監(jiān)控系統(tǒng)中視頻信號(hào)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)

    監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻信號(hào)的傳輸是整個(gè)系統(tǒng)非常重要的一環(huán)，也是廣大工程商挺撓頭的一件事，隨著工程中監(jiān)控設(shè)備價(jià)格的透明性和工程商競(jìng)爭(zhēng)的加劇，信號(hào)傳輸部分的費(fèi)用越來(lái)越受到大家的重視；目前，在監(jiān)控系統(tǒng)中最常用的傳輸介質(zhì)是同軸電纜、雙絞線(xiàn)、光纖等方式，對(duì)于不同場(chǎng)合、不同的傳輸距離，怎樣能保證傳輸質(zhì)量、降低費(fèi)用，根據(jù)多年的工程經(jīng)驗(yàn)，在這里我們作一些介紹供參考。

一、 同軸電纜傳輸

（一）通過(guò)同軸電纜傳輸視頻基帶信號(hào)

    視頻基帶信號(hào)也就是通常講的視頻信號(hào)，它的帶寬是0-6MHZ，一般來(lái)講，信號(hào)頻率越高，衰減越大，一般設(shè)計(jì)時(shí)只需考慮保證高頻信號(hào)的幅度就能滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求，視頻信號(hào)在5.8MHZ的衰減如下：SYV75-3 96編國(guó)標(biāo)視頻電纜衰減30dB/1000米, SYV75-5 96編國(guó)標(biāo)視頻電纜衰減19dB/1000米,，SYV75-7 96編國(guó)標(biāo)視頻電纜衰減13dB/1000米；如對(duì)圖象質(zhì)量要求很高，周?chē)鸁o(wú)干擾的情況下，75-3電纜只能傳輸100米，75-5傳輸160米，75-7傳輸230米；實(shí)際應(yīng)用中，存在一些不確定的因素，如選擇的攝像機(jī)不同、周?chē)�環(huán)境的干擾等，一般來(lái)講，75-3電纜可以傳輸 150米、75-5可以傳輸300米、75-7可以傳輸500米；對(duì)于傳輸更遠(yuǎn)距離，可以采用視頻放大器（視頻恢復(fù)器）等設(shè)備，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和補(bǔ)償，可以傳輸2-3公里；另外，通過(guò)一根同軸電纜還 可以實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)和控制信號(hào)的共同傳輸，即同軸視控傳輸技術(shù)，下面簡(jiǎn)單介紹一下該技術(shù)：

    在監(jiān)控系統(tǒng)中，需要傳輸?shù)男盘?hào)主要有兩種，一個(gè)是圖像信號(hào)，另一個(gè)是控制信號(hào)。其中視頻信號(hào)的流向是從前端的攝像機(jī)流向控制中心；而控制信號(hào)則是從控制中心流向前端的攝像機(jī)（包括鏡頭）、云臺(tái)等受控對(duì)像；并且，流向前端的控制信號(hào)，一般又是通過(guò)設(shè)置在前端的解碼器解碼后再去控制攝像機(jī)和云臺(tái)等受控對(duì)像的。同軸視控傳輸技術(shù)是利用一根視頻電纜便可同時(shí)傳輸來(lái)自攝象機(jī)的視頻信號(hào)以及對(duì)云臺(tái)、鏡頭的控制功能，這種傳輸方式節(jié)省材料和成本、施工方便、維修簡(jiǎn)單化，在系統(tǒng)擴(kuò)展和改造時(shí)更具靈活性；同軸視控實(shí)現(xiàn)方法有兩類(lèi)：

    一是采用頻率分割，即把控制信號(hào)調(diào)制在與視頻信號(hào)不同的頻率范圍內(nèi)，然后同視頻信號(hào)復(fù)合在一起傳送，再在現(xiàn)場(chǎng)做解調(diào)將兩者區(qū)分開(kāi)；由于采用頻率分割技術(shù)，為了完全分割兩個(gè)不同的頻率，需要使用帶通濾波器、帶通陷波器和低通濾波器、低通陷波器，這樣就影響了視頻信號(hào)的傳輸效果；由于需將控制信號(hào)調(diào)制在視頻信號(hào)頻率的上方，頻率越高，衰減越大，這樣傳輸距離受到限制；另外方法是采用雙調(diào)制的方式，將視頻信號(hào)和控制信號(hào)調(diào)制在不同的頻率點(diǎn)，和有線(xiàn)電視的原理一樣，再在前、后端解調(diào)。

    二是利用視頻信號(hào)場(chǎng)消隱期間來(lái)傳送控制信號(hào)，類(lèi)似于電視圖文傳送；將控制信號(hào)直接插入視頻信號(hào)的消隱期，視頻信號(hào)中的消隱期部分在監(jiān)視器上不顯示，故對(duì)圖像顯示不會(huì)產(chǎn)生干擾，不影響圖像的傳輸質(zhì)量，通過(guò)前端視頻信號(hào)的預(yù)放大和接收端信號(hào)的加權(quán)放大，可以大大延伸視頻信號(hào)的傳輸距離，如采用75-5的視頻電纜，可以實(shí)現(xiàn)2000米、75-7電纜實(shí)現(xiàn)3500米、75-9電纜5000米的視頻傳輸和反向控制。

（二）通過(guò)同軸電纜傳輸射頻信號(hào)

    視頻信號(hào)是指將視頻信號(hào)調(diào)制到一定的頻率上進(jìn)行傳輸，也就是采用有線(xiàn)電視的傳輸方式，通常所講的“一線(xiàn)通”、“共纜傳輸”、“寬頻傳輸”等就是采用的此技術(shù)。

    采用該技術(shù)特別適合于監(jiān)控點(diǎn)較多和相對(duì)集中、距離較遠(yuǎn)的系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是布線(xiàn)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，但調(diào)試相對(duì)麻煩，因?yàn)槭且桓�電纜傳輸多路信號(hào)，而且有的還要經(jīng)過(guò)放大器放大，如果調(diào)試不好就會(huì)產(chǎn)生相互干擾（交調(diào)）；另外，可靠性相對(duì)于光纜、視頻電纜稍差，因?yàn)楣怖|系統(tǒng)是以串聯(lián)為主，接頭多，特別是靠近機(jī)房的部分，如果出問(wèn)題將影響前面所有的信號(hào)（視頻直傳方案是一對(duì)一，一根電纜出問(wèn)題只會(huì)影響一路信號(hào)）。所以采用該方案時(shí)，一定要將系統(tǒng)詳細(xì)的設(shè)備位置圖給有關(guān)“共纜傳輸”設(shè)備的廠家?guī)椭�設(shè)計(jì)系統(tǒng)傳輸方案，另外你需要配備1臺(tái)場(chǎng)強(qiáng)儀。

二、 雙絞線(xiàn)傳輸

    利用雙絞線(xiàn)傳輸視頻信號(hào)是近幾年才興起的技術(shù)，所謂的雙絞線(xiàn)一般是指超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)，采用該技術(shù)與傳統(tǒng)的同軸電纜傳輸相比，其優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯：

（一）優(yōu)點(diǎn)

    1、布線(xiàn)方便，線(xiàn)纜利用率高。一根普通超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)，內(nèi)有4對(duì)雙絞線(xiàn)，可以同時(shí)傳輸4路視頻信號(hào)，或3路視頻信號(hào)、1路控制信號(hào)；而且網(wǎng)線(xiàn)比同軸電纜更好敷設(shè)。
    2、價(jià)格便宜。普通超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)的價(jià)格相當(dāng)與75-3視頻線(xiàn)，室外防水超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)的價(jià)格相當(dāng)與75-5視頻線(xiàn)，但網(wǎng)線(xiàn)可以同時(shí)傳輸多路信號(hào)，其經(jīng)濟(jì)性用戶(hù)可以根據(jù)具體情況核算；
    3、傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸效果好。由于將視頻信號(hào)進(jìn)行了放大提升，傳輸距離可以達(dá)到1500米，有些廠家的產(chǎn)品可以保證900米內(nèi)達(dá)到與現(xiàn)場(chǎng)一樣的效果；
    4、抗干擾能力強(qiáng)。雙絞線(xiàn)傳輸采用差分傳輸方法，其抗干擾能力大于同軸電纜。

（二）使用中注意的問(wèn)題

    1、選用雙絞線(xiàn)的原則：一般選用國(guó)產(chǎn)超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)，每根網(wǎng)線(xiàn)內(nèi)有8芯，每芯的直流電阻值應(yīng)小于15歐/100米（國(guó)標(biāo)小于10歐/100米）；
    2、對(duì)于不同傳輸距離，有不同的選擇，如大樓內(nèi)，一般不超過(guò)150米，可以選用無(wú)源收發(fā)器；距離在650米內(nèi)可以選用前端無(wú)源發(fā)射、后端有源接收的設(shè)備，省去了前端加電的麻煩和設(shè)備損壞的可能；650米至1500米可以選用有源發(fā)射、有源接收的設(shè)備；如超過(guò)1500米，可以考慮增加中繼器，在2200米內(nèi)增加1個(gè)中繼器可以保證效果，如再遠(yuǎn)建議選擇同軸電纜或光纜傳輸。
    3、室外布線(xiàn)，盡可以選用室外阻水網(wǎng)線(xiàn)，雖然價(jià)格高了些，但可靠性可以保證；
    4、對(duì)于干擾特強(qiáng)的地方，如電廠、變電站等地方，建議選用屏蔽網(wǎng)線(xiàn)，或在普通網(wǎng)線(xiàn)外套金屬管，如采用屏蔽網(wǎng)線(xiàn)一定要注意傳輸距離，一般控制在700米，采用在監(jiān)控室單端接地的原則；
    5、對(duì)于電梯的干擾，建議選用電梯專(zhuān)用雙絞線(xiàn)電纜，它的柔軟性能夠滿(mǎn)足電梯電纜的要求；
    6、網(wǎng)線(xiàn)的連接，應(yīng)進(jìn)行可靠的焊接，在室外一定要做好防水處理，處理完后注意防止浸泡在水里，你可以將接頭放在礦泉水瓶?jī)?nèi)，瓶口朝下，再將瓶口封好；
    7、由于雙絞線(xiàn)傳輸采用“虛地”技術(shù)，比同軸電纜更容易感應(yīng)靜電或雷電，選擇雙絞線(xiàn)傳輸設(shè)備，一定要注意選用具有防靜電、防雷的產(chǎn)品，如果在多雷區(qū)，最好在前端做防雷接地。
    8、雙絞線(xiàn)傳輸技術(shù)并不復(fù)雜，市場(chǎng)上的生產(chǎn)廠家也很多，但真正能做好的并不多，首先，沒(méi)有一定的視頻測(cè)試設(shè)備，近憑示波器和監(jiān)視器想做好非常不容易，其次，由于雙絞線(xiàn)更容易招靜電和雷電的損壞，所以其保護(hù)措施非常重要（保護(hù)部分的成本占到總成本的1/4-1/3），所以建議大家可以選擇生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)、規(guī)模較大的公司的產(chǎn)品，它們產(chǎn)品的性能、穩(wěn)定性更好。
    9、總之，利用雙絞線(xiàn)傳輸視頻信號(hào)與同軸電纜相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)用戶(hù)來(lái)講有一個(gè)認(rèn)識(shí)了解的過(guò)程；有些用戶(hù)曾經(jīng)用過(guò)，但沒(méi)有選擇合格的產(chǎn)品而全面否定該技術(shù)，其實(shí)你可以多選擇幾家試一下，該技術(shù)真不錯(cuò)。

三、 光纖傳輸

    用光纜代替同軸電纜進(jìn)行視頻信號(hào)的傳輸，給電視監(jiān)控系統(tǒng)增加了高質(zhì)量、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)挠辛�條件。其傳輸特性和多功能是同軸電纜線(xiàn)所無(wú)法比擬的。先進(jìn)的傳輸手段、穩(wěn)定的性能、高的可靠性和多功能的信息交換網(wǎng)絡(luò)還可為以后的信息高速公路奠定良好的基礎(chǔ)；

（一）、光纜傳輸?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)：

    1、傳輸距離長(zhǎng)，現(xiàn)在單模光纖每公里衰減可做到0.2dB～0.4dB以下，是同軸電纜每公里損耗的1% 。
    2、傳輸容量大，通過(guò)一根光纖可傳輸幾十路以上的信號(hào)。如果采用多芯光纜，則容量成倍增長(zhǎng)。這樣，用幾根光纖就完全可以滿(mǎn)足相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)傳輸容量的要求。
    3、傳輸質(zhì)量高，由于光纖傳輸不像同軸電纜那樣需要相當(dāng)多的中繼放大器，因而沒(méi)有噪聲和非線(xiàn)性失真疊加。加上光纖系統(tǒng)的抗干擾性能強(qiáng)，基本上不受外界溫度變化的影響，從而保證了傳輸信號(hào)的質(zhì)量。
    4、抗干擾性能好，光纖傳輸不受電磁干擾，適合應(yīng)用于有強(qiáng)電磁干擾和電磁輻射的環(huán)境中。
    5、主要缺點(diǎn)是造價(jià)較高，施工的技術(shù)難度較大。

（二）單/多模光纖光端機(jī)的選用

    1、目前常用的光纖按模式分有兩大類(lèi)：多模光纖和單模光纖
多模光纜用于視頻圖像傳輸時(shí)，只能滿(mǎn)足最遠(yuǎn)3～5km左右的傳輸距離，并且對(duì)視
頻光端機(jī)的帶寬（針對(duì)模擬調(diào)制）和傳輸速率（針對(duì)數(shù)字式）有較大的限制，一般適用于短距、小容量、簡(jiǎn)單應(yīng)用的場(chǎng)合。單模光纜由于有著優(yōu)異的特性和低廉的價(jià)格已經(jīng)成為當(dāng)前光通信傳輸?shù)闹髁�，但其設(shè)備價(jià)格比多模光端機(jī)高。
    2、視頻監(jiān)控光端機(jī)在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上分為模擬調(diào)制的光端機(jī)和數(shù)字非壓縮編碼光端機(jī)兩大類(lèi)。模擬光端機(jī)采用的是基帶視頻信號(hào)直接光強(qiáng)度調(diào)制（簡(jiǎn)稱(chēng)AM）或脈沖頻率調(diào)制（PFM）技術(shù)。數(shù)字光端機(jī)主要指的是非壓縮編碼視頻光端機(jī)，嚴(yán)格意義上說(shuō)，是一種采用數(shù)字傳輸方式的視頻光端機(jī)，輸入和輸出仍然是標(biāo)準(zhǔn)模擬視頻信號(hào)。

    模擬光端機(jī)發(fā)展至今已有十年以上的歷史，已經(jīng)是比較成熟的產(chǎn)品，從穩(wěn)定性和可維護(hù)性上說(shuō)，模擬設(shè)備在溫度漂移特性，老化特性和長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性上是顯然不如數(shù)字設(shè)備。單從價(jià)格上說(shuō)，目前在1～2路視頻光端機(jī)上模擬的價(jià)格仍然有優(yōu)勢(shì)，但在4路以上視頻光端機(jī)上模擬和數(shù)字的差別已經(jīng)幾乎沒(méi)有了，如果要求需要在視頻傳輸?shù)耐瑫r(shí)，還要傳輸音頻、低速數(shù)據(jù)、高速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)等多業(yè)務(wù)，模擬設(shè)備就無(wú)法與數(shù)字設(shè)備比擬了。

四、 視頻信號(hào)的干擾及解決

（一）干擾的產(chǎn)生

    1、前端電源的干擾：電梯的變頻電機(jī)，工廠的大功率電機(jī)，變電站等。
    2、傳輸過(guò)程的干擾：主要是電磁波干擾，如廣播電臺(tái)、電信基站等，還有電纜損壞引起的干擾及地電位差干擾等。
    3、終端設(shè)備干擾：主要是設(shè)備電源產(chǎn)生的干擾和連接引起的干擾。

（二）干擾的解決方法

    1、先判斷干擾的產(chǎn)生位置，先從前端檢查攝像機(jī)有無(wú)干擾，如有，一般是通過(guò)電源進(jìn)去的（可以先用12V電瓶供電驗(yàn)證一下是否電源干擾），可以采用開(kāi)關(guān)電源給攝像機(jī)供電，也可以安裝交流濾波器進(jìn)行濾波，一般可以解決；
    2、如果是通過(guò)傳輸過(guò)程產(chǎn)生的，首先檢查視頻線(xiàn)的連接，屏蔽網(wǎng)有無(wú)破損等情況，另外可以考慮選擇抗干擾器，目前，市場(chǎng)的抗干擾器基本原理有二種，一種是將視頻基帶信號(hào)調(diào)制到38MHZ或更高頻率，避開(kāi)干擾頻率，其效果可以，但遇到干擾頻率與38MHZ接近的話(huà)，那就沒(méi)有辦法了；另一種是采用將視頻信號(hào)在前端進(jìn)行幅度提升放大的辦法，再在終端進(jìn)行壓縮，因?yàn)楦蓴_信號(hào)的幅度是不變的，相對(duì)應(yīng)的干擾信號(hào)也就被壓縮了，這是一種廣譜的抗干擾辦法，但干擾有一定的殘留，抗干擾的效果取決于視頻信號(hào)放大的幅度和干擾信號(hào)的位置，幅度越大、干擾越靠近前端，抗干擾的效果越好。
    3、如果用了抗干擾器效果不明顯，有可能是終端（機(jī)房）引起的干擾，這樣需要檢查連接、電源、接地和設(shè)備本身問(wèn)題等方面。