《建筑电气与智能化系列—建筑电气识图与工程实例（33） 通信网络与综合布线》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑电气与智能化系列—建筑电气识图与工程实例（33） 通信网络与综合布线（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、建筑电气与智能化系系列建筑电气识图与工程实例（3-3）第七章通信网络与综合布线共用电视天线、电话、有线广播以及综合布线系统是现代建筑中应用比较多的弱电系统。本章对上述几个系统的工作原理、安装部件都作了介绍，并通过工程图的方式对这几个系统进行了分析。第一节有线电视系统一、卫星电视接收系统卫星电视接收系统一般有天线、室外单元（高频头）和室内终端装置等组成。室外单元和室内单元之间用同轴电缆连接，用以传输电视信号和供电。卫星电视接收系统可单独使用，也可作为共用天线接收站，天线系统一般都安置在建筑物顶部，根据接收卫星电视节目的多少，可同时架设多面天线，接收到的电视信号要强制到射频载波上。当接收非PAL制
2、式的电视节目时，在接收机和调制器之间要插入制式转换器，将电视信号转换成PAL制式，然后通过混合器进入CATV系统。接收系统原理框图如下图所示。接收天线分为以下两种：（1）抛物面天线卫星电视直播系统的接收天线主要由抛物面反射器组成，辐射器相位中心位于抛物面反射器的焦点上，反射器将接收的（卫星发来）平面电磁波聚集，校正为球面波送给辐射器，再通过波导送给室外单元（高频头）。（2）卡塞格伦天线主反射面为抛物面，副反射面为一旋转双曲面，使副反射面虚焦点和主反射面的焦点相重合；馈源和两个焦点共轴。天线结构一般分天线本体结构、俯仰调整、方位调整等多部分。其中天线本体由反射面、背架及馈源支架等组成，反射面有板
3、状和网状两种形式。对于要求较高的天线系统，为了便于天线的自动追踪，还应有其他相应的机构设施，如方位和俯仰角数据、传递装置以及电动控制设施等。常用的抛物面卫星天线有6m、4.5m、3m等口径，用于接收泛美四号、日本百合三星、亚洲一号、亚太2R等卫星电视节目。三支脚卫星天线应按设计要求所接收卫星的方向进行摆放，其中两前地撑杆设在卫星接收方向，因为这个位置受了最大的风力。若卫星天线在屋顶安装，在屋顶结构施工时，应将天线基座配合预埋，预埋时调整好尺寸及水平度，并预埋三根电缆引下钢管（一根为信号线引下，另两根为调整天线水平及垂直方向或电机用电源线引下）。7.5m卫星天线重量在2t左右，通常在现场组装，在
4、塔吊拆除之前应将天线安装就位。卫星天线要做防雷接地连接。二、有线电视系统的构成有线电视系统一般包括前端装置、传输分配网络、用户终端等几个部分，其框图如下所示：1、信号源接收部分信号源接收部分的主要任务是向前端提供系统欲传输的各种信号、有线电视节目信号，通过各种口径的抛物面天线，再经过高频头（LNB）向前端提供频率在970-1470MHz的卫星电视信号。抛物面天线还用来接收微波中继信号MMDS所发的微波电视信号，经过变频器向前端提供高频电视信号。除此之外，向前端提供信号的还有演播室内的摄像机、录像机、影碟机、电影电视转换机等自办节目电视信号。接收各种空间电视信号的场地，通常选择对信号阻挡小、反射
5、较小、信号场强较高的和电磁干扰较少的有利于信号接收的开阔地带，同时也要考虑尽可能靠近系统的前端所在地，减少向前端输送过程中信号的衰减。2、前端装置系统的前端部分的主要任务是对送入前端的各种信号进行技术处理，将它们变成符合系统传输要求的高频电视信号，最后各种电视信号混合成一路，馈送给系统的干线传输部分。根据前端的任务性质，其使用的主要设备和部件有：放大微弱高频电视信号的天线放大器（有时该放大器装在天线杆上）；衰减强信号用的衰减器；滤除带外成分的滤波器；将信号放大的频道放大器和宽带功率放大器；将视、音频信号变成高频电视信号的调制器；对卫星处理器以及将多路高频电视信号混合成一路的混合器。前端部分是系
6、统使用设备品种最多的一个部分。3、传输分配网络传输分配网络可采用860MHz双向传输方式，具有双向传输能力，上行通道为30-40MHz，下行通道为40-860MHz；40-450MHz为有线电视信号传输，450-550MHz、750-860MHz频段内传输卫星电视信号，550-750MHz留给今后数字电视传输用。（1）系统的干线传输部分系统的干线传输部分主要任务是将系统前端部分所提供的高频电视信号通过传输媒体不失真地传送到系统所属的分配网络输入端口，且其信号电平需满足系统分配网络所要求。目前大量CATV系统均采用同轴电缆作为系统干线传输部分的传输媒体，由于高频电视信号在同轴电缆中传输时会产生衰
7、减，其衰减量除了决定于同轴电缆的结构和材料外，还与信号本身的频率有关，频率越高的信号在同样条件下，衰减量也越大，这样，当信号被传输一段距离后，信号电平将会有所下降，距离越长，下降值越大，而且使不同频率信号的电平产生差值，传输距离越远，差值就越大。这就给系统分配正常工作带来困难。除此之外，信号的衰减量还和温度有关，温度升高时其衰减量约加0.2dB/。为了克服信号在电缆中传输产生的衰减和不同频率信号的衰减差异，除了选用衰减量小的同轴电缆外，还要采用带有自动增益控制和自动斜率控制功能的干线放大器和均衡器等设备和部件。但是随着放大器的使用，必然导致噪声的增大、频响特性变差和非线性失真的产生，而且随着传
8、输距离的增大，串接放大器个数就增多，就目前的技术水平来讲，即使采用具有自动电平控制功能的干线放大器，其理论值也不能超过25级。这样，系统干线传输的最长距离也就被限制在10km左右。而目前的CATV系统正在朝着区域性联网发展，10km远不能满足系统联网的需要。CATV系统中采用光缆来替代同轴电缆作为系统干线传输媒体，形成“光缆+电缆”的有线电视传输方式，它不仅解决了CATV系统宽带长距离传输的难题，而且使CATV系统达到了较高的技术水平。所谓CATV系统的光纤传输，实际上是把CATV系统前端部分输出的高频电视信号调制成波长为1310nm的激光信号，这个任务由光发送机完成，经过光纤传送后，由光接收
9、机接收并还原成原来的高频电视信号反馈给系统的分配网络，下图为上述转换过程的示意图。从经济角度考虑，当干线长度超过3km时，采用光缆的综合成本就会接近采用同轴电缆的综合成本。（2）系统的分配网络系统分配网络的主要任务是将由前端提供的、经系统干线传输过来的全部高频电视信号通过电缆分配到每个用户终端，而且要保证每个用户终端得到电平值符合系统的要求，使用户终端的电视机处于最佳状态。为了实现上述要求，系统的分配网络要使用大量各种规格的分配器、分支器、分支串接单元、用户终端等无源部件。在分配过程中，信号的电平会下降，因此，还需要采用各种规格和型号的放大器，对信号电平再次进行放大，以满足继续分配信号的需要。
10、（3）传输分配网络的形式分配网络的形式应根据系统用户终端的分布情况和总数确定，形式也是多种多样的，在系统的工程设计中，分配网络的设计最灵活多变，在保证用户终端能获得规定电平值的前提下，使用的器件应越少越好。分配网络的组成形式有很多，其基本组成形式有下列几种：1）分配分配形式网络中采用分配器，主要适用于以前端为中心向四周扩散的，用户端数不多的小系统。主要用于干线、分支干线、楼幢之间的分配。在使用这种形式的网络时，分配器的任一端口不能空载。2）分支分支形式该网络采用的均是分支器，适用于用户端离前端较远且分散的小型CATV系统。使用该系统时，最后一个分支器的输出端必须接上75负载电阻，以保持整个系统
11、的匹配。3）分配分支形式这个形式的分配网络是应用得最广泛的一种。通常是先经分配器将信号分配给若干根分支电缆，然后再通过具有不同分支衰减的分支器向用户终端提供符合“规范”所要求的信号。4）分支分配形式进入分配网络的信号先经过分支器，将信号中的一部分能量分给分配器，再通过分配器给用户终端。除此之外，网络的组成形式还有很多，例如：分配分支分配形式、不平衡分配形式等。4、用户终端有线电视系统为用户终端提供68+6dBV的电视信号。三、有线电视系统的设备和部件1、前端设备前端设备主要由天线放大器、制式转换器、频道调制器、频道放大器、混合器等组成，是有线电视系统的心脏。（1）天线放大器天线放大器主要在前端
12、部分使用，用来放大天线接收下来的微弱信号，以改善整个系统的载噪比。天线放大器为宽带型和频道型两种。（2）制式转换器制式转换器能将3.58MHz的NTSC制式的彩色电视信号转换成彩色副载波4.43MHz的PAL制式的彩色电视信号，以符合我国电视制式的需求。（3）频道调制器频道调制器将卫星接收机送出的视单步信号调制为射频电视信号。（4）频道放大器频道放大器即单频道放大器，它用在CATV的前端，后面一般是混合器，因为各频道的信号电平是参差不齐的，只有经过频道放大器的增益调整，使各频道的输出电平大致相同。（5）混合器混合器的作用是把所接收到的多路电视信号混合在一起，合成一路信号输送出去，而又不相互干扰
13、。混合器的高通、低通滤波器还具有滤除干扰波的作用，能消除电视的重影现象。混合器可分为频道混合器和频段混合器。2、传输分配网络传输分配网络分有源网络和无源网络，无源分配网络只有分配器、分支器和传输电缆等，有源网络包括无源分配网络中的部分，还增加了干线放大器和分配放大器。（1）干线放大器该放大器专门用在系统的干线传输部分，用来弥补信号在同轴电缆中传输产生的衰减，其特点是增益不高，输出电平也不高，但考虑到电缆衰减的频率特性和温度特性，一般均具有自动增益控制（AGC）和自动斜率控制（ASC）的功能。高质量的干线放大器则同时具有上述两种功能，称之为具有自动电平控制功能的干线放大器（ALC）。干线放大器带
14、宽的上限根据在系统干线中所传输信号的最高频率来决定，一般为40-860MHz。干线放大器一般只有一个输出端口，但有时为了满足系统整体的需要，有些干线放大器除了一个主输出端口外，还有若干个输出端口，这些端口的输出信号的电平要略高于主输出端口的信号电平，以满足通过不太长的分支线直接供用户端分配的要求。这种干线放大器称之为干线分支放大器。另一些干线放大器的输出端口的输出信号的电平略低于主输出端口输出的信号电平，以满足干线其他支路的传输，这种干线放大器称之为干线分配放大器。（2）分配放大器通常置于干线传输的末端，用为提高干线放大器输出端口的信号电平，满足分配网络信号的要求，它和在系统前端部分使用的宽带
15、放大器属于同一类型。分配放大器（线路放大器）用于传输过程中因用户增多、线路延长后，补偿信号损失的放大器，一般采用全频道放大器。全频道放大器在频带内的增益偏差不能太大，这样当多个频道信号传输中，高端和低端信号增益偏差不会太大。（3）分配器分配器将一路信号均等地分成几路信号输出，常用的有二分配器、三分配器、四分配器和六分配器等。分配网络的设计是根据用户终端分布情况来确定网络的组成形式，然后按每个用户终端的信号电平为68+6dB的要求确定所用器件的规格、数量。在设计过程中应考虑到分配器的分配损耗，分支器的插入损耗及电缆的损耗等因素。工程上，通常采用下列数据。分配器的分配损耗：二分配器4dB；三分配器
16、6dB；四分配器8dB。（4）分支器分支器是从干线上取出一部分信号送到支线上去，分支器一般由变压器型定向耦合器和分配器组成。定向耦合器的功能是较小的插入损失从干线取出部分信号功率，经衰减后由分配器输出，当输出端有反向干扰信号时，对主电路输出无影响。分支器与分配组合使用可组成各种传输分配网络。在一分支器的支路输出端接下来二分配器，就成为二分支器，接上四分配器就成为四分支器。分支器的插入损耗：对于VHF频段的信号，在电缆上每串接一个分支器，信号损耗可按1-1.5dB计算；对于UHF频段，则可按2.5-3dB计算。（5）视频电缆在传输分配网络中各元件之间的连接线一般选用同轴电缆。同轴电缆由一根导线作芯线，周围充填聚乙烯绝缘物，外层为屏蔽铜网，保护层为聚乙烯护套
