电视信号传输系统及其优劣选择

摘要：电视信号传输系统在电视信号传输中起着十分重要的作用，在科技社会快速发展的今天，各种电视信号传输设备层出不穷，多种多样；设备的特性、功能各异，为此，对各种常见新传输设备优劣特性做一介绍，以供各相关行业单位选择参考。
关键词：电视信号；传输系统；优劣；选择

0 引言
有线电视系统是一个复杂的完整体系，它由多种设备和部件按照一定的方式组合而成。从功能上来说，任何有线电视系统无论规模大小、繁简程度如何，都是由信号源、前端、传输系统、用户分配网四个部分(或称四个功能模块)组成。
有线电视系统有多种分类方法。按用户数量可分为A类系统(10万户以上的系统)和B类系统(10万户以下的系统)。按干线传输方式可分为全电缆系统、光缆与电缆混合系统、微波与电缆混合系统、卫星电视分配系统等。按照是否利用相邻频道，可分为邻频传输系统与非邻频传输系统。其中非邻频传输系统可按工作频段分为VHF系统、UHF系统和全频道系统。此外，还有单向系统与双向系统之分。一般来说，不同的系统在具体的组成上差异很大，取决于系统规模的大小、节目套数的多少、功能应用的情况等诸多因素。
本文就电视信号传输中各种设备技术参数及其性能做一介绍，以供同行参考。

1 视音频电缆传输系统
1．1 COFDM数字无线移动视音频传输设备
(1)功能概述
本设备适用于电视现场采访转播和其它场合的视音频传输。设备采用COFDM调制技术和MPEG-2图像压缩技术，使用全向天线发射和接收，具有非视距、运动中传输的特点，是图像和音频传输的高性能设备。通视条件下直线传输距离不低于15 km，非通视条件下0．5～10 km。工作频率可在指定范围内自行设定。视频输入PAL／NTSC可选。发射机输出功率可选，数据传送功能可选，加密功能可选。
(2)设备特点
发射机特点：YMD-C3012PA型COFDM设备背架与发射机之间的设计为通风隔热式，发射机散热设计优良。五档功率输出调整。电池供电连续工作时间可长达10小时，并可通过合理配置再加长。电池带有精确的电量显示，并可即时切换；换电池无需中断信号。走线设计合理，使信号线，电源线不会散乱、松脱，使用中更加方便、可靠。天线与背负者的离，倾斜度可作调整，全铝合金设计，设备轻便易于使用。整套设备置于专用便携箱中，行动更加方便。发射机和背架有多种颜色和款式可选。进口优质功放模块，高可靠性。必要时可调高功率兼作车载台，定置台使用，实现一机多用的功能。内置电源接反保护功能。视音频信号输入兼容标准BNC接口输入和RCA莲花座输入。
接收机特点：双天线智能分集接收，超强抗衰落，接收更可靠。采用高增益天线，可使馈线加长而不影响接收效果，方便将天线引至室外和高处，增强使用效果。专设接收电平监测功能，随时了解电平强度，以便及时作功率切换调整和发射接收调整，监测中不影响信号的正常传送。频率可宽范围任意设置，方便调整以避开任何可能的干扰。可选供电方式：AC 220 V、AC 110 V、DC+12 V～+24 V、DC-48 V。
(3)主要技术指标
电源部分发射机供电DC11 V～DC18 V，发射机电流≤1．8 A，发射机功耗30 W，接收机供电AC90 V～240 V，接收机功耗30 W，发射部分输出频率范围140 MHz～1 GHz，出厂设置234 MHz，射频带宽4／7／8 MHz，输出功率0．3 W～3 W，分5档可调，调制方式COFDM图像压缩标准MPEG2。
1．2 单路双绞线视音频传输设备
闭路电视(CCTV)保安系统或录像监视系统都采用同轴电缆传送视频信号。由于科技发展迅速，摄相机、监视器及分配器的性能越来越好，价格越来越低，传输电缆占监视系统的总成本就越来越高，选择合适的电缆便显得日益重要。无屏蔽双绞线电缆是一上佳的选择，它可确保多媒体应用方案传送的影像更清晰，成本更低廉。由于在中短距离上使用光端机价格昂贵、施工麻烦、后期维护成本高等原因，大多用户会选择同轴电缆来传输监控视频信号。但是随着距离的增加，传输图像效果会变得越来越差，即使使用视频放大器也达不到理想的效果，同轴电缆线径粗、布线麻烦、抗电磁干扰能力差等原因，也给用户增添了不少麻烦，甚至有时工程很难验收通过。另外用户要传输供电电源、控制信号等还要重新布线，工程量很大。因此我们建议用户综合布线使用双绞线。

2 微波传输设备
无线方式是广播电视覆盖的最初手段，微波属于无线传播。微波传输有其特殊性，其线路建设时间短，灵活性大，通信容量伸缩性强，较适合山区、海峡、水面以及有断层的特殊地形等光纤网不易铺设的地区。相对于卫星和有线网络传输而言，抵御自然灾害的能力强。
抗干扰性最强微波传输设备ZY-3010微波传输系统ZY-3010设备使用RTOS设计，32位MIPS，4M FLASH，16M SDRAM；支持N-type馈线接口，50 Ω，±15 k ESD／EMP保护，直连接K头天线；支持802．11b／g OFDM，2．412 GHz～2．472 GHz频率，150 mW(22 dBm)的RF输出功率，-94 dBm接收灵敏度：支持54／48／36／24／18／9／6 Mbps无线带宽，POE供电，±15 k的ESD／EMP保护；支持DC24 V输入，体积37×152×31 mm。可致远程专业生产网桥，数字网桥，电信级无线网桥，室外型无线AP网桥，工业级无线数字网桥、远程无线微波，远程无线视频监控系统，远程无线视音频传输系统等各种传输系统。从作用上来理解无线网桥，它可以用于连接两个或多个独立的网络段，这些独立的网络段通常位于不同的建筑内，相距几百米到几十公里。所以说它可以广泛应用在不同建筑物间的互联。同时，根据协议不同，无线网桥又可以分为2．4 GHz频段的802．11b或802．11G以及采用5．8 GHz频段的802．11a无线网桥。
无线网桥有三种工作方式，点对点，点对多点，中继连接。特别适用于城市中的远距离通讯。它有2种接入方式，IP接口接入，IP+E1双接口接入。在无高大障碍(山峰或建筑)的条件下，一对速组网和野外作业的临时组网，其距离取决于环境和天线。可实现7 km的点对点微波互连。一对27dbi的定向天线可以实现10 km的点对点微波互连。12dbi的定向天线可以实现2 km的点对点微波互连；无线网桥通常是用于室外，主要用于连接两个网络。无线网桥功率大，传输距离远(最大可达约50 km)，抗干扰能力强等，不自带天线，一般配备抛物面天线实现长距离的点对点连接。

3 光纤传输系统
3．1 FM-SCM光纤多路电视传输系统
SCM多路视频传输系统，特别适合于CATV超干线、干线及支线分配系统。副载波技术的应用使SCM系统成为透明通道，很容易改变信道的可用带宽，使其能够传输多种数字或模拟信号，包括现有的数字电视，N-VOD和HDTV等，图像声音、数据和通信业务等均可合一系统。根据视频信号对副载波的不同调制方式，SCM视频传输系统可分为AMVSB(残留边带调幅)和FM两种方式。其中FM-SCM系统传输性能更优，可以作为高质量传输手段，但频带利用率较低。
3．2 SCM系统的工作原理及特点
各路基带的模拟或数字信号分别调制到各个副载波频率上，副载波频率选择范围宽。接收端用一组滤波器将副载波滤出并解调，形成多路信号输出。调频调制器把基带的视频或音频信号调制在各自副载频上。声音分配从15 MHz至80 MHz，可选4 MHz步长，视频分配从100 MHz～740 MHz，步长可选40MHz。调频解调器从频率调制的副载频中恢复基带视频和音频信号，懈调器的射频输入频率是可选择的，从微处理控制器中选择任一个频率。被预调频的射频载波信号再直接强度调制一个激光器，产生一个光信号输出。单频道调频解调器按上述相反过程，恢复原始的视频和音频信号。在光发射机输入端加入一个标准1Vpp／75 Ω的视频信号，在光接收机输出端产生一个同样电平的1 Vpp／75 Ω输出信号。FM方式比AM方式信号质量高，FM系统是用较宽的传输带宽换取较大的S／N，因此FM系统的带宽利用率低，要求每个频道为35 MHz～40 MHz带宽。FM方式的另一优点是系统对光器件线性度的要求大为降低。FM方式又可采用加重技术进一步提高传输质量。由于FM的改善度和预加重的效果，FM方式所需的C／N将会减小，即FM方式在较小的光接收功率条件下，也能达到相同的接收效果。FM预调制后与税额基带直接光强度调制相比，虽可达到相近的最佳效果，但FM预调制后明显减弱对光路线性度的要求。即系统的线性度主要取决于FM的调制一解调器，大大降低对光器件线性度的要求，而视频基带直接光强度调制则不然。
3．3 FM-SCM系统的实施方案
(1)传输路数不多时，可采用由低到高，按40 MHz间隔排列，此方案电路简单，各通道间一致性差，低端通道相对频偏过大，线性不易做好，高端通道对电子器件要求高。(2)传输路数较多时，采用中频制。调试一致性好，各通道的性能一致性也好。

4 光缆传输系统
当综合布线系统需要在一个建筑群之间铺设较长距离的线路，或者在建筑物内信息系统要求组成高速率网络，或者与外界其他网络，特别与电力电缆网络一起铺设有抗电磁干扰要求时，宜采用光缆作为传输媒体。光缆传输系统应能满足建筑与建筑群环境对电话、数据、计算机、电视等综合传输要求，当用于计算机局域网络时，宜采用多模光缆；作为远距离电信网的一部分时应采用单模光缆。综合布线系统的交接硬件采用光缆部件时，设备间可作为光缆主交接场的设置地点。干线光缆从这个集中的端接和进出口点出发延伸到其他楼层，在各楼层经过光缆级连接装置沿水平方向分布光缆。光缆传输系统应使用标准单元光缆连接器，连接器可端接于光缆交接单元，陶瓷头的连接应保证每个连接点的衰减不大于0．4 dB。塑料头的连接器每个连接点的衰减不大于0．5 dB。综合布线系统宜采用光纤直径62．5 μm、光纤包层直径125μm的缓变增强型多模光缆，标称波长为850nm或1 300 nm；也可采用标称波长为1 310 nm或1 550 nm的单模光缆。

5 卫星车传输系统
传统的GPS只能看到车辆的位置和运行轨迹，而现在的电子眼也只能在固定场所安装，对移动车辆内部的监控一直是个“盲区”。星机高科车辆智能监控系统，能够自动拍摄盗车、劫车，利用车辆作案的不法之徒的图像，并通过无线方式立即传输到监控中心的屏幕上。“星机高科车辆图像GPS监控系统”囊括了GPS、电子眼、行车记录仪、实时录像监控的所有优点。星机高科图像GPS系统，分为车载终端和监控中心两大部分。车载终端可以通过摄像头采集车内状态和车外环境的图像资料，然后经由无线网络传输到监控中心。同时，星机高科GPS定位监控系统图像功能也给车辆运营企业提供了一个可视化的管理手段。指挥管理人员只要能上互联网就能进行图像监控。星机高科GPS图像定
位监控实现了与行车记录仪的集成创新，传统的行车记录仪(也称汽车黑匣子)只能将数据存在本地储存器上，而星机高科的行车记录仪各种数据，可以远程存储、远程调用、远程查询。不仅革除了传统行车记录仪在事故发生后，到处寻找汽车黑匣子，黑匣子破坏后，数据无法解读的弊端，更重要的是在预防交通事故、交通执法数据化方面提供了强有力的技术支撑。
星机高科图像GPS系统软件，不仅可以支持图像GPS，而且可以同时支持传统GPS车载终端，也就是说，在一个监控中心，不仅可以监控装有图像GPS终端的车辆，同时也可以监控装有传统GPS终端的车辆，这就是星机高科图像GPS系统向前的兼容性。我国3G无线网络开通，无线传输的速率大大加快，就可以很好地传播流媒体格式的数据。星机高科软硬件在设计时，就预置了向后兼容性。星机高科系统软件具有很好的前后兼容性这一特点，为中国车辆安防产品的今后升级换代提供了支持。
现在电视信号的传输手段和设备的多样化，已非一两篇文章即可包罗万象，论述请楚。本文只就电视信号传输中部分主要新设备，技术参数及其性能做了一些简要介绍，以供同行参考，以膳读者。