一广电有线电视网络工程设计基础陈柏年.docx
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一广电有线电视网络工程设计基础陈柏年
一、广电有线电视网络工程设计基础
浙江传媒学院陈柏年
（一）模拟彩色电视射频信号的幅频特性
（二）有线电视设计常用符号
（三）有线电视技术常用名词和术语
1、电平（Leval）
序号
项目
说明
1
基本定义
某点信号功率（P1）与规定基准功率（P0）比值对数的10倍，即：
P1（dB）=10lgP1/P0[dB]，描述某点功率大小的物理量，通常可用多种分贝制表示；由于有线电视系统中各端点阻抗均相同，也常用电平表示系统内某端点电压的大小。
2
绝对电平
定义
不同分贝制中表示的信号功率。
分类
①当P0=1[W]时，则称P1（dB）的值为以分贝瓦[dBW]为单位的绝对功率电平。
②当P0=1[mW]时，则称P1（dB）的值为以分贝毫瓦[dBm]为单位的绝对功率电平。
③若阻抗同为z=75Ω时，当P0=（1mV）2/75Ω=0.0133μW时，则称P1（dB）的值为以分贝毫伏[dBmV]为单位的绝对电压电平。
④若阻抗同为z=75Ω时，当P0=（1μV）2/75Ω=0.0133pW时，则称P1（dB）的值为以分贝微伏[dBμV]为单位的绝对电压电平。
⑤在音频系统中，若阻抗同为z=600Ω时，当P0=（0.775V）2/600Ω=1[mW]，则称P1（dB）的值为以分贝音频单位[dBu]为单位的绝对电压电平。
3
相对电平
定义
用分贝表示两个电平的相对大小。
分贝（dB）表示信号的增益或衰减，数值是两个信号功率比值对数的10倍。
表达
设测量点2和测量点1处的功率分别为P2和P1，电压分别为U2和U1，阻抗分别为z2和z1，则P2相对于P1的相对电平可表示为
A[dB]=10lg（P2/P1）=10lgP2-10lgP1=P2[dB]-P1[dB]
=10lg[（U22/z2）/（U12/z1）]=20lg（U2/U1）+10lg（z1/z2）
当z2=z1时，A[dB]=20lg（U2/U1）[dB]
4
基础热噪声电平
定义
固定存在于电阻等无源器件内部由于电子的无规则运动而引起，仅与器件的温度有关，而与所传输的信号及其它因素无关的噪声电平。
表达
根据我国电视制式，电视图像的噪声带宽为5.75MHz，在常温（20C）时的基础热噪声电平Pno=kTΔf=1.38×10-23×293K×5.75MHz=2.32×10-14[W]，N0=2.4[dBμV]。
5
连续波（CW）载波电平
正弦载波信号的有效功率。
6
图像载波电平
模拟电视信号在75Ω终端上调制包络峰处（同步头）图像载波电压的有效值，以分贝微伏（dBμV）表示。
在8MHz频带范围内（实质视频带宽只有5.75MHz）的信号在75欧姆负载上的总功率，由于模拟电视信号的能量主要集中在载频的周围，另外，模拟电视场强仪的信号输入口内的滤波器带宽是300KHz，所以，它是以300KHz带宽内的信号峰值功率来代表该频道的电平。
7
伴音载波电平
模拟电视信号在75Ω终端上无调制音频载波电压的有效值，以分贝微伏（dBμV）表示。
8
系统输出口电平
系统输出口输出的高频模拟电视信号中同步头顶部载波功率，常用dBμV表示。
9
数字调制信号电平
数字信号一般在调制之前要进行随机化处理，对载波进行QPSK或QAM调制后，已调波的能量常被均匀地分布在整个频带上，其频谱特点是平坦分布，与带限噪声信号频谱类似，数字调制信道的功率即是在有效带宽内所选射频或中频信号的均方根值（RMS）功率；以在75Ω电阻上热量相同的等效电平表示，数值等于数字信号的占有带宽乘以信号的功率谱密度。
10
时分复用数字信号电平
时分复用中占据一个时隙数字信号的功率，数值上以该信号连续波的载波电平等效表示。
11
阻抗不同时电平的换算关系
采用不同的阻抗，应考虑阻抗修正因子10lg（z1/z2）。
①由高阻抗折算成低阻抗，电平修正因子为正，应加上修正值。
如阻抗由75Ω折算成50Ω时，修正因子为10lg（75/50）=1.76[dB]；如阻抗由600Ω折算成75Ω时，修正因子为10lg（600/75）=9[dB]。
②由低阻抗折算成高阻抗，电平修正因子为负，应减去修正值。
如阻抗由50Ω折算成75Ω时，修正因子为10lg（50/75）=-1.76[dB]；如阻抗由75Ω折算成600Ω时，修正因子为10lg（75/600）=-9[dB]。
2、噪声系数F（NoiseFigure）
序号
项目
说明
1
基本定义
有源设备输入载噪比与输出载噪比之比；它是衡量有源设备噪声大小的指标。
2
真值表示
F=输入载噪比CNRI/输出载噪比CNRo
3
分贝表示
设备输入载噪比的值为CNRI（dB），设备输出载噪比的分贝值为CNRo（dB），设备等效噪声温度为Te，噪声源热噪声温度为T0，F的分贝表示式为：
F（dB）=10lgF=CNRI（dB）-CNRo（dB）=10lg[1+（Te/T0）][dB]0
4
串联放大器总噪声系数
总噪声系数真值F表示为：
F=F1+（F2-1）/G1+（F3-1）/G1G2++（Fn-1）/G1G2Gn-1，
F的分贝表示式为：
F（dB）=10lgF。
3、HFC网络相关名词术语
序号
名词术语
说明
1
有线电视（CATV）
用射频电缆、光缆、多路微波或及其组合来传输、分配和交换声音、图像及数据信号的电视系统。
2
光纤同轴电缆混合网（HFC）
用光纤和射频同轴电缆的组合来传输、分配和交换声音、图像和数据信号的有线电视网络。
3
上行传输（upstream）
含义
由用户端向前端传输信号。
术语
（1）上行传输增益（upstreamtransmissiongain）：
在双向用户端口注入电平为A1的信号，经过上行传输通道，在前端或分前端双向通信设备上行射频接收端口处测量到的电平为A2，上行传输增益为GR=A2-A1,以dB值表示。
（2）上行汇集噪声（upstreaminfluxnoise）：
源自于用户端、电缆和无源传输设备引入的干扰，以及光纤和有源设备自身产生的噪声在前端或分前端汇集形成的噪声。
（3）上行最大过载电平（maximumupstreamover-loadinglevel）：
保证链路中上行光发射机和放大器不造成严重过载失真条件下，在用户端可以注入的最大上行电平值。
（4）上行通道群延时（upstreamgroupdelay）：
在规定频段内不同频率信号从用户端到前端接收端产生的传输时间差。
（5）上行通道传输延时（upstreamtransmissiondelay）：
信号从最远路由用户端至双向通信设备上行射频接收端传输的总延时。
（6）用户端口保护隔离能力（protectiveisolationcapabilityofsubscriberport）：
当某用户端引入强干扰时，可能导致某信号频段（信道）停止服务。
系统对其引入干扰抑制的分贝值。
（7）通道串扰抑制比（pathcrosstalkrejectionratio）：
在双向系统运营时，上行信号（满负载时）对下行电视信号产生干扰导致传输技术指标劣化。
下行图像载频电平与因此产生的寄生产物电平的比值。
（8）扩展上行通道（extendedreturnpath）：
在HFC网络条件下，特殊用户可用专用电缆上行到光节点的上行光发射机的入口而形成专用上行扩展频段。
其通道的上行频率范围可与下行传输频率范围重叠，但必须保证其不应造成通道的相互干扰。
（9）窄带数据频段（narrowbanddatachannelrange）：
适用于传输窄带低速数据的信道段频。
（10）宽带数据频段（broadbanddatachannelrange）：
适用于传输宽带高速数据的信道频段。
（11）上行通道的载波/汇集噪声比（upstreamcarrier/influxnoiseratio）：
用于在规定上行测量信号源电平值为标称值条件下，对上行传输物理通道作广义性的传输质量差别。
C/N＝上行信号电平（双向通信设备上行射频接收端口）－上行汇集噪声电平（双向通信设备上行射频接收端口）
（12）用户电视端口噪声抑制能力（noiserejectioncapabilityofsubscriberTVport）：
在同一用户室内，规定其用户电视端口（或电视传输物理通道）相对于该用户的双向数据端口（或数据物理通道）对上行传输公共通道具有的抑制（隔离）能力。
4
下行传输（downstream）
含义
由前端向用户端传输信号。
术语
3、平坦度（flatness）：
在规定带宽内，传输系统（或设备）频率响应的最大峰谷偏移，常用相对于基准频率最大相对变化量的dB值表示。
4、反射损耗（ReturnLoss）：
在一个端口上，入射信号电平与反射信号电平之比的dB值。
5、斜率（slope）：
系统任意两点之间，两个指定频率点的增益（或衰减）之差的dB值。
6、倾斜（tilt）：
系统任意一个点上，指定信号之间人为建立电平差的dB值。
16、输出光功率（outputlightpower）：
光发射机或光放大器输出端口测得的平均光功率，以dBm表示。
17、光调制度（lightmodulationdepth）：
光发射机在正常工作状态下，输入射频信号对光强度进行调制，其调制深度用%/ch表示。
18、导频（pilotfrequency）：
在有线电视广播系统中发送的供各种设备参考信号幅度、频率及相位的基准信号。
19、系统输出口（systemoutlet）：
连通用户线和接收机引入线的接口装置。
20、图像.伴音载波功率比（V/A）：
电视信号的图像载波调制包络峰值功率与未加调制的伴音载波功率之比，以dB表示。
21、相互隔离（mutualisolation）：
在待测系统的频率范围内，任意频率上系统某个输出口与另一个输出口之间的衰减，对任何特定的设施，总是取其频率范围内所测得的最差值作为相互隔离，以dB表示。
22、回波值（echorating）：
在规定测试条件下，测得的系统中由于反射而产生的滞后于原信号并与原信号内容相同的干扰信号的值。
3、广电宽带城域网相关名词术语
序号
名词术语
说明
1
广电宽带城域网
（BroadbandMetropolitanAreaNetworkforBroadcast&Television）由广播、交互两个信道组成的用射频电缆、光缆、微波、数据电缆或及其组合来传输、分配和交换图像、声音及数据信号的城域宽带、多业务有线广播电视网络。
2
广播信道
定义
（BroadcastingChannel）广电宽带城域网中一个单方向传输宽带广播式信号的传输和分配信道，主要用于开展模拟和数字电视、音频广播及数据广播等广播业务。
术语
①前端（Headend）：
有线电视系统中，各种信号源或节目源与干线传输之间的设备组合；是各种信号的汇集点，也是多频道复合射频信号传输的起始点。
②分前端（hubheadend）：
系统辅助前端，通常设置在服务区中心。
其向下传输模拟和数字电视信号、数据信号，同时接收源于服务区内所有用户上行传输的信号。
③干线（Trunk）：
有线电视系统中，用于各类前端之间或前端与各分配点之间的传输信号设备和部件组成的射频信号传输链路。
通常包括：
（Ⅰ）一级光链路：
总前端和分前端之间的光纤链路。
（Ⅱ）二级光链路：
分前端和光节点之间的光纤链路。
④分配点（distributionpoint）：
双向系统中从干线取出信号馈送给支线和（或）分支线的点（交汇点）。
在某些情况下，分配点可直接与前端相连。
⑤光节点（fibernode）：
为HFC网络中完成光、电或电、光转换的节点，以光纤与前端（分前端）相连，以同轴电缆与分配网络相连。
在光节点处，通常设有下行光接收机、双向放大器和上行光发送机等设备。
⑥光链路（Opticallink）：
利用光纤通信技术传输声音、图像和数据信号的链路。
一般由光发送机（电,光转换器）、光纤、光接收机（光,电转换器）及其他必需的光器件（如光放大器、光连接器、光分路器和光衰减器等）组成。
⑦用户分配网络（Distributionnetwork）：
在现代HFC网络中，主要是指光节点与系统输出口（用户终端盒）之间的电缆网络。
通常包括：
（Ⅰ）光节点到用户分配放大器之间由延长放大器组成的同轴电缆传输线路。
（Ⅱ）用户分配放大器在楼栋之间的电缆无源分配线路。
（Ⅲ）楼栋内部用户之间的电缆无源分配线路。
3
交互信道
定义
（InteractiveChannel）广电宽带城域网中一个建立在业务提供商和用户之间的双向传输交互式信号的传输和交换信道。
交互信道又可分为从用户到业务提供商的上行通道（反向交互通道）和从业务提供商到用户的下行通道（正向交互通道）。
术语
①交互信道骨干网：
有线电视城域网交互信道中由主中心和多个分中心组成的完成核心层加汇聚层功能构件的集合。
通常包括：
一个主中心和若干分中心，主中心和分中心之间连接骨干光纤链路。
②交互信道接入网：
有线电视城域网交互信道中从分中心至用户数据终端之间完成接入层功能构件的集合。
对HFC来说，通常包括：
分中心和光节点之间二级光纤链路，光节点和用户终端之间同轴电缆。
4
层
（layer）采用某种技术构成的功能完整的业务网络，在传输网和接入分配网（包括二级传输网和分配网）中的相应部分。
5
一级传输网
（transmissionnetworkclassA）总前端与分前端之间、上一级网络总前端（如省级总前端）与下一级网络总前端（如市级总前端）之间互通信息的网络。
6
二级传输网
（distributionnetworkclassB）对于HFC层，是每个分前端与其服务区内光节点之间的网络；对IP交换层，是网络的核心节点与汇聚节点之间的网络。
7
接入分配网
（accessingdistributionnetwork）：
对于HFC层，是每光节点至其服务区用户终端之间的网络；对于IP交换层，是网络汇聚点与接入节点之间的网络。
（四）有线电视技术常用单位及其换算
1、75Ω阻抗dBμV、dBmV、dBm、dBW互换值
换前
换后
dBμV
dBmV
dBm
dBW
dBμV
0
-60dB
-108.75
-138.75
dBmV
60dB
0
-48.75
-108.75
dBm
+108.75
+48.75
0
-30
dBW
+138.75
+108.75
+30
0
2、dBμV与电压对照表
dBμV
μV
dBμV
μV
dBμV
μV
dBμV
mV
dBμV
mV
dBμV
mV
dBμV
V
0
1.000
1
1.112
21
11.22
41
112.2
61
1.122
81
11.22
101
112.2
121
1.112
2
1.259
22
12.59
42
125.9
62
1.259
82
12.59
102
125.9
122
1.259
3
1.413
23
14.13
43
141.3
63
1.413
83
14.13
103
141.3
123
1.413
4
1.585
24
15.58
44
158.5
64
1.585
84
15.58
104
158.5
124
1.585
5
1.778
25
17.78
45
177.8
65
1.778
85
17.78
105
177.8
125
1.778
6
1.995
26
19.95
46
199.5
66
1.995
86
19.95
106
199.5
126
1.995
7
2.239
27
22.39
47
223.9
67
2.239
87
22.39
107
223.9
127
2.239
8
2.512
28
25.12
48
251.2
68
2.512
88
25.12
108
251.2
128
2.512
9
2.818
29
18.18
49
281.8
69
2.818
89
18.18
109
281.8
129
2.818
10
3.162
30
31.62
50
316.2
70
3.162
90
31.62
110
316.2
130
3.162
11
3.548
31
35.48
51
354.8
71
3.548
91
35.48
111
354.8
131
3.548
12
3.981
32
39.81
52
398.1
72
3.981
92
39.81
112
398.1
132
3.981
13
4.467
33
44.67
53
446.7
73
4.467
93
44.67
113
446.7
133
4.467
14
5.012
34
50.12
54
501.2
74
5.012
94
50.12
114
501.2
134
5.012
15
5.632
35
56.23
55
562.3
75
5.623
95
56.23
115
562.3
135
5.632
16
6.310
36
63.10
56
631.0
76
6.310
96
63.10
116
631.0
136
6.310
17
7.079
37
70.79
57
707.9
77
7.079
97
70.79
117
707.9
137
7.079
18
7.943
38
79.43
58
794.3
78
7.943
98
79.43
118
794.3
138
7.943
19
8.913
39
89.13
59
891.3
79
8.913
99
89.13
119
891.3
139
8.913
20
10.00
40
100.0
60
1000.
80
10.00
100
100.0
120
1000.
140
10.00
3、dBm与功率对照表
dBm
nW
dBm
μW
dBm
μW
dBm
mW
dBm
μW
dBm
mW
dBm
mW
-40.0
100.0
-39.5
112.2
-29.5
1.112
-19.5
11.22
-9.5
112.2
0.5
1.112
10.5
11.22
20.5
112.2
-39.0
125.9
-29
1.259
-19
12.59
-9
125.9
1.0
1.259
11.0
12.59
21.0
125.9
-38.5
141.3
-28.5
1.413
-18.5
14.13
-8.5
141.3
1.5
1.413
11.5
14.13
21.5
141.3
-38.0
158.5
-28
1.585
-18
15.58
-8
158.5
2.0
1.585
12.0
15.58
22.0
158.5
-37.5
177.8
-27.5
1.778
-17.5
17.78
-7.5
177.8
2.5
1.778
12.5
17.78
22.5
177.8
-37.0
199.5
-27
1.995
-17
19.95
-7
199.5
3.0
1.995
13.0
19.95
23.0
199.5
-36.5
223.9
-26.5
2.239
-16.5
22.39
-6.5
223.9
3.5
2.239
13.5
22.39
23.5
223.9
-36.0
251.2
-26
2.512
-16
25.12
-6
251.2
4.0
2.512
14.0
25.12
24.0
251.2
-35.5
281.8
-25.5
2.818
-15.5
18.18
-5.5
281.8
4.5
2.818
14.5
18.18
24.5
281.8
-35.0
316.2
-25
3.162
-15
31.62
-5
316.2
5.0
3.162
15.0
31.62
25.0
316.2
-34.5
354.8
-24.5
3.548
-14.5
35.48
-4.5
354.8
5.5
3.548
15.5
35.48
25.5
354.8
-34.0
398.1
-24
3.981
-14
39.81
-4
398.1
6.0
3.981
16.0
39.81
26.0
398.1
-33.5
446.7
-23.5
4.467
-13.5
44.67
-3.5
446.7
6.5
4.467
16.5
44.67
26.5
446.7
-33.0
501.2
-23
5.012
-13
50.12
-3
501.2
7.0
5.012
17.0
50.12
27.0
501.2
-32.5
562.3
-22.5
5.632
-12.5
56.23
-2.5
562.3
7.5
5.632
17.5
56.23
27.5
562.3
-32.0
631.0
-22-
6.310
-12
63.10
-2
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