住宅有线电视系统设计.docx

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1、住宅有线电视系统设计 课 程 设 计 报 告题 目 住宅小区有线电视系统设计 学院(部) 电子及控制工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 32041001 学生姓名 常欢 学 号 320410029 6 月 17 日至 6 月 23 日 共 1 周指导教师(签字) 孔丽 系 主 任(签字) （一）任务书3（二）系统概述5 1、卫星接收天线6 2、前端信号处理6（三）设计说明及其计算7 （1）前端系统71、天线输出电平的估算72、混合器84、前端系统图85、 前段部分总的C/N9 （2）干线传输系统91、光缆传输系统的设备选择92、 光缆传输系统：113、光发射机参数整定及校验124、光

2、接收机的参数整定125、干线传输部分总的C/N及载波组合三次差拍比CTB12 （3）分配网络设计131、用户分配系统各点电平计算132、各点电平计算143、 分配系统的载波复合三次差拍比CTB和载噪比C/N：17（四） 技术指标检验17（五）天线的防雷设计17（六）课程设计心得体会18（七） 参考文献18 （一）任务书一、 设计内容及要求1确定系统模式和网络结构形式。2前端系统距离A住宅小区约6km，距离B住宅小区约5km，接收6个频道的开路信号，两颗卫星各4路卫星信号和3套自办节目。对前端设备进行选型、电平计算、技术指标计算。3传输分配系统设计，干线传输既可用同轴电缆也可用光缆；根据用户规模

3、和分布情况，选择合理的分配网络，计算各点电平值、验算技术指标。4CATV系统防雷设计，主要考虑天线的和主干线的防雷设计。二、 设计原始资料住宅小区楼群布局自己设计。A小区有6层的多层建筑2栋，12层的点式建筑4栋；B小区是18层的高层建筑3栋。6层的多层建筑为3单元、每单元每层3户，住宅楼外形15米80米25米；高层建筑为每层6户，外形30米30米42米，层间间距均为3米，各个楼间距自己设计。开路信号接收8、10、19、22、35、40频道，接收场强分别为75、68、78、86、82、72dB。技术指标： 载噪比C/N44dB；CM46 dB 或CTB54 dB；用户电平6572dB。气温变化

4、量：30； 常温20。三、设计完成后提交的文件和图表1 计算说明书部分CATV系统设计方案概述。前端各个频道电平计算、C/N计算。传输分配系统各主要点的电平计算（只计算系统最低和最高工作频率下的电平值）、用户电平计算（每个楼只计算一组电平）、C/N计算，CM或CTB计算。温度变化对用户电平的影响（只计算最长户外电缆的影响）。天线的防雷设计。2 图纸部分：CATV系统图小区楼群布局及有线电视信号在楼宇之间的分配示意图。四、进程安排1 参考资料查阅。2 CATV系统方案设计。3 绘制系统图。4 系统各个部分的设计计算。五、主要参考资料1有线电视工程设计及新技术应用 科学出版社 20062有线电视工

5、程设计、安装及调试 人民邮电出版社 20043. 有线电视实用技术及新技术 西安电子科技大学出版社 2010（二）系统概述 目前，大多数有线电视系统的带宽为550M或750M，从频谱资源安排和分析，48.5M550M为普通广播电视业务所用，550M750M为下行数字通信通道，一般作为传输数字广播电视、VOD点播以及数字电话下行信号和数据，750M1000M为高端频率，将用于各种双向通信业务，如个人通信等，也可用来分配将来可能出现的其他新业务。 综上所述，本方案按750M进行设计，此CATV系统采用750MHZ邻频传输方式；系统前端所用器件主要有：开路电视天线，卫星天线，解调器，调制器，混合器，

6、光发射机； 传输系统的网络结构采用HFC网络结构，主要用光缆进行信号传递，传输干线所用的器件主要有：光缆，光熔接点，两个机械接头，光接收机，光节点等。用户分配系统，主要用电缆、分配器、分支器等进行分配传输，把信号传递到千家万户。从而实现了设计题目的要求。1、卫星接收天线 卫星电视接收系统是由：抛物面天线、馈源、高频头和卫星接收机组成的一套完整的卫星地面接收站。 (1) 抛物面天线是把来自空中的卫星信号能量反射会聚成一点（焦点）。(2) 馈源设置在抛物面天线的焦点处，意思是馈送能量的源，要求将会聚到焦点的能量全部收集起来。(3) 高频头（LNB亦称降频器）是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大

7、然后传送至卫星接收机。高频头的噪声度数越低越好。(4) 卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星电视图像信号和伴音信号。2、前端信号处理 前端信号处理有四部分组成，第一是功率分配器，第二是卫星接收机， 第三是调制器，第四是混合器。(1) 功率分配器是把输入信号功率等分或不等分成几路信号功率输出，以达到卫星传送同频段内的多套电视节目。(2) 解调器是把加扰信号解调还原成为具有标准接口电平的电视图像和伴音信号。(3) 调制器的主要作用是把卫星接收机还原的音频信号和视频信号调制成为射频信号。(4) 混频器的主要作用是把调制以后的各路信号混合成一路信号，一根电缆在不同的频段中通过一个频

8、率的信号，其目的在于使用户通过调节电视机频段就可以看到一个卫星电视节目或开路电视节目。 3、干线传输系统的组成 4、分配系统的组成：(1) 分配器:分配器之分配损耗随分配数数增加而加大,相互隔离不应小于20dB。(2) 分支器:分支器具有定向传输的特性，根据其于分配系统中所处的位置选择适当插信损耗和分支损耗的分支器使用户输出口的电平越于均匀。(3) 光缆：主要过程是从电到光，再从光到电的传输过程。主要设备有光缆，光发射机，光分路器，光接收机等(4) 终端电阻：在系统所有支路的末端及分配器，分支器的空置输出均需接入75欧终端电阻。（三）设计说明及其计算（1）前端系统卫星电视接收天线：SRA600

9、0-4馈线： SYWV-75-12纵孔电缆解调器：GOBOXTV调制器: STX-199混合器：深圳市鑫达科技广电信号24路混合器8频道天线：V8LH12T10频道天线：V10LH12T19频道天线：U20LH17T22频道天线：U23LH20T35频道天线：U34LH20T40频道天线：UQLH14T1、天线输出电平的估算8频道载波频率为184.25MHz，2=C/f=3x108/184.25x106=1.63m,馈线衰减常数为a=3.35dB/100m10频道载波频率为200.25MHz，3=C/f=3x108/200.25x106=1.50m，馈线衰减常数为a= 3.49dB/100m1

10、9频道载波频率为519.25MHz，4=C/f=3x108/519.25x106=0.58m，馈线衰减常数为a= 5.92dB/100m22频道载波频率为543.25MHz，4=C/f=3x108/542.25x106=0.55m，馈线衰减常数为a= 6.06dB/100m35频道载波频率为 687.25MHz，5=C/f=3x108/687.25x106=0.44m，馈线衰减常数为a=6.33dB/100m40频道载波频率为 727.25MHz，6=c/f=3x108/727.25x106=0.41m，馈线衰减常数为a=7.26dB/100m假设馈线长度为20m8频道接收场强 75dB V8

11、LH12T 天线增益：8.5dB8频道输出电平：U0=75+8.5+20lg1.63- La -18=69.07dB10频道接收场强 68dB V10LH12T 天线增益：11dB10频道输出电平：U0=68+11+20lg1.50- La -18=63.82dB19频道接收场强 78dB U20LH17T 天线增益：16dB19频道输出电平：U0=78+16+20lg0.58- La -18=70.08 dB22频道接收场强 86dB U23LH20T 天线增益：17dB22频道输出电平：U0=86+17+20lg0.55- La -18=78.59dB35频道接收场强 82dB U34LH

12、20T天线增益：17dB35频道输出电平：U0=82+17+20 lg0.44- La -18=72.60dB40频道接收场强 72dB UQLH14T 天线增益：10dB40频道输出电平：U0=72+10+20 lg0.41- La -18=54.80dB由于GOBOXTV解调器的输入电平标称为5090 dB，所以满足要求，可以选用。STX-199调制器频率范围为47860MHz，满足要求，调制器载波输出电平为110dB,设置其输出电平为115dB。 2、混合器混合器采用深圳市鑫达科技广电信号24路混合器，其技术参数如下：频率范围：45-860MHz插入损耗：20dB2dB输入口之间相互隔离

13、度30dB输入口反射损耗12dB输出口反射损耗12dB输入口/输出口阻抗：75所以满足要求，设插入损耗为20dB，则混合器的输出电平为95dB。 3、卫星电视接收天线选择SRA6000-4型卫星天线，其主要参数如下：工作频段：C波段天线口径：6.0m天线型式：铝板抛物面频率范围：3.7 4.2GHz增益：46dB副瓣电平：-14dB天线噪声温度驻波比：1.3轴比：1.2极化：圆极化/线极化馈电方式：前馈4、前端系统图5、 前段部分总的C/N由于GOBOXTV解调器的伴音信噪比45dBC/N1=S/N+6.4=51.4dB44dB（技术指标），即C/N前端满足要求。（2）干线传输系统1、光缆传输

14、系统的设备选择光缆传输系统主要由衰减器、光发射机、光分支器、光缆、光接收机、光中继站、光配线盒、光接线盒（熔接点）,本系统前端距离分配网络5km和6km，所以包括衰减器、光发射机、光缆、光接收机。光缆传输系统设备初选：衰减器：JZCK20I可调衰减器光发射机：MIC-0T-750型1310nm光发射机光接收机：MIC-OR-750 BR-2二输出口双向光接收机光缆：GYTG-Z-1光发射机性能参数如下：光接收机性能参数如下：光纤性能参数：光缆GYTG-Z-1工作波长：850nm,1310,1550nm应用：架空/管道使用温度/：-30+50光纤芯数：28结构特征：刚带纵包铠装损耗常数/(dB/

15、km)：0.35，0.40，0.50.本系统中由于传输距离较小，光纤选择1310nm波长，色散最小，损耗较低，价格也比较便宜。衰减器JZCK20I频率范围：40860MHz最大衰减量：203dB插入损耗：2dB由于前端发出的信号为95dB，而光发射机的输入电平为7585dB，衰减量为20dB，所以选用衰减器先将前端发来信号进行衰减，为减少设备选择次数，选择衰减量可调的JZCK20I衰减器。2、 光缆传输系统： 1、衰减器计算前端输出的信号电平为95dB，而光发射机的输入电平为7585dB，衰减量为1020dB。衰减器整定衰减量为20dB，忽略电缆传输损耗，光发射机输入电平值为：Ui=95-20

16、=75dB。2、光发射机输出功率的计算 对A小区光发射机至光接收机为6km，光纤和连接头损耗为： 60.4+(1+6/2)0.05+20.3=3.2dB 对B小区光发射机至光接收机为5km，光纤和连接头损耗为： 50.4+(1+5/2)0.05+20.3=2.775dB 两者差值为0.425dB，所以根据典型光分路器损耗值（参考书目2表6-6）， 选用45/55光分路器，其差值最接近0.425dB， 所以光路损耗LossA=3.2+3.3=6.5dB,LossB=2.775+4.2=6.975dB 算 法光路损耗dBmW光路损耗mW光接收功率dBmW发射机应该提供的功率dBmW发射机应该提供的

17、功率mW序号12356算式100.1dBm-21+3100.1dBm光路数据B小区6.9754.98-24.9753.144A小区6.54.47-24.52.81小计9.4755.954说明：光发射机的输出功率范围是420 mW，光发射机的输出功率：P=6mW，选择光发射机MIC-0T-750符合要求估算全链路损耗（对A小区）L=6.5+1=7.5dB(1dB为裕量损耗)3、光发射机参数整定及校验前端信号经衰减器衰减后输出电平为75dB，满足光发射机输入电平要求，光发射机光输出功率为6mW，由光发射机的参数表知道，此时C/N=52dB。4、光接收机的参数整定 由于前端信号已满足器输入电平要求，

18、根据C/N光链路表可知载噪比C/N=49dB.设定接收机射频输出电平为115dB.5、干线传输部分总的C/N及载波组合三次差拍比CTB干线传输部分总的C/N干线=-10lg10-C/NdB/101+10-C/NdB/102=4744dB干线传输部分总的CTB干线65dB54dB满足要求。（3）分配网络设计 A小区分配系统图 B小区分配系统图1、用户分配系统各点电平计算二分配器选用HSP-772，其插入损耗为3.8dB，相互隔离度大于25dB；三分配器选用HSP-773，其插入损耗为5.8dB，相互隔离度22dB；四分配器选用HSP-774，其插入损耗为7.8dB，相互隔离度24dB；由于系统为

19、邻频系统，频率范围为55750MHz，支线电缆采用SYWV-75-9电缆，其在信号频率高、低端的衰减量分别为9.32dB/100m和2.28dB/100m。如下图所示为A、B小区楼群分布示意图： 假设A小区的光接收机和总分配器放在2号楼内，及2号楼2级分配器距离为0m，1号楼及2号楼之间的距离为50m，3号楼及1号楼对称，4号楼距光接收机为100m，5号楼2单元距光接收机的距离为100m，6号楼2号楼距离150m；B小区的光接收机和总分配器也放在2号楼，1号楼距总分配器50m,3号楼及1号楼对称。2、各点电平计算 光接收机射频输出电平为115dB，14#楼中3号楼及1号楼距离相同，4号楼及分配

20、器距离最远，因此只计算4号楼指标即可，电平下限一定满足，即使上限超出，调整衰减器值即可使电平值在要求范围内即可。因此一种楼只求距分配器最远的一栋楼的电平值。多层建筑中6#楼距分配器较远，且1单元及3单元对称，只计算其中一即可。（一） A小区： 三分支器选择2873S，分支损耗为30dB/27dB，插入损耗为0.7dB(4550MHz)/0.8dB(550750MHz); 六分支器选择2876S，分支损耗为30dB/27dB，插入损耗为0.7dB(4550MHz)/0.8dB(550750MHz); 在进入4、6号楼前采用放大器进行放大，选用MIC-7A32放大器，其噪声系数10,调整其增益为1

21、5dB、9dB，均衡量分别为9dB、11dB，衰减均为0dB。(1)4#楼楼层分配器输入电平：U=115-5.8-7.8-3.8-1.25*9.32+15=100.95dB （U=115-5.8-7.8-3.8-1.25*2.28+15-9=100.75dB）1）6、7层分支器输出电平： U=100.95-30=70.95dB （U=100.75-30=70.75dB）2）5、8层分支器输出电平： U=100.95-30-0.8-0.03*9.32=69.87dB （U=100.75-30-0.7-0.03*2.28=69.98dB）3）4、9层分支器输出电平： U=100.95-30-0.8

22、*2-0.06*9.32=68.79dB （U=100.75-30-0.7*2-0.06*2.28=69.21dB）4）3、10层分支器输出电平：U=100.95-30-0.8*3-0.09*9.32=68.79dB （U=100.75-30-0.7*3-0.09*2.28=68.44dB）5）2、11层分支器输出电平：U=100.95-30-0.8*4-0.12*9.32=66.64dB （U=100.75-30-0.7*4-0.12*2.28=67.67dB）6）1、12层分支器输出电平：U=100.95-30-0.8*5-0.15*9.32=65.56dB (U=100.75-30-0.

23、7*5-0.15*2.28=66.90dB）(2) 6#楼2单元层分配器输入电平：U=115-5.8-1.5*9.32-5.8+9=98.89dB （U=115-5.8-1.5*2.28-5.8+9-11=98.98dB）1）1层分支器输出电平：U=98.42-30=68.42dB （U=98.98-30=68.98dB）2）2层分支器输出电平：U=98.42-30-0.8-0.03*9.32=67.34dB （U=98.98-30-0.7-0.03*2.28=68.21dB）3）3层分支器输出电平：U=98.42-30-0.8*2-0.06*9.32=66.26dB （U=98.98-30-

24、0.7*2-0.06*2.28=67.44dB）4）4层分支器输出电平：U=98.42-27-0.8*3-0.09*9.32=68.12dB （U=98.98-27-0.7*3-0.09*2.28=69.67dB）5）5层分支器输出电平：U=98.42-27-0.8*4-0.12*9.32=67.02dB （U=98.98-27-0.7*4-0.12*2.28=68.90dB）6）6层分支器输出电平：U=98.42-27-0.8*5-0.15*9.32=65.92dB （U=98.98-27-0.7*5-0.15*2.28=68.14dB）（二）B小区3号楼及1号楼距离相同，只计算其中一个即可

25、。 4-6、7-9、13-15层六分支器选择2876S，分支损耗为24/24.1dB，插入损耗为0.7dB(4550MHz)/0.8dB(550750MHz); 1-3、10-12、16-18层六分支器选择2876S，分支损耗为21.7/22dB，插入损耗为0.7dB(4550MHz)/0.8dB(550750MHz);在进入1、2号楼前采用放大器进行放大，选用MIC-7A31放大器，其噪声系数10，调整其增益都为0dB，均衡分别为4dB、1dB,衰减量分别为3dB、7dB。2#楼一级层分配器输出电平：U=115-5.8-5.8-0.25*9.32-7=94.07dB （U=115-5.8-5

26、.8-0.25*2.28-7-1=94.83dB）（1）6、7层分支器输出电平：U=94.07-24=70.07dB （U=94.83-24.1=70.73dB）（2）5、8层分支器输出电平：U=94.07-24-0.8-0.03*9.32=68.90dB （U=94.83-24.1-0.7-0.03*2.28=69.96dB）（3）4、9层分支器输出电平：U=94.07-24-0.8*2-0.06*9.32=67.84dB （U=94.83-24.1-0.7*2-0.06*2.28=69.19dB）（4）3、10层分支器输出电平：U=94.07-21.7-0.8*3-0.09*9.32=69

27、.13dB （U=94.83-22-0.7*3-0.09*2.28=70.52dB）（5）2、11层分支器输出电平：U=94.07-21.7-0.8*4-0.12*9.32=68.05dB （U=94.83-22-0.7*4-0.12*2.28=69.76dB）（6）1、12层分支器输出电平：U=94.07-21.7-0.8*5-0.15*9.32=66.97dB （U=94.83-22-0.7*5-0.15*2.28=68.99dB） 二级层分配器输出电平：U=94.07-0.25*9.32+1=93.21dB （U=94.83-0.25*2.28-1+1=94.27dB）（1）13层分支器

28、输出电平：U=93.21-24=69.21dB （U=94.27-24.1=70.17dB）（2）14层分支器输出电平：U=93.21-24-0.8-0.03*9.32=68.04dB （U=94.27-24.1-0.7-0.03*2.28=69.40dB）（3）15层分支器输出电平：U=93.21-24-0.8*2-0.06*9.32=66.98dB （U=94.27-24.1-0.7*2-0.06*2.28=68.63dB）（4）16层分支器输出电平：U=93.21-21.7-0.8*3-0.09*9.32=68.27dB （U=94.27-22-0.7*3-0.09*2.28=69.96

29、dB）（5）17层分支器输出电平：U=93.21-21.7-0.8*4-0.12*9.32=67.19dB （U=94.27-22-0.7*4-0.12*2.28=68.80dB）（6）18层分支器输出电平：U=93.21-21.7-0.8*5-0.15*9.32=66.11dB （U=94.27-22-0.7*5-0.15*2.28=68.43dB）1#楼一级层分配器输出电平：U=109.2-5.8-0.75*9.32-3-5.8=93.41dB （U=109.2-5.8-0.25*2.28-3-4-5.8=94.69dB）（1）6、7层分支器输出电平：U=93.41-24=69.41dB

30、（U=94.69-24.1=70.59dB）（2）5、8层分支器输出电平：U=93.41-24-0.8-0.03*9.32=68.24dB （U=94.69-24.1-0.7-0.03*2.28=69.82dB）（3）4、9层分支器输出电平：U=93.41-24-0.8*2-0.06*9.32=67.18dB （U=94.69-24.1-0.7*2-0.06*2.28=69.05dB）（4）3、10层分支器输出电平：U=93.41-21.7-0.8*3-0.09*9.32=68.47dB （U=94.69-22-0.7*3-0.09*2.28=70.38dB）（5）2、11层分支器输出电平：U

31、=93.41-21.7-0.8*4-0.12*9.32=67.29dB （U=94.69-22-0.7*4-0.12*2.28=69.62dB）（6）1、12层分支器输出电平：U=93.41-21.7-0.8*5-0.15*9.32=66.31dB （U=94.69-22-0.7*5-0.15*2.28=68.85dB） 二级层分配器输出电平：U=94.61-0.25*9.32+1=93.28dB （U=95.71-0.25*2.28-2+1=94.14dB）（1）13层分支器输出电平：U=93.28-24=69.28dB （U=94.14-24.1=70.04dB）（2）14层分支器输出电平

32、：U=93.28-24-0.8-0.03*9.32=68.20dB （U=94.14-24.1-0.7-0.03*2.28=69.27dB）（3）15层分支器输出电平：U=93.28-24-0.8*2-0.06*9.32=67.12dB （U=94.14-24.1-0.7*2-0.06*2.28=68.60dB）（4）16层分支器输出电平：U=93.28-21.7-0.8*3-0.09*9.32=68.34dB （U=94.14-22-0.7*3-0.09*2.28=69.83dB）（5）17层分支器输出电平：U=93.28-21.7-0.8*4-0.12*9.32=67.66dB （U=94

33、.14-22-0.7*4-0.12*2.28=69.07dB）（6）18层分支器输出电平：U=93.28-21.7-0.8*5-0.15*9.32=66.18dB （U=94.14-22-0.7*5-0.15*2.28=68.30dB）由上述计算可知，对于邻频系统用户端口电平在6572dB以内，符合设计要求。3、 分配系统的载波复合三次差拍比CTB和载噪比C/N：由系统所用放大器知，CTB分配系统56dB54dB放大器噪声系数10dBC/N分配系统=101.4-10-2.4=89dB44dB满足要求。（四） 技术指标检验1、 C/N总=-10lg10-C/NdB/10前端+10-C/NdB/1

34、0干线10-C/NdB/10分配系统=46dB44dB,满足要求。2、 CTB总=-15lg10-CTBdB/15干线+10-CTBdB/15分配系统=54.554dB,满足要求。3、在分配系统中，户外电缆最大长度为150m，计算值均按常温20计算，温差变化为常温下30。电缆衰减值为：300.2% dB， L=1.59.32=13.98 dB，a=LKtT=13.980.2%30= 0.8388 dB考虑温度影响后的载噪比C/Nt=C/N-a=49.52-0.6957=48.68 dB 44dB综上所述，温度在30变化时，系统指标仍符合设计要求（五）天线的防雷设计 卫星天线自身带有防雷装置，故

35、不必再做接地处理，只需按说明书要求安装天线即可。开路天线自身无防雷装置，因此，要在其顶部安装避雷针，上部天线必须在避雷针的保护角内（一般约为45内），且距离不小于，估算得避雷针的架设高度约为。避雷针的接地端必须及前端的接地端分开，引两根引下线，其接地电阻不大于即可。（1）天线立杆及天线基座应有两个不同方向及建筑物的避雷带相连，以确保接地可靠，加强避雷安全。 避雷针的高度计算：有VHF天线6个,最低架设3m，每个上下间距0.5m，所以最高天线架设5.5m。单个天线的保护角45度，估算避雷针大于等于8.5m。（2）天线馈线必须通过天线避雷器后，方可及前端设备相连,以防雷电毁坏设备。 （3）所有放大

36、器外壳均可靠接地，且放大器的交流输入输出端接有浪涌冲击保护器。（六）课程设计心得体会 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关电视电缆线路方面的知识，在设计过程中遇到的许多问题也在老师和同学指导下找出了答案，对有线电视系统尤其是住宅小区有线电视系统设计有了更加完善和全面的了解，对书本的知识也加深了理解。前期自己这方面的知识欠缺和经验不足也暴露出来。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识变成自己的。在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于迎刃而解。可能在这份课程设计中有很多的不足之处，或者是漏洞，还请老师能够指导并予以纠正。感谢孔老师对本次课程设计的指导，使我才能这么快得掌握有线电视这门课的很多知识。（七） 参考文献1有线电视工程设计及新技术应用 科学出版社 20062有线电视工程设计、安装及调试 人民邮电出版社 20043. 有线电视实用技术及新技术 西安电子科技大学出版社 2010 28 / 28