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双绞线传输

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  双绞线,Twisted Pair wire,是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘?;げ愕耐枷咦槌?。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线一般由两根22~26号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。在双绞线电缆(也称双扭线电缆)内,不同线对具有不同的扭绞长度,一般地说,扭绞长度在38.1cm至14cm内,按逆时针方向扭绞,相临线对的扭绞长度在12.7cm以上。


1产生背景

  在智能大厦综合布线中,安防系统具有非常重要的地位。在传统的设计和施工中,往往将网络布线与安防监控布线分开考虑,由于使用的介质差异使人们无法将它们很好地统一到一起。但是在大厦的安防监控点不断增加的情况下,较为粗硬的同轴电缆布线数量增多会占用大量的管道资源,而且布线难度很大,况且在楼内或大楼周围布线的长度过大时还会引起图像质量的下降。

2技术特点

  新的布线技术的出发点就是将网络布线与安防布线尽量统一到一个平台上,减少布线的难度和造价。在这种布线技术中采用网络布线中广泛使用的非屏蔽电缆(如5类缆)来传输图像信号,同时利用非屏蔽电缆中的空余线对为是摄像机供电。为实现这种技术需要使用两种关键的设备:双绞线视频传输设备和远程供电器。

3双绞线传输视频信号的基本原理

  视频信号在双绞线内传输要解决两个问题:阻抗匹配和衰减补偿。

  标准视频信号接口一般是75Ω、非平衡方式,而双绞线传输时是100Ω、平衡方式,这样用双绞线传输视频信号就要设法解决75Ω←→100Ω以及非平衡←→平衡的转换问题。有两种方法可以完成这种转换:一种是采用传输变压器的无源方式,它无须供电,但是会对信号有一定损失,驱动能力有限;另外一种是采用有源方式,通过宽带放大器和专用芯片,不仅可以完成阻抗和平衡方式的转换,而且可以提供较强的驱动和对图像信号的放大补偿,缺点是需要供电才能工作。

  另外,视频信号是一种高频宽带信号,带宽达到6MHz,如果直接在双绞线内传输,信号的幅度会受到较大的衰减,在监视器上表现为图像的色彩变淡以及亮度变暗。因此,视频信号在双绞线上要传输较远距离必须进行放大和补偿,以保证图像质量。

  双绞线视频传输设备就是用来完成以上功能的,考虑到智能大厦的特点,楼内的监控点到中心控制室一般不会超过二、三百米,可以采用两种双绞线传输方案。第一种是在前端摄像机处使用无源发射设备,而中心控制室使用有源接收设备,可以对图像信号进行放大补偿。第二种是收发两端都使用有源设备,可以保证更好的图像传输质量,但是需要在前端对双绞线发射设备供电。

4双绞线简介

  双绞线可以分为屏蔽双绞线(STP)与非屏蔽双绞线(UTP)两大类。

  其中屏蔽双绞线分别有3类和5类二种,非屏蔽双绞线又分别有3类、4类、5类、超5类甚至6类等多种。3类双绞线的速率为10Mb/S,5类双绞线的速率可达100Mb/S,超5类更可达155Mb/s以上,只能有五类或超五类才能上100Base-TX。屏蔽双绞线因为电缆的外层有一层铝泊包裹用以减小辐射,制作比较麻烦,再加上价线较非屏蔽双绞线贵,所以我们在10Base-T或100Base-TX网络中常用的是非屏蔽5类和超5类双绞线。

5双绞线传输图像的优点

  双绞线在很多工业控制需要中和干扰较大的场所以及远距离传输中都有使用,应用广泛的局域网也是使用了双绞线对,它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、节省空间、价格低廉等等优点。目前通过采用先进的技术和专用芯片,已经能够在双绞线上传输高质量的图像信号。

  ⒈布线方便,线缆利用率高。

  楼宇大厦内广泛铺设的非屏蔽双绞线任取一对就可以传送一路视频信号,由于一根5类缆内有4个双绞线对,因此可以传输4路视频图像,这对于监控点多、需要密集布线的楼宇大厦来说,无疑大大减轻了布线施工的难度。另外4对双绞线中的1对传送视频信号,其余的还可以传输音频信号、控制信号、电源等,提供了电缆的利用率,避免了各种信号单独布线带来的麻烦,减少了工程造价,克服了同轴电缆布线困难、占用管道资源多的缺点,使综合布线的种类更趋统一化。

  ⒉抗干扰能力强。

  双绞线能有效地抑制共模干扰,即使在强干扰环境下,双绞线也能传送极好的图像信号。例如楼宇的电梯、设备房等处都会存在很强的干扰,处于闹市区的建筑物也会受到来自周围环境的各种干扰,双绞线的强抗干扰能力比同轴电缆既有更大的优势。

  ⒊可行性高、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,使用简单,工作稳定。

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  5类非屏蔽电缆在目前的智能楼宇综合布线中被广泛使用,其价格比同轴电缆要低,随着5类缆在通信中的大量应用,价格还会进一步下降,因此使用双绞线的经济性和便利性更为突出。

  ⒌实时传输,即时监控。

  双绞线传送的图像信号采用的是模拟信号技术,保证了监控系统的实时性,在控制室可以实时监控现场的图像。

6远程供电器

  在智能大厦安防工程中,摄像机的供电是必须考虑的。摄像机数量的增加使供电线路变得复杂。如果能结合网络布线将摄像机的供电和图像信号传输一起进行考虑,则大大节省了布线资源、提高效率。另外如果在已经布线完毕的大厦中增加新的监控点,对摄像机的供电就更加困难。

  远程供电器可以通过RJ45接口利用5类缆内的空余双绞线对为摄像机提供一、二百米以内的直流供电,使摄像机的供电与图像信号可以同在一根5类缆中传输,解决了摄像机集中远程供电的问题。

参考资料

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