有线电视系统设计方案.docx
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有线电视系统设计方案
有线电视系统
设
计
方
案
珠海乐达电脑网络科技有限公司
二〇一〇年五月
目录
第一节系统概述
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（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。
本设计在大楼每层相应房间设置电视点，约60个点。
采用860MHz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，以满足员工的休闲学习需要。
第二节设计原则
在本有线电视网络系统设计时，我公司将根据国家有关有线电视系统建设施工的标准和规范进行总体设计，并遵循以下设计原则。
网络带宽：
860MHz。
传输特性：
单向传输。
接收质量：
有线电视接收质量是有线电视网络建设最为关心的问题，按国家GB-6510标准规定，接收点的信号电平满足68±4dB，载噪比大于43dB，即图像客观评价质量达到国家标准4分以上要求。
稳定性和安全性：
这是有线电视网络建设最关心的问题，只有安全稳定运行的网络，才能确保有线电视终端的接收质量，网络的技术先进性是网络高性能的保证和基础，也是未来有线电视网络节目增容的保障，还可有效地减少使用人员和维护人员的麻烦。
第三节设计依据
对于有线电视系统的设计主要依据国家颁布的有关标准和技术要求：
☆《有线电视系统技术规范》
☆《工业企业共用天线电视系统设计规范》
☆GB8898《电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求》
☆GB6510《30MHz～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统》
☆GY106-92《有线电视广播系统技术规范》
☆《民用建筑电缆电视系统工程技术规范》
☆GB6510-86《声音和电视信号的电缆分配系统》
☆GB50200《有线电视系统工程技术规范》
☆GY/T121《有线电视系统测量方法》
第四节技术方案设计
根据以上原则，我公司给出以下系统设计建设方案。
该方案完全满足爱尔的宿舍大楼有线电视网络的要求。
传输特性：
单向传输高品质的有线电视网络的支持下，此有线电视网络将是一个投资合理、图像质量高、稳定、可靠的有线电视网络，给爱尔的企业员工提供一个温馨的生活环境。
本方案能在网络带宽860MHz下进行单向传输，满足数字电视建设要求。
一、有线电视系统的构成
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。
（一）前端系统
有线电视的前端是各种信号源（包括来自卫星电视接收设备、MMDS接收设备、地方电视信号接收天线以及有线电视机顶盒、录像机、计算机等）与电缆传输分配系统之间的线路设备。
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。
有线电视系统作为爱尔宿舍的一部分，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37.5Ω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。
本方案中的信号源采用珠海有线电视信号。
（二）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，48.5MHz～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。
1、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。
系统传输信号的上限频率为200MHZ时，则两个放大器的间距D可用下列公式计算。
D=G/α
式中，D为两个干线放大器的间距（m）；
G为干线放大器的实际增益（dB）；
α为电缆内传输信号每百米的衰减量（dB/100m）。
计算结果D=350m，假如采用SYKV-75-12型藕芯同轴电缆，则D=440m。
理论上，一条干线最多串接33个干线放大器，由此得出，干线的最大传输距离为11.5km和14.5km（被传输信号的最高频率为200MHZ时）。
假如传输干线中传输的信号的上限频率为800MHZ时（相当于UHF频段的第50频道的频率），由于电缆的衰减量增大，l分别为160m和200m，其最大传输距离分别为5.3km和6.6km，仅为200MHZ时距离的一半。
上述仅是理论上的计算，考虑到其它因素后，传输干线的最大传输距离应小于上述值。
2、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
VHF
UHF
50MHz
200MHz
300MHz
450MHz
550MHz
SYWY-75-9-7b
2.15
9.00
75
50.8
>5000
>20
>18
2.4
5.0
6.2
7.7
8.5
SYWV-75-5-7b
1.00
4.80
55.8
4.8
8.7
11.6
14.5
16.0
（三）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。
二、系统指标分配
（一）主要指标
1、频率范围
频率范围是指系统能传输信号的频率范围，它取决于在系统中所传输的频道数量，而频道中最低频道的的信号频率和最高频道的信号频率决定了该系统的频率范围。
2、用户电平
用户电平就是指每个用户终端上的输出电压。
为了便于计算和测量，人们习惯选取一个参考电压U,然后取实际电压V和参考电压U之比的常用对数，并称之为电平，记为W（dB）。
W（dB）=20lgU/V（dB）
国标中规定的用户电平在VHF系统中是57dB~83dB；在UHF系统中是60dB~83dB，UHF段的下限电平要比VHF段的高3dB。
用户电平低于57dB之后，屏幕上看到的图像不干净，有时有雪花，严重时没有色彩，甚至不能同步。
用户电平太高了也不行，当用户电平高于83dB以后，电视机内部的非线形失真就变的较大，往往会产生交调和互调，影响图像质量。
3、载噪比
载噪比是系统的一个重要参数，反映了系统内部产生的噪声对图像质量的影响。
系统内的噪声是由系统中各个放大器产生的，讨论系统的载噪比就要计算每一个放大器产生的影响，放大器的噪声主要是由前级晶体管产生的。
系统技术规范要求，任一个系统的载噪比C/N≥43dB（带宽为5.75MHz）。
系统的载噪比主要取决于系统内所使用的各类放大器的性能，单个放大器的载噪比除了与放大器本身的噪声系数有关除外，还和输入该放大器的信号电平有关，故在系统设计时，尽可能选择噪声系数低的放大器，同时尽量提高放大器输入放大器信号的电平。
4、交扰调制比
系统的交调是影响图像质量的主要因素，它是由放大器的非线性引起的，无源器件是不会产生交调的。
交调与放大器的非线性有关，也与放大器的输出电平有关。
放大器的非线性是指放大器的输出信号与输入信号之间的非线性关系。
由于存在非线性，放大器就会产生失真，失真严重时就会影响质量。
（二）指标分配
1、各项总技术指标
根据系统技术规范的要求，该系统的各项总技术指标应为：
载噪比C/N≥43dB
载波互调比IM≥57dB
交扰调制比CM≥46dB
系统输出口电平57dB~83dB
在设计中留有余量，每项指标增加1dB，则设计值分别为：
C/N≥44dB；IM≥58dB；CM≥47dB；
2、各项指标的分配
因该系统干线衰减在100dB以下，可按下表分配：
项目
系统名称
比例
DB值
说明
C/N
前端
干线
分配系统
7/10
2/10
1/10
45.5
51
54
CM
干线
分配系统
4/10
6/10
55
51.5
前端用单频道调制器不分配交互调指标
IM
干线
分配系统
4/10
6/10
66
62.4
3、系统安全
由于楼宇之间的信号传输采用电缆传输，系统应考虑避雷，而且供电电源也应采取避雷措施，以确保有线电视网络相关设备的安全和有线电视用户的电视机的安全。
三、主要设备技术参数
主干放大器HST-7530MB
特点：
☆铝合金压铸外壳,表面喷进口锤纹漆处理,散热性能好；
☆前级使用BGY785A,后级使用CGD914砷化镓功率放大；工艺先进,性能稳定可靠；
☆电源部分独立安装于面盖内,放大器间电源可随时互换,方便维修,有利提高工作效率,保证网络畅通；
☆滤波器、均衡器、衰减器、放大模块使用插入式设计,与进口产品结构兼容，使用灵活方便；
☆750MHz带宽，1000MHz主板平台，升级容易。
技术参数及各项要求
参数
频率范围（MHz）
85-750
工作增益（dB）
33.5
带内平坦度（dB）
±0.5
工作输出电平（dBµV）
104（砷化镓）
工作输入电平（dBµV）
≥72
最大输出电平（dBµV）
120
失真C/CTB（dB）
-73（79ch）
C/CSO（dB）
-64（79CH）
输入输出测试口（dB）
-30
内插衰减器（dB）
FixedPads1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12,14x2用户任选
内插均衡器（dB）
FixedPads2-22x2,2dB/档，用户任选
噪声系数（dB）
≤8
信号交流声比（dB）
≥66
标称供电电压（V）
AC36-60V或AC220V用户指定
一体化二分支器
●锌合金一体化压铸外壳
●传输5-1000MHz带宽
●锡封、屏蔽系数（RFI）大于100dB
●备有公英制接头
●适用于宽带接入网
性能参数：
型号
TU2/O8-24MH
08
10
12
14
16
18
20
22
24
分支损耗（dB）
5-1000MHz
8±1
10±1
12±1
14±1
16±1
18±1
20±1
22±1
24±1
插入损耗（dB）
5-65MHz
≤4.0
≤3.0
≤2.5
≤2.0
≤2.0
≤1.7
≤1.2
≤1.2
≤1.2
65-550MHz
≤4.0
≤3.0
≤2.0
≤1.5
≤1.5
≤1.5
≤1.2
≤1.0
≤1.0
550-860MHz
≤4.5
≤3.5
≤2.5
≤2.0
≤2.0
≤1.7
≤1.5
≤1.2
≤1.2
860-1000MHz
≤4.5
≤3.7
≤2.9
≤2.5
≤2.5
≤2.0
≤1.7
≤1.7
≤1.5
反向隔离（dB）
5-65MHz
≥25
≥25
≥28
≥30
≥30
≥30
≥30
≥30
≥30
65-550MHz
≥25
≥25
≥28
≥28
≥30
≥30
≥30
≥30
≥30
550-860MHz
≥20
≥20
≥25
≥25
≥28
≥28
≥28
≥30
≥30
860-1000MHz
≥20
≥20
≥22
≥25
≥25
≥25
≥25
≥25
≥25
反射损耗（dB）
5-65MHz
≥14
65-550MHz
≥16
550-860MHz
≥14
860-1000MHz
≥14
相互隔离（dB）
5-65MHz
≥25
65-550MHz
≥30
550-860MHz
≥25
860-1000MHz
≥22
屏蔽衰减（dB）
≥100
一体化二分配器SU2-4MH
SU2-4MH性能参数
频率范围（MHz）
分配损耗（dB）
相互隔离（dB）
反射损耗（dB）
5-45
≤4.0
≥25
≥16
45-550
≤3.7
≥30
≥16
550-860
≤4.0
≥25
≥14
860-1000
≤4.7
≥22
≥14
一体化四分配器
SU4-7MH性能参数
屏蔽系数大于100，可选用锡封型（全密封型），适用于宽带接入网。
频率范围（MHz）
分配损耗（dB）
相互隔离（dB）
反射损耗（dB）
5-45
≤8.0
≥25
≥16
45-550
≤7.5
≥28
≥16
550-860
≤8.0
≥25
≥14
860-1000
≤9.0
≥22
≥14
一体化六分配器
SU6MH性能参数
频率范围（MHz）
分配损耗（dB）
相互隔离（dB）
反射损耗（dB）
5-45
≤9.0
≥25
≥16
45-550
≤9.0
≥28
≥16
550-860
≤10
≥25
≥14
860-1000
≤10
≥22
≥14
一体化八分配器
SU8MH性能参数
频率范围（MHz）
分配损耗（dB）
相互隔离（dB）
反射损耗（dB）
5-45
≤11
≥25
≥16
45-550
≤10.5
≥30
≥16
550-860
≤11
≥25
≥14
860-1000
≤11.5
≥22
≥14
16路前端调制转换系统HST-50121CM
产品说明：
目前，我国相当一部分地区的有线电视都进行了数字化改造，然而一些小型酒店、旅馆出租屋等场合的电视收看方式将面临新的选择。
就此，我公司针对性推出低价位多路一体调制器，可助您以量体裁衣的方式轻松建造一个适合自己使用的有线电视前端。
产品特点：
1调制电路采用当今主流调治芯片配以单片机控制，稳定可靠。
2各个频道的调制电路完全独立，频道配置非常灵活方便。
3电源冗余量大，可常年连续稳定工作。
4出厂前已经完成有线电视传送设备的相关调试，在现场免调试，输入AV信号即可工作，可以由非专业人员安装施工。
5多路调制器一体化安装，结构紧凑，不需要专设机房。
技术参数：
固定频道
47～860MHz
输出电平
≥110dBμV
输出电平可调节范围
0～-20dB（可调整）
图像/伴音功率比
-10dB～-30dB连续可调
输出阻抗
75Ω
寄生输出抑制比
≥60dB
图像载频准确度
≤±5KHz（VHF带内）；≤±10KHz（UHF带内）
射频输出反射损耗
≥12dB（VHF带内）；≥10dB（UHF带内）
视频输入电平
1.0Vp-p（对应于87.5%调制度）
视频输入阻抗
75Ω
微分增益
≤5%（当调制度为87.5%）
微分相位
≤5°（当调制度为87.5%）
色度/亮度时延差
≤45ns
视频带内平坦度
±1dB
视频调制度范围
0～90%连续可调
视频信噪比
≥55dB
音频输入电平
1Vp-p（±50KHz频偏）
音频输入阻抗
600Ω
音频信噪比
≥57dB
音频预加重
50μs
电源供电
AC220V±10%50Hz±2Hz，50W
工作环境温度
0～40℃
体积
19英寸4U
8路前端调制转换系统HST-8U
产品特点
1、八路视音频通道输入，一路射频八个频道的隔频输出。
2、采用高中频调制、一次变频方式和声表面滤波器处理，带外干扰小。
3、伴音、图像高中频和射频本振均采用MCU锁相技术，频率稳定度和准确度都高。
4、整机各功能电路均采用片状工艺，整机可靠性高。
5、LED显示频道。
按MUNE键可选定八路通道中的一路，前面板有八个指示灯
指示你选定是哪个通道；按UP或DOMN键可设定选定通道的输出频道。
6、操作便利，音量大小、视频调制度均可在前面板调节。
7、电源部分采用高可靠性高动态范围的开关电源。
8、可以根据客户要求定制不同的制式。
技术参数
射频
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