有线电视网络课程设计-catv光纤网络设计-毕业论文.doc
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1、 有线电视网络课程设计HFC光链路常规设计院 系: 传媒技术学院 专 业: 广播电视工程 2014年6月26日课程设计任务书 学生姓名学号课程名称有线电视网络课程设计设计题目楼陈区域 CATV光纤网络设计设计目的、主要内容(参数、方法)及要求课程设计的目的在于培养学生运用相关课程中所学到的理论知识,解决实际问题的能力,培养学生查阅资料文献的能力,培养学生使用相关软件的能力,培养学生动手的能力,培养学生规范撰写相关文档的能力等。给定楼陈区域的光纤路由图,给定相关的技术条件,做一个小型的CATV光链路常规设计。工作量2周时间,每天3学时,共计42学时进度安排两周时间,每天4个小时。第一周:第一天:
2、实地考察第二天:构思系统框架第三天和第四天:查找相关资料,做笔记。第五天:开始设计第六天、第七天:查资料、做笔记,修改设计。第二周:第一天第三天:写设计报告第四天:完成第五天第七天:修改、查资料、修改,完成。主要参考资料1刘剑波.有线电视网络.中国广播电视出版社.2003.12赵坚勇.数字电视技术(第二版).西安电子科技大学出版社.2011.43黄宪伟.有线电视系统设计维护与故障检修.人民邮电出版社.2009.114杜庆波.光纤通信技术与设备(第二版).西安电子科技大学出版社.20125孙强.光纤通信系统及网络.科学出版社.2011.5指导教师签字教研室主任签字 楼陈区域CATV光纤网络设计:
3、8个光节点摘 要近年来,“天上卫星传送,地上有线覆盖”的星网结合模式,不仅是21世纪实现广播电视覆盖的最佳方式,也将成未来信息网络的基础构架。这样,立足于现有的有线电视HFC网络,融入现代通信技术、宽带网络技术和多媒体技术,我们便可以打破传统的行业界限,有效地实现“三网融合”,建立起一个宽带高速的公用信息网络体系。本次课程设计主要设计的是简单的光纤干路部分,通过光发射机发射光信号,经过光分光器分路后送到各个光节点。关键词:HFC、光纤网络、光分路器、光节点目 录1 HFC光链路系统11.1 概述11.2 组成11.2.1 光纤11.2.2 同轴电缆11.2.3用户分配网12 楼陈区域光纤网络设
4、计22.1 楼陈区域设计方案22.2 设计原理及依据33 技术要求64 系统指标分配与计算74.1光纤损耗74.2 分光比74.3链路损耗84.4 光发射机功率确定85光发射机及光接收机的选型95.1光发射机的选型95.2光接收机的选型106 心得体会12 7参考文献131 HFC光链路系统1.1 概述 HFC即混合光纤同轴电缆网,是指HybridFiber-Coaxial的缩写。是一种经济实用的综合数字服务宽带网接入技术。HFC通常有光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三部分组成,从有线电视台出来的节目信号先变成光信号在干线上传输;到用户区域后把光信号转换成电信号,经分配器分配后通过同轴电缆
5、送到用户。它与早期CATV同轴电缆网络的不同之处主要在于,在干线上用光纤传输光信号,在前段需完成电光转换,进入用户区后要完成光电转换。1.2 组成1.2.1 光纤 光导纤维,简称光纤,是光通信中最常用的传输物质。通常,光纤的一端的发射装置使用发光二极管(LED)或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。在日常生活中,由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,因此光纤被用作长距离的信息传递。光纤切面图如图1。1.2.2 同轴电缆 同轴电缆指先由两根同轴心、互相绝缘的圆柱形金属导体构成基本单元(同轴对),再由单个或多个同轴对组成的电缆,如图2。最常见的同
6、轴电缆由绝缘材料隔离的铜线导体组成。从用途上分可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。1.2.3 用户分配网 用户分配系统是有线电视网络的最后一个环节,是整个网络体系中直接与用户连接的部分。它的分布面最广,因而其网络结构的合理与否直接影响到整个CATV工程的质量与造价,通常由分配放大器(有时也要用到延长放大器)、同轴电缆、分支器、分配器等有源器件和无源器件组成,其主要功能是将传输系统传送来的信号准确、优质、高效地分配到千家万户,同时将用户端需要回传的信号汇聚到信号分配点上。2 楼陈区域光纤网络设计2.1 设计方案本次设计为简单的CATV光纤干线网络,距离相对较短,系统采用1310nm光纤传输技术,从
7、发射端发出光信号,通过光分路器分路后直接传送到各个光节点,每个光接收点配置4芯光缆,一芯用于下行传输,一芯用于上行传输,一芯用于数字传输,一芯备用。实际勘察记录数据见表2-1-1序号地址距离1徐文益1.9km2左家岗1.1km3叶家湾1km4楼陈学校0.895km5任家伍2.105km6曾家日1.255km7杨家王2.175km表2-1-1 勘查记录任家伍叶家湾杨家王楼陈学校左家岗三岔口徐文益曾家日图2-1-2 路由图1.9km1.1km徐文益左家岗1km叶家湾0.895km2.105km楼陈学校任家伍1.255km光发射机曾家日2.175km杨家王光接收机光分路器图2-1-3 拓扑图2.2
8、设计原理及依据图2-2-1示意图基本设计参数如表2-2-2序号类别损耗11550nm光纤0.25dB/km(含熔接点0.05dB/个)21310nm光纤0.4dB/km(含熔接点0.05dB/个)3活接头0.25dB/个4光分路器含分光百分比损耗和附加损耗表2-2-2 基本设计参数光分路器的附加损耗如表2-2-3路数(N)345678910111216附加损耗Af(dB)0.30.40.450.50.550.60.70.80.91.01.2表2-2-3光分路器的附加损耗光分路器:光分路器是光纤链路中最重要的无源器件之一,是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件,我们使用MN来表示一个光分路器
9、有M个输入端和N个输出端。在光纤有线电视系统中使用的光分路器一般都是12/13以及由他们组成的1N光分路器,其作用是把一路光按一定比例分成多路输出。光分路器类似于分配系统中的分支器,常又把它称为光纤定向耦合器。 插入损耗:光分路器的插入损耗是指每一路输出相对于输入光损失的dB数,其数学表达式为:Ai=10lg Pouti/Pin ,其中Ai是指第i个输出口的插入损耗;Pouti是第i个输出端口的光功率;Pin是输入端的光功率值。附加损耗:附加损耗定义为所有输出端口的光功率总和相对于输入光功率损失的DB数。值得一提的是,对于光纤耦合器,附加损耗是体现器件制造工艺质量的指标,反映的是器件制作过程的
10、固有损耗,这个损耗越小越好,是制作质量优劣的考核指标。而插入损耗则仅表示各个输出端口的输出功率状况,不仅有固有损耗的因素,更考虑了分光比的影响。因此不同的光纤耦合器之间,插入损耗的差异并不能反映器件制作质量的优劣。分光比:分光比定义为光分路器各输出端口的输出功率比值,在系统应用中,分光比的确是根据实际系统光节点所需的光功率的多少,确定合适的分光比(平均分配的除外),光分路器的分光比与传输光的波长有关,例如一个光分路在传输1.31 微米的光时两个输出端的分光比为50:50;在传输1.5m的光时,则变为70:30(之所以出现这种情况,是因为光分路器都有一定的带宽,即分光比基本不变时所传输光信号的频
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