Распределительная сеть системы кабельного телевидения

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

" Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники"

Факультет телекоммуникаций

Кафедра СТК

Дисциплина: Телевидение

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

на тему

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ СИСТЕМЫ КАБЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

БГУИР КП 1−45 01 02 016 ПЗ

Студент: гр. 962 901 Реут П. С.

Руководитель: старший преподаватель

Хоминич А.Л.

Минск 2013

ВВЕДЕНИЕ

Телевидение -- величайшее явление XX века, которое объединило в себе самые передовые достижения научно-технической мысли, культуры, журналистики, искусства, экономики. Став одним из компонентов системы средств массовых коммуникаций, телевидение не завершило ее формирование, но повлекло за собой серьезные изменения, оказав влияние не только на функционирование каждого из ее элементов, но и на деятельность целых государственных институтов.

Кабельное телевидение (КТВ), функционируя в рамках современной системы массовых коммуникаций, представляет собой один из видов платного телевидения наряду со спутниковым и Интернет-телевидением, однако является его наиболее весомым сегментом. По оценкам исследователей, КТВ в структурном делении по технологиям предоставления услуг занимает крупнейшую долю рынка коммерческого ТВ, обеспечивая 74% абонентской базы и 54% дохода.

Кабельное телевидение, в силу своих специфических качеств и свойств, является неотъемлемым компонентом системы средств массовых коммуникаций, обладает большим влиянием на формирование общественного мнения, является одной из наиболее перспективных форм развития современного телевещания.

С одной стороны, КТВ (англ. Community Antenna Television, CATV -- букв, «телевидение с общей антенной») можно рассматривать как вспомогательный «способ распространения телевизионного сигнала посредством высокочастотных сигналов, передаваемых через проложенный к потребителю кабель». С другой стороны, это специфический вид телевидения, который характеризуется практически неограниченным количеством каналов, более качественным изображением, возможностью обратной связи, а также располагает значительным творческим потенциалом, учитывает и удовлетворяет специфические интересы различных категорий зрителей, предоставляет широкий спектр мультимедийных услуг населению.

В настоящее время кабельное телевидение доступно во многих городах Республики Беларусь, и насчитывает около 100 транслируемых каналов.

Итак, тема данного курсового проекта «Распределительная сеть системы кабельного ТВ».

1. РАЗРАБОТКА МАГИСТРАЛЬНОЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

Магистральный участок является одним из основных элементов всей распределительной сети. Правильный выбор системы построения сети и ее топологии, определение условий и принципов организации доступа позволяют оптимизировать затраты на развитие сети в дальнейшем.

Задача магистральной распределительной сети (МРС) — обеспечить уровень сигнала на входе всех ДРС наиболее оптимальным образом с учетом топологии и емкости кабельной канализации, который равен 70−90 дБмкВ.

Рисунок 1.1 — Ситуационный план магистральной сети

1.1 Выбор оборудования для магистральной распределительной сети

В качестве магистрального кабеля применим QR715 JCASS, с коэффициентом затухания на нижней частоте Fн=55 MГц 1,18 дБ/100 м, затухание на верхней частоте Fв=870 MГц 5,31 дБ/100 м. Дополнительные параметры кабеля QR715 JCASS (рис. 1. 2) приведены в таблице 1.1 [1].

Таблица 1.1 — Параметры магистрального кабеля QR715 JCASS

Материал центрального проводника

CuCAl

Диаметр центрального проводника, мм

4,22

Материал диэлектрика

PE

Диаметр диэлектрика, мм

17,42

Материал экрана (цельнотянутая труба)

Al

Диаметр экрана

18,16

Материал внешнего покрытия

PE

Диаметр внешнего покрытия, мм

19,94

Волновое сопротивление, Ом

75 ± 2

Минимальный радиус изгиба при 20 °C, см

12,7

Сопротивление внутреннего проводника, Ом/км

1,90

Сопротивление наружного проводника, Ом/км

1,37

Петлевое сопротивление, Ом/км

3,27

Максимальное значение натяжения, кг/м

154

Рисунок 1. 2- Кабель QR715 JCASS

В качестве пассивного оборудования выберем продукцию фирмы Макротел. В таблице 1.2 и 1.3 представлены основные параметры используемых магистральных делителей и ответвителей (рис. 1. 3) соответственно, которые предназначены для ответвления части мощности высокочастотного сигнала из кабельной магистральной линии [2].

Рисунок 1.3 — Магистральный усилитель ОМ-2/10

Таблица 1.2 — Параметры магистрального делителя ДМ-2

Тип

Прямые

потери, дБ

Частотный диапазон, МГц

Транзит

тока, А

Линейность, дБ

ДМ-2

2ґ 4, 2.. 5, 5

5.. 1000

10

±1,5

Таблица 1.3 — Параметры магистральных ответвителей

Тип

Прямые

потери, дБ

Потери на отводе, дБ

Частотный диапазон, МГц

Транзит

тока, А

Линейность, дБ

ОМ-1/8

2, 5.. 4,0

8,0

5.. 1000

10

±1,5

ОМ-2/10

3,0.. 4,0

10

5.. 1000

10

±1,5

Также необходимо использовать магистральные усилители. Основной задачей магистрального усилителя является доведение композитного телевизионного сигнала от ГС или от оптического приемника до домовой распределительной сети с сохранением его качества. Для данной сети выберем усилитель AC 1000 фирмы Тeleste (рис. 1. 4). Основные его характеристики приведены в таблице 4 [3].

В минимальной комплектации AC500 представляет собой мощный магистральный усилитель, который в дальнейшем может быть модернизирован до оптического узла. Модернизация производится путем вставки оптических модулей приемника прямого и передатчика обратного канала. Модернизация выполняется быстро и просто. Необходимые модули могут быть предустановлены на заводе. Модификация может быть легко выполнена в условиях действующей сети непосредственно на месте эксплуатации.

Рисунок 1.4 — Магистральный усилитель AC 1000.

Таблица 1.4 — Параметры усилителя AC 1000

Частотный диапазон, МГц

47 /54/70 / 85… 862

Возвратные потери, дБ

20

Коэффициент усиления, дБ

29.. 39

Диапазон регулировки входного аттенюатора, дБ

20

Диапазон регулировки входного эквалайзера, дБ

25

Межкаскадный наклон, дБ

8

Неравномерность АЧХ, дБ

±0,4

Групповая задержка, нс

2

Ослабление сигнала в контрольной точке, дБ

20

Коэффициент шума, дБ

5,5

Выходной уровень, DIN45004, дБмкВ

127,5

Выходной уровень СТВ, CENELEC 42 канала, дБмкВ

113

Выходной уровень CSO, CENELEC 42 канала, дБмкВ

117

Диапазон регулировки коэффициента усиления, дБ

20

1.2 Расчет уровней сигналов на входах домов

Рассчитаем уровни сигналов на входе каждой домовой распределительной сети, зная расстояния между домами, затухание в оборудовании магистральной сети. Расчет буем вести от головной станции (ГС). Уровень сигнала на выходе ГС 95 дБмкВ.

Расчет будем вести по формуле:

L2 = L1 — Lотв — Lпрох,

где L2 — искомый уровень сигнала, дБмкВ;

L1 — уровень сигнала на предыдущем узле, дБмкВ;

a — коэффициент затухания кабеля;

l — длина между кабеля между узлами;

Lотв — затухание на отвод;

Lпрох — проходное затухание.

Расчет будем производить в среде Mathcad. Все полученные значения имеют размерность дБмкВ.

Сначала произведем расчет для нижней частоты:

На входе и выходе ДМ-1 соответственно:

На входе ОМ-1, 24-го дома соответственно:

Усилитель магистральный 1 отрегулируем на коэффициент усиления 13дБ.

На входе ОМ-2 и 22−1-го дома соответственно:

На входе ДМ-2, и 30-го и 43-го домов соответственно:

На входе ОМ-3 и 39-го дома соответственно:

Усилитель магистральный 2 отрегулируем на коэффициент усиления 16дБ.

На входе ДМ-3, и 33-го и 45-го домов соответственно:

На выходе ОМ-3, входе ОМ-4 и входе 31-го дома соответственно:

Усилитель магистральный 3 отрегулируем на коэффициент усиления 14дБ.

На входе УМ-3, ОМ-5, 35-го и 37-го домов соответственно:

Теперь произведем расчеты для верхней частоты:

На входе и выходе ДМ-1 соответственно:

На входе ОМ-1, 24-го дома соответственно:

Усилитель магистральный 1 отрегулируем на коэффициент усиления 18дБ.

На входе ОМ-2 и 22−1-го дома соответственно:

На входе ДМ-2, и 30-го и 43-го домов соответственно:

На входе ОМ-3 и 39-го дома соответственно:

Усилитель магистральный 2 отрегулируем на коэффициент усиления 20дБ.

На входе ДМ-3, и 33-го и 45-го домов соответственно:

На выходе ОМ-3, входе ОМ-4 и входе 31-го дома соответственно:

Усилитель магистральный 3 отрегулируем на коэффициент усиления 24дБ.

На входе УМ-3, ОМ-5, 35-го и 37-го домов соответственно:

Структурная схема проектируемой магистральной сети представлена в приложении А.

2. РАЗРАБОТКА ДОМОВОЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

Домовая распределительная сеть (ДРС) — совокупность устройств, обеспечивающих подачу сигналов от пункта домового ввода до абонентской розетки включительно.

В ДРС телевизионный сигнал поступает от источника телевизионного сигнала. На сети сигнал усиливается до уровня, позволяющего компенсировать потери в кабельной сети, которые возникают на пути от домового усилителя. В домовых усилителях совместно с усилением сигнала осуществляется коррекция АЧХ, для обеспечения равномерного усиления во всем частотном диапазоне кабельной сети. Ответвители и делители распределяют телевизионный сигнал от магистрали подъезда к абонентским розеткам. Пример ДРС представлен на рис. 2.1 [5].

Исходными данными для расчета ДРС являются: количество абонентов на этаже, количество подъездов, количество стояков в подъезде, высота этажа, расстояние между подъездами [4].

Рисунок 2.1 — Домовая распределительная сеть

2.1 Выбор оборудования для домовой распределительной сети

В ДРС применим коаксиальный распределительный кабель Commscope серии RG11, с коэффициентом затухания на нижней частоте Fн=55 MГц 3,15 дБ/100 м, затухание на верхней частоте Fв=870 MГц 13,05 дБ/100 м. Дополнительные параметры кабеля RG11 (рис. 2. 2) приведены в таблице 2.1 [6].

Рисунок 2.2 — Кабель RG11

Таблица 2.1 — Параметры кабеля RG11

Материал центрального проводника

CuCS

Диаметр центрального проводника, мм

1,63

Материал диэлектрика

PVC

Диаметр диэлектрика, мм

7,11

Материал первичного экрана

Al/PE/Al

Материал вторичного экрана

Al

Плотность вторичного экрана

60%

Диаметр экрана

7,29

Материал внешнего покрытия

PE

Диаметр внешнего покрытия, мм

10,03

Волновое сопротивление, Ом

75±2

Минимальный радиус изгиба при 20 °C, мм

43

Сопротивление внутреннего проводника, Ом/км

39

Сопротивление наружного проводника, Ом/км

21

Петлевое сопротивление, Ом/км

60

В качестве пассивного оборудования выберем продукцию фирмы Макротел. В таблице 2.2 и 2.3 представлены основные параметры используемых магистральных делителей и ответвителей (рис. 2. 3) соответственно, которые предназначены для ответвления части мощности высокочастотного сигнала из кабельной линии [2].

Рисунок 2.3 — Абонентский усилитель ОА-2/12

Таблица 2.2 — Параметры магистрального делителя ДМ-2

Тип

Прямые потери, дБ

Линейность, дБ

ДА-2

2 x 3,5… 4,0

±1,5

ДА-4

4 x 6,8… 8,0

±1,5

Таблица 2.3 — Параметры абонентских ответвителей

Тип

Прямые

потери, дБ

Потери на отводе, дБ

Развязка

отвод — отвод, не менее, дБ

Развязка

отвод — выход, не менее, дБ

Линейность, дБ

ОА-2/8

3,5… 4,0

8,0

36

32

±1,5

ОА-2/10

2,8… 3,5

10,0

36

32

±1,5

ОА-2/12

1,6… 2,5

12,0

36

32

±1,5

ОА-2/14

1,5… 2,5

14,0

36

32

±1,5

Также необходимо использовать абонентские усилители. Для данной сети выберем усилители Terra HA013[7] и Terra BA204U[8].

Основные характеристики Terra HA013:

— широкий рабочий диапазон, класс AB;

— встроенный блок питания;

— металло-пластиковый корпус;

— рабочий частотный диапазон 47 — 862 МГц;

— усиление 20 дБ (47 МГц) и 25 дБ (862 МГц);

— неравномерность АЧХ ± 0,7 дБ;

— регулировка усиления 15 дБ;

— максимальный уровень на выходе 114 дБмкВ (DIN45004B);

— обратные потери > 10 дБ;

— уровень шума < 7 дБ;

— потребление 3,5 Вт (230 В, 50 Гц);

— температурный диапазон: -20/+50 °С.

Основные характеристики Terra HA013:

— гибкость в применении за счет использования сменного модуля обратного канала (допустима установка пассивных pd 02-xx и активных pr 02-xx модулей), наличия промежуточного аттенюатора, кабельного симулятора, предварительной коррекции АЧХ и регулировок усиления и наклона АЧХ;

— инверсный эквалайзер;

— выходной каскад на арсенид-галиевой элементной базе;

— всепогодный экранированный литой металлический корпус;

— контрольные точки на входе и на выходе;

— рабочий частотный диапазон 47/75/87 — 862 МГц (обратный канал 5 — 30/55/65 МГц);

— усиление 36 дБ (обратный канал -2,5/19 дБ для pd 02-xx и pr 02-xx соответственно);

— неравномерность АЧХ ± 0,5 дБ;

— регулировка усиления 20 дБ;

— типовая регулирвка наклона АЧХ 18 дБ;

— инверсный эквалайзер 0 — 9 дБ с шагом в 1 дБ;

— максимальный выходной уровень 107 дБмкВ (EN50083−3);

— возвратные потери > 14 дБ;

— уровень шума < 7 дБ;

— контрольные точки — 20 дБ;

— потребление 5,5 Вт (230 В, 50 Гц);

— рабочий температурный диапазон: -20/+50 °С.

2.2 Расчет уровней сигналов на входах домов

Для дома № 39: 9 этажей, 4 подъездов, 4 абонента на этаж. Расстояние между этажами, а между подъездами. Разобьем этот дом на две ДРС, по 2 подъездов в каждой.

Уровни сигнала у абонентов на последующих нижних этажах будем рассчитывать исходя из следующей формулы:

(2. 1)

где — уровень сигнала на предыдущем этаже;

— прямое затухание ответвителя на предыдущем этаже;

— проходное затухание ответвителя на рассчитываемом этаже;

— прямое затухание ответвителя на рассчитываемом этаже.

Уровни сигнала у абонентов на последующих этажах подъездов № 1, 2 будем рассчитывать исходя из формулы (2. 2). Расчет осуществляется снизу вверх.

(2. 2)

где — уровень сигнала на предыдущем этаже;

— прямое затухание ответвителя на предыдущем этаже;

— проходное затухание ответвителя на предыдущем этаже;

— прямое затухание ответвителя на рассчитываемом этаже.

Сначала произведем расчеты для нижней частоты:

1 подъезд:

1 подъезд:

Расчеты для верхней частоты:

1 подъезд:

2 подъезд:

На выходах абонентских делителей поставим усилители с коэффициентом усиления 24,16 и 32,46 дБ соответственно.

Для дома № 22−1: 10 этажей, 14 подъездов, 2 абонента на этаж. Расстояние между этажами, а между подъездами. Разобьем этот дом на две ДРС, по 7 подъездов в каждой.

Сначала произведем расчеты для нижней частоты:

1 подъезд:

2 подъезд:

3 подъезд:

Между 3-им и 4-ом подъездом поставим усилитель с коэффициентом усиления на нижней частоте 10. 18 дБ.

4 подъезд:

5 подъезд:

Между 5-им и 6-ом подъездом поставим усилитель с коэффициентом усиления на нижней частоте 8,49 дБ.

6 подъезд:

7 подъезд:

Перед 7-ом подъездом поставим усилитель с коэффициентом усиления на нижней частоте 12,5 дБ.

Теперь произведем расчеты для верхней частоты:

1 подъезд:

2 подъезд:

3 подъезд:

Между 3-им и 4-ом подъездом поставим усилитель с коэффициентом усиления на верхней частоте 20,06 дБ.

4 подъезд:

5 подъезд:

Между 5-им и 6-ом подъездом поставим усилитель с коэффициентом усиления на нижней частоте 15,25 дБ.

6 подъезд:

7 подъезд:

Перед 7-ом подъездом поставим усилитель с коэффициентом усиления на нижней частоте 20,7 дБ.

Структурные схемы 39 и 22−1 домов приведены в приложении Б и В соответственно.

3. РАЗРАБОТКА ГОЛОВНОЙ СТАНЦИИ

Головная станция является основной частью системы. От качества исходных сигналов будут зависеть все качественные показатели системы в целом. Основные задачи головных станций СКТВ чисто ретрансляционные свойства: прием ТВ радиосигналов от антенного фидера, частотная их обработка, формирование группового ТВ радиосигнала СКТВ и его усиление для последующей передачи по распределительной сети СКТВ.

Головная станция СКТВ оказывает большое влияние на параметры сигнала, доходящего до абонента, главным образом, на уровень сигнала относительно шумов и на базовые параметры видео/аудио, которые дают представление о качестве трансляции программ.

Наряду с техническими параметрами не менее важными факторами эксплуатации ГС являются функциональные: надежность, стабильность параметров, возможность расширения и изменения конфигурации, а также, что очень важно для оператора СКТВ как потребителя, обеспечение сервисным обслуживанием местных, соответствующим образом обученных технических специалистов.

3.1 Выбор головной станции

В данном курсовом проекте осуществляется проектирование сети кабельного вещания в пределах одного микрорайона, следовательно, выбранная ГС должна обеспечивать необходимые и требуемые параметры для обеспечения нужного качества у каждого абонента.

В данном курсовом проекте мы будем использовать головную станцию TELESTE DVX (рис. 3. 1).

Данная станция соответствует первому классу согласно классификации европейского стандарта CENELEC EN 50 083−5 и имеет в своем составе: блоки приема и обработки телевизионных сигналов, оптические блоки приема-передачи, включая блоки WDM, головное оборудование обратного канала, модули скремблирования, кодеры, декодеры, блоки мультиплексирования / демультиплексирования; системы мониторинга, управления и т. д.

Рисунок 3.1 — Головная станция TELESTE DVX

Данная станция соответствует первому классу согласно классификации европейского стандарта CENELEC EN 50 083−5 и имеет в своем составе: блоки приема и обработки телевизионных сигналов, оптические блоки приема-передачи, включая блоки WDM, головное оборудование обратного канала, модули скремблирования, кодеры, декодеры, блоки мультиплексирования / демультиплексирования; системы мониторинга, управления и т. д.

Головные станции Teleste на базе платформы DVX предназначены для высококачественной обработки различного вида сигналов (телевизионных, радио, данных и др.). Используются для построения крупных информационно-транспортных систем (городских, региональных, межрегиональных) на базе телекоммуникаций и современных СКТ. Позволяют обрабатывать каналы различных источников (эфирное AM TV, спутниковое аналоговое TV, FM-радио, цифровые форматы DVB -S, DVB -T, DVB-C, DVB-ASI и пр.), интегрируются с оптическим оборудованием (HFC-сети) и сетями связи общего пользования (ATM/SDH). Настройка, управление, контроль станции могут осуществляться как в местном режиме, так и через глобальную сеть Internet. Программное обеспечение разработано с учетом всех требований операторов и позволяет значительно облегчить эксплуатацию станции и сети и уменьшить текущие издержки. Основные задачи, решаемые при помощи данной системы:

— передача программ аналогового телевидения и радиовещания;

— передача программ цифрового телевидения и радиовещания;

— передача данных (Internet, цифровая телефония, видеоконференции, игры, телеметрия и т. д.);

— организация систем видеонаблюдения [9].

кабельный телевидение сеть сигнал

3.2 Выбор оборудования для головной станции

В состав станции входят следующие функциональные блоки:

1. Базовый блок DVX 001:

DVX 001 это 19″ панель для установки модулей станции DVX. В состав панели входят все необходимые для управления и питания модуля шины, а так же RJ-45 разъемы для объединения шины управления нескольких базовых блоков. В состав базового блока так же входит пассивное устройство сложения для объединения РЧ сигналов модулей станции.

2. Трансмодулятор ASI-QAM — DVQ 903:

ASI-вход, диапазон выходных 47−862 МГц, перестройка частоты с шагом 50 кГц, тип модуляции 16, 32, 64, 128, 256 QAM, уровень выходного сигнала 90−105дБмкВ, диапазон рабочих температур -10°… +60° С.

3. Трансмодулятор QPSK-QAM — DVQ 913:

Диапазон входных частот 920−2150 МГц, перестройка частоты с шагом 1 МГц, тип модуляции QPSK, АПЧ, уровень входного сигнала −65… −25 дБмВт, скорость потока 13−30 Мs/с, диапазон выходных 47−862 МГц, перестройка частоты с шагом 50 кГц, тип модуляции 16, 32, 64, 128, 256 QAM, уровень выходного сигнала 90−100 дБмкВ, диапазон рабочих температур -10°… +60° С. Имеется модификация с ASI интерфейсом для подключения дополнительного оборудования обработки цифрового сигнала.

4. Цифровой спутниковый приемник DVD 912:

Прием открытых/кодированных цифровых спутниковых каналов, диапазон входных частот 920−2150 МГц, перестройка частоты с шагом 1 МГц, тип модуляции QPSK, АПЧ, уровень входного сигнала −65… −25 дБмВт, скорость потока 3,5−30 Мs/с, выход видео PAL, слот CI.

5. Модуляторы DVТ 003, DVТ 013 (стерео A2), DVТ 023 (стерео NICAM):

Универсальные модуляторы для систем кабельного телевидения (табл.3. 1). Все модификации дают возможность работы на смежных каналах. Параметры программируются и контролируются с помощью программатора или персонального компьютера.

6. Эфирные конвертеры DVТ 243:

DVT 243 — универсальные конвертеры эфирного телевидения (табл.3. 2). Выпускаются в модификациях со стандартной и улучшенной селективностью (два ПАВ фильтра в секции ПЧ). Они дают возможность работы на смежных каналах. Все параметры программируются и контролируются с помощью программатора или персонального компьютера. Имеется возможность подачи питания на мачтовый усилитель.

Таблица 3.1 — Технические характеристики модуляторов

Таблица 3.2 — Технические характеристики конвертеров

7. Широкополосные выходные усилители

DVC 328 30 — Выходной усилитель 5−30/44−862 МГц, 28 дБ.

DVC 328 50 — Выходной усилитель 5−50/70−862 МГц, 28 дБ.

DVC 328 65 — Выходной усилитель 5−65/85−862 МГц, 28 дБ.

DVC 318 — Выходной усилитель 44−862 МГц, 18 дБ, PD, GaAs.

DVC 319 — Выходной усилитель 44−862 МГц, 18 дБ, PD, GaAs с резервированием.

DVP 332 — Усилитель обратного канала, 21 дБ, 5−300 МГц.

8. УКВ FM модули

DVF101 — УКВ ЧМ усилитель, 66−74 МГц, OIRT.

DVF202 — УКВ FM усилитель, 87−108 МГц, CCIR.

DVF252 — УКВ FM конвертор, 87−108/87−108 МГц.

DVF012 — УКВ FM модулятор 87−108 МГц, стерео, RDS.

DVF112 — Конвертер аналогового SAT радио в УКВ FM, 87−108 МГц, стерео, RDS [10].

Структурная схема головной станции приведена в приложении Г

4 РАСЧЕТ УРОВНЯ СИГНАЛА НА ВХОДЕ ПРИЕМНИКА НЦТВ ГОЛОВНОЙ СТАНЦИИ

Одним из основных факторов, определяющих состав оборудования проектируемой сети, является напряженность полей принимаемых сигналов. Расчет напряженностей производится с помощью рекомендации ITU-R P. 1546, согласно которым произведем расчет напряженности поля для 42 канала эфирного вещания.

Исходные данные для расчёта:

— частота несущей канала f? 639, 25 МГц;

— мощность передатчика Pпрд ?10 кВт;

— высота подвеса антенны передатчика hпрд?220м;

— расстояние до передатчика D? 40 км;

— высота подвеса антенны приемника hпрм? 35 м.

Для эфирных приёмных антенн основными техническими параметрами являются: коэффициент усиления, ширина диаграммы направленности (ДН), уровень боковых и задних лепестков ДН (защитное отношение). Так как антенна является входным устройством, то особое внимание следует уделять шумовым соотношениям.

Определим мощность шума на входе приемника:

Рш. вхш. тепл=10lg (k•Tш•?f); (4. 1)

Tш=T0(10(Lкаб•бкаб+Кш+Lразв)/10-1), (4. 2)

где Т0=297 ?К, Тш-шумовая температура антенны, Кш=7.

Требуемая мощность сигнала на входе приемника:

Рс. вх. треб. ш. вх+ОСШтреб. , (4. 3)

где ОСШтреб. =25…30 дБ- требуемое отношение сигнал/шум на входе приемника.

Плотность потока мощности в точке приема рассчитывается по формуле:

ППМтреб. = Рс. вх. треб-КНДакабLкаб, (4. 3)

где КНДа-коэффициент направленного действия антенны, бкаб-затухание в кабеле, Lкаб-длина кабеля.

Требуемая напряженность поля в точке приема:

Етреб. = ППМтреб. +120+10lg (120р)= ППМтреб. +145,8; (4. 5)

Примем высоту подвеса приемной антенны h2=30 м, затухание в кабеле бкаб=13,5 дБ/100 м, КНДа=24 дБ. Тогда получим:

Для заданной частоты канала определяем нижнее и верхнее значение частоты.

Если f 600, то fН = 100 МГц и fВ = 600 МГц. Если f 600, то fН = 600 МГц и fВ = 2000 МГц. В данном случае f = 639, 25 600 и значит, что-то fН = 600 МГц и fВ = 2000 МГц.

Для заданной высоты подвеса антенны передатчика находим ближайшие нижнее и верхнее значение табличной высоты из ряда 10/ 20 /37,5 /75 /150 /300 / 600 /1200 м.

Принимаем hН 150 м, а hВ 300 м.

По кривым распространения определяем напряженность поля, соответствующую нижней табличной высоте и нижней табличной частоте. E1 = 44дБмкВ.

По кривым определяем напряженность поля соответствующую верхнее табличной высоте и нижней табличной частоте E2 = 52 дБмкВ.

По кривым определяем напряженность поля соответствующую нижней табличной высоте и верхней табличной частоте E3 = 42 дБмкВ.

По кривым определяем напряженность поля соответствующую верхней табличной высоте и верхней табличной частоте E4 = 52 дБмкВ.

Определяем путем экстраполяции значение напряженности для заданной высоты подвеса антенны передатчика на нижней и верхней табличной частоте:

Ен= Е1+((Е2— Е1)•lg (hпрд/hн)/lg (hв/hн)); (4. 6)

Ен=48,43 дБмкВ/м;

Ев= Е3+((Е4— Е3)•lg (hпрд/hн)/lg (hв/hн)); (4. 7)

Ев=53,425 дБмкВ/м;

Значения напряженности поля, определяемые кривыми для сухопутных трасс и соответствующими таблицами в данном методе прогнозирования распространения, предназначены для эталонной приемной/подвижной антенны с высотой R (м). R — типовое значение, равное 30 для для городского района плотной застройки, м.

Приемная антенна находится на суше, прежде всего надо учесть угол места падающего луча путем расчета модифицированной высоты репрезентативного местного препятствия R' (м).

R = R` в случае, если

hпрд[м] 6,5D[км] R[м] (4. 8)

Так как в данном случае R R (так как выполняется условие (4. 4)) и R=30м.

Выполняется условие hпрм Rи, следовательно, коэффициент коррекции рассчитывается по формуле:

KK (3, 2 6, 2 lg 639, 25) lg35 1,38 дБмкВ. (4. 9)

Корректированное значение напряженности поля рассчитывается по формуле:

Efkop = Ef + KK = 49,80 дБмкВ (4. 10)

E f. кор соответствует напряженности поля для передатчика с ЭИИМ равной 1 кВт.

E 49,8010lg10/1кВт = 59,8 дБкмВ (4. 11)

По расчетным данным можно сделать вывод, что напряженность поля в точке приема соответствует требуемой.

В качестве диапазонной эфирной антенны выберем COBER 38 680 [11].

Рисунок 4.1 — Антенна COBER 38 680

Таблица 4.1 — Технические характеристики антенн COBER

В соответствии с требованиями выберем спутниковую приемную часть. Будем использовать симметричные параболические антенны, так как они обеспечивают стабильный прием, но имеют большие размеры по сравнению с офсетными.

В качестве спутниковой антенны выбрали антенну LANS-6 сетчатую прямофокусную параболическую.

Описание:

Прием сигнала в S/C диапазонах.

Более толстые, более плоские листы сетки с ламинированием.

Более крупные, усиленные ребра жесткости.

Фиксирующие саморезы с укрупненной головкой.

Модернизированные тяги поддержки облучателя.

Удобная упаковка и транспортировка, благодаря системе из 4-х -- 8-ми лепестков.

Угол места легко перестраивается в диапазоне 0… 15 градусов.

Быстрая и легкая сборка/монтаж.

Пластиковый колпак для LNB входит в стандартную комплектацию.

Таблица 4.1 — Технические характеристики антенн LANS

Составим частотный план:

ТВК

fн изо(А); fцентр(Ц) МГц

Источник сигналов

Наименование программы

1

49,75

2

59,25

3

77,25

4

85,25

5

93,25

6

175,25

7

183,25

СЦТВ

Сетанта спорт

8

191,25

9

199,25

СЦТВ

ТВ 1000

10

207,25

11

215,25

СЦТВ

Europa plus

12

223,25

13

14

15

16

17

18

19

20

21

471,25

22

479,25

23

487,25

24

495,25

МРС, 24 ТВК

Евроспорт

25

503,25

МРС, 25 ТВК

Евроспорт-2

26

511,25

МРС, 26 ТВК

НТВ-Беларусь

27

519,25

МРС, 27 ТВК

English club

28

527,25

29

535,25

30

543,25

МРС, 30 ТВК

Данные 1

31

551,25

МРС, 31 ТВК

Данные 2

32

559,25

33

567,25

НЦТВ, 42 ТВК

ОНТ

34

575,25

35

583,25

СЦТВ

Цифровой пакет

36

591,25

37

599,25

СЦТВ

Цифровой пакет

38

607,25

39

374−382

НЦТВ, 42 ТВК

Беларусь-1

40

382−390

41

390−398

НЦТВ, 42 ТВК

Беларусь-2

42

398−406

43

406−414

44

414−422

МРС

Пакет 1

45

422−430

МРС

Пакет 2

46

430−438

МРС

Пакет 3

47

438−446

МРС

Пакет 4

48

446−454

МРС

Пакет 5

49

454−462

МРС

Пакет 6

50

462−470

МРС

Пакет 7

51

470−478

МРС

Пакет 8

52

478−486

МРС

Пакет 9

53

486−494

МРС

Пакет 10

54

496−502

МРС

Пакет 11

55

502−510

МРС

Пакет 12

56

510−518

МРС

Пакет 13

57

518−526

58

526−534

НЦТВ, 42 ТВК

Цифровой пакет

5 РАСЧЕТ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ И КОМБИНАЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ

Накопление шумов по магистрали определяется следующим образом: рассчитывается динамический диапазон каждого конкретного усилителя, затем, полученные значения суммируются по магистрали.

(5. 1)

Шумы по магистрали суммируются по следующей формуле:

(5. 2)

50+9/2=54. 5

По заданию курсового проекта на выходу усилителя головной станции равно 50+9/2=54.5. Рассчитаем ОСШ на выходе магистральных и домового усилителя.

;

;

Суммарные комбинационные продукты второго порядка рассчитываются по формуле:

CSOo = - 10 • lg (10 -0,1 • CSOг + 10-0,1 • CSO ?), (5. 3)

где CSOг — комбинационные продукты 2-го порядка ГС, которые равны 60 дБ,

CSO ? — суммарные комбинационные продукты 2-го порядка усилителей.

Комбинационные продукты 2-го порядка усилителя определяются следующим образом:

CSO = 60 + (Umax cso — Uвых) + 4,3 • lg, (5. 4)

где Umax cso — максимальное значение выходного уровня усилителя при CSO = 60 дБ,

Uвых — эффективный выходной уровень усилителя,

Nc — количество каналов (обычно Nc =42), при котором определены справочные значения CSO.

N — количество каналов в сети = 27

Эффективный выходной уровень усилителя определяется следующим образом:

Uвых = 10 • lg, (5. 5)

где Uв — уровень верхнего канала на выходе усилителя, дБмкВ;

Д — наклон АЧХ эквалайзера, дБ.

Определим эффективный выходной уровень усилителей АС 500, Terra HA013 и Terra BA204U по формуле (5. 5).

Для усилителя АС 500 Uв АС 500 = 99,46 дБмкВ, а ДАС 500 = 5,0 дБ.

Для усилителя Terra HA013 Uв1 Terra HA013 = 98,55 дБмкВ, а ДTerra1 HA013 = 7,35 дБ.

Для усилителя Terra HA013 Uв2 Terra HA013 = 98,23 дБмкВ, а ДTerra2 HA013 = 5,94 дБ

Для усилителя Terra BA204U Uв BA204U = 104,46 дБмкВ, а ДBA204U = 9,97 дБ

Тогда

Uвых АС 500 = 108,85 дБмкВ;

Uвых Terra1 HA013 = 106,27 дБмкВ;

Uвых Terra2 HA013 = 106,87 дБмкВ;

Uвых Terra BA204U = 111,04 дБмкВ.

Рассчитаем комбинационные продукты 2-го порядка для каждого усилителя по формуле (5. 4):

CSOАС 500 = 68,97 дБ,

CSO Terra1 HA013 = 68,56 дБ,

CSO Terra2 HA013 = 67,95 дБ.

CSO Terra2 BA204U = 56,79 дБ.

Определим суммарные комбинационные продукты второго порядка по формуле (5. 3):

CSOo = 60 дБ.

Суммарные комбинационные продукты третьего порядка рассчитываются по формуле:

CТВo = - 20 • lg (10 -0,05 • CТВг + 10-0,05 • CТВ ?), (5. 6)

где CТВг — комбинационные продукты 3-го порядка ГС, которые равны 60 дБ,

CТВ ? — суммарные комбинационные продукты 3-го порядка усилителей.

Комбинационные продукты 3-го порядка усилителя определяются следующим образом:

CТВ = 60 + 2 • (Umax cтв — Uвых) + 10 • lg, (5. 7)

где Umax ств — максимальное значение выходного уровня усилителя при CТВ = 60 дБ,

Uвых — эффективный выходной уровень усилителя,

Nc — количество каналов (обычно Nc =42), при котором определены справочные значения CТВ.

N — количество каналов в сети.

Рассчитаем комбинационные продукты 2-го порядка для каждого усилителя по формуле (5. 7):

CТВАС 500 = 69,12 дБ,

CТВ Terra1 HA013 = 76,29 дБ,

CТВ Terra2 HA013 = 75,08 дБ,

CТВ Terra BA204U = 52,75 дБ.

Определим суммарные комбинационные продукты второго порядка по формуле (5. 6):

CТВo = 48,0 дБ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсового проекта была разработана распределительная сеть системы кабельного телевиденья.

В соответствии с целью выполнены следующие задачи:

1. Выбрана трасса прокладки кабеля, определенно количество и места установки усилителей, произведен расчет уровней на верхних и нижних частотах диапазона на выводах домовых распределительных сетей для каждого здания.

2. Произведен выбор топологии домовой распределительной сети, определенно количество и параметры усилителей, произведен расчет уровней на верхних и нижних частотах диапазона на выводах абонентских ответвителей.

3. Разработана структурная схема головной станции.

4. Произведен выбор активного и пассивного оборудования сети.

5. Рассчитано отношение сигнала к комбинационным продуктам первого и второго рода.

6. Построена диаграмма уровней для наиболее удаленного абонента.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. [Электронный ресурс]. — Электронные данные. — Режим доступа: http: //www. nova-minsk. com/index. php? option=com_content&task=view&id=57&Itemid=189

2. [Электронный ресурс]. — Электронные данные. — Режим доступа: http: //www. nova-minsk. com/index. php? option=com_content&task=view&id=49&Itemid=182

3. [Электронный ресурс]. — Электронные данные. — Режим доступа: http: //www. nova-minsk. com/index. php? option=com_content&task=view&id=31&Itemid=188

4. А. Л. Хоминич. Методическое пособие по курсовому проектированию «Системы кабельного телевидения» для студ. спец., 1−45 01 02 «Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения» всех форм обуч. — Минск: БГУИР, 2012.

5. [Электронный ресурс]. — Электронные данные. — Режим доступа: http: //arstel. com/details/proektirovanie/tv/skhema-tv-priyema5_3. php

6. [Электронный ресурс]. — Электронные данные. — Режим доступа: http: //www. nova-minsk. com/index. php? option=com_content&task=view&id=58&Itemid=189

7. [Электронный ресурс]. — Электронные данные. — Режим доступа: http: //www. megashop. by/product904. html

8. [Электронный ресурс]. — Электронные данные. — Режим доступа: http: //www. megashop. by/product903. html

9. [Электронный ресурс]. — Электронные данные. — Режим доступа: http: //www. nova-minsk. com/index. php? option=com_content&task=view&id=21&Itemid=185

10. [Электронный ресурс]. — Электронные данные. — Режим доступа: http: //oriontel. ru/ru/catalogue/cable-tv/stations/teleste/39/

11. [Электронный ресурс]. — Электронные данные. — Режим доступа: http: //www. spm-group. ru/pos. htm? id=523&id_sel=115

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой