双绞线视频传输.doc

利用双绞线传输视频信号是近几年才兴起的技术，所谓的双绞线一般是指网线，双绞线传输利用差分传输原理，在发射端将视频信号变换成幅度相等、极性相反的视频信号，通过双绞线传输后，在接收端将二个极性相反的视频信号相减变成通常的视频信号，故能有效抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，其抗干扰能力远比同轴电缆好，而且通过对视频信号的处理，其传输的图象信号也比同轴电缆清晰，同一根网线相互之间不会发生干扰。差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。在某些系统里，系统地被用作电压基准点。当地当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端的。我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。 另一方面，一个差分信号作用在两个导体上。信号值是两个导体间的电压差。尽管不是非常必要，这两个电压的平均值还是会经常保持一致。我们用一个方法对差分信号做一下比喻，差分信号就好比是跷跷板上的两个人，当一个人被跷上去的时候，另一个人被跷下来了 - 但是他们的平均位置是不变的。继续跷跷板的类推，正值可以表示左边的人比右边的人高，而负值表示右边的人比左边的人高。0 表示两个人都是同一水平。 图1 用跷跷板表示的差分信号 应用到电学上，这两个跷跷板用一对标识为V+和V-的导线来表示。共模干扰共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口段的共有的信号干扰。共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）不要和电控锁等易产生干扰的设备共用同一个电源（5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)所以，安防监控、多媒体网络教学等等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。例如：优特普科技双绞线传输器。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）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，购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便。一、 双绞线模拟视频传输技术双绞线模拟视频传输技术，是视频传输技术的补充和一个新的分支。在网络技术迅速发展的现在，这一技术的出现、发展、完善和推广应用，既是行业的福音，也是大家的责任。 二、 认真研究一下部分双绞线视频传输设备生产厂家的宣传：这里把双绞线视频传输设备生产厂家宣传的原文节选，放在本文后面的附件里，供大家参阅。其主要观点是： 同轴电缆传输视频有严重缺点，传输距离只有200多米，加放大器传输距离一般也只能限制在四、五百米左右，图像质量很差； 在1-2公里范围视频传输工程中，同轴不行，光纤太贵，双绞线最好，它很好地解决了上面的难题。它没有同轴电缆的毛病，可以传输1、2公里无失真，传输的图像质量可以与光端机媲美。 价格便宜，施工简单，抗干扰性能好，可以多路传输等等优点。为了推销自己的产品，说一些过头话，也是可以理解的。但如果以技术权威的口气，公布一些科学结论，其结果就适得其反了。 三、 双绞线与同轴线传输特性实测比较我们选择了典型的SYWV75-5/64编电缆和典型的的五类非屏蔽双绞线。测量设备为美国TEK公司VM700A和TSG271视频测量分析系统设备。下面给出的测量曲线为1000米长度的衰减频率特性,衰减值为db.按视频6M带宽测量。 1000米双绞线和同轴线传输特性（表略） 为了便于工程应用，这里给出一个大致的数量级的概念： 大约430米双绞线的传输衰减和失真和1000米75-5 ，1600米75-7同轴电缆相当。就电缆本身视频传输特性看，按相同失真度要求，5类非屏蔽双绞线传输距离只相当于75-5同轴电缆的43%，不到一半。按照我国PAL-D视频失真度基本要求，传输线无补偿传输距离实测值是：75-7同轴电缆为200-250 m左右，75-5为100-150m左右，超5类双绞线为40-60m左右；双绞线的传输特性无论从理论上还是从实践上看，都要比同轴电缆差很多。那么双绞线视频传输器生产厂家宣传的同轴电缆只能传输200米，双绞线可以传输1500米又是怎么回事呢？原来他们是用无补偿的同轴电缆和有补偿的双绞线传输进行比较的。这种偷换概念的例子还很多，例如：在计算工程成本上，用75-9电缆的价格与普通非屏蔽双绞线比较；系统用四个同一位置的摄像机传输与4条75-9电缆比较，因为一条双绞线里有4对线；用同轴电缆的非传输设备（普通视频放大器）传输的效果，与双绞线专用传输系统比较等等。这种故意，不仅坏了自己的名声，误导了在工程一线的工程商，而且也坏了刚刚起步的双绞线专用传输系统的技术名声。同轴线和双绞线产品都有国家标准，性能是不能改变的。那么，在超性能、远距离传输模拟视频时，考虑和考验的只能是是传输设备的性能-即在6M带宽内，设备对视频信号特性的补偿能力，恢复能力和按什么标准，把图像质量恢复到什么程度的问题。 四、 同轴与双绞线传输设备当前发展水平1. 同轴传输设备：单程末端补偿（无前端设备）的视频恢复产品，最大补偿距离为：75-5电缆2公里，75-7电缆大于3公里；加前端预补偿单程可达到5公里；技术上采用我国自有知识产权的频率加权视频放大技术，全程距离不分档，连续可调，具有独特的轮廓增强和高频提升的改善图像功能。除解决远距离传输外，其特有的图像改善功能也被更多的工程商看好。产品已达到专业级水平。补偿标准为：按照我国PAL-D视频失真度6M带宽标准要求的视频特性恢复能力。工程现场参考评价标准为与摄像机原图像比较，没有差别；如轮廓增强和高频提升功能用得适当，主观评价还会比原图像清晰；2003年10月北京安防博览会上正式展示。各地工程商普遍认可，也被部分双绞线产品生产和经销单位测试比较后认可；2. 双绞线传输设备：单程（前端+末端）传输最大补偿距离，1.2-1.5公里；补偿标准未见公开。从博览会展示和部分工程商的使用反映，标准就是看图像，觉得可以就行了。大部分产品视频恢复水平和图像质量还有待提高。 五、 正确认识同轴与双绞线传输技术1. 双绞线视频传输系统，具有较强的抗共模干扰能力。在有些应用工程中，如多信息综合布线系统，优势很大，在某些监控工程中，其综合成本与同轴电缆差不多，或低于同轴系统（但图像质量还有待进一步努力提高）。这些优点，产品生产厂家已经宣传的有过之无不及；值得注意的是，许多工程商被误导的已经不知道东南西北了。他们说，同轴电缆衰减比双绞线大多了，同轴电缆有干扰等等，认为双绞线一片大好，没有缺点。有的工程商就是因为相信了这种误导宣传，工程图像质量达不到要求，被晾到了工程现场；2. 工程商除了要了解双绞线系统的优点外，目前主要矛盾还是对双绞线传输系统的缺点和问题认识不足，或认识很浅。如：双绞线传输衰减量和失真度远大于同轴电缆，双绞线不仅有欧姆衰减还有辐射衰减，回波衰减，线间互串，护套老化快等问题。为什么用非屏蔽而不用抗干扰能力更强大的屏蔽双绞线呢？因为屏蔽层对双绞线对都有偶合影响，会引起更大的衰减，显然，靠近双绞线的外部金属物体还会产生无规律的破坏平衡传输特性的影响，双绞线的抗外部电磁干扰能力也不是像说的那么理想，工程规范有强干扰环境不能使用双绞线的规定。遗憾的是我们的厂家宣传中，对此却只字不提。 3. 工程商如何选用和设计传输系统，涉及的因素很多，自然会根据具体情况全面考虑。工程上主要考虑的还是在保证图像质量的原则下，谈距离，谈成本，谈合理设计，谈工程造价等等。希望生产厂家能够客观真实的介绍产品有缺点。大家都不要误导别人，一切有要由实践来检验真伪。4. 同轴电缆是传统传输线，但并不是像有人说的那样过时了，现在包括移动通信，网络短干线通信，有线电视，雷达系统，视频监控等许多领域里，仍然大量应用同轴电缆，其宽带性能是双绞线不能比的。在视频传输领域里，同轴电缆也有它的缺点，工程中就怕遇到干扰，也容易产生一些人为干扰。 5. 对视频同轴传输系统干扰产生和如何抗干扰的问题，笔者将在另一篇文章中与大家共商。主要结论是： 外界电磁干扰不是透过屏蔽层传到同轴电缆芯线上才形成干扰的，而是因为线缆太长，作为视频信号