有线电视有时也称为CATV、电缆电视或闭路电视。有线电视系统是由早期的共用天线系统发展起来的。共用天线系统主要用来解决远离电视台边远地区和高楼林立的市区难以收到高质量电视信号的问题。随着视频技术、通信技术及计算机技术的发展，有线电视经历了以共用天线系统为代表的初级阶段、以电缆电视为代表的闭路电视系统、多路微波电视分配系统、光纤传输系统、卫星电视传输与接收系统等阶段。CATV系统在应用中不断发展、不断完善，它已经成为一个多功能、多业务的信息综合系统，成为信息化社会的重要传播媒介。CATV系统在应用中不断发展体现在两方面：传输技术与应用功能，主要是传输技术，特别是宽带传输技术。本节将简单介绍有线电视系统的组成，重点放在介绍有线电视系统的传输方式。这些传输方式包括邻频道传输，同轴电缆传输，微波传输与分配，光纤同轴电缆混合传输（HFC），基带视频传输，视频信号的非广播传输等。

一个完整的有线电视系统由以下几部分组成：信号源，前端，干线传输与用户分配。

有线电视广播系统前端是有线电视系统的中枢，承担着收集电视节目信号、完成调制变换、为系统提供多频道射频电视节目等主要信号处理功能。前端设备包括信号源设备、调制器和混合器三部分。

1. 信号源设备: 完成从不同途径获取各种电视节目的视频信号和伴音信号的任务。

2. 调制器: 按照本台的安排，将各路视频和音频信号调制到某一个有线电视频道上。

3. 混合器：将各调制器输出的射频信号混合，输出宽带射频复合信号，送入干线传输系统。

        下图所示为系统的组成原理框图。图示中的信号源主要来自卫星接收机和微波地面接收机的节目，以及摄像机，录象机，DVD播放机等本地视频信号源。调制器的作用是将收到的卫星电视信号、微波电视信号和信号源提供的视频信号调制到有线电视指定的电视射频频道上。为了使普通接收机能接收CATV节目，调制方式仍然和开路节目相同，即图像信号采用残留边带调幅，伴音采用调频的方式。

        上图中的导频信号发生器的作用是为CATV系统的自动电平控制和自动斜率控制提供基准信号，即载波信号。当环境温度变化或电源电压变化时，导频信号发生器也能输出频率和幅度稳定的正弦波。当有线电视系统使用同轴电缆时，高频电视信号的衰减随温度和载波频率变化而变化，信号在干线上的衰减和幅频特性的斜率都会因上述因素变化。由此可见，系统有必要设置自动增益控制和自动斜率控制。进行控制时，从干线放大器输出的两个不同频率的导频信号的幅度反映了电缆和干线放大器的衰减特性和频率特性，以此作为基准去反向控制干线放大器的增益和斜率。导频信号的频率选择为46.6Mhz, 109.9Mhz, 229.5Mhz。

        从地面广播天线接收视频源的通道一般称为频道处理器，有时也称信号处理器，它将通过天线把接收到的高频电视信号按有线电视系统的要求进行处理，再送入混合器。它的主要处理环节是从天线接收到的信号中选出要收转的电视频道信号，低噪声放大；在节目源输出（开路发射）的高频电视信号中，图像/伴音功率比为10dB，有线电视邻频系统为17dB，但无线传输后，这个比例由于受到很多因素影响将会发生变化，而且不稳定。频道处理器要实现功率比可调，还要做到图像信号和伴音信号都有自动增益控制。即使得到的高频电视信号（即频道处理器的输入信号）图像/伴音功率比偏离标准值+-10dB，输出功率比也应保持基本不变。而且，通过设在频道处理器中的滤波器能有效地抑制各种谐波分量所造成的干扰。频道处理器还应完成频道转换，通常是将UHF信号转换到VHF频道中传输，因后者在电缆中传输的衰减小。

        可见，频道处理器的基本任务是将同一节目由一个频道转到另一个频道。频道处理器根据功能结构可分为3种:

1. 直接变频式频道处理器它的工作原理是把天线收到的某一频道的高频电视信号经带通滤波器选通放大后进行高频放大，然后进入混频级，与本振信号混频得到另一个频道的信号；经带通滤波后输出，得到符合有线电视系统要求的幅频特性。这种方法的优点是简单，价格低；由于在混频时只能采用和频，而不能采用差频，故缺点是低本振信号的谐波干扰落在输出频道信号的频率范围内，会产生网纹降低了系统的性能。

2. 中频变换式频道处理器将收到的某一频道的射频信号经下变频器变成中频，再由上变频器将中频信号变换为另一频道的信号。在这种变换方式中，由于使用了两次变换，有两个本振源，故可采用高本振信号避免谐波干扰。这种方法的优点是谐波干扰小，图像质量高。若在上、下变频器之间加入中频处理器，则图像质量会更高。

3. 解调式频道处理器，这种方式是将收到的任意频道的射频信号解调出视频、音频基带信号，然后再进行中频调制、中频处理和上变频，从而转换成所需的频道的射频信号。实际上，它包括了普通接收机的前半部分和发射机的主要部分。其优点是使用方便、无需调整。但要经过先解调、后调制的环节，故信号质量有所下降。上图中就是使用这种方式。

        混合器的作用是把多路高频电视信号混合成一路输出，用一根同轴电缆或光缆传输，实现多路复用。混合器又可分为无源混合器和有源混合器两种。经混合器输出的多路电视信号被送到发射机。

        用电缆作为传输干线时，干线传输距离一般为10多千米甚至20多千米，还需加干线放大器。同时要求干线放大器可以进行自动增益控制、自动斜率控制。在双向有线电视系统中还要求将干线放大器设计成双向放大器。按照我国规定，5～30Mhz 频段传输上行信号，48Mhz以上频率传输下行信号。用光纤作为传输干线时，传输距离可以像电信传输网一样不受限制。传输干线采用微波传输方式，它是将高频电视信号调制到微波波段，再定向发射。接收端解调收到的高频电视信号，再送到用户分配系统。用户分配网络是有线电视系统的最后一个环节，它将电视节目分配给成千上万个电视用户。

        有线电视的发展过程中，一开始就面临着增加系统传输频道数目的艰巨任务。由于电视接收机对相邻频道的抑制能力差，受系统技术条件的限制，一般有线电视系统均采用隔频传输方式传输电视节目。因此，在模拟视频领域，解决节目容量问题的最有效手段就是采用邻频道传输系统。邻频传输系统是指在VHF频段的12频道全部占用的情况下，为了充分利用系统内有限的频率资源，可以利用开路广播电视中不能使用的频段（如调频广播、电信与军用通信频段），开设增补频道（非标准频道）。因为有线电视是一个独立的、封闭的系统，所以只要合理设计，完全不会对广播、电信等业务产生干扰。

            下图所示为邻频传输信号处理器的简化框图。图示中，将VHF和UHF频段中的某一标准频道信号在下变换器中变成一个固定的中频38Mhz信号。在中频信号处理器中，要调整图像伴音功率，采用滤波技术，将其带外成分抑制在－60dB以下。由于邻频道的伴音载频与本频道图像载频相隔只有1.5Mhz，所以低邻道的伴音载波是对本频道图像的主要干扰源。因此，对中放的频率特性要求比对接收机的更严格，通常都采用声表面波滤波器，使滤波后的中频信号与相邻频道的中频信号不会产生重叠。对中频信号处理比直接对高频信号处理的优点是：频率低，可以集成化，元器件性能好，参数一致性好。经过中频处理后的信号再进行上变频，将38Mhz的中频信号转变成按规定要求的射频（RF）频道信号。

        实现邻频道传输，在技术上有一定的难度。具体来说，要抑制带外成分，消除邻频道干扰；要将带外成分抑制到－60dB以下；要使伴音载波电平可调，实现图像伴音功率比可调，减小伴音载波干扰相邻频道的图像；对图像载频和伴音载频的频率准确度要求高，偏差要控制在+-

10KHz以内，且图像和伴音必须锁相。

            在有线电视系统中，干线传输系统是一个传输网，如上图所示，它将前端送来的电视信号不失真地传输给用户分配系统，是有线电视系统中不可缺少的部分。同轴电缆的传输是一种最基本的传输方式。这种传输方式的优点是成本低，设备可靠，安装比较方便；缺点是电缆对高频电视信号的损耗大，每隔数百米需要用干线放大器来补偿信号损失，同时，电缆的频率特性差，高频段的信号损耗更大，需要带自动电平放大器的干线放大器进行斜率补偿。这种传输系统目前只在小系统中使用，在大系统中只用于靠近用户分配系统的最后几千米线路中。下图所示为同轴电缆传输系统，它由多级干线放大器级连。在双向传输系统中，干线放大器要采用双向放大器，由于上行信息与下行信息采用频分复用多路传输方式，所以在双向放大器支路中要接入高通滤波和低通滤波器。桥接放大器不对干线信号放大，仅对分出的支路信号进行放大，并送到用户分配系统中。分配放大器是用来驱动用户分配网的。主干线上的信号分成几个支路，进入用户分配网络还需一些无源器件，例如，分支器、分配器等。在工程技术中所使用的干线放大器是多种多样的，而且有很多种技术参数，读者可查阅有关文献。电缆的损耗与工作频率和温度有关。因此，电缆损耗的变化引起干线放大器信号电平变化，从而导致载噪比劣化、非线性失真加大，直接影响用户端图像质量。

        干线传输系统将前端输出的多路射频信号传输到各接收点，除了上述小系统中同轴电缆传输方式以外，大系统目前主要采用光纤传输系统。光纤传输系统分为1310nm光波长直接调制系统和1550nm光波长外调制系统。

        1310nm系统由采用分布反馈式(DFB)半导体激光器的直接调制式光发射机、光分路器、光纤和光接收机组成。

        1550nm系统由外调制式光发射机、光放大器（EDFA）、光分路器、光纤和光接收机组成

        通过干线光纤传输系统以后，还需要信号分配网络为用户分配、接入电视信号，目前采用同轴电缆网络。和上述同轴电缆干线系统的用户分配网络类似，用户分配网络由放大器、同轴电缆和无源分配器件（分支器、分配器）组成。

放大器：作用是补偿电缆线路对射频电视信号的损耗；

无源分配器件：作用是给用户或线路分配合适的信号电平。

        下面简单讲述一下有线电视系统的主要技术指标：

        噪声与噪声温度，系统的噪声包括由无源器件产生的基础热噪声和有源器件产生的霰弹噪声，分配噪声和闪烁噪声。

        载噪比，载噪比（C/N）定义为信号载波功率与噪声功率之比。载噪比是系统的一个重要参数，反映了系统内部产生的噪声对图像质量的影响。讨论系统载噪比时，要计算每个放大器产生的影响。

        交扰调制比，载波的交扰调制是系统的非线性引起的，它使其他频道的信号叠加到本频道中，但不产生新的频率分量。交扰调制比是指在指定频道上已调载波的有用调制信号峰峰值与其他频道转移到本频道的交扰调制信号峰峰值之比，用dB表示。

        载波组合三次差拍比，组合三次差拍指的是进入指定频道内所有三次差拍成分之和。