双绞线传输视频监控信号原理及应用.docVIP

双绞线传输视频监控信号原理及应用摘 要： 近年来出现的利用双绞线传输视频信号在视频监控领域得到广泛的应用，相对于传统的视频信号传输方式，双绞线视频信号传输具有造价低、抗干扰能力强、无中继传输距离远、施工布线方便的特点，是对视频信号传输方式的有力补充，也是对智能化网络综合布线体系的扩展和延伸。 关键词： 双绞线；传输；监控；视频信号 中图分类号：TE319 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0710011－02 1 常用视频信号线缆传输方式 视频信号线缆传输通常是指视频经过前端采集和压缩后通过铜缆或光缆传递到指定的主机或设备的过程，广泛应用于视频监控、远程教学、多屏幕融合、视频会议等领域；传统的视频信号线缆传输方式主要有以下几类。 1.1 同轴电缆基带传输 同轴电缆基带传输是最早出现的视频信号传输方式，基带视频信号（RCA）不经过任何处理，使用同轴电缆采用非平衡方式直接传输。信号传输过程中，高频分量衰减大于低频分量衰减，随着距离的增加高低频衰减差异逐渐加大，造成频率失真，无法保证图像质量，在视频传输通道幅频特性-3db失真度要求内，如不采用加权视频信号放大器进行放大和末端补偿，使用SYV 75-5同轴电缆传输距离150米，使用SYV 75-7同轴电缆传输距离为230米，传输距离较近，不能满足中远距离的信号传输要求。其次同轴基带传输还存在每路视频信号需单独布线，控制信号需另外布设控制电缆的情况，密集布线给线施工带来很大困难，也造成了成本增加的问题；总的来说同轴基带传输存在布线量大、抗干扰能力差、中长距离传输信号衰减大、传输信号单一、综合成本较高等诸多不尽人意的地方；基于传统的原因，目前视频监控系统中同轴电缆基带传输应用最为普遍。 1.2 射频共缆传输 射频共缆传输又叫射频调制解调传输，从有线电视技术发展而来，是距离几km甚至几十km视频信号传输的最佳解决方案；在49.5MHz～860MHz频段内，将0～6MHz的基带视音频信号高频调幅调制到这个频段内，形成多个8M带宽的射频调幅波频道，每一路视频调幅波占用一个频道，多个频道信号通过混合器混合成一路射频信号在一条电缆中传输，在传输末端再用分配器按频道数量分成多路，每一路解调器还原出自己频道信号；射频共缆传输虽然具有布线施工简单、维护方便，节省布线材料成本及施工费用的特点，但是传输过程的前后端包含了信号调制与解调、信号混合与分离、多级功率放大、多频道均衡、音视频比例关系调整等多种技术，系统要求复杂，是目前各种视频传输方式中，技术含量最高，又较难掌握的一种视频传输方式；射频共缆传输适用于摄像机或视频信号源分布相对集中，且又需要远距离传输（几km至几十km）的场合；在监控系统中，仅作为远距离传输中的主干线。 1.3 光缆传输 光纤视频信号传输通过把视频及控制信号转换为光信号在光纤中实现几十至几百km远距离视频传输，常见的传输控制转换设备有模拟光端机和数字光端机；数字光端机因成本高，目前没有得到普及；模拟光端机对传输信号采用两级调制与解调，在远端实现视频信号对射频的调幅以及射频信号对光信号的调幅，近端通过两级解调还原成基带视频信号提供给后端设备；光纤传输具有距离远、衰减小，抗干扰性能好的特点；但是光纤成本较高，铺设、安装调试复杂，故障处理困难，线路维护需专业技术人员及设备，不易升级扩容。目前各个城市的公安“天网”视频监控系统主要采用此种方式，而在应用最为广泛的楼宇或小区监控中较少使用。 2 双绞线传输视频监控信号的技术原理 双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质，用于传输各种数据、语音及控制信号，在工业控制系统及局域网中大量的使用；但是双绞线直接用于视频信号的传输，会对视频信号产生较大的传输衰减和频率失真，信号衰减度甚至远远超过同轴电缆，不能满足工程需求；因而长期以来，视频信号传输均未使用双绞线；近年来如何将双绞线用于视频信号的传输，国内外进行了研究，并取得了可喜的成就。 通过分析双绞线的物理结构和电气性能，视频信号在其中传输需要解决一下问题：阻抗匹配、传输方式转换和信号衰减补偿；双绞线是一种特性阻抗为100Ω的平衡方式（差分信号）传输线缆，而标准视频信号接口通常是75Ω非平衡方式（单端信号），所以要使用双绞线传输视频信号，必须设法解决75Ω/100Ω阻抗匹配和非平衡方式/平衡方式传输的转换问题。对于传输过程中的高频衰减也必须得到补偿，否则信号失真严重。 那么怎么解决这些问题呢？从原理上说，首先在发射端通过传输变压器将非平衡信号转换成平衡信号，同时通过对传输变压器线圈线径和匝数的调整实现阻抗的匹配，转换后的平衡视频信号经双绞线传输，在接收端再进行信号放大，并且针对传输过程中衰减较大的高频分量进行补偿，最后通过电