小區(qū)有線電視系統(tǒng)設計

1、課 程 設 計 報 告 書題 目 住宅小區(qū)有線電視系統(tǒng)設計 學院(部) 電子與控制工程學院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 學生姓名 蔣秋華 學 號 6 月 4 日至 6 月 10 日 共 1 周指導教師(簽字) 孔麗 系 主 任(簽字) 摘要此CATV系統(tǒng)采用鄰頻傳輸方式；系統(tǒng)前端所用器件主要有：電視天線，天線放大器，衛(wèi)星接收天線，解調(diào)器，調(diào)制器，24路混合器。傳輸系統(tǒng)采用的是光纖傳輸主要器件有：光發(fā)射機，光纖，光接收機。用戶分配系統(tǒng)主要用電纜進行分配傳輸，主要器件有分配器，分支器，線路放大器，把信號傳遞到各家各戶，從而實現(xiàn)了設計題目的要求。系統(tǒng)衛(wèi)星電視節(jié)目數(shù)量：6套本地開路電視節(jié)目，8

2、套衛(wèi)星電視信號以及3套自辦節(jié)目。關鍵字：CATV 鄰頻傳輸 光纖目錄第一章 引言4第二章 系統(tǒng)方案的論證及方案確定7第三章 前端系統(tǒng)的設計83.1前端設備的選擇：83.2前端系統(tǒng)技術參數(shù)的設計83.2.1開路信號的接收：83.2.2衛(wèi)星電視信號的接收：103.2.3解調(diào)器，調(diào)制器，混合器113.2.3前端的C/N和CM：113.4前端系統(tǒng)的總體設計方案圖12第四章 干線傳輸系統(tǒng)124.1光纜傳輸系統(tǒng)的設備選擇124.1.1設備選擇：124.1.2各種設備技術參數(shù)與選擇依據(jù)134.2光纜傳輸系統(tǒng)電平計算154.3干線傳輸部分總的C/N與CM15第五章 用戶分配系統(tǒng)的設計165.1分配網(wǎng)絡設計內(nèi)容

3、165.2 用戶分配系統(tǒng)各點電平計算175.2.1 1至6號樓各用戶電平的計算185.2.2 7至10號樓各用戶電平的計算195.3配系統(tǒng)的交擾調(diào)制比CM和載噪比C/N21第六章 技術指標檢驗21第七章 天線的防雷設計22第八章 總結22原件明細表23系統(tǒng)圖24參考文獻24鳴謝24第一章 引言隨著科技的不斷發(fā)展，有線電視在人們的生活中越來越重要，特別是在我國經(jīng)濟不斷向前發(fā)展的情況下，伴隨三網(wǎng)合一的不斷推進，有線電視的發(fā)展將更加迅速。因此有線電視系統(tǒng)的設計也越發(fā)顯得重要，對技術的要求也越來越高。本系統(tǒng)詳細介紹了小型有線電視系統(tǒng)的設計。設計內(nèi)容及要求：一、 設計內(nèi)容及要求1確定系統(tǒng)模式和網(wǎng)絡結構形

4、式。2前端系統(tǒng)距離住宅小區(qū)約6km，接收6個頻道的開路信號，兩顆衛(wèi)星各4路衛(wèi)星信號和3套自辦節(jié)目。對前端設備進行選型、電平計算、技術指標計算。3傳輸分配系統(tǒng)設計，干線傳輸既可用同軸電纜也可用光纜；根據(jù)用戶規(guī)模和分布情況，選擇合理的分配網(wǎng)絡，計算各點電平值、驗算技術指標。4CATV系統(tǒng)的防雷設計，主要考慮天線的和主干線的防雷設計。二、 設計原始資料住宅小區(qū)樓群示意圖如圖所示。1234567891016號樓是6層3單元、每單元每層2戶的住宅樓，外形15米80米25米；710號樓是12層、每層6戶的小高層住宅樓，外形30米30米42米，層間間距均為3米，各個樓間距約80米。開路信號接收4、8、10、

5、19、35、40頻道，接收場強分別為75、65、78、86、82、72dB。技術指標： 載噪比C/N44dB；CM46 dB 或CTB54 dB；用戶電平6272dB。氣溫變化量：30； 常溫20。三、設計完成后提交的文件和圖表1 計算說明書部分CATV系統(tǒng)設計方案概述。前端各個頻道電平計算、C/N計算。傳輸分配系統(tǒng)各主要點的電平計算（只計算系統(tǒng)最低和最高工作頻率下的電平值）、用戶電平計算（每個樓只計算一組電平）、C/N計算，CM或CTB計算。溫度變化對用戶電平的影響（只計算最長戶外電纜的影響）。天線的防雷設計。2 圖紙部分：CATV系統(tǒng)圖四、進程安排1 參考資料查閱。2 CATV系統(tǒng)方案設計

6、。3 繪制系統(tǒng)圖。4 系統(tǒng)各個部分的設計計算。第二章 系統(tǒng)方案的論證及方案確定有線電視系統(tǒng)的設計主要有前端系統(tǒng)、干線傳輸系統(tǒng)和用戶分配系統(tǒng)三大部分。前端系統(tǒng)：本有線電視系統(tǒng)采用鄰頻傳輸，采用鄰頻傳輸使系統(tǒng)頻道容量大、穩(wěn)定性高、非線性失真小，鄰頻前端系統(tǒng)主要由各種接收天線、調(diào)制器、解調(diào)器、多路射頻信號混合器組成。干線傳輸系統(tǒng)：目前我國有線電纜電視傳播媒介主要有電纜傳輸、光纜傳輸和微波傳輸三種方式，在本系統(tǒng)中由于前段到用戶距離為6km；若用電纜傳輸，衰減大，需要多個放大器串聯(lián)，而放大器過多又會影響系統(tǒng)信號，所以不用電纜傳輸方式；若采用微波傳輸方式則成本太大，而此系統(tǒng)的用戶少，不宜采用；而光纜傳輸系

7、統(tǒng)簡單且衰減小，古在此系統(tǒng)中采用光纜傳輸方式。用戶分配系統(tǒng)：有線電視分配系統(tǒng)是通過分配網(wǎng)絡（有分支器、分配器、用戶分配放大器和射頻電纜組成）給系統(tǒng)的每一個用戶終端提供一個適當?shù)碾娨曅盘柕南到y(tǒng)。在本系統(tǒng)中用戶分布情況不同，而且沒有查到六分支器的參數(shù)，故1至6號樓采用分配-分支形式；7至10號樓采用分配分支分配形式。為了計算方便，通過電纜的長度的控制使得1至6號樓個單元的情況完全一樣，7至10號樓的1至6層和7至12層的情況完全一樣。每年夏季，由于雷雨較多，氣候異常，是有線電視系統(tǒng)發(fā)生故障的高峰季節(jié)。雷電對有線電視系統(tǒng)的危害十分強烈，所以防雷、避雷與接地問題，就成了有線電視系統(tǒng)設計不可忽略的重要問

8、題。本系統(tǒng)采用在天線金屬桿的頂端加長兩米作為避雷針。整個CATV系統(tǒng)的總體方案如下圖所示用戶用戶用戶用戶分配器分配器混合器光纖傳輸開路信號開路信號衛(wèi)星信號開路信號自辦節(jié)目開路信號第三章 前端系統(tǒng)的設計3.1前端設備的選擇：饋線： SYWV-75-12高發(fā)泡電纜解調(diào)器：MIC-2003捷變型電視解調(diào)器調(diào)制器: MIC-2003專業(yè)級鄰頻調(diào)制器混合器：廣東東莞佳得視廣電信號24路混合器天線放大器：TF03（20dB）4頻道天線：V4LH5T8頻道天線：V8LH12T10頻道天線：V10LH12T19頻道天線：U20LH17T35頻道天線：U34LH20T40頻道天線：UQLH14T衛(wèi)星電視接收天線

9、：SRA6000-43.2 前端系統(tǒng)技術參數(shù)的設計3.2.1開路信號的接收：天線輸出電平的計算：假設饋線長度為20m， 4頻道載波頻率為77.25MHz，1=C/f=3x108/77.25x106=3.88m饋線衰減常數(shù)為a=2.00dB/100m8頻道載波頻率為184.25MHz，2=C/f=3x108/184.25x106=1.63m饋線衰減常數(shù)為a=3.10dB/100m10頻道載波頻率為200.25MHz，3=C/f=3x108/200.25x106=1.50m饋線衰減常數(shù)為a=3.16dB/100m19頻道載波頻率為519.25MHz，4=C/f=3x108/519.25x106=0

10、.58m饋線衰減常數(shù)為a=5.20dB/100m35頻道載波頻率為687.25MHz，4=C/f=3x108/687.25x106=0.44m饋線衰減常數(shù)為a=5.98dB/100m40頻道載波頻率為727.25MHz，4=C/f=3x108/727.25x106=0.41m饋線衰減常數(shù)為a=6.15dB/100m4頻道接收場強 75dB V4LH5T 天線增益：6.8dB4頻道輸出電平：U0=75+6.8+20lg3.88-La-18=75.18dB8頻道接收場強 65dB V8LH12T 天線增益：8.5dB8頻道輸出電平：U0=65+8.5+20lg1.63-la-18=57.12dB8

11、頻道由于電平不到60所以選用天線放大器：TF03（20dB）根據(jù)其參數(shù)可知：C/N=90-5-2.4=82.6DbCM=60dB10頻道接收場強 78dB V10LH12T 天線增益：11dB10頻道輸出電平：U0=78+11+20lg1.50-la-18=73.89dB19頻道接收場強 86dB U20LH17T 天線增益：16dB19頻道輸出電平：U0=86+16+20lg0.58-la-18=78.23 dB35頻道接收場強 82dB U34LH20T 天線增益：17dB35頻道輸出電平：U0=82+17+20lg0.44-la-18=71.85dB40頻道接收場強 72dB UQLH1

12、4T 天線增益：9dB40頻道輸出電平：U0=72+9+20lg0.41-la-18=54.03 dB40頻道由于電平不到60所以選用天線放大器：TF03（20dB）根據(jù)其參數(shù)可知：C/N=90-5-2.4=82.6 dBCM=60dB3.2.2衛(wèi)星電視信號的接收：選擇SRA6000-4型衛(wèi)星天線，其主要參數(shù)如下：工作頻段C波段天線口徑6.0m天線行式鋁板拋物面頻率范圍（GHz）3.7 4.2增益（dB）46副瓣電平（dB）-14天線噪聲溫度-駐波比1.3軸比1.2極化圓極化/線極化任選饋電方式前饋3.2.3解調(diào)器，調(diào)制器，混合器由于MIC-2003捷變型電視解調(diào)器輸入電平范圍為6085dB，

13、所以40頻道的電平過低，需要天線放大器放大該頻道電平。MIC-2003專業(yè)級鄰頻調(diào)制器頻率范圍為48870MHz,滿足要求，調(diào)制器的輸出電平113dB，設為115dB。混合器采用廣東東莞佳得視廣電信號24路混合器，其技術參數(shù)如下：頻率范圍5-860MHz插入損耗20dB1dB輸入口之間相互隔離度30dB輸入口反射損耗16dB輸出口反射損耗16dB輸入口/輸出口阻抗75所以滿足要求，設插入損耗為20dB，則混合器的輸出電平為95dB。3.2.3前端的C/N和CM：由于天線放大器：TF03（20dB）根據(jù)其參數(shù)可知：則前端的C/N=90-5-2.4=82.6Db則前端的CM=60dB3.4前端系統(tǒng)

14、的總體設計方案圖第四章 干線傳輸系統(tǒng)4.1光纜傳輸系統(tǒng)的設備選擇一般的光纜傳輸系統(tǒng)主要由衰減器、光發(fā)射機(包括下行光發(fā)射機和上行光發(fā)射機)、光分支器、光纜、光接收機（包括下行光接收機和上行光接收機）、光中繼站、光配線盒、光接線盒（熔接點）,由于前端距離分配網(wǎng)絡4km，所以本系統(tǒng)只包括衰減器、光發(fā)射機、光纜、光接收機。4.1.1設備選擇：光纜傳輸系統(tǒng)設備初選：衰減器：JZCK20I光發(fā)射機：MIC-0T-860I光接收機：MIC-OR-860BR-2光纜：GYTG-Z-14.1.2各種設備技術參數(shù)與選擇依據(jù)(1)衰減器JZCK20I頻率范圍：40860MHz最大衰減量：203dB插入損耗：2dB

15、衰減量可調(diào)選擇依據(jù)：由于前端發(fā)出的信號為95dB，而光發(fā)射機的輸入電平為7585dB，衰減量為20dB，所以選用衰減器先將前端發(fā)來信號進行衰減，為減少設備選擇次數(shù)，選擇衰減量可調(diào)的JZCK20I衰減器。(2)光發(fā)射機MIC-0T-860I的參數(shù)如下： (3)光接收機MIC-OR-860BR-2的主要參數(shù)如下： (4)光纜GYTG-Z-1工作波長：1310，1550nm應用：架空或管道都可以，在這里考慮到環(huán)境美觀問題選用管道使用溫度/：-30+50光纖芯數(shù)：28結構特征：剛帶縱包鎧裝損耗常數(shù)/(dB/km)：0.35，0.40，0.50.選擇依據(jù)：在光纖傳輸?shù)娜齻€波長中，850nm波長損耗較大，

16、不宜在有線電視系統(tǒng)中使用；1310nm波長損耗較低，色散最小，價格也比較便宜；1550nm波長損耗最小，可以采用光纖放大器進行中繼放大，應用于遠距離傳輸，色散較大，價格較高，現(xiàn)有技術不是很成熟。在本系統(tǒng)中由于傳輸距離較小，所以選用1310nm光波長進行傳輸。4.2光纜傳輸系統(tǒng)電平計算（1） 衰減器計算前端輸出的信號電平為95dB，而光發(fā)射機的輸入電平為7585dB，衰減量為1020dB。衰減器整定衰減量為20dB，忽略電纜傳輸損耗。所以有光發(fā)射機輸入電平值為：Ui=95-20=75dB，75Ui85dB，滿足要求。（2）光發(fā)射機輸出功率的計算對于一級光纖傳輸系統(tǒng)，輸入光接收功率取值為-3dB。

17、根據(jù)對于1310nm，光纖衰減系數(shù)=0.4dB/km光纖長度D=6km所以，光鏈路損耗：Z=0.4x6+1+0.5+1=5.9dB mW 其中1為光接收機的輸入功率，0.4x6光纖損耗，1為裕量損耗，0.5為光接頭損耗。由于光發(fā)射機的輸出功率范圍是420 mW，而光鏈路損耗；所以設置光發(fā)射機的輸出功率： P=6mW（3）光發(fā)射機參數(shù)整定與校驗前端信號經(jīng)衰減器衰減后輸出電平為75dB，滿足光發(fā)射機輸入電平要求，由上述光發(fā)射機輸出電平的計算，設置光發(fā)射機光輸出功率為6mW。由光發(fā)射機的參數(shù)表知道，此時C/N=52dB（4）光接收機的參數(shù)整定由于前端信號已滿足器輸入電平要求，根據(jù)C/N光鏈路表可知載

18、噪比C/N=52dB.設定接收機射頻輸出電平為105dB。4.3干線傳輸部分總的C/N與CM干線傳輸部分總的C/N=-log10-5210+10-5210=49干線傳輸部分總的CM=56dB第五章 用戶分配系統(tǒng)的設計5.1分配網(wǎng)絡設計內(nèi)容在分配網(wǎng)絡中用到的電纜都為SYWV-75-12高發(fā)泡電纜。從光發(fā)送機出來的信號引致5號樓，在5號樓經(jīng)三分配器分成三路，一路引致2號樓供給1至3號樓，一路引致5號樓供給4至6號樓，一路引致8號樓供給7至10號樓，考慮到樓間距離和樓本身寬度，為了計算方便設同軸電纜長度均為100米。在2號樓經(jīng)三分配器分成三路，考慮到樓間距離和樓本身寬度，為了計算方便每路經(jīng)150米同

19、軸電纜分別供給1,2,3號樓；到了1號樓，再經(jīng)過三分配器非為三路供給各個單元。到了各個單元的每一層再經(jīng)二分支器分配給各個用戶。從5號樓供給4,5,6號樓也援用上述方案。在8號樓經(jīng)四分配器分為四路，再經(jīng)200米同軸電纜分配給7,8,9,10號樓，到了各樓再經(jīng)二分配器分為兩路，分別供給1至6層和7至12層；到了各層，先經(jīng)二分支器分出兩路，每路再經(jīng)三分配器分為三路供給每個用戶。其分配網(wǎng)絡如下：5.2 用戶分配系統(tǒng)各點電平計算總分配器選用佛山無線電二廠的3SP分配器其技術參數(shù)：插入損耗(max)/dB=6頻率：VU相互隔離度：1835dB四分配器選用佛山無線電二廠的4SP分配器其技術參數(shù)：插入損耗(m

20、ax)/dB=8頻率：VU相互隔離度：1835dB三分配器選用佛山無線電二廠的3SP分配器其技術參數(shù)：插入損耗(max)/dB=6頻率：VU相互隔離度：1835dB二分配器選用佛山無線電二廠的2SP分配器其技術指標：插入損耗：4頻率：VU相互隔離度：1835dB線路放大器選用WXF1820C其技術指標：交擾調(diào)制比：CM=60dB載噪比C/N=120-10-2.4=107.6dB二分支器：HDC-172-16其技術指標:插入損耗：1.5dB分支損耗：16dBHDC-172-20其技術指標:插入損耗：1 dB分支損耗：20dBHDC-172-24其技術指標:插入損耗：0.5 dB分支損耗：24dB

21、均衡器選用：JH212其技術指標：頻率范圍：45700MHz均衡量：9dB5.2.1 1至6號樓各用戶電平的計算1至6號樓各單元的二分支器1至3層的為HDC-172-20，其插入損耗為1dB，分支損耗為20dB，4至6層的為HDC-172-16, 其插入損耗為1.5dB，分支損耗為16dB。7至10號樓1至3和7至9層的二分支器為HDC-172-24，其插入損耗為0.5dB，分支損耗為24dB；4至6層和10至12層的二分支器為HDC-172-20，其插入損耗為1dB，分支損耗為20dB。由于1至6號樓個單元的電平分配情況完全一樣，所以只需算1號樓的第一單元的電平情況。從前端來的電平為105d

22、B，經(jīng)三分配器減為99dB,由于同軸電纜對不同頻率的衰減特性不同，四頻道最低為0.02dB/m，四十頻道的最高位0.0615dB/m，所以經(jīng)100m的電纜衰減為97dB和93 dB，再經(jīng)均衡器和放大器的作用到達2號樓變?yōu)?08dB和115 dB，經(jīng)三分配器后變?yōu)?02dB和109 dB，再分配到各樓去，經(jīng)150m電纜到達1號樓時電平衰減為99dB和100 dB，再進三分配器分配到個單元去，到達第一個分支器的電平為90.4 dB和90 dB一層分支器的分支輸入電平=90.4 dB （90 dB）一層用戶端口電平=90.4-20=70.4 dB（90-20=70 dB）二層分支器的輸入電平=90.

23、4-3*0.02-1=89.34dB（90-3*0.062-1=88.8dB）二層用戶端口電平=89.34-20=69.34dB（88.8-20=68.8dB）三層分支器的輸入電平=89.34-3*0.02-1=88.28dB（88.8-3*0.062-1=87.6dB）三層用戶端口電平=88.28-20=68.28dB（87.6-20=67.6dB）四層分支器的輸入電平=88.28-3*0.02-1=87.22dB（87.6-3*0.062-1=86.4dB）四層用戶端口電平=87.22-16=71.22dB（86.4-16=70.4dB）五層分支器的輸入電平=87.22-3*0.02-1.

24、5=85.66dB（86.4-3*0.062-1.5=84.7dB）五層用戶端口電平=85.66-16=69.66dB（84.7-16=68.7dB）六層分支器的輸入電平=85.66-3*0.02-1.5=84.1dB（84.7-3*0.062-1.5=83.0dB）六層用戶端口電平=84.1-16=68.1dB（83.0-16=67.0dB）5.2.2 7至10號樓各用戶電平的計算由于7至10號樓1至6層，7至12層的電平分配情況完全一樣，所以只需算7號樓的1至6層的電平情況。從前端來的電平為105dB，經(jīng)三分配器減為99dB,由于同軸電纜對不同頻率的衰減特性不同，四頻道最低為0.02dB/

25、m，四十頻道的最高位0.0615dB/m，所以經(jīng)100m的電纜衰減為97dB和93 dB，再經(jīng)均衡器和放大器的作用到達8號樓變?yōu)?08dB和115 dB，經(jīng)四分配器后變?yōu)?00dB和107 dB，經(jīng)200m電纜到達7號樓時電平衰減為96dB和95 dB，再經(jīng)放大器和三分配器分配給1至6層和7至12層，有20m的同軸電纜到達第一個分支器的電平為99.6 dB和95.8 dB一層或七層分支器的分支輸入電平=99.6 dB （95.8 dB）一層或七層用戶端口電平=99.6-24-6=69.6dB（95.8-24-6=65.8 dB）二層或八成分支器的輸入電平=99.6-3*0.02-0.5=99.

26、04dB（95.8-3*0.062-0.5=95.1dB）二層或八成用戶端口電平=99.04-24-6=69.04dB（95.1-24-6=65.1dB）三層或九層分支器的輸入電平=99.04-3*0.02-0.5=98.48dB（95.1-3*0.062-0.5=94.4dB）三層或九層用戶端口電平=98.48-24-6=68.48dB（94.4-24-6=64.4dB）四層或十層分支器的輸入電平=98.49-3*0.02-0.5=97.92dB（94.4-3*0.062-0.5=93.7dB）四層或十層用戶端口電平=97.92-20-6=71.92dB（93.7-20-6=67.1dB）五

27、層或十一層分支器的輸入電平=97.92-3*0.02-1=96.86dB（93.7-3*0.062-1=92.5dB）五層或十一層用戶端口電平=96.86-24-6=70.86B（92.5-24-6=66.5dB）六層或十二層分支器的輸入電平=96.86-3*0.02-1=95.8dB（92.5-3*0.062-1=91.3dB）六層或十二層用戶端口電平=95.8-20-6=69.8dB（91.3-20-6=65.3dB）由上述計算可知，對于鄰頻系統(tǒng)用戶端口電平在6272dB以內(nèi)，符合設計要求。5.3配系統(tǒng)的交擾調(diào)制比CM和載噪比C/N求分配系統(tǒng)的交擾調(diào)制比CM和載噪比C/N：由于分配系統(tǒng)最長

28、的線路用了兩個線路放大器所以：CM=-20log10-6020+10-6020=54dBC/N=-10log10-107.2610+10-107.2610=104dB第六章 技術指標檢驗系統(tǒng)要求的技術指標為：載噪比C/N44dB；CM46 dB 或CTB54 dB；用戶電平6272dB。氣溫變化量：30； 常溫20。各個部分的C/N和CM D的值：前端的C/N=82.6dB前端的CM=60dB干線傳輸部分總的C/N=49干線傳輸部分總的CM=56dB分配網(wǎng)絡的CM=54dB分配網(wǎng)絡的C/N=104dB由各部分的數(shù)據(jù)可進行技術指標的驗證：驗證載噪比C/N:系統(tǒng)總的C/N=-10log10-82.

29、610+10-4910+10-10410=49dB驗證CM:系統(tǒng)總的CM=-20log10-6020+10-5620+10-5420=46.78dB46dB滿足要求。溫度變化對用戶電平的影響溫度系數(shù)表示一年四季溫度變化對同軸電纜損耗值的影響大小。同軸電纜的衰減系數(shù)會隨著溫度的變化二變化，溫度增加，電纜損耗增加；溫度減低，電纜損耗降低。在分配系統(tǒng)中，戶外電纜最大長度為8號樓到10號樓200m，計算值均按常溫20計算，溫差變化為常溫下30。 L=26.15=13.3dB，a=LKtT=13.30.2%30= 0.8 dB考慮溫度影響后的載噪比(C/N)總=C/N-a=49-0.8=48.2 44 dB綜上所述，溫度在30變化