有线电视及卫星方案.docx
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有线电视及卫星方案
目录
第一章CATV工程项目概况3
第二章CATV技术方案设计4
2.1技术方案设计原则和标准4
2.1.1设计原则4
2.1.2有线电视系统设计依据4
2.2技术方案设计5
2.2.1有线电视系统的构成5
2.2.2网络拓扑结构6
2.2.3前端系统6
2.2.4传输通道6
2.2.5传输干线系统设计8
2.3施工方案设计20
2.3.1主要设备和器材选择20
2.3.2干线系统的安装21
2.3.3分配系统的安装21
第三章系统调试23
3.1干线和分配网络的调试23
3.1.1干线调试23
3.1.2分配网络调试23
第四章系统验收25
4.1施工和结构验收25
4.2系统的电气性能验收25
4.2.1质量损伤等级25
4.2.2评定项目25
4.3系统安全的验收26
4.4验收应具备的文件26
第一章CATV工程项目概况
本工程按照正地大厦设计图纸的要求，本设计在楼层相应房间设置闭路电视点。
另外还充分考虑到将来的扩充，以满足酒店的需要。
本设计书将提出该卫星电视网络建设的整体设计方案。
第二章CATV技术方案设计
2.1技术方案设计原则和标准
2.1.1设计原则
在本卫星电视网络系统设计时，我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：
双向传输。
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，接收点的信号电平应在57～83dB之间，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。
通过建成的有线电视网络可传输有线电视台传送的电视节目和调频立体声节目；医院也可以通过有线电视网络传送高质量的自办节目，通过医院的有线广播网络，向全院广播。
2.1.2有线电视系统设计依据
1）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》
2）GB6510《30MHz～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统》
3）GY106-92《有线电视广播系统技术规范》
4）《民用建筑电缆电视系统工程技术规范》
5）GB6510-86《声音和电视信号的电缆分配系统》
6）GB50200《有线电视系统工程技术规范》
7）GY/T121《有线电视系统测量方法》
8）广电部“关于有线电视现阶段网络技术体制的意见”
2.2技术方案设计
根据以上原则，我司给出以下系统设计建设方案。
该方案完全满足正地大厦卫星电视接收网络的要求。
在高品质的卫星电视网络的支持下，将是一个投资合理、图像质量高、稳定、可靠的有线电视网络，给予酒店用户提供一个温馨的居住环境。
2.2.1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。
如下图：
前端设备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。
如果把整个有线电视传输系统比作一颗树的话，那么干线网络相当树干，而用户分配网络相当于枝叶茂盛的树枝，而普通用户的电视机相当于一片一片树叶。
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。
2.2.2网络拓扑结构
针对正地大厦的的具体情况，本设计将选用星树型结构做出详尽的设计方案。
2.2.3前端系统
有线电视的前端是各种信号源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。
2.2.4传输通道
，本方案按860M进行设计。
从现有的有线电视HFC接入网的频率划分来看，目前尚无统一的国际标准，我国原邮电部发布的相关标准中，规定频谱资源采用低分割分配方案，将各种业务信息以及上行和下行信息划分到不同频段，如下表所示：
频道是电视系统中经常使用的术语，它是指高频电视信号和伴音信号所占用的带宽。
我国的电视频道带宽为8MHz，采用残留边带方式传递电视信号，其中上边带带宽为6MHz，下边带的标称带宽为0.75MHz，伴音信号采用调频方式，占用0.25MHz的带宽，伴音的载波频率要比图像的载波频率高6.5MHz。
我国电视的工作频率范围在48.5MHz—958MHz之间，全频范围划分为若干波段，每个波段包括若干个频道，每一个电视节目占用一个频道。
到目前为止，我国已经对频率从48.5MHz—958MHz进行了划分，其中地面广播电视的频率被分为VHF和UHF两个频段。
VHF频段内电视使用的频率范围48.5MHz—223MHz，共有12个频道（SD1-SD12）其中SD1-SD5定义为I波段，SD6-SD12定义为III波段。
UHF频段使用的频率范围是470MHz—958MHz，划分为13-68（SD13-SD68）共有56个频道。
其中13-24频道定义为IV波段，25-68频道定义为V波段。
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。
2.2.5传输干线系统设计
2.2.5.1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。
2.2.5.2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。
比如美国MC2公司的750号电缆就采用了这种工艺。
这种电缆的传输率达到了93%，物理发泡达到了88%。
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10.8dB、5.7dB、4.5dB。
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。
根据华南周家渡地段医院有线电视系统的实际情况，我们建议：
视频传输干线系选用物理发泡四屏蔽9型75Ω同轴电缆。
水平传输电缆选用物理发泡四屏蔽5型75Ω用户同轴电缆。
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）
护套外径（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
800MHz
SYWY-75-9-7b
2.15
9.00
12.00
75
50.8
>5000
>20
>18
2.4
5.0
6.2
7.7
8.5
10.4
SYWV-75-5-7b
1.00
4.80
7.20
55.8
4.8
8.7
116
145
160
203
2.2.5.3传输干线的基本组成
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。
定向耦合器的作用是从干线中提取一部分信号功率供给分配网络。
通常定向耦合器应尽量选用损失小的，而且尽可能安装在干线放大器的输出端，这样可以使定向耦合器有较高的输出电平。
有的干线放大器本身带有两个或多个分支器输出端，使用起来就更为方便。
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。
2.2.5.4干线放大器在传输干线中使用的特点
为了增加传输距离，就要增加串接放大器的数目，这样必须会带来对系统信号载噪比和交调的影响。
为了使这些影响减少到最小程度，就要恰到好处地使用好放大器。
通常干线中的放大器的输出电平控制在80dBuV-100dBuV之间，目地是减小对交调的影响。
为了减小对载噪比的影响，对干线放大器输入电平不宜太低，所以干线放大器的增益通常控制在20dB左右。
工程上根据干线放大器输入、输出信号电平值与信号频率的高低间的相互关系，可将传输干线分为全倾斜、平坦输出和半倾斜三种工作方式。
三种工作状态下，传输干线上各关键点的电平值与信号频率之间的关系。
假定系统的传输干线部分是由相同的电缆和相同性能的放大器所组成的，每段电缆的长度也均相等，A、C、E和B、D、F分别代表处于不同位置的干线放大器的输入和输出端，BC和DE段代表干线的两段传输电缆。
实线代表干线中被传输信号中频率最高的信号电平的变化，虚线代表被传输信号中频率最低的信号电平的变化。
全倾斜方式（平坦输入方式）
全倾斜方式的特点是在干线放大器输入端的信号中，不管其频率高低，所有信号的电平值是一致的，而在干线放大器的输出端的信号中，频率高的信号的电平值高于频率低的信号的电平值。
经过电缆BC段的传输，由于电缆的频率特性，即对频率高的信号的衰减量大于对频率低的信号的衰减量。
如果我们适当的加以调整，就能使当信号到达C点（下一个干线放大器的输入端）时，使所有信号的电平值再次趋于一致，这样就弥补了信号在电缆BC段中传输时的衰减。
显然，由于进入干线放大器的所有信号的电平相等，故有利于交调的减小。
当然这是在牺牲了较低频率信号载噪比的代价才获得的。
平坦输出方式
平坦输出方式的特点恰和全倾斜方式相反。
干线放大器输出的所有信号的电平值是一致的，而其输入端的信号电平是不一致的，频率低的输入的信号电平值高于频率高的信号的输入电平值，经过电缆BC段传输后，在到达下一个干线放大器的输入端口时，由于电缆对频率高的信号的衰减量大于频率低的信号的衰减量，就造成了频率高的信号的电平值低于频率低的信号的电平值。
通过下一个干线放大器放大，在其输出端口又使所有的信号的电平值一致。
这种工作方式，不仅是频率高的信号载噪比比频率低的信号的载噪比要低，而且由于输入信号的电平的不一致易带来交调，所以在系统传输干线部分应避免采用此种方法。
半倾斜方式
半倾斜方式介于全倾斜和平坦输出两方式之间。
即在干线放大器的输入信号中，频率低的信号的电平值略高于频率高的信号的电平值，而在其输出信号中，频率低的信号的电平值略低于频率高的信号的电平值，如上述所示。
经过电线BC段传输后，在到达下一个干线放大器的输入端口时，由于电缆衰减的不均匀性，又使频率高的信号的电平值略低于频率低的信号的电平值。
显然，这种工作方式有利于提高频率低的信号的载噪比，因此，有些系统的传输干线部分也采用这种方式。
综上所述，对于传输干线部分，其最低电平就是干线放大器的最低输入电平，最高电平则是干线放大器的最高输出电平。
所以在干线放大器的增益应等于或小于这两个电平之差。
2.2.6分配网络的工程设计
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。
工程设计的好坏主要是指在保证每个用户终端能获得符合《系统技术规范》的信号电平前提下，所使用的部分最少。
分配网络的设计方法有很多种，但就其设计思路来说，基本上两种。
一种是由前向后设计的思路，即在已知进入分配网络的信号电平值的前提下，沿着电缆的走向从前向后逐步进行计算，算出所用分配器、分支器和放大器的规格、数量。
另一种设计思路与其相反，即由系统最末端的用户所需要的电平值开始，沿着电缆由后向前端方向推进，逐点进行计算，求出所用部件的规格和数量，最后求出进入分配网络的信号的电平值。
在设计过程中最关心的是各分配点的信号电平的变化，所以必须掌握分配损耗、分支器的接入损失和电缆的传输损耗，在工程上根据实践经验通常接下列数据来考虑。
分配器的分配损失：
二分配器4dB
三分配器6dB
四分配器8dB
六分配器10dB
分支器的接入损失：
一、二、四分支器的接入损失均按2dB计算（分支损失≤8dB的一分支器和分支损失≥10dB的二、四分支器不能按2dB计算）。
在实际应用时，对于VHF波段，在分支电缆上每串接一个分支器，信号电平下降1dBuV；对UHF频段，则下降3dBuV。
电线的传输损耗：
根据分配网络中选用的电缆型号查表（常用同轴电缆的主要参数表）或按产品说明书提供的数据计算。
2.2.6.1分配网络的基本组成形式
分配网络的组成形式根据系统用户端总数和分布情况的不同可以有很多种，在系统的工程设计中，分配网络的设计最灵活多变，同一个系统可以有好几个设计方案供选择。
分配——分配形式
这种网络中所有的部件均是分配器，在使用这种分配网络时，每个端口不能空着不用，如暂时不用，则应接上75Ω的负载电阻，以保持整个分配网络处于匹配状态。
分支——分支形式
该分配网络中使用的都是分支器，信号自前端放大器输出端进入第一分支器，它在网络中作为定向耦合器来用，将信号功率取出一部分供给第一条分支电缆分配用。
在第一个分支器后沿着传输方向又接有第二个分支器，由它将信号功率耦合给第二条分支电缆供分配用。
这种分配网络，特别适用用户端数不多、却又分散、且传输距离较远的小型有线电视系统。
在使用这种分配网络时，最后一个分支器的输出端必须接上一个75Ω的负载电阻，以保证网络的匹配。
分配——分支形式
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。
分支——分配形式
用户端的信号是通过分支器和分配器的途径得到的。
为了使各用户端得到的电平一致，就要选用不同分支损失值的分支器来满足。
分配——分支——分配形式
实际上是分配——分支和分支——分配两种形式的综合应用。
此外，还可组合成分支——分配——分支形式。
不平衡分配形式
在上述的分配网络中，所用的分配器均是信号能量均等地进行分配，但在有些情况下需要对信号进行不平衡的分配。
这里介绍两种利用平衡分配器来进行不平衡分配的方式。
一种是利用分配器。
是由两个二分配器组成三路不平衡分配，信号先经过一个二分配器被均分成两路，其中一路再通过一个二分配器分成两路，这样达到了有三路信号输出，信号相差4dB。
一个二分配器和一个四分配器组成的五路不平衡分配。
另一种是利用分支器和分配器。
信号先经过一个一分支器再送入一个四分配器，这样就有五路输出。
若选用的是二分支器，而另一分支端再接一个二分配器，这样就组成了七路不平衡输出。
选用不同的分支损失值的分支器就能调节各输出端不平衡的程度。
对周家渡地段医院有线电视分配网络系统，本设计选用分配——分支——分配方式。
2.2.6.2用户端电平及计算
用户端电平
有线电视系统的输出电平也就是用户端电视接收机的输入电平。
简称用户端电平。
用户端电平根据以下几个因素确定。
根据大多数电视机的要求来确定
电视机要求的输入电平与灵敏度有关。
灵敏度高的电视机输入电平可以低一些；灵敏度低的电视机输入电平就要高一些，为了使热噪声不显著，大多数电视机希望在57dB以上为好。
电视机的输入电平也不能太高。
如果太高，会使电视机过载出现有害画面。
对于大多数电视机来说，要求输入电平最大不超过83dB。
所以用户端电平订为57dB-83dB。
根据当地场强来确定
对于距离电视发射台比较远的地方，空间场强较弱，用户端电平在60dB-70dB就能进行比较满意的接收。
在距离电视发射台比较近的地方，由于空间场强比较强，从电缆传来的电视信号和从空间传来的电视信号一起进入电视机，就会产生重影现象。
为消除重影，用户端电平甚至需要在80dB以上。
总的来说，要使有线电视电缆到用户端的输出电平远高于由空间进入电视机的电平，使空间信号引起的重影最小，以至消除。
根据干扰电平的大小来确定
干扰信号较弱的地方，用户端电平可取低些。
干扰信号较强的地方，除了和合理选择接收天线的位置和方向以外，还应该适当提高用户端信号电平，以降低干扰信号的影响。
分配网络及用户端电平的计算
分配网络及电平的计算，一种是从前往后的计算，根据前端设备的输出电平计算出用户端电平；另一种是从后往前算，首先确定用户端所需电平，然后再计算出前端设备输出电平。
2.2.6.3系统指标分配
2.2.6.3.1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。
2.2.6.3.2指标分配
1.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
2.2.6.4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。
防雷设计:
本有线电视网络设计方案中仅考虑传输电缆的避雷,系统接地地极和电源的避雷见方案的相
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