Проектирование и расчет систем кабельного телевидения
Министерство РФ по связи и информатизации
ГОУ ВПО Хабаровский институт инфокоммуникаций
«Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики»
(Хабаровский филиал)
Курсовая работа
по дисциплине: Телевидение
на тему: Проектирование и расчет систем кабельного телевидения
Введение
Необходимость в системах кабельного телевидения (СКТВ) возникла в условиях современной застройки городов (высотность и плотность домов). Данная система позволяет любого, заинтересованного в этом абонента, обеспечить высококачественным сигналом телевизионных программ (до 60-70 ТВК), независимо от условий приема радиочастотного сигнала эфирного телевидения, помимо этого предоставляется возможность доступа к ряду дополнительных услуг.
Системы кабельного телевидения (СКТВ) строятся по схеме содержащей антенные системы, оборудование головной станции и линейный тракт распределительной кабельной сети. Системы кабельного телевидения принято классифицировать по следующим основным признакам:
- по типу соединительных линий:
СКТВ на коаксиальном кабеле
СКТВ на ВОЛС
2. по числу обслуживаемых
- до 100 абонентов в малых жилых и общественных зданиях
- до 1000 абонентов в больших жилых и в крупных общественных зданиях
- или в группах близкостоящих зданий, до 1000 абонентов в территориально-ограниченных жилых районах
- свыше 5000 абонентов в больших жилых районах, нескольких жилых районах или целых городах.
3. По типу распределительных сетей:
-одноступенчатая распределительная сеть без усилителя или с одним усилителем
- одноступенчатая РС с двумя последовательно включенными усилителями
- двухступенчатая РС
- трехступенчатая РС
4. По типу применяемого оборудования:
- канальное усилительное оборудование без обратного канала и без АРУ, направленные ответвители и разветвители
- диапазонное усилительное оборудование без АРУ и без обратного канала,
- диапазонное усилительное оборудование с пилотным регулированием усиления и наклона АЧХ и обратным каналом, ненаправленные ответвители и разветвители
5. по виду связи:
- симплексные СКТВ
- дуплексные СКТВ
1. Выбор телевизионных каналов
На всей территории населенного пункта предпочтительнее создавать системы с преобразованием частот метровых каналов. Каналы распределения в системе с преобразованием частот выбирают по согласованию с компетентными организациями, планирующими частоты вещания, при учете следующих ограничений: при выборе сочетаний каналов в конверторах аппаратуры СКТВ серии 200 следует учитывать ограничения, приведенные в таблице 1.
каналы |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
1 |
Х |
Х |
||||||||||
2 |
Х |
Х |
||||||||||
3 |
Х |
|||||||||||
4 |
Х |
Х |
Х |
|||||||||
5 |
Х |
Х |
||||||||||
6 |
Х |
Х |
||||||||||
7 |
Х |
Х |
Х |
|||||||||
8 |
Х |
Х |
Х | |||||||||
9 |
Х |
Х |
Х |
|||||||||
10 |
Х |
Х |
||||||||||
11 |
Х |
Х |
Х | |||||||||
12 |
Х |
Х |
||||||||||
Диапазон ЧМ вещания |
Х |
Х |
Примечание: Х – сочетание недопустимо.
Цель донного курсового проекта
- произвести расчет СКТВ на
10 программ, из них по условию заданы 2
и 11 каналы вещательных программ. Значит
необходимо выбрать еще 8 телевизионных
каналов. Учитывая ограничения, выбираем
2,3,5/6(Ск1,Ск-2,Ск-3,.Ск-4,
Таблица 1.1 – Полоса частот телевизионных каналов
|
Номер ТВ канала |
Несущая частота изображения, МГц |
Несущая частота звука, МГц |
2 канал |
59,25 |
65,75 |
3 канал |
77,25 |
83,75 |
6 канал |
175,25 |
181,75 |
8 канал |
191,25 |
197,75 |
11 канал |
215,25 |
221,75 |
Ск-1 |
111,25 |
117,75 |
Ск-2 |
119,25 |
125,75 |
Ск-3 |
127,25 |
133,75 |
Ск-4 |
135,25 |
141,75 |
Ск-5 |
143,25 |
149,75 |
2. Выбор коаксиального кабеля
Коаксиальные кабели в СКТВ подразделяются на три типа: магистральные, распределительные и абонентские.
Отличительной особенностью
этих кабелей является
В качестве магистрального
кабеля целесообразно выбрать
кабель РК-75-17-13С, обладающий наилучшими
параметрами в отношении
Для расчета длин усилительных участков необходимо определить затухание распределительных сетей. Для проведения данного расчета воспользуемся формулой 2.1:
Где -затухание кабеля на рассчитываемой частоте , -затухание кабеля на нормированной частоте .
В рассчитываемой СКТВ используем 2,3,6,8,11,5/6(Ск-1,Ск-2,Ск-3,
Параметры коаксиальных кабелей Таблица 2
|
Частота МГц |
Магистральный кабель РК-75-17-13С дБ/км |
Распределительный кабель РК-75-7-312С дБ/км |
Абонентский кабель РК-75-3.7-31 дБ/км | |
2к-59.25 |
17.42 |
30.48 |
59.87 | |
3к-77.25 |
21.09 |
36.04 |
69.44 | |
6к-175.25 |
32.76 |
52.58 |
106.71 | |
8к-191.25 |
34.23 |
58.67 |
111.48 | |
Ск-1-111.25 |
25.31 |
43.24 |
83.33 | |
Ск-2-119.25 |
26.2 |
44.78 |
86.26 | |
Ск-3-127.25 |
27.07 |
46.25 |
89.12 | |
Ск-4-135.25 |
27.91 |
47.68 |
91.81 | |
Ск-5-143.25 |
28.72 |
49.07 |
94.55 | |
11к-215.25 |
36.29 |
95.38 |
118.19 | |
3. Выбор оборудования для системы кабельного телевидения
Для построения системы кабельного телевидения (СКТВ) в данном курсовом проекте задана 200 серия оборудования. Необходимо выбрать основные технические средства для (СКТВ), такие как:
-головная станция
-усилительное оборудование (магистральный и домовой усилители)
-ответвители и разветвители для магистральных и субмагистральных линий.
Далее приводится список и основные технические характеристики оборудования, применяемого в проектируемой системе кабельного телевидения.
В головной станции формируется комплексный сигнал, подлежащий передаче по кабелю. Серия 200 оборудования СКТВ имеет в своём составе головную станцию СГ-200.
Головная станция СГ-200 предназначена для работы с числом абонентов 10000 и более. Оборудование станции, размещённое в стойке, содержит набор конверторов, каждый из которых выполнен по схеме с двойным преобразованием частоты. В тракте первой промежуточной частоты (31,25 – 39,25 МГц) использованы фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ), что обеспечивает высокую избирательность по соседнему каналу и возможность преобразования частот любого заданного канала метрового или дециметрового диапазона в частоты I,II или III метровых диапазонов.
Основные параметры головной станции СГ-200 приведены в таблице 3.
Параметры СГ-207
Таблица 3
Параметр |
Значения |
Входной уровень, дБмкВ |
60-122 |
Выходной уровень при отношении сигнал/помеха 54дБ, дБмкВ, не менее |
120 |
Коэффициент шума, дБ 1-3 диапазоны ДМВ |
8 10 |
Избирательность по зеркальному каналу, дБ |
50 |
Эффективность АРУ при изменении уровня входного сигнала на + - 10 дБ, дБ |
1,5 |
Неравномерность АЧХ в полосе канала, дБ |
1,5 |
Коэффициент стоячей волны |
1,35 |
Глубина поканальной регулировки уровня входного сигнала, дБ |
20 |
Глубина поканальной регулировки уровня выходного сигнала, дБ |
- |
Потребляемая мощность при полном наборе |
300 |
Габаритные размеры, мм |
500*540*1800 |
Вес, кг |
170 |
3.1 Выбор усилительного оборудования
Усилительное оборудование СКТВ по своему функциональному назначению делится на магистральное и домовое. Конструктивно усилители выполняются в водонепроницаемом корпусе по блочно-модульной конструкции, что обеспечивает удобство смены модулей при обслуживании и ремонте. Выбор типа усилителя определяется структурой распределительной сети и условиями ее работы.
В качестве магистральных усилителей применим УМ—201/220 – магистральный усилитель серии 200, без АРУ, с одним выходом, с питанием 220В. Домовой усилитель серии 200 представлен усилителем типа УД-201.
Параметры усилительного оборудования приведены в таблице 4
Технические параметры усилительного оборудования серии 200 Таблица4
Параметры |
УМ -201/220 |
УД-201 |
40-240 |
40-240 | |
Неравномерность АЧХ, дБ не более |
1 |
1 |
Коэффициент усиления, дБ |
26±3 |
35±3 |
Выходной уровень сигнала при IMAш=60дБ, дБмкВ на: основном выходе дополнительном выходе |
120 |
119 |
- |
- | |
Коэффициент шума, дБ не более |
9 |
9 |
КСВ со стороны входа (выхода) не более |
1,3 |
1,3 |
Диапазон ручной регулировки усиления, дБ: Плавно Ступенями через 2 дБ |
10 |
8 |
16 |
16 | |
Диапазон ручной регулировки наклона АЧХ, дБ: Ступенями через 3 дБ плавно |
15 |
15 |
6 |
2 | |
Допустимый диапазон изменения входных уровне пилот сигналов в усилителях с АРУиН, дБ |
- |
- |
Частоты пилот сигналов АРУиН, МГц |
- |
- |
Потребляемая мощность, Вт |
33 |
33 |
3.2 Выбор ответвителей и разветвителей
Для распределения мощности сигналов в кабельной сети магистральных и субмагистральных линий в СКТВ используются направленные ответвители. Они представляют собой мостовые устройства на трансформаторах с ферритовыми сердечниками. В зависимости от варианта исполнения ответвители выпускаются с одним или двумя отводами и с различным переходным затуханием на отводах. Затуханием к отводу называется разность между уровнем сигнала на входе ответвителя к данному отводу. Проходное затухание - это разность между уровнями сигналов на входе и выходе ответвителя.
Абонентские разветвители (РА) построены подобно ОМ по трансформаторным схемам на основе ферритовых сердечников. Они обеспечивают распределение мощности по абонентским отводам. В зависимости от варианта исполнения РА имеют переходное затухание между входом и одним из отводов 10, 13, 16, 22 дБ (для выравнивания уровней сигналов у абонентов). В проектируемой СКТВ применяются магистральные ответвители и абонентские разветвители, приведенные в таблице 5.
Параметры ответвителей и разветвителей
Тип оборудования |
Переходное затухание, дБ |
Проходное затухание, дБ |
ОМ – 101/3 |
3±1 |
3±1 |
РА – 104/10 |
10±1,5 |
3±0,7 |
РА – 104/13 |
13±1,5 |
1,5±0,7 |
РА – 104/16 |
16±1,5 |
1±0,5 |
РА – 104/22 |
22±1,5 |
1±0,5 |
4 Трассировка кабельной распределительной сети СКТВ.
Система кабельного телевидения (СКТВ) представляет собой совокупность технических средств для приема, формирования сигналов нескольких телевизионных программ и распределения этих сигналов по кабелю от головной станции СКТВ до абонентских розеток. Одним из первых и важных этапов проектирования СКТВ является трассировка кабельной РС. Трассировка заключается в составлении схемы прокладки РС и размещении всего оборудования на плане застройки района.
Различают следующие разновидности схем РС:
- радиальная схема РС
- кольцевая схема РС
- древовидная схема РС
Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки, и применение той или иной схемы обуславливается определенными специфическими условиями плана застройки кабелируемого района.
В данном курсовом проекте выбираем радиальную схему распределительной сети, так как эта схема предпочтительна при плотной застройке района, отсутствии пустых площадей и конфигурации застроенной площади близкой к круговой или квадратной. В этом случае длины магистралей получаются небольшие, количество последовательно включенных усилителей тоже небольшое и создаются очень благоприятные условия для получения высокого отношения сигнал/шум. Однако оборудование головной станции должно быть усложнено наличием большого количества разветвителей. При этом исчезает необходимость в применении субмагистральных линий.
Оборудование головной станции СГ- 200 размещается на нижних этажах зданий в отдельных или служебных помещениях ЖЭУ. Допускается установка этого оборудования и в других местах зданий в специально выгороженных помещениях или в металлических шкафах. Прокладка кабелей магистральной сети и домовой распределительной сети производится в подземной кабельной канализации. Линейные и домовые усилители устанавливаются в служебных помещениях ЖЭУ, как правило на нижних этажах. При отсутствии таких возможностей усилители могут быть установлены в специальных металлических шкафах. Магистральные ответвители РС могут размещаться в местах ответвления магистральной сети. Допускается установка ответвителей в технических подпольях и на чердаках зданий, в коллекторах, вслаботочных монтажных шкафах. Абонентские ответвители могут размещаться в этажных шкафах для устройств связи, сигнализации, а так же на стенах лестничных клеток или коридоров открыто в местах, обеспечивающих рациональную прокладку абонентских кабелей.
Схема трассировки кабельной распределительной сети СКТВ приведена в приложении 1. Схемы домовых разводок приведены в приложении 2.
Приложение 1
Электрическая схема СКТВ
Приложение 2
Схема трассировки ДРС СКТВ. Дом 5 этажей, 4 подъездов.
Приложение 3
Схема трассировки ДРС СКТВ. Дом 10 этажей, 1 подъезд.
Приложение 4
Схема трассировки ДРС СКТВ. Дом 8 этажей, 3 подъезда.
Содержание.
Введение …………………………………………………………………………….
1. Выбор телевизионных каналов ….……………………………………………… 4
2. Выбор коаксиального кабеля ……………………………………………………. 5
3. Выбор оборудования для СКТВ …………………………………………………. 6
3.1 Выбор усилительного оборудования ……………………………………..... 7
3.2 Выбор ответвителей и разветвителей ……………………………………… 8
4. Трассировка кабельной распределительной сети СКТВ ………………………. 9
Приложение 1: Электрическая схема СКТВ …………………………………...... 10
Приложение 2: Схема трассировки ДРС СКТВ. Дом 5 этажей, 4 подъезда …..11
Приложение 3: Схема трассировки ДРС СКТВ. Дом 10 этажей 4 подъезд …… 12
Приложение 4:Схема трассировки ДРС СКТВ. Дом 8 этажей, 3 подъезда …… 13
Список используемой литературы ……………………………………………….. 14
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
- Ананьин А.В. Методические указания для курсового и дипломного проектирования на тему «Проектирование и расчет систем кабельного телевидения». г. Хабаровск, 2005 г.
- Ананьин А.В. Телевидение. г.Хабаровск, 2000г.
- Джакония В.Е. Телевидение: учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 2004.
