課程設(shè)計(jì)（論文）住宅小區(qū)有線電視系統(tǒng)設(shè)計(jì)x

1、 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題 目 住宅小區(qū)有線電視系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)院(部) 電子與控制工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 6 月 13 日至 6 月 19 日 共 1 周指導(dǎo)教師(簽字) 系 主 任(簽字) 一CATV系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案概述 有線電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要有前端系統(tǒng)、干線傳輸系統(tǒng)和用戶(hù)分配系統(tǒng)三大部分。 本有線電視系統(tǒng)采用鄰頻傳輸，采用鄰頻傳輸使系統(tǒng)頻道容量大、穩(wěn)定性高、非線性失真小，鄰頻前端系統(tǒng)主要由各種接收天線、調(diào)制器、解調(diào)器、多路射頻信號(hào)混合器組成。目前我國(guó)有線電纜電視傳播媒介主要有電纜傳輸、光纜傳輸和微波傳輸三種方式，本有線電視系統(tǒng)采用光纜傳輸。有線電視分配系統(tǒng)是通過(guò)分

2、配網(wǎng)絡(luò)（有分支器、分配器、用戶(hù)分配放大器和射頻電纜組成）給系統(tǒng)的每一個(gè)用戶(hù)終端提供一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娨曅盘?hào)的系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用分配-分支形式從用戶(hù)分配放大器輸出的信號(hào)先經(jīng)過(guò)分配器分成幾路，每一路再分配并且通過(guò)不同的分支器向終端用戶(hù)提供符合要求的信號(hào)。每年夏季，由于雷雨較多，氣候異常，是有線電視系統(tǒng)發(fā)生故障的高峰季節(jié)。雷電對(duì)有線電視系統(tǒng)的危害十分強(qiáng)烈，所以防雷、避雷與接地問(wèn)題，就成了有線電視系統(tǒng)設(shè)計(jì)不可忽略的重要問(wèn)題。本系統(tǒng)就如何做好相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的防雷措施有所說(shuō)明。二前端系統(tǒng)設(shè)備與設(shè)計(jì)前端系統(tǒng)作為有線電視傳輸?shù)拈_(kāi)端，是有線電視系統(tǒng)最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是有線電視系統(tǒng)的心臟。前端信號(hào)質(zhì)量的高低直接影響到用戶(hù)端信號(hào)

3、的好壞。前端采用鄰頻傳輸，前端設(shè)計(jì)配置圖如下圖：1 前端設(shè)備的初選前端設(shè)備主要包括信號(hào)源部分，如各種接收天線、接收機(jī)、自辦節(jié)目源等；信號(hào)處理部分，如調(diào)制器、解調(diào)器、混合器、分配器、導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器等；饋線部分,同軸電纜或者光纜。本系統(tǒng)初步前端設(shè)備選擇如下：饋線： SYWV-75-12高發(fā)泡電纜解調(diào)器：C6D-V/D調(diào)制器: STX-199混合器：HD16-1（無(wú)源）4頻道天線：V4LH5T 8頻道天線：V8LH12T10頻道天線：V10LH12T增益：11dB19頻道天線：U20LH17T增益：16dB35頻道天線：U34LH20T增益：17dB40頻道天線：UQLH14T增益：7dB2 前端系

4、統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)天線輸出電平的計(jì)算：假設(shè)饋線長(zhǎng)度為20m，4頻道載波頻率為77.25MHz，1=C/f=3x10868頻道載波頻率為184.25MHz，2=C/f=3x108610頻道載波頻率為200.25MHz，3=C/f=3x108619頻道載波頻率為519.25MHz，4=C/f=3x108635頻道載波頻率為687.25MHz，4=C/f=3x108640頻道載波頻率為727.25MHz，4=C/f=3x10864頻道輸出電平：U08頻道輸出電平：U010頻道接收?qǐng)鰪?qiáng) 78dB V10LH12T 天線增益：11dB10頻道輸出電平：U019頻道接收?qǐng)鰪?qiáng) 86dB U20LH17T 天線

5、增益：16dB19頻道輸出電平：U0=86+16+20lg0.58-la-18=78.18 dB35頻道接收?qǐng)鰪?qiáng) 82dB U34LH20T 天線增益：17dB35頻道輸出電平：U040頻道接收?qǐng)鰪?qiáng) 72dB UQLH14T 天線增益：9dB40頻道輸出電平：U0=72+9+20lg0.41-la-18=53.97 dB由于C6D-V/D解調(diào)器的輸入電平標(biāo)稱(chēng)為5080 dB，所以滿(mǎn)足要求，可以選用。STX-199調(diào)制器頻率范圍為47-860MHz，滿(mǎn)足要求，調(diào)制器載波輸出電平為110dB,設(shè)置其輸出電平為120dB,信噪比S/N=60dB.單頻道載噪比：C/N1前端總載噪比驗(yàn)算：C/N總=C/

6、N1所以C/N總45.5dB（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)前端系統(tǒng)分配指標(biāo)值），滿(mǎn)足要求。三光纜傳輸系統(tǒng)的設(shè)備選擇與設(shè)計(jì)光纜傳輸系統(tǒng)主要由衰減器、光發(fā)射機(jī)(包括下行光發(fā)射機(jī)和上行光發(fā)射機(jī))、光分支器、光纜、光接收機(jī)（包括下行光接收機(jī)和上行光接收機(jī)）、光中繼站、光配線盒、光接線盒（熔接點(diǎn)）,由于前端距離分配網(wǎng)絡(luò)4km，所以本系統(tǒng)只包括衰減器、光發(fā)射機(jī)、光纜、光接收機(jī)。光纜傳輸系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖如圖：1光纜傳輸系統(tǒng)設(shè)備初選衰減器：JZCK20I光發(fā)射機(jī)：MIC-07-750光接收機(jī)：MIC-OR-750 BR-4光纜：GYTG-Z-12各種設(shè)備技術(shù)參數(shù)與選擇依據(jù)(1)衰減器JZCK20I頻率范圍：40860MHz最大衰減

7、量：203dB插入損耗：2dB衰減量可調(diào)選擇依據(jù)：由于前端發(fā)出的信號(hào)為120dB，而光發(fā)射機(jī)的最大輸入電平為78dB，衰減量為42dB，所以選用衰減器先將前端發(fā)來(lái)信號(hào)進(jìn)行衰減，為減少設(shè)備選擇次數(shù)，選擇衰減量可調(diào)的JZCK20I衰減器。(2)光發(fā)射機(jī)MIC-07-750射頻輸入電平：電視78dB數(shù)據(jù) 70dB帶寬：47750MHz波長(zhǎng):12901580nm光輸出功率：420mW(3)光接收機(jī)MIC-OR-750 BR-4光波長(zhǎng)：12901600nm頻率范圍：47750MHz輸出斜率：10dB（024dB可選）光功率輸入范圍：-5-1dB射頻輸出電平：106dB工作溫度：-25+55光鏈路C/N表

8、光功率/dBm10-1-2-3C/N (dB)5453525150(4)光纜GYTG-Z-1工作波長(zhǎng)：1310，1550nm應(yīng)用：架空或管道使用溫度/：-30+50光纖芯數(shù)：28結(jié)構(gòu)特征：剛帶縱包鎧裝，0.50.選擇依據(jù)：在光纖傳輸?shù)娜齻€(gè)波長(zhǎng)中，850nm波長(zhǎng)損耗較大，不宜在有線電視系統(tǒng)中使用；1310nm波長(zhǎng)損耗較低，色散最小，價(jià)格也比較便宜；1550nm波長(zhǎng)損耗最小，可以采用光纖放大器進(jìn)行中繼放大，應(yīng)用于遠(yuǎn)距離傳輸，色散較大，價(jià)格較高，現(xiàn)有技術(shù)不是很成熟。在本系統(tǒng)中由于傳輸距離較小，所以選用1310nm光波長(zhǎng)進(jìn)行傳輸。3光纜傳輸系統(tǒng)電平計(jì)算 光發(fā)射機(jī)輸出功率的計(jì)算對(duì)于一級(jí)光纖傳輸系統(tǒng)，輸入

9、光接收功率取值為-3dB。根據(jù)對(duì)于1310nm，光纖衰減系數(shù)=0.4dB/km光纖長(zhǎng)度D=4km所以，光鏈路損耗：光發(fā)射機(jī)的輸出功率：P=10(3-3)/10=1mW（2）衰減器計(jì)算前端輸出的信號(hào)電平為120dB，而光發(fā)射機(jī)的最大輸入電平為78dB，衰減量為42dB。第一級(jí)衰減器整定衰減量為21dB，第二級(jí)衰減器衰減量為21dB，忽略電纜傳輸損耗。所以有光發(fā)射機(jī)輸入電平值為：Ui=120-21-21=78dB78dB，滿(mǎn)足要求。（3）光發(fā)射機(jī)參數(shù)整定與校驗(yàn)前端信號(hào)經(jīng)衰減器衰減后輸出電平為78dB，滿(mǎn)足光發(fā)射機(jī)輸入電平要求，由上述光發(fā)射機(jī)輸出電平的計(jì)算，設(shè)置光發(fā)射機(jī)光輸出功率為0.76mW。（4

10、）光接收機(jī)的參數(shù)整定由于前端信號(hào)已滿(mǎn)足器輸入電平要求，根據(jù)C/N光鏈路表可知載噪比C/N=50120dB,斜率為10dB，接收機(jī)射頻輸出電平為120（110）dB。四用戶(hù)分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)內(nèi)容用戶(hù)分配系統(tǒng)采用分配-分支的分配形式。其分配網(wǎng)絡(luò)如下：從用戶(hù)分配放大器輸出的信號(hào)先經(jīng)由總分配器分成2路，一路經(jīng)過(guò)六分配器分配給16號(hào)樓，另一路經(jīng)過(guò)四分配器分配給710號(hào)樓。16號(hào)樓經(jīng)分配器分成3路分別給3個(gè)單元的一層，再經(jīng)分支器給每一層的每一用戶(hù)進(jìn)行輸送信號(hào)。710號(hào)樓則經(jīng)過(guò)置于6層的分配器分成2路分別給1-6層和7-12層，經(jīng)分支器向下向上給每一個(gè)用戶(hù)傳送信號(hào)。2 用戶(hù)分配系統(tǒng)各點(diǎn)電平計(jì)算設(shè)定

11、光接收機(jī)、總分配器設(shè)定在2號(hào)樓與5號(hào)樓中間，又設(shè)定六分配器也放置于2號(hào)樓與5號(hào)樓中間，四分配器放置于5號(hào)樓后面，單元分配器放置在2單元一層，分配器的輸出端距離1、3單元1層分支器為10m。為計(jì)算方便，在2單元的分配器與2單元1層分支器之間留出10m電纜的裕量，所以單元分配器至每一單元的距離相等，26號(hào)樓也和1號(hào)樓同樣布線。710號(hào)樓分配器置于每號(hào)樓的6層?？偡峙淦鞯搅峙淦鞯木嚯x是0m，到四分配器的距離是150m，六分配器至1，3，4，6號(hào)樓的單元分配器距離為167m，至2號(hào)樓和5號(hào)樓的距離是48m，四分配器到8,9號(hào)樓距離是109m，到7,10號(hào)樓的分配器距離為190m?？偡峙淦鬟x用國(guó)產(chǎn)WF

12、P-204高隔離度分配器其技術(shù)參數(shù)：頻率：5550MHz相互隔離度：22dB電磁屏蔽（min）：80dB（樹(shù)脂）六分配器選用國(guó)產(chǎn)WFPX-610高隔離度分配器其技術(shù)參數(shù)：頻率：5550MHz相互隔離度：25dB電磁屏蔽（min）：120dB（錫封）四分配器選用國(guó)產(chǎn)WFP-408高隔離度分配器其技術(shù)參數(shù)：頻率：5550MHz相互隔離度：22dB電磁屏蔽（min）：80dB（樹(shù)脂）單元分配器選用WFP-306高隔離度分配器其技術(shù)指標(biāo)：工作頻率：5550MHz相互隔離度：22dB電磁屏蔽（min）：80dB（樹(shù)脂）16號(hào)樓2分支器選用WFZX-2高隔離度分支器其技術(shù)指標(biāo)如下項(xiàng)目分值損耗標(biāo)稱(chēng)值/dB8

13、10121416182022242628插入損耗（max）/dB反向隔離（min）/dB2323252729303030303030頻率范圍5550MHz相互隔離22710號(hào)樓的6分支器選用WFZX-6高隔離度分支器項(xiàng)目分值損耗標(biāo)稱(chēng)值/dB1416182022242628303234插入損耗（max）/dB反向隔離（min）/dB2727273032353230353535頻率范圍4550MHz相互隔離20由于系統(tǒng)為鄰頻系統(tǒng)，頻率范圍為55550MHz，支線電纜采用SYWV-75-9電纜，其在信號(hào)頻率高、低端的衰減量分別為7.73dB/100m和2.25dB/100m。從分支器到用戶(hù)端采用SY

14、WV-75-5電纜，其在信號(hào)頻率高、低的衰減量分別為14.72dB/100m和4.40dB/100m。光接收機(jī)射頻輸出電平為120（110）dB其輸出電平116.4（106.4）dB16號(hào)樓總分配器輸入電平=116.4-07.73=116.4dB（106.4-02.25=106.4dB）16號(hào)樓總分配器輸出電平=116.4-9.2=107.2dB （106.4-9.2=97.2dB）對(duì)1號(hào)樓1單元各層個(gè)用戶(hù)的電平值計(jì)算如下，括號(hào)內(nèi)為頻率低端電平。每層分支器距離該層用戶(hù)的距離為10m，層間距為3m。1號(hào)樓單元分配器輸入電平=1077.73=94.29dB (972.25=93.44dB) 1號(hào)樓

15、單元分配器輸出電平=94.29-5.8=88.49dB (93.44-5.8=87.64dB) 由于分配器的輸出電平較小，因此在信號(hào)進(jìn)入分配器前使用用戶(hù)放大器進(jìn)行信號(hào)放大。用戶(hù)放大器選用SB-7530MZ1樓棟放大器。SB-7530MZ1樓棟放大器技術(shù)參數(shù)頻率范圍45750MHz標(biāo)稱(chēng)增益30dB建議輸入電平72dB最大輸出電平117dB增益調(diào)節(jié)范圍020dB斜率調(diào)節(jié)范圍018dB噪聲系數(shù)7dB設(shè)定分配放大器的輸出電平為105dB，斜率為5dB。1號(hào)樓單元分配器輸入電平=105（100）dB 輸出電平=105-5.8=99.2dB （100-5.8=94.2dB）一層分支器的分支輸出電平=99.

16、2-28=71.2dB （94.2-28=66.2dB）一層用戶(hù)端口電平=7114.72=69.73dB（664.40=65.76dB）二層分支器的輸入電平=9914.72=97.96dB（944.40=93.27dB）二層用戶(hù)端口電平=9714.72=68.49dB（934.40=64.83dB）三層分支器的輸入電平=9714.72=96.72dB（934.40=92.34dB）三層用戶(hù)端口電平=9614.72=71.25dB（924.40=67.90dB）四層分支器的輸入電平=9614.72=95.48dB（924.40=91.41dB）四層用戶(hù)端口電平=9514.72=70.01dB（9

17、14.40=66.97dB）五層分支器的輸入電平=9514.72=94.24dB（914.40=90.48dB）五層用戶(hù)端口電平=9414.72=68.77dB（904.40=66.04dB）六層分支器的輸入電平=9414.72=93.00dB（904.40=89.55dB）六層用戶(hù)端口電平=9314.72=67.53dB（894.40=65.11dB）2號(hào)樓單元分配器輸入電平=1077.73=103.49dB (972.25=96.12dB) 輸出電平=103.49-5.8=97.69dB （96.12-5.8=90.32dB） 為計(jì)算方便，可以在信號(hào)進(jìn)入分配器前使用用戶(hù)放大器進(jìn)行放大，同樣

18、選用SB-7530MZ1樓棟放大器，設(shè)定與1號(hào)樓分配放大器相同的輸出電平值，由于1、2號(hào)樓布線相同，所以1、2號(hào)樓每個(gè)單元計(jì)算過(guò)程完全相同，同理3，4，6號(hào)樓與1號(hào)樓相同，5號(hào)樓與2號(hào)樓相同。對(duì)7號(hào)樓的各點(diǎn)電平計(jì)算如下，括號(hào)內(nèi)為低頻率端電平。每層分支器距離該層的每一用戶(hù)8m。（106.4-1.52.25=103.03dB）710號(hào)樓總分配器輸出電平=104.81-7.2=97.61dB (103.03-7.2=95.83dB)7號(hào)樓單元分配器輸入電平=977.73=82.92dB (95.83-1.902.25=91.56dB) 由于分配器的輸出電平太小，在信號(hào)進(jìn)入分配器前應(yīng)使用用戶(hù)放大器進(jìn)行

19、信號(hào)放大。同樣用戶(hù)放大器選用SB-7530MZ1樓棟放大器，參數(shù)同上。 設(shè)定分配放大器的輸出電平為105dB，斜率為5dB。7號(hào)樓分配器輸入電平=105（100）dB 輸出電平值=105-5.8=99.2dB (100-5.8=94.2dB)六層分支器的輸入電平=99.2dB （94.2dB）六層層每一用戶(hù)的端口電平=9914.72=68.02dB（944.40=63.85dB）由于五層七層相對(duì)六層對(duì)稱(chēng)，所以?xún)烧哂?jì)算結(jié)果相同，其他對(duì)應(yīng)樓層同理。五、七層分支器的輸入電平=9914.72=98.76dB（944.40=94.07dB）五、七層每一用戶(hù)的端口電平=9814.72=69.58dB（94

20、4.40=65.72dB）四、八層分支器的輸入電平=9814.72=97.32dB（944.40=92.94dB）四、八（924.40=64.59dB）三、九層分支器的輸入電平=9714.72=95.88dB（924.40=91.81dB）三、九（914.40=65.46dB）二、十層分支器的輸入電平=9514.72=94.24dB（4.40=90.48dB）二、十層每一用戶(hù)的端口電平=9414.72=69.06dB（904.40=66.13dB）一、十一層分支器的輸入電平=9414.72=92.60dB（904.40=89.15dB）一、十一層每一用戶(hù)的端口電平=9214.72=67.42dB（894.40=64.80dB）十二層分支器的輸入電平=9214.72=90.96dB（894.40=87.82dB）十二層每一用戶(hù)的端口電平=9014.72=67.78dB(874.40=65.47dB)由上述計(jì)算可知，對(duì)于鄰頻系統(tǒng)用戶(hù)端口電平在6272dB以?xún)?nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。 3. 分配系統(tǒng)指標(biāo)驗(yàn)算由于有線電視系統(tǒng)的頻道數(shù)較少，所以分配系統(tǒng)的非線性失真指標(biāo)的驗(yàn)算可以忽略，對(duì)分配系統(tǒng)的驗(yàn)算主要是載噪比C/N的驗(yàn)算。用戶(hù)分配放大器的載噪比：（C/N）min=Ui-Nf-2.4=79.62-10-2.4=67.22dB53