同軸視頻傳輸技術(shù)的工作原理和應(yīng)用

同軸電纜是一種超寬帶傳輸介質(zhì)，從直流到微波都可以傳輸。同軸傳輸?shù)睦碚摶A(chǔ)是電磁場理論，與一般電工電路理論有重要區(qū)別。如電纜連接采用芯線、屏蔽網(wǎng)分別焊接、扭接，又如用“三通”做視頻信號分配等，這從電工電路角度看是合理的，但從同軸傳輸角度看是一種原理性錯(cuò)誤。再如有的電纜廠家為了減少電纜衰減，把SYV75-5實(shí)心電纜0.75-0.8mm的芯線，改為1.0mm，其理由是：物理發(fā)泡電纜芯線是1.0mm，實(shí)心電纜也可以做成1.0mm的，好像RVV電纜可以隨便選擇線徑一樣，細(xì)的不行選粗的有什么不行？不知道，這樣一來電纜的特性阻抗已經(jīng)不再是75歐姆了，變成60歐姆左右了，不匹配，不能用到75歐姆傳輸系統(tǒng)里。這不是“純理論”問題，而是實(shí)踐和理論完全統(tǒng)一的科學(xué)結(jié)論。

    同軸視頻有線傳輸?shù)姆绞街饕袃煞N：基帶同軸傳輸和射頻同軸傳輸，還有一種“數(shù)字視頻傳輸”，如互聯(lián)網(wǎng)，屬于綜合傳輸方式。值得一提的是目前已經(jīng)有了數(shù)字電視傳輸技術(shù)，會不會發(fā)展到監(jiān)控行業(yè)里來，值得大家探討和關(guān)注。這里主要談?wù)勄皟深惖募夹g(shù)原理。從工程應(yīng)用角度看，重要的是掌握電纜的傳輸特性和傳輸設(shè)備的基本性能，更要特別注意的是線纜加傳輸設(shè)備共同組成的“視頻傳輸通道特性”。

    射頻傳輸，也就是有線電視的成熟傳輸方式，是通過視頻信號對射頻載波進(jìn)行調(diào)幅，視頻信息承載并隱藏在射頻信號的幅度變化里，形成一個(gè)8M標(biāo)準(zhǔn)帶寬的頻道，不同的攝像機(jī)視頻信號調(diào)制到不同的射頻頻道，然后用多路混合器，把所有頻道混合到一路寬帶射頻輸出，實(shí)現(xiàn)用一條傳輸電纜同里傳輸多路信號，在末端，再用射頻配器分成多路，每路信號用一個(gè)解調(diào)器解調(diào)出一個(gè)頻道的視頻信號。對一個(gè)頻道（8M）內(nèi)電纜傳輸產(chǎn)生的頻率失真，應(yīng)該由調(diào)制解調(diào)器內(nèi)部的加權(quán)電路完成，對于各頻道之間寬帶傳輸頻率失真，由專用均衡器在工程現(xiàn)場檢測調(diào)試完成；對于傳輸衰減，通過計(jì)算和現(xiàn)場的場強(qiáng)檢測調(diào)試完成，包括遠(yuǎn)程傳輸串接放大器、均衡器前后的場強(qiáng)電平控制；射頻多路傳輸對于幾公里以內(nèi)的中遠(yuǎn)距離視頻傳輸有明顯優(yōu)勢。射頻傳輸方式繼承了有線電視的成熟傳輸方式，在監(jiān)控行業(yè)應(yīng)用，其可行性，可信度和可靠性，在技術(shù)上是不用懷疑的。但技術(shù)的成熟，不等于具體產(chǎn)品和具體工程就一定成功，射頻網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與調(diào)試知識與經(jīng)驗(yàn)，工程技術(shù)人員的水平，檢測設(shè)備的配套等，也是工程能否成功的關(guān)鍵因素；在監(jiān)控工程視頻傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)要注意與其他傳輸方式的合理搭配，切忌“一統(tǒng)天下”的設(shè)計(jì)方案。目前現(xiàn)狀是：不少產(chǎn)品，追求低成本，低價(jià)格，降低了原來廣播設(shè)備的技術(shù)性能，而實(shí)際監(jiān)控的應(yīng)用場合卻是室外全天候環(huán)境。廠家宣布鋪天蓋地，但應(yīng)用面還較少，原因除了系統(tǒng)復(fù)雜和工程商經(jīng)驗(yàn)少以外，廠家宣傳上只是強(qiáng)調(diào)“多路共纜”、“多路一線通”的好處，讓人感覺這種傳輸方式又好，又簡單，價(jià)格又便宜，沒有著重介紹射頻傳輸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)安裝調(diào)試技術(shù)要點(diǎn)和難度，結(jié)果是不懂的不敢用，買了的做不好，大呼“上當(dāng)了！”必然影響推廣應(yīng)用。

    同軸視頻基帶傳輸：這是一種最基本，最普遍，應(yīng)用最早，使用最多的一種傳輸方式，戲稱“是人就會做”的傳輸方式。實(shí)際上卻是了解最膚淺，技術(shù)進(jìn)步最慢的一種傳輸方式。這里面技術(shù)進(jìn)步慢又是主要因素。同軸電纜低頻衰減小，高頻衰減大，同樣也是人人都明白的道理，但射頻早在20多年以前就實(shí)現(xiàn)了多路遠(yuǎn)距離傳輸，而視頻基帶傳輸卻長期停留在單路百八十米以下的水平上；監(jiān)控工程中在降低對圖像質(zhì)量要求情況下，也只能用到3、4百米。

這里面技術(shù)進(jìn)步的難點(diǎn)就是同軸視頻基帶傳輸?shù)念l率失真太嚴(yán)重的問題。射頻傳輸，一個(gè)頻道的相對帶寬（8M）只有百分之幾，高低頻衰減差很小，一般都可以忽略；但在同軸視頻基帶傳輸方式中，低頻10--50赫茲與高頻6M，高低頻相差十幾萬--幾十萬倍，高低頻衰減（頻率失真）太大，而且不同長度電纜的衰減差也不同，不可能用一個(gè)簡單的、固定的頻率加權(quán)網(wǎng)路來校正電纜的頻率失真，用寬帶等增益視頻放大器，也無法解決頻率失真問題。所以說要實(shí)現(xiàn)同軸遠(yuǎn)距離基帶傳輸，就必須解決加權(quán)放大技術(shù)問題，而且這種頻率加權(quán)放大的“補(bǔ)償特性”，必須與電纜的衰減和頻率失真特性保持相反、互補(bǔ)、連續(xù)可調(diào)，以適應(yīng)工程不同型號，不同長度電纜的補(bǔ)償需要，這是技術(shù)進(jìn)步最慢的歷史原因。這一技術(shù)已于2000年在煙臺開發(fā)區(qū)EIE實(shí)驗(yàn)室被突破，并獲得了國家專利，經(jīng)過幾年的產(chǎn)品化和推廣應(yīng)用，技術(shù)和產(chǎn)品日臻成熟，已在我國所有省市和香港成功推廣應(yīng)用。其直接工程應(yīng)用效果是：大幅度提高了同軸視頻監(jiān)控的距離和范圍--由100多米，擴(kuò)展到了2、3公里；有效提高了圖像傳輸質(zhì)量，降低了遠(yuǎn)距離傳輸電纜的成本；“末端補(bǔ)償”有效化簡了傳輸系統(tǒng)，方便了工程的安裝調(diào)試，并且首次實(shí)現(xiàn)了工程中圖像質(zhì)量的現(xiàn)場可調(diào)控制。但是這類視頻回復(fù)產(chǎn)品，只能一對一的應(yīng)用，不能多路共纜，也不能作為抗干擾設(shè)備使用。

    2005年1月，EIE實(shí)驗(yàn)室頻率加權(quán)抗干擾視頻傳輸專利技術(shù)的出現(xiàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了抑制干擾和視頻回復(fù)雙重功能，在解決頻率加權(quán)放大技術(shù)問題的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，推動了同軸視頻基帶傳輸技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。