建筑设备工程第16章-建筑弱电系统课件.ppt
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1、第十六章第十六章 16.1有线电视系统有线电视系统16.2通信系统通信系统16.3火灾自动报警及消防联动系统火灾自动报警及消防联动系统16.4安全防范系统安全防范系统第十六章第十六章16.5建筑设备监控系统建筑设备监控系统16.1有线电视系统有线电视系统16.1.1类型类型1.业务类型 有线电视网络承载的业务类型可分为广播电视类、互动电视类、网络服务业务类、互联网接入业务类、互联网数据传送增值业务类、多媒体通信类、媒体内容服务类等。有线电视网络业务如图16-1所示。图16-1有线电视网络业务16.1有线电视系统有线电视系统2.网络构成 根据承载业务的不同,将有线电视网络分为A、B两个平台,每个
2、平台的承载网均可由城域网、接入网和骨干网构成,如图16-2所示。A平台的接入网可由传输层和分配层构成,B平台的城域网可由核心层、汇聚层和接入层构成,如图16-3所示。图16-2有线电视网络构成3.规模 按网络规模的大小将有线电视网络分为A、B、C三类。每一类网络所服务的用户数宜符合表16-1所示的规定。16.1有线电视系统有线电视系统图16-3城市有线电视网络构成表16-1网络规模分类网络规模类别网络中的用户数A60万以上(含60万)B10万以上(含10万)、60万以下C10万以下16.1有线电视系统有线电视系统16.1.2HFC(Hybrid Fiber-Coaxial)网络网络1. HFC
3、网络的概念 HFC网络是光纤和同轴电缆相结合的混合网络。HFC通常由光纤干线、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送到用户。2.波段及频率划分 波段及频率划分见表16-2。表16-2波段划分 调频广播的频率配置在87108MHz。载频之间的间隔不应小于400kHz,同时载波频点的指配还应考虑避开本地空中广播信号的干扰和中频干扰。波段名称频率范围/MHz业务内容R565上行业务X6587过渡带FM87108声音广播业务A1101000下行业务16.1有线电视系统有线电视系统3.模-数
4、转换过渡期下行数字电视频道配置 将表16-2中的下行A频段划分为A、B1、B2、C1、C2、D、E共7个分段。频段划分和模数电视频道配置建议如图16-4所示。图16-4频段划分和模数电视频道配置建议 A分段可优先用于下行模拟电视;B1分段可用于下行模拟电视,B2分段用于下行标清数字电视,B1和B2边界点的频率待定;C1分段可用于下行模拟电视,C2分段优先用于下行高清数字电视和3D电视,C1和C2边界点的频率待定;D分段用于传输数字电视双向互动业务下行信号,若接入网采用DOCSIS技术,则CMTS下行通道应集中使用此分段的低端部分;E分段用途待定。在整体数字平移完成,完全关断模拟信号后,A分段应
5、分配给数字电视业务。16.1有线电视系统有线电视系统16.1.3城域网城域网 A平台城域网按下行技术和组网方式不同可分为单级光纤链路HFC、两级光纤链路HFC和基带SDH三种方式。1.单级光纤链路HFC方式 采用HFC光传输技术。总前端下行光发射机的工作波长为1550nm,采用发端并发、收端用光开关切换的工作方式通过不同路由将两路并发信号下行至每个分前端。在分前端,经光开关切换后的光信号被EDFA放大和分配后分送每个光节点,此时从总前端到光节点之间传输的射频信号在光域实际上是一级光网络。系统框图如图16-5所示。图16-5单级光纤链路HFC系统框图OTx光发射机ORx光接收机EDFA掺铒光放大
6、器ODN光分配网RF下行信号16.1有线电视系统有线电视系统2.两级光纤链路HFC方式 同样采用HFC光传输技术。总前端下行光发射机的工作波长为1550nm或1310nm,采用发端并发、收端用光开关或电开关切换的工作方式通过不同路由将两路并发信号下行至每个分前端。在分前端,经切换后光接收机输出的电信号被1310nm光发射机转换为光信号,分别送往各光节点。此时从总前端到光节点之间传输的射频信号在光域上是两级级联光网络。系统框图如图16-6所示。图16-6两级光纤链路HFC系统框图OTx光发射机ORx光接收机ODN光分配网3.基带SDH(Synchronous Digital Hierarchy,
7、同步数字体系)方式传输网采用SDH/DWDM(Dense Wavelength Division16.1有线电视系统有线电视系统Multiplexing)数字传输方式。数字基带节目信号从总前端经SDH自愈环网送到分前端后,从ADM的支路侧输出NDS3。经适配器转换还原为DVB/ASI MPTS,经QAM调制器调制并混合后输出至HFC光发射机。系统框图如图16-7所示。图16-7基带SDH城域网系统框图ADP雪崩二极管DS3传输接口OTx光发射机ADM分插复用器HEP前端处理RF下行信号 城市有线电视网络A平台城域网应优先采用HFC方式,当HFC光传输技术不能满足信号传输质量要求时,采用基带SD
8、H方式;省级及以上有线电视网络应采用基带SDH方式。16.1.4接入网1.传输层 A平台接入网传输层应以光纤为传输介质输介质,可采用星型拓扑可采用星型拓扑结构。16.1有线电视系统有线电视系统光节点至分前端的上行数据通道宜采用工作波长为1310nm的HFC设备,也可利用B平台接入网实现。 用户规模较小的分前端可设计为光交接箱。光交接箱位置宜选择在建设用地红线内。每个光交接箱所覆盖的光节点不宜超过16个。A平台城域网光纤主环线路上不宜设置光交接箱。工业区和已规划的经济技术开发区应适当设立光交接箱。 有很高双向业务需求的别墅区宜采用光纤到户(FTTH)方式。暂不开通FTTH的城市有线电视网络,其每
9、个光节点所服务的用户数不应超过200户;有较高双向业务需求的小区,每个光节点所服务的用户数不宜超过20户;普通小区每个光节点所服务的用户数不宜超过50户;每个乡镇光节点所服务的用户数不宜超过200户。 光节点下行出口射频电平范围为(1002)dBV,上行入口射频电平范围为90100dBV。 社区节点到楼节点间光缆布线宜采用星型拓扑结构,当需采用多级星型结构时不宜超过两级级联。光缆敷设时尽量采用同管道/杆路的原则。16.1有线电视系统有线电视系统 分前端至每个光节点应设置不少于4芯光纤,分前端至每个社区光节点应设置不少于8芯光纤,至每个楼光节点应设置48芯光纤,对用户超过100户的高层建筑则应设
10、置不少于8芯光纤。2.分配层 接入网分配层采用同轴电缆作为传输介质,应采用星型(或多星型)拓扑结构和等功率电平分配设计。网络中应使用分配器,不使用分支器。 电缆分配网应采用无源集中分配到户方式,特殊情况下光节点后设置的电放大器不应超过一级。 应采用同轴电缆集中供电方式对光站、电缆放大器等有源设备供电。供电器宜采用60V或90V交流电输出。 用户分配线路应按以下指标设计:下行分配损耗满足(265)dB,用户终端至单位增益点的上行反向链路损耗不应超过30dB,同一单位增益点下任意两个用户终端之间的反向链路损耗差应不超过6dB。用户终端入口射频电平范围为(683)dBV。 对用户密度很高的高层建筑,
11、可拆分为多个普通楼头节点进行设计。16.1有线电视系统有线电视系统3. DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specifications)组网方式 当下行采用单级光纤链路HFC方式时,CMTS(Cable Modem Terminal Systems)可布置于总前端或光节点,系统框图如图16-8和图16-9所示。图16-8单级光纤链路HFC方式下CMTS总前端部署系统框图rOTx反向光发射机rORx反向光接收机CMTSCable Modem前端系统图16-9单级光纤链路HFC方式下CMTS光节点部署系统框图CMC同轴电缆媒介转换设备16.1有线电视
12、系统有线电视系统 当采用两级光纤链路HFC方式时,CMTS除可布置于总前端或光节点外,还可布置于分前端,如图16-10所示。图16-10两级光纤链路HFC方式下CMTS分前端部署系统框图 A类和B类网络的CMTS应布置于分前端。不设分前端的C类网络CMTS布置于总前端,设置分前端的C类网络CMTS可布置于总前端或分前端。当CMTS布置于光节点时,宜采用C-DOCSIS(C指的是中国,即中国提出的有线电缆数据服务接口规范)技术组网。16.1.5用户分配网络用户分配网络 用户分配网络系统通常是由延长分配放大器、分支器、分配器、串接单元分支线、分支线、用户线和用户终端盒构成的,如图16-11所示。1
13、6.1有线电视系统有线电视系统图16-11用户分配网络16.1有线电视系统有线电视系统1.放大器 放大器可以根据不同的特性有多种分类,比如按照系统中使用的位置来分,有前端和线路放大器;按照在系统中放大器的频率来分,有单频道、宽频带和多波段放大器;按放大器的结构来分,有分支放大器、分配放大器等。而在前端系统中使用的放大器一般有天线放大器、频道放大器和宽带放大器。各种放大器如图16-12所示。2.分配器 分配器能将一路输入的信号功率平均分配成几路输出。分配器的基本类型为二分配器和三分配器,在此基础上可扩展派生出四分配器、六分配器等,如图16-13所示。3.分支器 同分配器一样,分支器也是一种进行信
14、号功率分配的装置。但与分配器不同的是,分配器平均分配功率,而分支器是从干线中取出一小部分信号功率分送给用户,大部分功率继续沿干线向下传输。分支器是串接在线路中的,分支输出有一路、二路、四路等,如图16-14所示。16.1有线电视系统有线电视系统图16-12放大器 图16-13分配器图16-14分支器16.1有线电视系统有线电视系统 在分支器中信号的传输是有方向性的,因此分支器又称定向耦合器,可作为混合器使用。分支器的主要性能指标有插入损耗、分支损耗、相互隔离度和反向隔离度等。 分支器是将射频电信号功率不等地分配给各路,有主路和支路之分,支路就有各种衰减量,从而构成一个系列。同时,分支器的主输出
15、口空余时,也必须接75的负载。4.用户终端盒 用户终端盒是CATV分配系统与用户电视机相连的部件。面板分为单输出孔和双输出孔(TV、FM)。在双输出孔电路中要求TV和FM输出间有一定的隔离度,以防止相互干扰。为了安全,在两处电缆芯线之间接有高压电容器。5.机顶盒 有线电视数字机顶盒由数字电视广播接收前端、MPEG解码器、视音频和图形处理器、电缆调制解调器、CPU、存储器以及各种接口电路组成。16.1有线电视系统有线电视系统 有线电视数字机顶盒可以通过内置的电缆调制解调器方便地实现Internet接入功能,并可以提供以太网接口,用来连接PC。使用电缆调制解调器的速度与电话调制解调器相比大大提高,
16、最高可达到10Mbit/s。16.1.6同轴电缆同轴电缆1.型号 国产同轴电缆型号统一标准的格式如下:电缆型号标准-特性阻抗-芯线绝缘外径-结构序号 国产同轴电缆的型号和含义见表16-3。 例如,SYV-75-3-1型电缆表示同轴射频电缆,聚乙烯绝缘,聚氯乙烯护套,特性阻抗为75,芯线绝缘外径为3mm,结构序号为1。16.1有线电视系统有线电视系统表16-3同轴电缆的型号和含义图16-15同轴电缆的基本结构2.基本结构 同轴电缆是用介质使内、外导体绝缘且保持轴心重合的电缆,其基本结构由内导体(单实芯导线/多芯铜绞线)、绝缘层(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯/实芯、半空气、空气绝缘)、外导体(金属管状
17、、铝塑复合包带、编织网或铝塑复合包带)和护套(室外用黑色聚乙烯,室内用浅色的聚氯乙烯)四部分组成,如图16-15所示。分类代号绝缘材料护套材料派生特征符号含义符号含义符号含义符号含义S同轴射频电缆Y聚乙烯V聚氯乙烯P屏蔽SE对称射频电缆W稳定聚乙烯Y聚乙烯Z综合SJ强力射频电缆F氟塑料F氟塑料SG高压射频电缆X橡胶B玻璃丝编制浸硅有机漆ST特性射频电缆I聚乙烯空气绝缘H橡胶SS电视电缆D稳定聚乙烯空气绝缘M棉纱编织16.1有线电视系统有线电视系统3.常用电缆 国外型号常用同轴电缆有网络用粗缆RG-8或RG-11(50),细缆RG-58/U或RG-58C/U(50);RG-59(75)用于CAT
18、V宽带数据网;RG-62(93)用于网络电缆。 适用于CATV系统的国产射频同轴电缆型号有SYKV、SYV、SYWV(Y)、SYWLY(75)等系列。16.2通信系统通信系统16.2.1通信网络通信网络1.按传输介质分类 按消息传递所用的传输介质不同,通信网络可分成有线通信网和无线通信网。 有线通信网指传输介质为导线、电缆、光缆等通信形式,也可进一步分类,如载波通信网、光纤通信网等。 无线通信网是指传输介质为自由空间的通信方式,如无线电波、红外、激光等无线方式。无线通信网常见的形式有微波通信网、短波通信网、移动通信网、卫星通信网等。2.按技术分类 按所采用的技术不同,通信网络可分为PDH通信系
19、统、SDH通信系统、DWDM通信系统、CDMA移动通信网、ATM网络、帧中继FR网等。 PDH通信系统和SDH通信系统分别是指采用准同步数字体系PDH和同步数字体系SDH进行传输的通信系统,可以用于光纤通信网、16.2通信系统通信系统微波通信网和卫星通信网。 DWDM通信系统是指采用密集波分复用DWDM技术在光纤上实现的大容量传输网,目前主要用于长途光纤通信网。 CDMA移动通信网是指采用码分多址CDMA方式实现的移动通信网,目前在第二代移动通信中的IS-95标准和第三代移动通信的全部标准都采用CDMA方式。 ATM网络和帧中继FR网分别是指采用信元中继技术的异步转移模式ATM和快速帧中继FR
20、技术实现的快速交换网,可用于城域网和广域网。3.按地域分类 按网络所能提供业务的地域范围可分成局域网LAN、城域网MAN和广域网WAN。计算机网络常采用这种分类方法。 局域网LAN指传输覆盖区从家庭、办公室、建筑物到园区,分布区域几百米到几公里的通信网络。常见的有办公室网、校园网等。 城域网MAN指传输覆盖区以城市为主,分布区域从几十公里到几百公里,介于WAN和LAN之间,地理范围局限于城市的宽带通信网络。16.2通信系统通信系统以高速、大容量、宽带方式实现城域内LAN的互联和用户的宽带接入业务。如电信运营商在各城市建立的宽带网。 广域网WAN指传输覆盖区为省、国家和全球,分布区域几百到几万公
21、里的通信网络。广域网采用大容量长途传输技术,把各个城域网连接起来。全球最大的广域网为Internet网。16.2.2接入网接入网1.定义 所谓接入网,是指骨干网络到用户终端之间的所有设备,其长度一般为几百米到几公里。 接入网的接入方式包括铜线(普通电话线)接入、光纤接入、光纤同轴电缆(有线电视电缆)混合接入、无线接入等几种方式。16.2通信系统通信系统2.要求 地下信息管道及信息设施的建设,应该根据通信业务接入点、有线广播电视用户接入点的设置位置确定工程建设内容。在接入点部位的通信基础设施应满足各家业务经营者平等接入的需求。建筑内通信网络应根据用户通信、信息业务的整体规划、需求及当地资源,设置
22、公用通信网、因特网或自用通信网、局域网。建筑内通信网络应根据管理模式,至少预留两个通信、信息网络业务经营商通信、网络设施所需的安装空间。16.2通信系统通信系统16.2.3建筑物内网络通信建筑物内网络通信1.网络机房 网络机房的位置很重要,建筑物内各个智能子系统的控制设备均设置在该机房内,通向各个建筑的子系统线缆均以该机房为起点向外辐射。确定网络机房的位置主要技术要点如下:1)网络机房应尽量在整个区域中心或相对中心的位置,地上及地下交通条件好,位于主干道上,地面道路较宽,地下敷设管道的条件好,弱电管道便于沿区域干道通向各栋建筑。2)由物业管理网络机房向外敷设弱电管道的方向数应是两个以上,从而避
23、免出线方向少使弱电管道过于集中。3)网络机房应与管理中心办事机构建在一处,以便于相互联络及对机房的管理。4)网络机房应选在整个建筑的一期工程范围内,通向该建筑的市政弱电线缆(即电话、有线电视及宽带网光缆)引入网络机房的敷设路径应在同一期工程范围之中,实现市政线缆引入工程与一期工程同步。16.2通信系统通信系统2.接入点 通信业务接入点的设置直接关系到工程界面的划分,接入点可以根据通信网络的规划设于网络机房、楼内电信间(或单元门口、楼层、楼道等处)。 交接区配线设备如果设置在室内,室外地下通信管道和楼内管槽、楼内光缆与电缆、配线柜、配线架、配线箱、家居配线箱、信息插座等通信设施由房地产开发企业投
24、资建设,并提供设备间和电信间。 室外通信线缆、室内交接区配线设备及通信业务接入点处的通信设备与配线设备由电信业务经营者投资建设。 如自建有计算机局域网,所需要的室外地下线缆也由房地产开发企业投资建设。3.设置方式 在接入点处的配线设备与通信设备应由电信业务经营者提供,并与建筑内的配线柜、配线架、配线箱等互通,如图16-16所示。16.2通信系统通信系统图16-16配线系统构成 网络机房至建筑采用一次配线到位的方式。通信业务接入点可以设置在网络机房设备间或建筑电信间等处,如图16-17所示。图16-17网络机房至建筑配线 一个配线交接区包括多个建筑,交接区的配线设备则设置于某一个建筑内(为配线柜
25、/箱)或室外(为室外交接箱)的电信间内,如图16-18所示。16.2通信系统通信系统图16-18电信间至用户4.引入 为了满足用户多对电话线出户、计算机上网、宽带通信业务以及智能化系统对信息传输距离和带宽的要求,可将光纤直接引至楼、楼层、单元或用户内。16.2.4交接配线区交接配线区1.区域划分 对于规模较大的建筑,一般是把整个建筑划分为几个组团,即由工程16.2通信系统通信系统的总体规划及主干道所确定(分割),组团的大小与交接配线密切相关,是划分交接配线区的基础,一般一个组团为一个交接配线区,如果组团大也可被划分为多个交接配线区。2.交接区 根据建筑物范围、通信机房至设计区域的距离、用户分布
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