HFC正向電纜分配網(wǎng)常規(guī)設計(陳柏年)

1、廣電寬帶城域網(wǎng)技術(shù) Network Technology of CATV broadband MANHFC正向電纜分配網(wǎng)常規(guī)設計概要陳 柏 年 浙江傳媒學院1HFC總體設計內(nèi)容可以分為三大部分： 1、 HE與SH之間或HE （SH ）與ON之間：正反光纖鏈路計算2、ON后的Amp與Amp之間：電纜網(wǎng)絡的正反增益與均衡計算3、Last Amp與User之間：無源電纜網(wǎng)絡正反損耗和電平計算三大部分的設計特點和方法是不同的。2樓棟放大器分配器延長放大器樓棟放大器光接收機用戶電纜用戶分配系統(tǒng)示意圖3集中分支器組方式舉例4電纜干線基本設計步驟一、確定設計要素：區(qū)域面積、用戶數(shù)量、系統(tǒng)上限頻率、傳送頻道數(shù)

2、、電纜分配網(wǎng)的指標、干線路由、最遠傳距等設某小區(qū)面積0.5 1km，光節(jié)點位于小區(qū)中心，用戶數(shù)量約1000；傳送頻道數(shù)q=40CH，上限頻率fmax=750MHz；最遠傳距D=500m；指標要求： CNRD(dB) 49dB， CTB D(dB) 60dB；5二、確定采用延長放大器型號采用HGF-750A延長放大器；放大器基本參數(shù)：增益G=30dB；噪聲系數(shù)NF=8dB；組合三次差拍CTBR=57dB（當輸出電平LR= 110dBV；qR=77CH時）6三、確定采用電纜型號和放大器級數(shù)n采用SYWLY-7-9電纜；電纜損耗系數(shù) =11.5dB/100m（fmax=750MHz）放大器間距Sma

3、x= G/ 100 =（30/11.5） 100=260m；取整：S= 250m；放大器串接級數(shù)n=D/ S=500/250=2級；74、計算干線CNR（1）常溫下：取輸入電平L i =72 dBV單級放大器的 CNR1= L i - NF -2.4 = 72-8 - 2.4 =61.6dB2級放大器的 CNR2= CNR1 10lg2= 61.6-3=58.6 dB（2）溫度對電纜衰減的影響溫度系數(shù) T=0.2%/C；溫度差T=25 C電平差L= （D/100 ） T T=5 11.5 0.002 25=2.88 dB（3）高溫時最差CNR2minCNR2min = 58.6 - 2.88=

4、55.72 dB85、計算干線CNR的占比CNRT(dB) = CNRD(dB) -10lgaT =49- 10lgaT =55.72 dB10lgaT = 49- 55.72 =-6.72aT =10-(6.72/10) =0.296、計算干線CTBT取常溫下輸出電平L o = L i +G= 72+30=102 dBV單級放大器實際的 CTB1要進行電平折算和頻道折算 CTB1 = CTBR +2（ L oR - L o ）= 57+ 2（110 - 102 ）-20lg （q/qR ） = 57 + 16- 20lg （ 40/77 ）= 73- 20lg 0.52 = 73+5.7 =

5、 78 .7 dB2級放大器的 CTB2= CTB1 20lg2= 78.7 - 6 = 72.7 dB在低溫時，由于電纜損耗變小，造成輸出電平上升L= 2.88 dB最差CTB2min = CTB2 2 L= 72.7 2 2.88 = 72.7 5.76 =66.94 dB107、計算干線CTB的占比CTBT(dB) = CTBD(dB) -20lgaT =60- 20lgaT =66.94 dB20lgaT = 60 - 66.94 =- 6.94aT =10-(6.94/20) =0.45118、確定樓幢放大器樓幢放大器采用HGF-750B；額定參數(shù)：G=30dB；NF=8dB；CTB

6、R=57dB；LOR=110 dBV；qR=77CH129、確定最遠端樓放的允許指標CNR占比aB =1- aT =1-0.2=0.8CNRB = CNRD 10lg aB =49- 10lg 0.8=50dBCTB占比aB =1- aT =1-0. 45 =0. 55CTBB = CTBD 20lg aB =60- 20lg 0. 55 = 60+5.2= 65.2 dB1310、確定最遠端樓放的工作電平常溫下輸出電平L o = L R -（1/2）CTBB CTBR +20lg（ q/qR）=110- （1/2）65.2-57 +20lg(40/77) =108.7 dBV考慮電平溫度變動

7、L= 2.88 dB，實際樓放的工作電平取L o（實際） = 105 dBV實際樓放的輸入電平L i（實際） = L o（實際）-G= 105-30=75 dBV1411、計算樓放的實際工作指標常溫下CNRB=75-8-2.4= 64.4dB高溫下最差CNRBmin= 64.4- L= 64.4- 2.88 =61.72dB低溫下最差CTBRminCTBB=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、計算電纜分配網(wǎng)（干線和樓放）的實際合

8、成指標CNRD= -10lg 10-CNRT /10 + 10 -CNRB /10 =-10lg 10-55.72 /10 + 10 61.72 /10 =55.75dB49dBCTBD= -20lg 10-CTBT /20 + 10 -CTBB /20 =-20lg 10-66.92 /20 + 10 66.92 /20 =60.92dB60dB可見噪聲和失真指標均滿足設計的要求。16電纜分配網(wǎng)設計結(jié)果CNR(dB)：干線指標，樓放指標，合成指標，要求指標 55.72 61.72 54.75 49CTB (dB) ：干線指標，樓放指標，合成指標，要求指標 66.92 66.92 60.92

9、6017樓內(nèi)設計方法（1）倒推法：從分配網(wǎng)絡的最末端用戶終端開始，以最后一個用戶電平為基礎，電平范圍一般取66dBV到74dBV之間。逐級往前加上電纜損耗、分支分配器損耗，最后計算出樓棟放大器的輸出電平。（2）正推法：以最后一級放大器輸出電平為基礎，從前往后逐步減去電纜損耗、分支分配器損耗，最后得到用戶電平。正推法和倒推法一般結(jié)合使用，在設計中可以相互驗證計算結(jié)果。 18雙向無源用戶分配網(wǎng)設計要點 雙向無源用戶分配網(wǎng)組成和分配誤差雙向無源用戶分配網(wǎng)由分組分配和分支器組兩個部分組成。雙向無源用戶分配網(wǎng)的總體分配誤差為3 dB；其中，分組分配和分支器組分配誤差各占1.5dB左右。 19無源分配的基

10、本要領(lǐng) 盡量采用星形分配，盡量減少串接分支器的數(shù)量。 用無源分配器保證均等分配，均衡主要取決于電纜。 盡量多采用等功率分組分配方式，不等功率分組分配必須合理選用無源器件和電纜。 盡量多采用集中分支器組，減少串接分支器組中分支器數(shù)量。 20設計文檔 在設計完成后，應該繪制分配網(wǎng)絡的施工平面圖及系統(tǒng)原理圖。如果涉及到線路地埋，還必須繪制管線圖。圖紙上需標明線路走向、器件規(guī)格、型號、數(shù)量和各器件的安裝位置；并標明線路中各主要部位（放大器、野外分支分配器、樓棟輸入點等）的工作電平，便于安裝調(diào)試。完整的設計過程還需要提供有關(guān)工程經(jīng)費的概預算。在施工完成后，應該結(jié)合施工情況及時繪制竣工圖，提供包括決算在內(nèi)

11、的竣工資料。并做好資料的存檔工作。21衰減器均衡器均衡器A1A2電源-20dB檢測輸入輸出-20dB檢測典型放大器工作原理圖22典型線路延長放大器方框圖 23典型雙向放大器簡化方框圖24放大器通用調(diào)試方法1、 首先用萬用表檢測雙向放大器的交流供電電壓，滿足放大器的供電電壓要求；放大器開關(guān)電源的各直流輸出電壓正常；檢查確認放大器接地良好。2、將頻譜儀（或電平表）連接到放大器的測試點1，檢測并記錄放大器輸入RF電平與斜率。3、根據(jù)系統(tǒng)設計與放大器操作手冊的要求，為了保證加到放大器前置放大級輸入點的RF 信號為平坦的70dBuV75dBuV，選擇合適的放大器輸入衰減插片ATT1 的衰減量及輸入均衡器

12、EQ1 的均衡量。25放大器通用調(diào)試方法4、 將頻譜儀（或電平表）連接到放大器輸出測試點2（及輸出測試點3），根據(jù)系統(tǒng)設計規(guī)定的放大器RF 輸出電平及傾斜指標，設置合適的級間衰減ATT2的衰減量與級間均衡器EQ2 的均衡量。測試并記錄放大器輸出信號電平。5、 如有必要，配合前端操作，驗證并記錄光鏈路加上有源電纜網(wǎng)絡所構(gòu)成的傳輸鏈路的主要RF 指標（RF 電平、C/N、平坦度、CTB、CSO 及HUM 等）。6、如果有多級放大器級聯(lián)，則從光站 RF 輸出口開始，逐級向用戶端重復進行上述第1 步第5 步調(diào)試程序，直至調(diào)試完最后一個放大器為止。26典型的對稱分配入戶方式的無源傳輸網(wǎng)絡27對稱分配入戶

13、方式的無源傳輸網(wǎng)絡驗證測試主要任務：傳輸鏈路中沒有可調(diào)元件與部件，因此進行正向通道調(diào)試時，無源電纜傳輸網(wǎng)絡只需要按照系統(tǒng)設計書規(guī)定的系統(tǒng)輸出口的信號要求進行驗證測試。主要驗證指標：各頻道信號電平、平坦度等指標。如果有特殊要求，也可以對特定系統(tǒng)輸出口驗證其它的RF 信號指標（如載噪比、CTB、CSO 等指標）。主觀評價驗證：選擇有代表性的系統(tǒng)輸出口進行電視信號視頻圖像質(zhì)量及伴音質(zhì)量。開展交互業(yè)務應用系統(tǒng)（如CMCMTS 業(yè)務）：應選擇有代表性的系統(tǒng)輸出口進行交互業(yè)務應用驗證通訊質(zhì)量。28放大器的調(diào)整主要包括兩個方面：一是電平的調(diào)整，二是均衡的調(diào)整。一般是先調(diào)整斜率再調(diào)整電平。如果放大器采用導頻控

14、制模塊（ALC）則要合理選取高低端的導頻信號,一般來說低端的導頻信號是利用低端信號的視頻載波頻率，高端的導頻信號是利用高端信號的視頻載波頻率。如果放大器采用溫度補償模塊則要注意該模塊所標定的溫度補償范圍和該模塊的控制量，然后根據(jù)這兩個參數(shù)設置好余量值以便調(diào)試。 29干放的調(diào)試 測量輸入電平，比較高低端頻道的電平差,選擇均衡值與電平差相等的均衡器，插入放大器中，目的是使得輸入到第一個放大模塊的信號為平坦信號。 安裝調(diào)整自動增益控制板（ADU）插入衰減器 ，維持放大器需要的輸出電平不變。安裝調(diào)整溫度補償控制板（TDU）選擇供電方式30樓放的調(diào)試 工作方式多為平坦輸出方式，它一般為單模塊放大器。建議輸出電平調(diào)整不要超過100dB。估算斜率調(diào)整量，在斜率調(diào)整方面，由于其工作在平坦方式下，所以輸出的信號斜率不能5dB，否則會使低端信號的載噪比劣化。按規(guī)定用戶輸出端口的高低端頻道電平差（即斜率）不能大于10dB。31思考問題同軸電纜的電氣性能參數(shù)包括哪些？電纜主要