有线电视是利用高频电缆、光缆微波等传输介质,并在一定的用户中进行分配和交换声音、图像以及数据信号的电视系统。最早的有线电视系统,是1948年在美国宾州曼哈诺依的一个公用天线电视接收系统(MATV)。我国有线电视技术发展很快,从同轴电缆传输到光缆、MMDS、HFC等多种传输技术的混合应用,从只传输模拟信号到模拟、数字信号的混合传输,从单向广播网到双向交互网络,我国有线电视技术的发展日益接近国际先进水平。
一、有线电视系统的组成

        有线电视系统由三部分组成:前端系统千线传输系统和用户分配网络。系统的前端部分主要任务是将要播放的信号转换为高频电视信号,并将多路电视信号混合后送往干线传输系统。干线传输系统将电视信号不失真地输送到用户分配网络的输入接口。用户分配网络负责将电视信号分配到各个电视机终端。有线电视系统的构成如图1所示。

1.前端系统
        前端系统对各种天线接收的信号、摄录设备等输出的信号调制为高频电视信号,并通过混合设备同时将多路信号合并为一路电视信号,以便输送到干线传输系统。
        前端设备常用的设备是天线放大器,调制器、解调器、混合器、滤波器等设备。

        如图2所示为前端模拟调制设备和常用的邻频混合器。

2.干线传输系统

        干线传输系统主要位于前端系统和电缆分配系统之间,将前端系统输人的电视信号传送到各个干线分配点所连接的用户分配网络系统。干线传输系统采用的主要设备是干线放大器,如图3所示。干线传输系统一般分别采用室外同轴电缆、光缆、多路微波MMDS、HFC(同轴电缆和光缆混合)四种方式进行信号的传输。

3.用户分配网络

         用户分配网络位于干线传输系统和用户终端设备之间,它将干线传输系统输送的信号进行放大和分配,使各用户终端得到规定的电平,然后将信号均匀地分配给各用户终端。用户分配网络确保各用户终端之间具有良好的相互隔离作用互不千扰。如图4所示。

         用户分配网络系统采用的设备主要有:分配器和分支器。分配器的规格有二分配器、三分配器、四分配器等,如图5所示。


        分支器的作用是将电缆输人的电视信号进行分支,每一个分支电路接一台电视机分支器。分支器由一个主路输入端,一个主路输出端和若干个分支输出端构成,如图6所示。

        用户分配网络中最常使用的电缆是物理发泡同轴电缆,其阻抗为75Ω,根据物理发泡同轴电缆的内部结构,该电缆较适合于室外布线,常用于连接分配器。如图7(a)所示。对于室内用户终端设备连接的电缆主要采用75欧姆的视频电缆,如图7(b)所示。


二、有线电视系统传输技术
1.电缆传输技术
         (1)电缆传输系统的构成
         电缆传输系统采用同轴电缆作为有线电视网络的干线或超干线的传输介质。如图8所示为电缆传输系统的构成。


    (2)电缆的传输特性及其补偿
          同轴电缆的传输特性有:特性阻抗:75Ω。衰减特性:高频衰减大于低频衰减。温度特性:随温度的升高,电缆的衰减量增大。屏蔽特性:优质的电缆外导体有良好的屏蔽作用,传输信号不受外界干扰,也不会向外辐射千扰其他信号。机械特性:包括抗弯曲性能、防潮抗腐蚀性能和结构稳定性。多路微波系统MMDS传输技术。
2.MMDS传输技术的应用
        MMDS传输系统属于无线传输,带有无线传输的通用缺点,如信号怕遮挡、反射出重影、易受干扰。这种方式不适用于人口稠密、高层建筑林立的大中城市,只适合于地形开阔、建筑物密集度不高的电视传输场合。
3.光纤传输技术
          (1)光纤传输系统的特性
          光纤传输技术具有传输距离远、信号失真小传输容量大、免受雷击等特点,目前该技术已广泛应用于有线电视系统的F线传输。
           (2)光纤传输系统的构成
          最基本的光纤传输系统由光发射机、光纤、光接收机、光中继器组成,如图9所示。光发射机的功能是将有线电视电信号转换为光载波信号,光信号可以在光纤内传输。


       (3)光纤传输技术的应用
          光纤有线电视网不仅仅局限于有线电视业务,它可以为开展宽带综合业务传输提供一个开放的平台,是宽带综合业务网的一个重要组成部分。用光缆构成广域的包括电视业务在内的多媒体网络具有广阔的发展前景。
4.HFC(光纤同轴混合网)传输技术
         (1)HFC传输系统的构成
          HFC有线电视网由光纤作干线、同轴电缆作用户分配网传输介质,构成光纤同轴混合的网络。HFC是一个以前端为中心、光纤延伸到小区并以光节点为终点的光纤星形布局,同时,以一个树形同轴电缆网络从光节点延伸覆盖用户。因而,HFC有线电视网络拓扑是一个星-树形结构。
         (2)HFC网络的频分复用技术
         HFC网络采用频分复用技术,将5~1000MHz的频段分割为上行和下行通道。
         (3)HFC传输技术的应用
         HFC宽带接入网具有巨大的接入带宽的优势,可提供各种模拟和数字传输业务。HFC宽带接人网络的主要业务可分为两大类,即广播电视业务和交互业务。
三、有线电视电缆传输网络规划与设计举例
1.工程概况
          现有一新建小区,共有有线电视用户480户,要求按1000MHz邻频方式设计双向CATV布线工程。
2.工程方案设计
         (1)系统总体设计
         本工程有线电视系统按1000MHz邻频方式双向传输要求设计,采用光纤和同轴电缆混合网(HFC)组网。用户终端电平按64±4dB设计。

         (2)系统设备选型
         系统选用设备与部件具有双向性,其视频输人与输出电缆特性阻抗均为75Ω,能满足VOD点播等双向传输的要求。
         室外同轴电缆选用sYWL-75-12型,室内同轴电缆选用sYWV-75-9及sYwV-75-5型。光缆选用室外4芯单模光缆。
         家庭信息箱内提供1进4出有线电视通道。
          (3)小区主千网络设计
          有线电视系统信号通过12芯单模光缆,从市有线电视网引来。如图10所示。


          (4)小区用户分配网络设计
        分为:住宅部分与公建部分。
四、工程施工
1.传输线路敷设
         传输线路按照事先设计好的线路路由铺设,在实际施工过程中应注意以下几方面的问题:
         (1)室外线缆敷设施工
         在室外进行施工布线时应采用通信管道.不宜与通讯管道合用。当电缆与其他的线缆共沟或是同管敷设时,220V最小间距要满足0.5m以上,电缆与其他通讯线缆共沟时最小间距要满足Im以上。
         当监控线缆在室外架空敷设时,与其他线缆共杆传输时应注意满足表1所示要求。


         当监控线缆在城市郊区或是乡村敷设时可以采用地下直埋的方式。
         在跨越桥梁或河流时,应采用专用的管道或是槽道敷设,当没有桥梁时可以采用架空方式或是采用水下敷设方式。
         (2)室内线路敷设施工
          在室内敷设线缆时可以采用在沿墙明敷的方式,如果在新建的建筑物内或要求隐蔽线管,可以采用暗敷的方式。
          一般情况下,在容易受到损害的场所或是易燃易爆场所应采用暗敷的方式进行布线。
          同轴电缆宜采用穿管或是线槽敷设的方式,当线路附近有强电磁场千扰时应穿到金属管内并埋入地下,当必须架空方式敷设时应采取相关的防干扰措施。线路敷设应符合相关的国家布线施工规范。
           (3)地埋线路敷设施工
            缆沟开挖:缆沟结构尺寸要求宽400mm~500mm,深700mm;在缆沟施工中,每50m~100m之间设置一个电缆井。电缆井的结构尺寸要求长800mm,宽800mm,深1200mm;电缆井的结构要求先用砖彻成形,然后内壁水泥抹光并在底部设置排水孔和井盖,井盖高出地面200mm并加防水措施;传输线路在进行地埋施工时就接头或是接线附件时应注意留有冗余。请参考示意图11。


           (4)线缆架空处理
           应严格按布线图上标注的线缆型号、规格进行施工;线缆的布放须自然平直,不得产生扭绞、打圈接头等现象,不应受到外力的挤压和损伤;电缆敷设前应按设计和实际路.径计算每根电缆长度,合理安排每盘电缆,杜绝电缆接头(电源电缆除外);        穿放电缆时,管口与电缆间应衬垫铅片、涂抹黄油或滑石粉;电缆敷设时不应损坏各种线管及配件、电缆沟、电缆井及支撑架;电缆敷设时弯曲半径应大于电缆直径的15倍;电缆敷设时拉力、拉速应平稳,不应拉得太紧,在电缆井内和架空电杆上应留有一定的余量;架空电缆时,宜将电缆吊线固定在电杆上,再用电缆挂钩把电缆卡挂在吊线上;挂钩的间距宜为0.5m~0.6m,每一-杆档应留有余量;线缆在中间设备箱和监控中心应预留足够的长度;线敷设前后,须认证对线,并加上识别标记。
        架空线缆敷设和干线放大器安装示意图分别见图12、13所示。


       (5)管线布设示意图
          应严格按布管图上标注的线管类别型号、规格进行施工。
          电缆管应安装牢固,横平竖直,不得有损伤破裂;每根电缆管的弯头不应超过3个,直角弯不应超过2个;当塑料管的直线长度超过30m时,宜加装伸缩节;电缆管管孔内预设一根镀锌铁线作引导线。
          线管在转弯处或直线距离每超过1.5m应加固定夹子支撑,各支撑点之间的垂直净距与设计偏差不应大于5mm;金属支架必须进行防腐和接地处理,支撑点之间的距离当无设计规定时,不得超过3m。
          引至设备的电缆管口位置,应便于与设备连接不妨碍设备的拆装和进出;线管穿越道路时,考虑线管的承载能力;并列敷设的电缆管管口应排列整齐。
          利用电缆的保护钢管作接地线时应先焊好接地线,钢管伸出地面部分不宜小于2.0m,且伸出地面部分应涂防静电涂料(如液体橡胶,沥青等),埋入地下部分宜为0.3m~0.5m,有冻层的应在冻层以下;有螺纹的管接头处,应用跳线焊接并作防腐处理。
          竖直敷设的管子,按穿人导线截面的大小,在每隔10m~20m处,增加一个固定的转接盒;接线盒的固定应不少于三个螺钉。接线盒应加盖,线管的分支处须加分线盒。
          墙壁电缆管敷设时,沿室外墙面宜采用吊挂方式,室内墙面宜采用卡子方式;墙壁电缆管当沿墙角处转大弯时,应与墙角处设置转角墙担,管卡子的间距水平路径上宜为0.6m,在垂直路径上宜为1m,转弯处不能硬弯。
          室外电缆管埋设深度不小于0.7m,在人行道下面埋设不应小于0.5m;电缆管应有不小于0.1%的排水度。
          金属电缆管连接应牢固,密封良好,两管口应对准。套接的短套管或带螺纹的管接头的长度,不应小于电缆管外径的2.2倍;金属电缆管不宜直接对焊,通过两端都带内螺纹的金属镀锌管直通连接,保证电气的连通性。
          硬质塑料管在套接时用硬质塑料管直通、变通和三通,套接和插接时,其插入深度宜为管子内径的1.1~1.8倍,在插接面上应涂上胶合剂粘牢密封;金属管之间采用套接时套管两端应封焊。
          硬质塑料管与镀锌线管连接应通过一边带内螺纹的金属镀锌管接头一边是硬质塑料管管接头的直通(或变通)连接,大管与小管之间的连接应通过变通连接。有屏蔽要求和温度较低或过高的场所的线管选用金属管,没有屏蔽要求的采用阻燃硬质塑料管。
          线管选配按线管内所穿导线的总面积(连外皮),不超过管子内孔截面积的70%的限度进行选配。
          电缆管不应有穿孔、裂缝和显著的凸凹不平,内壁应光滑,不应有严重锈蚀,弯制后的电缆管不应有裂缝和显著的凹瘪现象,其弯曲程度不宜大于管子外径的10%。电缆管管口无毛刺和尖锐棱角,管口宜做成喇叭形。管线敷设见图14。


五、系统接地处理
        1.接地体应采用镀锌钢材,角钢应不小于50mmX50mmX 5mm;扁钢应不小于40mmX4mm;垂直接地体长度为1.5m~2.5m。垂直接地体间距为其自身长度的2倍。
        2.接地体之间所有焊点均应进行防腐处理(在焊点附近涂防腐漆或沥青)。接地装置的焊接长度:扁钢对扁钢搭接为扁钢宽边的2倍,不少于三面施焊。
        3.接地体埋深,其上端距地面应不小于0.7m,在寒冷地区,接地体应埋设在冻土层以下。在高电阻率地区接地坑应回填土壤或降阻剂(如工业盐),并分层夯实。
        4.如果机房离接地体近,接地引人线采用镀锌扁钢或多股铜导线,扁钢截面积应不小于40mmX4mm,多股铜导线不小于16mm²,接地引人线应作防腐绝缘处理。
        5.接地汇流排一般设计为环形或者排状铜材,其截面积应不小于120mm?:接地汇流排与设备的连线为宜为4mm~10mm²。