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1、电视监控系统的传输技术2电视监控系统的传输技术主要内容视频图像的特点及传输分类和内容 视频图像的主要传输介质 视频图像的主要传输方法 控制信号的传输视频图像的特点及传输分类和内容一、图像信号的特点 -频带宽：4-6MHz,相当于960路电话的信息传送 -信息量大，传输速率要求高视频信号的传输与很多因素有关：传输的方式、容量、 媒体、速率、显示效果以及所采用的压缩编码技术等。 二、传输分类 1、按传输信道的可视与否分为 -有线传输：架空线、同轴电缆、光缆 -无线传输：电磁波传输 2、按基带信号形式来分 -模拟传输：时间状态上连续变化 -数字传输：时间状态上离散变化4视频图像的特点及传输分类和内容
2、二、传输分类 3、基带信号的传输可分为 -基带传输：不经过调制和解调而直接进行的传输，具有低通特性 -频带（载波）传输：经过射频调制，将信号频谱移到 某一载波上进行的传输，具有带通特性，数字微波、数 字卫星通信 4、按传输装置类别分为 -专用设备传输：包括连接专用线路或公共通信线路上 的视频传输设备。 -计算机网络传输：通过计算机网络和多媒体技术传输 视频信号。正在快速发展之中。 三、传输内容 -图像信号传输：现场摄像机到监控中心 -控制信号和电源：监控中心到现场5视频图像的常用传输介质传输介质是在数据传输系统中位于发送设备和 接收设备之间的物理通路。数据通信中采用的传输介质可分为有线传输介
3、质（双绞线、同轴电缆、光纤）和无线传输介质（ 无线电、微波、卫星、移动通信等）6视频图像的常用传输介质目前，视频图像传输使用的线缆主要有两类：光缆 和电缆。电缆有双绞电缆和同轴电缆。双绞电缆又分为 非屏蔽双绞(UTP)电缆和屏蔽双绞(STP)电缆。 电缆护套有阻燃型和非阻燃型两种。 一、同轴电缆(Coaxial Cable) 同轴电缆由外层、外导体（屏蔽层）、绝缘体、内 导体组成，外层为防水、绝缘的塑料用于电缆的保护， 外导体为网状的金属网用于电缆的屏蔽，绝缘体为围绕 内导体的一层绝缘塑料，内导体一根圆柱形的硬铜芯。 同轴电缆内部结构如图所示。这种结构的金属屏蔽网可 防止中心导体向外辐射电磁场
4、， 也可用来防止外界电磁场干扰 中心导体的信号。同轴电缆内部结构 内导体绝缘体 屏蔽层 外层7比较便宜绝缘层保护外层绝缘层外导体8视频图像的常用传输介质一、同轴电缆(Coaxial Cable) 根据不同的应用，同轴电缆分为基带同轴电缆和宽 带同轴电缆两种。-基带同轴电缆：50欧阻抗，主要用于计算机网络 通讯，可以传输数字信号，数据传输速率可达10Mbps 。 特性：（1）高带宽； （2）极好的噪声抑制。线缆中间还需要使用中继器。应用：（1）有线电视； （2）某些局域网。9视频图像的常用传输介质一、同轴电缆(Coaxial Cable) -宽带同轴电缆：75欧阻抗，主要用于有线电视系 统传输模
5、拟信号，通过改造后也可以用于计算机网络通 讯。对于模拟信号而言，其工作频率可达400MHZ。若 在这种电缆上使用频分复用技术，则可以使其同时具有 大量的信道，每个信道都能传输模拟信号。宽带系统与基带系统的区别：覆盖的区域广。按照同轴电缆传输的距离及物理尺寸区分，可分为 两类：粗缆和细缆 10视频图像的常用传输介质一、同轴电缆(Coaxial Cable)同轴电缆的两端需要有终结器(用50欧姆或75欧姆 的电阻连接内外导体)，中间连接需要收发器、T形头、 筒形连接器等器件。 与双绞线相比，同轴电线抗干扰能力强，能够应用 于频率更高、数据传输速率更快的情况。对其性能造成 影响的主要因素来自衰损和热
6、噪声，采用频分复用技术 时还会受到交调噪声的影响。虽然目前同轴电缆大量被 光纤取代，但它仍广泛应用于有线电视和某些局域网中 。11视频图像的常用传输介质一、同轴电缆(Coaxial Cable) 主要电气参数： 特性阻抗； 衰减； 传播速度； 直流回路电阻。 主要物理参数： 中心导体直径； 屏蔽层的内外径； 外部隔离材料的材质 最小弯曲半径。 注意事项： -同轴电缆的屏蔽层必须接地 -电缆末端必须接匹配器来吸收剩余能量，削弱信号的 反射作用12视频图像的常用传输介质 二、双绞电缆 双绞线由按规则螺旋结构排列的两根、四根或八根 绝缘导线组成。一个线对可以作为一条通信线路，各线 对螺旋排列的目的是
7、为了使各线对发出的电磁波相互抵 消，从而使相互之间的电磁干扰最小。 13视频图像的常用传输介质 二、双绞电缆 双绞电缆按其包缠的是否有金属层，可分为屏蔽双 绞电缆和非屏蔽双绞电缆。屏蔽双绞线电缆的外层由铝 泊包裹，相对非屏蔽双绞线具有更好的抗电磁干扰能力 ，造价也相对高一些。它们既可以传输模拟信号，也可 以传输数字信号。美国电器工业协会（EIA）规定了六种质量级别的 双绞线电缆，其中1类线档次最低，只适于传输语音；6 类线档次最高，传输频率可达到250MHz。3类线数据传 输率可达10Mbps；4类线数据传输率可达16Mbps；5类 线数据传输可达100Mbps。14两个双绞线时封套外壳铝箔包
8、层封套外壳(a)屏蔽双绞线电缆的结构(b)非屏蔽双绞线缆的结构双绞线的传输距离与传输速率有关。在10Mbps以太 网中，3类双绞线最大传输距离为100米，5类双绞线最大传 输距离可达150米。在100Mbps以太网中，5类双绞线最大 传输距离为100米1000Mbps以太网中，6类双绞线最大传 输距离为100米。屏蔽双绞线电缆和非屏蔽双绞线电缆的结构15五类四对非屏蔽双绞线 六类四对非屏蔽双绞线16超五类屏蔽双绞线六类双屏蔽双绞线17双绞线最便宜的 传输媒介易受环境 中电信号 的干扰通常用于较短 距离的连接六类四对屏蔽双绞线18视频图像的常用传输介质三、光缆 光纤的物理特性光纤是光导纤维的简称
9、。它是用石英玻璃或特制塑 料拉成的柔软细丝，直径在几微米至120m(光波波长 的几倍)。为了使光线的方向发生变化从而可以沿光纤传播， 就在光纤芯外涂上折射率比光纤纤芯材料低的材料，通 常把涂的这层材料称为包层。 当一定角度之内的入射光射入光纤芯后会在纤芯与 包层的交界处发生全反射，经过这样若干次全反射之后 ，光线就损耗极少地到达了光纤的另一端。 入射光信号外部包层19见图，入射角逐渐增大，12是折射 角，光纤通信的原理，是基于光线由光密介质进入光疏介质 时，在入射角足够大的情况下会发生全反射的特性射角达到 3时，发生全反射，即光波能量几乎全部反射，这样才可 以达到长距离高速传输的目的。光纤通信
10、的原理20光纤 昂贵的传输媒介 不受电信号的干扰 使用于长距离、高 速率的信号传输21视频图像的常用传输介质三、光缆 光缆的结构所谓的模其实就是光的入射角。入射角大的称为高 次模，入射角小的称为低次模。多模光纤的外径为 62.5m，可以使光线从多种角度射入，因此称为多模。 单模光纤的纤芯只有几微米，应用于单模光纤的光源一 般为激光，进入纤芯的光线是与轴线平行的只有一种角 度，所以称为单模。 下图是光纤的典型结构，自内向外为纤芯、包层及 涂覆层。22室内双芯多模光纤234.光缆的分类：室内多芯多模光纤244.光缆的分类：室内单芯多模光纤25室外非金属光缆26室外金属光缆27金属光缆28室外铠装光
11、缆29室外重铠光缆30重铠光缆31视频图像的常用传输介质三、光缆 光传输系统的组成光传输系统由光源、传输介质、光发送器、光接收器组 成。 光源有发光二极管LED、光电二极管（PIN）、半导体 激光器等，传输介质为光纤介质，光发送器主要作用是将电 信号转换为光信号，再将光信号导入光纤中，光接收器主作 用是从光纤上接收光信号，再将光信号转换为电信号。32视频图像的常用传输介质三、光缆 光缆光缆由一捆光导纤维组成，外表覆盖一层较厚的防 水、绝缘的表皮，从而增强光纤的防护能力，使光缆可 以应用在各种复杂的综合布线环境，如图所示为 62.5m/125m的室内多模光缆。在电视监控系统中，一般采用 纤芯为6
12、2.5m/125m规格的多模 光缆，有时也用50m/125m和 100m/140m的多模光缆。 户外布线大于2km时可选用单模光 缆。外皮表抗拉绳纤芯缓冲层33光纤通信与电缆或微波通信传输能力的比较 通信手段 传输容量(话 路)/条 中继距离/km 1000 km内中继器个 数 微波无线电 960 5020小同轴 9604250中同轴 180061600光缆 19203033光缆 14000(1Gb/s)8411光缆 6000(445MB/S )1347三、光缆 光纤通信的优点-容许频带很宽，传输容量很大视频图像的常用传输介质34三、光缆 光纤通信的优点-损耗很小， 中继距离很长且误码率很小石
13、英光纤在1.31 m和1.55 m波长， 传输损耗分别 为0.50 dB/km和0.20 dB/km，甚至更低。因此，用光纤 比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。目前，采用外调制技术，波长为1.55m的色散移位 单模光纤通信系统，若其传输速率为2.5 Gb/s，则中继 距离可达150 km；若其传输速率为10 Gb/s，则中继距 离可达100 km。视频图像的常用传输介质35三、光缆 光纤通信的优点-重量轻、 体积小光纤重量很轻，直径很小。即使做成光缆，在芯数 相同的条件下，其重量还是比电缆轻得多，体积也小得 多。下表给出了铝/聚乙烯粘结护套(LAP)单元结构光缆 和标准同轴电缆的重量和截面
14、积的比较。视频图像的常用传输介质光缆和电缆的重量和截面积比较 项目 8 芯 18 芯 光缆 电缆 光缆 电缆 重量/(kgm-1) 重量比 0.42 16.3 150.42 111 26 直径/mm 截面积比 21 147 521 165 9.636三、光缆 光纤通信的优点-抗电磁干扰性能好光纤由电绝缘的石英材料制成，光纤通信线路不受 各种电磁场的干扰和闪电雷击的损坏。金属光缆非常适 合于存在强电磁场干扰的高压电力线路周围和油田、煤 矿等易燃易爆环境中使用。光纤(复合)架空地线(Optical Fiber Overhead Ground Wire, OPGW)是光纤与电力输 送系统的地线组合而
15、成的通信光缆，已在电力系统的通 信中发挥重要作用。-泄漏小， 保密性能好在光纤中传输的光泄漏非常微弱，即使在弯曲地段 也无法窃听。没有专用的特殊工具，光纤不能分接，因 此信息在光纤中传输非常安全。视频图像的常用传输介质37三、光缆 光纤通信的优点-节约金属材料， 有利于资源合理使用制造同轴电缆和波导管的铜、铝、铅等金属材料， 在地球上的储存量是有限的；而制造光纤的石英(SiO2) 在地球上基本上是取之不尽的材料。制造8 km管中同轴 电缆，1 km需要120 kg铜和500 kg铝；而制造8 km光纤 只需320 g石英。 所以， 推广光纤通信，有利于地球资 源的合理使用。 视频图像的常用传输
16、介质38四、无线传输介质无线电、微波、卫星、移动通信等，各种无线介质 传输介质对应的电磁波谱范围如图所示。视频图像的常用传输介质39四、无线传输介质在计算机网络领域，无线通信介质主要是：-微波通信：是指用频率在300MHz到300GHz的微波信 号进行通信，主要是使用240GHz的频率范围。特点是：通信容量大，传输质量高、初建费用小等优点，但只 能进行可视范围内的通信；大气对微波信号的吸收与散射 影响较大。微波通信主要用于几公里范围内，不适合铺设有线传 输介质的情况，而且只能用于点到点的通信，速率也不高 ，一般为几百Kbps。-卫星通信：是指利用人造卫星进行中转的通信方式。 商用的通信卫星一般被发射在赤道上方3.6万公里的同步轨 道上，另外也有中低轨道的小卫星通信，如Motorala公司的 铱星系统。特
