小区有线电视系统设计.docx
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小区有线电视系统设计
实践周报告
辉宇
学号110701107
班级11广电1班
课程有线电视课程设计
教师史慧
2014年11月30日
3.4设备选型…………………………………………………………………14
4.5接入网的链路计算……………………………………………………22
一、实习目的与容
1.1实习目的
广电台网综合实训是课程教学计划中一项集中安排的实践性教学环节，也是理论联系实际和切实提高学生能力的重要桥梁。
通过课程设计，使学生加深对广电宽带城域网的基本组成、通道结构、主要特性、设备功能和技术指标等方面的理解，促使学生运用已学过的专业知识，进行实际课题设计，较好掌握有线电视系统常规设计的主要程序、方法和要领，培养学生分析解决工程实际问题能力和创新开拓精神，进一步促使基本概念和设计方法的系统化和具体化，通过查资料、选方案、搞设计和写报告等，使学生得到一次全面的工程设计方面的综合训练，为毕业设计和今后就业打下基础。
1.2课程设计容
1、前端系统设计：
根据有线电视系统建设要求和当代有线电视前端的组成原则，设计某小区的前端系统。
要求：
（1）选定小区、确定节目套数、频道配置；
（2）做出前端系统设计以及软件、硬件的设备选型；（3）列出设备清单。
2、HFC网络技术指标的分配与设计：
按照国家标准和行业标准规定将主要噪声和失真指标在前端、光纤链路和同轴电缆传输网之间进行合理的分配，并留出1dB的余量。
3、光纤链路的常规设计：
按照分光结构，对光纤链路进行具体设计。
要求：
（1）确定光发射机功率；
（2）确定分光比；（3）确定光缆段长和芯数；（4）估算光链路指标。
4、EPON接入网设计：
（1）接入网方案的确定；
（2）楼栋部接入设计；（3）设备选型；（4）接入网的链路计算。
二、前端设计
2.1有线电视节目源信号
表2-1有线电视节目源
注：
以编号为序列每6个信号通过一个复用器
2.2有线电视前端系统
图2-1有线电视前端系统框图
2.3有线电视系统前端设备选型
表2-2有线电视系统前端设备选型
1、卫星接收机：
PBI-DVR1000：
PBI-DVR1000工程专用卫星数字电视接收机采用最新STi-5518芯片，完全符合广电总局颁发的标准和MPEG-2&DVB-S标准，并已预存了国大量的数字压缩的卫星电视节目，具有图文接收功能，PID手动输入功能，断电记忆功能和EPG节目指南显示功能；采用增强式OSD中英文屏幕显示菜单和QPSK解调一体调谐器，门限低；有网络和转发器自动搜索功能，可方便卫星数字电视信号的接收；且应用最新型软、硬件结合技术，保证长期稳定可靠的运行。
其功能齐全，操作方便，画面品质一流，完全满足中国CATV前端卫星数字电视接收的各项要求，是各种有线电视前端系统不可或缺的高稳定的CATV前端卫星数字电视接收机。
图2-2卫星接收机
特点：
▲完全符合DVB-S和MPEG2标准；
▲LED显示，前面板轻触按键操作及友好操作界面；
▲自动网络和转发器搜索功能并更新码流信息；
▲可存储2000个频道的信息；
▲可进行视频PID和音频PID的设置；
▲具有断电记忆功能；
▲支持OSD电视图文VBI（DVBETS300706）和字幕功能；
▲256彩色屏幕显示，支持英文、法文、德文、俄文、西班牙文、意大利文、中文及阿拉伯文等多种语言系统；
▲电子节目指南EPG功能，并支持PIG（PictureinGraphics）画中画显示功能；
▲具有NTSC/PAL/AUTO制式转换功能；
▲通过RS-232接口由电脑或另一台DVR-1000可进行软件的升级（机对机拷贝功能）。
表2-3卫星接收机技术参数
技术参数
调谐
输入符码率
2.0～45Mb/s
可接收包长
204，188
解调方式
QPSK
FEC解码率
1/2，2/3，3/4，5/6，7/8；卷积深度K=7
LNB电源
13/18V（max350mA）
输入
输入频率
950～2150MHz
输入电平
-25～-65dBm
输入阻抗
75Ω，F-type
MPEGII解码
解码标准
MPEG-2ISO/IEC13818,MPEG-2MPML
输入码流
Max.60Mbit/s
视频输出比例
4：
3，16：
9
视频解析度
720x576（PAL）,720x480（NTSC）
视频输出格式
NTSC/PAL/AUTO
音频解码标准
MPEG-1LAYERI,II,Musicam
音频输出模式
双声道（Left）和（Right）
采样频率
32,44.1,48KHz
主芯片&存
CPU
SGS-Thomson
SDRAM存储
8Mbyte
闪存
1或2Mbyte
视频输出
输出阻抗
75Ω，RCA*2
输出电平
1.0V±20mVp-p
频率特性
±0.5dB（4.8MHz）
微分增益
≤5%
微分相位
≤5°
色亮延迟
≤30ns
音频输出
输出阻抗
680Ω，RCA*2
输出电平
±6dB
频率特性
±0.5dB（20Hz～18Hz）
音频信噪比
≥70dB
左右声道电平差
≤0.5dB（20Hz～18Hz）
数据接口
RS-232
波特率9600~115200
一般特性
工作环境温度
5°C～40°C
工作环境相对湿度
10%～90%
工作环境大气压
86～106Kpa
电源供电
AC90V～256V，50Hz～60Hz，25W
体积
483mm×270mm×45mm
重量
2.5Kg
2、数字切换矩阵器：
名视鸿达生产的广播级数字SDI\ASI视音频切换器，采用了单片机控制，实现了逆程状态下进行切换，大大缩小了切换时的抖动现象。
采用国际先进的广播级专用芯片，具有高指标，性能可靠，操作简便，实时计算机控制，外观精致等特点，其性能符合SMPTE259M,A、B、C、D标准的SDI以及DVB-ASI信号标准。
其性能符合国家有关广播电视级技术指标。
图2-3数字切换矩阵
特点：
▲采用了单片机控制，实现了逆程状态下进行切换，大大缩小了切换时的抖动现象；
▲输入输出通道都有数码显示，操作简单、明了；
▲可以通过仪器面板上的按键开关进行单独控制。
亦可通过RS—232口在计算机上进行远程控制。
用户还可按照自己的设置进行同时插播、定时插播、界面锁定、时钟、日期等；
▲实现了双向传输功能，计算机可以监视和控制切换器的工作状态。
切换器控制面板也可以监视和控制计算机的工作状态；
▲输出每一路都为分配输出，解决了用户外加分配器的烦恼；
▲有掉电保持功能，遇有断电的情况，切换器保持原状态。
注：
本产品有一路输出增加了时钟恢复功能，可用于长距离传输
表2-4数字切换矩阵技术指标
输入信号
符合SMPTE259M,A、B、C、D标准的SDI以及DVB-ASI信号
输出信号
符合SMPTE259M,A、B、C、D标准的SDI以及DVB-ASI信号
连接方式
BNC接口
连接方式
BNC接口
阻抗
75Ω
阻抗
75Ω
幅度
800ｍVp-p
幅度
800ｍVp-p
控制接口
RS-232DB9接口用以实现计算机控制
电源
AC220V±10%50Hz
温度
0℃～50℃
尺寸
19"标准机箱
3、复用器：
JD-LFYQ8100复用器是数字广播电视系统TS流再复用器。
JD-LFYQ8100复用器将前端经过压缩、编码和复用后得到的多个单节目或多节目传输流根据用户需要合成为一路传输流，并可在输出码流中插入EPG（ElectronicProgramGuide）、CA（ConditionalAccess）以及数据广播等信息。
它最多可同时对8路输入码流进行复用，支持串行ASI接口，输入码流的码率最高为270Mbps，输出码率则可达270Mbps。
通过设备辅助数据输入通道，可将外部SI（ServiceInformation）服务器上生成的SITable等数据实时插入输出码流，从而实现EPG及数据广播等增值业务。
其体积为标准1U机箱，通过前面板液晶显示屏可实现完全的脱机设置和运行。
图2-4复用器
特点：
▲符合ISO13818和EN300468标准；
▲支持MPEG-2传输流再复用；
▲对SPTS和MPTS码流均可进行复用；
▲具有SDT表映射功能；
▲可外接独立加扰器，能对指定的节目或服务进行加扰；
▲产生SPI/SI信息；
▲支持PCR校正和PID重新映射；
▲超大缓存，抗突发码流；
▲具有报警功能；
▲支持多台设备之间的级联；
▲可实现集中网管，远程升级和维护；
▲液晶显示，操作方便灵活；
▲高可靠性设计，运行稳定。
4、加扰器:
SYS099C1型DVB数字电视独立加扰器按照DVB通用加扰算法对指定节目或者传输流进行加扰。
与CAS条件接收系统和SMS用户管理系统配合使用，实现数字电视节目的管理与收费，保护网络运营商的利益。
图2-5加扰器
产品特性
▲TS码流输入：
DVB标准ASI格式，BNC/75Ω接口，一主一备;
▲2路TS码流输出：
DVB标准ASI格式，BNC/75Ω接口，一主一备;
▲网管接口：
RJ45以太网接口（10/100M自适应）。
技术参数
▲对指定节目和传输流进行实时加扰；
▲符合DVB通用加扰算法DVB-CAS；
▲支持DVB同密接口，兼容多个CAS条件接收系统；
▲输入有效码率1〜60Mbps；
▲可发送固定或可变控制字加扰，加扰周期最小为5秒；
▲支持码率自适应，PCR校正；
▲最多可对100个不同的节目进行加扰，支持PID加扰方式；
▲处理和复用与CA相关的PSI/SI信息；
▲支持可自动切换的输入备份功能；
▲支持网络管理功能。
常规特性
▲行温度5〜45℃；
▲储温度-25〜80℃；
▲湿度10〜75%；
▲供电AC90〜260V，50/60Hz。
5.编码器：
AOKUHT9001是北极星通公司最新推出的一款机架式全接口高标清H.264编码器，支持HDMI，SDI，VGA、CVBS等视频源输入，支持HDMI及SDI嵌入音频输入，支持左右声道线性音频输入，支持H.264-HP，BP等多种模式编码，支持高标清编码，支持同步编码多种码率，编码延时小于300ms，支持1080P60帧输入源，支持1080I、720P、720I、576P、576I、480P、480I等信号源输入，输出码率、分辨率可自定义，GOP长度可自定义。
图2-6编码器
特点：
1.高清晰、低码流：
编码采用目前最先进的视频压缩标准H.264-HP（High-Profile）、实现了VGA信号高清晰、低码流的编码传输；
2.支持设置DHCP，PPPoE，设置固定IP等多种网络接入方式；
3.全接口支持，支持SDI、HDMI、VGA、CVBS等多种输入源，对于各种输入的信号能够自动识别；
4.支持SDI/HDMI嵌音频输入，也支持线性双声道立体声音频输入，支持音频输入的音频增益功能，可增大或者降低音量；
5.支持视频亮度、对比度、锐度等参数调整，支持视频翻转、镜像等多种特技，支持视频及音频码率调整，视频支持100kpbs到20Mbps可调，音频支持32k、64k、128k、256k可调；
6.支持单播、组播及广播传输，支持UDP、RTSP、RTMP、HTTP、TS等多种流媒体协议，可直接向FlashMediaServer、AokuMediaServer、RED5等流媒体服务器推送直播流，通过WindowsMediaPlayer，FlashPlayer、VLC等播放器进行观看；
7.系统采用高性能DSP处理芯片，编码效率及传输效率更高，实时性好，视频、音频同步性好，延时低于300ms；
8.支持透明数据传输（RS232/RS485），支持标准云台控制协议，能够满足多种应用；
9.输出的视频分辨率可自定义，并且支持同步输出三种不同分辨率、三种不同码率、三种不同协议的网络视频流，满足不同条件下的网络需求；
10.提供专用的解码插件，支持http方式接入低延时解码音视频流，允许客户端对正在直播的流进行录制，可设置录制任务。
11.提供客户端SDK，可满足客户端解码、录制、云台控制等多种需求；
12.配备前置液晶面板，通过设备前置面板实现对设备的控制，也可以直接通过任意一台联网的计算机中的浏览器访问HT9001，实现对编码器的控制；
13.完善的日志信息查询，可以查询用户接入，信号源状态，流发布状态等信息；
14.置AMS+流媒体服务软件，能够实现rtsp、rtmp客户端接入，满足手机、机顶盒、平板电脑、PC机等多种形式的接入；
15.支持在线升级，在线维护。
表2-5编码器性能指标
项目
指标
信号输入接口
HDMI、SDI、VGA、CVBS，1路双声道音频输入
信号输出接口
1个RJ45百兆网络，1个485串口
最大分辨率
1080P60帧
帧率
1帧/秒-30帧/秒
默认视频编码算法
H.264HighProfile5.0
音频算法
AACLC，MP3等
音频增益
支持
自动侦测分辨率
支持
颜色质量
256色、16位、32位色支持
延时
<300ms
协议
支持UDP/TCP/RTMP/RTSP/DHCP/FTP/HTTP等
码率
100kpbs-30Mbps可调
工作温度
-20～70℃
相对湿度
5～95％
总量
0.92kg
电源
220V
功耗
<2W
大小
430mm*280mm*44mm
配置
Web方式，控制台方式，前置面板方式
6.QAM调制器：
NDS3301 QAM调制器是按照欧洲有线数字视频广播标DVB-C（EN300 429）而开发出的高性能调制器。
它能接收来自编码器、复用器、DVB网关、加扰机、视频服务器等设备的TS传输码流，进行RS编码，卷积交织和QAM调制等编码及调制处理，并提供射频输出及监测输出。
图2-7QAM调制器
产品特性：
全符合EN300 429/ITU-T J.83A/B/C，GB/T170标准；
符号率调节围5.0Msps~7.0Msps；
支持16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM调制星座；
支持ASI输入；
TS输入具备超大缓存，抗突发码流；
支持智能空包删除及自动码流填充，支持PCR精确调整；
可配置PID过滤、重映射，PSI、SI信息同步更新；
支持NIT表插入；
支持输入有效码率实时监测；
射频输出频率48MHz~860MHz，1kHz步进；
射频输出电平-30dBm~0dBm，0.5dB步进；
支持液晶&按键操作；
支持网络管理（NMS）。
表2-6QAM调制器技术指标：
输入
1路ASI输入，BNC接口，75Ω
调制参数
QAM通道
1
调制标准
EN300 429/ITU-T J.83A/B/C，GB/T170
符号率
5.0~7.0Msps，1ksps步进
调制星座
16、32、64、128、256QAM
FEC
RS（204，188）
射频输出
接头
F头，75Ω阻抗
频率围
48~860MHz，10kHz步进
输出电平
-30dBm~0dBm，0.5dB步进
系统
支持液晶&按键操作，网络管理（NMS），中英文操作界面
可通过网络进行软件升级
通用
尺寸（宽x长x高）
482mm×410mm×44mm
重量
2.3Kg
温度围
0~45℃（工作），-20~80℃（存储）
电源要求
AC 110V±10%，50/60Hz或 AC 220V±10%，50/60Hz
功耗
22W
7.混合器：
SUSPO-E1600多路信号混合，又称为邻频混合器、射频混合器、RF混频器信号集成器等,主要功是将邻频调制器的多路射频RF信号的组成合一起。
电视信号混合器可以多台并连混合的模拟邻频调制器用混频设备，16路RF射频信号集成1路RF信号输出。
采用全无源结构，对信号质量无任何劣化，适用于邻频调制器模拟前端多路信号的混合，能很好地满足各种类型邻频有线电视系统的配套要求。
（可选配置增加了专用的级连混合器使多台设备连接更方便），广泛适用于有线模拟前端、数字电视前端、酒店、宾馆有线电视系统视、安防监控、电化教学系统、调频系统等频道的混合等各类有线电视系统字幕机RS485接线及使用说明。
图2-8混合器
特点:
▲用全无源结构，对信号非线性指标无任何劣化影响；
▲插入损耗低，端口隔离度高；拉丝面板，美观大方；
▲预留监测口，使用更方便，-20dB衰减，直接TV口；
▲输入端口16路RF-IN,1路RF-OUT出,1路TEST测试口；
▲5～1000MHZ宽工作频率围、高稳定、低驻波、低插损、高隔离度；
▲信号平坦度好，反射损耗小，具有良好的电磁屏蔽性；
▲19"标准机箱配置，机架式便于安装。
表2-7技术指标
16路混合器项目
单位
技术参数
输入端口数：
TE1600-（16路）
PCS
16
输出端口数：
TE1600-（1路）
PCS
1
输入频率围
MHz
45～863
相互隔离度
dB
≥30
插入损耗
dB
≤20
输入端口电平差
dB
≤3
反射损耗
dB
≥12
频率响应
dB
±1.0
输入阻抗
Ω
75Ω
输出阻抗
Ω
75Ω
工作环境温度
℃
-10～+40
监测端口TEST
dB
-20
重量
KG
1.8
外形尺寸:
W*D*H
mm
483*205*45
8.光接收机：
外形尺寸：
450mm×150mm×250mm
重量：
约5Kg
◆主要技术指标
响应度：
>50mV/uw
光探测器：
PIN－FET
工作波长：
0.85,1.30um
工作带宽：
6Hz～10MHz
输出信号：
2Vp-p
响应时间：
<35ns
工作电流：
100mA
工作温度：
0～45°C
工作电压：
AC220V
工作湿度：
95％R.H
气压：
80～106Kpa
环境温度：
-20oC～40oC
相对湿度：
≤95%
光敏面直径：
F0.5mm
接收灵敏度：
-36～-12dBm
最多光输入路数：
8路
三、干线网设计
3.1大丰市文广大厦到花园地图：
上海花园
图3-1实际地图
表3-1地图距离
起点
终点
距离（千米）
大丰市文广大厦
花园
2.100
锦绣南城
1.700
银河花园
1.900
33.93%
32.71%
33.34%
0.7km
（-2dB接收）
3.2干线传输链路图花园
0.5km
0.3km
1.4km
锦绣南城
（-2dB接收）
28.37
（-2dB接收）
mW银河花园
三分光器
三分光器
光接收机
图3-2干线传输链路图
3.3干线传输链路计算：
光分路器的插入损耗:
7.0dB
设定接收端接收电平为-2dB，采用1310nm的光缆进行传输，损耗为0.4dB/km，每个活动接头损耗为0.3dB。
（1）花园到前端传输路线损耗为：
L1=0.4*（1.4+0.7）+7.0+0.3*2=8.44（dB）
则分光器需向花园提供的光功率为：
P1=8.44-2=6.44（dB）=4.41（mW）
锦绣南城到前端传输损耗为：
L2=0.4*（1.4+0.3）+7.0+0.3*2=8.28（dB）
则分光器需向金胜花苑提供的光功率为：
P2=8.28-2=6.48（dB）=4.45（mW）
银河花园到前端传输路线损耗为：
L3=0.4*（1.4+0.5）+7.0+0.3*2=8.36（dB）
则分光器需向锦绣江南提供的光功率为：
P3=8.36-2=6.36（dB）=4.33（mW）
因此，分光器后的净光功率之和为：
P=P1+P2+P3=13.19（mW）
分光器分光比为：
N1=P1/P*100%=33.93%；
N2=P2/P*100%=32.71%；
N3=P3/P*100%=33.34%
考虑到分光器前的电缆损耗及一个活动接头取损耗余量L=1（dB）
因此，光发射机功率为:
Pt=P+10^（1/10）=14.45（mW）
3.4设备选型：
表3-2干线设备选型
设备
型号
数量（台）
公司
1310nm光发射机
WS-LT1324A
1
万硕光电设备
1x4分光器
纳鑫达/SC
1
市纳鑫达通讯设备
光接收机
SGJ-6A
1
中西远大科技
（1）1310nm光发射机（WS-LT1324A）：
图3-3光发射机
性能特点：
◇先进的RF预失真电路，保证良好的C/N和非线性指标
◇APC及ATC电路，保证激光器最佳工作环境
◇AGC/MGC增益控制模式
◇射频监测口在线监测光调制度
◇微处理器电路实时精确监控光输出功率和激光器工作状态
◇前面板LCD/VFD显示，可实现本地监控
◇RS-232/485接口，可选网络管理功能
◇可选开关电源热备份系统
◇后面板配有间歇性致冷风扇，加强机散热效果
◇可拆卸的光连接器安装板方便光纤连接头的清洁、维护
◇19英寸标准机架，国际流行结构设计，置散热器
表3-3光发射机技术参数
项目
单位
技术参数
输出功率
mw
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
光链路损耗
dB
4
7
9
10
11
11.8
12.5
13
13.6
14
14.4
15
输出光功率
nm
1310±20
激光器类型
DFB蝶形激光器
光调制方式
直接光强度调制
光连接器形式
FC/APC或SC/APC
光反射损耗
dB
>45
频率围
MHz
47~750/862
射频输入功率
dBμV
72~88
带平坦度
dB
±0.75
射频输入阻抗
Ω
75
输入反射损耗
dB
≥16
载噪比C/N
dB
≥51
载波组合三阶差拍比C/CTB
dB
≥65
载波组合二阶差拍比C/CSO
dB
≥60
AGC控制围
dB
±5
供电电压
V
AC160V~250V（50Hz）
消耗量
W
30
工作温度
℃
-10~+45
升级会员 