谈有线电视电缆双向传输技术

摘要：双向传输电视是交互式电视和信息高速公路的基础，目前，由于上行频率范围较窄，仅规定传送两套上行电视信号和一些非广播业务，而下行频率范围很宽。随着有线电视光缆传输和数字电视技术的实用化，双向传输将逐步包含更多功能。

关键词：有线电视;电缆;双向;传输;技术

电缆双向传输是在有线电视分配系统的单根馈线上传输两个相反方向的信号。其中，主通道又叫正向通道，或下行通道。下行通道是从前端通过电缆将信号传输至用户输出端口。辅助通道又叫反向通道，或上行通道。上行通道通常是从系统某个位置向上传输至前端。

由于有线电视网络容量大，可以传输各种信息，近期内电缆双向传输可实现以下功能：接收、传输、分配高质量的广播电视信号。它可以从某一用户将广播或电视信号传输至前端，再从前端又分配给本地区网络的各用户。

1、 双向传输的方法和上行频率范围

在电缆双向传输电视系统中实现双向传输的方法有如下三种：

1．1空间分割法：即双电缆法，一根电缆传输下行信号，一根电缆传输上行信号，由于电缆使用量大、成本高，目前基本不使用这种方法来实现有线电视的双向传输。

1．2时间分割法：在不同的时段内分别传输上行和下行信号。这种方法也不适合在现代的有线电视系统中用来实现双向传输。

1．3频率分割法：在一段频率范围内传输下行信号，而在另一段频率范围内传输上行信号，这种方法是有线电视系统目前常用的一种双向传输的方法。

就目前有线电视标准来看，5~MHz进行上行业务的传输，其中，一般只考虑向上传两个频道的电视信号，剩余频带宽度用来传输控制信号或语音信号。而过渡带和调频广播业务带也可以考虑用来传输语音信号，如未来有线电视系统可以利用这一频段来传输网内电话，从目前发展的情况看，一般有线电视系统中都不传送调频广播信号，这一频段中一部分可以用来传输网内电话，一部分用来作为与下行电视信号的过渡隔离带。

2、 双向电缆电视的组成

双向有线电视网有以下三种形式：环形、星形和树形。其中树形是有线电视系统的常用形式，树形中每个用户都不能与其他用户直接通信，而是需要经过前端交换机才能实现用户间的通信。星形网适合信息交换，常用在光纤网络中，作为远距离、区域间互联互通。

摄像机或其他视频设备输出的音、视频信号经上行调制器调制到上行频段的某一频道上，经混合器与下行信号混合在一起，经双向干线放大器中的双向滤波器将其分离并送给双向干放中的上行放大器放大，逐级反向传输，到达前端后再将上行信号用双向滤波器分离出来，由上行变换器将其变换为音、视频信号，再由上变频器变换到下行频段的某一频道上，与其他频道的信号混合后输出给系统进行传输。该放大器具有自动增益控制和自动温度补偿功能，许多部件是插入式的，可灵活方便地进行不同功能的组合，如双向滤波器、输出分支、分配器等。现阶段只进行单向传输，则可将反向放大器拔掉不用，将双向滤波器拔掉换上短路片即可，以后需要进行双向传输再将其更换过来。

3、 上行通道的主要器件及其技术参数

3．1上行调制器

安装在需要回传节目的地点，将输入的音、视频信号调制到上行频段的某一频道上。目前，我国规定有两个上行频道：第1个频道的图像载频为15. 25MHz第2个频道的图像载频为23.25MHz。

3．2上行放大器 1

上行放大器一般都安装在干线放大器之内，通常为活动的插拔式。电缆对上行信号也有一定的衰减量，在远距离传输上行信号时，需要加上行放大器。但由于上行信号频率低，电缆对其的衰减量要远远小于下行信号的衰减量，所以，通常是每隔3?5级下行放大器才加接1级上行放大器。

3．3双向滤波器

滤波器的基本作用是分离信号和抑制干扰。而双向滤波器在有线电视系统中的作用是将上行信号5~110MHz，下行信号110?1000MHz，低压交流电进行混合，一起注入到同轴电缆中进行传输；或将上行信号、下行信号、低压交流电进行分离。它是集中供电和双向传输时必不可少的器件，当上行信号端不用时，双向滤波器就成为电源插入器。

3．4上行变换器

在前端处理方式为中频处理方式时，需用上行变换器；前端为音、视频处理方式时，需用上行解调器。其作用是将上行信号解调、变换为适合系统处理的音、视频信号和中频信号，再经调制器和混合器输出给系统进行传输。

4、 双向传输电缆电视系统设计

4．1双向电缆传输的特点

各支路汇合处噪声汇聚。电缆双向传输系统广泛采用树形网络结构，这有利于下行信号的传输分配。但与单向系统不同的是，双向系统在各支路汇合处，噪声功率将会进行叠加，容易造成上行噪声的汇聚，使反向通道的噪声要大于正向通道的噪声。

在双向电缆电视系统中，反向传输的信号到达前端后，一般还要再进入系统进行正向下行传输。这样就会出现两个问题，一个是信号由上行变为下行时信号要进行处理，使载噪比变差；另一个是双向传输系统的载噪比应该是正向和反向传输的总和，在进行上行载噪比计算时，应包括所有上行支路的上行放大器，因此，反向传输的加入将使正向接收到的信号质量变差。考虑到以上两点，反向传输的载噪比要求比正向传输的高。

4．2双向传揄系统中上、下行部分的指标分配

双向传输系统中上、下行部分的指标可按0.2 ：0.8分配。在这些指标中，最主要的是信号的载噪比，在进行系统设计时应特别引起注意。

有线电视系统总的载噪比要求为43dB，那么上行部分的载噪比要求为43—10lg0.2=50 dB，下行部分为43—10 lg0.8＝44 dB。单纯的下行信号的载噪比要求还是43 dB，只是上行信号转换的那个下行频道信号要求为44 dB。其余指标依此类推。

4．3上行干线中载噪比和交调比的计算

如果双向系统中各上行放大器规格相同，均为标称输出电平。电平波动量随着上行放大器串接级数的增加而增大，为便于计算，一般取平均系数为0.5，即各上行放大器输入电平波动量平均值为0.5。另外，上行传输频带较窄，上行放大器频响较好，且上行放大器串接数量较少，所以其频响对上行指标的影响可忽略。由于存在下行噪声汇聚，所以上行载噪比的计算应包括所有支路正在工作的上行放大器。

5、 结语

双向电缆传输电视系统具有广阔的发展前景，未来的双向有线电视网是区域性服务的综合网络，它与通信、计算机技术相结合，正朝着将多种业务由统一的网络来传送的方向发展，而且是交互式的对称双向传输，即宽带综合业务数字网。

参考文献

[1]张伟男，有线电视电缆传输技术[J]，中国有线电视，2006，

[2]刘丽，有线电视电缆双向传输技术[J]，西部广播电视，2007

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