隨著科學技術的突飛猛進，CATV技術也得到了更快的換代與創(chuàng)新自辦交互電視的相繼開通，以及CATV用戶的迅速加，使得CATV系統(tǒng)的傳輸頻帶拓寬、服務范圍擴大、傳輸距離延長本文將不面面涉及CATV系統(tǒng)諸多技術問題，而僅就傳輸線路中所使用的光纜與電纜的構造、傳輸機理與損耗特性等幾方面進行比較與研究，從而找出它們的優(yōu)缺點，使在實際應用中達到揚長避短、科學選用與靈活使用CATV系統(tǒng)傳輸線的目的2光纜與電纜的構造、傳輸機理與損耗特性要比較分析光纜與電纜，就必須首先了解它們彼此的構造、傳輸機理與損耗特性。
光纜構造與傳輸機理我們知道，光纜是光纖加上外涂層并成纜的，而光纖則是一種帶涂層的透明玻璃細線。光纖按光傳輸模式不同可分為多模光纖和單模光纖。多模光纖是指允許多種電磁場分布方式同時存在的光纖多模光纖的傳輸特性與其模截面上的折射率分布有很大關系按其折射率分布，多模光纖又可分為階躍折射率分布光纖和漸變折射率分布光纖。在階躍折射率分布光纖中，纖芯和包層折射率均為常數(shù)m和m（并且m>n2）在漸變折射率分布光纖中，包層折射率為常數(shù)rn，但纖芯折射率不再是常數(shù)m，而是自光纖軸沿光纖半徑r向外逐漸下降，在光纖軸處（0），折射率zui大（等于m），在光纖壁處，折射率zui小（等于n；而單模光纖則是指只允許一種電磁場分布方式存在的光纖。因此，光纖又可分為階躍（突變）多模光纖（SI）梯度（漸變）多模光纖（GI）和單模光纖（SM）三種類型。
階躍多模光纖（SI）芯線直徑約為40~ 1（0Fm，光束在芯線與折射層的分界面上以反復全反射的方式傳輸。由于芯線直徑較大，光的入射角不同，光的傳輸路徑也不同，因此存在多種光的傳輸路徑。其模數(shù)能達到100以上，各模之間存在著路徑的長度差異，導致信號傳輸在時間上產生差異，各模信號不能同時到達輸出端，即存在色散現(xiàn)象，使傳輸頻帶變窄，并且隨著傳輸距離的加長，光束路徑的差異也在加大，頻帶變得更窄。一般以傳輸1km作為衡量光纖帶寬的標準階躍多模光纖的帶寬每千米只有幾十梯度多模光纖（GI）芯線直徑約為40~ 100m，芯線的折射率在徑向以平方律分布，中間的折射率大于邊緣的折射率，因此中間光束的傳輸速度較丨慢由于中間光束的路徑較短，所以使不同光路的光束以差不多相同的速度傳輸，減小了色散，拓寬了傳輸頻帶。帶寬每千米可達幾百至幾千MHz單模光纖（SM）芯線直徑特別細（約4~Wm），只能通過沿軸向的光束，因此它無多模光纖的傳輸速度差，這樣就大大加寬了傳輸頻帶單模光纖的帶寬每千米可高達一萬MHz以1.2光纖的損耗特性光纖的損耗，就是沿光纖傳輸?shù)墓庑盘柕乃p光纖中主要的衰減機理是光能量的吸收損耗、散射損耗和輻射損耗吸收損耗與光纖材料有關；而散射損耗與光纖材料及光波導中的結構缺陷有關；輻射效應所引起的衰減則是由光纖幾何形狀的擾動（微觀與宏觀的）產生的。同時人們還發(fā)現(xiàn)，不同波長的光在光纖中的傳輸損耗是不同的，因此，光纖的損耗與光的波長有關光的傳輸損耗與光波長的對應關系曲線如所示光的傳輸損耗與光波長的對應關系曲線由可知，光波長在短波長0. 85m和長波長1.3Pm及1. 5ym三個值的附近，光纖的損耗（即衰減）有zui小值，故稱這三個波長為光纖通信的三個窗口相比較而言，0.衰減zui大，約為2 1.551波長的衰減zui小，約為0.2dB/km；1.311波長的衰減也很小，約為0.35dB/km這正是目前1. 5ym波長和1.31m波長的光在CATV系統(tǒng)光纜傳輸中得到普遍應用的主要原因2.2電纜構造、傳輸機理與損耗特性2.2.1電纜構造與傳輸機理同軸射頻電纜又叫同軸電纜，簡稱電纜它一般是由軸心重合的銅芯線和屏蔽網(wǎng)這兩個導體以及絕緣體、鋁復合薄膜和護套五個部分構成的同軸電纜的基本結構如所示。
同軸電纜的基本結構中的內導體銅芯是一根實芯導體；絕緣體選用介質損耗小、工藝性能好的聚乙烯等材料制成；鋁復合薄膜和屏蔽網(wǎng)（鍍錫），共同完成屏蔽和外導電的作用。其中鋁復合薄膜主要完成屏蔽的作用，鍍錫銅絲編織屏蔽網(wǎng)主要起外導電的作用；護套可減緩電纜的老化和避免電纜的損傷，起保護作甩電纜型號命名在CATV系統(tǒng)的不同位置或不同的場合應采用不同種類和規(guī)格的電纜，以盡量滿足CATV系統(tǒng)的技術指標要求因此，同軸電纜的種類和規(guī)格繁多。為了規(guī)范同軸電纜的生產與使用，我國對同軸電纜的型號實行了統(tǒng)一的命名，通常由以下四個部分組成如所示*部分是用英文字母表示的，其含義如表2所示表2電纜英文字母含義表電纜代號絕緣材料護套材料派生特性符號含義符號含義符號含義符號含義S同軸射頻電纜D穩(wěn)定聚乙烯一一空氣絕緣B玻璃絲編織浸硅有機漆P屏蔽SE對稱射頻電纜Z綜合S強力射頻電纜F氟塑料F氟塑料SG高壓射頻電纜I聚乙烯空氣絕緣H橡膠套SY延遲射頻電纜M棉紗編織ST特性射頻電纜W穩(wěn)定聚乙烯V聚氯乙烯SS電視射頻電纜X橡皮Y聚乙烯Y聚乙烯YK聚乙烯縱孔YW物理發(fā)泡聚乙烯第二三、四部分均是用數(shù)字表示的這些數(shù)字分別代表同軸電纜的特性阻抗P）芯線絕緣的外徑（mm）和結構序號。例如：型號為SYWV-75~ 5-1的電纜的含義是：同軸射頻電纜、芯線絕緣材料為物理發(fā)泡聚乙烯護套材料為聚氯乙烯、特性阻抗為70、芯線絕緣外徑為5mm結構序號為1依據(jù)對內、外導體間絕緣介質的處理方法不同，同軸電纜的種類可分為如下四種：*種，實芯同軸電纜這種電纜的介電常數(shù)高，傳輸損耗大，屬于早期生產的產品，目前已基本淘汰；第二種，藕芯同軸電纜這種電纜的傳輸損耗比實芯電纜的損耗要小得多，但防水防潮的性能差，過去使用較普遍；第三種，物理發(fā)泡同軸電纜這種電纜的傳輸損耗比藕芯電纜的傳輸損耗還要小，且不易老化，不易受潮，是現(xiàn)在使用zui廣泛的電纜；第四種，竹節(jié)電纜這種電纜具有與物理發(fā)泡同樣或更優(yōu)的性能，但由于對制造工藝和環(huán)境條件的要求高，產品規(guī)格受到一定的限制，產品的價格也相對偏高，因此這種電纜一般僅作為主干傳輸線使用。
CATV系統(tǒng)中的同軸電纜是傳輸高頻電磁波（即電視信號）的傳輸媒體。通過同軸電纜對高頻電磁波的輸送，以實現(xiàn)電視信號在CATV系統(tǒng)中的傳輸2.2電纜的損耗特性電視信號是一種高頻電磁波，它在同軸電纜中傳輸時存在著傳輸損耗其損耗的大小用衰減常數(shù)（3表示，單位為：dB/km（或dB/100m或dB/m）根據(jù)微波傳輸理論：k1la為由內、外導體的材料和形狀決定的er為絕緣介質的相對介電常數(shù)；tgS為同軸電纜中填空介質損耗角的正切幾種常用同軸電纜的衰減頻率特性曲線如同軸電纜的衰減頻率特性曲線從可見，在CATV系統(tǒng)的工作頻帶范圍內，由于傳輸頻率較低，衰減常數(shù)與頻率之間的關系近似為線性因此，一般認為衰減常數(shù)P與工作頻率的平方根1成正比即有：但是要注意這種計算與實際值有一定的偏差，當頻率較低時與實際值偏差較小，當頻率較高時與實際值的偏差就稍大一些3光纜與電纜的比較分析通過對光纜與電纜的構造傳輸機理與損耗特性的討論，我們對光纜與電纜有了一個比較全面的認識從信號傳輸質量、工程投入成本以及方便信息高速公路的開通等方面進行綜合考慮，目前應以光纜與電纜混合傳輸（即HFC網(wǎng)絡）為主，這是基于光纜與電纜在CATV系統(tǒng)中的傳輸特性而決定的下面就從傳輸頻帶與傳輸容量、傳輸損耗、工作性能與成本這三個方面對光纜與電纜的特性進行比較分柝3.1傳輸頻帶與傳輸容量頻帶的寬窄代表了可以傳輸電視信號及其它信息容量的大小電纜傳輸電視信號受CATV系統(tǒng)載噪比（CNR）復合三次差拍比（CTB）復合二次差拍比（CSO）等指標要求的制約，致使電纜的傳輸頻帶與傳輸容量受到一定的限制；而光纜則不同，因為光纜的很多指標明顯優(yōu)于電纜譬如：單模光纖的帶寬可達1GHz以上，如果用多芯光纖組成的光纜傳輸不同波長的激光，即采用波分復用（WDM）技術，光纜可容納的信息容量就更大了，傳輸?shù)碾娨曨l道就更多。從理論上來講，一對光纖可同時傳輸150萬路或2000套電視節(jié)目。
2傳輸損耗傳輸損耗的大小直接影響著傳輸距離的遠近電纜的傳輸損耗，不僅隨傳輸信號頻率的提高而加大（即電纜的斜度），而且還隨信號傳輸距離的延長而大傳輸干線上為了補償電纜的頻率衰減特性，就要在干線傳輸線路中（如放大器前）加入不同均衡量的均衡器。工程上為了延長電視信號在電纜中的傳輸距離，就必須在線路中的適當位置加入一定數(shù)量的干線放大器，以彌補電纜對電視信號的衰減另外，電纜的傳輸損耗還與溫度有關系，即電纜的衰減量隨溫度的升降而變化，電纜的溫度系數(shù)約為0. /0.光纜的傳輸損耗與電纜的傳輸損耗相比之下極小。
這樣利用光纜可實現(xiàn)電視信號的遠距離傳輸譬如：1.31波長的光，不加中繼站，單程可傳輸30km；而1.5ym波長的光，不加中繼站，單程可傳輸70km此外，光纜在CATV系統(tǒng)傳輸?shù)娜款l道內具有相同的損耗（即頻率特性好），且光纜的傳輸損耗幾乎不隨溫度的變化而改變3工作性能與成本電纜的組成結構與傳輸機理，決定了電纜的工作性能要受到本身與外界的影響電纜傳輸?shù)氖请姶挪ㄐ盘?，盡管電纜有較好的外金屬網(wǎng)屏蔽層，但很難避免外界電磁波通過各種途徑產生對電視信號電磁波的干擾而光纜則不同，因為光纜中的光纖的基本成分是石英（即Si2絕緣物），它只是導光，不導電。因此，光纖中傳輸?shù)墓庑盘柌皇芡饨珉姶挪ǜ蓴_正因為光纖中傳輸?shù)氖枪庑盘枺怨饫w中傳輸?shù)男盘柌粫孤?，光纖之間不會出現(xiàn)串音現(xiàn)象這樣既便于保密，又能夠確保信號傳輸質量。另外，由于光纜是電絕緣體，無感應電壓產生，所以不會遭雷擊一個設計優(yōu)良的光纜系統(tǒng)它的工作性能是非?？煽康?，*工作時間長達5075萬個小時。光纜傳輸通常不需要中繼放大，因此不會引入非線性失真，只要激光器的線性良好，就可傳輸高保真信號。這樣光纜干線系統(tǒng)的性能指標要遠遠高于一般電纜干線系統(tǒng)敷設光纜與電纜投入成本的比較，要根據(jù)電視信號傳輸距離的遠近來討論當傳輸距離較遠（2km以上）時，敷設光纜的投入成本比電纜要低。因此建議遠距離傳輸用光纜當傳輸距離較近（僅幾百米）時，敷設電纜的投入成本比光纜的低。因此在CATV系統(tǒng)的分支線路或用戶分配部分，往往都采用同軸電纜來傳輸電視信號或其它信號。
光纜與電纜均是CATV系統(tǒng)的主要傳輸線。通過對光纜與電纜的比較分析，可以看出它們均有優(yōu)缺點。光纜雖然具有頻帶寬、損耗小可靠性高、不受電磁波干擾等優(yōu)點，但光纜存在設備價格昂貴，光纖之間的連接困難（要用光纖自動熔接機進行熔接），光纜在敷設過程中其曲率半徑又有嚴格的要求（即應盡量大弧形轉彎，不允許直角彎曲）等缺點；電纜卻具有近距離傳輸成本較低，電纜之間接線容易，且布線方便等優(yōu)點電纜zui突出的缺點是傳輸損耗大因此，綜合考慮CATV系統(tǒng)的大小以及光纜與電纜的具體特性，全光纜CATV系統(tǒng)（即：前端一一光纜干線傳輸一一光纜分配系統(tǒng)），由于設備價格高和技術難度大等因素，目前很少采用；光纜與電纜混合傳輸CATV系統(tǒng)（即：前端一一光纜干線傳輸一一同軸電纜分配系統(tǒng)），由于該系統(tǒng)（即HFC網(wǎng)絡）既發(fā)揮了光纜遠距離傳輸損耗小的優(yōu)點，又發(fā)揮了電纜便于分配與接線的優(yōu)點，因而得到普遍使甩。