電纜電視

也稱有線電視。英文縮寫為CATV。

1949年，電纜電視首次在美國出現。電纜電視開始是以一種很簡單的方式出現的。在電視廣播開始服務時，有許多地區或團體沒有電視服務，既可能是因為該地區或該團體的地理位置處於電視廣播覆蓋區之外，也可能是因為存在障礙物而阻礙了該地區或該團體的電視接收，障礙物可能是高山或大樓等。正因為如此，人們利用複雜而安裝合適的電視接收天線設施，接受電視信號，通過傳輸電纜把電視信號送進千家萬戶，從而使得該地區或該團體能夠收看到電視節目。起初，CATV這幾個字母的意思是“共用天線電視”，後來，它們的意思就變為“電纜電視”，在用電纜電視收看電視節目時，電纜操作者們很快發現，他們可在未佔用的電視頻道上播送有本地區或本團體製作的電視節目，比如天氣預報、本地新聞、股票信息、實況轉播、電影錄像、磁帶錄像、電視教育節目等等。而且他們所做得並不比電視台差，也能夠製作出符合觀眾胃口的好的電視節目。電纜操作者們發現，他們可以在城市中出售這種電纜電視服務，提供無重影干擾的圖像和額外的節目，這就導致了付費電視的出現。1953年，在美國出現了這種電纜系統付費電視，也叫“付費電纜”。在這種系統中，電纜電視的用戶要付費才能收看額外的閉路電視節目，這些節目常常是電視觀眾最喜歡看的體育節目或電影的第一輪播送。這種方式首先在美國的加利福尼亞州的帕爾馬斯普林斯市（Palm Springs）出現，然後，逐漸波及到其他的城市。最初，這種付費電纜並不成功，但後來興旺起來。到1976年1月，美國已有3450個電纜系統，擁有1080萬個用戶。在美國擁有電視的家庭中，有15.3%的用戶從電纜接受電視節目。截止1976年3月為止，美國有200多個付費電纜系統在工作，用戶約有67.5萬家，收費方法有幾種，有的是按月收費，也有的採用編碼計測系統而實際上做到按節目收費。電纜電視作為電視的一個補充也是一個發展方向，而且隨著通信技術和計算機技術的高速發展，電纜電視的前途無限光明。

多個用戶共用一副天線。在收看電視廣播較困難的地區，如高山、高層建築或其他障礙物阻礙電波傳播的陰影區，電波反射造成重影的地方，外界電磁干擾嚴重的地區，以及電視廣播覆蓋的邊緣區等；可另選地形有利、外界干擾小的場所架設性能優良的主天線，對接收到的質量較好的信號進行處理，然後用電纜分配給多個用戶終端。這樣，既可以提高接收質量、減輕干擾和重影、擴大廣播覆蓋面，又可避免居民點屋頂天線林立。

所有初期的共用天線系統，包括一些仍在使用的系統，一般最多能分配12個頻道，即甚高頻頻道。由於用戶對多節目的需求和空中無線電頻譜的擁擠，促使共用天線電視向多頻道、自辦節目發展而形成電纜電視分配系統。電纜電視分配方式在使用頻率方面不受各種無線電業務如通信、導航等專用頻道的限制，故傳送節目容量大。例如，傳輸頻帶在 300兆赫以內的系統，傳送的節目超過35個，如果頻帶展寬至 400兆赫或更寬，則可傳送50個或更多的節目。節目一方面來源於轉發當地電視和調頻廣播，還有衛星和微波站的節目；另一方面，可以由電纜電視廣播站播送大量的自製節目，並可轉播其他站的節目，構成電纜電視網。

70年代電纜電視開始雙向傳輸業務。雙向電纜電視兼有下行信號（前端至用戶）和上行信號（用戶至前端）（圖1）。例如採用載頻300兆赫以下的系統，下行信號可為 50～300兆赫，上行信號為 5～30兆赫。下行信號可傳送30多個節目給用戶，上行信號傳送各種用戶信息至前端。上行傳送的信息有監測業務，如火警、盜警、醫療急救報警，用戶電、水、氣的消耗量遙測和付費電視的數據遙測等；還有情報業務，如用戶可查詢氣象、商品、價格、飛機航班等情況；還可送出用戶帳號和購物品種數量，進行電視購物和類似的業務。雙向電纜電視的業務範圍正在不斷擴大。

典型的電纜電視分配系統是由信號源、前端（節目站）、幹線、傳輸和分配系統等組成(圖2)。現將其關鍵部分分述如下。

電纜電視

信號通常來自廣播、衛星站、微波站、演播室和其他電纜電視系統等。由於一部分主要節目來源於電視 和調頻廣播，故天線很重要。天線應架設在地形有利、電磁干擾小的地點。要求天線具有增益高、指向性強、頻帶內頻響平坦、電壓駐波比小、相位失真小等性能，以提高系統信噪比，降低同頻和鄰頻干擾，降低多徑干擾，保證接收質量。通常可採用對數周期八木天線、鋸齒天線或組合天線、消重影天線等。為了接收不同場強的信號，往往把低噪波、大動態的寬頻天線放大器置於天線塔上。

前端是電纜電視的心臟。它從信號源接受各種信號，經過處理把優質信號提供給幹線。前端還包括特殊服務的設備，如安全監視系統、接收和處理各種上行信號的設施。下行信號的處理包括對由天線引入的多個信號進行分離、放大、調整電平、變換頻率等。衛星站和微波站的節目經解調后再調製到指定頻道，演 播室自製節目也調製到指定頻道。最後多個頻道的信號經混合網路合成后提供給幹線傳輸。

為了提供優質的圖像和聲音信號，前端的各種設備要確保阻抗匹配和低噪波；要具有高承受過載能力；要使各頻道輸出電平一致和恆定，對信號衰落能自動補償，有群時延校正和振幅均衡能力；要對鄰頻道信號進行抑制，使各頻道之間相互影響小；要把各種設備所引入的失真、寄生信號、微分相位和微分增益等均減至最小。電纜分配系統中相鄰頻道允許同時傳送節目，因而各頻道的載頻穩定度要求很高，多採用相位鎖定。

前端應位於有良好電磁環境的地點，即同頻和鄰頻干擾小，遠離電磁干擾源的地方。

電纜電視系統中，使用放大器來補償射頻同軸電纜損耗和分配器、分支器的插入損耗等，以保持傳輸信號的恆定電平。放大器工作於規定的頻帶，它有人工和自動的增益控制、斜率控制和溫度補償功能，必要時還可以加進電纜均衡器。斜率控制用來補償電纜在高低頻衰減的差異。放大器按使用功能可分為幹線放大器、橋接放大器、分配放大器和線路延伸器。放大器的技術指標有帶寬、頻率響應、噪波係數、增益、輸出電平、增益和斜率控制、阻抗匹配、互調、交擾調製、交流聲調製、二階和複合三階差拍、微分相位和微分增益等。

各種濾波器、衰減器、分配器和分支器等皆屬無源器件。分配器（如二分配和四分配器）用來分配信號，要求它在工作頻帶內其分配損耗要小，各輸出端之間的相互影響和電壓駐波比也要小。分支器用來從幹線或分配線上取出一部分信號給電視機，要求其插入損耗、分支損耗和電壓駐波比均要小，反向隔離要大。

關於電纜電視系統的總的技術性能要求，國際電工委員會(IEC)於1982年發表的728號公告，已規定30兆赫～1吉赫的電纜分配系統的圖像和聲音信號質量，應不低於國際無線電諮詢委員會（CCIR）推薦書 500-1所給出的五級損傷中的第四級，即損傷“可查覺但不討厭”並據此規定了系統性能的限額值。這些性能包括前端輸入電平、用戶端電平、頻率特性、載噪比、頻道間相互調製、交擾調製、輸出口相互隔離、回波、交流聲、微分增益、微分相位、色度和亮度信號時延差等。系統的電路和結構，不論在正常使用或在故障條件下，均應防電擊和雷擊及防火，保證用戶安全。此外，應儘可能減小輻射和傳導干擾的影響。

①展寬頻帶，這不僅是為了滿足多節目的需要，而且也是今後不斷採用新技術所要求的，如高清晰度電視、數字電視和寬頻數據的傳輸都要佔用較寬的頻帶。②大量增加雙向傳輸業務和附加業務，如相互式視聽業務、視頻圖形文字傳送、付費電視和寬頻數據傳輸等。③在傳輸分配方面，幹線將採用光纖和數字技術，以達到寬頻高質量的傳輸，分配網路可能從樹枝型轉變為星型結構，電纜電視將不僅用於廣播，而且將成為社會信息網的一部分，電視接收機及附加的設備將成為家庭信息終端。