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門禁系統雙絞線視頻傳輸

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發表于 2018-10-15 14:49:11 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
雙絞線視頻傳輸
視頻信號除了采用同軸電纜傳輸外,也可采用雙絞線傳輸(平衡差分傳輸),它是電磁環境復雜或工程已進行了綜合布線情況下較為理想的傳輸方式。一對雙絞線只能傳輸一路圖像,但因有較強的共模干擾抑制能力,卻可以共纜傳輸,如在一根5類以上的非屏蔽雙絞線的4對線中,任何一對都可以用來傳輸一路視頻信號,4對的雙絞線,即可以用來傳輸4路視頻信號或其他弱電信號,如控制信號、低壓電源,它們之間不會產生互擾,從而提高了線纜利用率。雙絞線傳輸高頻分量衰減較大,因此圖像顏色保真度會受到一定的影響,此外雙絞線質地脆弱抗老化能力較差,不適于野外傳輸,
(1)雙絞線
雙絞線是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質。雙絞線由兩根互相絕緣的銅導線按定密度和方向互相扭絞在一起而成。這樣會使每一根導線在傳輸中所輻射的電波被另一根導線上發出的電波抵消,即便在強干擾環境下,雙絞線也能傳送較好的圖像信號,具有較強的抗干擾能力。雙絞線可以分為屏蔽雙絞線(STP)與非屏蔽雙絞線(UTP)兩大類。其中,屏蔽雙絞線分別有3類和5類兩種,非屏蔽雙絞線分別有3類、4類、5類、超5類甚至6類等多種。3類雙絞線的傳輸速率為10Mbit/s;5類雙絞線的傳輸速率可達100Mb/s;超5類雙絞線的傳輸速率可達1000Mbit/s。采用雙絞線代替視頻線,最常見的是5類非屏蔽雙絞線。屏蔽雙絞線電纜的外層有一層鋁箔包裹用以減小輻射,因此其制作復雜,價格高于非屏蔽雙絞線。
(2)雙絞線視頻傳輸器
視頻信號是一種非平衡方式的視頻基帶信號,而雙絞線是一種平衡傳輸方式的線纜,個是非平衡式信號,另一個是平衡式傳輸模式,因此不能簡單用雙絞線直接傳輸視頻信號。
首先,必須先把視頻信號轉換成平衡信號,在符合雙絞線的傳輸模式后,才能使用雙絞線傳輸。此外,由于錄像、顯示器等終端監控設備的輸入端口都是非平衡方式的,所以又得把雙絞線傳輸過來的平衡式信號轉換成非平衡式信號,以滿足終端設備的信號輸入要求技術上采用的措施是,在雙絞傳輸線的前、后端分別設置“非平衡”/“平衡”和“平衡”/“非平衡”轉換器,前者稱為視頻發送器,或者稱為視頻接收器,統稱為視頻傳輸器。工作流程是,攝像機輸岀(非平衡信號)→平衡轉換(發送器)一平衡信號→→雙絞線傳輸(黑色線條部分)→平衡/非平衡轉換(接收器)→非平衡信號→監控中心(監視器等)。雙絞線傳輸器結構圖如圖2-35所示。
圖2-35雙絞線傳輸器結構圖
視頻傳輸器分無源視頻傳輸器和有源視頻傳輸器兩種
1)無源視頻傳輸器。其結構很簡單,即在一個髙磁通量、高帶寬的磁環上,平行繞制對視頻互感線圈,它只起到平衡/非平衡轉換的作用。因為是無源器件,所以不會引入新的失真,但對信號有衰減,故信噪比會下降。使用無源轉換器,成本低廉,抗干擾能力較弱,傳輸距離有限(一般傳輸距離可達200m)。無源視頻傳輸器連接圖如圖2-36所示。
通常使用線纜為3類或3類以上的非屏蔽雙絞線對。安裝簡單,只要將一臺傳輸器連接到攝像機的BNC接口上,將另一臺傳輸器連接到監視器,中間用雙絞線對連接即可。無電源,免調試,不分發送器和接收器,可互換使用。
圖2-36無源雙絞線視頻傳輸器及雙絞線傳輸器連接圖
a)無源雙絞線視頻傳輸器b)雙絞線傳輸器連接圖
2)有源視頻傳輸器。有源視頻傳輸器與無源視頻傳輸器的區別在于,它具有放大和頻率均衡處理的功能,另外一點是必須向傳輸器提供直流電源。有源視頻傳輸器的傳輸距離比無源視頻傳輸器長,一般可達1000~1500m。有源視頻傳輸器如圖2-37所示。有源傳輸器的傳輸線纜采用5類或5類以上的非屏蔽雙絞線。
3)雙絞線視頻傳輸器的選用。對于不同的傳輸距離,有不同的選擇。不超過200m,可以選用無源收發器;距離在1000m內,可以選用前端無源發送器,后端配置有源接收器;傳輸在距離1000m以上,應將有源發送器和有源接收器配套使用。如果傳輸的距離更長,就應考慮增加配置中繼器。
圖2-37有源視頻傳輸器
(3)雙絞線控制信號傳輸
如前所述,解碼器一般放置在帶云臺的攝像機附近,距離控制中心比較遠,控制中心與攝像機之間的通信,通常采用RS-485電平傳輸方式,前端與硬盤錄像機的RS-485端口連接,終端與各解碼器總線型連接,如圖2-38所示(視頻信號另行單獨傳輸)。如主機掛有多臺的解碼器,最后一個解碼器的A、B端之間并接1209的電阻。
圖2-38終端解碼器總線型連接圖
雙絞線控制信號的傳輸過程是,發送端將串行口的TL信號轉換成平衡差分信號A、B兩路輸岀,經過線纜傳輸之后,在接收端將平衡差分信號還原成T信號。由于傳輸線用的是雙絞線,又是差分傳輸,所以有極強的抗共模干擾能力,總線的收、發器靈敏度很高故傳輸的距離較長,最大距離可達1219m,最大傳輸速率為10Mbit/s。RS-485采用半雙工工作方式,支持多點數據通信。單片機對控制信號解碼后,其輸出信號端口到驅動電路加有光電隔離器件,以防止驅動電路中的繼電器、晶閘管等器件對單片機產生干擾。此外,還有一種傳輸方式,即攝像機的視頻信號與控制信號公用一根同軸電纜,采用所謂的頻分復用技術。也就是視頻信號按基帶方式傳輸不變,把控制信號調制到某一頻率上,形成特定的代碼,由控制主機發送到解碼器后,經解碼器解調、解碼再轉換為模擬控制電壓
傳輸給云臺或攝像機,產生相應動作。這種傳輸方式的線纜敷設簡單,但相應設備比較復雜,小區安防系統較少使用。
(4)雙絞線使用注意事項
1)對于干擾特強的地方,如電廠、變電站、發射基站附近,宜選用屏蔽網線,或在普通網線外套金屬管。若采用屏蔽網線,則還要注意傳輸距離不可太長,一般控制在1000m以內。
2)對于電梯的干擾,建議選用電梯專用雙絞線電纜。
3)由于雙絞線傳輸采用“虛地”技術,比同軸電纜更容易感應靜電或雷電,如果在多雷區,最好在前端就做好防雷接地。
4)當RS-485總線空閑或開路時,阻抗不匹配會引起信號反射,導致接收器誤觸發。為此,必須在電纜的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻(通常為120Ω)而在通信距離短、通信速率不高的場合則不需加終端電阻。

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