淺談雙絞線在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的實際應用

關鍵詞： 視頻監(jiān)控 , 雙絞線

一、概述

在現(xiàn)代智能建筑的弱電系統(tǒng)中，安防系統(tǒng)具有非常重要的地位。在傳統(tǒng)的設計和施工中，往往將網(wǎng)絡布線與安防監(jiān)控布線分開考慮，由于使用的介質差異使人們無法將它們很好地統(tǒng)一到一起。但是在大廈的安防監(jiān)控點不斷增加的情況下，較為粗硬的同軸電纜布線數(shù)量增多會占用大量的管道資源，而且布線難度很大，況且在布線的長度過大時還會引起圖像質量的下降。

與普通公路相比，作為一種特殊建筑的高速公路，具有線型好、設計標準高、交通流量大、行車速度快等特點。然而，如不采用先進的管理措施，在交通量大、氣候惡劣的情況下，極易發(fā)生交通事故和交通阻塞。為此，在一些車流量非常大的高速公路上部署全程的監(jiān)控系統(tǒng)就是必不可少了。這些監(jiān)控系統(tǒng)可實施交通流量和交通運行監(jiān)視，對關鍵點進行氣象檢測，對關鍵路段實施交通適時控制，及時發(fā)現(xiàn)各種異常情況并采取應急措施，保證高速公路高速、安全、經(jīng)濟地運營管理。

隨著高速公路管理要求的不斷提高，收費管理、數(shù)據(jù)通信、圖像監(jiān)控已經(jīng)是現(xiàn)代化高速公路建設中必不可少的一個部分。圖像監(jiān)控系統(tǒng)主要由以網(wǎng)絡視頻服務器為核心，以及攝像機、云臺、解碼器、等設備組成。攝像機設置于收費通道、收費亭、重要路段口，可監(jiān)視車型，減少車輛檢測方面的設備、可以監(jiān)視收費員的工作情況。監(jiān)控軟件可將收費數(shù)據(jù)和日期時間疊加顯示在放行車輛圖像上，并錄像存檔，這樣既可作實時監(jiān)控或有選擇地審查可疑的操作人員，實現(xiàn)對收費作業(yè)圖像信息化的監(jiān)督管理，并能夠對違章作弊的行為提供憑證。監(jiān)控軟件還可以同時顯示多個收費通道、收費亭、重要路段口的畫面，并在同一時間錄下相關的多個圖像。

但是基于筆者多年的布線從業(yè)經(jīng)歷，我認識到，隨著距離的延伸，傳統(tǒng)布線中的主角----同軸電纜越來越不能滿足施工和應用的需求。新的布線技術的出發(fā)點就是將網(wǎng)絡布線與安防布線盡量統(tǒng)一到一個平臺上，減少布線的難度和造價。在這種布線技術中采用網(wǎng)絡布線中廣泛使用的非屏蔽電纜(如5類纜)來傳輸圖像信號，同時利用非屏蔽電纜中的空余線對為是攝像機供電。為實現(xiàn)這種技術需要使用兩種關鍵的設備：雙絞線視頻傳輸設備和遠程供電器。

二、雙絞線傳輸視頻信號的基本原理

視頻信號要在雙絞線內傳輸要解決兩個問題：阻抗匹配和衰減補償。

標準視頻信號接口一般是75Ω、非平衡方式，而雙絞線傳輸時是100Ω、平衡方式，這樣用雙絞線傳輸視頻信號就要設法解決75Ω←→100Ω 以及非平衡←→平衡的轉換問題。有兩種方法可以完成這種轉換：一種是采用傳輸變壓器的無源方式，它無須供電，但是會對信號有一定損失，驅動能力有限;另外一種是采用有源方式，通過寬帶放大器和專用芯片，不僅可以完成阻抗和平衡方式的轉換，而且可以提供較強的驅動和對圖像信號的放大補償，缺點是需要供電才能工作。

另外，視頻信號是一種高頻寬帶信號，帶寬達到6MHz，如果直接在雙絞線內傳輸，信號的幅度會受到較大的衰減，在監(jiān)視器上表現(xiàn)為圖像的色彩變淡以及亮度變暗。因此，視頻信號在雙絞線上要傳輸較遠距離必須進行放大和補償，以保證圖像質量。

三、雙絞線與雙絞線傳輸圖像的優(yōu)點

1、雙絞線簡介

雙絞線，Twisted Pair wire，是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質。雙絞線由兩根具有絕緣保護層的銅導線組成。把兩根絕緣的銅導線按一定密度互相絞在一起,可降低信號干擾的程度，每一根導線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發(fā)出的電波抵消。雙絞線一般由兩根22～26號絕緣銅導線相互纏繞而成。如果把一對或多對雙絞線放在一個絕緣套管中便成了雙絞線電纜。在雙絞線電纜(也稱雙扭線電纜)內,不同線對具有不同的扭絞長度,一般地說,扭絞長度在38.1cm至14cm內，按逆時針方向扭絞，相臨線對的扭絞長度在12.7cm以上。與其他傳輸介質相比,雙絞線在傳輸距離、信道寬度和數(shù)據(jù)傳輸速度等方面均受到一定限制，但價格較為低廉。

雙絞線可以分為屏蔽雙絞線(STP)與非屏蔽雙絞線(UTP)兩大類。

另外雙絞線又分別有3類、4類、5類、超5類甚至6類等多種。3類雙絞線的速率為10Mb/S，5類雙絞線的速率可達100Mb/S，超5類更可達155Mb/s以上，只能有五類或超五類才能上100Base-TX。屏蔽雙絞線因為電纜的外層有一層鋁泊包裹用以減小輻射，制作比較麻煩，再加上價線較非屏蔽雙絞線貴，所以我們在10Base-T或100Base-TX網(wǎng)絡中常用的是非屏蔽5類和超5類雙絞線。

2、雙絞線傳輸圖像的優(yōu)點

雙絞線在很多工業(yè)控制需要中和干擾較大的場所以及遠距離傳輸中都有使用，應用廣泛的局域網(wǎng)也是使用了雙絞線對，它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、布線容易、節(jié)省空間、價格低廉等等優(yōu)點。目前通過采用先進的技術和專用芯片，已經(jīng)能夠在雙絞線上傳輸高質量的圖像信號。

◆布線方便，線纜利用率高

智能建筑內廣泛鋪設的非屏蔽雙絞線任取一對就可以傳送一路視頻信號，由于一根5類纜內有4個雙絞線對，因此可以傳輸4路視頻圖像，這對于監(jiān)控點多、需要密集布線的建筑來說，無疑大大減輕了布線施工的難度。另外4對雙絞線中的1對傳送視頻信號，其余的還可以傳輸音頻信號、控制信號、電源等，提供了電纜的利用率，避免了各種信號單獨布線帶來的麻煩，減少了工程造價，克服了同軸電纜布線困難、占用管道資源多的缺點，使綜合布線的種類更趨統(tǒng)一化。

◆抗干擾能力強

雙絞線能有效地抑制共模干擾，即使在強干擾環(huán)境下，雙絞線也能傳送極好的圖像信號。例如樓宇的電梯、設備房等處都會存在很強的干擾，處于鬧市區(qū)的建筑物也會受到來自周圍環(huán)境的各種干擾，雙絞線的強抗干擾能力比同軸電纜既有更大的優(yōu)勢。

◆可靠性高、使用方便

利用雙絞線傳輸視頻信號，在前端要接入專用發(fā)射機，在控制中心要接入專用接收機。這種雙絞線傳輸設備價格便宜，使用簡單，工作穩(wěn)定。

◆總體造價降低

超5類非屏蔽電纜在目前的智能樓宇綜合布線中被廣泛使用，其價格比同軸電纜要低，隨著超5類纜在通信中的大量應用，價格還會進一步下降，因此使用雙絞線的經(jīng)濟性和便利性更為突出。

◆實時傳輸，即時監(jiān)控

雙絞線傳送的圖像信號采用的是模擬信號技術，保證了監(jiān)控系統(tǒng)的實時性，在控制室可以實時監(jiān)控現(xiàn)場的圖像。

四、遠程供電器

在智能建筑安防工程中，攝像機的供電是必須考慮的。攝像機數(shù)量的增加使供電線路變得復雜。如果能結合網(wǎng)絡布線將攝像機的供電和圖像信號傳輸一起進行考慮，則大大節(jié)省了布線資源、提高效率。另外如果在已經(jīng)布線完畢的大廈中增加新的監(jiān)控點，對攝像機的供電就更加困難。

遠程供電器可以通過RJ45接口利用5類纜內的空余雙絞線對為攝像機提供一、二百米以內的直流供電，使攝像機的供電與圖像信號可以同在一根5類纜中傳輸，解決了攝像機集中遠程供電的問題。

針對監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)時的需求，結合綜合布線系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，許多綜合布線產(chǎn)品生產(chǎn)商家，諸如康普COMMSCOPE、西蒙SIEMON、日海SILK綜合布線系列產(chǎn)品等都依托自身強大的技術優(yōu)勢，開發(fā)出一系列適合用于監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品來迎接監(jiān)控系統(tǒng)雙絞線時代的到來，相信在不久的將來綜合布線系統(tǒng)將不再只服務于傳統(tǒng)的語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)，它將越來越占據(jù)弱電系統(tǒng)中傳輸媒介的重要位置。