有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)課件

有線(xiàn)電視網(wǎng)路課程背景1.隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們對(duì)資訊服務(wù)個(gè)性化要求的日益提高，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)資訊網(wǎng)絡(luò)在寬頻、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(lái)越高的要求；

2.有線(xiàn)電視網(wǎng)路已經(jīng)成為廣播電視最主要的有效覆蓋手段之一，並正以極其迅猛的發(fā)展速度向綜合資訊網(wǎng)過(guò)渡；3.先進(jìn)的有線(xiàn)電視網(wǎng)路彙集了當(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)代電腦技術(shù)的交叉和融合，具有數(shù)位化、智能化、網(wǎng)路化、綜合化等現(xiàn)代資訊網(wǎng)絡(luò)的一切特徵。學(xué)習(xí)和瞭解《有線(xiàn)電視網(wǎng)路》具有十分重要的意義和價(jià)值第一章概論

本章重點(diǎn)：

有線(xiàn)電視系統(tǒng)的基本組成及各部分的主要功能

有線(xiàn)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(xiàn)電視網(wǎng)路的基本組成形式

VSB-AM高頻電視信號(hào)的形成過(guò)程

電壓的疊加1.1有線(xiàn)電視網(wǎng)路的發(fā)展概況

1.1.1有線(xiàn)電視網(wǎng)路的發(fā)展歷程公共天線(xiàn)系統(tǒng)（MasterAerialTelevision,簡(jiǎn)稱(chēng)MATV，1948年）

共用天線(xiàn)系統(tǒng)（CommunityAntennaTelevision，簡(jiǎn)稱(chēng)CATV，五、六十年代）

有線(xiàn)電視系統(tǒng)（或稱(chēng)電纜電視系統(tǒng)，CableTelevision,仍簡(jiǎn)稱(chēng)CATV，七、八十年代）

有線(xiàn)電視發(fā)展到今天，無(wú)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(xiàn)電視網(wǎng)路”，實(shí)際上是一個(gè)脫胎於傳統(tǒng)CATV系統(tǒng)，但早已突破了“有線(xiàn)”的束縛和“電視”的局限，具有綜合資訊服務(wù)功能的資訊網(wǎng)絡(luò)體系

1.1.2我國(guó)有線(xiàn)電視網(wǎng)路的發(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(xiàn)電視網(wǎng)路的特點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)廣播電視的有效覆蓋

（2）圖像品質(zhì)好，抗干擾能力強(qiáng)

（3）頻道資源豐富，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）寬頻入戶(hù)，便於綜合利用

（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(xiàn)電視網(wǎng)路的發(fā)展趨勢(shì)與展望

（1）數(shù)位化

（2）綜合化

（3）網(wǎng)路化

（4）智能化

全方位服務(wù)網(wǎng)（FullServiceNet，簡(jiǎn)稱(chēng)FSN）

有線(xiàn)電視網(wǎng)路發(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)，它依託IP+DWDM的傳輸模式，真正實(shí)現(xiàn)在一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)（EverythingoverIP）上的多媒體綜合資訊服務(wù)。到那時(shí)，不僅是網(wǎng)路環(huán)境會(huì)達(dá)到幾近完美的程度，而且，資訊資源也將得到極大的豐富。這樣，真正意義上的資訊高速公路便不再是紙上談兵，而是實(shí)實(shí)在在的現(xiàn)實(shí)，標(biāo)誌著人類(lèi)社會(huì)將進(jìn)入一個(gè)嶄新的資訊時(shí)代1.2有線(xiàn)電視系統(tǒng)的基本組成物理模型:任何有線(xiàn)電視線(xiàn)系統(tǒng)均可視為由信號(hào)源、前端、傳輸系統(tǒng)、用戶(hù)分配網(wǎng)四個(gè)部分（或稱(chēng)四個(gè)功能模組）組成

圖1－1中，信號(hào)源是指提供系統(tǒng)所需各類(lèi)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(lèi)信號(hào)分別進(jìn)行處理，並最終混合成一路複合射頻信號(hào)提供給傳輸系統(tǒng)；傳輸系統(tǒng)將前端產(chǎn)生的複合信號(hào)進(jìn)行優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的遠(yuǎn)距離傳輸；而用戶(hù)分配網(wǎng)則準(zhǔn)確高效地將傳輸系統(tǒng)傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)分送到千家萬(wàn)戶(hù)1.2.1傳統(tǒng)有線(xiàn)電視系統(tǒng)的基本組成

yxds\final\3.htm1.2.2現(xiàn)代有線(xiàn)電視網(wǎng)路的基本組成

1.3有線(xiàn)電視系統(tǒng)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)

yxds\final\2\1\1.3.0.htm1.3.2地面電視廣播的頻道配置地面電視廣播能夠使用的無(wú)線(xiàn)電頻率主要有48.5～108MHz，167～223MHz，470～566MHz，606～958MHz四個(gè)頻段，我國(guó)規(guī)定的開(kāi)路電視頻道具體配置方案見(jiàn)

表1-1頻譜分佈情況：

掌握規(guī)律?。?！

1.3.3有線(xiàn)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(xiàn)電視系統(tǒng)的上、下行頻率分割問(wèn)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)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(xiàn)電視網(wǎng)路的總體規(guī)劃自學(xué)1.5相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)

自學(xué)第2章有線(xiàn)電視系統(tǒng)的性能分析和性能參數(shù)

本章重點(diǎn)：

系統(tǒng)雜訊的分析

信噪比與載噪比的概念

載噪比的計(jì)算

衡量非線(xiàn)性失真影響程度的性能參數(shù)

非線(xiàn)性失真指標(biāo)的計(jì)算

系統(tǒng)線(xiàn)性失真的概念

系統(tǒng)指標(biāo)的疊加與分配本章難點(diǎn)：

雜訊係數(shù)的概念

系統(tǒng)非線(xiàn)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?jī)?nèi)容：雜訊與失真

本章的目的在於通過(guò)對(duì)有線(xiàn)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)波形失真和雜訊產(chǎn)生的根源和性質(zhì)，研究和掌握其規(guī)律，並討論採(cǎi)用什麼性能參數(shù)才能準(zhǔn)確、恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行度量，以及如何採(cǎi)取技術(shù)措施來(lái)確保失真和雜訊的影響程度被控制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的範(fàn)圍內(nèi)。2.1系統(tǒng)雜訊2.1.1系統(tǒng)雜訊的產(chǎn)生和分類(lèi)

雜訊是指能使圖像遭受損傷的與傳輸信號(hào)本身無(wú)關(guān)的各種形式寄生干擾的總稱(chēng)，它是一種紊亂、斷續(xù)、隨機(jī)的電磁振動(dòng)，在電視螢?zāi)簧系闹饔^視覺(jué)效果表現(xiàn)為雜亂無(wú)章的雪花狀干擾系統(tǒng)雜訊外部雜訊內(nèi)部雜訊

非固有內(nèi)部雜訊固有內(nèi)部雜訊

導(dǎo)體半導(dǎo)體器件2.1.2熱雜訊

基礎(chǔ)熱雜訊功率：

Pn0=kT△f

等效雜訊帶寬的定義：

N0=20lgUn0=2.4dBμV

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品質(zhì)的關(guān)係：

（S／N）dB＝２３－Ｑ＋１.１Ｑ2

為了得到４級(jí)以上的圖像品質(zhì)，要求信噪比指標(biāo)高於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(lái)描述系統(tǒng)的雜訊性能最方便載噪比和信噪比都能用來(lái)衡量系統(tǒng)的雜訊性能，他們之間存在著一定的內(nèi)在聯(lián)繫

2.1.4雜訊係數(shù)

雜訊係數(shù)的定義:設(shè)有一個(gè)放大器，其功率放大倍數(shù)為Ｇ，在輸入端的雜訊功率僅是基礎(chǔ)熱雜訊Ｐn0

，若放大器本身不產(chǎn)生雜訊，則其輸出端的雜訊功率為GPn0。但放大器本身是肯定要產(chǎn)生雜訊的，因而其輸出端的雜訊功率一定比GPn0要大，設(shè)為FGPn0

，這個(gè)倍數(shù)F就稱(chēng)為該放大器的雜訊係數(shù)。雜訊係數(shù)的物理意義:

當(dāng)放大器的輸入雜訊為基礎(chǔ)熱雜訊時(shí)，由於放大器內(nèi)部產(chǎn)生雜訊的結(jié)果，使放大器的輸出雜訊功率擴(kuò)大了F倍放大器的雜訊係數(shù)等於輸入雜訊為基礎(chǔ)熱雜訊時(shí)的輸入載噪比和輸出載噪比之差。也就是說(shuō)，當(dāng)放大器的輸入雜訊為基礎(chǔ)熱雜訊時(shí)，輸出載噪比將比輸入載噪比小FdB（注意特定條件）2.1.5載噪比的計(jì)算（C／N）dB＝10lg（Pc/FPn0）＝10lgPc－10lgF－10lgPn0＝Si－FdB－2.4dB

（C／N）dB＝Si－FtdB－2.4

FtdB＝10lg[F1＋（F2－1）/G1＋（F3－1）/(G1G2)＋……＋（Fn－1）/(G1G2……Gn-1)]動(dòng)態(tài)演示（注意公式成立的特定條件）總結(jié)：

在有線(xiàn)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，F(xiàn)t≈

F1對(duì)同軸電纜幹線(xiàn)而言，

若干線(xiàn)由相同放大器組成，則Ft≈nF

FtdB=FdB+10lgn2.2系統(tǒng)非線(xiàn)性失真2.2.1系統(tǒng)非線(xiàn)性失真的產(chǎn)生及分析

有線(xiàn)電視系統(tǒng)中非線(xiàn)性失真最嚴(yán)重、對(duì)信號(hào)品質(zhì)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(xiàn)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：

Uo＝K1Ui＋K2Ui2＋K3Ui3

簡(jiǎn)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(lèi)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)製失真非線(xiàn)性失真的產(chǎn)生、網(wǎng)紋及交調(diào)幹?jǐn)_現(xiàn)象演示頻道內(nèi)互調(diào)幹?jǐn)_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的同類(lèi)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(cè)量三次差拍失真。一般來(lái)說(shuō)，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)係表

從表可以看出，三次差拍失真的數(shù)量隨頻道數(shù)的增長(zhǎng)而急劇增多。

結(jié)論：幅度大是二次互調(diào)的顯著特徵，必須採(cǎi)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(jué)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(lái)說(shuō)，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(xiàn)性失真的規(guī)律和特點(diǎn)簡(jiǎn)單總結(jié)如下：放大器的非線(xiàn)性失真特性帶來(lái)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)圖像品質(zhì)的影響最直接），在不同的場(chǎng)合會(huì)有不同的影響。一般來(lái)說(shuō)，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(chǎng)合，則應(yīng)主要考慮三次差拍而可以不再顧及交調(diào)；另外，在多頻道系統(tǒng)中，無(wú)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)路而言，同時(shí)考慮CSO和CTB是全面評(píng)價(jià)系統(tǒng)非線(xiàn)性失真性能的必要而充分的手段。2.2.2衡量非線(xiàn)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)製比（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(xiàn)性失真指標(biāo)同放大器工作電平的關(guān)係當(dāng)各頻道的信號(hào)電平降低1dB時(shí)，系統(tǒng)的二次非線(xiàn)性失真指標(biāo)（例如載波組合二次差拍比C/CSO及載波二次互調(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(xiàn)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C／CTB等）則可以改善2dB。2.2.4非線(xiàn)性失真指標(biāo)的計(jì)算C/CTB＝C/CTB1－20lg

n＝C/CTB0+2（Sot－So）－20lg

n

C/CSO＝C/CSO1－15lg

n＝C/CSO0＋（Sot－So）－15lg

n

上述兩式在工程計(jì)算時(shí)非常有用2.3系統(tǒng)線(xiàn)性失真2.3.1系統(tǒng)線(xiàn)性失真的產(chǎn)生及其分析

由於無(wú)源部件（線(xiàn)性電路）的頻率特性不良所引起的失真稱(chēng)為線(xiàn)性失真，也稱(chēng)為頻率失真。

系統(tǒng)線(xiàn)性失真應(yīng)包括振幅-頻率失真和相位-頻率失真。2.3.2衡量線(xiàn)性失真的性能參數(shù)（1）幅頻特性國(guó)標(biāo)規(guī)定頻道內(nèi)幅頻特性的不平度在整個(gè)頻道範(fàn)圍內(nèi)不超過(guò)±2dB，在任意的0.5MHz範(fàn)圍內(nèi)不超過(guò)±0.5dB（2）色/亮度時(shí)延差國(guó)標(biāo)規(guī)定色/亮度時(shí)延差不得大於100ns2.4系統(tǒng)的反射2.4.1產(chǎn)生反射的原因

有線(xiàn)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)生複雜的反射，如果反射波和入射波一起傳送到電視機(jī)的螢?zāi)簧希找曊邔?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）反射係數(shù)ρ

（2）反射損耗Γ（3）電壓駐波比（VSWR）S（4）回波值Ｅ

2.4.3有線(xiàn)電視系統(tǒng)中的重影

有線(xiàn)電視系統(tǒng)中主要存在三種類(lèi)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(xiàn)性失真指標(biāo)的疊加

二次非線(xiàn)性失真（例如載波組合二次差拍比指標(biāo)）的疊加應(yīng)採(cǎi)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(guò)程中

1載噪比分配

（C／N）idB＝（C／N）dB－10lgｑi2非線(xiàn)性失真指標(biāo)的分配(C/CSO)idB

=

(C/CSO)dB—15lgqi

(C/CSO)idB

=

(C/CSO)dB—10lgqi

(C/CTB)idB

＝(C/CTB)dB－20lgｑi

第3章

前端

本章重點(diǎn)：

前端的技術(shù)要求

現(xiàn)代有線(xiàn)電視網(wǎng)的前端類(lèi)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)製器的基本工作原理

寬頻傳輸線(xiàn)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(xiàn)電視系統(tǒng)的心臟總體來(lái)說(shuō)，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(xiàn)電視系統(tǒng)的前端解剖為模擬前端（部分）、數(shù)字前端（部分）和數(shù)據(jù)前端（部分）三個(gè)功能模組

傳統(tǒng)的有線(xiàn)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(xiàn)性失真和寄生輸出

（5）調(diào)製、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(guó)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(q＜1)，則前端的載噪比指標(biāo)是：(C/N)1dB≥43－10lgq(dB)例如在小系統(tǒng)中，選擇q＝50％，則(C/N)1dB≥46dB；在特大系統(tǒng)中，選擇q＝10％，則(C/N)1dB≥53dB。（2）非線(xiàn)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(mǎn)足的指標(biāo)為：(C/CTB)1dB≥54－20lg

10％＝

74dB(C/CSO)1dB≥54－15lg

10％＝69dB單頻道載波互調(diào)比IM內(nèi)(dB)≥54dB（3）回波值E國(guó)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≥60dB2）帶外抑制度≥60dB3）邊帶抑制度≥60dB4）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(lèi)型和組成3.2.1前端的類(lèi)型

1傳統(tǒng)有線(xiàn)電視系統(tǒng)的前端類(lèi)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(xiàn)電視網(wǎng)的前端類(lèi)型

從本質(zhì)上講，現(xiàn)代前端的技術(shù)類(lèi)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定了前端的複雜程度前端每一條通路的具體功能，可以簡(jiǎn)單概括為兩句話(huà)，即“完成信號(hào)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換，並對(duì)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼鼻岸藢?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(xiàn)放大器

對(duì)前端而言，天線(xiàn)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(xiàn)放大器的雜訊係數(shù)比較小，而整條通路的等效雜訊係數(shù)主要取決於天線(xiàn)放大器。（2）天線(xiàn)放大器安裝在緊靠天線(xiàn)的位置，消除了天線(xiàn)至前端機(jī)房的電纜衰減對(duì)等效雜訊係數(shù)的影響。

3.3.2信號(hào)處理器

3.3.3調(diào)製器

3.3.4混合器1濾波器式混合器2寬頻傳輸線(xiàn)變壓器式混合器特點(diǎn)：濾波器式寬頻傳輸線(xiàn)變壓器式插入損耗小插入損耗大具有一定的選擇性無(wú)選擇性通用性差通用性非常好不能鄰頻使用能鄰頻使用第4章

同軸電纜網(wǎng)路

本章重點(diǎn)：

同軸電纜的結(jié)構(gòu)和特性

幹線(xiàn)放大器的基本組成

主要無(wú)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(wú)源分配網(wǎng)的組成方式與計(jì)算

本章難點(diǎn)：

ALC幹線(xiàn)放大器的工作過(guò)程

分支、分配器的工作原理

幹線(xiàn)放大器工作電平的確定

有線(xiàn)電視系統(tǒng)最根本的目的是要解決覆蓋問(wèn)題傳輸分配網(wǎng)路在現(xiàn)代有線(xiàn)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)在今後相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，同軸電纜仍是有線(xiàn)電視網(wǎng)路不可或缺的組成部分同軸電纜網(wǎng)路實(shí)際上是由同軸電纜、放大器以及各種無(wú)源分配部件按照實(shí)際需要並遵循一定的原則組合而成的。4.1同軸電纜

4.1.1同軸電纜的結(jié)構(gòu)與類(lèi)型

1結(jié)構(gòu)

趨膚效應(yīng)

動(dòng)態(tài)演示

圖表2類(lèi)型

按照同軸電纜的絕緣結(jié)構(gòu)可以分成三種類(lèi)型：①實(shí)心絕緣型：防潮防水性能好但衰減大；

②半空氣絕緣型：

③空氣絕緣型：衰減很小但防潮防水差且不易製造。我國(guó)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。4.1.2同軸電纜的特性和指標(biāo)

（1）特性阻抗（2）衰減係數(shù)式中：f為工作頻率（MHz），Z0為特性阻抗（Ω），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)，ε為絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，tgδ為絕緣介質(zhì)損耗角的正切值（聚乙烯tgδ＝5×10－2，發(fā)泡後可達(dá)到tgδ＝2×10－4）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。由於電纜的衰減存在著斜率，因此，通常所說(shuō)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

我們這裏所說(shuō)的反射，不是指由於電纜特性阻抗與負(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，主要分以下兩種情況：①同軸電纜的必要特性之一是在長(zhǎng)度方向上的均一性。當(dāng)斷面尺寸或介質(zhì)的性質(zhì)在長(zhǎng)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)生複雜的反射。②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）遮罩特性

遮罩特性是衡量同軸電纜抗干擾能力的一個(gè)參數(shù)。如果電纜遮罩不好，傳輸信號(hào)不僅會(huì)受到外來(lái)雜波的串?dāng)_，而且也會(huì)洩漏出去干擾其他信號(hào)。遮罩特性的好壞可以用遮罩係數(shù)、遮罩衰減、表面轉(zhuǎn)移阻抗（耦合阻抗）等指標(biāo)來(lái)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）／oC，即溫度每變化1oC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幹線(xiàn)放大器中裝有AGC與ASC控制的原因。（6）傳輸速度與波長(zhǎng)縮短率4.1.3有線(xiàn)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(lèi)型和用途

線(xiàn)路放大器包括在傳輸系統(tǒng)中使用的幹線(xiàn)放大器和在分配系統(tǒng)中使用的分配放大器、延長(zhǎng)放大器和樓棟放大器等根據(jù)幹線(xiàn)放大器的具體作用，它可分為：

幹線(xiàn)（延長(zhǎng)）放大器幹線(xiàn)分配放大器幹線(xiàn)分支放大器（幹線(xiàn)橋接放大器）幹線(xiàn)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(chēng)自動(dòng)增益斜率控制（AGSC）放大器（國(guó)標(biāo)統(tǒng)稱(chēng)Ⅰ類(lèi)幹線(xiàn)放大器），它具有AGC和ASC兩個(gè)功能，採(cǎi)用雙導(dǎo)頻信號(hào)控制，一般用於要求較高的大型CATV系統(tǒng)中。（2）自動(dòng)增益控制（AGC）放大器（國(guó)標(biāo)統(tǒng)稱(chēng)Ⅱ類(lèi)幹線(xiàn)放大器），採(cǎi)用單導(dǎo)頻控制，其中又分為A類(lèi)和B類(lèi)。ⅡA類(lèi)：帶斜率自動(dòng)補(bǔ)償?shù)腁GC幹線(xiàn)放大器；ⅡB類(lèi)：無(wú)斜率自動(dòng)補(bǔ)償?shù)腁GC幹線(xiàn)放大器。Ⅱ類(lèi)幹放一般用於要求不很高、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(guó)標(biāo)統(tǒng)稱(chēng)Ⅲ類(lèi)幹線(xiàn)放大器）。也可分為兩類(lèi)：ⅢA類(lèi)：與Ⅰ類(lèi)幹放間隔使用的幹線(xiàn)放大器；ⅢB類(lèi)：?jiǎn)为?dú)使用或與Ⅱ類(lèi)幹放間隔使用的幹線(xiàn)放大器。其中ⅢB類(lèi)單獨(dú)使用時(shí)一般只能用於要求不高的小型系統(tǒng)中。

為了改善非線(xiàn)性失真性能指標(biāo)，幹線(xiàn)放大器的末級(jí)放大模組通常採(cǎi)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(xiàn)電視網(wǎng)路傳輸帶寬的不同，幹線(xiàn)放大器還可分為300MHz幹放、450MHz幹放、550MHz幹放、750MHz幹放、862MHz幹放等4.2.2放大器的基本組成1幹線(xiàn)放大器幹線(xiàn)放大器電纜衰耗

增益電纜衰減量斜率均衡網(wǎng)路固定斜率適當(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）和斜率均衡幹線(xiàn)放大器（ⅢA類(lèi)）（2）手控增益和手控斜率幹線(xiàn)放大器（ⅢB類(lèi)）（3）自動(dòng)增益控制（AGC）幹線(xiàn)放大器（ⅡB類(lèi)）

（4）帶有斜率自動(dòng)補(bǔ)償?shù)腁GC幹線(xiàn)放大器（ⅡA類(lèi)）（5）ALC幹線(xiàn)放大器（Ⅰ類(lèi)）

採(cǎi)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)別在於：斜率補(bǔ)償：沒(méi)有誤差校正作用，補(bǔ)償誤差直接由網(wǎng)路參數(shù)決定，勢(shì)必會(huì)造成逐級(jí)累加。其補(bǔ)償過(guò)程也無(wú)法準(zhǔn)確、全面、及時(shí)地跟蹤客觀變化。ASC：具有自動(dòng)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(lái)的影響動(dòng)態(tài)演示2分配放大器和延長(zhǎng)放大器（1）分配放大器（2）延長(zhǎng)放大器4.2.3放大器的電路結(jié)構(gòu)以雙向ALC幹線(xiàn)橋接放大器為例（1）BON和均衡器BON（BuildingOutNetwork）：模擬電纜

模擬電纜的等效長(zhǎng)度+電纜實(shí)際長(zhǎng)度=電纜理論長(zhǎng)度均衡器：用來(lái)補(bǔ)償電纜衰減的斜率

（2）幹線(xiàn)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軸電纜中的低壓交流電源取出來(lái)，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(guò)電源開(kāi)關(guān)或插塞來(lái)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)送入其他放大器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電晶體阻容耦合放大電路，通過(guò)負(fù)回饋、電感補(bǔ)償?shù)却胧﹣?lái)展寬頻帶，改善非線(xiàn)性失真，如OM系列集成放大模組就是基於這種思路

所謂推挽放大的基本工作原理實(shí)際上相當(dāng)於兩個(gè)單端電晶體放大電路並聯(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(chēng)並聯(lián)混合電路）3前饋放大電路

功率倍增電路是通過(guò)把放大過(guò)程分給兩個(gè)並聯(lián)的放大電路來(lái)降低輸出信號(hào)中的失真，而前饋電路則是依靠抵消過(guò)程來(lái)減小輸出信號(hào)中的失真4.2.5放大器的供電

線(xiàn)路放大器的供電一般均採(cǎi)用電纜芯線(xiàn)集中供電，即利用同軸電纜的芯與外導(dǎo)體來(lái)傳輸?shù)蛪航涣麟?。低壓交流電必須是安全電?我國(guó)採(cǎi)用交流60V)，由電源供給器提供，通過(guò)電源插入器送入到線(xiàn)路放大器中4.3主要無(wú)源部件

有線(xiàn)電視網(wǎng)路中使用的無(wú)源部件（或稱(chēng)射頻功率分配器件）必須具備以下特點(diǎn)：75Ω阻抗、較好的定向傳輸分配能力、較高的相互隔離度、較大的反射損耗和遮罩係數(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862MHz甚至1000MHz）

4.3.1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(lái)進(jìn)行分類(lèi)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：ＬS＝10lgn

由於能量洩漏、散熱等原因，分配器的實(shí)際分配損失總大於理想分配損失(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75Ω

(3)相互隔離度

在指定頻率範(fàn)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測(cè)得的輸出電平之差稱(chēng)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

表示分配器與前後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75Ω，與75Ω的同軸電纜完全匹配，相應(yīng)的駐波比為1，反射損耗為無(wú)窮大。實(shí)際上不可能完全實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，駐波比在1.1～1.7之間，對(duì)應(yīng)的反射損耗為13～26dB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。在使用頻率範(fàn)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(xiàn)路中取出一部分信號(hào)並饋送到用戶(hù)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(lèi)方式也是根據(jù)分支輸出端口的多少來(lái)劃分。由於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(chǎng)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

除了頻率範(fàn)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Ｌd

主路輸入端電平與主路輸出端電平之差（２）分支損失Ｃ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Ｌd和分支損失Ｃ之間的如下關(guān)係：

顯然，分支損失越大，插入損失越?。?）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，即只能由主路輸入端向分支輸出端傳送信號(hào)，而不能反過(guò)來(lái)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(chēng)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)際中多採(cǎi)用後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(shù)枝形、星形和環(huán)形三種基本的網(wǎng)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)，各有短長(zhǎng)，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(xiàn)電視同軸電纜網(wǎng)幾乎無(wú)一例外都採(cǎi)用樹(shù)枝型結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的電話(huà)網(wǎng)則都是星型網(wǎng)路（實(shí)際上是多級(jí)星形），而環(huán)形結(jié)構(gòu)最早出現(xiàn)在電腦數(shù)據(jù)網(wǎng)路中，後來(lái)成為了光纖骨幹傳輸網(wǎng)的主體

傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式（拓?fù)洌┑拇_定，一般來(lái)說(shuō)取決於網(wǎng)路承載的業(yè)務(wù)類(lèi)型和網(wǎng)路所採(cǎi)用的傳輸媒介

現(xiàn)代的有線(xiàn)電視網(wǎng)路已經(jīng)形成了環(huán)－星－樹(shù)的混合網(wǎng)路結(jié)構(gòu),構(gòu)成了HFC完整的網(wǎng)路體系4.4.2同軸電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)的基本組成

典型的樹(shù)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.幹線(xiàn)放大器的工作方式

根據(jù)包括均衡器在內(nèi)的幹線(xiàn)放大器高低頻道的輸入電平和輸出電平之間的關(guān)係，可把幹線(xiàn)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(xiàn)性失真指標(biāo)最好，但載噪比指標(biāo)最差；平坦輸出方式的非線(xiàn)性失真指標(biāo)最差，但載噪比指標(biāo)最好。故一般傾向於採(cǎi)用半傾斜方式。

2.幹線(xiàn)放大器的工作電平（1）電長(zhǎng)度的概念幹線(xiàn)放大器是間隔配置在幹線(xiàn)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G＝LH），因此，幹線(xiàn)長(zhǎng)度可以用串接放大器的增益之和來(lái)間接表徵。這個(gè)增益和就是所謂的幹線(xiàn)電長(zhǎng)度，即：=nG(dB)。

式中n為放大器的級(jí)聯(lián)數(shù)幹線(xiàn)的實(shí)際長(zhǎng)度與其電長(zhǎng)度的關(guān)係為

D=E/lH

(m)

（2）幹線(xiàn)放大器的最大輸出電平

假定已知幹線(xiàn)應(yīng)該滿(mǎn)足的載波組合三次差拍比指標(biāo)為C/CTB2min，則：（3）幹線(xiàn)放大器的最小輸出電平

假定已知幹線(xiàn)應(yīng)該滿(mǎn)足的載噪比指標(biāo)為C/N2min，則：

Si≥C/N2min＋F＋10

lgn＋2.4

（4）V型曲線(xiàn)（5）同軸電纜幹線(xiàn)的最遠(yuǎn)傳輸距離

設(shè)放大器的極限增益用Gm表示，則：Gm＝Somax－Simin＝S’omax－S’imi－20

lgn此時(shí)由n臺(tái)幹放所組成的幹線(xiàn)所允許的最大幹線(xiàn)電長(zhǎng)度為：

Em=Gm·n=n(S’omax－S’imin)－20n

lgn

顯然，由於不同的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(chēng)該增益為放大器的理論最佳增益

綜合技術(shù)品質(zhì)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行全面考慮，放大器的工作增益應(yīng)選擇在G＝22dB左右，此時(shí)放大器的最大級(jí)聯(lián)數(shù)為：幹線(xiàn)的最長(zhǎng)傳輸距離（電長(zhǎng)度）：（6）幹線(xiàn)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=（Somax＋Somin）/2=（Somax＋Simin＋G）/2

此時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平為：

Si最佳＝So最佳－G4．5用戶(hù)分配網(wǎng)

4.5.1用戶(hù)分配網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

常見(jiàn)的分配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式主要有以下兩種：4.5.2無(wú)源分配網(wǎng)1無(wú)源分配網(wǎng)的組成方式

常用的無(wú)源分配網(wǎng)主要有以下四種組成方式：

（1）分配——分配網(wǎng)路（2）分支——分支網(wǎng)路（3）分配——分支網(wǎng)路

（4）分配——分支——分配網(wǎng)路2無(wú)源分配網(wǎng)的計(jì)算

無(wú)源分配網(wǎng)的計(jì)算問(wèn)題實(shí)際上只涉及到電平的計(jì)算。電平的計(jì)算公式如下：

SA=SB－Ld－α·lAB

第五章

光纖傳輸技術(shù)基礎(chǔ)

本章重點(diǎn)：

鐳射的產(chǎn)生與雷射器的特性

光纖的傳光原理和特性

光信號(hào)的調(diào)製和解調(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)：

鐳射的產(chǎn)生過(guò)程

光纖的色散

光信號(hào)的副載波強(qiáng)度調(diào)製5.1鐳射與雷射器

5.1.1鐳射的產(chǎn)生

受激輻射的概念

雷射器中發(fā)生的輻射是受激輻射

實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（泵浦過(guò)程），滿(mǎn)足閾值條件和諧振條件，是產(chǎn)生鐳射的三個(gè)條件5.1．2鐳射的特點(diǎn)

1.單色性好

2.方向性好

3.亮度高

4.相干性好

5.1.3雷射器

雷射器是產(chǎn)生鐳射的器件或裝置，主要包括工作物質(zhì)（啟動(dòng)物質(zhì)）、泵浦系統(tǒng)和諧振腔三個(gè)部分1.雷射器的性能指標(biāo)

輸出光功率相對(duì)強(qiáng)度雜訊RIN雷射器的激勵(lì)閾值雷射器的線(xiàn)性範(fàn)圍雷射器的溫度特性2.光通信中常用雷射器

1).鐳射二極體（LD）

2).分佈回饋雷射器（DFB雷射器）

3).摻釹釔鋁石榴石雷射器（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(chǎng)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蕉嗌俚牟煌梢园压饫w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）5．2．2光纖的特性1.光纖的損耗

光纖的損耗是光纖最重要的特性之一

光纖的損耗與它所傳輸光的波長(zhǎng)有關(guān)

光纖的損耗存在三個(gè)極小值，分別位於0.85μm、1.31μm和1.55μm處，常把這三個(gè)波長(zhǎng)稱(chēng)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，可以製成無(wú)水峰光纖，拓寬了使用波段，以滿(mǎn)足密集波分複用的需要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)木嚯x；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)馁Y訊容量越小

光纖的色散常用色散常數(shù)D來(lái)描述D=dτ/(L·dλ)

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1.55μm損耗較小的優(yōu)點(diǎn)，人們製成了色散位移光纖動(dòng)態(tài)演示四種不同的單模光纖

3.

光纖的其他特性模場(chǎng)直徑同心度誤差截止波長(zhǎng)

5.2.3光纜(自學(xué))

1.光纜的基本結(jié)構(gòu)2.光纜的分類(lèi)

3.光纜的命名

4.光纜的特性

5.3光信號(hào)的調(diào)製和解調(diào)

5.3.1光信號(hào)的副載波強(qiáng)度調(diào)製

對(duì)電信號(hào)的調(diào)製有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種

目前對(duì)光信號(hào)的調(diào)製都是強(qiáng)度調(diào)製，即用所要傳輸?shù)男盘?hào)來(lái)改變光信號(hào)的強(qiáng)度

在光纖有線(xiàn)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)製（預(yù)調(diào)製），再把若干個(gè)頻道信號(hào)進(jìn)行多工組合後對(duì)光信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)製。根據(jù)對(duì)高頻副載波預(yù)調(diào)製的方式是調(diào)幅、調(diào)頻還是數(shù)字調(diào)製可分為三種，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)製器(自學(xué))

根據(jù)光調(diào)製器的原理不同，可分為直接調(diào)製、內(nèi)調(diào)製和外調(diào)制三種直接調(diào)製又稱(chēng)為電源調(diào)製，技術(shù)簡(jiǎn)單，損耗小，易於實(shí)現(xiàn)，但存在附加頻率調(diào)製或啁秋效應(yīng)（chirping）現(xiàn)象內(nèi)調(diào)製和外調(diào)制都是通過(guò)專(zhuān)門(mén)的調(diào)製器來(lái)實(shí)現(xiàn)的5.3.3非線(xiàn)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)接收端後，需要把其上調(diào)制的電視信號(hào)復(fù)原。這個(gè)任務(wù)是由光接收機(jī)中的光檢測(cè)器來(lái)完成的。光檢測(cè)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(lèi)

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(lèi)，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(lèi)

在光纖有線(xiàn)電視系統(tǒng)中，光纖放大器一般用於三種情況：光接收機(jī)的前置放大器（或稱(chēng)為光預(yù)放器）

光發(fā)射機(jī)的後置放大器（或稱(chēng)為光增強(qiáng)器）

光中繼器

5.4.1摻鉺光纖放大器（EDFA）

不論採(cǎi)用1.48μm還是採(cǎi)用0.98μm的泵浦光都只能放大1.55μm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1.3μm附近，最高增益可達(dá)42dB5.5

光無(wú)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(wú)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(kāi)關(guān)總結(jié)1.31μm光傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)：

1損耗較?。ǖ皇亲钚。?色散常數(shù)為零；3採(cǎi)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)用於短距離的傳輸系統(tǒng)中）1.55μm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受激布裏淵散射（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)用於長(zhǎng)距離的傳輸系統(tǒng)中）第6章

有線(xiàn)電視光纖傳輸系統(tǒng)本章重點(diǎn)：

調(diào)幅光纖幹線(xiàn)傳輸系統(tǒng)的基本組成

三種調(diào)製方式的多路調(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(xiàn)電視光纖系統(tǒng)的性能指標(biāo)分析有線(xiàn)電視光纖傳輸系統(tǒng)均採(cǎi)用副載波複用方式，根據(jù)高頻副載波調(diào)製方式的不同，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(lèi)，分別適用於不同的情況電信號(hào)調(diào)製複用光發(fā)射機(jī)光接收機(jī)電信號(hào)解複用解調(diào)6.1調(diào)幅光纖幹線(xiàn)傳輸系統(tǒng)

6.1.1調(diào)幅光纖幹線(xiàn)傳輸系統(tǒng)的基本組成

調(diào)幅光纖幹線(xiàn)傳輸系統(tǒng)的原理方框圖6.1.2直接調(diào)製多路調(diào)幅光發(fā)射機(jī)按照強(qiáng)度調(diào)製的方式不同，多路調(diào)幅光發(fā)射機(jī)又可分為直接調(diào)製光發(fā)射機(jī)和外調(diào)制光發(fā)射機(jī)兩種DFB直接調(diào)製光發(fā)射機(jī)的原理方框圖直接調(diào)製光發(fā)射機(jī)的性能指標(biāo)：1)非線(xiàn)性失真指標(biāo)2)雜訊3)光調(diào)製度4)頻響6.1.3外調(diào)制多路調(diào)幅光發(fā)射機(jī)

根據(jù)採(cǎi)用雷射器的不同，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(lèi)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)製光發(fā)射機(jī)：輸出光波長(zhǎng)為1.31μm，輸出功率小（小於18mW），有啁秋效應(yīng)，失真較大，C/CSO大於60dB，相對(duì)強(qiáng)度雜訊RIN小於－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(zhǎng)為1.31μm，輸出功率大，可達(dá)2×20mW，無(wú)啁秋效應(yīng)，失真小，C/CSO大於70dB，RIN小於－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(zhǎng)為1.55μm，沒(méi)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)引入附加的雜訊，使系統(tǒng)的載噪比低於前兩種光發(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(zhǎng)為1.55μm,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.回應(yīng)度RS3.幅頻特性

4.雜訊

5.非線(xiàn)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.圖像品質(zhì)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)雷射器的線(xiàn)性和雜訊要求較低，可以?huà)?cǎi)用價(jià)格較低的F-P雷射器缺點(diǎn)：1.傳輸?shù)碾娨暪?jié)目套數(shù)少2.系統(tǒng)組成較複雜6.2.2調(diào)頻光纖系統(tǒng)的組成

圖表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(xiàn)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)

波分複用與密集波分複用本章難點(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(xiàn)電視系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.1有線(xiàn)電視網(wǎng)路的總體規(guī)劃

有線(xiàn)電視網(wǎng)路是一個(gè)有多種設(shè)備和複雜傳輸線(xiàn)路組合而成的完整體系。要使這個(gè)完整體系達(dá)到預(yù)期目的並最充分地發(fā)揮效能，必須事先進(jìn)行周密的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一般來(lái)說(shuō)，有線(xiàn)電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程可以分為兩個(gè)階段：初步設(shè)計(jì)（網(wǎng)路的總體規(guī)劃）具體設(shè)計(jì)（確定各組成部分的實(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）全面瞭解用戶(hù)要求①用戶(hù)對(duì)節(jié)目套數(shù)的要求

②用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)功能的需求③用戶(hù)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

①?gòu)V播電視信號(hào)電波場(chǎng)強(qiáng)情況

②高層建築的遮擋障礙和反射障礙

③用戶(hù)地區(qū)環(huán)境

④服務(wù)面積及系統(tǒng)規(guī)模⑤建築物形式（3）廣泛搜集產(chǎn)品資料8.1.2網(wǎng)路總體規(guī)劃

1.基本原則

（1）標(biāo)準(zhǔn)化

（2）先進(jìn)行與開(kāi)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(lái)說(shuō)，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(lèi)型，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)路建設(shè)的具體需要（系統(tǒng)規(guī)模、功能多少、用戶(hù)要求、節(jié)目套數(shù)、信號(hào)接收品質(zhì)等），依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電氣性能指標(biāo)的要求，經(jīng)過(guò)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，並充分發(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)複合信號(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)於輸入電平的考慮（7）關(guān)於輸出電平的考慮（8）關(guān)於混合方式的考慮前端的設(shè)計(jì)過(guò)程流程圖3.4.3前端的設(shè)計(jì)計(jì)算1.載噪比計(jì)算（1）確定分配給前端載噪比指標(biāo)的具體大小

C/N1min=43－lgq1C/N1≥C/N1min（2）射頻通道（信號(hào)處理器通道）的載噪比

C/N1＝Sa－Fh－2.4

（dB）

Fh

≈F1

Sa≥C/N1min＋F1＋2.4（dBμV）

（3）視頻通道（調(diào)製器通道）的載噪比（4）多頻道混合對(duì)前端輸出載噪比的影響

實(shí)際應(yīng)用中，前端的射頻輸出設(shè)備（即信號(hào)處理器和調(diào)製器）通常有固定頻道型和捷變頻道型兩種。固定頻道型的設(shè)備帶外雜訊很小，因而多頻道混合後基本上不會(huì)造成雜訊的累加，也就是說(shuō)各頻道的載噪比指標(biāo)在混合後基本不會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)，所謂前端的載噪比指標(biāo)，實(shí)際上是指各通道載噪比指標(biāo)中的最小者。如果前端採(cǎi)用的是捷變型設(shè)備，那麼，由於捷變?cè)O(shè)備輸出端沒(méi)有濾波器或只有頻段濾波器，其帶外雜訊較大，因而在多頻道混合時(shí)勢(shì)必會(huì)使各條通道的載噪比指標(biāo)出現(xiàn)劣化2.輸出電平和非線(xiàn)性失真指標(biāo)的計(jì)算

C/CTB1≥54－20lgq1'=74dB8.3同軸電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)8.3.1傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)

各類(lèi)線(xiàn)路放大器和同軸電纜是構(gòu)成同軸電纜傳輸系統(tǒng)的主要設(shè)備和部件，它們的品質(zhì)好壞將直接影響到傳輸信號(hào)的品質(zhì)和穩(wěn)定性。所以，在傳輸系統(tǒng)中一定要選用技術(shù)性能好、品質(zhì)優(yōu)良的器材和設(shè)備，當(dāng)然，這樣的設(shè)備比較昂貴，技術(shù)性能也比較複雜，如何正確選用設(shè)備、用好設(shè)備，充分發(fā)揮其作用，是設(shè)計(jì)工作所面臨的課題。概括起來(lái)說(shuō)，傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)就是針對(duì)系統(tǒng)傳輸頻帶、傳輸距離、雙向功能的要求，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，優(yōu)選器材、設(shè)備，合理佈置網(wǎng)路，正確設(shè)定工作方式和工作狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的傳輸8.3.2傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1）傳輸媒介及技術(shù)方式的確定（2）網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的確定（3）傳輸線(xiàn)路的佈置和路由選擇（4）繪製走線(xiàn)圖（5）同軸電纜的選擇（6）幹線(xiàn)放大器的選擇（7）最長(zhǎng)幹線(xiàn)的設(shè)計(jì)計(jì)算①結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)②按照系統(tǒng)給定的指標(biāo)分配比例，計(jì)算出幹線(xiàn)部分應(yīng)該滿(mǎn)足的性能指標(biāo)的具體值；③確定放大器的工作電平，作為今後施工調(diào)試的參考值④計(jì)算設(shè)計(jì)的實(shí)際指標(biāo)，作為今後幹線(xiàn)驗(yàn)收、測(cè)試的基本依據(jù)

例（7）供電設(shè)計(jì)

大型傳輸系統(tǒng)應(yīng)選用集中供電方式，實(shí)際中又大多採(cǎi)用電纜內(nèi)饋式集中供電

每臺(tái)電源供給器沿一個(gè)方向可以供給放大器的最大數(shù)目為:ｎ＝2（Uo－Um）／IR按上述方法計(jì)算出每臺(tái)電源所能供給的放大器臺(tái)數(shù)，然後在傳輸路徑中適合電源安裝和方便就近取電的位置上，統(tǒng)籌規(guī)劃出電源插入點(diǎn)的合理分佈（8）繪製傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖8.4調(diào)幅光纖幹線(xiàn)的設(shè)計(jì)

當(dāng)光纖有線(xiàn)電視系統(tǒng)的幹線(xiàn)長(zhǎng)度超過(guò)3kｍ，且傳輸頻道數(shù)較多時(shí)，從系統(tǒng)品質(zhì)、可靠性以及經(jīng)濟(jì)上各方面考慮，都應(yīng)選擇調(diào)幅光纖幹線(xiàn)系統(tǒng)。調(diào)幅光纖幹線(xiàn)系統(tǒng)包括光纖主幹線(xiàn)和由1～3級(jí)支幹線(xiàn)放大器組成的電纜支幹線(xiàn)。本節(jié)我們主要考慮調(diào)幅光纖主幹線(xiàn)的設(shè)計(jì)，主要包括光波長(zhǎng)和光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)的選擇，分光器分光比的計(jì)算，光纖芯數(shù)的確定、光纖路由的選擇和光纖主幹線(xiàn)網(wǎng)路圖的繪製等8.4.1有線(xiàn)電視光纖系統(tǒng)的性能指標(biāo)

1.載噪比

光纖傳輸系統(tǒng)的雜訊包括光發(fā)射機(jī)、光纖放大器和光接收機(jī)的雜訊

光發(fā)射機(jī)的雜訊，有光學(xué)諧振腔內(nèi)光子密度隨機(jī)起伏引起的量子雜訊，雷射器輸出模式不穩(wěn)定引起的跳模雜訊，由於雷射器的譜線(xiàn)和光纖的色散相互作用引起波形浮動(dòng)產(chǎn)生的模分配雜訊，以及由於光纖鏈路的反射引起的反射雜訊。這些雜訊中最主要的是量子雜訊，常用相對(duì)強(qiáng)度雜訊RIN來(lái)表示

光纖放大器中的雜訊有信號(hào)光的散彈雜訊、自發(fā)輻射的散彈雜訊、信號(hào)光與自發(fā)輻射的差拍雜訊、自發(fā)輻射之間的差拍雜訊等。在EDFA的增益較高時(shí)，前兩種雜訊可以忽略；經(jīng)過(guò)光濾波器後，自發(fā)輻射之間的差拍雜訊大大減少；在EDFA中起主要作用的是信號(hào)光與自發(fā)輻射之間的差拍雜訊在光接收機(jī)中的雜訊主要包括光照射下產(chǎn)生的電子－空穴對(duì)隨機(jī)起伏引起的散彈雜訊，在沒(méi)有光照射時(shí)由於熱激發(fā)、宇宙射線(xiàn)激發(fā)、放射性元素激發(fā)引起的暗電流雜訊，以及放大電路中的熱雜訊。但在光檢測(cè)器的平均信號(hào)電流比暗電流大很多時(shí)，暗電流雜訊可以忽略

結(jié)論：光纖有線(xiàn)電視系統(tǒng)的載噪比主要與信號(hào)功率，光發(fā)射機(jī)的量子雜訊，光纖放大器中信號(hào)光與自發(fā)輻射之間的差拍雜訊，光接收機(jī)的散彈雜訊和熱雜訊等有關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)表明，光纖有線(xiàn)電視系統(tǒng)的載噪比主要由光發(fā)射機(jī)的相對(duì)強(qiáng)度雜訊RIN和EDFA中信號(hào)光與自發(fā)輻射之間的差拍雜訊所決定為了提高系統(tǒng)的載噪比，應(yīng)儘量減少光發(fā)射機(jī)的相對(duì)強(qiáng)度雜訊RIN,增大EDFA的輸入光功率，提高EDFA的增益，降低其反轉(zhuǎn)因數(shù)。在光發(fā)射機(jī)、光纖放大器和光接收機(jī)等設(shè)備都確定以後，光纖有線(xiàn)電視系統(tǒng)的載噪比主要決定於輸入光接收機(jī)的光功率，也就是決定於光信號(hào)的損耗——鏈路損耗2非線(xiàn)性失真指標(biāo)

在光纖有線(xiàn)電視系統(tǒng)中，光發(fā)射機(jī)中的驅(qū)動(dòng)放大器、雷射器、外調(diào)制器，光纖，光纖放大器，光接收機(jī)中的光檢測(cè)器、電信號(hào)放大器以及反射光等都可產(chǎn)生非線(xiàn)性失真最主要的是雷射器和光纖中產(chǎn)生的失真雷射器中的失真主要有兩個(gè)來(lái)源，一是雷射器輸出光功率與注入信號(hào)電流在工作點(diǎn)附近的非線(xiàn)性；二是驅(qū)動(dòng)信號(hào)電流太大，超過(guò)雷射器門(mén)限和飽和部分而產(chǎn)生的過(guò)調(diào)製（削波效應(yīng)）引起。一般說(shuō)來(lái)，只要不產(chǎn)生過(guò)調(diào)製，雷射器的非線(xiàn)性失真指標(biāo)就可滿(mǎn)足光纖有線(xiàn)電視系統(tǒng)的要求對(duì)目前用得最多的直接調(diào)製光發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)，總調(diào)製度μ＝0.25時(shí)，一般不會(huì)產(chǎn)生過(guò)調(diào)製，可以滿(mǎn)足光纖有線(xiàn)電視系統(tǒng)的要求

調(diào)製度越小，非線(xiàn)性失真指標(biāo)越好，但載噪比指標(biāo)越差。為了保證系統(tǒng)的載噪比指標(biāo)，每個(gè)頻道的調(diào)製度m應(yīng)在4％以上，由書(shū)上（6-2）式可得：故光纖有線(xiàn)電視系統(tǒng)所能傳輸?shù)哪M頻道數(shù)一般小於80光纖中的失真主要是由色散引起。我們知道，在直接調(diào)製光發(fā)射機(jī)中會(huì)出現(xiàn)啁秋效應(yīng)，即在強(qiáng)度調(diào)製時(shí)也會(huì)出現(xiàn)波長(zhǎng)的變化。由於光纖的色散，這些不同波長(zhǎng)的光在光纖中以不同速度傳播，到達(dá)接收端的時(shí)間不同，形成波形的失真，主要是組合二次失真（CSO），隨著傳輸距離的增大，CSO也隨之增大。採(cǎi)用1.31μm的光可使普通光纖的色散接近為零，失真最小3設(shè)計(jì)指標(biāo)的考慮

在整個(gè)有線(xiàn)電視系統(tǒng)中，載噪比、載波組合三次差拍比、載波組合二次失真等指標(biāo)要根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模、用戶(hù)的分佈情況和經(jīng)濟(jì)實(shí)力來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆峙洌允瓜到y(tǒng)指標(biāo)滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)的要求一般調(diào)幅光纖幹線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足載噪比大於50dB、載波組合三次差拍比大於65dB、載波組合二次失真大於61dB的要求目前生產(chǎn)的光發(fā)射機(jī)一般都能自動(dòng)調(diào)整其調(diào)製度，自動(dòng)滿(mǎn)足載波組合三次差拍比和載波組合二次失真等指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)時(shí)一般只需根據(jù)鏈路損耗選擇合適的光發(fā)射機(jī)功率，使載噪比指標(biāo)滿(mǎn)足要求即可8.4.2傳輸光波長(zhǎng)的選擇

在光纖傳輸?shù)娜齻€(gè)窗口中，0.85μm窗口的損耗太大，在有線(xiàn)電視系統(tǒng)中不能使用。1.31μm窗口的損耗較低，色散最小，價(jià)格也較便宜，在光纖有線(xiàn)電視系統(tǒng)中用得最多。1.55μm窗口的損耗最小，而且可以?huà)?cǎi)用光纖放大器放大，因而可以傳輸很遠(yuǎn)的距離；但色散較大，前幾年的價(jià)格較貴，技術(shù)也不太成熟，使它的應(yīng)用受到限制。近年來(lái),1.55μm窗口的技術(shù)逐漸成熟，價(jià)格下降，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。從目前的情況看，在傳輸距離小於35km,覆蓋範(fàn)圍較小時(shí)採(cǎi)用1.31μm技術(shù)，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。但當(dāng)傳輸距離較遠(yuǎn)，覆蓋範(fàn)圍較大時(shí)，採(cǎi)用1.55μm的光纖傳輸系統(tǒng)，成本反而要低一些。在光纖有線(xiàn)電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要根據(jù)所建系統(tǒng)的範(fàn)圍、用戶(hù)數(shù)、系統(tǒng)的可靠性和組網(wǎng)的靈活性等來(lái)綜合進(jìn)行考慮

8.4.3確定光纖路由和光接收機(jī)(光節(jié)點(diǎn))數(shù)量，繪出光纖主幹線(xiàn)網(wǎng)路圖8.4.4計(jì)算所需光發(fā)射機(jī)的功率與臺(tái)數(shù)畫(huà)出設(shè)計(jì)示意圖計(jì)算光鏈路的損耗(這個(gè)損耗包括分光器損耗、光纖損耗和連接點(diǎn)的損耗)

在整個(gè)系統(tǒng)中，我們要求每臺(tái)光接收機(jī)的輸入光功率大體相等，設(shè)為P0，相應(yīng)的光電平為10lgP0。設(shè)分光器各輸出端至光接收機(jī)的光纖長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1、L2、……Ln，單位長(zhǎng)度光纖的損耗為α，則各輸出端光電平分別為

10lgP1＝10lgP0+αL1+1

10lgP2＝10lgP0+αL2+1

……

10lgPn＝10lgP0+αLn+1則第j路輸出端的分光比為：分光損耗為：

Aj1＝－10lgkj＝－10lg[]第j路的鏈路損耗為：

Aj＝－10lg[]＋αLj＋1+Af

＝10lg[Σ100.1Ln]＋1+Af

與具體的第幾路j無(wú)關(guān)

所需光發(fā)射機(jī)的輸出光電平為：10lgPi＝10lgP0＋A＝10lgP0＋10lg[Σ100.1Ln]＋1+Af

設(shè)計(jì)舉例：

前端42489122133.517

設(shè)一個(gè)小系統(tǒng)，共有8臺(tái)光接收機(jī)，離前端的距離分別為L(zhǎng)j＝4、5、6、7.5、10、14、13.5、19km，試設(shè)計(jì)該系統(tǒng)。1.設(shè)計(jì)指標(biāo):載噪比大於50dB、載波組合三次差拍比大於65dB、載波組合二次失真大於61dB2.傳輸光波長(zhǎng)的選擇

:1310nm3.設(shè)計(jì)示意圖:4.計(jì)算所需光發(fā)射機(jī)的功率與臺(tái)數(shù)5.設(shè)備的合理選擇6.確定光纜芯數(shù)8.5用戶(hù)分配網(wǎng)的設(shè)計(jì)（1）有源分配網(wǎng)路的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)用戶(hù)分佈的特點(diǎn)從兩種典型方式中靈活選?。?）分配線(xiàn)路的設(shè)計(jì)考慮①遵循最短路徑設(shè)計(jì)原則和均等、均衡設(shè)計(jì)原則；②避開(kāi)直射波、干擾波嚴(yán)重及易受損害的場(chǎng)所，並儘量減少與其他管線(xiàn)的交叉跨越；③分支放大器儘量設(shè)於服務(wù)區(qū)中心，各條支線(xiàn)儘量採(cǎi)用星形分配方式；④合理搭配分配方案，必要時(shí)可考慮輔以衰減器；⑤根據(jù)線(xiàn)路的長(zhǎng)短來(lái)合理選擇電纜粗細(xì)，綜合考慮性能和價(jià)格因素；⑥無(wú)源部件的短距串接數(shù)應(yīng)≤8個(gè)（3）用戶(hù)電平的選擇選擇的原則用戶(hù)電平最好應(yīng)按69±3dBμV進(jìn)行設(shè)計(jì)（4）無(wú)源分配網(wǎng)路的設(shè)計(jì)原則（5）無(wú)源分配網(wǎng)路的設(shè)計(jì)計(jì)算（參見(jiàn)書(shū)上的例子）（6）指標(biāo)驗(yàn)算和方案調(diào)整第9章數(shù)字有線(xiàn)電視系統(tǒng)本章重點(diǎn)：

數(shù)字有線(xiàn)電視系統(tǒng)的概念和基本組成

數(shù)字有線(xiàn)電視前端的結(jié)構(gòu)

MPEG-II編碼標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容

複用加擾系統(tǒng)與用戶(hù)管理系統(tǒng)的基本功能

數(shù)字電視信號(hào)通道編碼與調(diào)製