住宅小区有线电视系统的设计.docx

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住宅小区有线电视系统的设计

住宅小区有线电视系统的设计

　　住宅小区有线电视系统设计

　　一、系统方案总述

　　本次有线电视系统的设计属于常用的典型模式。

信号源部分、前端系统部分、干线传输系统部分、用户分配系统组成。

系统要接收6频道开路信号、两颗卫星个四路卫星信号和三套自办节目。

系统采用邻频传输，邻频传输使系统频道容量大、稳定性高、非线性失真小，前端系统主要各种接收天线、调制器、解调、多路射频信号混合器组成。

传输系统部分采用光缆电缆混合传输的HFC传输方式，干线部分光缆传输信号，分配网络部分电缆进行传输信号。

这种分配方式传输的信号质量高、成本相对较低，是有线电视网络发展的主流。

分配部分采用分配-分配，分配-分支混合的分配方式。

　　另外每年夏季，于雷雨较多，气候异常，是有线电视系统发生故障的高峰季节。

雷电对有线电视系统的危害十分强烈，所以防雷、避雷与接地问题，就成了有线电视系统设计不可忽略的重要问题。

本系统就如何做好相关网络的防雷措施也有所说明。

　　二、前段系统设计与相关设备选择

　　有线电视前端系统是有线电视的核心，它的前面作为节目信号源，它的后面则是干线传输部分和用户分配系统。

前端系统的任务就是接收和提供多路电视信号及其他各种非电视信号，并将这些信号进行相应处理混合成一路信号送给干线传输系统进行传输。

前端系统设计的好坏直接影响用户端信号的高低。

本系统前端设计配置图如下图1-1所示：

　　图1-1

　　-1-

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　　前端设备选择

　　本系统的前段部分设备有：

卫星接收天线、功分器、馈线、解调器、调制器、多路信号混合器、分配器。

初选设备如下：

　　4频道天线：

V4LH5T　　8频道天线：

V8LH12T10频道天线：

V10LH12T19频道天线：

U20LH17T35频道天线：

U20LH17T40频道天线：

U20LH17T调制器：

STX-199

　　馈线：

SYWV-75-12高发泡电缆

　　多路信号混合器：

E2400　　插入损耗：

20+/1解调器TD-1（NEXUS）型号、公输入频率输入电平噪声系数视频信噪输出电平输出电平司范围/dBuV比/dB/Vpp/dBmM/HZTD-15~98035~906~1055Vpp+/-150前端系统技术参数的设计：

天线特征参数见表1-2接收频道振子数输入阻抗增益噪声系数V4LH5T4CH575+/-18V8LH12T8CH1275（~10）+/-18V10LH12T10CH127511+/-18U20LH17T19~21CH177516+/-18个频道输出电平与载噪比计算

　　设天线到前端距离为100m，各天线输出电平的估算如下：

4频道载波频率为，λ1=C/f=3x108/=

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　　馈线衰减常数为a1=a'*（√f1/√f'）=dB/100m（a'=f'=83）同理计算如下：

　　8频道载波频率为，λ2=C/f=3x108/=馈线衰减常数为a=/100m

　　10频道载波频率为，λ3=C/f=3x108/=馈线衰减常数为a=/100m

　　19频道载波频率为，λ4=C/f=3x108/=馈线衰减常数为a=dB/100m

　　35频道载波频率为，λ5=C/f=3x108/=馈线衰减常数为a=dB/100m

　　40频道载波频率为，λ6=C/f=3x108/=馈线衰减常数为a=/100m设计要求

　　4频道接收场强75dB　　V4LH5T天线增益：

4频道输出电平：

u=E+G+20Lgλ1-LA

　　4频道：

f=，电缆长度10m，天线选用V4LH5T,G=计算得4频道输出电平：

U4=E+G+20Lgλ1-18

　　=75++=

　　同理计算8频道到40频道的输出电平：

　　U8=U10=U19=U35=U40=载噪比估算

　　以4频道为例：

C/N4=

　　=-8dB-=同理既得8频道到40频道的载噪比：

　　C/N8=　　C/N10=　　C/N19=　　C/N35=dB　　C/N40=校验前端设备

　　上面可得4、8、10、19、35、40频道的输出电平范围是~　　解调器TD-1（NEXUS）的输入电平范围是35~90dB，满足要求可以选用。

　　解调器STX-199频率范围是47~860MHz,满足要求。

调制器载波输出电平为>110dB，设置其输出电平为115dB，信噪比S/N=60dB单频道载噪比：

C/N1=S/N+=前端总载噪比：

C/N=C/N1-10Lg17=

　　C/N>的国家标准前端系统分配指标值，即满足要求。

　　三、干线传输部分设计

　　本部分设计采用光缆传输，损耗低，传输质量高。

　　本设计中，于传输距离只有4Km，所以此光缆传输系统主要衰减器，光发射机，光缆，光接收机组成。

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　　光缆传输设备初选

　　衰减器：

JZCK201　　

　　光发射机：

MIC-750DFB光接收机：

MIC-750RT　　光缆：

GYTG-Z-1

　　设备选择依据及校验

　　①衰减器JZCK20I技术参数：

频率范围：

40~860MHz最大衰减量：

20±3dB插入损耗：

≤2dB衰减量可调选择依据：

　　于前端发出的信号为115dB，而光发射机的最大输入电平为78dB，衰减量为37dB，所以选用衰减器先将前端发来信号进行衰减，为减少设备选择次数，选择衰减量可调的JZCK20I衰减器。

②光发射机MIC-750DFB技术参数：

射频输入电平：

电视78dB数据70dB

　　带宽：

47~750MHz波长:

1290~1580nm

　　光输出功率：

≤12mW③光接收机MIC-750RT：

光波长：

1290~1580nm频率范围：

47~750MHz

　　输出斜率：

10dB光功率输入范围：

-5~-1dB射频输出电平：

≥106dB工作温度：

-25~+55光链路C/N表光功率/dBm-1-2-3-4-5C/N（dB）5352515049④电缆GYTG-Z-1：

工作波长：

1310~1550nm应用：

架空或管道

　　使用温度/℃：

-30℃~+50℃光纤芯数：

2~8

　　结构特征：

刚带纵包铠装

　　损耗常数/（dB/km）：

,

　　选择依据：

在光纤传输的三个波长中，850nm波长损耗较大，不宜在有线电视系统中使用；1310nm波长损耗较低，色散最小，价格也比较便宜；1550nm波长损耗最小，可以采用光纤放大器进行中继放大，应用于远距离传输，色散较

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　　大，价格较高，现有技术不是很成熟。

在本系统中于传输距离较小，所以选用1310nm光波长进行传输。

　　光缆传输系统电平计算光发射机输出功率的计算

　　对于一级光纤传输系统，输入光接收功率取值为-3dB。

根据对于1310nm，光纤衰减系数α=/km光纤长度D=4km所以，光链路损耗

　　Z=α*D+*2=*4+*2=

　　所以光发射机机的输出功率为+=-光发射机的输出功率P=10=衰减器计算

　　前端输出的信号电平为115dB，而光发射机的最大输入电平为78dB，衰减量为37dB。

　　第一级衰减器整定衰减量为18dB，第二级衰减器衰减量为19dB，忽略电缆传输损耗。

所以有光发射机输入电平值为：

Ui=115-18-19=78dB≤78dB，满足要求。

光发射机参数整定与校验

　　前端信号经衰减器衰减后输出电平为78dB，满足光发射机输入电平要求，上述光发射机输出电平的计算，设置光发射机光输出功率为。

光接收机的参数整定

　　于前端信号已满足器输入电平要求，根据C/N光链路表可知载噪比C/N=51dB.设定其输出电平为115dB,斜率为10dB，接收机射频输出电平为115dB

　　四、用户分配系统的设计

　　本系统要为小区内的不同大小的10幢楼供电视信号　　

　　1254

　　987

　　3610

　　1-6号楼是6层3单元、每单元每层2户的住宅楼，外形15米*80米*25米：

7-10号楼是12层、每层6户的小高层住宅楼，外形30米*30米*42米，层间间距均为3米，每个楼间距约80米。

分配系统设计

　　根据楼宇的分布设计出网络分配图如下1-2：

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　　图1-2

　　将小区分配系统的总分配器置于2#楼得一层，然后分两路分别到大1#楼和7号楼的一层，在1#楼设一个6分配器将信号分配给1~6#楼，进每幢楼之前在线路中加楼放，将进入每幢楼的电平配置为同样大小100/92dB,进楼之后再用三分配器分别送给三个单元，每单元用6个2分支器供给用户。

因此1~6#楼的用户电平都是一样的，只计算一幢楼即可。

　　同理，7~12#楼进入楼宇之前加楼放将7~12#楼得进楼电平配置为相同，在每栋楼得7层加2分配器分别送给1~6层，7~12层，每层用三个2分支器供给用户。

因此7~12#楼的用户电平配置都是相同的，只计算一栋楼即可。

设备选择

　　以上设计思路可知，此分配系统需要6个三分配器、5个两分配器、1个四分配器、9个六分配器、252个两分支器。

1）2分支器选用WFZX-2高隔离度分支器其技术指标如下项目分值损耗标称值/dB810121416182022242628插入损耗　　/dB反向隔离2323252729303030303030/dB频率范围5~550MHz相互隔离22

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　　2）楼放器

　　产品型号：

SB-□□7530MZ1产品名称：

有线电视双向干线放大器SB-□□7530MZ有线电视双向干线放大器·适用于有线电视CATV系统干线放大

　　3）分配器

　　三分配器YFP-306插入损耗：

四分配器YFP-408插入损耗：

二分配器YFP-204插入损耗：

　　于系统为邻频系统，频率范围为55~550MHz，支线电缆采用SYWV-75-9电缆，其在信号频率高、低端的衰减量分别为/100m和/100m。

从分支器到用户端采用SYWV-75-5电缆，其在信号频率高、低的衰减量分别为/100m和/100m。

　　光接收机射频输出电平为115dB总分配器插入损耗为4dB其输出电平111dB用户电平计算

　　1#楼距总分配器256m，在楼前加楼放器将输入1#楼楼配的电平维持在100/92dB,则1#楼得三个单元中左右两个单元的用户电平是一致的，中间的略有不同，具体计算参照下图1-3：

　　图1-3

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　　上图为1#楼得用户分配网络:

　　左右单元距1#楼总分配器30m，分支器插入损耗1dB，分支损耗28~8不等中间单元：

括号内为频率低端电平。

分支器1输入电平=100dB　　

　　用户1端口电平=*=　　分支器2输入电平=*=　　用户2端口电平=*=　　分支器3输入电平=*=

　　用户3端口电平=*=

　　分支器4输入电平=*=　　用户4端口电平=*=　　分支器5输入电平=*=　　用户5端口电平=*=　　分支器6输入电平=*=

　　用户6端口电平=*=　　

　　左单元支路：

括号内为频率低端电平。

　　分支器1输入电平=*=

　　用户1端口电平=*=

　　分支器2输入电平=*=

　　用户2端口电平=*=

　　分支器3输入电平=*=　　用户3端口电平=*=

　　分支器4输入电平=*=

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　　用户4端口电平=*=　　分支器5输入电平=*=　　用户5端口电平=*=　　分支器6输入电平=*=　　用户6端口电平=*=　　

　　7#楼距总分配器160m，在楼前加楼放器，在每一层设放大器将输入每层的电平维持在91/90dB,在楼内7层设一个2分配器分别送给1~6层和7~12层具体计算参照下图1-4：

　　图1-4

　　7层支路：

括号内为频率低端电平。

分支器1输入电平=91dB　　

　　用户1端口电平=*=　　分支器2输入电平=*=

　　用户2端口电平=*=　　

　　分支器3输入电平=*=　　

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　　用户3端口电平=*=

　　五．温度变化对用户电平的影响

　　温度系数表示一年四季温度变化对同轴电缆损耗值的影响大小。

同轴电缆的衰减系数会随着温度的变化二变化，温度增加，电缆损耗增加；温度减低，电缆损耗降低。

　　一般同轴电缆的温度系数为%/℃，现只计算温度对最长户外电缆的影响。

假设温度变化为-10℃~50℃，即温度变化ΔT=±30℃最长电缆为250+3*6=268m

　　∴Δα=LXKTXΔT=268*（/100）*%*30=

　　（C/N）T=C/N-Δα==≥53dB,能够满足系统分配的指标的要求。

　　六．天线的防雷

　　前端是整个有线电视系统的核心。

万一这些设备被雷击损坏，除造成严重的经济损失外，还会造成大范围的停播，对有线台的形象造成影响，因此前端的防雷措施至关重要。

　　接收天线的防雷措施有：

A、确定好接收天线地理位置，架设天线时既要保证接收信号的质量又要避开雷区；B、加入信号防雷器，这种防雷保护器的主要功能是使信号顺利通过，而万一出现雷电造成异常高电压时，对其内部的放大管立即起作用，阻止雷电对设备造成损坏；C、架设避雷针，这是一种普遍而又比较有效的防雷措施，于接收天线一般架设在楼顶上，很容易将雷电引入前端，特别是卫星天线，防雷措施一定要考虑周全，一方面要使接收天线在避雷针的保护区内，另一方面还要降低避雷针的接地电阻，避雷针要选用直径较粗的优质金属材料，要深埋地下可靠接地，接地电阻要控制在4Ω以内。