傳輸系統將監控系統的前端設備與終端設備聯繫起來。前端設備所產生的圖像信號、聲音信號、各種報警信號通過傳輸系統傳送到控制中心,並將控制中心的控制指令傳送到前端設備。
根據電視監控系統的規模大小、覆蓋面積、信號傳輸距離、信息容量、對系統的功能及質量指標等不同要求以及傳輸信號的種類可以採用不同的傳輸方式。由於圖像信號的信息量大,頻寬寬,監視時直觀性強,因此傳輸的重點就是視頻圖像信號的傳輸。
第一節、同軸電纜傳輸
電視監控系統一般多是中短距離的中小型系統,幾乎都採用同軸電纜傳輸視頻圖像信號。視頻基帶是指視頻信號本身的頻頻寬度(0至6MHz)。將視頻信號採用調幅或調頻的方式調製到高頻載波上,然後通過電纜傳輸,在終端接收後再解調出視頻信號,這種方式稱為調製傳輸方式,它可以較好地抑制基帶傳輸方式中常有的各種干擾,並可實現一根電纜傳送多路視頻信號。但是在實際的監控系統中,由於攝像機布置地點比較分散,並不能發揮頻分復用的優勢,而且增加調製、解調設備還會增加系統成本,因此在傳輸距離不遠的情況下,仍然以基帶傳輸為主。而高頻傳輸方式大多出現在有線電視系統中。
一、同軸電纜
同軸電纜是由兩個同軸布置的倒導體組成,傳輸的信號完全封閉在外導體內部,從而具有高頻損耗低、禁止及抗干擾能力強、使用頻頻寬等顯著特點。同軸電纜從外至內結構為銅單線多根銅線絞合的內導體、絕緣介質、軟銅線或鍍錫絲編織層和聚氯乙烯護套。
同軸電纜的特性阻有50歐姆、75歐姆等。主要型號有SYV型,它的絕緣層為實心聚乙烯;SBYFV型,它的絕緣層為泡沫聚乙烯;SYK型。其絕緣層為聚乙烯藕芯。電視監控系統中常用的是SYV和SBYFV型75歐姆阻抗的同軸電纜。
泡沫聚乙烯材料比聚乙烯更不易損耗視頻信號,還增加了電纜的靈活性,安裝方便,但容易吸潮從而改變電氣性能。實心聚乙烯因其剛性,比泡沫材料保形性好,能承受以外擠壓的壓力。
同軸電纜禁止層銅網能禁止電磁干擾或EMI的無用外部信號干擾,編織層中絞合線的多少和含銅量決定了其抗干擾的能力。編織層鬆散的商業電纜能禁止80%干擾信號,適合於電氣干擾較低的場合,如果使用金屬管道效果更好。高干擾的場合要使用高禁止或高編織密度的電纜。鋁箔禁止或包箔材料的電纜不適用於電視監控系統,但可用於發射無線電頻率信號。
同軸電纜越細越長,損耗越大,信號頻率越高,損耗越大。以SYV型電纜為例,國內的同軸電纜有SYV75-3、SYV75-5、SYV75-7、SYV75-9等規格。
使用同軸電纜傳輸使圖像時,距離在300米以下的一般可以不考慮信號的衰減問題,在傳輸距離增加時可以考慮使用低損耗的同軸電纜,如SYV75-9、SYV75-18等,或者加入電纜補償器。
二、電纜補償器
電纜補償器又稱為電纜均衡器,通過電纜校正電路來進行高頻特性的補償,以使信號傳輸通道的總頻率特性基本上是平坦的。電路主要由RC電路組成,每一組RC串聯電路都有一個中心頻率f,將電纜衰減曲線分成幾段,對應於各段都用一組RC電路進行補償。
一般加入一級補償器可以使傳輸線路延長500米,對於不同規格的電纜適當增加電纜補償器可使有效傳輸距離增至2km左右。
三、同軸電纜基帶傳輸易出現的干擾
基帶傳輸的一個缺點就是抗干擾能力差,同軸電纜的禁止層對頻率越低的電磁波的禁止作用越差,因此易受到廣播干擾和低頻電磁波的干擾。
㈠廣播干擾
同軸電纜在架空設定時,電纜線本身就成了一根很長的天線,在受到廣播電磁波感應時,感應出電位差,這個電位差產生在電纜線禁止層兩端(芯線也存在感生電位差,但很小),那么,禁止層、信號源內阻、芯線及芯線、75歐姆負載、禁止層形成了迴路,這個電位差通過迴路形成干擾電流,並在負載電阻75歐姆上形成干擾壓降疊加到視頻信號上。這種干擾一般在幾百KHz到幾MHz,對圖像產生較為穩定的網紋干擾,干擾頻率越高,網紋越細越密,大於10MHz的干擾基本上不影響觀看效果。
抑制這種干擾的最好辦法是電纜埋地鋪設,或採用鉛包電纜,也可以採用具有外禁止層的對稱平衡電纜作為傳輸線。當只能採用同軸傳輸時,應使電纜線禁止層單端接地,同時在接收端設定對稱輸入的電纜補償器。採用高電平傳輸方法也可以很好地抑制廣播干擾,方法是將1Vp-p的視頻信號放大到5至8Vp-p後再進行傳輸,在接收端干擾電平相對於視頻信號就減小了,傳輸的距離也可以更遠。
㈡低頻干擾
低頻干擾主要是指50Hz工頻干擾。這種干擾使圖像產生水平黑色滾條,嚴重時使圖像無法觀看並失步。形成50Hz干擾的主要原因是地電位差。在用電設備多、設備功率大的地方會因三相不平衡或接地方式不同時,就會形成較大的地電流,這個電流通過具有地電阻的大地時就會在兩地之間形成電壓降,如果電纜兩端接地,就會通過信號源內阻在電纜上形成電流,產生干擾。
抑制這種干擾的最好方法是電纜單端接地。
㈢特性阻抗失配
同軸電纜的特性阻抗為75歐姆,由於視頻頻寬很寬,同軸電纜在低頻和高頻所表現的阻抗不是完全相同的,無法做到完全的匹配。但圖像的細節都在1MHz以上的頻域內,所以保證高頻段阻抗匹配就基本能夠滿足傳輸要求,即使在低頻段有微小的失配,也不會對圖像造成明顯的重影失真。
阻抗失配常常會出現若干條間距相等的豎條幹擾,頻率基本上是行頻的整數倍。解決方法一般為“始端串接電阻”或“終端並接電阻”方法改善。
㈣其它干擾
使用同軸電纜傳輸常常會因傳輸距離過長、損耗過大、電纜質量不高、大功率可控矽設備使用造成電源不潔淨等原因造成的干擾,這些干擾相對來說比較容易解決,如加裝電纜補償器、使用淨化電源、選用高質量電纜等。
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