三甲醫(yī)院智能化衛(wèi)星與有線電視系統(tǒng)設(shè)計方案

三甲醫(yī)院智能化衛(wèi)星與有線電視系統(tǒng)設(shè)計方案系統(tǒng)概述本系統(tǒng)依據(jù)《電纜電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、《民用電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、《30MHZ～1000MHZ聲音和電視信號電纜分配系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》并結(jié)合項目具體情況進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計。建立一套衛(wèi)星接收系統(tǒng)，暫定10套節(jié)目源，建立一套自辦節(jié)目，與有線電視信號進(jìn)行混合，傳入整個醫(yī)院大樓。該系統(tǒng)通過同軸電纜分配網(wǎng)絡(luò)將電視圖像信號高質(zhì)量地傳送到樓層各用戶終端。本方案根據(jù)圖紙設(shè)置有線電視端點，部分點位豎井內(nèi)預(yù)留。其中終端點位398端。系統(tǒng)采用860MHz傳輸系統(tǒng)，為用戶終端傳送高質(zhì)量電視信號和優(yōu)秀豐富的電視節(jié)目，為適應(yīng)數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展及充分考慮到將來的擴(kuò)充，將本系統(tǒng)設(shè)計成雙向傳輸系統(tǒng)，并預(yù)留自辦節(jié)目調(diào)頻節(jié)目信道，以滿足員工的工作學(xué)習(xí)需要。系統(tǒng)設(shè)計原則在本衛(wèi)星與有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計時，我們將根據(jù)國家有關(guān)有線電視系統(tǒng)建設(shè)施工的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行總體設(shè)計，并遵循以下設(shè)計原則。網(wǎng)絡(luò)帶寬：860MHz。傳輸特性：雙向傳輸。接收質(zhì)量：有線電視接收質(zhì)量是有線電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)最為關(guān)心的問題，按國家GB-6510標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，接收點的信號電平滿足68±4dB，載噪比大于43dB，即圖像客觀評價質(zhì)量達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)4分以上要求。穩(wěn)定性和安全性：這是有線電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)最關(guān)心的問題，只有安全穩(wěn)定運行的網(wǎng)絡(luò)，才能確保有線電視終端的接收質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)先進(jìn)性是網(wǎng)絡(luò)高性能的保證和基礎(chǔ)，也是未來有線電視網(wǎng)絡(luò)節(jié)目增容的保障，還可有效地減少使用人員和維護(hù)人員的麻煩。系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)以上原則，我們給出以下系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)方案。以滿足醫(yī)院衛(wèi)星與有線電視網(wǎng)絡(luò)的要求。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計建立一套數(shù)字衛(wèi)星電視系統(tǒng)。數(shù)字衛(wèi)星接收系統(tǒng)主要包括衛(wèi)星接收解碼器、數(shù)字TS流輸出編碼器、復(fù)用器、QAM調(diào)制器等。數(shù)字前端提供數(shù)字信號并通過復(fù)用等技術(shù)完成數(shù)字節(jié)目的處理，形成基礎(chǔ)的數(shù)字前端部分。本數(shù)字化傳輸方案選6個節(jié)目組成1組數(shù)字碼流，使用1臺復(fù)用器，復(fù)用后送入1臺QAM調(diào)制器，占用1個標(biāo)準(zhǔn)8MHZ帶寬，調(diào)制到與有線電視節(jié)目不相沖突的頻道送入分支分配網(wǎng)絡(luò)。11套節(jié)目共占2個頻道傳輸。所有前端的節(jié)目通過復(fù)用器復(fù)用成多節(jié)目流，通過調(diào)制器完成信號的上變頻調(diào)制后混合進(jìn)入到本地區(qū)的有線電視網(wǎng)絡(luò)中傳輸至樓內(nèi)各終端點位。傳輸特性：雙向輸高品質(zhì)的有線電視網(wǎng)絡(luò)的支持下，此有線電視網(wǎng)絡(luò)將是一個投資合理、圖像質(zhì)量高、穩(wěn)定、可靠的有線電視網(wǎng)絡(luò)，給康復(fù)中心的所有人士提供一個溫馨的生活環(huán)境。本方案能在網(wǎng)絡(luò)帶寬860MHz下進(jìn)行雙向傳輸，滿足數(shù)字電視建設(shè)要求。衛(wèi)星與有線電視信號混合后分為兩路，一路為二期預(yù)留，一路經(jīng)分配后傳入本樓。系統(tǒng)點位設(shè)置如下：有線電視系統(tǒng)點表序號位置數(shù)量備注1B132F1143F2334F3565F4556F5557F6608F7609F86210總計398衛(wèi)星前端系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計建立一套數(shù)字衛(wèi)星電視系統(tǒng)。系統(tǒng)由如下方式構(gòu)成：建立3.2米KU波段高精度衛(wèi)星地面站一座，接收衛(wèi)星節(jié)目10套。建立接收本地有線電視節(jié)目。建立數(shù)字電視衛(wèi)星接收前端系統(tǒng)，將所有前端的節(jié)目通過編碼器進(jìn)行量化編碼后進(jìn)入到復(fù)用器中，所有前端的節(jié)目通過復(fù)用器復(fù)用成多節(jié)目流，通過調(diào)制器完成信號的上變頻調(diào)制后混合進(jìn)入到本地區(qū)的有線電視網(wǎng)絡(luò)中傳輸。有線電視傳輸系統(tǒng)構(gòu)成有線電視用戶分配網(wǎng)絡(luò)通常是由分配放大器、分支器、分配器、分支線、用戶線和用戶終端盒構(gòu)成。有線電視前端放大器主要有頻道放大器和寬帶放大器兩類。前者一般用在混合器前，對每一個頻道的信號分別進(jìn)行放大；后者則用在混合器后，把各頻道的信號同時放大到足夠高的電平輸出。由于頻道放大器只放大一個特定頻道的信號，可以較好地解決前端中由于放大器非線性引起的交調(diào)、互調(diào)、三次差拍等非線性失真。其原理與單頻道天線放大器類似，也要在寬帶放大器輸入端加濾波電路，但其具有下面三個特點：（1）其輸入電平低（約60dBμV），輸出電平高（約115～120dBμV），要求增益能達(dá)到60dB左右，常用3～4級放大電路來組成。因為是單頻道工作，雖然因輸出高而不需要大功率管，但末級晶體管要求動態(tài)范圍大、線性好。好的頻道放大器還有自動增益控制（AGC）電路。（2）因為只放大一個頻道信號，帶通濾波器的通帶特性好，具有選樣性高、抑制干擾能力強(qiáng)的特點，阻帶阻耗可達(dá)30dB以上。有的頻道放大器在各級放大器前加諧振回路，可以得到更好的選擇性，但調(diào)整比較困難。（3）頻道放大器的輸出阻抗對本頻道信號很低（可以匹配37.5Ω的負(fù)載電阻），對其他頻道很高，因而各頻道信號可以直接混合輸出，而省去專門的混合器。但因為頻道放大器輸出的幅頻特性不是非常陡峭的矩形幅頻特性，在鄰頻傳輸時，不能用頻道放大器直接混合，而需要使用信號處理器。在具有頻道放大器的前端中，由于頻道放大器已把各頻道信號放大到足夠高的電平，故不需要再加寬帶放大器，而是把從頻道放大器輸出的信號混合后直接送入干線系統(tǒng)。傳輸通道目前，大多數(shù)有線電視系統(tǒng)的帶寬為550MHz或750MHz，從頻譜資源安排和分析，48.5MHz～750MHz為普通廣播電視業(yè)務(wù)所用，750MHz～860MHz為下行數(shù)字通信通道，一般作為傳輸數(shù)字廣播電視、VOD點播以及數(shù)字電話下行信號和數(shù)據(jù)，860MHz～1000MHz為高端頻率，將用于各種雙向通信業(yè)務(wù)，如個人通信等，也可用來分配將來可能出現(xiàn)的其他新業(yè)務(wù)。綜上所述，本方案按860MHz進(jìn)行設(shè)計。從我國電視信號的頻道劃分可以看出，在地面廣播電視中，電視信號均為經(jīng)過調(diào)制的高頻信號，所以在有線電視系統(tǒng)中從天線、前端、傳輸網(wǎng)絡(luò)到用戶分配網(wǎng)絡(luò)以及知道送入電視接收機(jī)的電視信號均是高頻信號，而我們?nèi)粘Ｉ钪杏娩浵髾C(jī)錄制的電視信號和攝像機(jī)拍攝的電視信號都是基帶信號，他們必須被調(diào)制到一個比較高的頻率上才能在有線電視系統(tǒng)中傳輸。傳輸干線的工程設(shè)計傳輸干線的功能是傳輸信號。信號在電纜中傳輸是要衰減的，傳輸距離越遠(yuǎn)，衰減量越大；電纜的頻率特性又使不同頻率的信號在電纜中衰減的程度不同，頻率越高的信號衰減的程度越大。所以，在傳輸干線設(shè)計時，既要考慮到對信號衰減進(jìn)行補(bǔ)償，又要考慮對頻率不同的信號其補(bǔ)償程度要有所不同，頻率高的信號要補(bǔ)償?shù)亩嘈?。因此，在傳輸干線部分除了選用傳輸損耗小的電纜外，對放大器的使用也有其特殊的一面。既然在傳輸干線部分使用了放大器，就要使其對系統(tǒng)的信號載噪比及交調(diào)的影響減小到最小程度。傳輸干線的組成除了必不可少的同軸電纜外，還有定向耦合器、均衡器和干線放大器。干線放大器的增益一般在20dB左右，最高不超過30dB。顯然，兩個干線放大器的間距除了取決于放大器的增益外，還取決于傳輸干線所使用的電纜的衰減特性和被傳輸?shù)男盘柕念l率。假如被選用的電纜是SYKV-75-9型藕芯電纜，干線放大器的增益為25dB，考慮到電纜接頭、均衡器和定向耦合器的接入損失，實際放大增益為20dB。系統(tǒng)傳輸信號的上限頻率為200MHZ時，則兩個放大器的間距D可用下列公式計算。D=G/α式中，D為兩個干線放大器的間距（m）；G為干線放大器的實際增益（dB）；α為電纜內(nèi)傳輸信號每百米的衰減量（dB/100m）。計算結(jié)果D=350m，假如采用SYKV-75-12型藕芯同軸電纜，則D=440m。理論上，一條干線最多串接33個干線放大器，由此得出，干線的最大傳輸距離為11.5km和14.5km（被傳輸信號的最高頻率為200MHZ時）。假如傳輸干線中傳輸?shù)男盘柕纳舷揞l率為800MHZ時（相當(dāng)于UHF頻段的第50頻道的頻率），由于電纜的衰減量增大，l分別為160m和200m，其最大傳輸距離分別為5.3km和6.6km，僅為200MHZ時距離的一半。上述僅是理論上的計算，考慮到其它因素后，傳輸干線的最大傳輸距離應(yīng)小于上述值。傳輸干線電纜的選擇常用的同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣層、屏蔽層和外保護(hù)層四個部分組成。內(nèi)導(dǎo)體電纜中主要起信號傳導(dǎo)作用，常采用實心銅導(dǎo)線。大直徑電纜可以增大機(jī)械強(qiáng)度，也有采用銅包鋼作為內(nèi)導(dǎo)體。屏蔽層由銅絲編制而成，它起著導(dǎo)電和屏蔽雙重作用，使用時金屬屏蔽端應(yīng)接地。絕緣體處于內(nèi)導(dǎo)體和金屬屏蔽層之間，要求采用高頻損耗小的絕緣介質(zhì)，制成類似蓮藕心的結(jié)構(gòu)。絕緣體的支撐作用使內(nèi)導(dǎo)體與屏蔽層同心，故稱為同軸電纜。外保護(hù)層是由橡膠、聚乙烯等材料制成，包裹在屏蔽層之外，有機(jī)械保護(hù)的密封防潮、防腐蝕的功能。同軸電纜的主要技術(shù)指標(biāo)是特性阻抗、衰減特性、溫度特性和回波損耗。特性阻抗是同軸電纜系統(tǒng)的重要參數(shù)，因為在有線電視系統(tǒng)中，凡是電纜連接的地方均要求各個部分達(dá)到阻抗匹配。同軸電纜的特性阻抗與同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體直徑、金屬屏蔽層的內(nèi)直徑和絕緣材料的介電常數(shù)有關(guān)。衰減特性反映了電纜傳輸信號的損耗大小，通常以每100米衰減的dB數(shù)來表示，衰減越小，電纜的中繼距離就越長。溫度特性反映了電纜的衰減量隨溫度變化的情況，電纜質(zhì)量越好，受溫度影響就越小?；夭ㄌ匦允怯捎陔娎|特性阻抗不均勻而導(dǎo)致反射波和衰減量的增加，這對圖像清晰度影響較大。同軸電纜性能的差異主要取決于中心導(dǎo)體的直徑、絕緣層的制造工藝等因素。簡單地說，直徑導(dǎo)體直徑越大，同軸電纜的衰減特性會越小。從同軸電纜絕緣層的制造工藝來看，主要經(jīng)歷了實心結(jié)構(gòu)、化學(xué)發(fā)泡、藕心發(fā)泡和物理高發(fā)泡幾個階段。目前最好的電纜都采用物理高發(fā)泡制造工藝。由于絕緣層中包含有大量的微型氣泡，相互隔開，所以不容易吸潮。物理高發(fā)泡電纜的損耗很低，阻抗均勻，使用壽命長，是質(zhì)量最優(yōu)的電纜。目前，我國有線電視電纜改造中大量使用了這種高性能的電纜。為了增加距離，在傳輸干線部分必須選用衰減量小的頻率特性好的同軸電纜。通常選用物理高發(fā)泡同軸電纜。在信號頻率為200MHZ時的每百米的衰減量分別為10.8dB、5.7dB、4.5dB。有時甚至選用更粗的同軸電纜作為傳輸干線使用，但隨之而來的是價格變得極為昂貴。根據(jù)有線電視系統(tǒng)的實際情況，干線傳輸部分采用SYWV-75-9屏蔽同軸電纜，用戶線采用SYWV-75-5屏蔽同軸電纜。干線和戶內(nèi)傳輸部分的屏蔽同軸電纜均穿管暗敷。電纜技術(shù)指標(biāo)結(jié)構(gòu)尺寸電氣性能型號規(guī)格內(nèi)導(dǎo)體外徑(mm)絕緣體外徑（mm）特性阻抗(Ω)電容Pf/m絕緣電阻(M/Ωkm)回波損耗（dB）衰減常數(shù)（dB/100m）VHFUHF50MHz200MHz300MHz450MHz550MHzSYWY-75-9-7b2.159.007550.8>5000>20>182.45.06.27.78.5SYWV-75-5-7b1.004.8055.84.88.711.614.516.0分配網(wǎng)絡(luò)分配網(wǎng)絡(luò)是通過分配器、分支器和電纜給系統(tǒng)的每一個用戶終端提供一個適當(dāng)?shù)男盘栯娖剑ㄓ袝r還要通過放大器）。分配網(wǎng)絡(luò)的工程設(shè)計任務(wù)是根據(jù)系統(tǒng)用戶終端的具體分布情況來確定分配網(wǎng)絡(luò)的組成形式，進(jìn)而確定所有部件的規(guī)格和數(shù)量。本系統(tǒng)用戶分配網(wǎng)絡(luò)采用分配-分支方式，這是分配網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種。來自前端的信號先經(jīng)過分配器，將信號分配給分支電纜，再通過不同分支損耗值的分支器向用戶端提供符合《系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》要求的信號。這種網(wǎng)絡(luò)形式特別適合在樓房內(nèi)使用。用戶線采用SYWV-75-5屏蔽同軸電纜。系統(tǒng)指標(biāo)分配頻率范圍頻率范圍是指系統(tǒng)能傳輸信號的頻率范圍，它取決于在系統(tǒng)中所傳輸?shù)念l道數(shù)量，而頻道中最低頻道的的信號頻率和最高頻道的信號頻率決定了該系統(tǒng)的頻率范圍。用戶電平用戶電平就是指每個用戶終端上的輸出電壓。為了便于計算和測量，人們習(xí)慣選取一個參考電壓U,然后取實際電壓V和參考電壓U之比的常用對數(shù)，并稱之為電平，記為W（dB）。W（dB）=20lgU/V（dB）國標(biāo)中規(guī)定的用戶電平在VHF系統(tǒng)中是57dB~83dB；在UHF系統(tǒng)中是60dB~83dB，UHF段的下限電平要比VHF段的高3dB。用戶電平低于57dB之后，屏幕上看到的圖像不干凈，有時有雪花，嚴(yán)重時沒有色彩，甚至不能同步。用戶電平太高了也不行，當(dāng)用戶電平高于83dB以后，電視機(jī)內(nèi)部的非線形失真就變的較大，往往會產(chǎn)生交調(diào)和互調(diào)，影響圖像質(zhì)量。載噪比載噪比是系統(tǒng)的一個重要參數(shù)，反映了系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲對圖像質(zhì)量的影響。系統(tǒng)內(nèi)的噪聲是由系統(tǒng)中各個放大器產(chǎn)生的，討論系統(tǒng)的載噪比就要計算每一個放大器產(chǎn)生的影響，放大器的噪聲主要是由前級晶體管產(chǎn)生的。系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范要求，任一個系統(tǒng)的載噪比C/N≥43dB（帶寬為5.75MHz）。系統(tǒng)的載噪比主要取決于系統(tǒng)內(nèi)所使用的各類放大器的性能，單個放大器的載噪比除了與放大器本身的噪聲系數(shù)有關(guān)除外，還和輸入該放大器的信號電平有關(guān)，故在系統(tǒng)設(shè)計時，盡可能選擇噪聲系數(shù)低的放大器，同時盡量提高放大器輸入放大器信號的電平。交擾調(diào)制比系統(tǒng)的交調(diào)是影響圖像質(zhì)量的主要因素，它是由放大器的非線性引起的，無源器件是不會產(chǎn)生交調(diào)的。交調(diào)與放大器的非線性有關(guān)，也與放大器的輸出電平有關(guān)。放大器的非線性是指放大器的輸出信號與輸入信號之間的非線性關(guān)系。由于存在非線性，放大器就會產(chǎn)生失真，失真嚴(yán)重時就會影響質(zhì)量。