电视监控系统的传输方式和常用线缆

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1、电视监控系统的传输方式和常用线缆在监控系统中，监控图象的传输是整个系统的一个至关重要的环节，选择何种介质 和设备传送图象和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。目前，在监控系 统中用来传输图象信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤，对应的传输设备分别是同 轴视频放大器、双绞线视频传输设备和光端机。同轴电缆是较早使用，也是使用时间最长的传输方式。后来，由于远距离和大范围 图象监控的需要以及人们对监控图象质量的要求提高，监控网络中开始大量使用光纤来传 输图象信号。至于双绞线被使用到图象监控网络中则是近来的事，它的出现主要很好地解 决了两个方面的问题：一方面，它解决了 200 米至2000

2、 米距离范围内高质量图象信号传 输的问题，因为在这段距离范围内同轴电缆传输难以达到要求而光纤传输又显得不太经 济；另一方面，它解决了大规模密集型监控网络的布线问题，双绞线自身的尺寸和柔软性 克服了大量使用同轴电缆时的布线难题。当然，双绞线还具有抗干扰能力强、价格便宜等 优点。正是由于双绞线很好地解决了长期困扰着人们的这些问题，所以它在监控网络的应 用立即引起了业界广泛的关注，在较短的时间内已经被大量使用到工程实践中，并且取得 了很好的应用成果。每个监控工程都有其自身的特点和特殊性，因此在组建监控网络时需要充分考虑这 些具体情况，选用最为合适的图象和信号传输方式。鉴于同轴电缆、双绞线和光纤是目前

3、 监控系统中使用最广的三种传输介质，我们可以从几个方面对它们作一些分析和比较。一、特点和传输特性分析1、同轴电缆同轴电缆具有价格较便宜、铺设较方便的优点（相对于光纤而言），所以，一般在小范 围的监控系统中，由于传输距离很近，使用同轴电缆直接传送监控图象对图象质量的损伤 不大，能满足实际要求。但是，根据对同轴电缆自身特性的分析，当信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与 传输距离和信号本身的频率有关。一般来讲，信号频率越高，衰减越大。视频信号的带宽 很大，达到6MHz，并且，图象的色彩部分被调制在频率高端，这样，视频信号在同轴电 缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减，而且各频率分量衰减量相差很大，特别

4、是色彩部 分衰减最大。所以，同轴电缆只适合于近距离传输图象信号，当传输距离达到 200 米左 右时，图象质量将会明显下降，特别是色彩变得暗淡，有失真感。在工程实际中，为了延长传输距离，要使用同轴放大器。同轴放大器对视频信号具有 一定的放大，并且还能通过均衡调整对不同频率成分分别进行不同大小的补偿，以使接收 端输出的视频信号失真尽量小。但是，同轴放大器并不能无限制级联，一般在一个点到点 系统中同轴放大器最多只能级联2 到 3 个，否则无法保证视频传输质量，并且调整起来 也很困难。因此，在监控系统中使用同轴电缆时，为了保证有较好的图象质量，一般将传 输距离范围限制在四、五百米左右。另外，同轴电缆在

5、监控系统中传输图象信号还存在着一些缺点：1）同轴电缆本身受气候变化影响大，图象质量受到一定影响；2）同轴电缆较粗，在密集监控应用时布线不太方便；3 ）同轴电缆一般只能传视频信号，如果系统中需要同时传输控制数据、音频等信号 时，则需要另外布线；4）同轴电缆抗干扰能力有限，无法应用于强干扰环境；5）同轴放大器还存在着调整困难的缺点。2、双绞线双绞线的使用由来已久，电话传输使用的就是双绞线，在很多工业控制系统中和干扰 较大的场所以及远距离传输中都使用了双绞线，我们今天广泛使用的局域网也是使用双绞 线对。双绞线之所以使用如此广泛，是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、 价格低廉等许多优点。由

6、于双绞线对信号也存在着较大的衰减，所以传输距离远时，信号 的频率不能太高，而高速信号比如以太网则只能限制在 100m 以内。对于视频信号而言， 带宽达到6MHz,如果直接在双绞线内传输，也会衰减很大，所以视频信号在双绞线上要 实现远距离传输，必须进行放大和补偿，双绞线视频传输设备就是完成这种功能。加上一 对双绞线视频收发设备后，可以将图象传输到1至2km。双绞线和双绞线视频传输设备价 格都很便宜，不但没有增加系统造价，反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许 多。所以，监控系统中用双绞线进行传输具有明显的优势：1）传输距离远、传输质量高。由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术，极好 地补

7、偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，保持了原始图象的亮度 和色彩以及实时性，在传输距离达到 1km 或更远时，图象信号基本无失真。如果采用中 继方式，传输距离会更远。2）布线方便、线缆利用率高。一对普通电话线就可以用来传送视频信号。另外，楼 宇大厦内广泛铺设的 5 类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路视频信号，无须另外 布线，即使是重新布线，5 类缆也比同轴缆容易。此外，一根5 类缆内有 4 对双绞线， 如果使用一对线传送视频信号，另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号、供电 电源或其它信号，提高了线缆利用率，同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦，减少了 工程造价。3

8、 ）抗干扰能力强。双绞线能有效抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，双绞线也能 传送极好的图象信号。而且，使用一根缆内的几对双绞线分别传送不同的信号，相互之间 不会发生干扰。4 ）可靠性高、使用方便。利用双绞线传输视频信号，在前端要接入专用发射机，在 控制中心要接入专用接收机。这种双绞线传输设备价格便宜，使用起来也很简单，无需专 业知识，也无太多的操作，一次安装，长期稳定工作。5 ）价格便宜，取材方便。由于使用的是目前广泛使用的普通5 类非屏蔽电缆或普通 电话线，购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便。3、光纤光纤和光端机应用在监控领域里主要是为了解决两个问题：一是传输距离，一是环境

9、 干扰。双绞线和同轴电缆只能解决短距离、小范围内的监控图象传输问题，如果需要传输 数公里甚至上百公里距离的图象信号则需要采用光纤传输方式。另外，对一些超强干扰场 所，为了不受环境干扰影响，也要采用光纤传输方式。因为光纤具有传输带宽宽、容量大、 不受电磁干扰、受外界环境影响小等诸多优点，一根光纤就可以传送监控系统中需要的所 有信号，传输距离可以达到上百公里。光端机可以提供一路和多路图象接口，还可以提供 双向音频接口、一路和多路各种类型的双向数据接口（包括RS232、RS485、以太网等）， 将它们集成到一根光纤上传输。光端机为监控系统提供了灵活的传输和组网方式，信号质 量好、稳定性高。近些年来，

10、由于光纤通信技术的飞速发展，光纤和光器件的价格下降很 快，使得光纤监控系统的造价大幅降低，所以光纤和光端机在监控系统中的应用越来越普 及。不过，使用光纤和光端机需要一定的专业知识和专用设备，这给工程施工和用户使用 带来了一定的困难。另外，对于短距离、小规模的监控系统来说，使用光纤传输也显得不 够经济。二、技术性能分析1、同轴电缆在监控系统中，使用75Q、-5的同轴电缆较为常见。一般，这种同轴电缆的分布电 容在 50-60pF/m 左右，再加上电缆的直流电阻，会使被传输信号受到衰减。测试表明， 频率为5MHz的信号在75Q、-5的同轴电缆内传输100m时，将被衰减5dB左右，信号 频率越高，受到

11、的衰减越大。图象信号是一种高频宽带信号，图象彩色部分位于频率高端， 当用同轴电缆传输彩色图象信号时，其亮度和色彩都会受到衰减，特别是随着传输距离增 加图象的色彩会变淡甚至失真。在实验室进行测试发现，彩色图象信号在75Q、-5的同 轴电缆内传输200m左右时，其幅度和色彩已经有明显的衰减。如果要传输更远距离，只 有加入同轴视频放大器。下图为75Q、-5的同轴电缆传输200m距离时的实验室测试波 形（第 17 行）：同轴电缆一、概述1、基带同轴电缆同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外 又覆盖一层保护性材料。有两种广泛使用的同轴电缆。一种是50欧姆电缆，用于

12、数字传 输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆；另一种是75欧姆电缆，用于模拟传输， 即下一节要讲的宽带同轴电缆。这种区别是由历史原因造成的，而不是由于技术原因或生 产厂家。同轴电缆的这种结构，使它具有高带宽和极好的噪声抑制特性。同轴电缆的带宽取决于电缆长度。lkm的电缆可以达到1 Gb/s2Gb/s的数据传输速率。还可以使用更长的电缆，但 是传输率要降低或使用中间放大器。目前，同轴电缆大量被光纤取代，但仍广泛应用于有 线电视和某些局域网。2、宽带同轴电缆 使用有限电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称为宽带同轴电缆。“宽带”这个 词来源于电话业，指比4kHz宽的频带。然而在计算机网络中

13、，“宽带电缆”却指任何使 用模拟信号进行传输的电缆网。由于宽带网使用标准的有线电视技术，可使用的频带高达300MHz (常常到450MHz)；由 于使用模拟信号，需要在接口处安放一个电子设备，用以把进入网络的比特流转换为模拟 信号，并把网络输出的信号再转换成比特流。宽带系统又分为多个信道，电视广播通常占用6MHz信道。每个信道可用于模拟电视、CD 质量声音(1.4Mb/s)或3Mb/s的数字比特流。电视和数据可在一条电缆上混合传输。 宽带系统和基带系统的一个主要区别是：宽带系统由于覆盖的区域广，因此，需要模拟放 大器周期性地加强信号。这些放大器仅能单向传输信号，因此，如果计算机间有放大器 则报

14、文分组就不能在计算机间逆向传输。为了解决这个问题，人们已经开发了两种类型的 宽带系统：双缆系统和单缆系统。1) 双缆系统 双缆系统有两条并排铺设的完全相同的电缆。为了传输数据，计算机通过电缆1将数据传 输到电缆数根部的设备，即顶端器(head-end),随后顶端器通过电缆2将信号沿电缆数往 下传输。所有的计算机都通过电缆1发送，通过电缆2接收。2) 单缆系统 另一种方案是在每根电缆上为内、外通信分配不同的频段。低频段用于计算机到顶端器的 通信，顶端器收到的信号移到高频段，向计算机广播。在子分段(subsplit)系统中， 5MHz30MHz频段用于内向通信，40MHz300MHz频段用于外向通

15、信。在中分(midsplit)系 统中，内向频段是5MHz116MHz，而外向频段为168MHz300MHz。这一选择是由历史的原 因造成的。3) 宽带系统有很多种使用方式。在一对计算机间可以分配专用的永久性信道；另一些计算 机可以通过控制信道，申请建立一个临时信道，然后切换到申请到的信道频率；还可以让 所有的计算机共用一条或一组信道。从技术上讲，宽带电缆在发送数字数据上比基带(即 单一信道)电缆差，但它的优点是已被广泛安装。3、同轴电缆网络同轴电缆网络一般可分为三类:主干网。主干线路在直径和衰减方面与其他线路不同,前者通常由有防护层的电缆构成。 次主干网。次主干电缆的直径比主干电缆小。当在不

16、同建筑物的层次上使用次主干电缆 时,要采用高增益的分布式放大器,并要考虑电缆与用户出口的接口。线缆。同轴电缆不可绞接,各部分是通过低损耗的连接器连接的。连结器在物理性能上与电缆相 匹配。中间接头和耦合器用线管包住,以防不慎接地。若希望电缆埋在光照射不到的地方, 那么最好把电缆埋在冰点以下的地层里。如果不想把电缆埋在地下,则最好采用电杆来架 设。同轴电缆每隔100 米设一个标记,以便于维修。必要时每隔20 米要对电缆进行支撑。 在建筑物内部安装时,要考虑便于维修和扩展,在必要的地方还需提供管道,保护电缆。 同轴电缆一般安装在设备与设备之间。在每一个用户位置上都装备有一个连接器,为用户 提供接口。接口的安装方法如下:(1) 细缆 将细缆切断，两头装上BNC头，然后接在T型连接器两端。(2) 粗缆 粗缆一般采用一种类似夹板的Tap装置进行安装，它利用Tap上的引导针穿