校园有线电视系统建设方案

周建伟

(苏州市职业大学 发展与信息中心，江苏 苏州 215104)

随着科学技术的发展，人们对信息和娱乐的需求日趋强烈，CATV系统因其传输质量高、系统功能强、信息量丰富等优点而成为新建楼宇中一项不可或缺的硬件设施.苏州市职业大学学园大厦是多功能的商住楼，建立运行质量好的CATV系统极其必要.为确保系统的经济性、实用性，本设计所采用的有线电视技术体现了设备上的先进性、运行上的可靠性及电视节目选择的多样性.本方案在系统总体上具备可扩展性和兼容性，在符合标准规范的前提下可以集成不同厂商、不同类型的产品，保证系统随着科学技术的发展不断得到充实和提高.系统还具备开放性，能与省市有线电视台并网运作.

1 系统整体构架

整个系统的设计采用有线电视信号传输的方式，在前端进行信号合成后，再通过传输网络，传输到学校的各个电视接收点.整个系统采用三层结构:前端系统、信号传输层和终端接入层.

1.1 前端系统

前端系统是整套有线电视系统的核心.将各种不同信号源接收的电视信号处理为高品质、无干扰杂讯的电视节目，混合以后再馈入传输电缆.

目前最常用的节目源是本地数字有线电视，大约可以提供56套高质量的中央、地方电视台的节目.但若把数字有线电视信号直接送到接收点，则需要给每台电视机都加上机顶盒，这不仅需要购买大量机顶盒，而且每年的收视费用将是一笔很大的开支.考虑到学校内有很多电视收视点，经分析比较，决定采用数字转模拟的方式，彻底解决这个问题.

首先，将载有数字电视信号的光缆接入光接收机，把数字电视信号由光信号转换成RF射频信号;其次，通过分配器将数字电视信号进行多路分配，输入数字电视机顶盒，将数字电视信号解调成标准音视频信号;再次，输入专业邻频调制主机，将不同的电视信号调制到不同的高频频段上，形成模拟电视信号;最后，将调制到不同频段的多个电视信号，输出到邻频混合器进行频分复用，经过干线放大器放大，输出到传输网络中，传送到各接收点，供电视机直接收看.

转换系统图如图1所示.系统前端的核心设备邻频调制主机要确保长期稳定工作，必须采用高质量的广播级产品，放大器用宽带放大器，分配、分支器等无源器件均采用1 000 M带宽的元器件.

1.2 信号传输层

传输网络主要负责将前端信号高质量低干扰地传输到各个有线电视接收点.

传统的有线电视信号主干传输一般为同轴电缆加干线放大器的形式，这种模式小范围内使用效果较好.而使用本方案的校园占地面积约2 km2，有多个建筑群，如果采用传统的传输模式，因为传输距离远，需要使用很多的放大器和馈电系统，每次的再放大都会引入噪声和失真，造成信号质量变差，同时电缆传输也容易因为施工技术以及环境原因引入电磁干扰，严重恶化传输指标，甚至造成无法收看[1].

图1 电视信号转换系统图

因为使用本方案的校园网连通各个建筑群的主干光缆已经建成，这给利用光缆传输有线电视信号提供了可能.在前端的出口增设射频光端机，把前端输出的电视信号转换成光信号，再通过光分路器，分成若干路，传送到校园的各个建筑群.光缆传输方式具有损耗低、保真度高、频带宽、容量大的特点.采用光缆组网可以取消一连串放大器和馈电环节，使信号的传输质量及系统的可靠性大为提高.此外，光缆还具有抗电磁干扰、无电磁泄漏、温度稳定性高等优点.

从光纤的传输特点及组网成本考虑，本系统传输网络按以下3层设计:

1) 干线传输.由于光缆的传输损耗低，所以在系统中用光缆作为前端到建筑群之间的干线，有利于提高电视信号的传输质量.在每个建筑群设置光接收机，完成光-电转换.

2) 楼栋传输.从光接收机到各楼宇按星形方式敷设同轴电缆，根据需要在楼宇进户端安装楼栋放大器.

3) 用户网络.从楼栋进户到楼内的各接收点再以星-树形方式敷设电缆同轴电缆，合理地选用分支分配器，这种模式的电缆网一般不再使用放大器，可以保证传输质量，降低组网成本.

1.3 终端接入层

终端接入层是整个系统和用户的接口，主要负责将有线电视信号以合适的信号强度提供给每一个接入点.该层设备主要包括分配放大器、分支分配器、用户终端(面板，BNC头)等[2].

2 系统设计目标

系统设计目标为:收视当地有线电视台发送的闭路电视;可自办节目，播放优秀的影视片或图文信息等;根据房间数量，设计终端盒为77个;信号分配系统采用860 MHz邻频双向系统;楼层旁路放大器的输出电平应保证用户终端的电视信号质量等级≥3.5级，用户终端信号电平的设计值确定为(64±5) dBµV.

3 系统网络设计要点

1) 用户电平的确定.用户电平是设计分支分配传输网络的重要依据.用户电平太高，电视机接收的高频放大部分全工作在非线性区内，产生互扰调制和交扰调制.用户电平太低，会使电视机的内部噪声起作用，形成雪花干扰.按国家标准GB50200-94规定，CATV系统提供给用户的电平范围为60～80 dB[3].

2) 分配器.分配器的作用是将射频电视信号功率均等地分配给各路传输线路，且分配损耗小，有利于高电平的输出，但是要注意分配器的输出端不能开路(不接负载)，否则会造成输入端的严重失配，同时还会影响到其他输出端.因此，分配器的输出端不适合直接用于用户终端，当分配器有输出端空余时，必须接75 Ω负载电阻.

3) 分支器.分支器是将射频信号功率不等地分配给各路，有主路和支路之分，支路有各种不同的衰减量，从而构成一个系列.因此对大楼(例如高层建筑)从上至下进行分配时，一般上层的分支衰减量应取大一些，下层的分支衰减量应小一些，这样才能保证上、下层用户端的电平基本相同.同时，分支器的主要输出口空余时，也必须接75 Ω的负载.

4) 串接单元(F头)的作用.串接单元是将同轴电缆与分支分配器及用户终端相连的一种接插件，通过它可将整个分支分配系统组网运行.

5) 分支分配器及用户终端的安装要求.分支器、分配器尽可能安装在建筑物内，但不论安装在室内、室外，均应装入分支分配箱内，且符合电波泄露标准.安装在室外时，距地面一般在2.5 m左右.用户终端有单孔和双孔两种，考虑到用户的实际需求，在此选用单孔用户终端，用户终端的安装高度取其下沿30 cm.

6) 传输介质的要求.为确保系统传输信号优质、稳定和可靠，应选用传输损耗低、温度系数小、反射损耗大、屏蔽效果好、电性能稳定、机械强度高的同轴电缆，本方案推荐使用的同轴电缆为SYWV型同轴电缆.鉴于大楼有线电视系统的实际需求，根据传输电缆不同功用及传输信号的品质保证，选用不同型号的同轴电缆.其中:SYWV-75-9用于传输干线;SYWV-75-5用于分支器的输出到用户终端盒.有线电视主干射频线缆跟综合布线系统垂直采用共桥架敷设，根据综合布线系统规范要求还需在桥架内用隔板将射频主干线和6类UTP线隔开，以防射频线信号对网络线的干扰.

4 产品选型说明

本系统的核心设备是邻频电视调制器，它的稳定性直接决定了整个系统的稳定，质量一般的产品在使用一段时间以后往往会产生频率漂移，会产生邻近频道间的图声干扰或“跑台”现象.为此，结合苏州市职业大学的实际需求，在产品的选型上，除了所有的前端设备应符合国家标准并通过国家3C认证和广电总局入网许可外，这应该选择一款专业级的高性能捷变式中频调制器.该调制器应符合我国有线电视48～860 MHz邻频传输系统标准要求，可编程频道数目要达到80个以上，视频信号应有良好的箝位电路，音频电路有锁相技术，以确保载波频率的准确稳定.

[1] 王小宁. 小型校园有线电视系统的设计与实施[J]. 兰州教育学院学报:自然科学版,2009,25(3):61-64.

[2] 杨清学. 有线电视技术[M]. 北京:机械工业出版社,2006.

[3] 刘修文. 有线电视安装与维修[M]. 北京:人民邮电出版社,2005.

[4] 左亦农. 有线电视系统用户分配网络的设计[J]. 宁德师专学报:自然科学版，1999，11(3):193-194.

[5] 张天鹏. 中小型校园闭路电视系统的设计方法[J]. 延边大学学报:自然科学版，2000，26(1):52-57.

[6] 马永良. CATV用户分配网的设计[J]. 有线电视技术，1999(10):24-26.