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第六章网络规划及系统设计重点难点网络总体规划及工程方案网络设计基本要求网络设计步骤方法第一节网络总体规划及工程方案有线电视网络由前端系统、传输网络和分配网络组成，必须进行严谨而周详的规划和设计工作。一般来说规划和设计工作分为两个阶段：一是总体规划，二是详细规划和设计•网络总体规划是系统设计的依据，详细规划和设计是工程技术方案的具体化。高质量的网络规划和工程技术方案是建设有线电视网的关键。•所谓总体规划包括有线电视网络系统的目的和项目、系统规模、功能、节目数量和频道配置、网络结构、施工计划、工程预算和人员安排等。•工程技术方案包括前端设备、传输设备、设计依据、系统指标分配等。一.网络总体规划的方法1、概述叙述网络规划需要达到的目标、解决的主要问题、规划产生的背景、意义。2、覆盖范围的确定要根据行政区划图详细勘查，然后确定网络覆盖区域、用户数，计算网络传输的最远距离。如图６－1所示。3.节目套数和频道配置网络规划时应确定传输节目数量，合理规划每套节目所占频道，合理分配人力、物力和财力。4.系统网络结构和功能的确定网络拓扑有树形、星形、环形。有线电视宽带综合网络一般采用光缆和同轴电缆混合网（HFC网络），如图６－２所示。系统的功能包括：（1）传输信号的类型（模拟信号、数字信号）。（2）信号传输的方向（单向还是双向传输）。5工程建设规划和步骤根据有线电视网系统规模、功能、节目套数和网络结构确定。6详细施工图的确定实地勘查，确定光缆、电缆网络干线路径、各光节点及分支点位置、光缆电缆的敷设工艺和方式。7工程预算根据设备清单进行市场调查，逐一进行比较和考查，作出一个准确的工程预算。二.工程技术方案工程技术方案涉及的内容有当地气候条件、有无空间电磁波干扰、供电情况、设备和器材情况、设计的依据、技术指标的分配、最大传输距离、施工图纸和器材清单等。下面重点介绍器材选取和指标分配1、器材的选取（1）选择原则结构符合国际国内标准，电气性能符合国际国内标准。分清主要性能和次要性能，了解产品说明书所列指标及厂家的测量方法，并且注意性能指标的测试条件。接口符合国际国内标准。具有国际国内认可的权威机构的测试鉴定证明（荣誉证书和推荐书一类不能作为选型依据）。选择具有长期研制和大规模生产能力的公司或研究所的产品。同一系统最好采用同一公司产品，以利于升级换代。选择国内各地设有技术服务中心和具有良好售后服务的产品。服从于本地本单位网络规划，适合当地环境条件和经济能力。按照价值工程原理，评估多种设备的性能价格比，并择其优者。选择国际通用的先进设备和器材。（2）射频前端设备现阶段前端一般选用邻频设备。从功能方面考虑，前端输出频道一旦配置好后，不需要经常变动。所以，模拟电视信号调制器和模拟电视信号处理器宜选用固定频道输出，每个频道配置一套。频道输出可调节（捷变式）的调制器和信号处理器可以作备用，１～２套即可。从结构方面考虑，模式是一个频道一个机箱，符合１９英寸标准机柜。也有两个或3个结构单元组成一个频道，易于维修互换。多数系统采用１９英寸标准机柜。从性能方面考虑，多数设备的多数性能指标接近。特别需要重视的是频率稳定度、载噪比、频率响应、谐波失真和视频指标。（3）光发射机和光接收机国内外有多家公司生产光发射机和光接收机。此类设备的主要厂商有菲利浦（philips）、通用器材、阿尔卡特（Ａlctel）等公司。（4）卫星电视接收机卫星电视接收机有模拟卫星电视接收机和数字卫星电视接收机，可接收Ｌ、Ｃ、Ｋu波段高频头输出的信号，高频头噪声温度（或噪声系数）越低越好。国内外卫星接收机型号繁多，适用于有线电视台的卫星接收机一般是工程型，对可靠性、电源等要求较高。（5）干线器材和设备电缆干线器材和设备有干线电缆、干线放大器、分支器等。小型系统采用国产高效物理发泡电缆ＳＹＷＶ－１２；大中型系统采用国产高效物理发泡电缆ＳＹＷＶ－１２或国外电缆ＱＲ型，ＭＣ２型等。电缆干线放大器（站）适用于中小型系统，大型系统一般采用光缆干线。光缆干线器材和设备有光缆、光放大器、光分路器、光接收机等站。（6）分配网络部分分配网络部分设备有用户放大器、同轴电缆、分配器、分支器、同轴电缆、系统输出口等。用户放大器用于电缆分配网络，是信号传输的最后一级放大器，要求有良好的非线性失真特性。为了带动更多系统输出口，要求高增益高输出电平。楼栋之间用—９电缆，单元之间用—7电缆，入户用—５电缆。系统输出口是用户使用的界面，最重要的要求是安全性，系统输出口内必须加高压隔离电容。已有建筑物选用明装，新修建筑物选用暗装（7）机房其它设备加解扰设备：国外多家公司有寻址收费系统上市，可供选择。音像节目制作系统的功能有字幕、特技、切换等。音像节目制作系统类型有全数字非线性视频工作站，电脑视频创作系统，电脑动画实时工作站，实时动画创作系统等。视频演播设备：如录像机、视频编辑机、数字特技机、字幕机等。连接器件应与各型光缆、电缆连接器配套，各个设备、部件、器件之间的连接线，插头插座要配套并注意是公制还是英制。分支分配器一般用金属屏蔽型（室外要选用防雨防潮型）。光纤系统配套工具和仪器有光纤熔接机，光纤切割机，光功率计等。第二节网络设计基本要求有线电视系统设计进必须满足国家规定的系统的各种电气参数及其技术指标。即满足有线电视系统的电气参数及其指标有：系统输出口电平、载噪比、交互调比、微分增益、相互隔离、输入输出阻抗等。其中这几项技术指标依靠设计和调试来保证。而微分增益、相互隔离、输入输出阻抗靠设备质量来保证，与系统设计无关。网络设计时涉及的参数１、系统技术指标分配如表６－１所示设计值载噪比（Ｃ/Ｎ）≥４３ｄＢ交调比（Ｃ/ＣＭ）≥４６＋１０lg(Ｎ-１)(Ｎ为频道数)互调比（Ｃ/ＩＭ）≥５７ｄＢ载波组合三次差拍比（Ｃ/ＣＴＢ）≥５４ｄＢ２、系统输出口电平在ＣＡＴＶ系统中系统输出口电平是一个重要的指标，其目的是提供电视机一个最佳的输入电平范围，它是指射频电视图像信号同步脉冲内未经过调制载波电压的有效值。如果系统输出口电平过低，在电视机屏幕上呈现雪花状；而电平过高，就会因电视机本身的非线性失真产生干扰，所以系统输出口电平是一个最佳输入电平范围。我国标准有ＧＢ－６５１０和广电部标准ＧＹ－１０６。（１）电平范围由ＧＢ－６５１０规定：ＶＨＦ段：５７～８３dＢμＶ；ＵＨＦ段：６０～８３dＢμＶ。由ＧＹ－１０６规定：６０～８３dＢμＶ在进行系统设计时，邻频系统输出口电平为６５±４dＢ，在射频电视信号中，伴音的载波电平一般调整到比图像载波电平低１７dＢ。系统传送调频广播信号时，系统输出口调频广播信号电平：４７～７０dＢμＶ。系统输出口电平用场强仪或频谱场强仪进行测量（２）系统输出口电平差任意频道：≤１０ｄＢ；≤８ｄＢ(任意６０ＭＨｚ)相邻频道：≤６ｄＢ（３）频道内幅频特性任何频道内幅度变化不大于±２dＢ，任何０.５ＭＨｚ内幅度变化不大于０.５±dＢ。３、载噪比（Ｃ／Ｎ）载噪比（Ｃ／Ｎ）定义为系统某点图像或声音载波电平与噪声电平之比，通常用分贝表示。国家标准规定系统的图像载噪比不得低于４３ｄＢ，见表６－１。而图像信噪比（Ｓ/Ｎ）与载噪比（Ｃ／Ｎ）之间的关系为：Ｃ／Ｎ＝Ｓ／Ｎ+６.４（dＢ）（６－１）视、音频信号以信噪比计算，然后换算为载噪比；通常对于射频信号以载噪比计算。3、载波互调比（Ｃ／ＩＭ）载波互调比（Ｃ/ＩＭ）定义为载波电平和互调产物电平之比，用分贝表示。ＣＡＴＶ系统的载波互调比不应小于５７dＢ，而频道内载波互调比应大于５４dＢ。载波互调比（Ｃ/ＩＭ）不满足要求表现为网纹干扰。4、交扰调制比（Ｃ／ＣＭ）交扰调制比（Ｃ／ＣＭ）定义为需要的载波调制信号电平和其它频道上转移过来的交扰调制信号电平之比，用分贝表示。由表６－１可见，ＣＡＴＶ系统交扰调制比为４６＋１０lg(Ｎ－１)dＢ，Ｎ为频道数。交扰调制比为合格表现为串像雨刷状干扰或滚动的白道二、网络设计必须考虑的安全要求1、系统输出口的安全统输出口直接与电视机相连必须确保系统外市电不进入系统内，以免造成意外事故。采取的措施较多，例如：在输出端同轴电缆的内导体串接隔离电容器，外导体接地,电容器能够承受３ＫＶ直流高压。2、防雷与接地系统设计时应具有防止雷电袭击的措施，例如：天线竖杆装设避雷针，避雷针和天线竖杆要可靠接地，进入前端的馈线要加装避雷针。3、对有线电视设备和器件的安全要求ＣＡＴＶ设备和器件要按操作规程安装使用和维护。第三节网络设计步骤方法一.设计步骤1、资料收集（1）已经拟制好的网络总体规划和工程技术方案是设计的依据；除此之外还要收集建筑物平面图、层数、单元数、每单元每层户数、河流、道路、电杆位置以及拟选用设备和产品技术说明书等。（2）服务区的环境与气候掌握服务区环境状况，便于干线路的设计。了解当地气候状况，包括最低气温、最高气温、降雨和雷电发生的频度。（3）前端、干线和分配网络的指标分配如表６－１所示，有线电视系统前端、干线和分配网络的指标分配要根据不同的网络结构进行分配。（4）掌握当地广电规划、建网要求、城市建设规划（5）网络规模的确定和网络结构形式的选定2、前端系统的设计与计算，绘制前端系统图3、干线系统设计（光缆干线、电缆干线、微波干线）与计算、绘制干线系统图4、分配系统设计与计算、绘制分配网络图5、系统供电与防雷设计二.设计方法不管是单向传输还是双向传输，系统设计方法一般按照信号下行传输方向依次设计和计算，即按前端、干线、分配网络的顺序对各部分进行设计。1、网络部分的连接关系前端与干线的连接分为以下几种连接关系：（1）前端与电缆干线的连接（2）前端与光缆干线的连接如图６－４所示。（3）前端与微波传输接口2、前端系统设计前端系统分析与设计主要考虑邻频前端，邻频前端的主要部件是邻频调制器、频道处理器和解调器。有线电视实现邻频传输，主要是在前端实行了满足邻频传输要求的信号处理方法，包括声表面波滤波器（ＳＡＷＦ），锁相环路（ＰＬＬ）频率合成技术、图像和伴音分通道处理等。（1）质量要求保证射频、视频、音频技术指标，满足相邻频道的传输要求。对前端设备中的频道处理器和电视调制器的输出信号要求寄生出分量小，带外抑制特别是邻频道抑制大，频率总偏差小，输出幅度稳定(±１dＢ)，相邻频道抑制≥６０dＢ，带外寄生输出抑制≥６０dＢ，相邻频道电平差≤２dＢ，任意频道间电平差≤１０dＢ，Ｖ／Ａ比按规定在１４～２３dＢ之间，通常以１７dＢ为宜。（2）前端载噪比的计算有线电视系统总载噪比和ＣＴＢ等指标，要在各子系统中进行分配，各子系统指标与总指标之间的关系式：（Ｃ／Ｎ）ｚ＝（Ｃ／Ｎ）n－１０lgＫ（６－２）式中（Ｃ／Ｎ）ｚ-------子系统的载噪比指标；（Ｃ／Ｎ）n-------全系统总噪比指标；K-------分配系数。国家标准规定有线电视系统Ｃ／Ｎ≥４３dＢ，前端载噪比的分配系数为Ｋ＝０.５，代入（６－２）式得：（Ｃ／Ｎ）ｚ＝４３–１０lg０.５=４６dＢ由于前端输入信号有空间开路射频信号和视音频信号两类，前端处理也分为空间射频通道和视音频通道两类。所以分别对这两个通道进行计算，前者得到的是载噪比，后者得到的是信噪比，将信噪比换算为载噪比后进行比较，以载噪比小的那个通道载噪比作为前端输出口的载噪比。（１）空间射频通道载噪比单台设备输入端电平Ｓ入与输出端载噪比Ｃ/Ｎ的关系为：Ｃ／Ｎ=Ｓ入–Ｎf–２.４（ｄＢ）（６－３）Ｎf：噪声系数例题１：如图６－６，已知接收天线输出口电平Ｓ入＝６５dＢμＶ，频道处理器噪声系数Ｎf＝８dＢ，频道处理器接无源混合器，求前端输出口载噪比Ｃ／Ｎ＝？解：Ｃ／Ｎ＝Ｓ入－Ｎf－２.４＝６５－８－２.４＝５４．６dＢ讨论：若接收天线输出口电平较低，例如Ｓ入＝５０dＢ，情况怎样呢？显然Ｃ／Ｎ＝Ｓ入－Ｎf－２.４＝５０－８－２.４＝３９.６dＢ•已知按国家标准规定有线电视系统载噪比为４３dＢ，一般分配给前端的按计算为４６dＢ。当天线输出口电平为６５dＢμＶ时，前端载噪比满足要求，还有５４.６－４６＝８.６（dＢ）余量。如果天线输出口电平为５０dＢμＶ，前端载噪比不能满足要求，还差４６－３９.