監控系統傳輸線(xiàn)的選擇方案比較

　　每個(gè)監控工程都有其自身的特點(diǎn)和特殊性，因此在組建監控網(wǎng)絡(luò )時(shí)需要充分考慮這些具體情況，選用最為合適的圖象和信號傳輸方式。鑒于同軸電纜、雙絞線(xiàn)和光纖是目前監控系統中使用最廣的三種傳輸介質(zhì)，我們可以從幾個(gè)方面對它們作一些分析和比較。

　　一、特點(diǎn)和傳輸特性分析

　　1、同軸電纜

　　一般在小范圍的監控系統中，由于傳輸距離很近，使用同軸電纜直接傳送監控圖象對圖象質(zhì)量的損傷不大，能滿(mǎn)足實(shí)際要求。但是，根據對同軸電纜自身特性的分析，當信號在同軸電纜內傳輸時(shí)其受到的衰減與傳輸距離和信號本身的頻率有關(guān)。一般來(lái)講，信號頻率越高，衰減越大。所以，同軸電纜只適合于近距離傳輸圖象信號，當傳輸距離達到200米左右時(shí)，圖象質(zhì)量將會(huì )明顯下降，特別是色彩變得暗淡，有失真感。

　　在工程實(shí)際中，為了延長(cháng)傳輸距離，要使用同軸放大器。同軸放大器對視頻信號具有一定的放大，并且還能通過(guò)均衡調整對不同頻率成分分別進(jìn)行不同大小的補償，以使接收端輸出的視頻信號失真盡量小。但是，同軸放大器并不能無(wú)限制級聯(lián)，一般在一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)系統中同軸放大器最多只能級聯(lián)2到3個(gè)，否則無(wú)法保證視頻傳輸質(zhì)量，并且調整起來(lái)也很困難。因此，在監控系統中使用同軸電纜時(shí)，為了保證有較好的圖象質(zhì)量，一般將傳輸距離范圍限制在四、五百米左右。

　　另外，同軸電纜在監控系統中傳輸圖象信號還存在著(zhù)一些缺點(diǎn)：

　　1)同軸電纜本身受氣候變化影響大，圖象質(zhì)量受到一定影響;

　　2)同軸電纜較粗，在密集監控應用時(shí)布線(xiàn)不太方便;

　　3)同軸電纜一般只能傳視頻信號，如果系統中需要同時(shí)傳輸控制數據、音頻等信號時(shí)，則需要另外布線(xiàn);

　　4)同軸電纜抗干擾能力有限，無(wú)法應用于強干擾環(huán)境;

　　5)同軸放大器還存在著(zhù)調整困難的缺點(diǎn)。

　　2、雙絞線(xiàn)

　　雙絞線(xiàn)的使用由來(lái)已久，在很多工業(yè)控制系統中和干擾較大的場(chǎng)所以及遠距離傳輸中都使用了雙絞線(xiàn)，我們今天廣泛使用的局域網(wǎng)也是使用雙絞線(xiàn)對。雙絞線(xiàn)之所以使用如此廣泛，是因為它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、布線(xiàn)容易、價(jià)格低廉等許多優(yōu)點(diǎn)。雙絞線(xiàn)對信號也存在著(zhù)較大的衰減，視頻信號如果直接在雙絞線(xiàn)內傳輸，也會(huì )衰減很大，所以視頻信號在雙絞線(xiàn)上要實(shí)現遠距離傳輸，必須進(jìn)行放大和補償，雙絞線(xiàn)視頻傳輸設備就是完成這種功能。加上一對雙絞線(xiàn)視頻收發(fā)設備后，可以將圖象傳輸到1至2km。雙絞線(xiàn)和雙絞線(xiàn)視頻傳輸設備價(jià)格都很便宜，不但沒(méi)有增加系統造價(jià)，反而在距離增加時(shí)其造價(jià)與同軸電纜相比下降了許多。所以，監控系統中用雙絞線(xiàn)進(jìn)行傳輸具有明顯的優(yōu)勢：

　　1)傳輸距離遠、傳輸質(zhì)量高。由于在雙絞線(xiàn)收發(fā)器中采用了先進(jìn)的處理技術(shù)，極好地補償了雙絞線(xiàn)對視頻信號幅度的衰減以及不同頻率間的衰減差，保持了原始圖象的亮度和色彩以及實(shí)時(shí)性，在傳輸距離達到1km或更遠時(shí)，圖象信號基本無(wú)失真。如果采用中繼方式，傳輸距離會(huì )更遠。

　　2)布線(xiàn)方便、線(xiàn)纜利用率高。一對普通電話(huà)線(xiàn)就可以用來(lái)傳送視頻信號。另外，樓宇大廈內廣泛鋪設的5類(lèi)非屏蔽雙絞線(xiàn)中任取一對就可以傳送一路視頻信號，無(wú)須另外布線(xiàn)，即使是重新布線(xiàn)，5類(lèi)纜也比同軸纜容易。此外，一根5類(lèi)纜內有4對雙絞線(xiàn)，如果使用一對線(xiàn)傳送視頻信號，另外的幾對線(xiàn)還可以用來(lái)傳輸音頻信號、控制信號、供電電源或其它信號，提高了線(xiàn)纜利用率，同時(shí)避免了各種信號單獨布線(xiàn)帶來(lái)的麻煩，減少了工程造價(jià)。

　　3)抗干擾能力強。雙絞線(xiàn)能有效抑制共模干擾，即使在強干擾環(huán)境下，雙絞線(xiàn)也能傳送極好的圖象信號。而且，使用一根纜內的幾對雙絞線(xiàn)分別傳送不同的信號，相互之間不會(huì )發(fā)生干擾。

　　4)可靠性高、使用方便。利用雙絞線(xiàn)傳輸視頻信號，在前端要接入專(zhuān)用發(fā)射機，在控制中心要接入專(zhuān)用接收機。這種雙絞線(xiàn)傳輸設備價(jià)格便宜，使用起來(lái)也很簡(jiǎn)單，無(wú)需專(zhuān)業(yè)知識，也無(wú)太多的操作，一次安裝，長(cháng)期穩定工作。

　　5)價(jià)格便宜，取材方便。由于使用的是目前廣泛使用的普通5類(lèi)非屏蔽電纜或普通電話(huà)線(xiàn)，購買(mǎi)容易，而且價(jià)格也很便宜，給工程應用帶來(lái)極大的方便。

　　3、光纖

　　光纖和光端機應用在監控領(lǐng)域里主要是為了解決兩個(gè)問(wèn)題：一是傳輸距離，一是環(huán)境干擾。雙絞線(xiàn)和同軸電纜只能解決短距離、小范圍內的監控圖象傳輸問(wèn)題，如果需要傳輸數公里甚至上百公里距離的圖象信號則需要采用光纖傳輸方式。另外，對一些超強干擾場(chǎng)所，為了不受環(huán)境干擾影響，也要采用光纖傳輸方式。因為光纖具有傳輸帶寬寬、容量大、不受電磁干擾、受外界環(huán)境影響小等諸多優(yōu)點(diǎn)，一根光纖就可以傳送監控系統中需要的所有信號，傳輸距離可以達到上百公里。光端機為監控系統提供了靈活的傳輸和組網(wǎng)方式，信號質(zhì)量好、穩定性高。

　　不過(guò)，使用光纖和光端機需要一定的專(zhuān)業(yè)知識和專(zhuān)用設備，這給工程施工和用戶(hù)使用帶來(lái)了一定的困難。另外，對于短距離、小規模的監控系統來(lái)說(shuō)，使用光纖傳輸也顯得不夠經(jīng)濟。

　　二、技術(shù)性能分析

　　1、同軸電纜在監控系統中，使用75Ω、-5的同軸電纜較為常見(jiàn)。一般，這種同軸電纜的分布電容在50-60pF/m左右，再加上電纜的直流電阻，會(huì )使被傳輸信號受到衰減。測試表明，頻率為5MHz的信號在75Ω、-5的同軸電纜內傳輸100m時(shí)，將被衰減5dB左右，信號頻率越高，受到的衰減越大。圖象信號是一種高頻寬帶信號，圖象彩色部分位于頻率高端，當用同軸電纜傳輸彩色圖象信號時(shí)，其亮度和色彩都會(huì )受到衰減，特別是隨著(zhù)傳輸距離增加圖象的色彩會(huì )變淡甚至失真。在實(shí)驗室進(jìn)行測試發(fā)現，彩色圖象信號在75Ω、-5的同軸電纜內傳輸200m左右時(shí)，其幅度和色彩已經(jīng)有明顯的衰減。如果要傳輸更遠距離，只有加入同軸視頻放大器。

　　2、雙絞線(xiàn)在用雙絞線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)時(shí)，一般使用普遍使用的5類(lèi)UTP電纜。其特性阻抗在100Ω左右，分布電容約15pF/m，與同軸電纜不同，信號在雙絞線(xiàn)內以平衡方式傳輸，有了雙絞線(xiàn)視頻傳輸設備和雙絞線(xiàn)配合使用，就可以保證在1.5Km的距離范圍內都能高質(zhì)量地傳輸視頻信號。在實(shí)驗室使用專(zhuān)用儀器對雙絞線(xiàn)傳輸圖象信號的性能指標進(jìn)行了測試，結果如下：

　　測試儀器：Tektronix TSG-271 PAL 制信號發(fā)生器、Tektronix VN700A視頻信號分析儀

　　被測設備：武漢微創(chuàng )光電技術(shù)有限公司(027-87462996)WTCS-03 C10雙絞線(xiàn)視頻傳輸設備、5類(lèi)UTP電纜

　　(1)傳輸距離為300m時(shí)

　　指標：DG≤1% ;DP≤1°;SNR≥65dB

　　(2)傳輸距離為1200m時(shí)

　　指標：DG≤2% ;DP≤2°;SNR≥60dB

　　3、光纖

　　光纖是遠距離監控圖象傳輸的必然選擇，它能提供上百公里的傳輸距離，并且能提供很好的圖象傳輸質(zhì)量。在實(shí)驗室使用專(zhuān)用儀器對武漢微創(chuàng )光電技術(shù)有限公司W(wǎng)TOS-02 S4000非壓縮數字視頻傳輸設備的性能指標進(jìn)行了測試，如下：

　　DG≤1% ;DP≤1°;SNR≥70dB