CATV有限电视

CATV有限电视 () 280406 2804060224 6 15 6 19 1 () () 09 5 22 1．确定系统模式，即采用全频道系统或邻频传输系统。 2．前端系统距离住宅小区约2km，接收4个频道的开路信号，4路卫星信号和2 套自办节目。对前端设备进行选型、电平计算、技术指标计算。 3．传输分配系统，干线传输既可用同轴电缆也可用光缆；根据用户规模和 分布情况，选择合理的分配网络，计算各点电平值、验算技术指标。 4．CATV系统的防雷设计，主要考虑天线的防雷设计（避雷针的高度、如何接 地等）。 住宅小区楼群示意图如图所示。 20m 1 2 45m 3 200m 80m 100m 1号楼和2号楼是6层3单元、每单元每层2户的住宅楼，3号楼是12层、每层6户的小高层住宅楼，层间间距均为3米。 开路信号： 接收频道 接收场强（dB） 4 75 8 60 10 78 19 85 技术指标： 载噪比C/N?44dB； 用户电平65-----72dB。 气温变化量：?30?； 常温20?。 1 ?CATV系统设计概述。 ?前端各个频道电平、C/N计算。 ?传输分配系统各主要点的电平计算（只计算最低频道和最高频道电平）、用户 电平计算（每个楼只计算一组电平）、C/N计算。 ?温度变化对用户电平的影响（只计算最长户外电缆的影响）。 ?天线的防雷设计。 2 CATV系统图 1． 参考资料查阅。 2． CATV系统方案设计。 3． 绘制系统图。 4． 系统各个部分的设计计算。 1．《有线电视设计与新技术应用》 科学出版社 2006 2．《有线电视工程设计、安装与调试》 人民邮电出版社 2004 一、ATV系统设计方案概述 整个CATV系统的总体方案如下图所示： 开路信号 调制解调器 用户 混干线合 卫星信号 调制解调器 分配器 用户 器放大 用户 自办节目 调制解调器 图1 CATV系统总体方案 如上图所示，需要接收的开路信号，卫星信号通过天线接收器（卫星信号 要通过功分器和卫星电视接收机）经放大后连同自办节目一起经过解调调制送入 混合器，经混合器将各频道信号混合为一路输出，此为前端系统。前端输出后即 进入干线系统，干线系统由同轴电缆和干线放大器组成，干线系统将信号传输到 住宅小区即进入用户分配系统，在用户分配系统中采用分配器将信号分配到各个 单元，再经分支器分送的各个用户家中。各系统组成如下： 前端信号处理 前端信号处理有四部分组成，第一是功率分配器，第二是卫 星接收机， 三是调制器，第四是混合器。 2）干线部分采用射频同轴电缆，系统干线采用SYWV-75-12，支干线采用SYWV-75-9，分配网络采用SYWV-75-7，在网络结构设计中，电缆质量的好坏 影响着今后的扩展，良好的传输线路能使线路成为一个良好的信息交换的物理平 台。 3分配系统的组成： (1) 分配器:分配器之分配损耗随分配数数增加而加大,频率范围:50MHZ-550MHZ及适合回输路径,相互隔离不应小于20dB。 (2) 分支器:分支器具有定向传输的特性，根据其于分配系统中所处的位置选择 适当插信损耗和分支损耗的分支器使用户输出口的电平越于均匀。频率范围： 5MHZ-550MHZ及适合回输路径。 (3) 同轴电缆:电缆须用铜内外导体的同轴电缆，电缆须符合的国家及以上 特性：特性阻抗75欧姆。 (4) 终端电阻：在系统所有支路的末端及分配器，分支器的空置输出均需接入 75欧终端电阻 二、前端系统 （1）所选设备：卫星接收天线SRA4500-4，功分FPD-?,卫星接收机SP4S-1/2， 高频头，开路信号天线4频道：V4LH5T；8频道：V8LH12T；10频道：V10LH12T ； 19频道：U20LH17T，天线放大器BWF7320A,调制器S550M-?，解调器S890D-D。 （2） 设计前端系统图（见附图） （3）本系统均为频道型器件，理论上不考虑非线性失真，主要考虑载噪比和输 出电平。 ?天线输出电平估算： 当地电视频道开路信号： 接收频道 4 8 10 19 接受场强（dB） 75 60 78 85 86 4频道：f=77.25MHz, λ=c/f=3×10 ?(77.25×10)=3.88m,G=6.8dB. 44 查得α=2.06dB/100m,天线到前端的长度为20m, L=0.2×2.06=0.412dB, A U=E+G+20?λ-L-18=75+6.8+11.78-0.412-18=75.17dB. 4A 8频道：f=184025MHz,λ=1.63m,查得G=8.5dB,α=3.29dB,馈线长20m. 88 L=0.2×3.29=0.658dB,U=60+8.5+4.24-0.658-18=54.08dB. A8 10频道：f=200.25MHz，λ=1.5m，查得G=11,α=3.46dB馈线长20m。 1010 L=0.69dB, U=78+11+3.52-0.69-18=73.83dB. A10 19频道：f=519.25MHz，λ=0.58 m，查得G=16,α=5.89dB馈线长20m。 1919 L=1.18dB, U=85+16-4.73-1.18-18=77.09dB. A10 由以上计算可得，各频道输入到解调器的电平值符合规定（50—90dB）,因此可以直接输入到解调器进行转换。 ?调制器的型号选择SXT-199，其技术参数如下： 图像载波输出电平：?110dBμV（可调范围：0～-20dB） 频率范围：1～56ch 频率准确度：?5KHz 图像伴音载波功率比：-10～-20dB连续可调 射频输出阻抗：75Ω 射频输出反射损耗：?12dB 带外输出抑制：?60dB 边带抑制：?60dB 视频输入：0.7～1.4Vp-p全电视信号 视频调制度：87.5％ 信噪比（S／N）：＞55dB 由以上参数可得：设置调制器输出电平=120dB,S/N=56dB则 单频道的载噪比为：C/N =S/N+6.4=62.4dB. 单 前端系统总的载噪比为：C/N= C/N-10?N=62.4-1=61.4dB. 总单 由系统各项指标的分配表： 项目 系统名称 比例 dB值 C/N 前端系统 7/10 45.5 C/N 干线系统 2/10 51 C/N 分配系统 1/10 54 CM 干线系统 4/10 55 CM 分配系统 6/10 51.5 IM 干线系统 4/10 66 IM 分配系统 6/10 62.4 表1 国家标准分配系统各项指标 分配给前端的C/N=45.5dB,而算得的前端系统的C/N =61.4dB>45.5dB满足要总求。 选择混合器型号为HC-12X,其插入损耗=22dB,则 前端系统输出电平=120-22=98dB. (120-22=98dB) 三、干线系统 选择干线放大器的型号为SB-7530MZ,先假定取G=26dB,干线选用高发泡电缆 SYWV-75-12,则α=6.09dB/100m， >=C/N+10?n+N+2.4=51+6.99+7+2.4=67.39dB. fiS=G/α=(26/6.09)*100=426m，为留取一定的裕量取S`=400m，则所需干放级联所以取U=72dB i数为：n=2000?400=5级 因为U<= U-10?n-7.5?(N-1)-0.5(CM-4)=117-6.99-7.16-4=98.85 OOmaxa因为UU=U+G=72+26=98dB<98.85dB，符合要求。即G=26dB。 Oi 前端系统输出电平为98dB/98dB.第一级干放高频段的输入电平为72dB.传输到第一级干放的距离=（98-72）?6.09×100=427m，考虑要留裕量，放大器间距 可以选400m，该干放内置均衡器，则 级间均衡量=（6.09-1.47）?100×400=18.48dB.各级干放的输入输出电平如 图所示： 92/72dB 98/98dB 92/72dB 一级干放 98/98dB .... 五级干放 前端 载噪比：C/N= U -10?n-N-2.4=72-10?5-7-2.4=55.6dB, fi 由表1可知，国家标准分配给干线的载噪比为51dB, 干线系统交调比为55dB,干线系统互调比为66dB。 所以C/N=55.6dB>51dB,符合要求。 干线系统交调比：CM=CM+2(U-U)-20?n-10?（N-1） aomaxo =48+2(120-98)- 20?5-10?9=66.48dB>55dB符合要求。 干线系统互调比：IM=IM+(Uomax-Uo)-15?n a =77+（120-98）-15?5=88.52dB>66dB，符合要求。 四、分配系统 从干线系统输出的电平=98dB/98dB，从干线系统输出后即进入小区分配系统的 总分配器，即分配器输入电平=98dB/98dB。 （1） 一号楼各点电平计算 选择一号楼楼栋放大器的型号为SB-30MZ1可以手动增益，斜率控制。 总分配器到一号楼的距离为180m。 传输到一号楼楼放的电平=98-6-1.89×1.8=88.59dB. （98-6-7.73×1.8=78.09dB） 楼放内置均衡器的均衡量=（7.73-1.89）?100×180=10.5dB。 设置楼放的输出电平=104dB/104dB，即G=104-78=26 dB。 载噪比C/N=78-7-2.4=68.6dB>54dB（系统分配值），符合要求。 选用分支器型号WFZX-2，干线用SYWV-75-9同轴电缆,送到用户的分支线用SYWV-75-7同轴电缆。楼层间距离为3m，分支器到用户端口距离10m。 一层分支器输入电平=104-6=98dB （104-6=98dB） 一层用户端口电平=98-28-0.1×2.36=69.76dB （98-28-0.1×9.55=69.05 dB） 二层分支器的输入电平=98-0.8-0.03×1.89=97.14 dB （98-0.8-0.03×7.73=96.97 dB） 二层用户端口电平=97.14-28-0.1×2.36=68.9 dB （96.97-28-0.1×9.55=68.02 dB） 三层分支器输入电平=97.14-0.8-0.03×1.89=96.28 dB （96.97-0.8-0.03×7.73=95.94 dB） 三层用户端口电平=96.28-26-0.1×2.36=70.04 dB （95.94-26-0.1×9.55=68.99dB） 四层分支器输入电平=96.28-0.8-0.03×1.89=95.42 dB （95.94-0.8-0.03×7.73=94.91 dB） 四层用户端口电平=95.42-26-0.1×2.36=69.18 dB （94.91-26-0.1×9.55=67.96 dB） 五层分支器输入电平=95.42-0.8-0.03×1.89=94.56 dB (94.91-0.8-0.03×7.73=93.88 dB) 五层用户端口电平=94.56-24-0.1×2.36=70.32 dB （93.88-24-0.1×9.55=68.93 dB） 六层分支器输入电平=94.56-0.8-0.03×1.89=93.70 dB （93.88-0.8-0.03×7.73=92.85 dB） 六层用户端口电平=93.70-24-0.1×2.36=69.46 dB （92.95-24-0.1×9.55=68.0 dB） 另外两个单元的相应点电平与此相同。 （2）二号楼各点电平计算 一层分支器输入电平=98-6-6=86 dB （98-6-6=86 dB） 一层用户端口电平=86-14-0.1×2.36=71.76 dB （86-14-0.1×9.55=71.05 dB） 二层分支器的输入电平=86-1.5-0.03×1.89=84.44 dB （86-1.5-0.03×7.73=84.27 dB） 二层用户端口电平=84.44-14-0.1×2.36=70.2 dB （84.27-14-0.1×9.55=69.32 dB） 三层分支器输入电平=84.44-1.5-0.03×1.89=82.88 dB （84.27-1.5-0.03×7.73=82.54 dB） 三层用户端口电平=82.88-14-0.1×2.36=68.64 dB （82.54-14-0.1×9.55=67.59 dB） 四层分支器输入电平=82.88-1.5-0.03×1.89=81.32 dB （82.54-1.5-0.03×7.73=80.81 dB） 四层用户端口电平=81.32-10-0.1×2.36=71.08 dB （80.81-10-0.1×9.55=69.86 dB） 五层分支器输入电平=81.32-2.5-0.03×1.89=78.76 dB （80.81-2.5-0.03×7.73=78.08 dB) 五层用户端口电平=78.76-10-0.1×2.36=68.52 dB （78.08-10-0.1×9.55=67.13dB） 六层分支器输入电平=78.76-2.5-0.03×1.89=76.5 dB （78.08-2.5-0.03×7.73=75.64 dB） 六层用户端口电平=76.5-8-0.1×2.36=68.26 dB （75.64-8-0.1×9.55=66.69 dB） 另外两个单元的相应点电平与此相同。 （3）三号楼各点电平计算 从主分配器到三号楼的距离为200m，楼房型号选用SB30MZ1.内置均衡器。楼放和四分配器放在六层。每层的分支器布置见图如下 用户一 用户二 用户三 图2某楼层的分支器分配简图 三分支器 2 三分支器 1 用户六 用户五 用户四 从主分配器传输到三号楼楼放的电平=98-6-2×1.89=88.22 dB （98-6-2×7.73=76.54 dB） 内置均衡器均衡量=（7.73-1.89）?100×200=11.68 dB 设置楼放输出电平为106 dB/106 dB,则增益调为G=106-76=30 dB。 载噪比C/N=76.54-7-2.4=67.14 dB>54dB（系统分配值），符合要求。 选用分支器型号为WFZX-3, 干线用SYWV-75-9同轴电缆,送到用户的分支线用 SYWV-75-7同轴电缆。楼层间距离为3m，分支器到用户端口距离10m。 六层分支器输入电平=106-8=98 dB （106-8=98 dB） 六层用户端口电平=98-28-0.1×2.36=69.76dB （98-28-0.1×9.55=69.05 dB） 五层分支器的输入电平=98-1.0-0.03×1.89=96.94 dB （98-1.0-0.03×7.73=96.77 dB） 五层用户端口电平=96.94-28-0.1×2.36=68.7 dB （96.77-28-0.1×9.55=67.82dB） 四层分支器输入电平=96.94-1.0-0.03×1.89=95.88 dB （96.77-1.0-0.03×7.73=95.54 dB） 四层用户端口电平=95.88-26-0.1×2.36=69.64 dB （95.54-26-0.1×9.55=68.59dB） 三层分支器输入电平=95.88-1.0-0.03×1.89=94.82 dB （95.54-1.0-0.03×7.73=94.31 dB） 三层用户端口电平=94.82-26-0.1×2.36=68.58 dB （94.31-26-0.1×9.55=67.36 dB） 二层分支器输入电平=94.82-1.0-0.03×1.89=93.76 dB (94.31-1.0-0.03×7.73=93.08 dB) 二层用户端口电平=93.76-24-0.1×2.36=69.52 dB （93.08-24-0.1×9.55=68.13 dB） 一层分支器输入电平=93.76-1.0-0.03×1.89=92.70 dB （93.08-1.0-0.03×7.73=91.85 dB） 一层用户端口电平=92.70-24-0.1×2.36=68.46 dB （91.85-24-0.1×9.55=66.89 dB） 因为从四分配器到七层的分支器的距离约为1.5m，其线损最大为0.015× 7.73=0.12 dB，为计算方便可以忽略不计，则 七层分支器的输入电平=106-8-0.015×1.89==97.97 dB?98 dB （106-8-0.015×7.73=97.88dB?98 dB） 与六层相同，依此类推，七层到十二层的各点电平与六层到一层对应点的电平 值相等。在此不再计算。 五、温度变化对用户电平的影响 分配系统中最长的电缆是从二号楼到三号楼的一段，长200m，则衰减量 L=2×7.73=15.46dB，?T=?30?，K=0.2％,则 T ?α=L×K×?T=15.46×0.2％×30=0.93dB。 T 考虑温度影响后的载噪比（C/N）=C/N-?α=67.14-0.93=66.21dB>54dB T 满足要求。 六、防雷的设计 （1）天线立杆及天线基座应有两个不同方向与建筑物的避雷带相连，以确保 接地可靠，加强避雷安全。 天线避雷针的高度计算： 有VHF天线3个,UHF天线1个，最低架设3m，每个上下间距0.5m，所以最高天线架设5m。 单个天线的保护角45度，估算避雷针>=8m。 （2）天线馈线必须通过天线避雷器后，方可与前端设备相连,以防雷电毁坏设备。 （3）所有放大器外壳均可靠接地，且放大器的交流输入输出端接有浪涌冲击 保护器。 （4）同轴电缆的外保护层与大地可靠连接，防止雷击。 1、《有线电视工程设计与新技术应用》 科学出版社 2006 2、 《有线电视工程设计、安装与调试》人民邮电出版社 2004 名称 型号 数量 卫星接收天线 SRA3000-A 2个 功分 FPD-? 2个 卫星接收机 SP45-3 2个 高频头 1个 4频道天线 V4LH5T 1个 8频道天线 V8LH12T 1个 10频道天线 V10LH12T 1个 19频道天线 U20LH17T 1个 调制器 SXT-199 10个 解调器 GOBOXTV 4个 干线放大器 SB-7530MZ1 5个 干线电缆 SYWV-75-12 2km 支干线 SYWV-75-9 若干 用户电缆 SYWV-75-7 若干 分配放大器 SB-5530MZ1 2个 三分配器 3SP 3个 四分配器 4SP 1个 二分支器 WFZX-2 36个 三分支器 WFZX-3 24个 录像机 松下 1个 DVD机 松下 1个