【文章內(nèi)容簡介】 光信號，輸入光纖傳輸至遠方；接收端 的光端機內(nèi)有光檢測器將來自光纖的光信號還原成電信號，經(jīng)放大 、再生后恢復還原輸出。對于長距離的光纖通信系統(tǒng)還需中繼器，其作用是將經(jīng)過長距離光纖衰減和畸變后的微弱光信號經(jīng)放大、對失真的脈沖波形進行整形、校正生成一定強度的光信號，繼續(xù)向前方以保證良好的通信質(zhì)量。 系統(tǒng)各部分功能 ① 光發(fā)射機：光發(fā)射機是實現(xiàn)電 /光信號轉換的光端機。它由光源、驅動器 和調(diào)制器組成。其功能是將來自于信號源（視頻、音頻或射頻）的電信號對光源 發(fā)出的光波進行調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號耦合到光纜 去傳輸。 ② 光接收機：光接收機是實現(xiàn)光 /電轉換的光端機。它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經(jīng)光檢測器轉變?yōu)殡娦盘枺ㄒ曨l、音頻或射頻），然后，再將這微弱的電信號經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到用戶接收端去。 ③ 光纜 或光纖： 光纜 或光纖 構成光的傳輸通路。其功能是將發(fā)射端發(fā)出的已調(diào)光信號，經(jīng)過光纖或光纜的遠距離傳輸后，耦合到接收端的光檢測 器上去，完成傳送信息任務。 ④ 中繼器：中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖進行校正。 ⑤ 光纜 連接器、耦合器等無源器件：由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的（如 1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。 與電纜傳輸相比，光纜傳輸 主要有以下優(yōu)點： ①損耗低，傳輸距離長。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第四 章 傳輸系統(tǒng)的設計 13 ②傳輸頻帶寬、容量大。 ③傳輸質(zhì)量高、保真度高。 ④抗干擾能力強、保密性好。 ⑤重量輕、敷設方便、可靠性高。 光纜傳輸?shù)闹饕秉c如下： ①相對于同軸電纜傳輸，光纜及光端機的成本較高。 ②光纜的光接頭處理工藝要求高，需要使用價格昂貴的專業(yè)設備，給施工和突發(fā)事件的搶修工作帶來一定的困難。 本設計所用的傳輸系統(tǒng) 由于本次設計所針對的是城市小區(qū)的居民樓，所以要求在保證有線電視信號傳輸質(zhì)量的同時盡量降低成本，因此大體上可以選用電纜傳輸系統(tǒng)進行有線電視信號的傳輸。 由于本 系統(tǒng)放大器與最終用戶分支器間的距離最長不超過 120 米，且采用兩級雙向放大多級分配的網(wǎng)絡結構，故選用 雙向鄰頻 HFC 電纜電視傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)(51GHZ)作主干，采用 RG6 四屏蔽電纜作用戶分支電纜。 RG6 四屏蔽電纜的特點是：對 50MHz 以下的反向傳輸信號衰減小，抗干擾能力強，這對于 VOD 及未來三網(wǎng)合一的綜合業(yè)務網(wǎng)的性能是至關重要的。系統(tǒng)選用雙向干線放大器，其技術特性為： 表 技術特性 頻率范圍： 47～ 750MHz 工作頻道數(shù) 79 反向通路（可選） 430MHz 增益 30dB 可調(diào)均衡器 0～ 21 噪聲系數(shù) ＜ 8 工作輸入電平 72dB 輸出電平 102dB 反向增益 12dB 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第五 章 分配系統(tǒng)的設計 14 第五章 分配系統(tǒng)的設計 分配系統(tǒng)的組成部分和特性 有線電視分配系統(tǒng)是由分配器，分支器，用戶分配放大器和射頻電纜組成的，它可以給每一個用戶終端提供一個適當?shù)碾娨曅盘柕南到y(tǒng)，它與用戶最接近，分布也最廣泛，使用的射頻電纜，分支器分配器也最多。 分配器 分配器是有線電視系統(tǒng)中非常重要的器件，它可以實現(xiàn)把前段提供的高質(zhì)量的信號傳送給千家萬戶，并且 在傳送的過程中，把一路信號分成多路傳送。由于射頻有一定的特性阻抗，必須保持傳輸系統(tǒng)各部分之間有良好的阻抗匹配和相互隔離度。通常用于放大器的輸出端或把一條主線分成若干條支線，也可用于一條支干線的末端，通過它直接將信號分配到各個用戶。分配器的特性如下： ① 頻率范圍 ：分配器使用在整個有線電視網(wǎng)中，因此應具有寬帶的頻率特性；輸入輸出阻抗：有線電視網(wǎng)中的射頻各種接口阻抗均應為 75 歐，以實現(xiàn)阻抗匹配，因此分配器輸入端及輸出端阻抗均應為 75 歐； ② 分配損失 ：在系統(tǒng)中總希望接入分配器損耗越小越好。分配損失 Ls 的多少和分配路 數(shù) n 的多少有關，在理想情況下 Ls=10lgn，當 n=2 時為二分配器分配損失為 3dB。實際上除了等分信號的損失外，還有一部分是由于分配器件本身張衰減，所以總比計算值要大。如在 550750MHz 時二分配器分配損失工程上常取值 ， 4 分配器損失常取值 8dB； ③ 相互隔離 ：相互隔離亦稱分配隔離。如果在分配器的某一個輸出端加入一個信號，該信號電平與其它輸出端 的 該信號電平之差即是相互隔離，一般要求分配器輸出端隔離度大于 20dB 以上。如果駐波比太大，則傳輸信號就會在分配器的輸入端或者輸出端產(chǎn)生反射，對圖像質(zhì)量產(chǎn)生 不良影響，如重影等。 分配器在工程中還分為過電型分配器、戶外型分配器、戶內(nèi)分配器等。 ④ 駐波 比 ⑤ 反射損耗 ⑥ 射頻特性 分支器 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第五 章 分配系統(tǒng)的設計 15 分支器通常傳接在分支線或干線的中途，由一個主輸入端，一個主輸出 端以及若干個分支輸出端構成，其中分支輸出端只得到主路輸入信號的 小部分，大部分信號仍沿主路輸出，繼續(xù)向后傳輸。分支器中信號傳輸具有：方向性：即只能由主輸 入端向分支輸出端傳送信號，而不能由主輸出端向分支輸出端傳送信號 。 隔離性：只要在主輸出口接有標準阻抗的同軸電纜或終端匹配電阻，分支口開路或短路對輸入口的網(wǎng)絡的影響 不大，有線電視網(wǎng)絡運用這個特性來連接用戶終端主輸入口。分支器的主要技術指標由插入損耗、分支損耗、分支相互隔離度、反向隔離、阻抗（ 75Ω）。 用戶分配放大器 用戶分配放大器的工作原理與干線放大器完全相同。其主要作用是帶動大量用戶，由于它是處在最后一級射頻放大，其技術指標要求相對于干線放大器要低一些，如平坦度 177。,反射損耗 12dB，且輸出電平也可以稍高一些，一般要比 干線放大器高 610dB。干線放大器與用戶分配器在使用方面也有明顯區(qū)別。例如，在標準輸入電平時，干線放大器的 C/N 比用戶分配放大器好，用戶分配放大器的載噪比比較低，不能用于干線放大。 干線放大器的最小輸入電平是由系統(tǒng)的載噪比來確定的。為了改善載噪比，可適當提高輸入電平。為了改善載波組合三次差拍比。又必須減少輸出電平，這是一對矛盾，要解決上述矛盾是很不容易的。從實踐中一般選用高質(zhì)量、低增益的干線放大器。干線放大器的增益是個恒定值。有的人誤認為放大器上衰減電位器可以改變放大器的增益，這是一種非常錯誤的認識。放大器上的衰減器是用來改變放大器的輸入電平。放大器的實際輸出電平減去放大器的增益等于放大器的輸入電平。 用戶分 配放大器的使用 有線電視用戶放大器是擔負用戶分配任務的放大器，其輸出電平較高、占用系統(tǒng)失真指標的份額較大，所以在使用時必須注意一點技巧，以獲得最佳的分配效率，同時保證系統(tǒng)的質(zhì)量指標。 有線電視網(wǎng)興建初期，網(wǎng)絡中只有用戶放大器，那時，無論電纜網(wǎng)絡有多長，用戶放大器都得一級一級地串聯(lián)下去。用戶放大器的串聯(lián)級數(shù) 太 多了，其輸出電平必然要降低，這很容易從當時的放大器輸出電平計算公式中可以看出來： So＝ Somax－ 10 lg n－ lg（ N－ 1） ………………..( 51) 那個時候，各條電纜線路中用戶放大 器的實際輸出電平，的確是設計、調(diào)試在95dB 至 105dB 之間的某一個數(shù)值。雖然時過境遷，那種放大器的設置、設計和調(diào)試河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第五 章 分配系統(tǒng)的設計 16 的觀念已經(jīng)過時，但是利用近期適用的放大器輸出電平計算公式計算得出的結果，在某些地方也有可能是那么寬的電平范圍。因為電纜分配部分失真指標和載噪比指標的指標占用系數(shù)，是全系統(tǒng)的指標占用系數(shù)減去前端和各級光鏈路以后的剩余值，網(wǎng)絡規(guī)模愈大、光纜級數(shù)愈多，電纜分配網(wǎng)絡的指標占用系數(shù)愈少，而電纜分配網(wǎng)絡里往往還有若干級延伸干線放大器要占用指標，因此各地區(qū)、各條線路用戶分配放大器的失真指標和載噪比指標的指標 占用系數(shù)相差很大，即指標（分配）值相差很大，其中尤其是決定放大器最高輸出電平的失真指標 CTB 差距更大。 近期適用的、傳統(tǒng)的放大器輸出電平設計算式和 CTB 指標值計算式是： So=Sa+（ 1/2） (CTBaCTB 分配值 )………………..( 52) CTB 指標值 = CTBa +2(Sa So) ….………………..( 53) 為了便于和下面提到的算式比較，將其變換成改進型的算式 [1]則是： So = 104+(1/2)( CTB104 CTB 分配值 ) ……………..( 54) CTB 指標值 =CTB104+2(104So) . . . .………………..( 55) 從算式 (2)至（ 5）中可以看出，用戶放大器 CTB 指標的分配值決定用戶放大器的輸出電平值， CTB 指標的分配值差距大，設計出來的輸出電平差距也大；要使用戶放大器的 CTB 指標值符合設計要求值，只有通過改變放大器的輸出電平才能達到！最終就造成了用戶放大器的輸出電平設計選取范圍高低相差很大的結果。在沒有進行用戶放大器指標設計的地方，則反映在某些地方用戶放大器的輸出電平較高時，圖像（失真）質(zhì)量能達標；而另外一些地方要達到這樣的圖像質(zhì)量，用戶放大 器的輸出電平要低得很多才行。 用戶終端 用戶終端作為系統(tǒng)輸出口，安裝于用戶室內(nèi)，是有線電視分配系統(tǒng)與用戶電視機連接必不可少的裝置。它通常包括面板、接線盒，與用戶電視機連接時還必須配用一段用戶線和插頭。系統(tǒng)輸出口按工作方式分終端式和串接式，串接式實際上就是串級分支器。按輸出口數(shù)目，終端分單輸出口 （ TV） 、雙輸出口 （ TV、 FM、 DP） 3 種；同時又分成單向傳輸和雙向傳輸兩類。輸出口配用的插頭有兩種：一種是 75Ω 插頭，另一種是 F 型插頭。 終端安裝方式育明裝、暗裝兩種，明裝適合于舊有系統(tǒng)改造；暗裝適用于新 建樓房預埋好暗裝電纜管道及盒的場合。 終端的主要技術指標 終端的主要技術指標有插入損耗、反射損耗、相互隔離度等。國際 GBI 中對系統(tǒng)輸出口的要求如下。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第五 章 分配系統(tǒng)的設計 17 ①插入損耗。 TV 口對電視信號大約為 2dB， FM 口約為 10dB； ②反射損耗。 VHF 頻段大于或等于 10dB， UHF 頻段大于或等于 7dB； ③相互隔離度。 TV 口和 FM 口均大于或等于 22dB。 終端盒內(nèi)必須接有耐高壓（ ≥2020V）小電容器隔離，以保證人身和系統(tǒng)設備安全。在有電磁干擾的地區(qū)，應該選用金屬屏蔽型的終端。 TV 及 FM 口均應接上負載，使系統(tǒng)得以封閉 。 常用終端 ①塑料面板終端。塑料面板終端主要技術指標如下表所示。塑料面板終端與接線盒裝成一體，既可以用于明裝（配明裝地盒），也可用于暗裝（直接用面板螺絲裝在預埋盒上）。 表 主要技術指標 類型 頻率范圍 插入損耗 相互隔離度 反射損耗 單孔終端 45800 ≤ ≥10 雙孔終端 45800 ≤ ≥25 ≥10 ②金屬殼終端。這種終端采用合金壓鑄外殼、金密封，電磁屏蔽大于 120dB。其外形與某些分支器、分配器相似，標準 F 型端口輸出，適用 于質(zhì)量要求高的有線電視系統(tǒng)。 分配系統(tǒng)設計 分配系統(tǒng)的范圍、組成 分配系統(tǒng)范圍是在傳輸系統(tǒng)中除了干線和支干線之外的部分，包括用戶分配放大器、無源分配網(wǎng)絡（電纜、分支器、分配器）和用戶終端。其作用是把干線放大器的分支輸出信號再放大傳