HFC电缆光缆线路设计资料ppt课件.ppt 37页

电缆光缆线路设计资料Qgipbghah2010年2月现代电视网络技术 电缆分配网的基本设计步骤1、确定设计要素：区域面积、用户数量、系统上限频率、传送频道数、电缆分配网的指标、干线路由、最远传距等。2、确定采用延长放大器型号；3、确定采用电缆型号和放大器级数；4、计算电缆线路CNRCNR是用来连接AC"97设备的接口（插槽），它提供了一种灵活、低成本的连接方式。；5、计算电缆线路CNR的占比；6、计算电缆线路CTB；7、计算电缆线路CTB的占比；8、确定楼幢放大器型号；9、确定最远端楼放的允许指标；10、确定最远端楼放的工作电平；11、计算楼放的实际工作指标；12、计算电缆分配网（干线和楼放）的实际合成指标。 基本设计步骤1一、确定设计要素：区域面积、用户数量、系统上限频率、传送频道数、电缆分配网的指标、干线路由、最远传距等设某小区面积0.5×1km，光节点位于小区中心，用户数量约1000；传送频道数q=40CH，上限频率fmax=750MHz；最远传距D=500m；指标要求：CNRD(dB)49dB，CTBD(dB)60dB； 基本设计步骤2二、确定采用延长放大器型号采用HGF-750A延长放大器；放大器基本参数：增益G=30dB；噪声系数NF=8dB；组合三次差拍CTBR=57dB（当输出电平LR=110dBV；qR=77CH时） 基本设计步骤3三、确定采用电缆型号和放大器级数n采用SYWLY-75-9电缆；电缆损耗系数=11.5dB/100m（fmax=750MHz）放大器间距Smax=G/×100=（30/11.5）×100=260m；取整：S=250m；放大器串接级数n=D/S=500/250=2级； 基本设计步骤44、计算电缆干线CNR（1）常温下：取输入电平Li=72dBV单级放大器的CNR1=Li-NF-2.4=72-8-2.4=61.6[dB]2级放大器的CNR2=CNR1–10lg2=61.6-3=58.6[dB]（2）温度对电缆衰减的影响温度系数T=0.2%/ºC；温度差T=±25ºC电平差L=（D/100）××T×T=5×11.5×0.002×（±25）=±2.88[dB]（3）CNR在高温时最差CNR2minCNR2min=58.6-2.88=55.72[dB]特别应当考虑在炎夏时候CNR最差 基本设计步骤55、计算电缆干线CNR的占比CNRT(dB)=CNRD(dB)-10lgaT=电缆分配网CNR总指标-10lg（电缆干线占比）=49-10lgaT=55.72dB10lgaT=49-55.72=-6.72电缆干线CNR的占比aT=10-(6.72/10)=0.2 基本设计步骤66、计算电缆干线CTBT取常温下输出电平Lo=Li+G=72+30=102dBV单级放大器实际的CTB1要进行电平折算和频道折算CTB1=CTBR+2（LoR-Lo）-20lg（q/qR）=57+2（110-102）-20lg（q/qR）=57+16-20lg（40/77）=73-20lg0.52=73+5.7=78.7[dB]2级放大器的CTB2=CTB1–20lg2=78.7-6=72.7[dB]在低温时CTB最差，由于电缆损耗变小，造成输出电平上升L=2.88[dB]最差CTB2min=CTB2–2×L=72.7–2×2.88=72.7–5.76=66.94[dB]必须考虑在严寒时候的CTB最差 基本设计步骤77、计算干线CTB的占比CTBT(dB)=CTBD(dB)-20lgaT=60-20lgaT=66.94dB20lgaT=60-66.94=-6.94aT=10-(6.94/20)=0.45 基本设计步骤88、确定楼幢放大器楼幢放大器采用HGF-750B；额定参数：G=30dB；NF=8dB；CTBR=57dB；LOR=110dBV；qR=77CH 基本设计步骤99、确定最远端楼放的允许指标（所应达到的指标）噪声指标：（占比之和为1）CNR占比aB=1-aT=1-0.2=0.8（楼放CNR应达到的最低指标）CNRB=CNRD–10lgaB=49-10lg0.8=50dB失真指标：（占比之和为1）CTB占比aB=1-aT=1-0.45=0.55（楼放CTB应达到的最低指标）CTBB=CTBD–20lgaB=60-20lg0.55=60+5.2=65.2dB 基本设计步骤1010、确定最远端楼放的工作电平常温下输出电平（电平修整和频道修整）Lo=LR-（1/2）[CTBB–CTBR]+20lg（q/qR）=110-（1/2）[65.2-57+20lg(40/77)]=108.7dBV考虑电平温度变动L=2.88[dB]，修整输出电平实际楼放的输出工作电平取Lo（实际）=105[dBV]实际楼放的输入电平Li（实际）=Lo（实际）-G=105-30=75[dBV] 基本设计步骤1111、计算楼放的实际工作指标常温下CNRB=75-8-2.4=64.4dB高温下，楼放CNR最差CNRBmin=64.4-L=64.4-2.88=61.72dB低温下，楼放CTB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=66.92dB（频道修整，输出电平修整，由于温度变化电平波动修整） 基本设计步骤1212、计算电缆分配网（延长放大器干线和楼放）的实际合成指标噪声指标合成公式CNRD=-10lg[10-CNRT/10+10-CNRB/10]=-10lg[10-55.72/10+10–61.72/10]=55.75dB>49dB失真指标合成公式CTBD=-20lg[10-CTBT/20+10-CTBB/20]=-20lg[10-66.92/20+10–66.92/20]=60.92dB>60dB 设计结论噪声指标和失真指标均满足设计的要求。噪声指标余量较大，失真指标指标余量较小。提示放大器的工作电平宜低，而不能再高。 电缆分配网设计结果综合噪声指标CNR(dB)：干线指标，楼放指标，合成指标，要求指标55.7261.7254.7549失真指标CTB(dB)：干线指标，楼放指标，合成指标，要求指标66.9266.9260.9260 设计光链路首先确定要素光链路的结构光链路传送信号的带宽和加载频道数光链路应达到的主要技术指标同轴电缆分配片区的划分、光节点的位置光缆的路由走向、各段光缆的芯数和实际距离 （一）调查研究和收集资料1.调查研究：对服务区域内的基本自然条件、用户分布和地理环境全面了解，尤其是行政管辖范围、交通道路设施、通信或广播杆路、桥梁管孔位置、城镇建设规划等实际情况，在详细调研勘察基础上，进行综合分析，做到心中有数，并进行必要的数据整理。2.收集资料：尤其是光设备（光发射机、光接收机、光分路器、光活动连接器）的技术参数和价格，厂商提供的光链路实测性能指标曲线、光纤传输特性和光缆机械物理性能等，并进行性能价格比较，为器材选用、设定估算标准提供依据。 （二）确定结构和划定片区1.按照本地区有线电视系统的整体规划和技术方案，充分考虑未来业务的发展需求，根据“布局合理、路径最短、易于施工、便于升级”的原则，确定出光缆干线、支线的拓朴结构、路由走向及分叉点位置。 （二）确定结构和划定片区2.根据当前所采用的HFC网络的结构形式和工作带宽，划定片区，确定光节点具体位置。片区的大小要考虑今后光纤进一步向用户端延伸和再分割小区的需要。一般说来，若采用光纤到路边的FTTC形式，片区的用户数约为500户，若采用光纤到最后一个放大器的FTTLA（无源同轴网）形式，片区的用户数约为100户。片区范围越小，工作带宽就越宽。光节点原则上应定在片区的中央。 （二）确定结构和划定片区3.在光路结构和光节点确定的基础上，实测出各段光缆的段长、各光节点至光分路器的距离，并给各光缆段、各熔接点、各光节点及各片区命名编号。绘制设计图：（1）光缆干线结构图（2）片区分布示意图图中应明确标定各段光缆路由走向、各熔接点和各光节点具体位置、各片区分布的范围。 （三）计算损耗和定分光比1．根据所设定的光接收机平均输入光功率Pr(dBm)和光分路器输入光功率Pt(dBm)（若光发射机后不加光放大器，即为光发射机平均输出光功率；若光发射机后加有掺铒光纤光放大器EDFA，即EDFA的饱和输出光功率）以及工作波长，确定：（1）光纤链路所允许的最大链路损耗A（dB），（2）分别计算出各光节点至光分路器的光路损耗Bi（dB），（3）光分路器该路输出臂处的所需要的光功率Pi(dBm)，（4）该路的光分路器允许插入损耗Li(dBm)。（各符号意义详见后述） （三）计算损耗和定分光比2.通过四个步骤：（1）“归类”（即按各路Bi（dB）的数值大小依次排列）（2）“分组”（即将同一个光分路器后所带动的光接收机编成一组，编组中应考虑充分利用光发射机的输出光功率，并尽可能将同一干线上的光节点由同一台光发射机驱动）（3）“定比”（即具体确定各光分路器各路输出的分光比）（4）“复算”（对全网光发射机、光放大器、光节点配置方案及分光方案进行多次估算和反复验算），以达到最佳的设备配置和最优的分光效果。（计算方法详见后述） （四）归纳整理和计算指标1．列出片区基本数据表，表中包括片区编号、片区名称、片区面积、所辖行政范围、覆盖用户数、光节点至前端（或分前端）距离、分支熔接点编号、备注等。2．按照干线结构、光缆长度、所划定片区位置及光分配方案，确定各光纤熔接点和接续盒位置以及各段光缆的光纤芯数。绘制光缆干线熔接示意图，图中重点注明每条干线所属各段光缆段长和芯数、光纤之间的相互熔接关系。3.列出干线基本数据表，表中包括干线编号、所属片区数量、分支熔接头和直通接头数量、各类多芯光缆的段数及段长等。 （四）归纳整理和计算指标4.根据厂商提供的光链路实测性能指标曲线，进行实际使用指标的换算，判断光链路是否达到设计要求。（详细换算法则后述）5.综合各种基本技术资料，结合实际实施阶段的要求，制定光缆干线施工方案。应当指出，上述四个步骤在具体设计中往往是“交叉作业、反复计算、仔细推敲、综合考虑”的过程，不是一蹴而就的。考虑的重点：（1）光纤的最大损耗、（2）光发射机的最大输出光功率、（3）光链路的性能指标、（4）分光器的插入损耗、（5）光接收机允许的最小输入光功率、（6）整条光链路的裕度等都应是贯彻始终应考虑的重要因素。 设计实例设计要求：采用=1310nm，光发射机Tx带W1、W2、W3三个光节点。设定接收光功率Pr=-2[dBm]，Lm=0.5dB，Lc=0.5dB，=0.4dB/km，Li=0.5dB。计算：（1）确定Tx发射光功率Pt；（2）确定分光比；（3）确定光缆段长、芯数；（4）估算光链路指标。2km/82km/120.2km/41.2km/40.6km/4W1W3W2 三个光节点的逻辑结构图TxW1W2W3D3=5.2kmD2=4.6kmD1=2.2km 一、反向推算（倒算）1、各光节点的光纤损耗DiD1=0.4·2.2=0.88[dB]D2=0.4·4.6=1.84[dB]D3=0.4·5.2=2.08[dB]2、初定分光器输出端的光功率Pi公式简化：Pi-Di-Lc-Lm=Pi-Di-1=Pr=-2Pi=Di-1P1=0.88–1=-0.12dBm=0.97mWP2=1.84–1=0.84dBm=1.21mWP3=2.08–1=1.08dBm=1.3mW中间有dBm换算成mW 3、计算P、分光比Ki和理论分光损耗10lg(100/Ki)分光器总输出功率P=0.97+1.21+1.3=3.48[mW]=5.4[dBm]分光比Ki:部分功率与总功率真值的比例。K1=(P1/P)·100=(0.97/3.48)·100=28K2=(P2/P)·100=(1.21/3.48)·100=35K3=(P3/P)·100=(1.3/3.48)·100=37各路的理论分光损耗10lg(100/Ki)10lg(100/K1)=10lg(100/28)=5.3dB10lg(100/K2)=10lg(100/35)=4.56dB10lg(100/K3)=10lg(100/37)=4.32dB一、反向推算（倒算） 4、估算Tx的平均输出光功率Pt分光器输入光功率P=Pt-Lc-Li=Pt-1光发射机输出功率Pt=P+1=5.4+1=6.4dBm=4.37[mW]确定实际采用平均输出光功率Pt=[6mW]=7.78[dBm]光发射机将分光器（1×3）提供给生产厂家定制，并提出相应的技术要求。一、反向推算（倒算） 1、计算分光器各臂输出功率Pi公式简化：Pi=Pt-Lc-10lg(100/Ki)-Li=Pt-1-10lg(100/Ki)=(7.78-1)-10lg(100/Ki)=6.78-10lg(100/Ki)=6.78-理论分光损耗[dBm]P1=6.78-10lg(100/K1)=6.78-5.3=1.48[dBm]P2=6.78-10lg(100/K2)=6.78-4.56=2.22[dBm]P3=6.78-10lg(100/K3)=6.78-4.33=2.46[dBm]二、正向验算（正算） 2、计算光节点处的实际接收光功率Pri公式简化：Pri=Pi-Di-Lc-Lm=Pi-Di-1Pr1=P1-D1–1=1.48-0.88-1=-0.4dBmPr2=P2-D2–1=2.22-1=-0.62dBmPr3=P3-D3–1=2.46-1=-0.62dBm可见实际的接收光功率在-2~+1dBm之间，符合Pri大于-2dBm的要求光链路的载噪比可望提高1dB以上3、实际估算光链路的指标（1）根据厂家提供的光链路额定性能指标，对照换算公式计算出实际运行指标；（2）再按照两级光链路指标分配方案，验证是否符合要求。二、正向验算（正算） 三、确定相关器材确定光缆型号、段长、芯数、程式4芯光缆：0.2km、0.6km、1.2km（三段）8芯光缆：2km（一段）12芯光缆：2km（一段）确定光纤活动连接器型号FC/APC（四个）确定光纤接续盒光纤接续盒共5只 光(电)缆线路工程准备阶段主要工作内容(1)现场考察：项目所在地位置及环境因素；确定临时设施点、水电给取地、设备存储地；地理人文对施工的影响。(2)地质条件考察及路由复测：地质与设计是否相符，施工关键部位，确定关键点的施工及质量保证措施；路由复测与原设计不符时提出变更请求，并详细记录备案。(3)建立临时设施：离施工现场近；运输便利；通信方便；人身自由及物资安全。 主要工作内容(4)建立分屯点：便于施工、运输，建立必要的安全防护措施。(5)材料与设备进场检测：按标准和设计要求，在业主和监理在场时，对进场材料、设备检测。(6)光(电)缆配盘：复测订货情况，进行光电缆配盘及接头点的规划。 设备安装阶段的质量控制点(1)走线槽(架)安装的位置、高度，水平、垂直偏差；吊挂、撑铁的安装。(2)机架机座的位置、水平度；机架安装的位置、垂直度机架加固、标志。(3)子机架安装位置；面板布置；子机架排列、插接件连接。 质量控制点(4)地线排的深埋、防腐、电阻率；天线安装的位置、方向、紧固；馈线安装的线接头、固定、防水、弯曲度、接地。(5)光纤布线路由走向、衰耗、标志；射频电缆布线路由走向、排序、绑扎、成端、标志；电力电缆布线路由走向、绝缘、极性、标志。(6)设备通电检查中电源线的极性连接，电源电压；加压步骤，各种可闻可视告警设施。