有限电视系统设计

一、实习目的与内容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课程设计内容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）楼栋内部接入设计；（3）设备选型；（4）接入网的链路计算。二、前端设计前端系统设计要求：选定小区、确定节目套数、频道配置做出前端系统设计以及软件、硬件的设备选型；列出设备清单；设计并画出前端系统框图2.1有限电视源节目信号小区：陕西省西安市锦园小区节目套数：68套——中央台18套、陕西省台8套、西安台5套、省级上星卫视37套中央一套中央二套中央三套中央四套中央五套中央六套中央七套中央八套中央九套中央十套中央十一套中央十二套中央十三套中央国际频道中央音乐频道中央法语频道中央阿拉伯语频道中央德语频道陕西一套陕西二套陕西三套陕西四套陕西五套陕西六套陕西七套陕西八套西安一套西安二套西安三套西安四套西安五套北京卫视天津卫视河北卫视山西卫视内蒙古卫视

辽宁卫视吉林卫视黑龙江卫视

上海卫视江苏卫视浙江卫视安徽卫视福建卫视江西卫视山东卫视

河南卫视湖北卫视湖南卫视广东卫视广西卫视海南卫视

重庆卫视四川卫视贵州卫视云南卫视西藏卫视

陕西卫视甘肃卫视青海卫视宁夏卫视新疆卫视图1有限电视节目源信号2.2有限电视源前端系统图2有线电视源前端系统2.3有线电视设备选型HD-SDIH.264高清视频编码器KV-EC101A5主要特性

●SD(270M)/HD(1.485G)SDI接口支持，支持AES/EBU内嵌音频；

●支持模拟音频（Line-in）输入和模拟音频输出（Line-out）；

●支持1080p30/25/24/23.98、1080i60/59.94/50、720p60/59.94/50、525i、625i等多种格式；自动识别输入信号格式，无需手动设置；

●H.264HighProfile压缩技术，高画质、高保真音质，低于50ms的编码延时；

●智能网络延时控制，典型网络环境低于200ms的解码延时；

●编码码率可调，画面质量可控制；

●支持双向语音对讲，RS-485信令透传；

●AAC-LC高保真音频编码及G.711语音编码；

●双码流支持(主码流最高1280x720@60fps/1920x1080@30fps，子码流最高D1@30fps)；

●支持RTP/RTSP传输协议；

●支持RTMP推送协议，可与Wowza/FMS/RED5等流媒体服务器兼容；

●支持ONVIF1.1/2.0，广泛兼容各类NVR系统；

●支持Pelco-D/SonyVISCAPTZ控制；

●基于Web的操作界面，在线实时视频预览；

●可提供SDK进行二次开发。适配器、产品特点4+1

符合MPEG-2/DVB、G.703标准

支持UDP协议

支持多播（Multicast）和单播（Unicast）

支持多节目传输流（MPTS）和单节目传输流（SPTS）

主备双路ASI输出

基于WEB浏览器的网络管理，支持SNMP（可根据用户需求选择安装），网管接口与数据接口相互独立，互不干扰

具有多种信号告警、报错功能

模块化插板式设计，多种功能灵活组合DCH-3000MXDVBTS码流再复用器9+1可支持多达8路ASI输入单节目或多节目传送流的再复用8路ASI输入，2路ASI独立输出输入TS流包长（188/204）自适应输出TS流包长（188/204）可由用户设定最大输出码流率216MbpsPSI/SI自动生成或手工再映射PID和节目（Service）过滤和再复用支持网络管理功能1U机壳设计，液晶屏幕显示及友好操作界面具有断电记忆功能首创SC-3101独立加扰机9+1ASI输入，支持EPG插入设备支持64套节目加扰，每个节目加扰元素可达到32个

支持输入端口PID实时分析

8M字节超大缓存，抗突发码流，PCR校正符合DVB通用加扰算法，支持4个条件接收（CAS）系统同密包格式：自动适应188/204

支持输入、输出信号的实时监测

支持中英文液晶显示，前面板按键操作和远程网管控制首创SC-4101QAM调制器9+1支持可变符号率,频率和多种QAM星座模式8M超大缓存，抗突发码流，PCR校正可配置PID过滤、PID重映射，PSI、SI信息编辑和同步更新支持输入、输出信号的实时监测支持中英文液晶显示，前面板按键操作和远程网管控制数视宝SUSPO-E1600多路有线电视信号混合器1采用全无源结构，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宽工作频率范围、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。传输系统设计：注意：光发器和光收器一个牌子，光发器的功率减去损耗功率在光收器的接受范围内以电视台为中心，贯穿东西南北四个方向链路损耗三、干路设计3.1实际地图图4实际地图起点：陕西广电网络（昆明路店）终点：陕西锦园小区里程：2.6KM3.2干线链路传输图锦园小区0.8km —————————三分光器33.93%32.71%33.34%省家属院33.93%32.71%33.34%1.7km28.37mv民航小区0.5km 三分光器 收机3.3干线传输链路计算：图5干线链路传输图光分路器的插入损耗:7.0dB设定接收端接收电平为-2dBm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。光缆长度3.4km,采用6芯光纤传输（1)锦园小区线损耗为：L1=0.4*（1.7+0.8）+7.0+0.3*2=8.6（dB）则分光器需向锦园小区的光功率为：P1=8.6-2=6.6（dB）=4.53(mW)省家属院到前段传输损耗为L2=0.4*（1.7+0.4）+7.0+0.3*2=8.44(dB)则分光器需向省家属院提供的光功率为P2=8.44-2=6.44（dB）=4.41(Mw)民航小区到前段传输路线损耗为L3=0.4*（1.7+0.6）+7.0+0.3*2=8.52（dB）则分光器需向民航小区提供的光功率为P3=8.52-2=6.52(dB)=4.49(mW)因此，分光器后的净光功率之和为：P=P1+P2+P3=13.43(mW)分光器分光比为：N1=P1/P*100%=33.7%；N2=P2/P*100%=32.8%；N3=P3/P*100%=33.4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)=14.69(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-LT1324A1山西腾达设备有限公司1x4分光器三金达/SC1广东市三金达通讯设备有限公司光接收机g-star860p1广州鼎铭视讯器材有限公司(1)1310nm光发射机（WS-LT1324A）：图3-1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，加强机内散热效果

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，内置散热器表3-3光发射机技术参数项目单位技术参数输出功率mw24681012141618202224光链路损耗dB479101111.812.51313.61414.415输出光功率nm1310±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频率范围MHz47~750/862射频输入功率dBμV72~88带内平坦度dB±0.75射频输入阻抗Ω75输入反射损耗dB≥16载噪比C/NdB≥51载波组合三阶差拍比C/CTBdB≥65载波组合二阶差拍比C/CSOdB≥60AGC控制范围dB±5供电电压VAC160V~250V（50Hz）消耗量W30工作温度℃-10~+45存储温度℃-30~+70外形尺寸mm423×330×45测试条件：与10KM标准光纤、光衰减器和标准光接收机组成测试链路，并在规定的链路损耗条件下，在550MHz频率范围内配置59个PAL-D模拟电视频道信号，在550~862MHz频率范围内传送数字调制信号，数字调制信号的电平（8MHz带宽内）比模拟信号的载波电平低10dB，光接收机输入光功率为-1dBm时，测量载波组合三阶差拍比（C/CTB）、载波组合二阶差拍比（C/CSO）及载噪比（C/N）。(2)1x4分光器:技术特性:表3-4分路器性能表产品类型标准型宽带型双窗口工作波长1310或1550nm1310或1550nm1310和1550nm带宽±20nm±40nm±40nm附件损耗≤0.10dB≤0.15dB≤0.15dB均匀性≤0.6dB≤0.6dB≤0.6dB偏振平坦度≤0.1dB≤0.1dB≤0.1dB方向性≧55dB≧55dB≧55dB表3-5分路器环境测试可靠性试验条件高温试验85±2℃，2000小时湿热试验75±2℃90±5％RH，2000小时低温试验-40±5℃,2000小时浸水试验43±2℃PH5.5±0.5，168小时温度Ñ­环试验-40±2℃至75±2℃，500个周期振动试验10Hz至2000Hz，振动幅度1.52mm，3个方向，4小时/方向冲击试验1.8m高，3个方向，8次/方向表3-6分路器性能指标型号1×21×41×81×161×321×64工作波长（nm）1260～1650插入损耗（dB）典型值3.67.010.013.316.320.0最大值（P/S级）3.8/4.07.2/7.410.5/10.713.5/13.716.5/16.920.5/21损耗均匀性（dB）典型值最大值回波损耗（dB）（P/S级）55/5055/5055/5055/5055/5055/50偏振相关损耗（dB）典型值最大值方向性（dB）最小值555555555555光纤长度（m）1.2（±0.1）或客户指定光线类型康宁SMF-28e或客户指定波长相关损耗（dB）典型值最大值温度稳定性（-40～85℃）（dB）典型值最大值工作温度（℃）-45～+80存储温度（℃）-45～+80(3)光接收机：图5光接收机图6光接收机参数四接入网设计4.1接入网方案的确定：本方案采用EPON+EOC的方案。该系统包括EPON无源光网络分配和EOC有源同轴电缆接入两部分，为了体现完整性，系统考虑使用波分复用器、分光器、分配器、分支器等设备。波分复用器已在干线设计。本方案采用有源EOC方案。对于EOC系统，每套户终端设备，光接收机出来的电视信号和ONU出来的网络信号同时接入EOC头端，形成调制射频信号，后面接用户分配网络，通过分支、分配器到相应层的用户家里的EOC终端，EOC再将同轴电缆的信号中的电视信号通过同轴电缆输到机顶盒再到电视机，而数据信号通过网络输到电脑。4.2楼栋概况：锦园小区由8幢一字型居民楼组成，一字型居民楼每幢3单元，共24个单元。居民楼均为6层，每层2户用户，共6*2*24=288户5单元1单元5单元1单元6单元2单元6单元2单元中心中心机房7单元7单元3单元3单元8单元4单元8单元4单元4.3OLT带宽计算：本小区宽带总容量根据用户数考虑。根据式带宽计算公式：上行带宽=用户数×最大并发率×每用户带宽×用户浏览特性值推荐经验值：最大并发率：70%（这个数值比实际值偏大一点）。用户浏览特性值：25%（下载时间/阅读时间）。城市花园小区共288户，承诺20M给每户。则：小区宽带总容量为：288×70%×20M×25%=1008MPSTN业务，所耗带宽很小，可以暂不做计算。min（1008Mbps/1.25Gbps）=1（个）故用1个PON口即可进行覆盖。4.4楼栋内部接入设计在邻频传输110MHz~860MHz的EOC接入网中，（以1楼为例）有一幢六层楼，共3个单元，单元之间的距离是6m，每单元每层3户，层高为3.5m，如果单元二分配放在单元3层，总分配放在中单单元的1层。连接电缆采用SYWV-75-7-1。图4-2楼栋内部接入设计图假设EOC局端输出电平为97/101dB，设计1楼各点用户电平，并计算860MHz左右的EOC链路损耗。表4-3部分电缆分支分配器参数型号插入损失分配/分支损失型号插入损失分支损失分配器2043.8dB分支器3241dB24dB3065.8dB3221dB22dB分支器2201.0dB20dB3201.2dB20dB2181.3dB18dB3182dB18dB2161.5dB16dB3162.2dB16dB2141.8dB14dB3142.8dB14dB2122.3dB12dB3124dB12dB50MHz110MHz860MHz-5电缆损耗/100m5.1dB7.2dB19.2dB-7电缆损耗/100m2.8dB4.1dB12.2dB一层：低端电平：97-5.8-0.2×4.1-3.8-0.08×4.1-1.5-1.8-12=70.952dBuV高端电平：101-5.8-0.2×12.2-3.8-0.08×12.2-1.5-1.8-12=72.684dBuVEOC链损：12+1.8+1.5+0.08×12.2+3.8+0.2×12.2+5.8=28.316dB二层：低端电平：97-5.8-0.2×4.1-3.8-0.04×4.1-1.5-14=70.916dBuV高端电平：101-5.8-0.2×12.2-3.8-0.04×12.2-1.5-14=72.972dBuVEOC链损：14+1.5+0.04×12.2+3.8+0.2×12.2+5.8=28.028dB三层：低端电平：97-5.8-0.2×4.1-3.8-16=70.58dBuV高端电平：101-5.8-0.2×12.2-3.8-16=72.96dBuVEOC链损：16+3.8+0.2×12.2+5.8=28.04dB四层：低端电平：97-5.8-0.2×4.1-3.8-0.04×4.1-16=70.416dBuV高端电平：101-5.8-0.2×12.2-3.8-0.04×12.2-16=72.472dBuVEOC链损：16+0.04×12.2+3.8+0.2×12.2+5.8=28.528dB五层：低端电平：97-5.8-0.2×4.1-3.8-0.08×4.1-1.5-14=70.752dBuV高端电平：101-5.8-0.2×12.2-3.8-0.08×12.2-1.5-14=72.484dBuVEOC链损：14+1.5+0.08×12.2+3.8+0.2×12.2+5.8=28.516dB六层：低端电平：97-5.8-0.2×4.1-3.8-0.12×4.1-1.5-1.8-12=70.788dBuV高端电平：101-5.8-0.2×12.2-3.8-0.12×12.2-1.5-1.8-12=72.196dBuVEOC链损：12+1.8+1.5+0.12×12.2+3.8+0.2×12.2+5.8=28.804dB符合用户电平在69±3dB的设计要求链路损耗-1db，接收灵敏度-27db下行：-1-8.6=-9.6db>-27db上行：-1-8.6=-9.6db>-27db所选设备完全符合要求。4.4接入网设备选型表4-4接入网设备选型设备型号品牌数量EOC头端64单路英特龙8EOC终端64004RJ45英特龙288同轴电缆SYWV-75-7-1约1.2km（1）EOC头端厂家：英特龙型号：64单路图4-5EOC头端项目参数规格接口射频接口1个TV(电视信号)输出口,公制F型母座1个CABLE(混合信号)输入口,公制F型母座网络接口1个1