浅谈双绞线、同轴电缆、光纤的区别及使用

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1、同轴电缆

        同轴电缆具有价格较便宜、铺设较方便的优点(相对于光纤而言),所以,一般在小范围的监控系统中,由于传输距离很近,使用同轴电缆直接传送监控图象对图象质量的损伤不大,能满足实际要求。

        但是,根据对同轴电缆自身特性的分析,当信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。一般来讲,信号频率越高,衰减越大。视频信号的带宽很大,达到6MHz,并且,图象的色彩部分被调制在频率高端,这样,视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减,而且各频率分量衰减量相差很大,特别是色彩部分衰减最大。所以,同轴电缆只适合于近距离传输图象信号,当传输距离达到200米左右时,图象质量将会明显下降,特别是色彩变得暗淡,有失真感。

        在工程实际中,为了延长传输距离,要使用同轴放大器。同轴放大器对视频信号具有一定的放大,并且还能通过均衡调整对不同频率成分分别进行不同大小的补偿,以使接收端输出的视频信号失真尽量小。但是,同轴放大器并不能无限制级联,一般在一个点到点系统中同轴放大器最多只能级联2到3个,否则无法保证视频传输质量,并且调整起来也很困难。因此,在监控系统中使用同轴电缆时,为了保证有较好的图象质量,一般将传输距离范围限制在四、五百米左右。

        另外,同轴电缆在监控系统中传输图象信号还存在着一些缺点:

           1)同轴电缆本身受气候变化影响大,图象质量受到一定影响;

           2)同轴电缆较粗,在密集监控应用时布线不太方便;

           3)同轴电缆一般只能传视频信号,如果系统中需要同时传输控制数据、音频等信号时,则需要另外布线;

           4)同轴电缆抗干扰能力有限,无法应用于强干扰环境;

           5)同轴放大器还存在着调整困难的缺点。

2、双绞线

        双绞线的使用由来已久,电话传输使用的就是双绞线,在很多工业控制系统中和干扰较大的场所以及远距离传输中都使用了双绞线,我们今天广泛使用的局域网也是使用双绞线对。双绞线之所以使用如此广泛,是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点。由于双绞线对信号也存在着较大的衰减,所以传输距离远时,信号的频率不能太高,而高速信号比如以太网则只能限制在100m以内。对于视频信号而言,带宽达到6MHz,如果直接在双绞线内传输,也会衰减很大,所以视频信号在双绞线上要实现远距离传输,必须进行放大和补偿,双绞线视频传输设备就是完成这种功能。加上一对双绞线视频收发设备后,可以将图象传输到1至2km。双绞线和双绞线视频传输设备价格都很便宜,不但没有增加系统造价,反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。所以,监控系统中用双绞线进行传输具有明显的优势:

        1)传输距离远、传输质量高。由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术,极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差,保持了原始图象的亮度和色彩以及实时性,在传输距离达到1km或更远时,图象信号基本无失真。如果采用中继方式,传输距离会更远。

        2)布线方便、线缆利用率高。一对普通电话线就可以用来传送视频信号。另外,楼宇大厦内广泛铺设的5类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路视频信号,无须另外布线,即使是重新布线,5类缆也比同轴缆容易。此外,一根5类缆内有4对双绞线,如果使用一对线传送视频信号,另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号、供电电源或其它信号,提高了线缆利用率,同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦,减少了工程造价。

        3)抗干扰能力强。双绞线能有效抑制共模干扰,即使在强干扰环境下,双绞线也能传送极好的图象信号。而且,使用一根缆内的几对双绞线分别传送不同的信号,相互之间不会发生干扰。

        4)可靠性高、使用方便。利用双绞线传输视频信号,在前端要接入专用发射机,在控制中心要接入专用接收机。这种双绞线传输设备价格便宜,使用起来也很简单,无需专业知识,也无太多的操作,一次安装,长期稳定工作。

        5)价格便宜,取材方便。由于使用的是目前广泛使用的普通5类非屏蔽电缆或普通电话线,购买容易,而且价格也很便宜,给工程应用带来极大的方便。

3、光纤

        光纤和光端机应用在监控领域里主要是为了解决两个问题:一是传输距离,一是环境干扰。双绞线和同轴电缆只能解决短距离、小范围内的监控图象传输问题,如果需要传输数公里甚至上百公里距离的图象信号则需要采用光纤传输方式。另外,对一些超强干扰场所,为了不受环境干扰影响,也要采用光纤传输方式。因为光纤具有传输带宽宽、容量大、不受电磁干扰、受外界环境影响小等诸多优点,一根光纤就可以传送监控系统中需要的所有信号,传输距离可以达到上百公里。光端机可以提供一路和多路图象接口,还可以提供双向音频接口、一路和多路各种类型的双向数据接口(包括RS232、RS485、以太网等),将它们集成到一根光纤上传输。光端机为监控系统提供了灵活的传输和组网方式,信号质量好、稳定性高。近些年来,由于光纤通信技术的飞速发展,光纤和光器件的价格下降很快,使得光纤监控系统的造价大幅降低,所以光纤和光端机在监控系统中的应用越来越普及。

        不过,使用光纤和光端机需要一定的专业知识和专用设备,这给工程施工和用户使用带来了一定的困难。另外,对于短距离、小规模的监控系统来说,使用光纤传输也显得不够经济。

 

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