黑龙江省延寿县hfc网络工程设计

黑龙江省延寿县HFC网络工程设计设计编号：建设单位：延寿县兴达广电网络传输有限公司设计单位：宁波力优数字技术有限公司宁波市科技园区力优数字技术有限公司2004年10月21日1力尽全能优化品质力优数字技术目录一.系统设计总体要求………………………………‥2二.系统设计依据标准………………………………‥3三.系统技术方案设计…………………………………4四.系统前端设计………………………………………6五.HFC网络中的光网设计…………………………‥15六.网络中的同轴电缆分配网设计……………………23七.工程施工、调试及维护细则…………………‥‥27八.附件附件一、前端系统设计图册及器材清单附件二、光链路部分图册及器材清单附件三、电缆分配网设计图册及器材清单附件四、有条件接收前端加解扰系统设计附件五、延寿县750MHZ有线电视HFC网络器材施工清单及工程预算附件六、其它有关技术文件延寿县HFC网络系统设计2力尽全能优化品质力优数字技术一、系统技术总体要求根据广电总局GY5063-1998关于《市县级有线广播电视网络设计规范》，根据兴达广电网络公司关于HFC网络建设的规划及要求，及延寿县HFC网络建设的实际需求以及宁波力优公司在广电领域多年的设计和施工经验，甲乙双方约定延寿县级HFC网的系统方案设计应充分体现出前瞻性、可扩展性和实用性，应既保证目前需求又具有能开通双向综合业务的先进性和灵活性，应具有分布实施的可操作性，应具有最优性价比的经济性。目的是建成黑龙江境内电视收视效果管理最好的HFC网络。此设计按照目标：用户入户电平为70dB±5dB设计；每个光节点在200户以下，除最多一级放大器之外，基本不用干线支干线放大器。二、系统设计依据标准a)GY200-94有线电视系统工程技术规范。b)GB/50057-94建筑物防雷技术规范。c)GB/T6510-96电视和声音信号的电缆分配系统。d)GB/T11318.14-96电视和声音信号的电缆分配系统设备与部件避雷器通用规范。e)GY/T131-1997有线电视网中光链路系统技术要求和测量方法。f)GY5063-1998市县及广播电视网设计规范。g)GY/T106-99有线电视广播系统技术规范。延寿县HFC网络系统设计3力尽全能优化品质力优数字技术三、系统技术方案设计3.1总体方案整个网络具有传输80-100套PAL制模拟及数字电视节目的功能，预留回传接口，以备必要时容易的开通双向传输业务。当前只开通40套电视节目。●工程规模：本工程为黑龙江省延寿县有线电视网络建设工程，工程总用户50000户。●节目来源：亚太1A、亚洲-3S、鑫诺1号等卫星上的电视节目，自办节目及光纤传送来的有线电视节目等。●传输方式：采用光纤同轴混合网络即HFC网。这是目前宽带用户接入的主要方式。●传输体制：由中心前端用光纤传输村屯（乡镇）和楼幢（城区）然后用电缆分配到用户，每个光接点覆盖200户之内，预留回传接口。●系统带宽：由于传输的电视节目越来越多，再加上数字电视高清晰度电视机未来个人通信业务的发展，故采用750MHZ系统带宽。●网络结构：采用星型网络结构。●频段划分：数据上行业务5-65MHZ，过度带65-87MHZ、调频广播业务87-108MHZ、TV下行业务（模拟及数字电视）110-750MHZ。●光纤接入程度：宽带网络发展的主要标志是光纤接近用户的程度，HFC网络中，光纤接入程度可分为光纤到小区、光纤到楼幢、光纤到户。本方案采用光纤到楼幢（屯）。●光纤芯数：1550nm传输每节点4芯考虑。1310nm传输每节点2芯考虑。●光波长：采用1550nm和1310nm相结合。●用户分配：采用集中分配方式有利于未来发展到双向业务时减少汇集噪声。延寿县HFC网络系统设计4力尽全能优化品质力优数字技术●用户管理：采用前端加扰可寻址收费管理系统，每个用户单独分配地址，实现管理到户。●供电方式：光接收机和放大器采用区域集中供电方式。●冗余设计：为保证改造后HFC网络的先进性，系统采用了多种冗余设计。如回传功能（预留）、光纤芯数用户入门电平。特别是光接收机都采用四输出口光机，一方面为今后用户扩展打下基础，另一方面对光接收机的备份互换也带来极大方便。3.2技术指标根据有关技术标准，系统应达到如下技术指标：序号项目单位电视（dB）调频广播（dB）1用户门口电平dBμV69±364±22输出口相互隔离dB≥30(VHF)≥22(UHF)3输出口任意频道电平差dB≤8≤64相邻频道电平差dB≤35载噪比C/NdB≥44≥42（单声道）≥52（立体声）6交调比CMdB≥497组和三阶差拍比CTBdB≥558组合二次互调比CSOdB≥55单频道干扰≥609载波交流声比C/NdB≥4710邻频抑制dB≥60带外抑制≥6011微分增益DG%≤512微分相位DP度≤5为保证上述的系统指标，就必须对系统的各个环节的技术指标进行严格分配。3.3网络指标的分配网络系统包括四个方面：一是前端设备、二是光缆干线传输设备、三是电缆分配网络、四是用户终端设备。5延寿县HFC网络系统设计力尽全能优化品质力优数字技术通常非线性失真包括载波组合三次差拍比CTB，载波组合二次互调比CSO，微分增益DG，微分相位DP，干线交调比CM，载波二次、三次互调比IM2、IM3等等。前端邻频调制器会引起较大的DG、DP失真，而线性放大器的非线性只要满足CTB、CSO的要求，就可以保证能远远满足DG、DP、IM2、IM3的要求，因此DG、DP由调制其设备指标保证。只要调制器满足了DG、DP的要求对整个非线性失真只计算CTB、CSO就足够了，因此在进行系统指标分配时主要考虑C/N、CTB、CSO三项指标。（1）.C/N值得分配：在有线电视网络中，C/N值是一项衡量各系统质量的重要指标。由于前端系统的调制器性能指标很高，所以前端系统的C/N值分配比为5%，对于光缆传输系统，由于传输距离不远，光端设备指标较高，只要合理选择和分配光发射机的光功率，使光接机接收的光功率不低于-2dBm，那么光缆传输干线的C/N值分配比为25%。对于电缆分配网，我们采用的是光节点到过流分配器之间是无源分配，极个别的用户分散地区必须用放大器时，也只能加一级干线放大器，而传输到普通分配时为了弥补分配损耗再增加了一级放大，所以这部分相当于二级放大，这部分的C/N值分配比为50%，那么终端部分的C/N值分配比为20%。（2）、CTB值的分配：由于前端各频道是单独处理的，几乎不存在相互串扰的问题，故其CTB分配比为5%，在光缆传输干线系统中，CTB值除与频道数有关以外，还与光收光发设备有关，一般光传输设备的CTB可以达到62-68dB。因此一级光干线的CTB6值分配比为25%（总局HFC网络改造指导性意见分配比为15%）。（3）、CSO值的分配：延寿县HFC网络系统设计力尽全能优化品质力优数字技术前端系统的CSO值分配比为5%，光干线的CSO值分配比为25%，电缆分配网的CSO值分配比为50%，用户终端的CSO值分配比为20%。由上述各指标参数的分配比算出各环节所要达到的指标可见（延寿县HFC网络系统指标分配标）。延寿HFC网络系统指标分配表参数系统指标前端光传输干线分配系统用户终端国标设计值分配系数分配值分配系数分配值分配系数分配值分配系数分配值C/N(dB)43440.05570.25510.5480.251C/CTB(dB)54550.05810.25670.5610.269C/CSO(dB)54550.05750.25640.5600.266四、系统前端设计前端是有线电视系统的核心部分，它为整个系统提供电视节目信号和控制管理信号。它的质量直接关系到整个有线电视系统能否正常的传送优良的电视图像和伴音以及确保完成它必要的管理控制和其他附加功能。因此正确的设计好前端电路，处理好进入前端的多种节目和信号，为前端系统配置好优质的设备和保证前端安全正常的工作是非常重要的。4.1前端的信号来源本前端的信号由以下构成：一是电视节目信号，二是由可寻址的数据调制器输出的控制信号，它包括了：①从卫星下行的电视信号如目前国内常用的来自亚太1A，亚洲3S等卫星的电视节目。②来自省台光缆传送的多频道电视节7目。③本县有线台自办的电视节目。4.2前端的构成以及各部分功能延寿县HFC网络系统设计力尽全能优化品质力优数字技术前端的构成详见《前端系统图》附后，由图可见前端部分由室外部分和室内部分所构成。4.2.1室外部分：前端的室外部分由卫星接收天线、高频头及电缆馈线所组成，在本前端中卫星天线有：1.收亚太1A卫星C波段（134°E）的天线；2.收亚洲-3S(105.5°E)卫星的C波段及KU波段天线；亚太1号和亚洲-3S卫星的接收天线（C波段）均用双极化馈源，输出V/H极化信号给接收机，KU波段天线用单极化馈源。以上天线所收的星上节目能覆盖大部分中央、省地市及一些允许落地的境外电视节目。4.2.2室内部分：1.由卫星接收机和调制器组成的部分：对不同卫星的下行信号，由卫星接收机收下后，输出A、V信号再由不同频道的调制器输出射频信号加之混合器。2.由光缆送入的省台多路SDH数字电视信号经解调后输出AV信号，经多路调制器处理后变成需用的电视频道信号加至混合器。3．自办节目的A、V信号通过相应的调制器输出射频信号加至混合器。以上信号经过三个16路混合器后，经一个三分配器合成一口。再进三分配器，一口直接进入1550光发射机还有两口再接二个三分配器，三分配器其两口，一口用作监测，另一口进入放大器（给电视墙），另外四口直接进入四个8低增益、高线性、低噪音的前置放大器放大后，再接四个二分配，输出八口再接七个六分配，提供给37台1310光发射机作光路传输用，另外五口作为预留。延寿县HFC网络系统设计力尽全能优化品质力优数字技术4.3前端的主要技术指标前端技术指标有：前端系统的输入电平；前端系统的输出电平；前端载噪比C/N；载波组和三次差拍比C/CTB、二次差拍比C/CSO。4.3.1前端系统输入电平本系统为HFC系统，输入信号以卫星电视信号和光缆传输传入省视台电视节目为主。天线接收信号强度决定了电视信号的质量，它取绝于接收点的场强和接收天线的增益，因此选用大口径的卫星天线，及低噪音温度的高频头，对于提高前端信号输入电平从而提高系统的载噪比是必要的（参见《附件一》天线设计部分）。4.3.2前端系统的输出电平前端系统的首要任务就是为传输系统输送合格的电平适当的信号，前端系统的下一级就是光发射机。我们知道光发射机的RF输入电平在80±5dBμv范围之内。本前端能保证对下一级1台1550光发射机和37台1310光发射机提供符合上述电平范围的信号。4.3.3前端载噪比C/N由于前端电路各频道信号均由调制器输出，因此选择在噪比高的高档调制器是非常重要。对PBI3000广播级邻频调制器：带内载噪比C/N内≥63dB；带外载噪比C/N外≥80dB；9在系统为N个频道时，调制器的总带外载噪比为：C/N外总=C/N外-10Log(N-1);延寿县HFC网络系统设计力尽全能优化品质力优数字技术=80-Log55=62.6dB;(N按56个频道计)因此前端每个频道的复合载噪比：C/N复合=-10Log(10-C/N内/10+10-C/N外总)；=-10Log(10-63/10+10-62.6/10)=59.8dB；我们知道，单个前置放大器（增益为19±1.NF=8.5）在输入信号电平为83dB式的载噪比为：C/N前置=83-（NF+2.4）=72.1dB;因此前端总的载噪比为C/N总=-10Log(10-C/N复合+10-C/N前置/10);=-10Log(10-59.8/10+10-72.1/10)=59.5dB；可见前端载噪比优于分配指标：57dB4.3.4载波组合三次差拍比C/CTB、二次差拍比C/CSO由于在前端电路中各频道信号都是由调制器单独输出的，其CTB、CSO失真主要产生前置放大器中。我们知道前置放大器在加载78个NTSC频道信号，输出电平为104