HFC网络设计规范.docx

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HFC网络设计规范

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一、双向HFC网络设计说明

双向HFC网络设计包括下行及上行设计，系统频段划分上行为：

5～65MHz、下行为87～1000MHz。

1.1图象等级

目前国标规定系统的图象等级为五级（五级评分法），图象等级与信噪比的计算关系为：

S/N=23-Q+1.1Q2

C/N=S/N+6.4

S/N=C/N-6.4-Iw

式中：

Q—图象质量，为1、2、3、4、5。

Iw—统一加权系数，PAL—D制式的Iw=12dB

1.2系统各部分指标分配及计算

系统各部分指标分配需符合标准《有线电视系统工程技术规范》（GB50200-94），分配系数可根据网络的实际情况合理分配，不能一概而论（分配系数可参考附录设计模块）。

在本设计中主要是对载噪比（C/N）、复合二次差拍比（CSO）、复合三次差拍比（CTB）三个指标进行计算，其它指标在设计时可只作简单的计算。

国标规定：

系统载噪比（C/N）=43dB

系统复合二次差拍比（CSO）=54dB

系统复合三次差拍比（CTB）=54dB

系统设计要求：

系统载噪比（C/N）=44dB

系统复合二次差拍比（CSO）=55dB

系统复合三次差拍比（CTB）=55dB

1.2.1载噪比（C/N）

（C/N）分系统=43（国标值）或44（设计值）—10lgn

（C/N）分系统—分系统载噪比（C/N）分系统在整个HFC网络系统所占比例值（dB）

43（国标值）

44（设计值）

n—分系统在整个HFC网络系统所占比例系数

1.2.2复合二次差拍比（CSO）

（CSO）分系统=54（国标值）或55（设计值）—15lgn

（CSO）分系统—分系统复合二次差拍比（CSO）分系统在整个HFC网络系统所占比例值（dB）

54（国标值）

55（设计值）

n—分系统在整个HFC网络系统所占比例系数

1.2.3复合三次差拍比（CTB）

（CTB）分系统=54（国标值）或55（设计值）—20lgn

（CTB）分系统—分系统复合三次差拍比（CTB）分系统在整个HFC网络系统所占比例值（dB）

54（国标值）

55（设计值）

n—分系统在整个HFC网络系统所占比例系数

二、双向HFC网络系统设计依据

工程方案的制定、设计，依照国家有关文件、标准和规定，主要有：

1、《有线电视管理规定》（广电部94年12号令）

2、《30-1GHZ声音和电视信号的电缆分配系统》（GB11318-1996）

3、《有线电视广播系统技术规范》（GY/T106-99）

4、《有线电视加解扰系统通用技术要求》（GY/T114-94）

5、《有线电视系统工程技术规范》（GB50200-94）

6、《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）

7、《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-85）

8、《市、县有线广播电视设计规范》（GY5063-1998）

9、《有线电视网中光链路系统技术要求和测量方法》（GY/T131-1997）

10、《有线电视系统测量方法》（GY/T121-95）

11、《有线广播电视系统安装工程预算定额》（GY5212-1997）

12、《XXXXXXX光纤电视网络建设的相关要求》

13、《HFC网络上行传输物理通道技术规范》（GY/T180-2001）

14、《有线电视系双向放大器技术要求和测量方法》（GY/T185-2002）

三、系统设计程序及方法

3.1设计准备

设计准备工作,主要指调查、分析情况,搜集有关资料、数据。

3.1.1系统规模大小

当前小区可能安装的用户数量及规划发展的用户数量、住户密度、分布状况，确定小区光节点的个数（公司规定:

设计按每500户一个光节点设置）。

3.1.2建筑物状况

要求用户提供建筑物的总平面图、建筑物各楼层平面图、管道图等其它建筑有关资料。

3.1.3产品资料

搜集各生产厂家产品样本、使用说明书、价格表、掌握产品的性能、外形尺寸、安装方法等。

3.2制定设计方案

3.2.1确定前端机房位置

确定小区的前端机房位置（前端机房应设在传输网络的中心地带或利于布线的地点）。

3.2.2确定干线系统和分配系统

根据传输距离及楼层情况等决定干线的走向、干放及楼放的位置、分支分配器的型号、分配方式等。

3.2.1确定系统防雷及安全措施

3.2.1设计系统工程施工方案

3.3绘制设计图

3.3.1系统电原理图

3.3.2系统分配图

3.3.3系统总平图

3.3.4系统管道图

3.3.5其它图、表

①施工详图（有设备材料的类别、形式、名称、数量、施工方法、施工注意事项）。

②施工进度表、人员安排表。

③工程预算（设备清单、辅助材料清单）。

④工程费用预算表。

四、HFC网络系统链路设计、计算

4.1、HFC网络下行链路设计、计算

国标规定：

一级光网：

C/N≥50dB

CTB≤65dB

CSO≤60dB

二级光网：

C/N≥48dB

CTB≤63dB

CSO≤58dB

4.1.1光链路设计、计算

链路损耗

光分比

光功率

4.1.2电缆干线设计、计算

干线传输系是HFC网络系统的重要组成部分，其作用是将各种信号不失真地稳定地传输给分配系统。

干线系统的设计任务是通过设计计算、优选器材、设备、合理布置网络，来实现信号优质稳定的传输。

4.1.2.1干线设计原则：

4.1.2.1.1在干线设计时需掌握的数据

1、干线系统传输的路由及最远距离。

2、干线电缆的指标特性。

3、干线放大器的指标特性。

4、温度变化的范围20℃±n℃。

5、干线放大器级联之间，下行链路损耗不超过25dBμV，上行链路损耗不超过20dBμV。

6、干线放大器输入电平值不得低于75dBμV（在设时如有余量，可留几dBμV输入余量），输出按95/98dBμV调试。

7、各级联干线放大器在干线系统中的指标分配系数应相等。

2.1.2网络结构、干线布置及路由选择注意事项

1、干线电缆中除级联放大器外，中间不宜开口串接分支分配器。

2、到各接入网分配放大器在条件许可时宜采用星型的传输方式（此方法可最大限度的减少多处开口，减少故障点，减小因接头带来的外界侵入等干扰）。

3、干线敷设应尽可能选择短而直的路由，以减少放大器串接级数、节约电缆、降低工程造价。

4、为使干线安全、稳定的传输信号，在高寒和温度变化大的地区，电缆尽可能采用地埋敷设或使用温度系数小的电缆。

5、干线放大器、干线分支分配器应设置在用户分配网点的中心位置。

6、电缆干线应远离强电线路和干扰源敷设。

7、干线分支分配器以后的各支路电缆损耗和阻抗应相等或匹配，以减少反射影响。

8、干线电缆应具有频率特性均匀稳定，衰减系数小、温度系数小、驻波小、屏蔽良好的高物理发泡同轴电缆（75-9或75-12或其它高物理发泡干线同轴电缆），线缆的接头应采用防水型自锁头或直通头。

9、公司规定：

干线放大器级联数不能超过2级。

2.1.3系统电平均衡量

①高频信号通过均衡器的电平损耗称为插入损耗。

②低频信号通过均衡器的电平损耗与插入损耗的差值，称为均衡器的最大均衡量。

③当量均衡值指放大器级间电缆在工作频段上限处的衰减分贝数。

均衡值的计算公式为：

E=EC（1—√FL/FH）

式中：

E—均衡量（dB）

E—当量均衡值（dB）

FL—下限工作频率（MHz）

FH—上限工作频率（MHz）

2.2干线正向系统指标计算

2.2.1放大器间距、级数和干线总长

①主干线电长度（L）=干线距离×电缆衰减/100m

②放大器串接级数（N）=干线电长度（L）÷放大器实用增益（G）

③放大器间距（D）=放大器实用增益（G）÷电缆衰减/100m

2.2.2放大器输出、输入电平

①放大器输出电平值（dBμV）

SOP=（SSP+G+F+Sn-Sd+（C/N）+2.4）÷2

SOP—干线放大器输出电平（dBμV）

SSP—放大器额定输出电平（dBμV）

G—放大器实用增益（dB）

F—放大器噪声系数（dB）

Sn—噪波安全余量（dB），一般取2dB

Sd—非线性失真安全余量（dB），一般取4dB

C/N—放大器载噪比

2.4—热噪波（dB）

②放大器输入电平值（dBμV）

Si=S0P-G

Si—放大器输入电平（dBμV）

S0P—放大器输出电平（dBμV）

G—放大器实用增益（dB）

2.2.3同轴干线系统指标的计算

1、载噪比（C/N）

载噪比是衡量干线传输系统的重要指标，限制干线放大器串接级数及干线长度。

1）同轴干线系统总的载噪比（C/N）干总在整个HFC网络系统所占比例值的计算

（C/N）干总=43（国标值）或44（设计值）—10lgn

（C/N）干总—同轴干线系统总的载噪比（C/N）干总在整个HFC网络系统所占比例值（dB）

43（国标值）

44（设计值）

n—同轴干线系统在整个HFC网络系统所占比例系数

2）单台放大器载噪比（C/N）单

（C/N）单=Si—F—2.4

（C/N）单—单台放大器的载噪比（dB）

Si—单台放大器的输入电平值（dBμV）

F—放大器噪声指数（dB）

2.4—基础热噪声（dBμV）

4）相同型号放大器串接时干线系统载噪比（C/N）干

（C/N）干=（C/N）单—10lgn

（C/N）干—N个相同放大器串接时干线放大器的载噪比

n—放大器串接级数

5）不同型号放大器串接时干线系统载噪比（C/N）干

（C/N）干=—10lg（10—（C/N1）/10+10—（C/N2）/10+ +10—（C/N3）/10+10—（C/Nn）/10）

（C/N）干—N个不同放大器串接时干线放大器的载噪比

1、2、3  n表示不同型号的放大器各级

6）各级联放大器所需载噪比（C/N）各级在干线系统中所占比例值的计算

（C/N）各级=（C/N）干—10lgn

（C/N）各级—各级联放大器所需的载噪比在整个同轴干线系统中所占比例值（dB）

（C/N）干—在整个HFC网络中分配给干线系统的载噪比

n—分配给各级联放大器的比例系数

2、复合三次差拍（CTB）

复合三次差拍符合电平降低1dB、复合三次差拍比提高2dB规律，复合三次差拍比最差的频道大概位于使用频率范围的中间频道。

①CTB总=CTB标+2（S标—S实）—20lgn

CTB总—干线系统总的复合三次差拍（dB）

CTB标—干线放大器标称复合三次差拍（dB）

S标—干线放大器标称输出电平（dBμV）

S实—干线放大器实际输出电平（dBμV）

n—干线放大器的串接级数

②如果分配给干线的复合三次差拍比给定，则放大器输出电平可由下式计算：

S实≤S标—1/2（CTB总—CTB标）—10lgn—△（dBμV）

CTB总—干线系统总的复合三次差拍（dB）

CTB标—干线放大器标称复合三次差拍（dB）

S标—干线放大器标称输出电平（dBμV）

S实—干线放大器实际输出电平（dBμV）

n—干线放大器的串接级数

△—设计余量（dBμV）

3、复合二次差拍（CSO）

4、交扰调制比（CM）

①交扰调制指标分配比例与分贝（dB）值计算公式

CMA=CMP—20lgn

CMP—整个系统交扰调制指标（dB）

CMA—分配给该部分的交扰调制指标（dB）

n—分配给该部分的交扰调制比例系数

②单台放大器交调比（CM）

CMA=CMP+2（SOP—SSP）

SOP—干线放大器实际输出电平（dB）

SSP—干线放大器标称输出电平（dB）

CMA—单台放大器交调比（dB）

CMP—单台放大器标称交调比（dB）

③干线系统交调比（CM）

CMt=CMP+2（SOP—SSP）+20lgN+10lg（C-1）

SOP—干线放大器实际输出电平（dB）

SSP—干线放大器标称输出电平（dB）

CMt—N个相同放大器串接的干线系统交调比（dB）

CMP—单台放大器标称交调比（dB）

N—相同放大器串接级数

C—系统中传输频道数

5、干线系统互调比（IM）

①互调指标分配比例与分贝（dB）值计算公式

IMA=IMP—20lgn

IMP—整个系统交扰调制指标（dB）

IMA—分配给该部分的交扰调制指标（dB）

n—分配给该部分的交扰调制比例系数

②单台放大器交调比（IM）

IMA=IMP+2（SOP—SSP）

SOP—干线放大器实际输出电平（dB）

SSP—干线放大器标称输出电平（dB）

IMA—单台放大器交调比（dB）

IMP—单台放大器标称交调比（dB）

③干线系统交调比（IM）

IMt=IMP+2（SOP—SSP）+20lgN+10lg（C-1）

SOP—干线放大器实际输出电平（dB）

SSP—干线放大器标称输出电平（dB）

IMt—N个相同放大器串接的干线系统交调比（dB）

IMP—单台放大器标称交调比（dB）

N—相同放大器串接级数

C—系统中传输频道数

6、信号交流声比（HM）

定义：

基准调制与峰—峰值交流调制之比，用分贝表示。

HM=20lg（基准调制÷峰—峰值交流调制）

交流声来源于电源中的50Hz（或器材电源部分整流后的纹波100Hz）交流信号，这些交流信号调制到电视载波上而形成交流声干扰。

信号交流声比按电压迭加原理计算总失真值，计算公式为：

HMt=HMA—20lgn

HMt—干线传输系统信号交流声比（dB）

HMA—单台放大器信号交流声比（dB）

n—干线系统串接放大器级数

7、回波值（E）≤7%

2.3温度变化的影响

温度变化,将引起电缆特性和放大器等设备性能的改变,如温度升高时,电缆损耗增加、放大器增益下降；温度降低时情况相反，一般来说，温度变化对电气设备的影响较对电缆衰减的影响小。

温度变化对干线衰减变化量计算公式为：

△α=干线总衰减量（dB）×温度系数（0.2%dB/℃）×温度变化（±℃）

注：

同轴电缆的衰减温度系数约为0.2dB/100m/℃

2.4干线放大器及干线电缆的供电

2.4.1在条件

2.4.2干线电缆供电基本上采用内馈式集中供电（利用供电器将220V～50Hz市电转换为60～65V、50Hz低压交流电与有线电视信号一起在同轴干线电缆上传输）。

供电器供电能力计算公式:

n≈√2（UO—Un）/IR

n—供电器供电台数

UO—供电器输出电压（V）

Un—放大器最低输入电压（V）

I—每台放大器平均损电电流（A）

R—放大器级间电缆环路电阻（Ω）

㈢电缆分配网设计计算

分配网系统:

是指分配放大器与用户终端之间的传输系统。

3.1分配系统主要参数

分配系统主要参数由国标《30-1GHZ声音和电视信号的电缆分配系统》（GB11318-1996）规定。

3.1.1电平范围

需电平范围是指系统输出口（用户端）电平,国标规定范围为:

60～80dBμV。

公司规定：

设计时,输出口电平应选取在:

70±2dBμV。

3.1.2载噪比

（C/N）分=Si—F—2.4

（C/N）分—分配放大器的载噪比（dB）

Si—分配放大器的输入电平值（dBμV）

F—放大器噪声指数（dB）

2.4—基础热噪声（dBμV）

3.1.3分配放大器输出电平

SOP=SSP—7.5lg（C-1）

SOP—分配放大器实际输出电平（dBμV）

SSP—分配放大器标称输出电平（dBμV）

C—系统中传输频道数

7.5—同步情况数值

3.1.4交、互调比

①交扰调制指标分配比例与分贝（dB）值计算公式

CMA=CMP—20lgn

CMP—整个系统交扰调制指标（dB）

CMA—分配给该部分的交扰调制指标（dB）

n—分配给该部分的交扰调制比例系数

②单台放大器交调比（CM）

CMA=CMP+2（SOP—SSP）

SOP—分配放大器实际输出电平（dB）

SSP—分配放大器标称输出电平（dB）

CMA—单台放大器交调比（dB）

CMP—单台放大器标称交调比（dB）

③干线系统交调比（CM）

CMt=CMP+2（SOP—SSP）+20lgN+10lg（C-1）

SOP—分配放大器实际输出电平（dB）

SSP—分配放大器标称输出电平（dB）

CMt—N个相同放大器串接的干线系统交调比（dB）

CMP—单台放大器标称交调比（dB）

N—相同放大器串接级数

C—系统中传输频道数

④互调指标分配比例与分贝（dB）值计算公式

IMA=IMP—20lgn

IMP—整个系统互调指标（dB）

IMA—分配给该部分的互调指标（dB）

n—分配给该部分的互调比例系数

⑤单台放大器互调比（IM）

IMA=IMP+2（SOP—SSP）

SOP—分配放大器实际输出电平（dB）

SSP—分配放大器标称输出电平（dB）

IMA—单台放大器互调比（dB）

IMP—单台放大器标称互调比（dB）

⑥干线系统互调比（IM）

IMt=IMP+2（SOP—SSP）+20lgN+10lg（C-1）

SOP—分配放大器实际输出电平（dB）

SSP—分配放大器标称输出电平（dB）

IMt—N个相同放大器串接的干线系统互调比（dB）

IMP—单台放大器标称互调比（dB）

N—相同放大器串接级数

C—系统中传输频道数

3.1.5回波值≤7%

3.1.6系统输出口相互隔离

3.2分配网络设计原则

在保证技术指标、性能参数的情况下，合理考虑设备性价比、分配效率、便于发展、维护等因素。

3.2.1分配网络结构及设计要点

1、从栋放输出口下行到用户端TV终端口的链路损耗不超过30dB，从用户终端口上行到放大器输出口的链路损耗不超过26dB。

2、用户分配装置应设置中间楼层或各用户的中间位置，采用高隔离、高屏蔽5～1000MHz分支分配器呈星型分配集中入户，分配装置应采用金属箱体以简单屏蔽外界干扰，金属箱体应设有防盗锁。

2、在用户户内设置分配器为用户各房间分取电视信号，数据信号端口设置在书房内或用户指定的位置。

3、PC数据用户终端采用单孔带有F头接线装置、金属用户终端盒，TV电视用户终端采用单孔带有F头接线装置、金属屏蔽用户终端盒。

4、入户线缆采用高物理发泡同轴电缆（75-5标准屏蔽或多层屏蔽），线缆的接头应采用压接高品质冷压F头。

5、分配放大器输入电平值不得低于75dBμV（在设时如有余量，可留几dBμV输入余量），输出按97/100dBμV调试。

6、分配放大器只能直接带用户，不能多级级联。