有线电视系统课程设计方案

江西工业工程职业技术学院江西工业工程职业技术学院有线电视系统课程设计方案姓名：指导老师：机电工程系2011-2012学年第一学期江西工业工程职业技术学院有线电视系统课程设计方案设计方案一、设计说明本系统依据《电缆电视广播系统技术规范》、《民用电视广播系统技术规范》、《30MHZ～1000MHZ声音和电视信号电缆分配系统技术标准》并结合“广州市白云区白水龙地块-1#楼(金国商业广场)”具体情况进行规划设计,主要包括：1.设备选材：选择品质优良、功能齐全、实用可靠、价格合理的系统设备，通过对系统及设备进行合理规划、配置，做到物尽其用，充份发挥系统的最佳使用效能。2.实用性：本系统规划了足够数量的电视频道以提供选择。电视频道包括自办节目以及省直有线电视等共套电视节目频道。3.先进性：为了满足发展需要，本系统按双向传输方式设计。网络器材采用宽带产品。其中放大器、分支分配器和用户终端采用“双向”产品。4.兼容性：本系统与广州有线电视共网传输，今后可作为有线电视HFC综合网独立的服务区使用，系统网络不需作改造，只需在用户终端增设相应双向传输设备即可。5.可靠性：为了保证系统运行可靠，除了系统前端选择优质、可靠的产品设备外，对系统传输网络进行合理的规划十分重要。为了提高系统网络的可靠性，本系统传输系统按分区传送方式，这种方式可有效地避免因温度变化而导致系统带内高低端信号电平出现的不平衡，同时还可避免由于传输网络某部分出现故障而影响系统整体运作的情况。此外，本系统在整体布局、方便维护和操作等方面均作了综合的考虑。江西工业工程职业技术学院二、系统规划A.节目源本系统电视节目包括有线电视、和自办节目二大类。1.自办节目本系统自办节目采用DVD播放或摄像机录制节目播放等方式。2.电视节目频道拟规划传送的电视频道包括有：自办电视；有线电视。电视节目内容和输出频道详见下表:频段序号频道节目名称频率(MHZ)备注VL1DS149.25有线电视2DS257.253DS365.254DS477.25VH5DS6168.256DS7176.257DS8184.258DS9192.259DS11208.2510DS12216.25增补11Z8224.25自办12Z9248.25U13DS13471.25有线电视14DS14479.2515DS15487.2516DS16495.2517DS17503.2518DS18511.2519DS19519.2520DS20527.25B.频段划分1.上行频段4～40MHZ，用于网络反向传输。江西工业工程职业技术学院2.下行频段48～750MHZ，用于传送模拟和数字电视以及图文、语音等综合信息。C.系统前端本系统前端由有线电视信号前端组成。1.有线电视频道的信号处理本系统规划传送的有线电视频道共套，电视信号处理方式采用滤波选频/变频方式，将所需电视频道选出后再进行中频处理，使其变为输出稳定的标准电视频道。见下图：有线电视频道的选取以上信息供广铁集团公司在招标系统前端设备时参考。D.网络系统（招标书要求报价仅含网络传输部分）1、干线电缆由于本系统放大器与最终用户分支器间的距离最长不超过120米，且采用两级双向放大多级分配的网络结构，故选用RG11四屏蔽低衰减电缆作主干，采用RG6四屏蔽电缆作用户分支电缆。汉胜四屏蔽电缆的特点是：混合器分配器中频处理器有线电视信号经处理后的电视频道江西工业工程职业技术学院对50MHz以下的反向传输信号衰减小，抗干扰能力强，这对于VOD及未来三网合一的综合业务网的性能是至关重要的。2.线路放大器：本系统选用双向干线放大器，其技术特性为：频率范围：47～750MHz工作频道数79反向通路(可选)：4～30MHz增益：30db可调均衡器：0～-21噪声系数8工作输入电平72db输出电平：102db反向增益12db由于终端数量较大,系统采用放大-分配-分配-放大-分配-分支结构.干线放大器分别位于前端机房和弱电井内，数量:第一级1，个第二级5个。E.网络系统的计算本系统共需设置用户终端总数大约356个，用户分区的规划是根据广铁设计院的有线电视系统系统和招标书的要求设计的。干线放大器的设置数量应根据传输网络各部分的分支、分配器的衰减值、电缆损耗值以及放大器最小输入电平确定。放大器的最小输入电平按公式Umin=C/N+10lgn+F+２.4db计算，式中C/N=50db（分配值），本方案采用国产优质名牌产品MW-30/34E(L)-PDR(12)，其噪声系数F8db，本系统串接级数n=4。故Umin=50+10lg4+8+2.4=73db。江西工业工程职业技术学院即为了保证系统的载噪比指标，设置干线放大器时，应以输入电平不少于73db为宜,正好是放大器的最佳输入电平。另外，干线放大器输出电平大小将直接影响系统网络交调指标，其输出电平不能太高，否则系统将容易出现调制失真，降低图像质量，影响收视效果。放大器的最大输出电平可按下式计算：Uomax=Uo-10lgn-7.5lg(c-1)-0.5[CM-47]db通常系统网络交调比CM=53db（分配值），本系统放大器最大输入频道数C=30（U频段），二级放大器后串接级数n=1，放大器最大输出电平Uo=120db.则:Uomax=120-10lg1-7.5lg30-0.56=106db由此可见，虽然放大器最大输出电平Uo=120db，但当输入频道数量较多时，放大器实际输出电平应控制在Uo=106db范围内，这样才能确保系统不会出现调制干扰，这是十分重要的。根据《电缆电视广播系统技术规范》，用户终端电平在60~80db为合格，本系统按705设计。分配系统的计算，实际上是根据用户电平值和放大器输出电平值去合理选配分支、分配器。分配器的衰减值按国家标准为每衰减4db为一个档次，分支器的衰减在3－4db之间，线耗为每10米1db。在实际配置分支、分配器时，有多种衰减档次可供选择。本系统分支、分配器的配置和各点电平的计算如下（如下图所示）：1.信号传输路径（以用户A为例）二级放大器(106db)八分配器（-4db）八分支器(-3db)终端用户电平计算线损-1db-4dbA-5db69db106db-4db-5db-5db-5db二级放大器江西工业工程职业技术学院用户A电平：Ｕa＝106－4－1－3－1－3－1－4－1－4－1-4-1-10=69db由上图可知，A用户终端电705db范围内，可见，信号电平完全满足设计要求。2、卫星电视信号前端卫星电视信号前端的信号处理方式通常采用“解调/调制”方式。解调器包括解调接收机、解码接收机和解压接收机。对于接收不同电视节目，应采用不同类型的解码接收机和解压接收机。3、有线电视频道的信号处理本系统规划传送的有线电视频道共48套，电视信号处理方式采用滤波选频/变频方式，将所需电视频道选出后再进行中频处理，使其变为输出稳定的标准电视频道。见下图：F、网络传输系统北京新保利大厦是一个面向二十一世纪的智能化大厦，其智能设计必须能接受未来信息社会的强力挑战，我们为今后双向传输的应用做了充分的准备。（1）双向传输的频带划分多业务有线电视网络的频谱分配方案：中频处理器混合器分配器有线电视信号经处理后的有线电视频道江西工业工程职业技术学院在频谱最低端5－42MHz，主要用于交互式信息的上行通道，48－550MHz用于传送模拟电视，该频带内可传送标准电视频道22套、增补频道37套、550－650MHz主要用于传送压缩数字电视，其带宽容量为100MHz，可提供120套数字电视频道（采用MPEG）压缩方式。650－750MHz带宽主要用于交互式通信的下行传输，用来开通电话和数字信息的传送。（2）双向传输简介电缆分配网中上行信号的传输A、由双向干线放大器、双向分配放大器和双向滤波器，分别对上、下行信号进行放大，补偿电缆的衰减和无源元件的损耗，平衡电缆的斜率，且互不干扰。B、用户信号至电缆分配网的传输在系统的终端，用户可接收来自系统中心发送的任何信息，同时，用户上行调制器将其回传的音频、视频信号，数据或话音信号再调制到各自的上行频段，然后送入双向电缆分配网。（3）双向传输与分配网络设计实现系统上、下行的双向传输、目前面临要解决的问题是：上行信号的噪声积累问题、网络接口技术问题、用户接口设备问题以及系统涉及到的相关材料标准问题等。所有这些都是双向传输的关键技术问题，也是有线电视未能规模发展的主要原因。电视网络系统向多功能综合业务信息网方向定位是未来有线电视发展趋势，为适应发展需要，本系统网络传输部分按双向传输方式设计。随着今后综合业务信息网发展成熟，到时用户只需增加相应的双向终端设备、便可享受综合业务信息网提供的一切服务。系统网络满足双向传输的条件是选择具有双向放大功能的线路放大器和具有宽带特性的双向分支分配器（5－100MHz）。可采用正、反向信号单独放大并混合传送，并接入双向放大器。江西工业工程职业技术学院说明：因物理发光同轴电缆不适合传输双向信号，所以我们设计使用四屏蔽同轴电缆，该电缆在广州视频宽带网已广泛应用。3.1布线与网络结构A、干线干线是指从放大器至分配器之间的同轴电缆线（这里我们不考虑有线电视进入大楼的线，这部分由相关部门实施），布防于弱电竖井中。B、支线支线是指从分配器至分支器和分支器至终端插座之间的同轴电缆.支线主要布放于天花板内的线槽中。有线电视网系统拓扑图3.2系统接地大楼内ＣＡＴＶ系统的同轴电缆金属外护套，金属穿管，设备（或器件）的外露可导电部分均应相连并接地。系统所采用的屏蔽电缆应穿金属管敷设，电缆外层或金属管与建筑物的避雷带有良好的电气接地。江西工业工程职业技术学院3.3管线材料的选择本设计布线所用管线材料为镀锌铁槽和热镀锌铁管.本方案中选用的镀锌铁管规格全部为ф20或ф25，至于镀锌铁槽的规格，一般按线槽的横截面积线槽所包含的电缆的截面积之和*3确定.结果如下：水平线槽（吊顶式）：100*50*1.0mm（槽宽*槽高*厚度）干线主槽：200*300*1.5mm（槽宽*槽高*厚度）干线水平部分线槽：100*50*1.0mm（槽宽*槽高*厚度）由于大楼布线采用走暗线方式，考虑到对线缆保护，我们在方案设计中采用镀锌线管。三、系统的其它要求A.防雷系统的防雷设计,参照GBJ120－88《防雷及安全防护》标准。系统前端接收天线部分安装独立的避雷设施加以保护，避雷针与天线之间的最小水平间距不大于3m,避雷针对天线的保护角45，接地电阻不大于4欧。B.通风散热由于系统长期通电工作，温度较高，若不加装散热设施，则设备容易受损，建议在前端机房安装排气风扇或空调设备以便散热避免设备受损。四、有线电视网络分配部分设备材料清单序号名称型号数量单位1线路放大器MW-30E(L)-7507个2双向四分配器MW-7748个江西工业工程职业技术学院3双向四分支器MW-17490个4双向用户终端MW-772360个5四屏蔽射频电缆RG112000米6四屏蔽射频电缆RG610680米