毕业设计论文-某小区光纤有线电视网络的设计

毕业设计论文-某小区光纤有线电视网络的设计内容摘要：

ia One 网上的重头戏，该网采用 ADC 公司的产品 (包括交换设备及用户端设备 )，投资 200 万美金，电话容量为 10000 户，目前已有了 7000正式用户，发展前景很好。 这里要提出的是该网在用户端真正做到了采用有线电视电缆实现三网合一条白线电视同轴线进入用户家中，这是条可供借鉴的可行的方案。 网络状态监控 :在其前端选用 Sun 小型机作为控制卜机，路由设备选用 Cisco5505,Cisco5500 等。 Media One 网上有多家的光纤设备产品，包括 GI， ANTAEC， ADC 等，这些小同厂家的设备都是各自不同的状态监控系统，怎样建成一套完整有效的监控系统，可对所有不同厂家的网络设备都监控起来 ?Media One 为我们提供了一个很好的借鉴方案，他们选用了 CHEETAE 公司的设备，可对全网光设备进行监控。 日前洛杉 矶 Media One 的总前端已安装了 22 套 CIIEETAE 控制器，拣个控制器可管理 128 个光节点设备，从 目 前配置看共 可 管理 2816 个网 上光 设备，完全 可满足现有要求。 国内有线电视发展现状及技术水平 中国广播电视有着非常不同于国外广播电视的特点。 首先是其党的喉舌的地位不可动摇。 另外，其概念与国外也不同。 除此之外，在广播影视的管理上也有很多不同，在频道上有频率和节目套数的双重管理，增加或减少频道需得到广电总局批准。 目前，在广电内部正在进行一系列影响深远的改革，从而将使广播电视行业能充分利用市场机制的同时不会动摇党的喉舌地位。 国内有线电视网络发展到现在大 都还不到十年，各个网络都把重点放在网络建设上，网络的规模从无到有，从小到大，取得了飞速发展。 目前大多有线电视网络的规模发展已完成超常规跃进式高速发展阶段，开始进行缓慢增长的饱和期。 有线电视网络多数己经覆盖了所在地区绝大部分居民，但仍然是单向传输，频率没有充分利用，功能单一，造成资源严重浪费。 目前国内水平和国外发达国家相比还有一定距离，国内也只有少数大城市对现有有线电视网络进行了初步升级，实现了一些简单功能。 若真正建成多功能宽带有线电视网络，还有很多问题要解决。 据考察，郑州有线台于 1999 年 2 月开始对原有 的电视网络实行改造，使之能成为传输数字、图像等多媒体信息的综合业务网络，该网络由目前市内 10 个节点和 7 个郊县节点组成，构成覆盖整个郑州市及郊县的城域宽带综合网络平台。 其核心节点均选用了最先进的 GSR12020 千兆交换路由器，配置有 SRP 模块，构造数率为 2x622Mbps 的 DPT 双向环结构。 作为核心节点的设备，具有汇聚边缘节点的低速信息流能力和进行高速交换的功能，其汇聚和交换的能力直接影响整个网络的性能，因此在三个核心节点配置具有第三层交换能力、模块化的CISCOGSR12020 系列作为核心设备并采用其最新模 块 SRP(Spatial Reuse Protocol)。 该产品将 IP 的路由能力与 SONET/SDH 的失效与性能监控能力相结合，为ISP和企业用户提供了非常优秀的解决方案。 SRP在一个模块上设计了两个端口，使互联时形成两个速率为 622Mbps 的环路，使得线路的总带宽提升了一倍，达到了。 而且通过特殊的封包机制或 MAC 编址，使 IP 更适合多媒体视频的应用。 三个核心节点之所以采用双环结构是为了保证骨干网络的可靠性和健壮性。 这样，无论是某两个核心节点之间的物理链路的部分或全部，还是罗辑链路出现故障， 均有备分链路作为冗余，因而不会影响网络的正常运行。 一期工程于1999 年 11 月 1 日正式开通，系统运行正常，取得了良好的社会效益和经济效益，后来对网络进行二期改造，重点推出了 IP 网络的强壮性建设、广电信息港建设、HFC 网络双向改造。 此外，南宁有线台自 1998 以来，开始对原有网络逐步进行了升级改造，主干网全部采用光纤铺设。 整个网络改造具有 750 兆带宽，采用中分割频带的较为先进的 HFC 网络，每个分支光节点 4 芯光纤， 2 芯传摸拟电视信号， 2 芯传话音、数据等综合业务。 并建立起分别承担节目传输的 A 平台和开展综合信息业务的 B平台，为逐步实施数字数据广播及准双向传输、双向传输打下了坚实基础。 该有线台于 2020 年 5 月起逐步实施数字电视广播系统，并于同年 6 月底完成首期工程。 该系统采用了国际标准的数字化传输方式，应用了国际上先进的技术设备，可以提供视频图像压缩、卫星数字电视转播、数据广播以及视频点播等业务。 并参考了国际上有益的合作运营方式，与国内相关研究机构合作建立了一个完整的业务台。 这个平台具有标准性，视频压缩采用 MPEG2 标准，信道传输采用 QAM调制，数据广播采用 DVBDATA 标准，在首期工程共投入 7 个受干扰模拟频道，其中两 个频道用于转播 12套国内卫星数字电视节目 :一个模拟频道用于数据广播 :四个模拟频道用于多媒体视频服务器播送数字节目，初步设计为 6 路专业数字电视频道 (一个模拟频道 )，三个物理频道，共 24 路数字频道用于 NVOD 试验，南宁有线台现可以提供 36 套数字电视节目和一个高速的数据广播频道。 课题研究的目的和意义 近年来 ,随着城镇居民生活水平不断提高 ,人们对居住小区环境的要求也越来越高 ,应运而生的中高档小区以户外无架空线、单元内无明敷线、配套设施功能齐全而受到购房者的青睐 ,为此许多新建小区的开发商要求有线电视管线和其他专业管线必须暗敷设 ,这就给有线电视工作者提出了一个新的课题 :敷设的有线电视暗管如何既能满足有线电视敷设线路的要求 ,又能满足开发商对小区环境的要求 ? 某地方有线电视网经过近 9 年的建设和发展，现已开通频道 33 个，网络干、支线电缆 1330 公里，线路铺设到楼近 13000 座，网络总投资近 2 亿多。 其中位于城中心的某小区的投资近 500 万元，网络带宽为 550MHz的光纤 /电缆混合网，属于广播式单向传输网，网络为 FSA 型结构。 近年来，随着网络与数字技术的飞跃发展，有线电视正在起着翻天覆地的变化，有线电视在频道利用率、节目数量 、业务种类、收视质量等方面己不能满足广播电视事业发展的需要。 为此，某电视台领导研究决定对该小区的现有电视网络进行升级改造。 1． 3 课题的主要研究内容及解决的技术关键 目前有线电视已经成为高科技产物，它包括和应用了世界上广播电视、通信、计算机等各个方面的最新技术。 现在各地有线电视网都在升级或规划升级，遇到了各种各样的问题。 有线电视网大体由 4 部分组成 :前端设备、骨于传输网、接入网、用户终端设备。 现在的骨干传输网都正在向高速、宽带发展，这些传输手段技术先进、稳定可靠。 但是建立什么样的接入网，特别是宽带接入网，是广 播电视要解决的关键问题，也是未来信息高速公路的发展重点。 广播电视要把现在的同轴电缆接入网升级成真正的 HFC 网（每个光节点覆盖 250500 户左右），是当前比较难解决的问题。 因此，如何规划小区有线电视网的设计，建立什么样的HFC 网络，如何实现有线电视网的交互业务，充分发挥有线电视网的内在潜力以及网络多功能业务开发，是本论文所研究的问题。 并着重对目前如何提高电视收视质量及降低引发大故障的问题，进行了专门的研究和探讨。 本文结合小区有线电视台的有线电视网络改造项目对光纤传输有线电视网络系统进行了设计及实施，完成的 主要内容有以下几个方面 : ，以及小区内有线电视用户的需求，提出了网络升级改造的基本原则。 2，分析了光纤传输有线电视信号的原理、有线电视信号的技术参数和性能、有线电视技术指标的有关国家标准、 HFC 网络结构，及当前光纤传输方面的新技术和新设备。 ，提出了小区有线电视网络设计方案与实施办法。 第二章 光纤传输有线电视信号的原理 有线电视的优点 可以增加频道，提供给用户更多的电视节目 由于无线电波频率资源有限，无线电管理委员会只能分给各地 很少的频道来传送电视节目。 一般来说，包括 VHF 和 UHF 频段在内，一个大城市只能发七、八套电视节目，中小城市只能发四、五套节目，否则将会与临近地区的电视台形成同频干扰。 因此，仅靠开路传输节目，一个用户的电视机能收到的电视节目很少。 有线电视系统本身是一个独立的系统，在系统内部传输的信号一般不受开路信号的影响，更不可能干扰其他系统的信号，因而可最大限度地利用频率资源。 除了国家统一规定的标准频道外，还可以设立几十个增补频道。 若采用先进的数码压缩技术，则可以为用户提供上百套不同的节目。 抗干扰能力强 在空中 有很多干扰信号，或由于电视信号的多路传播，使用户电视机上出现各种干扰、重影、杂波等，严重影响图像质量。 有线电视可以采用高质量的信号源，采用屏蔽性能好的电缆和设备，采用各种先进技术，使有线电视系统的用户接收的图像比从空中收到的图像质量要好的多。 提高电视的覆盖率 为了让更多的用户看到电视，常常采用多建发射台、差转台，加高发射塔的高度，加大发射功率等方式。 但差转的次数越多，信号质量下降越多，发射天线越高，发射功率越大，反射波的强度也越大，超过电视接收机的门限电平后，用户看到的重影更严重了。 所以那些远离 发射台的用户，那些被高山、高楼阻挡，位于电视阴影区的用户，不能正常收看电视。 有线电视可以采用卫星地面站作为信号源，采用同轴电缆或光缆网络传输，抛开了环境、地形影响，使用户收看到满意的电视节目，提高了电视覆盖率。 美化市容 如果每家每户都安装一副室外天线，城市中到处天线林立，将会严重影响市容，而有线电视可以利用地埋管网传输，末端网络可以予埋在楼内，使市容没有任何网络痕迹。 有线电视系统的频率设置 波段划分 波段划分见表 21 所示。 表 21 波段划分表 波段 频率范围 (MHz) 业务 内容 R 5 65 上下业务 X 6587 过渡带 FＭ 87108 广播业务 Ａ 1101000 模拟电视数字电视数据业务 模拟电视频道划分 模拟电视频道的划分见表 22 所示 表 22 模拟电视频道划分表 频道 频率范围 (MHz) Z1Z7 DS6DS12 Z8Z37 DS13DS24 Z38Z42 DS25DS56 有线电视系统组成 有线电视系统主要由信号源、前端、传输、用户分配等四部分组成。 信号源 信号源是需要传输的电视节目的源头，它一般包括电视接收天线，调频广播接收天线。 卫星地面站，微波站，其它有线电视网送来的节目以及有线电视台自己拍摄、放映、制作的广播电视节目等。 前端 前端主要是用来处理要传输的各种信号源，其中有电视信号、调频信号和数据信号。 主要设备有 : 卫星地面站：用来接收卫星传送的各套电视和调频节目 微波接收机：用来接收微波传送的电视和调频节目 自动播出 系统：播出自办的电视和调频节目 混合器：将不同频率的各套电视和调频节目混合成一路传输 传输 传输系统主要是把前端输出的电视和调频信号传输给用户分配系统。 传输方式主要有光纤、和同轴电缆等两种。 光纤传输 :主要是通过光发射机把射频信号变成光信号，通过光纤进行传输，在接收端再通过光接收机把光信号恢复成射频信号。 光纤传输具有频带宽、损耗低、抗干扰能力强、保真度高、性能稳定可靠等优点。 同轴电缆传输 :用同轴电缆直接传输射频信号，当射频信号损耗到一定程度时，用千线放大器将射频信号再放大继续传输。 具有成本低、安 装方便等优点。 用户分配系统 用户分配系统是把从前端传送来的有线电视信号分配给千家万户，是由延长放大器、分配放大器、分支分配器、用户终端等组成。 网设备组成 HFC 网络中传输的信号是射频信号，所有服务或信息经由相应调制 (如QPSK,QAM 等 )转换成模拟射频信号，这些模拟射频信号和其他模拟音频、视频信号经由频分复用方式合成一个宽带射频信号，加到前端的光发射模块上，并调制成光信号传输到光节点并经同轴网络传输到用户。 在用户端，用户接收相应频带的信息，并进行解调得到所需数据。 HFC 网络结构 图如图 21 所示。 图 21 HFC 网络结构图 HFC 网络结构图与传统 CATV 网相比， HFC 网络结构无论从物理上还是逻辑拓扑上都有重大变化，现代 HFC 网基本上是星型 /总线结构。 2． 4HFC 网络主要部分组成 : ：完成信号收集、交换及信号调制与混合，并将混合信号传输到光纤。 目前应用的主要设备有 : (1)调制器 C6MIIC:将模拟音频及视频信号调制成射频信号。 (2)上变频器 C6UC:完成音频视频中频信号或数据中频信号至射频信号的转换。 (3)数据调制器 :完成数据信号的 QPSK 或 QAM 调制， 将数据信号转换成数据中频信号。 (4)信号混合器 :将不同频率的射频信号混合，组成宽带射频信号。 (5)激光发射机 :将宽带射频信号转换成光信号，并将光信号传输至光纤。 :完成光信号转换成电信号的功能，并将电信号放大传输到同轴电缆网络。 :完成同轴电缆信号放大并传输至用户家中的功能。 :接收并解调网络传输信号，并显示相应信息。 2． 5HFC 网优势 : 在现有的 HFC 网络中，经由 64QAM 调制，可以在 6MHz 模拟带宽上传输30Mbps 的数据流，以现有 H。