雙絞線、同軸電纜、光纖的區(qū)別及使用
1、同軸電纜
同軸電纜具有價格較便宜、鋪設(shè)較方便的優(yōu)點(相對于光纖而言),所以,一般在小范圍的監(jiān)控系統(tǒng)中,由于傳輸距離很近,使用同軸電纜直接傳送監(jiān)控圖象對圖象質(zhì)量的損傷不大,能滿足實際要求。
但是,根據(jù)對同軸電纜自身特性的分析,當(dāng)信號在同軸電纜內(nèi)傳輸時其受到的衰減與傳輸距離和信號本身的頻率有關(guān)。一般來講,信號頻率越高,衰減越大。視頻信號的帶寬很大,達(dá)到6MHz,并且,圖象的色彩部分被調(diào)制在頻率高端,這樣,視頻信號在同軸電纜內(nèi)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(dāng)傳輸距離達(dá)到200米左右時,圖象質(zhì)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(diào)整對不同頻率成分分別進(jìn)行不同大小的補(bǔ)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(lián),一般在一個點到點系統(tǒng)中同軸放大器最多只能級聯(lián)2到3個,否則無法保證視頻傳輸質(zhì)量,并且調(diào)整起來也很困難。因此,在監(jiān)控系統(tǒng)中使用同軸電纜時,為了保證有較好的圖象質(zhì)量,一般將傳輸距離范圍限制在四、五百米左右。
另外,同軸電纜在監(jiān)控系統(tǒng)中傳輸圖象信號還存在著一些缺點:
1)同軸電纜本身受氣候變化影響大,圖象質(zhì)量受到一定影響;
2)同軸電纜較粗,在密集監(jiān)控應(yīng)用時布線不太方便;
3)同軸電纜一般只能傳視頻信號,如果系統(tǒng)中需要同時傳輸控制數(shù)據(jù)、音頻等信號時,則需要另外布線;
4)同軸電纜抗干擾能力有限,無法應(yīng)用于強(qiáng)干擾環(huán)境;
5)同軸放大器還存在著調(diào)整困難的缺點。
2、雙絞線
雙絞線的使用由來已久,電話傳輸使用的就是雙絞線,在很多工業(yè)控制系統(tǒng)中和干擾較大的場所以及遠(yuǎn)距離傳輸中都使用了雙絞線,我們今天廣泛使用的局域網(wǎng)也是使用雙絞線對。雙絞線之所以使用如此廣泛,是因為它具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、布線容易、價格低廉等許多優(yōu)點。由于雙絞線對信號也存在著較大的衰減,所以傳輸距離遠(yuǎn)時,信號的頻率不能太高,而高速信號比如以太網(wǎng)則只能限制在100m以內(nèi)。對于視頻信號而言,帶寬達(dá)到6MHz,如果直接在雙絞線內(nèi)傳輸,也會衰減很大,所以視頻信號在雙絞線上要實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸,必須進(jìn)行放大和補(bǔ)償,雙絞線視頻傳輸設(shè)備就是完成這種功能。加上一對雙絞線視頻收發(fā)設(shè)備后,可以將圖象傳輸?shù)?至2km。雙絞線和雙絞線視頻傳輸設(shè)備價格都很便宜,不但沒有增加系統(tǒng)造價,反而在距離增加時其造價與同軸電纜相比下降了許多。所以,監(jiān)控系統(tǒng)中用雙絞線進(jìn)行傳輸具有明顯的優(yōu)勢:
1)傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸質(zhì)量高。由于在雙絞線收發(fā)器中采用了先進(jìn)的處理技術(shù),極好地補(bǔ)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(dá)到1km或更遠(yuǎn)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(yuǎn)。
2)布線方便、線纜利用率高。一對普通電話線就可以用來傳送視頻信號。另外,樓宇大廈內(nèi)廣泛鋪設(shè)的5類非屏蔽雙絞線中任取一對就可以傳送一路視頻信號,無須另外布線,即使是重新布線,5類纜也比同軸纜容易。此外,一根5類纜內(nèi)有4對雙絞線,如果使用一對線傳送視頻信號,另外的幾對線還可以用來傳輸音頻信號、控制信號、供電電源或其它信號,提高了線纜利用率,同時避免了各種信號單獨布線帶來的麻煩,減少了工程造價。
3)抗干擾能力強(qiáng)。雙絞線能有效抑制共模干擾,即使在強(qiáng)干擾環(huán)境下,雙絞線也能傳送極好的圖象信號。而且,使用一根纜內(nèi)的幾對雙絞線分別傳送不同的信號,相互之間不會發(fā)生干擾。
4)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(jī),在控制中心要接入專用接收機(jī)。這種雙絞線傳輸設(shè)備價格便宜,使用起來也很簡單,無需專業(yè)知識,也無太多的操作,一次安裝,長期穩(wěn)定工作。
5)價格便宜,取材方便。由于使用的是目前廣泛使用的普通5類非屏蔽電纜或普通電話線,購買容易,而且價格也很便宜,給工程應(yīng)用帶來極大的方便。
3、光纖
光纖和光端機(jī)應(yīng)用在監(jiān)控領(lǐng)域里主要是為了解決兩個問題:一是傳輸距離,一是環(huán)境干擾。雙絞線和同軸電纜只能解決短距離、小范圍內(nèi)的監(jiān)控圖象傳輸問題,如果需要傳輸數(shù)公里甚至上百公里距離的圖象信號則需要采用光纖傳輸方式。另外,對一些超強(qiáng)干擾場所,為了不受環(huán)境干擾影響,也要采用光纖傳輸方式。因為光纖具有傳輸帶寬寬、容量大、不受電磁干擾、受外界環(huán)境影響小等諸多優(yōu)點,一根光纖就可以傳送監(jiān)控系統(tǒng)中需要的所有信號,傳輸距離可以達(dá)到上百公里。光端機(jī)可以提供一路和多路圖象接口,還可以提供雙向音頻接口、一路和多路各種類型的雙向數(shù)據(jù)接口(包括RS232、RS485、以太網(wǎng)等),將它們集成到一根光纖上傳輸。光端機(jī)為監(jiān)控系統(tǒng)提供了靈活的傳輸和組網(wǎng)方式,信號質(zhì)量好、穩(wěn)定性高。近些年來,由于光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展,光纖和光器件的價格下降很快,使得光纖監(jiān)控系統(tǒng)的造價大幅降低,所以光纖和光端機(jī)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普及。
不過,使用光纖和光端機(jī)需要一定的專業(yè)知識和專用設(shè)備,這給工程施工和用戶使用帶來了一定的困難。另外,對于短距離、小規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng)來說,使用光纖傳輸也顯得不夠經(jīng)濟(jì)。