成了色散位移光纖 動(dòng)態(tài)演示 四種不同的單模光纖 3.光纖的其它特性 模場直徑 同心度誤差 截止波長,5.2.3光纜(自學(xué)) 1.光纜的基本結(jié)構(gòu) 2.光纜的分類 3.光纜的命名 4.光纜的特性,5.3 光信號(hào)的調(diào)制和解調(diào),5.3.1 光信號(hào)的副載波強(qiáng)度調(diào)制 對(duì)電信號(hào)的調(diào)制有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種 目前對(duì)光信號(hào)的調(diào)制都是強(qiáng)度調(diào)制，即用 所要傳輸?shù)男盘?hào)來改變光信號(hào)的強(qiáng)度,在光纖有線電視系統(tǒng)中，是先把各個(gè)頻道的視頻和音頻信號(hào)對(duì)高頻副載波進(jìn)行電調(diào)制（預(yù)調(diào)制），再把若干個(gè)頻道信號(hào)進(jìn)行多工組合后對(duì)光信號(hào)

48、進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。根據(jù)對(duì)高頻副載波預(yù)調(diào)制的方式是調(diào)幅、調(diào)頻還是數(shù)字調(diào)制可分為三種，分別記為AM-IM、FM-IM和PCM-IM。 三種方式的特點(diǎn),5.3.2 光調(diào)制器(自學(xué)) 根據(jù)光調(diào)制器的原理不同，可分為直接 調(diào)制、內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制三種 直接調(diào)制又稱為電源調(diào)制，技術(shù)簡單， 損耗小，易于實(shí)現(xiàn)，但存在附加頻率調(diào)制或 啁秋效應(yīng)（chirping）現(xiàn)象 內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制都是通過專門的調(diào)制器 來實(shí)現(xiàn)的,5.3.3 非線性失真補(bǔ)償(自學(xué)) 1 .前饋補(bǔ)償 2. 預(yù)失真補(bǔ)償 3 .限幅失真補(bǔ)償 5.3.4 光信號(hào)的解調(diào)(自學(xué)) 在光導(dǎo)纖維中傳輸?shù)墓庑盘?hào)到達(dá)接收端后， 需要把其上調(diào)制的電視信號(hào)復(fù)原。這個(gè)任務(wù) 是由光

49、接收機(jī)中的光檢測器來完成的。光檢 測器的基本原理是利用半導(dǎo)體材料的光電效 應(yīng)把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),5.4 光纖放大器(自學(xué)),光的放大有直接放大和間接放大兩類 直接放大的光放大器主要有半導(dǎo)體光放大 器和光纖放大器兩類，目前應(yīng)用最廣的光放大 器主要是光纖放大器。 按照摻入元素的不同，目前比較成熟的光 纖放大器可以分成摻鉺光纖放大器（EDFA） 和摻鐠氟化物光纖放大器（PDFA）兩類,在光纖有線電視系統(tǒng)中，光纖放大器一般用于三種情況： 光接收機(jī)的前置放大器（或稱為光預(yù)放器） 光發(fā)射機(jī)的后置放大器（或稱為光增強(qiáng)器） 光中繼器,5.4.1 摻鉺光纖放大器（EDFA） 不論采用1.48m還是采用0 .9

50、8m的泵浦光都只能放大1 .55m的信號(hào)光 5.4.2 摻鐠氟化物光纖放大器（PDFA） PDFA的高增益區(qū)在1.3m附近，最高增益可達(dá)42dB,5.5 光無源器件（自學(xué)）,5.5.1光分路器 光分路器是光纖鏈路中最重要的無源器件之一，其作用是把一路光按一定比例分成多路輸出 5.5.2光衰減器 5.5.3濾光器 5.5.4光連接器 5.5.5光開關(guān),總結(jié),1 .31m光傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)： 1 損耗較?。ǖ皇亲钚。?； 2 色散常數(shù)為零 ； 3 采用價(jià)格便宜的G .652光纖，造價(jià)低； 4 不能進(jìn)行光放大（目前），輸出光功率受限 在光通信中得到了非常廣泛的應(yīng)用 （通常 應(yīng)用于短距離的傳輸系統(tǒng)中）,

51、1.55m光纖傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn) 1 損耗極低； 2 可以利用光纖放大器對(duì)光信號(hào)直接進(jìn)行 放大； 3 色散較大； 4 受激布里淵散射（SBS）的影響不容忽略 在光通信系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛 （通常應(yīng) 用于長距離的傳輸系統(tǒng)中）,第6章 有線電視光纖傳輸系統(tǒng),本章重點(diǎn)： 調(diào)幅光纖干線傳輸系統(tǒng)的基本組成三種調(diào)制方式的多路調(diào)幅光發(fā)射機(jī)的工作原理光接收機(jī)的工作原理調(diào)頻光傳輸系統(tǒng)的基本組成和特點(diǎn)數(shù)字光傳輸系統(tǒng)的基本組成和特點(diǎn) 本章難點(diǎn)：光發(fā)射機(jī)的工作原理有線電視光纖系統(tǒng)的性能指標(biāo)分析,有線電視光纖傳輸系統(tǒng)均采用副載波復(fù)用方式，根據(jù)高頻副載波調(diào)制方式的不同，我們可以把光纖傳輸系統(tǒng)分成調(diào)幅、調(diào)頻和數(shù)字光纖三類，分別適

52、用于不同的情況,電信號(hào)調(diào)制復(fù)用,光發(fā)射機(jī),光接收機(jī),電信號(hào)解復(fù)用解調(diào),6.1 調(diào)幅光纖干線傳輸系統(tǒng),6.1.1 調(diào)幅光纖干線傳輸系統(tǒng)的基本組成 調(diào)幅光纖干線傳輸系統(tǒng)的原理方框圖 6.1.2 直接調(diào)制多路調(diào)幅光發(fā)射機(jī) 按照強(qiáng)度調(diào)制的方式不同，多路調(diào)幅光發(fā)射機(jī)又可分為直接調(diào)制光發(fā)射機(jī)和外調(diào)制光發(fā)射機(jī)兩種 DFB直接調(diào)制光發(fā)射機(jī)的原理方框圖,直接調(diào)制光發(fā)射機(jī)的性能指標(biāo)： 1)非線性失真指標(biāo) 2)噪聲 3)光調(diào)制度 4 ) 頻響,6.1.3 外調(diào)制多路調(diào)幅光發(fā)射機(jī) 根據(jù)采用激光器的不同，目前主要有YAG外調(diào)制光發(fā)射機(jī)和DFB外調(diào)制光發(fā)射機(jī)兩類 1. YAG外調(diào)制光發(fā)射機(jī) YAG外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的原理方框

53、圖 2. DFB外調(diào)制光發(fā)射機(jī) DFB外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的原理方框圖,三種光發(fā)射機(jī)比較 DFB直接調(diào)制光發(fā)射機(jī)：輸出光波長為1.31m ，輸出功率?。ㄐ∮?8mW），有啁秋效應(yīng)，失真較大，C/CSO大于60dB，相對(duì)強(qiáng)度噪聲RIN小于155dB/Hz ,最大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，是目前應(yīng)用最廣泛的光發(fā)射機(jī) YAG外調(diào)制光發(fā)射機(jī)：輸出光波長為1.31m ，輸出功率大，可達(dá)220mW，無啁秋效應(yīng)，失真小，C/CSO大于70dB，RIN小于170dB/Hz。但價(jià)格昂貴，不能普遍使用 DFB外調(diào)制光發(fā)射機(jī)：輸出光波長為1.55m，沒有啁秋效應(yīng)，具有很好的失真特性，但輸出功率較小，需要加接光纖放大器，會(huì)引入附加的

54、噪聲，使系統(tǒng)的載噪比低于前兩種光發(fā)射機(jī)。DFB外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是其發(fā)出的光波長為1 .55m ,在光纖中傳輸時(shí)具有更小的損耗，可以傳輸更大的距離。,6.1.4 光接收機(jī) 光接收機(jī)的基本組成 光接收機(jī)的性能指標(biāo)： 1 .靈敏度 2 .響應(yīng)度RS 3 .幅頻特性 4 .噪聲 5 .非線性失真,6.2 調(diào)頻光傳輸系統(tǒng),6.2.1 調(diào)頻光纖系統(tǒng)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 1.圖像質(zhì)量高，載噪比指標(biāo)要求低 2.光接收機(jī)的靈敏度可以很低，傳輸 距離更遠(yuǎn) 3.對(duì)激光器的線性和噪聲要求較低， 可以采用價(jià)格較低的F-P激光器 缺點(diǎn)： 1.傳輸?shù)碾娨暪?jié)目套數(shù)少 2.系統(tǒng)組成較復(fù)雜,6.2.2 調(diào)頻光纖系統(tǒng)的組成 圖表

55、,6.3 數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng),6.3.1 數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)的基本組成 圖表 6.3.2 電端機(jī)圖表 6.3.3 光端機(jī) 圖表,6.4 有線電視光纖系統(tǒng)的性能指標(biāo)分析,第7章 光纖通信新技術(shù),本章重點(diǎn)： 相干光通信的基本原理和特點(diǎn)波分復(fù)用與密集波分復(fù)用 本章難點(diǎn)：對(duì)新技術(shù)的理解，需要補(bǔ)充一些背景知識(shí),第8章 有線電視系統(tǒng)設(shè)計(jì),8.1 有線電視網(wǎng)絡(luò)的總體規(guī)劃 有線電視網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)有多種設(shè)備和復(fù)雜傳輸線路組合而成的完整體系。要使這個(gè)完整體系達(dá)到預(yù)期目的并最充分地發(fā)揮效能，必須事先進(jìn)行周密的系統(tǒng)設(shè)計(jì),一般來說，有線電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程可以 分為兩個(gè)階段： 初步設(shè)計(jì)（網(wǎng)絡(luò)的總體規(guī)劃） 具體設(shè)計(jì)（確定各組成部分

56、的實(shí)施方案） 初步設(shè)計(jì)可以理解為宏觀設(shè)計(jì) 具體設(shè)計(jì)也可看成是微觀設(shè)計(jì),8. 1. 1 前期準(zhǔn)備 （1）全面了解用戶要求 用戶對(duì)節(jié)目套數(shù)的要求 用戶對(duì)系統(tǒng)功能的需求 用戶的承受能力及對(duì)投資規(guī)模的要 （2）充分研究地域條件和客觀環(huán)境 廣播電視信號(hào)電波場強(qiáng)情況 高層建筑的遮擋障礙和反射障礙 用戶地區(qū)環(huán)境 服務(wù)面積及系統(tǒng)規(guī)模 建筑物形式 （3）廣泛搜集產(chǎn)品資料,8. 1. 2 網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)劃 1. 基本原則（1）標(biāo)準(zhǔn)化（2）先進(jìn)行與開放性（3）可擴(kuò)展性（4）實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性（5）安全性和可靠性 2. 主要內(nèi)容,8.2 前端的設(shè)計(jì),一般來說，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體任務(wù)是一方面要選定系統(tǒng)的最佳組成方式和所用設(shè)備的類型

57、，另一方面還要確定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以使系統(tǒng)的各個(gè)部分都能最充分地發(fā)揮作用,3.4.1 前端設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 前端設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的具體需要（系統(tǒng)規(guī)模、功能多少、用戶要求、節(jié)目套數(shù)、信號(hào)接收質(zhì)量等），依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電氣性能指標(biāo)的要求，經(jīng)過計(jì)算和分析比較，進(jìn)行頻道配置、設(shè)備組合和選型，確定最佳的結(jié)構(gòu)模式和組成方法，并充分發(fā)揮所有設(shè)備的作用，從而高效而穩(wěn)定地為傳輸系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)復(fù)合信號(hào),3.4.2前端設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 （1）合理分配系統(tǒng)指標(biāo) 指標(biāo)分配的經(jīng)驗(yàn)比例 表 （2）選擇最佳信號(hào)源 （3）節(jié)目規(guī)劃與頻道配置 （4）確定前端的組成方式 （5）前端設(shè)備的選型 （6）關(guān)于輸入電平的考慮 （7）關(guān)于輸出電平的考慮