HFC正向电缆分配网常规设计(陈柏年)

?广电宽带城域网技术? Network Technology of CATV broadband MANHFC正向电缆分配网常规设计概要陈 柏 年 浙江传媒学院1HFC总体设计内容 可以分为三大局部： 1、 HE与SH之间或HE SH 与ON之间：正反光纤链路计算 2、ON后的Amp与Amp之间：电缆网络的正反增益与均衡计算 3、Last Amp与User之间：无源电缆网络正反损耗和电平计算 三大局部的设计特点和方法是不同的。2楼栋放大器分配器延长放大器楼栋放大器光接收机用户电缆用户分配系统示意图3集中分支器组方式举例4电缆干线根本设计步骤一、确定设计要素：区域面积、用户数量、系统上限频率、传送频道数、电缆分配网的指标、干线路由、最远传距等 设某小区面积0.5 1km，光节点位于小区中心，用户数量约1000； 传送频道数q=40CH， 上限频率fmax=750MHz； 最远传距D=500m； 指标要求： CNRD(dB) 49dB， CTB D(dB) 60dB；5二、确定采用延长放大器型号 采用HGF-750A延长放大器； 放大器根本参数： 增益G=30dB；噪声系数NF=8dB； 组合三次差拍CTBR=57dB 当输出电平LR= 110dBV；qR=77CH时6三、确定采用电缆型号和放大器级数n 采用SYWLY-7-9电缆； 电缆损耗系数 =11.5dB/100mfmax=750MHz 放大器间距 Smax= G/ 100 =30/11.5 100=260m； 取整：S= 250m； 放大器串接级数n=D/ S=500/250=2级；74、计算干线CNR1常温下：取输入电平L i =72 dBV单级放大器的 CNR1= L i - NF -2.4 = 72-8 - 2.4 =61.6dB2级放大器的 CNR2= CNR1 10lg2= 61.6-3=58.6 dB2温度对电缆衰减的影响温度系数 T=0.2%/C；温度差T=25 C电平差L= D/100 T T=5 11.5 0.002 25=2.88 dB3高温时最差CNR2minCNR2min = 58.6 - 2.88=55.72 dB85、计算干线CNR的占比 CNRT(dB) = CNRD(dB) -10lgaT =49- 10lgaT =55.72 dB 10lgaT = 49- 55.72 =-6.72 aT =10-(6.72/10) =0.296、计算干线CTBT 取常温下输出电平L o = L i +G= 72+30=102 dBV 单级放大器实际的 CTB1要进行电平折算和频道折算 CTB1 = CTBR +2 L oR - L o = 57+ 2110 - 102 -20lg q/qR = 57 + 16- 20lg 40/77 = 73- 20lg 0.52 = 73+5.7 = 78 .7 dB 2级放大器的 CTB2= CTB1 20lg2= 78.7 - 6 = 72.7 dB 在低温时，由于电缆损耗变小，造成输出电平上升 L= 2.88 dB 最差CTB2min = CTB2 2 L= 72.7 2 2.88 = 72.7 5.76 =66.94 dB107、计算干线CTB的占比 CTBT(dB) = CTBD(dB) -20lgaT =60- 20lgaT =66.94 dB 20lgaT = 60 - 66.94 =- 6.94 aT =10-(6.94/20) =0.45118、确定楼幢放大器 楼幢放大器采用HGF-750B； 额定参数：G=30dB；NF=8dB；CTBR=57dB；LOR=110 dBV；qR=77CH129、确定最远端楼放的允许指标 CNR占比aB =1- aT =1-0.2=0.8 CNRB = CNRD 10lg aB =49- 10lg 0.8=50dB CTB占比aB =1- aT =1-0. 45 =0. 55 CTBB = CTBD 20lg aB =60- 20lg 0. 55 = 60+5.2= 65.2 dB1310、确定最远端楼放的工作电平 常温下输出电平 L o = L R -1/2CTBB CTBR +20lg q/qR =110- 1/265.2-57 +20lg(40/77) =108.7 dBV 考虑电平温度变动L= 2.88 dB，实际楼放的工作电平取L o实际 = 105 dBV 实际楼放的输入电平L i实际 = L o实际-G= 105-30=75 dBV1411、计算楼放的实际工作指标 常温下CNRB=75-8-2.4= 64.4dB 高温下最差CNRBmin= 64.4- L= 64.4- 2.88 =61.72dB 低温下最差CTBRmin CTBB=CTBR - 20lg(q/qR) + 2(LR -L) -2 L =57 - 20lg(40/77) + 2 (110-105)- 2 2.88 = 57+5.68+10-5.76=66.92dB1512、计算电缆分配网干线和楼放的实际合成指标 CNRD= -10lg 10-CNRT /10 + 10 -CNRB /10 =-10lg 10-55.72 /10 + 10 61.72 /10 =55.75dB49dB CTBD= -20lg 10-CTBT /20 + 10 -CTBB /20 =-20lg 10-66.92 /20 + 10 66.92 /20 =60.92dB60dB 可见噪声和失真指标均满足设计的要求。16电缆分配网设计结果 CNR(dB)： 干线指标，楼放指标，合成指标，要求指标 55.72 61.72 54.75 49 CTB (dB) ： 干线指标，楼放指标，合成指标，要求指标 66.92 66.92 60.92 6017楼内设计方法1倒推法：从分配网络的最末端用户终端开始，以最后一个用户电平为根底，电平范围一般取66dBV到74dBV之间。逐级往前加上电缆损耗、分支分配器损耗，最后计算出楼栋放大器的输出电平。2正推法：以最后一级放大器输出电平为根底，从前往后逐步减去电缆损耗、分支分配器损耗，最后得到用户电平。正推法和倒推法一般结合使用，在设计中可以相互验证计算结果。 18双向无源用户分配网设计要点 双向无源用户分配网组成和分配误差双向无源用户分配网由分组分配和分支器组两个局部组成。双向无源用户分配网的总体分配误差为3 dB；其中，分组分配和分支器组分配误差各占1.5dB左右。 19无源分配的根本要领 1. 尽量采用星形分配，尽量减少串接分支器的数量。 2. 用无源分配器保证均等分配，均衡主要取决于电缆。 3. 尽量多采用等功率分组分配方式，不等功率分组分配必须合理选用无源器件和电缆。 4. 尽量多采用集中分支器组，减少串接分支器组中分支器数量。 20设计文档 1. 在设计完成后，应该绘制分配网络的施工平面图及系统原理图。如果涉及到线路地埋，还必须绘制管线图。图纸上需标明线路走向、器件规格、型号、数量和各器件的安装位置；并标明线路中各主要部位放大器、野外分支分配器、楼栋输入点等的工作电平，便于安装调试。2. 完整的设计过程还需要提供有关工程经费的概预算。3. 在施工完成后，应该结合施工情况及时绘制竣工图，提供包括决算在内的竣工资料。并做好资料的存档工作。21衰减器均衡器均衡器A1A2电源-20dB检测输入输出-20dB检测典型放大器工作原理图22典型线路延长放大器方框图 23典型双向放大器简化方框图24放大器通用调试方法 1、 首先用万用表检测双向放大器的交流供电电压，满足放大器的供电电压要求；放大器开关电源的各直流输出电压正常；检查确认放大器接地良好。 2、将频谱仪或电平表连接到放大器的测试点1，检测并记录放大器输入RF电平与斜率。 3、根据系统设计与放大器操作手册的要求，为了保证加到放大器前置放大级输入点的RF 信号为平坦的70dBuV75dBuV，选择适宜的放大器输入衰减插片ATT1 的衰减量及输入均衡器EQ1 的均衡量。25放大器通用调试方法 4、 将频谱仪或电平表连接到放大器输出测试点2及输出测试点3，根据系统设计规定的放大器RF 输出电平及倾斜指标，设置适宜的级间衰减ATT2的衰减量与级间均衡器EQ2 的均衡量。测试并记录放大器输出信号电平。 5、 如有必要，配合前端操作，验证并记录光链路加上有源电缆网络所构成的传输链路的主要RF 指标RF 电平、C/N、平坦度、CTB、CSO 及HUM 等。 6、如果有多级放大器级联，那么从光站 RF 输出口开始，逐级向用户端重复进行上述第1 步第5 步调试程序，直至调试完最后一个放大器为止。26典型的对称分配入户方式的无源传输网络27对称分配入户方式的无源传输网络验证测试 主要任务：传输链路中没有可调元件与部件，因此进行正向通道调试时，无源电缆传输网络只需要按照系统设计书规定的系统输出口的信号要求进行验证测试。 主要验证指标：各频道信号电平、平坦度等指标。如果有特殊要求，也可以对特定系统输出口验证其它的RF 信号指标如载噪比、CTB、CSO 等指标。 主观评价验证：选择有代表性的系统输出口进行电视信号视频图像质量及伴音质量。 开展交互业务应用系统如CMCMTS 业务：应选择有代表性的系统输出口进行交互业务应用验证通讯质量。28放大器的调整 主要包括两个方面： 一是电平的调整， 二是均衡的调整。 一般是先调整斜率再调整电平。 如果放大器采用导频控制模块ALC那么要合理选取上下端的导频信号,一般来说低端的导频信号是利用低端信号的视频载波频率，高端的导频信号是利用高端信号的视频载波频率。 如果放大器采用温度补偿模块那么要注意该模块所标定的温度补偿范围和该模块的控制量，然后根据这两个参数设置好余量值以便调试。 29干放的调试 1. 测量输入电平，比较上下端频道的电平差,选择均衡值与电平差相等的均衡器，插入放大器中，目的是使得输入到第一个放大模块的信号为平坦信号。2. 安装调整自动增益控制板ADU3. 插入衰减器 ，维持放大器需要的输出电平不变。4. 安装调整温度补偿控制板TDU5. 选择供电方式30楼放的调试 1. 工作方式多为平坦输出方式，它一般为单模块放大器。2. 建议输出电平调整不要超过100dB。3. 估算斜率调整量，在斜率调整方面，由于其工作在平坦方式下，所以输出的信号斜率不能5dB，否那么会使低端信号的载噪比劣化。4. 按规定用户输出端口的上下端频道电平差即斜率不能大于10dB。31思考问题1.同轴电缆的电气性能参数包括哪些？2.电缆主要有哪三方面的特性？3.试述放大器的三种工作方式。4.试归纳放大器的调整步骤。5.试总结电视机屏幕现象与传输性能指标的关系。6.供电器有哪些主要指标？使用供电器应注意什么事项？说明供电器主要故障现象和解决的方法。7.总结归纳电缆施工中的主要要领。32思考问题1. 电缆系统的定期维护主要包括哪些内容？2. 试归纳电缆分配网的根本设计步骤。3. 楼内有哪两种设计方法？4. 电缆分配网的设计文档有哪些？5. 试述无源分配的根本要领。6. 根据工作实践，你所遇到的一般干扰现象有哪些？分别说明解决干扰的主要方法。33