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(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(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(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。