住宅小区有线电视系统设计

1题目住宅小区有线电视系统设计学院(部)电子与控制工程学院专业电气工程及其自动化班级32040901学生姓名学号6月3日至6月10日共1周指导教师(签字)孔丽系主任(签字)2目录一．CATV设计方案概述.........................................................................3二、前端系统............................................................................................41、前端设备的选择............................................................................42、各频道输出电平计算....................................................................5三、干线系统............................................................................................61、干线设备的选择............................................................................62、设备技术参数................................................................................73、光缆传输系统电平计算................................................................8（1）光发射机输出功率计算......................................................8（2）衰减器计算..........................................................................8（3）光发射机参数整定与校验..................................................8（4）光接收机的参数整定..........................................................8四、用户分配系统的设计........................................................................91.分配网络设计...................................................................................92.设备的选择.....................................................................................103、用户分配系统各点电平计算......................................................114.分配系统指标验算.......................................................................14五．温度变化对用户电平的影响..........................................................14六．天线的防雷......................................................................................153一．CATV设计方案概述此CATV系统采用邻频传输方式，邻频传输使系统频道容量大、稳定性高、非线性失真小；系统前端所用器件主要有：电视天线，卫星天线，解调器，调制器，混合器。传输系统主要用光缆进行信号传递。用户分配系统主要用光缆进行分配传输，把信号传递到各家各户，从而实现了设计题目的要求。系统卫星电视节目数量：6频道开路信号，4路卫星信号和3套自办节目。同时也对如何做好本系统的网络的防雷措施进行了分析介绍。整个CATV系统的总体方案如下图所示: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，进入干线系统，干线系统由同轴电缆和干线放大器6频道开路信号4路卫星信号3套自办节目调制调制调制解调解调解调混合器混合干线放大传输分配器用户4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，再经由分支器分配给各个用户。二、前端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。前端系统图如下：1、前端设备的选择卫星天线：SRA3000-A功率分配器：FPD-II卫星接收机：SP4S-1/2开路信号天线4频道：V4LH5T8频道：V8LH12T10频道：V10LH12T19频道：U20LH17T35频道：U34LH20T40频道：UQLH14T楼栋放大器型号：SB-7530MZ15解调器所选型号：MIC-8003调制器所选型号：SXT-199混合器所选型号：HH302U/V电缆选用SYWV-75-12型电缆2、各频道输出电平计算设天线到前端距离为20m，各天线输出电平的估算如下：4频道载波频率为77.25MHz，λ1=C/f=3x108/77.25x106=3.88m馈线衰减常数为a=2.1dB/100m8频道载波频率为184.25MHz，λ1=C/f=3x108/184.25x106=1.63m馈线衰减常数为a=3.25dB/100m10频道载波频率为200.25MHz，λ3=C/f=3x108/200.25x106=1.50m馈线衰减常数为a=3.39dB/100m19频道载波频率为519.25MHz，λ4=C/f=3x108/519.25x106=0.58m馈线衰减常数为a=5.45dB/100m35频道载波频率为687.25MHz，λ5=C/f=3x108/687.25x106=0.44m馈线衰减常数为a=6.27dB/100m40频道载波频率为727.25MHz，λ6=C/f=3x108/727.25x106=0.41m馈线衰减常数为a=6.45dB/100m天线的特征参数接收频道4810193540频率fMHZ77.25184.25200.25519.25687.25727.25接收场强E756578868272天线增益G6.88.51116177馈线衰减a2.13.253.395.456.276.45工程上天线输出电平计算公式：U=E+G+20Lgλ-La-18天线到前端的距离为20m;4频道输出电平：U=75+6.8+20Lg3.88-0.42-18=75.1dB8频道输出电平：U=65+8.5+20Lg1.63-0.65-18=59.1dB610频道输出电平：U=78+11+20Lg1.5-0.0.678-18=73.8dB19频道输出电平：U=86+16+20Lg0.58-1.09-18=78.2dB35频道输出电平：U=82+17+20Lg0.44-1.254-18=72.6dB40频道输出电平：U=72+7+20Lg0.41-1.29-18=51.96dB由于GOBOXTV解调器的输入电平标称为50~90dB，接收频率为42~862MHz所以满足要求，可以选用。STX-199调制器频率范围为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120dB,信噪比S/N=60dB.单频道载噪比：C/N1=S/N+6.4=66.4dB前端总载噪比验算：C/N总=C/N1-10lgn=58.6dB所以C/N总≥44dB（技术指标），满足要求。三、干线系统干线系统设计采用光缆传输，损耗低，传输质量高。干线系统如下图所示：1、干线设备的选择衰减器：可调衰减器JZCK201光发射机：MIC-OT-750光接收机：MIC-OR-750BR-2光缆：GYTG-Z-1可调衰减器光发射机光缆传输光接收机用户分配网络72、设备技术参数（1）衰减器：可调衰减器JZCK201最大衰减量：20+3dB插入损耗：2dB（2）光发射机：MIC-OT-750射频输入电平：75~85dB带宽：47~750MHz波长：1310nm输出功率：4~20mW（3）光接收机：MIC-OR-750BR-2光波长：1290~1600nm频率范围：47~750MHz光功率输入范围：-6~+3dB射频输出电平：≥104dB光功率/dBm+10-1-2-3C/N(dB)5251504948（4）光缆：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)：0.35,0.40,0.50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，色散较大，价格较高，现有技术不是很成熟。在本系统中由于传输距离较小，所以选用1310nm光波长进行传输。83、光缆传输系统电平计算（1）光发射机输出功率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=0.35dB/km，光纤长度D=6km，有2个光熔点，两个机械接头，所以，光链路损耗：Z=0.35*6+0.05*2+0.5*2=3.2dB所以光发射机机的输出功率为3.2+（-3）=0.2dB光发射机的输出功率P=10（0.2/10）=1.05mW（2）衰减器计算前端输出的信号电平为120dB，而光发射机的最大输入电平为85dB，衰减量为35dB。第一级衰减器整定衰减量为17dB，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=120-17-18=85dB≤85dB，满足要求。（3）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85dB，满足光发射机输入电平要求，由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0.76mW。（4）光接收机的参数整定由于前端信号已满足光接收机输入电平要求，根据C/N光链路表可知载噪比C/N=48dB.设定其输出电平为120dB,斜率为10dB，接收机射频输出电平为120（110）dB9四、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1.分配网络设计本分配网络采用的分配——分支的形式，其分配网路总图如下：分配网络局部图：101~6号楼7~10号楼从用户分配放大器输出的信号先有总分配器分成2路，一路经过六分配器给1~6号楼，另一路经过四分配器给7~9号楼；1~6号楼经分配器分成3路，分别给3个单元输送信号，再经二分支器给每层的两个用户输送信号；7~10号楼则经过置于4层的三分配器一路向下给1~4层输送信号，另两路向上，一路给5~8层输送信号，一路给9~10层输送信号。2.设备的选择总分配器（二分配器）：HSP-772，插入损耗取3.8dB三分配器：HSP-773，插入损耗取5.8dB四分配器：HSP-774，插入损耗取7.8dB六分配器按工程上常用取值插入损耗取10dB二分支器HDC-172-24,插入损耗0.8dB，分支损耗24dB四分支器HDC-174-24,插入损耗2.8dB，分支损耗16