有线电视系统的组成

有线电视系统是由前端、传输和用户分配三个部分组成。下边对各部分作些介绍：

前端是在有线电视广播系统中，用以处理需要分配的由天线接收的各种无线信号和自办节目信号的设备。它包括天线放大器、频率变换器、混合器、频率分离器以及需要分配的各种信号发生器等。图1示出了有线电视系统前端的典型组成。

从天线接收下来的各种无线信号需要进行不同的处理，以达到一定的质量标准，方可送入有线电视网中。一般由于电视发射台的方向不一致，接收场强也不一样，常常采用单频道天线，即一个频道用一副专用的天线来接收。对于空中场强较弱的频道，在天线下面要装一个天线放大器先进行一次放大，以改善载噪比。天线放大器常常是单频道的，可以避免其它频道的信号进入而造成干扰，同时也可以抑制掉频道外的干扰。

对于空中场强很强的频道，在前端要使用频率变换器，把此频道的节目转换到另一频道上，再向用户送出，以免空中的强信号直接串入用户接收机造成重影干扰。如果转发的无线信号在UHF波段，通常要把它转换到VHF波段的某个空闲频道上去。

有线电视系统大多是邻频传输，因此对外来的各种信号要加以处理，以满足邻频传输的要求，它包括去除外来信号中所有非本频道应有的信号和干扰，使它们能在输出时被压到60dB以下，即通常应具有60dB的邻频抑制和带外抑制，频道处理器的作用即是如此。

至于自行播放的视频节目，例如录像机、摄像机的信号、卫星接收机的输出等都是经过调制器调制到有线电视的某一个射频频道上。这个过程也适合于自办的调频节目，经过调频调制器把音频信号变到有线电视中88～108MHz的调频频段。

以上所有经过频道转换器、频道处理器和调制器输出的RF信号都送入混合器，其输出为一个宽带复合信号，再送入有线电视系统的干线传输网。

以上所述就是一般有线电视系统前端的组成及功能。对于不同规模的有线电视系统，其前端的组成不尽相同，通常是由该系统的节目制作能力和经济实力来决定的。

传输部分是一个干线网。它的手段可以是电缆、光缆、多路微波分配系统（MMDS）和调频微波中继（AML）。它的网络结构是星型和星—树型二种形式。电缆网只能采用星—树型结构，光缆和微波方式可以采用星—树型。下面分别介绍它们各自的特点。

1．同轴电缆的干线传输

这就是我国目前大部分地区采用的干线传输方式。一般结构形式如图2所示。干线一般很长，损耗很大，因此要选用比较粗的同轴电缆，以降低传输损耗，即便是这样也要过一段距离使用一个干线放大器来提高信号电平。这种电平的提高还带有均衡的功能，因为电缆的损耗在高低频道是不同的，高频道上的损耗要大得多，均衡的作用是保持各频道电平一致。它的实现是靠前端的导频信号发生器产生代表高低频道的两个导频信号（小系统可以只有一个）由干线放大器判别导频信号的大小自动控制输出的电平。导频信号可以反映信号电平的大小，但又不受电视信号有无的影响，这就是所谓的AGC和ASC电路。另外，放大器中还有温度补偿电路。传输干线一长，温度的变化会引起电缆损耗的变化，从而导致输出电平的变化。这种补偿在我国很多地区全年温差变化很大的情况下尤其必要。

2．光缆的干线传输

要想延长传输距离并保持较好的失真指标，几年前国外开始大力发展调幅—残留边带（AM－VSB）光纤传输系统。我国一些大城市，沿海城市也设置550MHz光纤干线传输系统。它的工作原理如图3所示。

由图看出，它主要由光发射机、传输光纤和光接收机组成。光发射机的核心部件是激光二极管，由前端来的射频信号对激光管的发光强度直接进行调制。目前AM光发射机采用分布反馈式（DFB）激光器，它是一种单模工作激光器，它有良好的噪声性能，线性和互调性能。因此，可用多频道AM组合信号直接调制，AM光纤系统中均使用单模光纤做传输媒体。80年代以后的生产工艺可以制作出几乎纯的光纤，从而引起的传输损耗非常小，通常所用的1.3μm波长只有0.5dB／km的衰减，1.5μm波长只有0.2dB／km的衰减。光接收机一般采用光电二极管（PIN－PD）作为光电转换器件，它有较好的灵敏度和较高的接收电平，输入光功率范围在0dBm～－10dBm之间。整个AM光纤干线传输的带宽目前可做到1GHz。

除此之外，光缆具有平滑的带宽特性和良好的绝缘性，因此不需要采用均衡技术，不受电磁感应、大气的干扰和影响，长距离传输时无供电问题。

总之，用光缆作干线传输的系统容量大，能双向传输，系统指标好，安全可靠性高，主要缺点是网的造价稍高，建设难度大，周期长。它适应于长距离、大系统中干线使用，是未来大城市有线电视的发展方向。

3.MMDS的干线传输

MMDS是一种独立的电视信号传输分配系统，它既可以代替有线电视中的超干线和干线与有线电视同轴电缆系统级连，构成一个大型的传输网络，也可以直接将电视信号和FM信号分配给用户，其系统示意图如图4所示。MMDS系统设备分为发射设备和接收设备两大类，如图5所示。

由各种手段（开路电视、卫星电视、自办节目、图文电视等）提供的视、音频信号经调制器调制到RF频道，再经上变频器将频率变换到微波波段。功率放大器对该信号进行放大后从馈线送至全向发射天线向四周发射。

接收设备由一个定向接收天线、一个低噪声放大器和下变频器组成。任一用户或有线电视前端只要在无阻挡的高处放置这样一套接收设备即可直接收看或通过分配网络收看电视节目。

用户分配网由分支线和用户线组成。分支线上串接了一连串分支器，由它们的分支输出端引出用户线供给用户使用。分支器是一种无源部件，它可以对用户电视机之间的相互影响起隔离作用；同时还可以提供给用户接收机最合适的信号电平。用户线的末端在居民住房内，有系统输出口供连接电视机用。系统输出口也称用户盒。用户分配大多由无源部件组成，但有时候也可能增加一、二台延长放大器，以扩大带动的用户数量。以前设计的系统经常用串接单元分配方式，因为发现它有致命的缺点，即一个用户不能正常收看时，会影响串接在它后面的其它用户的收看，故现在建的用户分配网都采用分支分配方式。典型实例见图6。

通过以上对组成有线电视系统三个部分的分别介绍我们可以做出结论：目前在我国现存的有线电视系统的组成模式为：

由此组合而成的网络为星型和星—树结构如图7所示。

理论上讲，光纤星型结构是一种最理想的网络结构，但要实现它需要很高的代价。它最大的好处是可以方便地实现回传，在前端就可以直接对用户进行实时控制，满足它们的各种需求，尤其在有线电视网中进行数据信息传递时，不论从速度上还是功能上都是最佳方案。目前国外已有光纤到户的实验室模拟系统。随着现代化进程的不断推进和信息产业的不断发展，这种系统的实现不会离我们太远了。

从几年来有线电视的发展情况看，星—树结构的网络是既经济又实用且在我国仅存的一种方式。较之星型网，这种结构在多功能应用方面受到一些限制，但有关专家和技术人员正在不断研究和开发。美国一家公司完成用这种结构的网络传送电话的可行性实验并取得成功。因此在今后相当长的一段时期内，我国的有线电视网几乎都要采用这种结构，因为它是一种性能价格比很高的方式，尤其对有线电视的主功能——传多套电视和调频节目不会受到任何影响。

前面提到各种干线传输手段各有特色，那么我们能不能充分利用它们的优点组合成一个混合网络来满足不同条件的传输要求呢？回答是肯定的。比如离前端很近的用户区用同轴电缆做干线，中等距离以上的用户密集区用光缆传到小区，对城市周围郊区农村用MMDS覆盖，这种组合方式既可以保证所有用户都能看好电视又不致于造成设备上的过多投资，我国已有一些城市采用了这样的组合方式，或采用其中的二种干线传输手段组合网络，效果很好。

除此之外我想向大家介绍另一种有线电视干线传输手段AML，它实际上也是一种微波分配系统，在国外最早使用时间是1967年，目前在我国还没有应用先例，AML微波系统工作原理图示于图8。AML微波工作频率范围为500MHz带宽。

VFH频道处理器将各种途径来的视、音频信号变换到CATV频道，并放大到AML发射机所需电平。AML发射机将VHF频谱群变换到微波频段，其调制深度及图像载频、彩色副载波、伴音载频间的关系仍与原电视信号一样，即频谱结构不变，只进行了频谱搬移，经功率放大后送到微波天线上向一个或几个不同方向定点发送。微波接收机将接收到的微波信号下变频到50～500MHz带宽内，再通过分前端或电缆分配网向用户传送。整个过程中不需要每个频道的移频或处理。(何谨)