說明
監控共纜集中供電技術是基於同軸電纜的電源和數據傳輸的架構而來。
概述
在同軸電纜傳輸中即傳輸信號又傳輸電源,最早運用於有線電視系統.在國內,已經有十多年歷史.而如今把有線電視技術轉移到監控領域已經數年,但卻很少有人把電源的傳輸技術同時轉移過來.雖然我們曾反覆倡議此技術在共纜監控領域的推廣,但卻還是有不少安防行業的朋友表示質疑甚至反對.而如今在監控系統中的電源線和數據線已經是一項不可忽略的開銷(每公里距離兩種線大約需要花費6000多元左右).它應該引起業界的再度關注.採用共纜技術傳輸信號的同時,如果再利用它同時傳輸電源和數據,這顯然可節約一筆不小的開銷.這種技術我們已經在實際監控工程中運用了一些時間,事實證明是可行的.
傳輸原理
共纜監控傳輸技術是一種射頻寬頻技術.在有線電視中通常稱為HFC(光纖和同軸電纜混合)技術.它是把需要傳輸的視頻,音頻或數據基帶信號搭載在高頻載波上傳輸,到達目的地後,再從載波里取出基帶信號.這樣的傳輸方式可使同軸電纜的信息傳輸容量增加許多倍.高頻同軸電纜的頻率頻寬可達0-1GHz以上.現在通常使用的信號實際頻寬一般在5-860MHz.
由於直流電源的頻率是0HZ,交流電源的頻率是50Hz,顯然它們都可以通過同軸電纜傳輸.在共纜監控中,我們可以把5-30MHZ的頻段分為下行通道(控制信號從中心發出到監控攝像機的方向).這個25MHz寬度的通道可以傳輸很多
數據信號,但監控發出的控制信號(約100KHz頻寬)只占它的頻寬的0.5%不到.因此下行通道大部分資源是空閒的.
從監控攝像機到監控室方向我們稱為上行通道.頻寬從45MHz-860MHz達815MHz.我們傳輸一個攝像機的視頻只需要8MHz,因此,上行通道最多可以傳輸100路視頻信號.但在實際工程中的情況是,一根同軸電纜傳輸的頻道數越
少,工程越容易做.因此,每條線究竟計畫傳輸多少個頻道,需要根據技術實力而定.
在對電纜供電時,採用的是有線電視系統目前通用的電源插入器.它完成電源與高頻載波的混合,提供高頻通路和隔離高頻與電源的信號通道.電源到達前端(攝像機端)後,再利用分離器,把信號和電源分離開.
實現方法及成本比較
通過同軸電纜集中供電我們分為兩種方式:一種是直流供電,另一種是交流供電.無論那種供電方式,供電點都可在任何距離插入.供電電壓建議控制在60V以下.1.直流集中供電:此方式一般用於固定攝像機,它最大好處就是供電方法簡單,每個前端電源只需極少成本.每個攝像機不再需要電源變壓器,這些節省的變壓器成本完全可以用於購買集中供電電源和插入器.由線損引起的各前端電壓的差異,主要靠直流穩壓器來解決.去掉的RVV電源線,基本就是純節約的開銷.
2.交流集中供電:在監控系統中如果出現需要控制雲台和鏡頭的監控點,建議採用這種方式.如果同一線路中既有固定攝像機,又有雲台和鏡頭需要控制.也只能全部採用交流供電方式.在交流供電情況下,每個攝像機監控共纜集中供電需要配置一個60V交流調壓變壓器取代原來的220V變壓器(不增加成本),以適應線損造成的低壓交流到達前端的電壓差異.幹線上還需增加大功率的220V轉60V的變壓器和電源插入器.額外增加的大功率變壓器和電源插入器的成本只能用節省的電源線成本來彌補.彌補後剩下的錢才是節約的成本.下面以一個工程設計實例來計算交流集中共纜供電與傳統供電方式的成本.
如果採用傳統方式敷設電源線,根據耗電和距離情況,一般採用2×2.5截面的RVV線.這種電線目前的價格大約在4.5元/米.那么系統花費的電源線費用是1231×4.5=5539.5元.在集中供電系統中配置是:一個60V10A的電源,成本大約是700元,一個電源插入器,成本大約是90元.每個前端需要增加一個信號分路器,大約在15元,14路攝像機共需4×15=210元.這三項總共開銷是1000元,這樣,工程節約的成本是:5539.5-1000=4539.5元.假設全部採用直流供電.
3.傳統傳輸供電:在傳統點對點的視頻傳輸中,同樣可以採用同軸電纜供電方式.不過在傳輸時,需要對視頻信號進行調製解調處理.由於這種供電大多是單一負載,流過同軸電纜的電流不大.供電器全部可以放在監控室內.這種傳輸方供電方式的基本配置是:一個集中供電電源,兩個信號復用器,一對數據機.後端(監控室端)數據機可把中心輸出的數據控制信號調製成數據載波信號,然後與電源混入電纜後傳送到各前端的穩壓器和數據機.控制信號的取出和圖像信號的調製回傳,全部由前端數據機來完成.假設上圖的傳輸距離為1000米,我們可以分別算出兩種不同供電方式的成本.傳統RVV1*2線供電:假設採用1.0×2的RVV線.1000米所需線材成本為:1000×2.4=2400(元)75-5同軸電纜供電:集中供電器一台98元,信號混合\分離器兩隻30元,數據機一對248元.所需設備成本為:98+30+248=376(元)同軸電纜供電節約的成本為:2400–376=2024(元)如果多條同軸電纜在監控室共用一個供電電源,成本還可有望降低.
4.控制信號傳輸:同軸電纜在傳輸圖像信號和電源的同時,還可以把控制數據信號從監控中心發到各解碼器.這顯然給每路信號增加了數據數據機的成本.這個成本只能用省去的數據傳輸線的成本來彌補.我們用一條500米傳統傳輸方式與其做比較,計算兩種方式各需的成本.傳統數據傳輸:500(米)×1.5(元)=750元電纜數據載波:數據數據機一對:150元能節約的成本為:750–150=600元
距離越長,共纜傳輸數據方式越省錢.在實際使用中,數據數據機與圖像數據機是集成在一起的.計算線材的價格可能與各地市場價有所差異.大家可以以當地實際購買價進行計算比較.
共纜供電和數據傳輸設備
1,集中供電器:集中供電器分為直流集中供電器和交流集中供電器.直流供電器:直流供電器市場上有各種電壓和電流規格.比如電壓有15V\20V\30V\64V等.電流有1A/2A/3A/5A/10A/20A/30A等.至於需要選擇多大的電壓和電流的供電器,需要根據攝像機的工作電流和電纜的型號及長度來決定.計算方式是:各攝像機工作電流的總和即是需要選擇的電流規格;攝像機需要的工作電壓+電纜的線損電壓即是需要選擇的電壓規格.但在選擇中需要留有一定餘量.交流供電器:交流供電器有磁飽和穩壓60V輸出供電器和非穩壓電壓可調輸出兩種.磁飽穩壓型只有60V電壓輸出,電流有4A/6A/10A等.非穩壓供電器可以有各種電壓和電流輸出.選用穩壓型或非穩壓型需要根據各地區的供電穩定性來決定.電壓的選擇是:24V+電纜線損=供電電壓.電流的選擇與直流供電相同.非穩壓型供電器價格相對便宜,並且供電電壓可以根據實際工程情況進行相應調整.只要區域供電電壓波動不是太大.完全可以採用這種供電器.
2,電源插入器:電源插入器根據供電大小的不同分為3A和10A兩種3A電源插入器，這種插入器又稱信號復用器,共有三個接口.分別為電源端,信號端和混合端.它可作為電源與信號的混合或分離.該設備主要用於單路供電和前端
信號的分離.
10A電源插入器，這種插入器有3各接口,一個是電源輸入口,另兩個是信號和電源混合口.它主要適合於共纜監控中多路前端傳輸的大電流供電要求.兩種插入器即可用於交流,也可用於直流的插入.在多路供電時,供電點的選擇很重要.通常建議電源插入點選擇在傳輸電纜的中間.這樣供電電壓要求低,功耗少,同樣功率的供電器可增加供電點數量.
3,前端穩壓器:前端穩壓器的作用是為攝像機,解碼器,雲台和變焦鏡頭等提供必要的電源.直流穩壓器電路簡單,價格低廉.主要用於固定和可控攝像機的直流供電.它有12V電源輸出,RS485控制信號輸出.穩壓輸入口即可加入交流,也可加入直流電源.在需要控制雲台和鏡頭的情況下,只能採用交流供電.這時必須增加一個60V轉24V的可調變壓器.以便為雲台供電.
4,數據機
共纜供電用單路數據機，多路解調器實物
