【正文】 第四章 傳 輸 系 統(tǒng) 干線傳輸系統(tǒng)是有線電視系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，它位于前端和分配系統(tǒng)之間，其作用是將前端系統(tǒng)輸出的各種信號不失真地穩(wěn)定地傳輸給分配系統(tǒng)。干線傳輸系統(tǒng)由傳輸媒介組成，目前常見的傳輸媒介有：同軸電纜，微波，光纜以及多種混合型。 第一節(jié) 同軸電纜傳輸系統(tǒng) 一、同軸電纜傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成 采用同軸電纜做傳輸媒介的有線電視系統(tǒng)，其干線傳輸系統(tǒng)一般采用樹枝形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。樹枝形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類似于樹的形狀，樹干是系統(tǒng)中的干線部分，樹枝即分支出的支線、分配線部分。如圖 。 圖 樹枝型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 二、常用同軸電纜 (一 ) 同軸電纜的結(jié)構(gòu)和特性 同軸電纜由同軸結(jié)構(gòu)的內(nèi)外導體構(gòu)成，具體分內(nèi)導體、絕緣介質(zhì)、外導體和護套（保護層）四部分，絕緣介質(zhì)使內(nèi)、外導體絕緣且保持軸心重合。如圖 。 圖 同軸電纜結(jié)構(gòu)圖 同軸電纜的主要技術(shù)指標如下： 1. 特性阻抗 同軸電纜的特性阻抗與外導體直徑、內(nèi)導體直徑和絕緣介質(zhì)的相對介電常數(shù)有關(guān)，有線電視系統(tǒng)采用 75Ω特性阻抗的同軸電纜。 2. 衰減常數(shù) 射頻信號在同軸電纜中傳輸時的損耗與同軸電纜的結(jié)構(gòu)尺寸、介電常數(shù)、工作頻率有關(guān)。衰減常數(shù)（ ?）表示單位長度（如 100m）電纜對射頻信號衰減的分貝數(shù)，以 dB/100m表示。 3. 溫度系數(shù) 溫度系數(shù)表示一年四季溫度變化對同軸電纜損耗值的影響。溫度增加，電纜損耗增加；溫度降低，電纜損耗減小。 溫度系數(shù)定義為溫度每升高 1℃ ，電纜對信號衰減增加的百分數(shù)。比如，溫度系數(shù)為 (dB)％ /℃ 表示溫度每升高 1℃ ，電纜衰減值在原基礎(chǔ)上增加 %。如果溫度變化 177。 25℃ ，電纜衰減值在原基礎(chǔ)上變化 177。 25 %=177。 5％ (電纜衰減值 ) (dB)。 4. 回路電阻 回路電阻（也稱環(huán)路電阻）是指單位長度（如 km）內(nèi)導體與外導體形成的回路的電阻值（通常以 Ω/km表示），由于干線放大器是經(jīng)電纜饋電的，電流經(jīng)過內(nèi)導體到達放大器（作為電源的負載），再由放大器經(jīng)過外導體返回電源，形成一個回路，當需要確定由電源到任一電源負載的電壓降時，就要考慮回路電阻的影響。 5. 屏蔽特性 屏蔽特性以屏蔽衰減（ dB）表示， dB數(shù)越大表明電纜的屏蔽性能越好。電纜的屏蔽特性好，不但可防止周圍環(huán)境中的電磁干擾影響本系統(tǒng)，也可防止電纜的傳輸信號泄漏而干擾其他設(shè)備。一般來說，金屬管狀的外導體具有最好的屏蔽特性，采用雙層鋁塑帶和金屬網(wǎng)也能獲得較好的屏蔽效果?，F(xiàn)在為了發(fā)展有線電視寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)，生產(chǎn)了具有四層屏蔽的接入網(wǎng)同軸電纜，其屏蔽特性很好。教材表 41列出了國產(chǎn)四層屏蔽接入網(wǎng)同軸電纜的技術(shù)參數(shù)。 6. 最小彎曲半徑 國內(nèi)外生產(chǎn)的各種同軸電纜，最小彎曲半徑別很大，一般在電纜產(chǎn)品說明書上都會標明。在安裝時特別要注意指標，如果電纜某外彎曲程度太大或被夾扁，特性阻抗就不均勻，將會使該處的駐波比增大，產(chǎn)生反射。因此電纜彎曲時，一定要按照產(chǎn)品給定的最小彎曲半徑，對于未標明最小彎曲半徑的電纜，其半徑一般應(yīng)為電纜直徑的 6~10倍。 教材表 42中列出了國內(nèi)外部分同軸電纜主要技術(shù)指標，供讀者參考。 75 757 主要用于分配網(wǎng)； 75 7512主要用于支線及分配線；干線傳輸應(yīng)使用 7512以上的電纜。 (二 ) 有線電視系統(tǒng)對同軸電纜的要求 1. 頻率特性要平坦 2. 電纜損耗要小 3. 傳輸穩(wěn)定性要好 4. 屏蔽特性要好 5. 回路電阻要小 6. 電纜的防水性能要好 7. 機械性能 三、干線放大器 由于同軸電纜對電視信號的衰減程度與所傳輸?shù)男盘栴l率的平方根成正比。因此，電纜的衰耗 頻率曲線是傾斜的。要在整個工作頻段內(nèi)取得平坦的響應(yīng)特性，必須對電纜衰減的頻率特性予以適當?shù)难a償。補償方法有兩種：一種是把放大器增益 頻率曲線設(shè)計成與電纜衰耗 頻率曲線互補，即放大器對低頻端放大量小而對高頻端放大量大。另一種方法是設(shè)計一個均衡器，使其較多地衰減低頻端電平而較少地衰減高頻端電平，再在均衡器的輸出端設(shè)置一個具有平坦特性的放大器，即可將信號電平恢復到原來的水平。干線放大器的主要作用是以其對信號的放大量（增益）來抵消傳輸媒介（電纜）對信號的衰減量。因此在有線電視系統(tǒng)中，放大器的配置是以放大器的增益與電纜的損耗來決定的。這里面當然要包括均衡器部分。 (一 ) 均衡器 均衡器的圖形符號如圖 。 (a) 固定均衡器 (b) 可變均衡器 圖 均衡器 1. 均衡器的分類 均衡器可按工作頻帶分類，有 V段， U段和鄰頻用三類，使用時只有在這些頻率范圍內(nèi)，均衡器才具有相應(yīng)的補償作用。 在某一頻帶內(nèi)工作的均衡器又有固定均衡器和可變均衡器。固定均衡器是指均衡量固定，可變均衡器指均衡量在一定范圍內(nèi)可變。有線電視系統(tǒng)中使用較多的是固定均衡器。均衡器可以獨立的形式外接在放大器的輸入端 (或輸出端 )，也可以插片形式安裝于放大器內(nèi)部，成為放大器的一部分。為了適應(yīng)放大器的集中供電，多數(shù)均衡器是過流型的。 2. 均衡器的主要技術(shù)參數(shù) 均衡器常用插入損耗，均衡值，均衡偏差，反射損耗，載流量等項指標來衡量其性能。 (1) 插入損耗。在工作頻帶的上限頻率處，均衡器輸入功率與輸出功率分貝數(shù)之差即為插入損耗。國標規(guī)定： VHF頻段插入損耗 ≤， UHF頻段插入損耗 ≤2dB。 (2) 均衡值。均衡值有兩種表示方法：一種是均衡量，一種是當量均衡值。各生產(chǎn)廠家的表示方法不同，在選用時必須注意。 均衡量為工作頻帶內(nèi)下限頻率與上限頻率點間衰減量之差，采用不同的均衡量，可以補償不同長度電纜的損耗。 當量均衡值是放大器級間的電纜長度在工作頻帶的上限頻率處的衰耗分貝數(shù)。 均衡量和當量均衡值有如下關(guān)系： 式中， E—— 均衡量； Ed—— 當量均衡值； fL—— 下限頻率； fH—— 上限頻率。 (3) 均衡偏差。均衡偏差為工作頻帶內(nèi)規(guī)定頻率點均衡值與理論均衡值的差，均衡偏差值越小，補償?shù)男Ч胶?。國標?guī)定為 177。 ~177。 1dB。 (4) 反射損耗。它是衡量均衡器輸入端和輸出端匹配程度的指標。反射損耗值越大，端口的阻抗匹配越好。國標規(guī)定， VHF頻段反射損耗 ≥16dB， UHF頻段反射損耗 ≥10dB。 ??????????HLd 1 ffEE (5) 載流量。在采用集中供電方式的有線電視系統(tǒng)中，均衡器應(yīng)能為后續(xù)放大器提供供電通路，也就是要能過流，其載流量有： 1A， 2A， 4A， 6A， 10A等。若均衡器是專為放大器配接使用的，則不需載流量要求。 (二 ) 干線放大器 干線放大器，橋接放大器及雙向放大器的圖形符號如圖。 (a) 放大器 (b) 橋接放大器 (c) 雙向放大器 圖 常用放大器符號 1. 干線放大器的特點 干線放大器主要用于干線傳輸系統(tǒng)，由于工作性質(zhì)和環(huán)境的要求，干線放大器具有如下特點。 (1) 增益可調(diào)。一般來說，在干線中有幾臺或幾十臺放大器級聯(lián)工作。原則上，放大器的增益正好等于兩臺放大器之間的連接電纜的損耗。即對傳輸干線來說，輸出信號電平應(yīng)該等于輸入電平，也就是所謂的“ 0”增益。如果放大器的增益大于電纜損耗，則通過系統(tǒng)的信號電平將逐級增大，最終將導致系統(tǒng)中某一級放大器因過載而發(fā)生信號失真、交調(diào)等現(xiàn)象。倘若放大器的增益小于電纜損耗，則通過系統(tǒng)的信號電平將逐級變低，這將最終導致在系統(tǒng)中某一級載噪比不合格。為此，對干線放大器提出了增益可調(diào)的要求。 (2) 斜率補償。電纜對傳輸信號的衰耗與頻率呈一斜率直線，放大器若補償電纜損耗，也包括斜率補償。因此，要求放大器的幅頻特性曲線的斜率正好與電纜的衰耗相反，或者通過插入均衡器件。 (3) 自動增益控制。為了適應(yīng)長距離電纜傳輸?shù)男枰?，要求干線放大器具有自動增益控制 (AGC)功能，有的還具有自動斜率控制 (ASC)功能，兩者兼有的又稱自動增益斜率控制 (AGSC)或自動電平控制 (ALC)。這種干線放大器比較復雜，一般用于大型系統(tǒng)。對于傳輸干線比較短的小型系統(tǒng)，一般采用手動增益控制 (MGC)的斜率均衡，并加上溫度補償?shù)姆椒▉韺崿F(xiàn)增益控制。 (4) 雙向功能。在具有雙向傳輸?shù)挠芯€電視系統(tǒng)中，干線放大器配置為雙向放大器，雙向放大器中有雙向分離器以分別處理正、反向信號。由于反向信號的頻率范圍常為 5~30MHz，其電纜損耗要小，因此反向放大器的增益比正向放大要低。 (5) 適應(yīng)室外工作環(huán)境。由于干線放大器多安裝在室外，要求采用壓鑄鋁合金機盒，能防水，耐腐蝕，強度好，耐氣候變化，重量輕和導熱性能及避雷性能好，工作壽命長。 (6) 橋接放大器。橋接放大器是干線放大器派生品種，干線橋接放大器除放大干線中的信號外，還分出幾路支線信號傳輸?shù)接脩舴峙湎到y(tǒng)，而橋接放大器則對干線中的信號不放大，僅對分出的幾路信號進行放大并送到用戶分配系統(tǒng)。 2. 干線放大器的主要技術(shù)指標 (1) 標稱輸入電平。滿足干線放大器技術(shù)參數(shù)的輸入電平范圍內(nèi)的中心點。 (2) 標稱增益。也稱典型工作增益，是在合適的自動電平控制和標稱輸入電平條件下，放大器能得到的增益。 (3) 標稱輸出電平。在標稱輸入電平和在標稱增益下干線放大器的輸出電平。 (4) 帶內(nèi)平坦度。指干線放大器傳輸頻帶內(nèi)最高、最低幅頻響應(yīng)電平相對兩者平均電平的偏差總量。要求干線放大器的平坦度達到 177。 ~177。 。 (5) 載波交流聲比 (HM)。載波與寄生調(diào)幅到載波信號上的電源交流峰值之比。用 dB表示。 (6) 非線性失真。主要包括 CM、 CSO、 CTB。干線放大器產(chǎn)品說明書給出的 CTB都在一定的頻道數(shù)和輸出電平下測試的，如果實際應(yīng)用中頻道數(shù)與給定條件不一致，應(yīng)該進行修正。 CTBN=CTBT+20lg[(T1)/(N1)] (41) 式中， N—— 實際使用頻道數(shù)； T—— 測試 CTB時的頻道數(shù)。 (7) AGC和 ASC特性。 AGC特性表示干線放大器輸出電平受輸入電平變化影響的大小。 ASC特性表示干線放大器的輸出電平斜率受輸入電平斜率變化影響的大小。 (8) 噪聲系數(shù) NF。干線放大器的噪聲系數(shù)在 7~10dB范圍內(nèi)，越小質(zhì)量越好。單臺干線放大器的載噪比 (C/N)A 與噪聲系數(shù)的關(guān)系為： (C/N)A=Si－ NF－ (dB) (42) 式中， Si—— 輸入信號電平； NF—— 干線放大器噪聲系數(shù)； —— 傳輸電路熱噪聲。 干線系統(tǒng)的載噪聲比為 (C/N)t=(C/N)A－ 10lgn (43) 式中， (C/N) t — n個相同干級放大器串接干線系統(tǒng)的載噪比； n— 串接放大器級數(shù)。 (9) 反射損耗。該指標表示阻抗匹配程度。反射損耗不合乎要求，不但引起重影，而且還會使平坦度變差。 (10) 最大輸出電平。有些干線放大器給出的是交調(diào)比為60dB（三音法測試）時的最大輸出電平；有些則給出在幾十個頻道混合輸入時，在某個非線性指標下（如 CM）的最大輸出電平。 XF系列干線放大器的工作原理方框圖見圖 。 圖 XF系列干線放大器的工作原理方框圖 (三 ) 干線放大器的集中供電 干線放大器安裝在室外，通常采用電纜饋電方式，可以在前端或干線中任何一點對干線放大器集中供電。集中供電需要增加電源供給器、電源插入器等設(shè)備。 電源供給器主要由降壓變壓器及穩(wěn)壓、限流、保護等電路構(gòu)成。它將市電 220V變換成穩(wěn)定的 AC60V輸出。電源供給器輸出的 AC60V和前端輸出的電視信號經(jīng)電源插入器混合后經(jīng)過電纜送到干線放大器，由干線放大器內(nèi)的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換成直流電。集中供電的方式如圖 46所示。 圖 集中供電示意圖 四、干線系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)整 干線傳輸系統(tǒng)設(shè)計的主要依據(jù)是要求條件和限制條件。要求條件主要是要滿足技術(shù)指標要求，如 C/N、 CM、 CTB等指標；限制條件是指一般應(yīng)遵循的設(shè)計原則或注意事項，如網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式、干線的布置和路由選擇要點等。繪制干線系統(tǒng)圖，最后進行驗算與調(diào)整。 同軸電纜傳輸系統(tǒng)通常采用樹枝型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在根據(jù)整個系統(tǒng)規(guī)模、用戶密度及其分布狀況，具體布置干線電纜和路由的選擇時，首先要考慮下列原則要求： (1) 為使干線傳輸系統(tǒng)高質(zhì)量、低損耗的傳輸信號，干線敷設(shè)應(yīng)盡可能選擇短而直的路由，以減少放大器串接級數(shù)、節(jié)約電纜、降低工程造價。 (2) 傳輸干線應(yīng)遠離強電線路和干擾源敷設(shè)。電纜與其他架空明