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1、 成都纺织高等专科学校机械工程与自动化系 毕业设计任务书 题目名称：濛新有线电视系统设计 题目性质：真实题目 虚拟题目 学生学号：200902043043 指导老师：田能炎 学生姓名： 杨欢 学生专业：机电一体化091 成都纺织高等专科学校机械工程与自动化系 2012年2月20日 中文摘要有线电视是一种采用同轴电缆、光缆或者微波等媒介进行传播，并在一定的用户（指住宅小区和机关、单位宿舍等居民集中居住区）中分配或交换声音、图像、数据及其他信号，能够为用户提供多套电视节目乃至各种信息服务的电视体系。有线电视网最大的优势是带宽与电信网的宽带瓶颈相比更加能适应人们对于信息交流的大容量高速度的要求，我国
2、典型的有线电视网的带宽是750M。作为社会信息基础设施的有效组成部分的有线电视网，在社会生活中扮演着极其重要的角色。但，随着社会的进步和人们对信息化服务的要求越来越高，用户对信息网在交互性、智能化、承载综合业务能力等各方面都提出了新的要求。卫星电视传送的星网结构模式，是21世纪实现广播电视覆盖的最佳方式，也将成为未来信息网络的基础框架。这样，立足于现有的有线电视HFC网络，融入了现代通信技术、宽带网络技术和多媒体技术，我们便可以打破传统的行业界限，有效地实现“三网融合”，建立起一个宽带高速的公用信息网络体系，将社会所需的各种信息服务也全部纳入到网络体系中，从而给人们的学习、工作、生活等诸多方面
3、带来一次前所未有的革命。因此本小区的设计考虑到系统结构具有兼容性、扩展性等特点，可以集成不同厂商不同类型的优质产品；保证系统随技术的发展和科学的进步，能不断得到升级和完备；保证还具有开放性，保证与有线电视台并网运行，为适应多功能和外向型发展的需要，向用户提供舒适、便利、安全的环境。系统设计中还考虑到了服务性和便捷性，同时，在实现系统得到先进、可靠的前提下，达到功能和经济的优化设计，以最佳的性能价格比来实现系统功能。关键词：有线电视、挑战、信息、速度、大容量、发展 ABSTRACT The cabled T.V. is a kind of adoption coaxial cable, fibe
4、r optic cable or microwave etc. the medium carries on the dissemination, and assign or exchange the voice in certain customer, picture, data and other signals, can provide for the customer several television programs are to go to various television system of information service.The biggest advantage
5、 in cable TV is the request that bandwidth and the breadth of the telecommunication nets take the big capacity high speed degree that the bottleneck compare and can adapt the people to communicate to the information more, the bandwidth of the cable TV of the our country typical model is a 860 Ms.Be
6、the social information infrastructure to constitute the cable TV of the part effectively, play very and important role in the social activities.But, along with the progress of the society and people more and more high to the request of the information-based service, customer to the information net i
7、s hand over with each other sex, intelligence turn, loading comprehensive the business ability etc. the everyone faced to put forward the new request.The star net structure mode of the satellite television transmission, is the best way that 21 centuries carries out to broadcast the television to ove
8、rlay, also will become the foundation frame of the information network of the future.Thus, have a foothold in the existing cabled T.V. HFC network, melted to go into the modern correspondence technique, breadth to take the network technique and multi-media techniques, we can break the traditional pr
9、ofession boundary then, carrying out three nets blend availably, building up rising Mr. that a breadth takes the high speed with the information network system, need society of various information service also bring into the network system all, thus give the peoples study, work, live etc. is various
10、 to bring an unprecedented revolution in many ways.The design of the therefore originally small area in consideration of the system structure has and permits sex and expands sex etc. characteristics, can gather different factory high-quality product of different type;Guarantee the system with techni
11、cal development and the progress of sciences, can get the upgrade continuously and complete;The assurance still has sex of open, the assurance and cable television stations combine nets circulate, for orientation multi-function and a demand for develop of extrovert, provide toward the customer comfo
12、rt, make a convenience of, safety of environment.The system design medium return in consideration of service and convenience, at the same time, at carry out the system to get the forerunner, dependable premise under, attain the function and economy excellent to turn the design, compare with the best
13、 function price to carry out the system function.Keyword:Cabled T.V、challenge、information、speed、big capacity、development d T.V、challenge、information、speed、big capacity、developm 目录一、目录.二、绪论. 1.有线电视系统概述. 2.有线电视系统发展.三、设计要求. 1.设计内容及要求. 2.设计原始材料. 3.设计完成后提交的文件和图表.四、CATV系统设计方案概述.五、前端系统设备与设计. 1.前段设备的初选. 2.各
14、种设备技术参数与选择依据.六、光缆传输的设备选择与设计.1.光缆传输系统设备初选.2.各种设备技术参数与选择依据.3.光缆传输系统与电平计算.七、用户分配系统的设计.1.分配网络设计内容.2.分配网络器件的选择.3.用户分配系统各点电平计算.八、有线电视系统的安装与调试. 8.1前端设备的安装与调试. 8.2电缆传输干线系统的安装与调试.九、温度的变化对用户点平的影响.十、天线的防雷.十一、总结体会.十二、致谢.十三、参考文献. 二、绪论2.1有线电视系统概述在智能建筑工程设计中，有线电视接收系统是适应人们使用功能需求而普遍设置的基本系统，该系统将随着人们对电视收看质量要求的提高和有线电视技术
15、的发展，在应用和设计技术上不断的提高。从目前我国智能化大楼的建设来看，此系统已经成为必不可少的部分。电视文化是绝大多数中国人的休闲文化，看电视已经成为城乡居民的主要休闲娱乐方式。而有线电视信号可为千家万户的百姓传送高质量的电视信号，使人们尽情享受电视这一消闲娱乐资源，正因如此，有线电视接入社区、家庭、宿舍自然成为我国城乡居民对住宅提出的必备条件之一。有线电视系统（Cable Antenna Television-CATV）是利用同轴电缆进行宽频传输的图像传输系统，也可在大楼内，通过节目源设备（录像机、影碟机、有线电视机顶盒等）播放的影视信号及来自本地有线电视网的电视信号，该系统通过同轴电缆分配
16、网络将电视图像信号高质量地传送到楼层各用户终端。本设计在大楼每层相应房间设置电视点，约60个点。采用750 MHz传输系统，为用户终端传送高质量电视信号和优秀丰富的电视节目，为适应数字电视技术的发展及充分考虑到将来的扩充，将本系统设计成单向传输系统，并预留自办节目调频节目信道，以满足休闲学习需要。2.2 有线电视系统的发展有线电视系统采用一套专用接收设备，用来接收当地的电视广播节目，以有线方式（目前一般采用光缆）将电视信号传送到建筑或建筑群的各用户。这种系统克服了楼顶天线林立的状况，解决了接收电视信号时由于反射而产生重影的影响，改善了由于高层建筑阻挡而形成电波阴影区处的接收效果。但是，在智能建
17、筑中，人们并不满足于有线电视系统仅接收传送广播电视信号这种单一的功能，而还需要它能传送其它信号，例如用录像机和影碟机自行播放教育节目、文娱节目以及调频广播等。有线电视( CATV )系统在我国发展很快，现已发展到城市联网、地区联网阶段，并有发展成为宽带综合信息传输通道的明显趋势。它不仅能够为智能建筑提供丰富多彩的电视及语言广播节目，而且必将成为其与外界信息交换的重要手段。CATV 系统目前已做到了1GHz甚至更高的带宽，为日后的双向通信奠定了基础。早期的 CATV 系统主要用来改善接收电视台所发射的高频电视信号的效果，其规模不大，接收的高频电视信号的频道也不多，但是随着广播电视事业和科学技术的
18、发展，各地新建的电视台也越来越多，特别是卫星电视的发展，使系统能获得节目源的渠道增多。另一方面系统的规模也越来越大，不仅用户终端数多，而且信号覆盖面越来越广，故信号传输的距离也越来越远。对若干个CATV 系统互相联网，进行信息交换的技术已成熟，今后的发展方向是考虑全市性和地区性的联网。有线电视系统前端在发展的过程中，从早期的对编到分编，从早期的影碟机播放、磁带播放到现在的硬盘播出，大大提高了视频的质量和效率。 三、设计要求2.1设计内容及要求 1确定系统模式和网络结构形式。 2前端系统距离住宅小区约4km，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
19、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系统的防雷设计，主要考虑天线的和主干线的防雷设计。 2.2设计原始资料住宅小区楼群示意图如图所示。16号楼是6层3单元、每单元每层2户的住宅楼，外形15米80米25米；710号楼是12层、每层6户的小高层住宅楼，外形30米30米42米，层间间距均为3米，各个楼间距约80米。开路信号接收4、8、10、19、35、40频道，接收场强分别为75、65、78、86、82、72dB。技术指标： 载噪比C/N44dB；CM46 dB 或CTB5
20、4 dB；用户电平6272dB。气温变化量：30； 常温20。三、CATV系统设计方案概述 有线电视系统的设计主要有前端系统、干线传输系统和用户分配系统三大部分。 本有线电视系统采用邻频传输，采用邻频传输使系统频道容量大、稳定性高、非线性失真小，邻频前端系统主要由各种接收天线、调制器、解调器、多路射频信号混合器组成。目前我国有线电缆电视传播媒介主要有电缆传输、光缆传输和微波传输三种方式，本有线电视系统采用光缆传输。有线电视分配系统是通过分配网络（有分支器、分配器、用户分配放大器和射频电缆组成）给系统的每一个用户终端提供一个适当的电视信号的系统。本系统采用分配-分支形式从用户分配放大器输出的信号
21、先经过分配器分成几路，每一路再分配并且通过不同的分支器向终端用户提供符合要求的信号。每年夏季，由于雷雨较多，气候异常，是有线电视系统发生故障的高峰季节。雷电对有线电视系统的危害十分强烈，所以防雷、避雷与接地问题，就成了有线电视系统设计不可忽略的重要问题。本系统就如何做好相关网络的防雷措施有所说明。 四、前端系统设备与设计 前端系统作为有线电视传输的开端，是有线电视系统最重要的一个环节。前端信号质量的高低直接影响到用户端信号的好坏。 传输，前端设计配置图如下图前端采用4.1前端设备的初选前端设备主要包括信号源部分，如各种接收天线、接收机、自办节目源等；信号处理部分，如调制器、解调器、混合器、分配
22、器、导频信号发生器等；馈线部分,同轴电缆或者光缆。本系统初步前端设备选择如下：馈线： SYWV-75-12高发泡电缆解调器：C6D-V/D调制器: STX-199混合器：HD16-1（无源）4频道天线：V4LH5T8频道天线：V8LH12T10频道天线：V10LH12T 19频道天线：U20LH17T35频道天线：U34LH20T40频道天线：UQLH14T4.2前端系统技术参数的设计天线输出电平的计算：假设馈线长度为20m， 4频道载波频率为77.25MHz，1=C/f=3x108/77.25x106=3.88m馈线衰减常数为a=2.10dB/100m8频道载波频率为184.25MHz，2=
23、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，3=C/f=3x108/200.25x106=1.50m馈线衰减常数为a=3.39dB/100m 19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=5.45dB/100m35频道载波频率为687.25MHz，4=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，4=C/f=3x108/727.25x106=0.41m 馈线衰减
24、常数为a=6.45dB/100m4频道接收场强 75dB V4LH5T 天线增益：6.8dB4频道输出电平：U0=75+6.8+20lg3.88-La-18=75.16dB8频道接收场强 65dB V8LH12T 天线增益：8.5dB8频道输出电平：U0=65+8.5+20lg1.63-la-18=59.09dB10频道接收场强 78dB V10LH12T 天线增益：11dB10频道输出电平：U0=78+11+20lg1.50-la-18=73.84dB19频道接收场强 86dB U20LH17T 天线增益：16dB19频道输出电平：U0=86+16+20lg0.58-la-18=78.18
25、dB35频道接收场强 82dB U34LH20T 天线增益：17dB35频道输出电平：U0=82+17+20lg0.44-la-18=72.62dB40频道接收场强 72dB UQLH14T 天线增益：9dB40频道输出电平：U0=72+9+20lg0.41-la-18=53.97 dB 由于C6D-V/D解调器的输入电平标称为5080 dB，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115dB,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/N
26、1-10lgN=60.02dB所以C/N总45.5dB（国家标准前端系统分配指标值），满足要求。五、光缆传输的设备选择与设计光缆传输系统主要由衰减器、光发射机(包括下行光发射机和上行光发射机)、光分支器、光缆、光接收机（包括下行光接收机和上行光接收机）、光中继站、光配线盒、光接线盒（熔接点）,由于前端距离分配网络4km，所以本系统只包括衰减器、光发射机、光缆、光接收机。光缆传输系统组成结构图如图：5.1光缆传输的设备初选衰减器：JZCK20I光发射机：MIC-07-750光接收机：MIC-OR-750 BR-4光缆：GYTG-Z-15.2各种设备技术参数与选择依据5.2.1衰减器JZCK20I
27、频率范围：40860MHz最大衰减量：203dB插入损耗：2dB衰减量可调选择依据：由于前端发出的信号为120dB，而光发射机的最大输入电平为78dB，衰减量为42dB，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。5.2.2光发射机MIC-07-750射频输入电平：电视78dB数据 70dB带宽：47750MHz波长:12901580nm光输出功率：420mW5.2.3光接收机MIC-OR-750 BR-4光波长：12901600nm频率范围：47750MHz输出斜率：10dB（024dB可选）光功率输入范围：-5-1dB射频输出电平：10
28、6dB工作温度：-25+555.2.4光链路C/N表光功率/dBm10-1-2-3C/N (dB)54535251505.2.4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：28 结构特征：刚带纵包铠装损耗常数/(dB/km)：0.35，0.40，0.50.选择依据：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
29、用1310nm光波长进行传输。5.3光缆传输系统电平计算5.3.1光发射机输出功率的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=0.35dB/km光纤长度D=4km所以，光链路损耗：Z=0.35x4+0.1+1+0.5=3dB光发射机的输出功率：P=10(3-3)/10=1mW5.3.2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78dB，衰减量为42dB。第一级衰减器整定衰减量为21dB，第二级衰减器衰减量为21dB，忽略电缆传输损耗。所以有光发射机输入电平值为：5.3.3光发射机参数整定与校验前端信号经衰减器衰减后输出
30、电平为78dB，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。5.3.4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，根据C/N光链路表可知载噪比C/N=50dB.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）dB。 六、用户分配系统的设计6.1分配网络设计内容 用户分配系统采用分配-分支的分配形式。其分配网络6.2用户分配网络器件的选择从用户分配放大器输出的信号先经由总分配器分成2路，一路经过六分配器分配给16号楼，另一路经过四分配器分配给710号楼。16号楼经分配器分成3路分别给3个单元的一层，再经分支
31、器给每一层的每一用户进行输送信号。710号楼则经过置于7层的分配器分成3路分别给7层，1-6层和8-12层，经分支器向下向上给每一个用户传送信号。6.3用户分配系统各点电平计算假定光接收机、总分配器设定在2号楼与5号楼中间，又假定六分配器也放置于2号楼与5号楼中间，四分配器放置于8号楼与9号楼中间，单元分配器放置在2单元一层，分配器的输出端距离1、3单元1层分支器为10m。为计算方便，在2单元的分配器与2单元1层分支器之间留出10m电缆的裕量，所以单元分配器至每一单元的距离相等，26号楼也和1号楼同样布线。710号楼分配器置于每号楼的7层。总分配器到六分配器的距离是0m，到四分配器的距离是15
32、0m，六分配器至1，3,4,6号楼的单元分配器距离为167m，至2号楼和5号楼的距离是48m，四分配器到8,9号楼距离是58m，到7,10号楼的分配器距离为168m。总分配器选用国产WFP-204高隔离度分配器其技术参数：插入损耗(max)/dB:3.6频率：5550MHz相互隔离度：22dB电磁屏蔽（min）：80dB（树脂）六分配器选用国产WFPX-610高隔离度分配器其技术参数：插入损耗(max)/dB:9.2频率：5550MHz相互隔离度：25dB电磁屏蔽（min）：120dB（锡封）四分配器选用国产WFP-408高隔离度分配器其技术参数：插入损耗(max)/dB:7.2频率：5550
33、MHz相互隔离度：22dB电磁屏蔽（min）：80dB（树脂）单元分配器选用WFP-306高隔离度分配器其技术指标：插入损耗：5.8dB工作频率：5550MHz相互隔离度：22dB电磁屏蔽（min）：80dB（树脂）16号楼2分支器选用WFZX-2高隔离度分支器 其技术指标如下项目分值损耗标称值/dB810121416182022242628插入损耗（max）/dB3.52.52.21.51.51.20.80.80.80.80.8反向隔离（min）/dB2323252729303030303030频率范围5550MHz相互隔离22710号楼的6分支器选用WFZX-6高隔离度分支器项目分值损耗标
34、称值/dB1416182022242628303234插入损耗（max）/dB3.83.02.51.51.51.21.21.01.01.01.0反向隔离（min）/dB2727273032353230353535频率范围4550MHz相互隔离20由于系统为邻频系统，频率范围为55550MHz，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7.73dB/100m和2.25dB/100m。从分支器到用户端采用SYWV-75-5电缆，其在信号频率高、低的衰减量分别为14.72dB/100m和4.40dB/100m。光接收机射频输出电平为115（105）dB总分配器插入损耗为3
35、.6dB其输出电平111.4（101.4）dB16号楼总分配器输入电平=111.4-0*7.73=111.4dB（101.4-0*2.25=101.4dB）710号楼总分配器输入电平=111.4-1.5*7.73=99.81dB（101.4-1.5*2.25=98.03dB）16号楼总分配器输出电平=111.4-9.2=102.2dB （101.4-9.2=92.2dB）对1号楼1单元各层个用户的电平值计算如下，括号内为频率低端电平。每层分支器距离该层用户的距离为10m，层间距为3m。1号楼单元分配器输入电平=102.2-1.67*7.73=89.29dB (92.2-1.67*2.25=88
36、.44dB) 1号楼单元分配器输出电平=89.29-5.8=83.49dB (88.44-5.8=82.64dB) 由于分配器的输出电平较小，因此在信号进入分配器前使用用户放大器进行信号放大。用户放大器选用SB-7530MZ1楼栋放大器。 SB-7530MZ1楼栋放大器技术参数频率范围45750MHz标称增益30dB建议输入电平72dB最大输出电平117dB增益调节范围020dB斜率调节范围018dB噪声系数7dB1.设定分配放大器的输出电平为104dB，斜率为5dB。1号楼单元分配器输入电平=104（99）dB 输出电平=104-5.8=98.2dB （99-5.8=93.2dB）一层分支器
37、的分支输出电平=98.2-28=70.2dB （93.2-28=65.2dB）一层用户端口电平=70.2-0.1*14.72=68.73dB（65.2-0.1*4.40=64.76dB）二层分支器的输入电平=98.2-0.8-0.03*14.72=96.96dB（93.2-0.8-0.03*4.40=92.27dB）二层用户端口电平=96.96-28-0.1*14.72=67.49dB（92.27-28-0.1*4.40=63.83dB）三层分支器的输入电平=96.96-0.8-0.03*14.72=95.72dB（92.27-0.8-0.03*4.40=91.34dB）三层用户端口电平=95
38、.72-24-0.1*14.72=70.25dB（91.34-24-0.1*4.40=66.90dB）四层分支器的输入电平=95.72-0.8-0.03*14.72=94.48dB（91.34-0.8-0.03*4.40=90.41dB）四层用户端口电平=94.48-24-0.1*14.72=69.01dB（90.41-24-0.1*4.40=65.97dB）五层分支器的输入电平=94.48-0.8-0.03*14.72=93.24dB（90.41-0.8-0.03*4.40=89.48dB）五层用户端口电平=93.24-24-0.1*14.72=67.77dB（89.48-24-0.1*4.
39、40=65.04dB）六层分支器的输入电平=93.24-0.8-0.03*14.72=92.00dB（89.48-0.8-0.03*4.40=88.55dB）六层用户端口电平=92.00-24-0.1*14.72=66.53dB（88.55-24-0.1*4.40=64.11dB）2号楼单元分配器输入电平=102.2-0.48*7.73=98.49dB (92.2-0.48*2.25=91.12dB) 输出电平=98.49-5.8=92.69dB （91.12-5.8=85.32dB） 为计算方便，可以在信号进入分配器前使用用户放大器进行放大，同样选用SB-7530MZ1楼栋放大器，设定与1号
40、楼分配放大器相同的输出电平值，由于1、2号楼布线相同，所以 1、2号楼每个单元计算过程完全相同，同理36号楼与1、2号楼皆对应相同。对7号楼的各点电平计算如下，括号内为低频率端电平。每层分支器距离该层的每一用户8m。710号楼总分配器输出电平=99.81-7.2=92.61dB (98.03-7.2=90.83dB)7号楼单元分配器输入电平=92.61-1.68*7.73=79.62dB (90.83-1.68*2.25=87.05dB) 由于分配器的输出电平太小，在信号进入分配器前应使用用户放大器进行信号放大。同样用户放大器选用SB-7530MZ1楼栋放大器，参数同上 2.设定分配放大器的输出电平为104dB，斜率为5dB。7号楼分配器输入电平=104（99）dB 输出电平值=104-5.8=98.2dB (99-5.8=93.2dB)七层分支器的输入电平=98.2dB （93.2dB）七层层每一用户的端口电平=98.2-30-0.08*14.72=67.02dB（93.2-30-0.08*4.40=62.85dB）由于六层八层相对7层对称，所以两者计算结
