【正文】 第五章 有線電視的傳輸系統(tǒng) 重點難點 電纜傳輸 分配網(wǎng)絡(luò) 光纜傳輸 微波傳輸 ?干線傳輸系統(tǒng)是有線電視的重要組成部分，位于前端和用戶分配系統(tǒng)之間，其作用是將前端輸出的各種信號穩(wěn)定而且不失真地傳輸至用戶分配系統(tǒng)。干線傳輸?shù)膫鬏斆浇橹饕ǎ弘娎|、光纜和微波。大多數(shù)有線電視系統(tǒng)并不只單獨使用一種傳輸媒介，而是多種傳輸媒介混合使用，例如光纜和電纜混合傳輸、微波和電纜混合傳輸?shù)取? 第一節(jié) 電纜傳輸 一. 射頻同軸電纜 二. 三. 射頻同軸電纜由內(nèi)導體、絕緣體、外導體 (屏蔽層 )和護套 (保護層 )四部分組成，絕緣體使內(nèi)、外導體絕緣且保持軸心重合。如圖 ?內(nèi)導體 (也稱芯線 )由銅線、鍍銅鋁線、鍍銅鋼線制成。 ?外導體 (也稱屏蔽層 )一般由銅絲編織網(wǎng)或鍍錫銅絲編織網(wǎng)內(nèi)加一層鋁箔制成，也可采用金屬管，外導體對電磁干擾有屏蔽作用。 ?外導體與內(nèi)導體之間是絕緣介質(zhì)，介質(zhì)對電纜起支撐作用，其電特性在很大程度上決定著電纜的傳輸和損耗特性，經(jīng)常使用的絕緣介質(zhì)有干燥空氣、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。 ?電纜的最外層是護套，對電纜起保護作用，常采用聚乙烯或乙烯基類材料 射頻同軸電纜的種類和規(guī)格很多，我國對同軸電纜的型號與規(guī)格實行了統(tǒng)一的命名，具體編制方法如圖 型號命名通常由四部分組成：第一部分用英文字母表示，分別表示同軸電纜的分類代號、絕緣材料、護套材料和派生特性，具體含義見表 51 電纜代號 絕緣材料 護套材料 派生特性 符號 含義 符號 含義 符號 含義 符號 含義 S 同軸射頻電纜 P 屏蔽 SE 對稱射頻電纜 D 穩(wěn)定聚乙烯 — 空氣絕緣 B 玻璃絲編織 浸硅有機漆 Z 綜合 SJ 強力射頻電纜 F 氟塑料 F 氟塑料 SG 高壓射頻電纜 H 橡套 SZ 延遲射頻電纜 I 聚乙烯 — 空氣絕緣 M 棉紗編織 ST 特性射頻電纜 W 穩(wěn)定聚乙烯 V 聚 氯 乙烯 SS 電視射頻電纜 X 橡皮 Y 聚乙烯 Y 聚乙烯 Y K 聚乙烯縱孔 ?第二、三、四部分均用數(shù)字表示，分別表示同軸電纜的特性阻抗 (Ω)、芯線絕緣外徑 (mm)和結(jié)構(gòu)序號。例如“ SYV—75—9—1”的具體含義是： S表示該電纜為射頻同軸電纜， Y表示絕緣材料為聚乙烯， V表示護套材料為聚氯乙烯，特性阻抗為 75Ω，芯線絕緣外徑為 9mm，結(jié)構(gòu)序號為 1。又例如，目前在有線電視系統(tǒng)中被大量采用的 SYKV型電纜， S表示為射頻同軸電纜， YK表示絕緣材料為聚乙烯縱孔形， V表示護套材料為聚氯乙烯。 ?隨著新技術(shù)和新材料的應(yīng)用，新型電纜代號可能會超出表中所列含義。 ?有線電視系統(tǒng)中使用的射頻同軸電纜，芯線絕緣外徑分為 、 、 、 、 ，我國用 1 1 15和 17等數(shù)字來表示 3. 性能參數(shù) ? （ 1）特性阻抗 特性阻抗是指在同軸電纜終端匹配的情況下，電纜上任意點電壓與電流的比值，通常與內(nèi)、外導體直徑和絕緣材料的相對介電常數(shù)有關(guān)。有線電視系統(tǒng)中同軸電纜的標準特性阻抗為 75Ω。 ? （ 2）衰減常數(shù) 衰減常數(shù) (α)定義為單位長度 (如 100m)電纜對信號衰減的分貝數(shù)。衰減常數(shù)與同軸電纜的結(jié)構(gòu)尺寸、介電常數(shù)、工作頻率有關(guān)。電纜的內(nèi)、外導體直徑越大，衰減常數(shù)就越小。衰減常數(shù)還與信號頻率的平方根成正比，即頻率越高，衰減常數(shù)越大；頻率越低，衰減常數(shù)越小。在電纜產(chǎn)品說明書中以表格或曲線形式給出了在 20℃ 常溫下的衰減常數(shù)與頻率之間的對應(yīng)關(guān)系。 ? （ 3）溫度系數(shù) 溫度系數(shù)表示溫度變化對電纜損耗值的影響。通常溫度增加，電纜損耗增大；溫度降低，電纜損耗減小。 溫度系數(shù)定義為溫度每升高 (或降低 )1℃ ，電纜對信號衰減增加 (或減小 )的百分數(shù)。例如，溫度系數(shù)為 %/℃ ，表示溫度每升高 (或降低 )1℃ ，電纜損耗值在原基礎(chǔ)上增加 (或減小 )%，如果溫度變化177。 25℃ ，電纜損耗值在原基礎(chǔ)上變化177。 25 %=177。 5%(dB)。 ? （ 4）屏蔽性能 電纜的屏蔽性能是一項重要的指標。屏蔽性能好，不僅可防止周圍環(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它設(shè)備。金屬管狀的外導體具有最好的屏蔽性能，雙層鋁塑帶和金屬網(wǎng)外導體也可取得較滿意的屏蔽效果。 ? （ 5）回路電阻 回路電阻定義為單位長度 (如 1km)內(nèi)導體與外導體形成的回路的電阻值 (以 Ω/km表示 )。干線放大器的供電是經(jīng)電纜傳送的， 50Hz交流電流經(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。當確定由電源到任一負載的電壓降時，就需要考慮回路電阻的影響。回路電阻在 50Hz交流測得的值與直流回路電阻差別很小，可替代使用。一般要求回路電阻要小，可多供幾級放大器。 ? （ 6）最小彎曲半徑 鋪設(shè)電纜時，若電纜某處彎曲程度太大或被擠壓變形，特性阻抗就會變得不均勻，造成該處的駐波比增大，產(chǎn)生反射，收視效果變差甚至影響收看。因此，在彎曲電纜時，一定要參照產(chǎn)品說明書給定的最小彎曲半徑，若未標明最小彎曲半徑，則一般應(yīng)為電纜直徑的 6～ 10倍。 ? （ 7）防水、防潮性能 水分會使電纜的損耗急劇增大，對電纜有非常不利的影響。護套雖然能防止水通過，卻不能防止水蒸氣通過。因此，同軸電纜要長期使用，防水、防潮性能尤為重要。 ? （ 8）老化 隨著使用時間的推移，安裝在室外的電纜會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，各項性能參數(shù)都要發(fā)生變化，其中電纜損耗特性變化很大，例如，三年后，電纜損耗增加 ，六年后增加 。因此，當使用時間較長，收視效果變差時，可嘗試更換安裝在室外的電纜。 二 . 常用無源器件 無源器件是指不需要供電的各類器件。有線電視系統(tǒng)中無源器件的應(yīng)用最廣，使用量最大，主要包括分配器、分支器、衰減器和均衡器等。 ?分配器是每個有線電視系統(tǒng)中都不可缺少的器件。其主要作用是將一路輸入信號電平平均地分成幾路輸出，如分成二、三、四、六和八路等；此外，將分配器的輸入、輸出端倒過來使用，則相當于混合器，可將多路信號混合成一路輸出。 ?分配器的分類方法很多，通常根據(jù)分配器有幾個輸出端而稱為幾分配器，如二分配器、三分配器、四分配器、六分配器等。從組成分配器的電路原理來看，最基本的是二分配器和三分配器，也就是說四分配器可由三個二分配器組成，六分配器可由一個二分配器和兩個三分配器組成，依此類推。 ?此外，還可按照工作頻率范圍分為全頻道型、 5～550MHz帶寬型、 5～ 750MHz帶寬型和 1GHz寬帶型，1GHz寬帶型具有雙向傳輸功能，適用于有線電視寬帶綜合業(yè)務(wù)；按照能否通過 50Hz電源電流分為過電流型和不過電流型，若干線放大器通過電纜饋電 (一般為 40～ 60V， 50Hz)，則要求安裝在電流通路中的分配器為過電流型；按照分配器盒體結(jié)構(gòu)分為塑料型、金屬型、壓鑄型、密封防水型等。 ?分配器的圖示符號如圖 53所示，通常有兩種表示符號，在技術(shù)文獻中都可以使用 分配器的技術(shù)參數(shù)主要有： ?（ 1）分配損耗 指分配器輸入端信號電平與輸出端信號電平分貝數(shù)之差，如下式： Ls = Pi (dB)－ Po (dB) (51) 式中 Ls—分配損耗； Pi—輸入信號功率，用分貝表示； Po—某個輸出端信號功率，用分貝表示。 根據(jù)分配損耗定義，若已知輸入端電平或某個輸出端電平，就可計算出任一輸出端電平或輸入端電平，如下式： Po = Pi (dB)－ Ls (dB) (52) Pi = Po (dB)＋ Ls (dB) (53) 理想情況下， n分配器的每一路輸出信號功率是輸入信號功率的 n分之一，此時分配損耗 Ls與分配路數(shù) n的關(guān)系如下： Ls = 10lgn (dB) (54) 由上式可以看出，分配損耗隨分配路數(shù)的增加而增大。實際上，由于分配器在設(shè)計和制作過程中會引入一定的損耗，故實際損耗值都大于理想損耗值，如表 52所示 n 2 3 4 6 8 理想值 ( d B ) 實際值 ( d B ) 177。 177。 177。 9177。 1 1 1177。 1 ?（ 2）相互隔離度 相互隔離度反映了分配器各輸出端之間相互影響的程度。 如果在分配器的某一輸出端加入一個測試信號，其它輸出端會有微小電平輸出（其它輸出端及輸入端均接匹配負載），測試信號電平與其它輸出端信號電平之差即是相互隔離度，通常用分貝表示。 相互隔離度的值越大表示分配器各輸出端之間的相互影響程度越小。通常要求相互隔離度大于 20dB。 ?（ 3）反射損耗 反射損耗表示分配器的輸入、輸出端與相連接同軸電纜的匹配程度。若反射損耗很大，說明匹配程度很好，信號在分配器的輸入、輸出端處不產(chǎn)生反射；若反射損耗很小，說明匹配程度不好，則會產(chǎn)生反射。通常 VHF頻段反射損耗要大于 16dB， UHF頻段大于 10dB。 ?（ 4）輸入、輸出阻抗 分配器的輸入、輸出阻抗都為 75Ω。 實用中應(yīng)注意：分配器的每一個輸出端都不能空載或者短路，若某個輸出端多余不用，則要接入 75Ω電阻，以實現(xiàn)阻抗匹配。 2. 分支器 ?分支器通常有一個主輸入端、一個主輸出端和一個或多個分支輸出端。分支器的作用也是將主輸入端信號分成幾路輸出，但是各路信號電平不完全相等，大部分信號通過主輸出端送至主線，另一小部分信號則通過分支輸出端進入支線。 ?通常根據(jù)分支輸出端的多少將分支器分為一分支器、二分支器、三分支器、四分支器等；此外，還可按工作頻率范圍分為全頻道型、帶寬型和 1GHz寬帶型；按是否能通過 50Hz電源電流分為過電流型和不過電流型；按盒體結(jié)構(gòu)分為塑料型、金屬型及密封防水型等。 ?分支器的圖示符號如圖 分支器的技術(shù)參數(shù)主要有 （ 1）插入損耗和分支損耗 插入損耗是表示信號從主輸入端傳輸?shù)街鬏敵龆说碾娖剿p的程度，即分支器的主輸入端信號電平與主輸出端信號電平分貝數(shù)之差，如下式： Ld = Pi (dB)－ Po (dB) (55) 式中 Ld—插入損耗； Pi—主輸入端信號電平，用分貝表示； Po—主輸出端信號電平，用分貝表示。 分支損耗是表示信號從主輸入端傳輸?shù)椒种л敵龆说碾娖剿p的程度，即分支器的主輸入端信號電平與分支輸出端信號電平分貝數(shù)之差，如下式： Lc = Pi (dB)－ Pb (dB) (56) 式中 Lc—分支損耗； Pi—主輸入端信號電平，用分貝表示； Pb—分支輸出端信號電平，用分貝表示。 插入損耗與分支損耗之間的關(guān)系如圖 55所示 由圖可知，插入損耗小，分支損耗就大；插入損耗大，分支損耗就小。 根據(jù)插入損耗與分支損耗的定義，若已知分支器的主輸入電平，則： 主輸出電平 Po =主輸入電平 Pi－插入損耗 Ld 分支輸出電平 Pb =主輸入電平 Pi－分支損耗 Lc 若已知分支輸出電平，則可先計算出主輸入電平，然后計算出主輸出電平，如下式： 主輸入電平 Pi =分支輸出電平 Pb +