综合布线系统和有线电视系统设计.docx
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综合布线系统和有线电视系统设计
山东建筑大学
课程设计说明书
题目：
建筑物信息设施系统课程设计
课程：
生殖医院综合布线系统和有线电视系统设计
院（部）：
信息与电气工程学院
专业：
班级：
学生姓名：
学号：
指导教师：
完成日期：
2015年12月10日
摘要································
1、设计目的和要求··························1
总体要求··························1
设计原则··························1
二、设计原理及内容··························2
基本原理······························2
工程概况及用户需求分析························3
三、方案选型························3
综合布线传统方案························3
方案设计概述··························4
四、总体方案说明·························5
综合布线设计说明························5
有线电视系统设计说明······················8
五、设备清单···························12
总结与致谢···························14
参考文献·····························15
摘要
本课程设计的对象为实际工程项目，该工程为山大附属生殖医院综合楼综合布线系统和有线电视系统设计，建设规模约2900平方米。
根据《GB／T50311建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》和建设方对布线系统的要求，对1,2,3,4,5,6层提出完整的综合布线系统及有线电视系统设计方案。
综合布线系统采用开放式的体系、灵活的模块化结构、符合国际化工业标准的设计原则，支持众多系统和网络，不仅较好地解决了传统布线方法所存在的诸多问题，而且实现了一些传统布线没有的功能，随着数字化技术的应用，综合布线的应用范围也正在不断地扩展。
有线电视系统（CableAntennaTelevision-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网络将电视图像信号高质量地传送到楼层各用户终端。
关键字：
建筑综合布线系统，有线电视及卫星电视接收系统
一、设计目的及要求
总体要求
本课程设计的对象为实际工程项目，建设规模约2900平方米，地上6层。
根据《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）和《有线电视系统工程技术规范》（GB50200-94）以及建设方的要求，对综合楼提出完整的综合布线系统和有线电视系统设计方案。
本项目综合布线系统是一个综合化、高标准的布线系统。
建成后不仅能够满足现有医疗业务的数据、图像等传输要求，且能够适应未来网络技术的发展。
系统为星型拓扑结构；配线间配置原则：
对一至六层不超过90米的信息点，全部汇总到设置在机房的配线机柜，对一、二层东南头部分超过90米和四、五、六层东南头部分超过90米的信息点分别在二层、四层的相对应的区域设置配线机柜，各楼层配线间（二、四层）通过1根6芯室内万兆多模光纤及三类大对数电缆与三层网络中心机房连接。
有线电视系统带宽按860MHz双向传输系统设计，完成目前以模拟电视信号为主，今后可逐步升级成为交互式综合业务信息网，实现多功能、宽带、高性能的图像、语言、数据和控制信号的实时传输。
放大器等带宽达到860MHz；分配器、分支器、终端出口等设备带宽应达到1000MHz。
系统由信号源，前端，分配网络三部分组成，电视信号接入点位于三层网络机房，信号源为市政有线电视公共信号，传输至各个终端。
终端点位分布在vip病房、等候区、休息厅、示教室、会议室等。
设计原则
综合布线设计原则
实用性：
满足电话通信系统、办公自动化等应用对布线的需求，能兼容话音、数据、图像的传输，并可于外部网络连接，系统必须能够满足向后兼容要求。
灵活性；为开放式结构，能支持话音及多种高速计算机数据系统的需要。
即任一信息点能够连接不同类型的设备，如计算机、打印机、终端或电话、传真机，同时，还为大型主机提供了光纤的接口插座，可以满足将来各种业务的需求。
模块化：
布线系统中，除去固定在建筑物内的线缆外，其余所有的接插件都是积木式的标准件，以方便管理和使用。
扩充性：
布线系统是可扩充的，以便将来有更大的发展时，很容易将设备扩展进去。
本方案采用树状星型结构，以支持目前和将来各种网络的应用。
通过跳线和不同的网络设备，可以实现各种不同逻辑拓扑结构的网络，一旦系统扩充时仅需要在相关的“树叉”上添入新的线缆就可以实现。
可靠性：
在设计中充分考虑到系统的长期可靠性。
经济性：
在满足应用要求的基础上，尽可能降低造价。
二、设计原理
基本原理
综合布线系统概述
综合布线全名为“建筑物结构化综合布线”，简称SCS，是在计算机技术和通信技术发展的基础上，结合现代化智能建筑设计的需要，满足建筑物内信息社会化、多元化和全球化的需要，同时也是办公自动化发展的结果。
综合布线系统是将各种不同组成部分构成一个有机的整体，采取模块化结构设计，层次分明，功能强大。
它是现代建筑技术与信息技术结合的产物。
理想的布线系统应表现为：
支持语音、数据和图象的传输，而且最终能支持综合性的应用。
有线电视系统概述
有线电视一般是由天线、前端、干线传输和用户分配网络几个部分构成。
天线系统的主要功能是接收无线电波，并将接收到的高频电视信号馈送给前端系统。
天线系统处于整个有线电视系统的最前端，它对最终用户接收到的图像质量有非常重要的影响。
前端设备位于天线和干线传输网络之间，它的主要功能是将来自天线的高频电视信号和电视台自己开办节目的电视信号进行必要的处理，比如滤波、调制、频率转换等,然后对所有这些高频电视信号进行混合并将混合后的信号发送到用户分配网络。
由此可以看出用户分配网络的主要功能是接收干线上的高频电视信号将将其分配到千家万户。
用户分配网络通常是由延长分配放大器、分支器、分配器、串接单元分支线、分支线、用户线和用户终端盒构成的。
工程概况及用户需求分析
工程概况
本工程是为山大附属生殖医院综合办公楼。
建设规模约2900平方米，地上6层。
用户需求分析
（1）综合布线系统的结构、性能要符合国内、国际标准和规范，满足各个系统目前和未来发展的需要。
（2）综合布线系统应以电脑系统等为服务对象，同时尽可能为各个弱电系统提供统一信息传输布线平台。
它应有利于各个系统自身组网和传递信息，有利于各个系统之间的互连，有利于各个系统与外界的连网。
（3）布线系统要具有高性能和相当的超前性，能够满足各个系统目前和未来新技术、新产品对传输的需求。
（4）同时布线系统在设计和实施中应充分考虑办公的具体特点，在信息点的选取、线缆配置等各方面满足网络系统的要求。
（5）布线系统应采用符合国内、国际标准的名牌布线产品，技术上要领先，同时要经过国内、国际广泛和较长期使用，具有良好的技术支持和服务。
系统需求配置
本项目主要为标准型办公场所,因此采用较高的配置标准。
根据甲方要求并结合本公司多年来在该领域的设计、施工经验，工程所采用布线产品均为美国康普6类结构化布线产品，使整个系统完全满足6类传输性能标准，以适应10—15年技术发展和使用的要求，且具有开放性、灵活性和可扩展性。
三、方案选型
综合布线传统方案
根据国际标准ECN80:
1995和美国ANSI/EIA568A:
1995等标准的研究，智能建筑综合布线系统工程按照功能和物理结构统一明确分为6个部分为宜：
图综合布线系统结构框图
方案设计概述
综合布线系统
（1）工作区子系统
工作区子系统是指信息端口以外的空间，但通常习惯将电信插座列入工作区子系统。
本系统设置个双口信息点。
本系统采用是美国康普公司的信息插座。
（2）水平布线子系统
水平布线子系统为配线间水平配线架至各个办公室门口的分配线箱的连接线缆。
本项目数据点和语音点采用6类四对UTP。
（3）管理区子系统
由于各个楼层的信息点数比较的多，故在每层楼都要设有管理区子系统，管理区子系统是由配线架、跳线以及相关的有源设备（HUB、服务器及交换机等）。
（4）设备间子系统
设备间子系统是由总配线架、跳线及相关有源设备（HUB、服务器及交换机等）等组成。
设备间子系统是一空间概念，总配线架收集来自各水平子系统的线缆，并与相关有源设备通过跳线或对接实现系统的联网。
本项目主设备间设在三楼网络中心机房内，其布线设备主要为系统配线架和相关跳线等。
按大楼结构化布线系统实施要求。
有线电视系统
（1）前端系统设计
明确系统的传输方式，根据已知条件设计，即接收频道及各频道场强，自办节目和卫星频道接收数，预留频道数，传输距离及总用户数，进行前端设计。
采用邻频传输技术，并开发利用增补频道作为系统内部扩展频道容量的新途径。
对于卫星，微波，录像等输出的视频信号源，都要用调制器转换成射频信号，然后从前端输出。
对于开路设射频信号源，先经过解调—调制方式的处理，使之成为符合邻频传输的射频信号后，再从前端输出。
（2）干线系统设计
干线采用光缆
传输光波长的选择
确定光接收机的型号和数量，绘出主干线网络图
计算光链路损耗并确定光发射机的输出功率
计算光链路损耗并确定光发射机的输出功率
确定光缆纤芯数
光缆干线技术指标计算
（3）分配系统设计
分配系统是CATV系统的最末端，是直接为用户服务的部分。
分配系统设计的任务
根据分配系统应用满足的指标要求，设计放大器的工作状态
根据用户的平面分布状态，确定分配网络的结构形式
根据用户对接收电平的要求，合理的选择无源器件，并计算用户电平。
四、总体方案说明
综合布线设计说明
工作区子系统
工作区由终端设备连接到信息插座的连线和信息插座所组成。
通过插座既可以引出电话也可以连接数据终端以及其它传感器和弱电设备。
在RJ45插座内不仅可以插入数据通用的RJ45插头，也可以插入电话机专用的RJ11接头。
在本项目的设计中，
墙面信息插座均采用国标86型预埋盒安装，采用双口或单口面板。
工作区信息插座采用单孔或双孔信息插座配置，即每个信息点将均可应用于电话，也可应用于数据、图像等系统终端连接。
水平子系统
水平子系统的作用是将干线子系统的线路延伸到用户工作区。
在本项目设计中，水平线均采用6类的八芯非屏蔽双绞线（UTP），它可以传输各种72V以下直流电压和相应频率以内的弱电信号，包括电话、计算机数据、楼宇自控设备的控制信号、广播信号、视频监视信号和各种弱电传感器信号等等。
这里主要用于传输语音信号、图象和数据信号。
本设计方案中，根据TIA/EIA568-A?
的水平线独立应用原则，水平子系统采用标准非屏蔽6类双绞线，完全支持将来千兆以太网的应用。
每个信息点能够灵活应用，可随时转换接插电话、微机或数据终端，并可随着用户的进一步应用需求。
另外，本方案采用走吊顶的轻型装配式槽形电缆桥架，为确保线路的安全，应使槽体有良好的接地端。
金属线槽、金属软管、电缆桥架及各分配线箱均需整体连接，然后接地。
（1）确定信息点数目和插座类型
因为建筑物用户性质不一样，功能要求和实际需求不一样，每个工作区信息点数量可根据实际需求，按用户性质、网络构成和需求来确定。
表4-1根据建筑物的功能给出了信息点数量配置。
表4-1信息点数据配置
楼层
内网
外网
电话网络
无线AP
电视端口
1层
92
92
47
9
2
2层
96
96
47
9
2
3层
99
99
49
10
2
4层
70
70
45
10
9
5层
60
60
35
10
8
6层
7
7
13
5
2
合计
424
424
236
53
25
工作区信息点为电端口时采用8位模块通用插座（RJ45），为光端口时采用SFF小型光纤连接器件及适配器。
另外，每一个工作区至少应配置1个220V交流电源插座，并且工作区的电源插座应选用带保护接地的单相电源插座。
（2）确定配线线缆类型和长度
电信间与信息插座之间的水平布线优选方案为屏蔽线或非屏蔽线4对双绞线，每一个8位模块通用插座应连接1根4对双绞线缆。
对于宽带数据和复合信号传输的特定场合，可采用光纤到桌面（FTTD）方案，每一个双工光纤连接器件及适配器连接1根2芯光缆，光纤芯数至少应有2芯备份，按四芯配置。
电缆长度的确定与介质布线方法和线缆走向有关，然后确定每个电信间所服务的区域，按可能采用的电缆路由测量出离服务配线间最远I/O的距离和最近I/O的距离，然后两者相加除以2，求出平均电缆长度。
实际计算电缆长度时还要加上10%的备用部分和6米的端接容差。
而整座大楼的用线量应为总的信息点数n乘上实际平均电缆的长度。
电缆用量的计算方法及公式如下所示：
根据我国综合布线系统工程设计规范规定，水平布线子系统的双绞线最大长度（电信间或电信间互联设备端口到工作区信息插座的缆线长度）为90米。
管理子系统
管理子系统由分散在二、三、四层的配线间（设有IDF）组成，负责楼层信息点的配线管理，连接水平电缆应采用24口六类非屏蔽配线架，光纤配线架采用12口抽屉式光纤配线架、大对数采用超五类110配线架，统一管理，提高线缆和端口管理效率。
每层（二、四）配线间设1个机柜。
设备间子系统
设备间指综合布线汇聚，包括汇聚配线架，数据光纤与语音主配线架，全部采用19"机柜式安装。
综合布线线缆统计
水平子系统，水平电缆用量统计：
电缆平均长度=（最远信息点水平距离+最近信息点水平距离）/2+2H
=（70+3）/2+8=
实际电缆平均长度=电缆平均长度×+（端接容限，通常取6）
=×+6=55m?
每箱线缆布线根数=每箱电缆长度/实际电缆平均长度
=305/55=5根?
电缆需要箱数=信息点总数/每箱线缆布线根数
=921/5=190箱?
主干子系统，大对数电缆用量统计：
电缆平均长度?
=（最远IDF距离+最近IDF距离）/2
=（12+4）/2=8m
实际电缆平均长度?
=?
电缆平均长度×+（端接容限，通常取6）
=8×+6=
每轴线缆布线根数?
=?
每轴电缆长度/实际电缆平均长度
=?
305/=21根
电缆需要轴数?
=?
IDF的总数/每箱线缆布线根数
=6/21=1轴?
主干子系统，光缆用量统计：
光缆平均长度=（最远IDF距离+最近IDF距离）/2
=（12+4）/2=8m?
实际光缆平均长度=光缆平均长度×+（端接容限，通常取6）
=8×+6=?
光缆需要总量=IDF的总数×实际光缆平均长度
=6×=90m?
有线电视系统设计说明
前端系统
系统的前端是传输信号的第一个加工处理环节，其设计任务主要包括：
前端类型的选择、天线输出电平的估计、确定前端输出电平、载噪比和交调的计算等。
设计内容为前端部分、传输干线部分和分配网络部分，前端系统每栋每单元采用一个全频道混合放大器和均衡器。
有线电视前端放大器主要有频道放大器和宽带放大器两类。
前者一般用在混合器前，对每一个频道的信号分别进行放大；后者则用在混合器后，把各频道的信号同时放大到足够高的电平输出。
由于频道放大器只放大一个特定频道的信号，可以较好地解决前端中由于放大器非线性引起的交调、互调、三次差拍等非线性失真。
其原理与单频道天线放大器类似，也要在宽带放大器输入端加滤波电路，但其具有下面三个特点：
（1）其输入电平低（约60dBμV），输出电平高（约115～120dBμV），要求增益能达到60dB左右，常用3～4级放大电路来组成。
因为是单频道工作，虽然因输出高而不需要大功率管，但末级晶体管要求动态范围大、线性好。
好的频道放大器还有自动增益控制（AGC）电路。
（2）因为只放大一个频道信号，带通滤波器的通带特性好，具有选样性高、抑制干扰能力强的特点，阻带阻耗可达30dB以上。
有的频道放大器在各级放大器前加谐振回路，可以得到更好的选择性，但调整比较困难。
（3）频道放大器的输出阻抗对本频道信号很低（可以匹配Ω的负载电阻），对其他频道很高，因而各频道信号可以直接混合输出，而省去专门的混合器。
但因为频道放大器输出的幅频特性不是非常陡峭的矩形幅频特性，在邻频传输时，不能用频道放大器直接混合，而需要使用信号处理器。
在具有频道放大器的前端中，由于频道放大器已把各频道信号放大到足够高的电平，故不需要再加宽带放大器，而是把从频道放大器输出的信号混合后直接送入干线系统。
均衡器的作用是用来弥补电缆的频率特性造成的量的不平衡。
通常当干线的长度超过50m时，就应考虑使用均衡器。
安装位置应靠近干线放大器的输入端或传输干线的末端。
对于带有自动斜率控制功能的干线放大器，因其内部设有均衡网络，所以在传输干线上不使用均衡器。
传输通道
目前，大多数有线电视系统的带宽为550MHz或750MHz，从频谱资源安排和分析，～750MHz为普通广播电视业务所用，750MHz～860MHz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，860MHz～1000MHz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860MHz进行设计。
从我国电视信号的频道划分可以看出，在地面广播电视中，电视信号均为经过调制的高频信号，所以在有线电视系统中从天线、前端、传输网络到用户分配网络以及知道送入电视接收机的电视信号均是高频信号，而我们日常生活中用录象机录制的电视信号和摄像机拍摄的电视信号都是基带信号，他们必须被调制到一个比较高的频率上才能在有线电视系统中传输。
传输干线的工程设计
传输干线的功能是传输信号。
信号在电缆中传输是要衰减的，传输距离越远，衰减量越大；电缆的频率特性又使不同频率的信号在电缆中衰减的程度不同，频率越高的信号衰减的程度越大。
所以，在传输干线设计时，既要考虑到对信号衰减进行补偿，又要考虑对频率不同的信号其补偿程度要有所不同，频率高的信号要补偿的多些。
因此，在传输干线部分除了选用传输损耗小的电缆外，对放大器的使用也有其特殊的一面。
既然在传输干线部分使用了放大器，就要使其对系统的信号载噪比及交调的影响减小到最小程度。
传输干线的组成除了必不可少的同轴电缆外，还有定向耦合器、均衡器和干线放大器。
均衡器的作用是用来弥补电缆的频率特性造成的量的不平衡。
通常当干线的长度超过50m时，就应考虑使用均衡器。
安装位置应靠近干线放大器的输入端或传输干线的末端。
对于带有自动斜率控制功能的干线放大器，因其内部设有均衡网络，所以在传输干线上不使用均衡器。
干线放大器的增益一般在20dB左右，最高不超过30dB。
显然，两个干线放大器的间距除了取决于放大器的增益外，还取决于传输干线所使用的电缆的衰减特性和被传输的信号的频率。
假如被选用的电缆是SYKV-75-9型藕芯电缆，干线放大器的增益为25dB，考虑到电缆接头、均衡器和定向耦合器的接入损失，实际放大增益为20dB。
传输干线电缆的选择
常用的同轴电缆由内导体、绝缘层、屏蔽层和外保护层四个部分组成。
内导体电缆中主要起信号传导作用，常采用实心铜导线。
大直径电缆可以增大机械强度，也有采用铜包钢作为内导体。
屏蔽层由铜丝编制而成，它起着导电和屏蔽双重作用，使用时金属屏蔽端应接地。
绝缘体处于内导体和金属屏蔽层之间，要求采用高频损耗小的绝缘介质，制成类似莲藕心的结构。
绝缘体的支撑作用使内导体与屏蔽层同心，故称为同轴电缆。
外保护层是由橡胶、聚乙烯等材料制成，包裹在屏蔽层之外，有机械保护的密封防潮、防腐蚀的功能。
同轴电缆的主要技术指标是特性阻抗、衰减特性、温度特性和回波损耗。
特性阻抗是同轴电缆系统的重要参数，因为在有线电视系统中，凡是电缆连接的地方均要求各个部分达到阻抗匹配。
同轴电缆的特性阻抗与同轴电缆的内导体直径、金属屏蔽层的内直径和绝缘材料的介电常数有关。
衰减特性反映了电缆传输信号的损耗大小，通常以每100米衰减的dB数来表示，衰减越小，电缆的中继距离就越长。
温度特性反映了电缆的衰减量随温度变化的情况，电缆质量越好，受温度影响就越小。
回波特性是由于电缆特性阻抗不均匀而导致反射波和衰减量的增加，这对图像清晰度影响较大。
同轴电缆性能的差异主要取决于中心导体的直径、绝缘层的制造工艺等因素。
简单地说，直径导体直径越大，同轴电缆的衰减特性会越小。
从同轴电缆绝缘层的制造工艺来看，主要经历了实心结构、化学发泡、藕心发泡和物理高发泡几个阶段。
目前最好的电缆都采用物理高发泡制造工艺。
由于绝缘层中包含有大量的微型气泡，相互隔开，所以不容易吸潮。
物理高发泡电缆的损耗很低，阻抗均匀，使用寿命长，是质量最优的电缆。
目前，我国有线电视电缆改造中大量使用了这种高性能的电缆。
为了增加距离，在传输干线部分必须选用衰减量小的频率特性好的同轴电缆。
通常选用物理高发泡同轴电缆。
在信号频率为200MHZ时的每百米的衰减量分别为、、。
有时甚至选用更粗的同轴电缆作为传输干线使用，但随之而来的是价格变得极为昂贵。
干线传输部分采用SYWV-75-9屏蔽同轴电缆，用户线采用SYWV-75-5屏蔽同轴电缆。
干线和户内传输部分的屏蔽同轴电缆均穿管暗敷。
电缆技术指标
结构尺寸
电气性能
型号规格
内导体外径
（mm）
绝缘体外径
（mm）
特性阻抗（Ω）
电容
Pf/m
绝缘电阻
（M/Ωkm）
回波损耗（dB）
衰减常数（dB/100m）
VHF
UHF
50MHz
200MHz
300MHz
450MHz
550MHz
SYWY-75-9-7b
75
>5000
>20
>18
SYWV-75-5-7b
分配网络
分配网络是通过分配器、分支器和电缆给系统的每一个用户终端提供一个适当的信号电平（有时还要通过放大器）。
分配网络的工程设计任务是根据系统用户终端的具体分布情况来确定分配网络的组成形式，进而确定所有部件的规格和数量。
本系统用户分配网络采用分配-分支方式，这是分配网络中使用最广泛的一种。
来自前端的信号先经过分配器，将信号分配给分支电缆，再通过不同分支损耗值的分支器向用户端提供符合《系统技术规范》要求的信号。
这种网络形式特别适合在楼房内使用。
用户线采用SYWV-75-5屏蔽同轴电缆。
用户点统计
序号
楼层
单位
电视终端数
1
一层
个
3
2
二层
个
2
3
三层
个
2
4
四层
个
9
5
五层
个
8
6
六层
个
3
合计
27
论证及计算
电缆电视系统中，各种信号通过传输线进行传输，干线可选用SYKV-75-9,支线选用SYWV-75-5。
由平面系统图可知
系统采用分支系统，选用一分支器：
MW-173-1
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