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本站網絡實名:eie 加權視頻放大器 加權抗干擾器 視頻恢復主機
當前位置:技術交流 雙絞線與同軸線視頻傳輸性能比較
  下列文章是我公司EIE實驗室根據公司產品開發、實驗、工程等實踐經驗及數據所寫,均為原創文章。希望能與廣大同行進行交流。未經我公司許可不得轉載。 
 
雙絞線與同軸線視頻傳輸性能比較
 
             ---本篇文章已被發表在“慧聰安防技術市場——商訊互動”第57期2004.02.20
 
  視頻傳輸技術是監控工程中的一項關鍵技術之一,也是廣大工程公司和技術人員十分關注的技術。雙絞線模擬視頻傳輸技術的出現,無疑給視頻傳輸技術增加了一個新成員,特別是在網絡技術迅速發展的現在,更加引起了大家的關注。廣大工程技術人員,十分希望產品生產廠家,能夠如實介紹他們的產品,幫助他們合理的選擇和設計好每一個工程。而誤導宣傳只能給監控工程一線的工程人員和工程公司造成麻煩和傷害。
 
一、 雙絞線模擬視頻傳輸技術
雙絞線模擬視頻傳輸技術,是視頻傳輸技術的補充和一個新的分支。在網絡技術迅速發展的現在,這一技術的出現、發展、完善和推廣應用,既是行業的福音,也是大家的責任。
 
二、 認真研究一下部分雙絞線視頻傳輸設備生產廠家的宣傳:
這里把雙絞線視頻傳輸設備生產廠家宣傳的原文節選,放在本文后面的附件里,供大家參閱。其主要觀點是:
同軸電纜傳輸視頻有嚴重缺點,傳輸距離只有200多米,加放大器傳輸距離一般也只能限制在四、五百米左右",圖像質量很差;
在1-2公里范圍視頻傳輸工程中,同軸不行,光纖太貴,雙絞線最好,"它很好地解決了上面的難題"。它沒有同軸電纜的"毛病",可以傳輸1、2公里無失真,傳輸的圖像質量可以與光端機媲美。
價格便宜,施工簡單,抗干擾性能好,可以多路傳輸等等優點。
為了推銷自己的產品,說一些過頭話,也是可以理解的。但如果以技術權威的口氣,公布一些"科學結論",其結果就適得其反了。
 
三、 雙絞線與同軸線傳輸特性實測比較
我們選擇了典型的SYWV75-5/64編電纜和典型的的五類非屏蔽雙絞線。測量設備為美國TEK公司VM700A和TSG271視頻測量分析系統設備。
下面給出的測量曲線為1000米長度的衰減頻率特性,衰減值為db.按視頻6M帶寬測量。
1000米雙絞線和同軸線傳輸特性
 
  為了便于工程應用,這里給出一個大致的數量級的概念:
大約430米雙絞線的傳輸衰減和失真和1000米75-5 ,1600米75-7同軸電纜相當。就電纜本身視頻傳輸特性看,按相同失真度要求,5類非屏蔽雙絞線傳輸距離只相當于75-5同軸電纜的43%,不到一半。
按照我國PAL-D視頻失真度基本要求,傳輸線無補償傳輸距離實測值是:75-7同軸電纜為200-250 m左右,75-5為100-150m左右,超5類雙絞線為40-60m左右;雙絞線的傳輸特性無論從理論上還是從實踐上看,都要比同軸電纜差很多。
那么雙絞線視頻傳輸器生產廠家宣傳的"同軸電纜只能傳輸200米,雙絞線可以傳輸1500米"又是怎么回事呢?原來他們是用無補償的同軸電纜和有補償的雙絞線傳輸進行比較的。這種"偷換概念"的例子還很多,例如:在計算工程成本上,用75-9電纜的價格與普通非屏蔽雙絞線比較;系統用四個同一位置的攝像機傳輸與4條75-9電纜比較,因為一條雙絞線里有4對線;用同軸電纜的非傳輸設備(普通視頻放大器)傳輸的效果,與雙絞線專用傳輸系統比較……等等。這種"故意",不僅壞了自己的名聲,誤導了在工程一線的工程商,而且也壞了剛剛起步的雙絞線專用傳輸系統的技術名聲。
同軸線和雙絞線產品都有國家標準,性能是不能改變的。那么,在超性能、遠距離傳輸模擬視頻時,考慮和考驗的只能是是傳輸設備的性能----即在6M帶寬內,設備對視頻信號特性的補償能力,恢復能力和按什么標準,把圖像質量恢復到什么程度的問題。
 
四、 同軸與雙絞線傳輸設備當前發展水平
1. 同軸傳輸設備:
單程末端補償(無前端設備)的視頻恢復產品,最大補償距離為:75-5電纜2公里,75-7電纜大于3公里;加前端預補償單程可達到5公里;
技術上采用我國自有知識產權的"頻率加權視頻放大技術",全程距離不分檔,連續可調,具有獨特的輪廓增強和高頻提升的改善圖像功能。除解決遠距離傳輸外,其特有的圖像改善功能也被更多的工程商看好。產品已達到專業級水平。
補償標準為:按照我國PAL-D視頻失真度6M帶寬標準要求的視頻特性恢復能力。工程現場參考評價標準為"與攝像機原圖像比較,沒有差別";如輪廓增強和高頻提升功能用得適當,主觀評價還會比原圖像清晰;
2003年10月北京安防博覽會上正式展示。各地工程商普遍認可,也被部分雙絞線產品生產和經銷單位測試比較后認可;
2. 雙絞線傳輸設備:
單程(前端+末端)傳輸最大補償距離,1.2-1.5公里;
補償標準未見公開。從博覽會展示和部分工程商的使用反映,"標準就是看圖像,覺得可以就行了"。
大部分產品視頻恢復水平和圖像質量還有待提高。
 
五、 正確認識同軸與雙絞線傳輸技術
1. 雙絞線視頻傳輸系統,具有較強的抗共模干擾能力。在有些應用工程中,如多信息綜合布線系統,優勢很大,在某些監控工程中,其綜合成本與同軸電纜差不多,或低于同軸系統(但圖像質量還有待進一步努力提高)。這些優點,產品生產廠家已經宣傳的有過之無不及;值得注意的是,許多工程商被誤導的已經不知道東南西北了。他們說,同軸電纜衰減比雙絞線大多了,同軸電纜有干擾等等,認為雙絞線一片大好,沒有缺點。有的工程商就是因為相信了這種誤導宣傳,工程圖像質量達不到要求,被晾到了工程現??;
2. 工程商除了要了解雙絞線系統的優點外,目前主要矛盾還是對雙絞線傳輸系統的缺點和問題認識不足,或認識很淺。如:雙絞線傳輸衰減量和失真度遠大于同軸電纜,雙絞線不僅有歐姆衰減還有輻射衰減,回波衰減,線間互串,護套老化快等問題。為什么用非屏蔽而不用抗干擾能力更強大的屏蔽雙絞線呢?因為屏蔽層對雙絞線對都有偶合影響,會引起更大的衰減,顯然,靠近雙絞線的外部金屬物體還會產生無規律的破壞平衡傳輸特性的影響,雙絞線的抗外部電磁干擾能力也不是像說的那么理想,工程規范有強干擾環境不能使用雙絞線的規定。遺憾的是我們的廠家宣傳中,對此卻只字不提。
3. 工程商如何選用和設計傳輸系統,涉及的因素很多,自然會根據具體情況全面考慮。工程上主要考慮的還是在保證圖像質量的原則下,談距離,談成本,談合理設計,談工程造價等等。希望生產廠家能夠客觀真實的介紹產品有缺點。大家都不要誤導別人,一切有要由實踐來檢驗真偽。
4. 同軸電纜是傳統傳輸線,但并不是像有人說的那樣"過時了",現在包括移動通信,網絡短干線通信,有線電視,雷達系統,視頻監控等許多領域里,仍然大量應用同軸電纜,其寬帶性能是雙絞線不能比的。在視頻傳輸領域里,同軸電纜也有它的缺點,工程中就怕遇到干擾,也容易產生一些人為干擾。
5. 對視頻同軸傳輸系統干擾產生和如何抗干擾的問題,筆者將在另一篇文章中與大家共商。主要結論是:
外界電磁干擾不是透過屏蔽層傳到同軸電纜芯線上才形成干擾的,而是因為線纜太長,作為視頻信號"地"的屏蔽層電阻不是零,干擾產生的感應電動勢在屏蔽層電阻上產生了干擾電壓,串在了視頻信號傳輸的"地"回路中,便形成了與視頻信號無法分離的干擾;
布線不合理,地電位在屏蔽層上也會產生了感應電動勢,形成干擾;
干擾一旦進入視頻信號中,目前還沒有有效的剔除辦法和產品。所以工程設計和施工中,必須不能讓干擾串入視頻信號;
我國自有知識產權的抗干擾同軸電纜已經開發成功,它對50周,變頻電機等強電磁干擾,具有優異的抗干擾能力;
 
 

[附件]一些雙絞線產品生產廠家的論述原文節選,供參考:

  在視頻監控工程的設計和施工中,我們常?;嵊齙匠?000米甚至更遠距離的傳輸問題。由于模擬視頻信號通過同軸電纜在中長距離的傳輸過程中存在著信號的衰減和失真現象,因此,傳統的方法是在每隔300-500米左右加置一個信號放大器,這不僅大大增加了線路的建設成本,同時也增加了線路發生故障的幾率,另一方面,在同方向存在多路視頻線路和控制信號線路的布線工程施工中,多股同軸電纜加上控制信號電纜合在一起,給管道穿越和線路布放造成了比較大的困難。為了解決以上這些實際問題,我們自主研發了一種雙絞線視頻圖像傳輸器,利用五類網絡線纜代替同軸電纜,不僅解決了普通視頻電纜存在的遠距離傳輸信號嚴重失真和在復雜工業環境下的電磁干擾問題,而且大大節約了線路建設成本,施工和維護也變得十分簡便,成為視頻監控工程在解決中長距離傳輸問題上的一種最為經濟實用的辦法。
雙絞線視頻圖像傳輸器使用特殊研制的專用芯片,對視頻信號具有良好的傳輸效果,傳輸距離至1500米基本無失真,始終保持良好的幅頻特性,當距離更遠時可加接1-2級中繼器,使視頻圖像無失真傳送達到3-4千米(建議每千余米加一級中繼)。本裝置使用金屬機盒,長期使用穩定可靠不發熱,性能優良、價格低,與射頻視頻調制解調方式和光纜傳輸方式相比,具有比較明顯的性能價格比的優勢。
  雙絞線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、布線容易、價格低廉等許多優點。加上一對雙絞線視頻收發器后,可以將圖像傳輸到1KM甚至更遠,在3KM距離左右也可用中繼器傳輸,而且傳輸圖像的質量可以與光端機媲美。監控系統中運用雙絞線進行傳輸具有明顯優勢
  由于同軸電纜自身的特性,當視頻信號在同軸電纜內傳輸時其受到的衰減與傳輸距離和信號本身的頻率有關。視頻信號在同軸電纜內傳輸時不僅信號整體幅度受到衰減,而且各頻率分量衰減量相差很大,特別是色彩部分衰減最大,因此同軸電纜只適合于傳輸距離200米左右的視頻。
光纖是為了解決遠距離的視頻信號傳輸而使用的。由于光纖整體傳輸系統價格太高,光纖鋪設、連接需要專門設備,并且安裝調試困難,故障難找,損壞不易維修等缺陷,對于3000米以內近距離視頻傳輸而言,光纖并不是一個很好的選擇。
尋求一種經濟、傳輸質量高、傳輸距離遠的解決方案十分必要。XX公司根據這種情況,結合國外近年的視頻音頻及數據傳輸的發展趨勢,開發出雙絞線視頻音頻及數據傳輸設備,可以將雙絞線應用于監控傳輸系統中,很好地解決了上面的難題,在今后的監控系統中必將被大量使用。
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其受到的衰減與傳輸距離和信號本身的頻率有關。一般來講,信號頻率越高,衰減越大。視頻信號的帶寬很大,達到6MHz,并且,圖象的色彩部分被調制在頻率高端,這樣,視頻信號在同軸電纜內傳輸時不僅信號整體幅度受到衰減,而且各頻率分量衰減量相差很大,特別是色彩部分衰減最大。
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,圖象質量將會明顯下降,特別是色彩變得暗淡,有失真感。 在工程實際中,為了延長傳輸距離,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,并且還能通過均衡調整對不同頻率成分分別進行不同大小的補償,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限制級聯,一般在一個點到點系統中同軸放大器最多只能級聯2到3個,否則無法保證視頻傳輸質量,并且調整起來也很困難。因此,在監控系統中使用同軸電纜時,為了保證有較好的圖象質量,一般將傳輸距離范圍限制在四、五百米左右。
由于傳統的同軸電纜監控系統存在著一些缺點,特別是傳輸距離受到限制,所以尋求一種經濟、傳輸質量高、傳輸距離遠的解決方案十分必要。早期,在傳輸距離超過五、六百米的監控系統中一般使用多模光纖和多模光端機,這雖然解決了遠距離傳輸的問題,但是系統造價增加了很多,并且,光纖的施工復雜,需要專業人員和專用設備。所以,對這種距離不是太遠的監控系統而言,使用光纖和光端機還是顯得不夠經濟。 最近,出現了一種雙絞線視頻傳輸設備,通過使用此種設備,可以將雙絞線應用于監控圖象傳輸,它很好地解決了上面的難題,在今后的監控系統中必將被大量使用。在整個監控系統中,視頻圖象的傳輸是十分重要的環節。用來傳輸圖象信號的介質主要有同軸電纜、光纖和雙絞線。
由于同軸電纜自身的特性,當視頻信號在同軸電纜內傳輸時其受到的衰減與傳輸距離和信號本身的頻率有關。視頻信號在同軸電纜內傳輸時不僅信號整體幅度受到衰減,而且各頻率分量衰減量相差很大,特別是色彩部分衰減最大,因此同軸電纜只適合于傳輸距離200米左右的視頻。
另外,同軸電纜在監控系統中傳輸圖象信號還存在著一些缺點:
同軸電纜本身受氣候變化影響大,圖象質量受到一定影響;
同軸電纜較粗,在密集監控應用時布線不太方便;
同軸電纜一般只能傳視頻信號,如果系統中需要同時傳輸控制數據、音頻等信號時,則需要另外布線;
同軸電纜抗干擾能力有限,無法應用于強干擾環境;
同軸放大器還存在著調整困難的缺點。
  由于在雙絞線收發器中采用了先進的處理技術,極好地補償了雙絞線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時性,在傳輸距離達到1km或更遠時,圖象信號基本無失真。如果采用中繼方式,傳輸距離會更遠。
  監控系統的圖像傳輸方式,目前主要采用同軸電纜傳輸,這是一種傳統的監控電視傳輸方式。另外可以采用光纖傳輸,其質量好、干擾小,但是價格最高。同軸電纜傳輸使用歷史最長,由于受到電纜長度的影響,各頻率分量、衰減量相對很大。特別是彩色傳輸、因此同軸電纜傳輸最長不超過200米,雖然加粗電纜或另加視頻放大器后可以延長傳輸距離,但不能保證高頻衰減補償,所以還需加裝高頻補償器,這樣加大了施工難度而且成本增加,同時同軸電纜抗干擾能力差,尤其在發電廠內主廠房內使用,低頻干擾特別嚴重,這樣就限制了使用范圍。

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