淺談雙絞線在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的實際應(yīng)用

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(shè)計和施工中，往往將網(wǎng)絡(luò)布線與安防監(jiān)控布線分開考慮，由于使用的介質(zhì)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(zhì)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(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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(guān)鍵點進行氣象檢測，對關(guān)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(yīng)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(shè)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(luò)視頻服務(wù)器為核心，以及攝像機、云臺、解碼器、等設(shè)備組成。攝像機設(shè)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(shè)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?qū)`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(guān)的多個圖像。

但是基于筆者多年的布線從業(yè)經(jīng)歷，我認(rèn)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(yīng)用的需求。新的布線技術(shù)的出發(fā)點就是將網(wǎng)絡(luò)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(shù)中采用網(wǎng)絡(luò)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(shù)需要使用兩種關(guān)鍵的設(shè)備：雙絞線視頻傳輸設(shè)備和遠(yuǎn)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(nèi)傳輸要解決兩個問題：阻抗匹配和衰減補償。

標(biāo)準(zhǔn)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(shè)法解決75Ω←→100Ω 以及非平衡←→平衡的轉(zhuǎn)換問題。有兩種方法可以完成這種轉(zhuǎn)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(qū)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(zhuǎn)換，而且可以提供較強的驅(qū)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(nèi)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(yuǎn)距離必須進行放大和補償，以保證圖像質(zhì)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(zhì)。雙絞線由兩根具有絕緣保護層的銅導(dǎo)線組成。把兩根絕緣的銅導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(nèi),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(nèi)，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(zhì)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(luò)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(yuǎn)距離傳輸中都有使用，應(yīng)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(yuǎn)、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(shù)和專用芯片，已經(jīng)能夠在雙絞線上傳輸高質(zhì)量的圖像信號。

布線方便，線纜利用率高

智能建筑內(nèi)廣泛鋪設(shè)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(nèi)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(shè)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(shè)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(yīng)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(shù)，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(yuǎn)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(fù)雜。如果能結(jié)合網(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)程供電器可以通過RJ45接口利用5類纜內(nèi)的空余雙絞線對為攝像機提供一、二百米以內(nèi)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(yuǎn)程供電的問題。

針對監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)時的需求，結(jié)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(shù)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(wù)于傳統(tǒng)的語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)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。