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发布时间:2020.02.17 新闻来源:bte365官方_bte365官方网站 浏览次数:

 一、同轴电缆视频传输及其特色

    在视频监控体系中,模仿摄像机的输出阻抗为75Ω不平衡方法,而操控台及监视器的输入阻抗也为75Ω不平衡方法,为了整个体系的阻抗匹配,其传输线往往选用75Ω的特性阻抗。电视监控体系一般多是中短间隔的中小型体系,同轴电缆是现在监控体系中运用最广泛的视频传输线,同轴视频传输技能也是监控体系中的一种最根本传输方法。



    视频基带是指视频信号自身的0至6MHz频带。将视频信号选用调幅或调频的方法调制到高频载波上,然后通过电缆传输,在终端接纳后再解调出视频信号,这种方法称为调制传输方法。这种方法能够较好地按捺基带传输方法中常有的各种搅扰,并可完结一根电缆传送多路视频信号。可是在实践的监控体系中,因为摄像机安置地址比较涣散,并不总能发挥频分复用的优势,而添加调制、解调设备还会添加体系本钱和调试难度,因而在传输间隔不远的状况下,依然以基带传输为主。而高频调制传输方法大多呈现在有线电视体系和宽频共缆“一线通”视频监控传输体系中。

    同轴电缆的特性阻有50欧姆、75欧姆等几种,首要类型有SYV型(绝缘层为实心100%聚乙烯)、SBYFV型(绝缘层为泡沫聚乙烯)、SYK型(绝缘层为聚乙烯藕芯)。SYWV是发泡率占70-80%的物理发泡聚乙烯绝缘电缆,因为介电损耗原因,SYV实心电缆衰减显着要大于SYWV物理发泡电缆。电视监控体系中常用的是SYV和SBYFV型75欧姆阻抗的同轴电缆。以SYV型电缆为例,国内的同轴电缆有SYV75-3、SYV75-5、SYV75-7、SYV75-9等规范。运用同轴电缆传输图画时,间隔在300米以下的能够选用SYV75-5电缆,在传输间隔添加时能够考虑运用低损耗的同轴电缆,如SYV75-7、SYV75-9等,或许参加电缆补偿器。

    同轴电缆的特性阻抗为75欧姆,因为视频带宽很宽,同轴电缆在低频和高频所体现的阻抗不是彻底相同的,无法做到彻底的匹配。但图画的细节都在1MHz以上的频域内,所以确保高频段阻抗匹配就根本能够满意传输要求,即便在低频段有细小的失配,也不会对图画构成显着的重影失真。阻抗失配多体现为重影。

    同轴电缆传输具有以下根本特色:

    1.电缆越细,衰减越大:如75-7电缆1000米的衰减,与75-5电缆600多米衰减大致恰当,或许说1000米的75-7电缆传输作用与75-5电缆600多米电缆传输作用大致恰当。

    2.电缆越长,衰减越大:如75-5电缆750米,6M频率衰减的“分贝数”为1000米衰减“分贝数”的75%,即15db;2000米(1000+1000)衰减为20+20=40db,其他各频率点的核算方法相同。核算不同长度电缆衰减时,“分贝数是加减联系”或“衰减分贝数能够依照长度改变的百分比联系核算”。

    3.频率失真特性:低频衰削减,高频衰减大。高/低边频衰减量之差,可叫做“边频差值”,这是一个非常重要参数。电缆越长,“边频差值”越大;充分认识和把握同轴电缆的这种“频率失真特性”,这在工程上具有非常重要的含义;这是影响图画质量最要害的特性,也是工程中最简略被忽视的问题。

    同轴电缆、双绞线和光纤是现在监控体系中运用最广的三种传输介质,咱们能够从几个方面临它们作一些剖析和比较。

    非屏蔽双绞线电缆UTP(UnshieldedTwistedPair)也能够传输视频图画。双绞线一般选用特性阻抗为100Ω的平衡传输方法,现在绝大多数前端的摄像机和后端的视频设备都是单极性、75Ω匹配联接的,所以选用双绞线传输方法时,有必要在前后端进行“单——双”(平衡——不平衡)转化和电缆特性阻抗75-100Ω匹配转化;因而视频双绞线基带传输两头有必要有转化设备,不能像同轴电缆那样无设备直接传输视频信号。视频信号假如直接在双绞线内传输会衰减很大,所以视频信号在双绞线上要完结远间隔传输有必要进行扩大和补偿,双绞线视频传输设备适配器就完结这种功用。选用一对无源适配视频收发器和5类双绞线传输间隔在300m左右,选用一对有源视频发射与接纳器(双绞线传输器),在5类非屏蔽双绞线上传输视频信号时最远间隔可达900m。

    用无源适配器传输时,跟着频率增高插入损耗会增大。这样在视频图画信号传输间隔稍远时,图画质量将会遭到严峻的影响,在实践运用中将遭到较大的约束。通过有源适配器,选用非平衡抗搅扰技能,能够通过一根5类UTP线缆的几组双绞线别离传输非数字化非紧缩的音视频信号和报警、操控信号,以及电源。

    光纤传输的最大长处是带广大、抗搅扰、电磁绝缘功能好、信息安全、传输间隔远,但在光纤视频传输体系中两头要添加完结光通信的光端机。

  二、同轴电缆传输用的电缆补偿器(均衡扩大器)

    因为同轴电缆视频传输频率失真具有低频衰削减,高频衰减大的特性,远间隔传输要选用扩大补偿的视频传输方法。要确保图画质量,视频传输体系的频率失真规划应小于3db,“3db失真”这个规范,适用于光缆、射频、微波、同轴和双绞线等各种视频传输体系产品。摄像机信号不加扩大补偿,只用同轴电缆传输时,依照“3db失真”这个规范要求,并结合上面的电缆衰减特性,SYWV75-5电缆不超越3db失真度的电缆长度核算方法是:1000米衰减20db,20/3=6.67,1000/6.67=150米,75-7电缆为236米。实心聚乙烯绝缘电缆,衰减量大于物理发泡电缆。所以3db失真有用传输间隔少于上面核算值,工程上大致可按90%左右预算。照实芯75-5电缆“3db失真”传输间隔大约为150*0.9=135米,假如对图画质量下降要求,SYV-75-5型同轴电缆可传输300m。

    选用同轴电缆加扩大补偿的视频传输方法时,体系传输特性是同轴电缆的衰减频率特性和扩大补偿的“增益频率特性”之和,扩大补偿的“增益频率特性”,应该能有用补偿电缆的频率衰减特性,且二者应该始终坚持相反、互补联系,这才能够有用扩展同轴电缆的传输间隔。

    CCTV体系传输间隔较远时,通过电缆传输的彩色电视基带信号在5.5MHz点的不平整度大于3dB时,宜加电缆均衡器;抵达6dB时,应加电缆均衡扩大器。现在这项同轴视频传输技能,产品现已抵达的技能水平是:只用一级结尾均衡扩大器(无前端无中继),75-5电缆在2km,75-7电缆在3km规划以内的恣意间隔上,都能够完结上述传输规范;传输间隔和传输质量现已和多模光端机恰当,而在传输本钱、施工保护和图画质量可控康复功用方面,都具有一起的有用优势和竞赛优势;这便是说,将同轴视频传输技能有用监控规划扩展到了2-3公里。

    电缆补偿器又称为电缆均衡器、均衡扩大器或视频扩大器。电缆补偿器一般是通过电缆校对电路首要对高频特性进行补偿,以使信号传输通道的总频率特性根本上是平整的。电路首要由RC电路组成,每一组RC串联电路都有一个中心频率f,将电缆衰减曲线分红几段,对应于各段都用一组RC电路进行补偿。一般参加一级补偿器能够使传输线路延伸500米,关于75-5电缆恰当添加电缆补偿器可使有用传输间隔增至2km左右。

    三、同轴电缆传输的抗搅扰技能

    工程中发生搅扰的状况许多、很杂乱,但能够大致分为两大类:一类是电缆传输线路“外部电磁搅扰”的侵略,如地电位搅扰、电台搅扰、电火花搅扰、并行电缆耦合搅扰等。这是影响最大、规划和施工中又很难猜测的搅扰。第二类是两头设备问题和毛病引进的搅扰,如设备电源毛病引来的50/100周电源搅扰,或开关电源的高频电源搅扰等。关于外部搅扰,工程中比较老练的经历有:1.防止“地电位”的单端接地或不接大地;2.电缆穿金属管,或走金属线槽,但本钱较高,施工有必定杂乱度;3.埋地;4.“远离”其他动力电缆或信号操控电缆,并尽量防止或削减并行;5.会集供电和操控信号传输选用屏蔽电缆,但屏蔽层不能两头都接视频地;6.施工穿管时,雇临时工来做,成果多处拉断同轴电缆编织网,使外导体电阻增大,发生搅扰。7.电缆中心接头衔接方法不是选用F型接头和双通衔接,而是选用“焊接”或“扭接”的方法,破坏了电缆的同轴性和特性阻抗的连续性,简略引起反射和搅扰。8.选用平衡抵销原理的视频抗搅扰器,但局限性较大,现场调试费事。

    同轴视频传输技能的线缆高带宽和实践低频率的运用,构成信号在电缆中传输时,其振幅及相位在低频段与高频段的不同就会很大,特别是在相位失真太大时,便难以用简略的电路进行补偿。因而基带传输低频部分很简略遭到强电、发射塔、基站、电动机、变频器等搅扰源的搅扰。视频抗搅扰器是处理视频监控中所呈现的视频搅扰问题的辅助工具。

    同轴传输归于“关闭电磁场”传输类型,信号电磁场被关闭在屏蔽层内部传输,与外界没有电磁沟通联系,同轴电缆这种“屏蔽表里电磁场”功能决议了电缆自身具有优异的抗搅扰功能。同轴传输搅扰的发生,首要源于电缆太长,电缆以“天线效应”接纳外界电磁场在屏蔽层两头构成搅扰电压,通过两头匹配负载与芯线构成回路发生搅扰。此外,因为在一个区域搅扰源的频率一般会集在每一频段,可用高频调制传输方法频道挑选的方法避开搅扰。

    扩大抗搅扰方法准则上说,这种抗搅扰器并不能消除搅扰,但的确能够有用下降搅扰信号的起伏。假定视频信号的输出起伏为U1,搅扰信号的起伏为U2,则抵达终端的视频信号的起伏为源信号与搅扰信号之和,即U1+U2(不考虑信号自身的衰减问题),其间起伏为U2的搅扰信号对在监视器屏幕上显现的图画发生严峻的搅扰。假如在前端原视频信号传输前,先用一扩大器将其起伏扩大n倍到Nu1再进行传输,则相同混入U2的搅扰信号后,抵达终端的信号变为NU1+U2,这个起伏显着超越了显现设备答应的输入电平要求,因而还需求一个衰减器将在终端收到的混合了搅扰信号的组成信号全体衰减n倍,得到(nU1+U2)/n=U1+U2/n,成果终端处的信号起伏康复为U1,而搅扰成分则变为U2/n。由此可见,通过对信号先扩大后紧缩的处理后,输出到显现设备的视频信号仍可坚持原有的起伏不变,而搅扰信号起伏则下降为n分之一。烟台意埃伊电子公司提出的加权抗搅扰专利技能是一种以扩大抗搅扰为主的技能,其的关键是:前端选用频率加权起伏提高限制搅扰技能,后端选用频率加权视频康复技能,供给同轴传输体系的“附加搅扰按捺才能”。

    抗搅扰同轴电缆是另一种处理视频有线传输搅扰问题的方法。SYWV75-5/eie,是一种抗搅扰同轴电缆的类型,它是由烟台意埃伊电子公司开发并具有自有知识产权的产品。这种电缆的简称为“e电缆”,外观和尺度与传统4屏蔽物理发泡同轴电缆没有差异,用于视频传输环境中,具有优异的、抗强电磁搅扰才能。“e电缆”是一种“双屏蔽、双绝缘同轴电缆”。如下图:

    它的结构从内到外依次是:①内导体芯线;②物理发泡层(榜首绝缘层);③铝箔和编织网一起组成的同轴外导体(榜首屏蔽层);④第二绝缘层;⑤铜编织网第二屏蔽层⑥外护套。“e电缆”结构与4屏蔽物理发泡同轴电缆根本相同。内导体芯线、物理发泡绝缘层和榜首屏蔽层,组成规范SYWV75-5同轴电缆,用于视频信号传输,榜首屏蔽层是视频信号地。信号传输依然是要确保芯线和榜首屏蔽层的有用衔接。不同的是:外面的第二屏蔽层与里边榜首屏蔽层之间是一个绝缘层,表里屏蔽层互不导通,第二屏蔽层不是信号地,它是真实的外界搅扰屏蔽层,它给视频传输线供给了一个“柔性屏蔽室”环境。

    单屏蔽层电缆会发生搅扰的原因是,屏蔽层是信号传输回路的一部分,而搅扰电动势又直接串联在信号传输回路中。“e电缆”的状况不同,虽然搅扰也会在第二屏蔽层上发生感应电动式Vi,但Vi与信号传输回路绝缘,所以不会在信号传输回路中发生搅扰电压。这便是“e电缆”的根本抗搅扰原理。

    工程运用和试验测验标明,在视频波段,“e电缆”抗沟通电源、沟通电机、变频电机和电火花等低频强电磁搅扰才能非常强壮。“e电缆”实践是给同轴电缆规划了一个“随行柔性的屏蔽室”。因而,工程中大都能够免除穿金属管、走金属线槽的费事。在一般监控工程中,也能够放宽动力电缆、操控电缆与视频电缆不能近间隔并行的要求;对建筑物中超强动力电缆,恰当摆开必定间隔也能够抵达抗搅扰意图。

四、“一线通”有线调频技能的运用

    有线电视能够通过一根电缆将电视台的多个频道电视节目在电视机上明晰显现出来,这种老练技能运用到安防中便是共缆一线通技能。“一线通”的有线调频方法,在一根射频电缆上传输一切的音视频和操控信号,能够有用地节约线材和布线本钱,但需求添加调制解调设备。在1-3km以下的监控运用中,考虑到体系本钱绝大多数场合还不得不运用传统的同轴视频电缆传输方法,原因是光纤和光端机关于近间隔监控体系而言显得不行经济。可是,因为同轴电缆对视频信号衰减很大,假如传输间隔超越二、三百米今后,图画质量就会显着衰减失真,即便加上视频扩大器,传输间隔也难以大起伏添加,而且图画质量难尽人意,工程造价还添加。别的,假如在传输图画信号的一起,有其它操控信号,则需求添加额定的布线,构成工程费用和施工难度添加。共缆一线通技能是选用频分技能、时分(时刻分配)、新的反向传输技能完结在单根同轴电缆上传输多路视频、双向音频播送、双向报警联动、RS485、电话信号、消防信号等多种信号。宽频共缆“一线通”电视监控具有抗搅扰才能强、传输间隔远、布线简略、价格低廉等许多长处。选用宽频共缆“一线通”的传输设备,在一根同轴的线缆中传输能够多达40个点(经济适用引荐数量为25路以内)的音频、视频和操控信号,以及电源的传输。

    咱们用某个有用体系来阐明宽频共缆“一线通”的根本原理:同轴电缆频率带宽为0~1000MHz,因为宽频共揽监控传输信号时只使用了其间550MHz的空间,所以在传输监控信号的一起,还预留了报警、播送体系的扩展空间,使多体系、多路信号传输聚集到一根电缆传输。在信号传输时,使用5~65MHz来下行传输对前端云台和镜头的操控数据信号,使用110~550MHz来上行传输监控视频信号和音频信号,而65~87MHz为信号双向传输的隔离带,上下行信号在其间传输各行其道不会磕碰。不同摄像机收集的监控视频信号输入不同频道的宽频共缆调制器上,进行二次变频调制及螺旋滤波,对图画频谱和相位等严厉目标操控后搬移到某个频道高频载波上,输出复用到同轴电缆网络中,被调制的不同频道的多路视频载波(射频载波)信号通过信号耦合器,聚集到一根同轴电缆上,并通过同轴电缆网络及信号扩大设备传输到监控中心。射频信号传输到监控中心后,进入双向数据分波器,通过其间的高通滤波模块把下行的操控信号滤掉,只让87MHz以上的视频高频载波通过,分配到多路视频解调器(或其他规范的视频解调设备)对同轴电缆中的监控信号进行多路解调还原成规范视频基带和音频信号,最终送到监视器、硬盘录像机或其他视频处理设备。来自硬盘录像机、操控键盘等设备的RS232/RS485操控信号通过FSK数据调制器进行数据封装打包调制到射频(38~40MHz)载波上,进入数据分波器低通滤波器下行传输。通过同轴电缆网络传输到每个宽频共缆调制器,由宽频共缆调制器的FSK解调模块把操控数据信号解调成规范的工业RS-485操控信号送到解码器后输出云台、镜头操控电平,然后驱动云台上、下、左、右或主动旋转,推进镜头光圈、聚集、变倍动作。

    在监控体系中选用宽频共缆“一线通”监控进行传输具以下优势:1、传输间隔远、传输质量高。因为在宽频调制解调器中选用了先进的中频处理、上变频技能,较好地补偿了高频同轴电缆对视频信号起伏的衰减以及不同频率间的衰减差,坚持了原始图画的亮度和颜色以及实时性。2、布线简略、线缆使用率高。“一根”同轴电缆可传送四十路上行监控信号、下行操控信号。布线组合形形色色,能够选用总线、树型、星型多种结构将多点图画、操控集成一根电缆总线双向传输。3、抗搅扰、适用广泛。监控体系搅扰源大多数是频率较低的信号,常见视频搅扰源频率首要散布在45MHz以下,宽频共缆监控的图画传输频率与搅扰频率有很宽的频带间隔,载波高频传输方法能有用按捺频率较低共模搅扰和电磁搅扰。4、技能老练、安稳性好。5、数据调制、双向传输。操控信号选用FSK数据调制技能,与摄像机回传视频信号在同一根电缆中双向传输,操控信号选用中频调制安稳牢靠。6、扩大简略,滑润晋级。总线拓扑的结构,无须独自布线,就地总线添加。

    脚踏实地地讲,共缆监控传输是介于传统视频基带与光传输之间的一种传输方法,比较合适运用于400~3000米之间的“中等规划、间隔较远、搅扰较强”的环境,近则本钱太高,远则需求光传输技能合作。共缆监控传输间隔的核算应以SYWV型同轴电缆的衰减功能、信号耦合器的衰减目标、所答应串接干线扩大器的数量和监控项目一根线包容的监控点数作为共缆监控传输长度的考虑要素。因为“一线通”采纳有线调频方法传输,因而需求添加调制解调等设备,工程的装置调试也比较杂乱,也需求较多的设备。

    五、同轴电缆视频传输设备及线缆的商场状况

    用于监控体系的同轴电缆视频传输设备、线缆的商场状况比较杂乱。规划最大的一块是75Ω同轴电缆,因为模仿监控器件占有了我国监控中前端商场的大部分比例,同轴电缆传输占的比重很大,用于视频监控的同轴电缆年出售额大约在10亿元左右。具有较好抗搅扰功能的“e电缆”是由烟台意埃伊电子公司研制出产的,首要用于对图画要求较高、且环境搅扰较为严峻的监控体系用户,商场现在还比较狭小。

    在安防商场绝大多数供货商把电缆补偿器(电缆均衡器)称为视频扩大器。在慧聪网上检索,在安防范畴的视频扩大器产品有647条信息,上百家安防公司出产、运营同轴电缆视频扩大器,部分是一起运营同轴电缆视频扩大器和双绞线视频扩大器。在广电范畴的视频扩大器产品则有1137条信息。在慧聪网上检索,在安防范畴的视频抗搅扰器产品有901条信息、而出产、供给视频抗搅扰器的厂商比出产电缆补偿器的更多,品牌、类型多种多样。因为视频抗搅扰器的销量和单价均较高,商场规划更大一些。这两类设备在安防范畴的年出售额大约为2亿。

    因为宽频共缆“一线通”视频监控体系装置调试比较杂乱,需求专用设备和专业施工部队,因而产品大多数是以工程项意图方式出售。据咱们查询,国内大约有30家多公司进入宽频共缆“一线通”视频监控体系的设备出产、代理和安防工程施工。宽频共缆“一线通”视频监控工程年出售额在1.5亿左右。

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