淺談雙絞線、同軸電纜、光纖的區(qū)別及使用

1、同軸電纜

同軸電纜具有價(jià)格較便宜、鋪設(shè)較方便的優(yōu)點(diǎn)(相對(duì)于光纖而言)，所以，一般在小范圍的監(jiān)控系統(tǒng)中，由于傳輸距離很近，使用同軸電纜直接傳送監(jiān)控圖象對(duì)圖象質(zhì)量的損傷不大，能滿足實(shí)際要求。

但是，根據(jù)對(duì)同軸電纜自身特性的分析，當(dāng)信號(hào)在同軸電纜內(nèi)傳輸時(shí)其受到的衰減與傳輸距離和信號(hào)本身的頻率有關(guān)。一般來講，信號(hào)頻率越高，衰減越大。視頻信號(hào)的帶寬很大，達(dá)到6MHz，并且，圖象的色彩部分被調(diào)制在頻率高端，這樣，視頻信號(hào)在同軸電纜內(nèi)傳輸時(shí)不僅信號(hào)整體幅度受到衰減，而且各頻率分量衰減量相差很大，特別是色彩部分衰減最大。所以，同軸電纜只適合于近距離傳輸圖象信號(hào)，當(dāng)傳輸距離達(dá)到200米左右時(shí)，圖象質(zhì)量將會(huì)明顯下降，特別是色彩變得暗淡，有失真感。

在工程實(shí)際中，為了延長(zhǎng)傳輸距離，要使用同軸放大器。同軸放大器對(duì)視頻信號(hào)具有一定的放大，并且還能通過均衡調(diào)整對(duì)不同頻率成分分別進(jìn)行不同大小的補(bǔ)償，以使接收端輸出的視頻信號(hào)失真盡量小。但是，同軸放大器并不能無限制級(jí)聯(lián)，一般在一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)中同軸放大器最多只能級(jí)聯(lián)2到3個(gè)，否則無法保證視頻傳輸質(zhì)量，并且調(diào)整起來也很困難。因此，在監(jiān)控系統(tǒng)中使用同軸電纜時(shí)，為了保證有較好的圖象質(zhì)量，一般將傳輸距離范圍限制在四、五百米左右。

另外，同軸電纜在監(jiān)控系統(tǒng)中傳輸圖象信號(hào)還存在著一些缺點(diǎn)：

1）同軸電纜本身受氣候變化影響大，圖象質(zhì)量受到一定影響；

2）同軸電纜較粗，在密集監(jiān)控應(yīng)用時(shí)布線不太方便；

3）同軸電纜一般只能傳視頻信號(hào)，如果系統(tǒng)中需要同時(shí)傳輸控制數(shù)據(jù)、音頻等信號(hào)時(shí)，則需要另外布線；

4）同軸電纜抗干擾能力有限，無法應(yīng)用于強(qiáng)干擾環(huán)境；

5）同軸放大器還存在著調(diào)整困難的缺點(diǎn)。

2、雙絞線

雙絞線的使用由來已久，電話傳輸使用的就是雙絞線，在很多工業(yè)控制系統(tǒng)中和干擾較大的場(chǎng)所以及遠(yuǎn)距離傳輸中都使用了雙絞線，我們今天廣泛使用的局域網(wǎng)也是使用雙絞線對(duì)。雙絞線之所以使用如此廣泛，是因?yàn)樗哂锌垢蓴_能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、布線容易、價(jià)格低廉等許多優(yōu)點(diǎn)。由于雙絞線對(duì)信號(hào)也存在著較大的衰減，所以傳輸距離遠(yuǎn)時(shí)，信號(hào)的頻率不能太高，而高速信號(hào)比如以太網(wǎng)則只能限制在100m以內(nèi)。對(duì)于視頻信號(hào)而言，帶寬達(dá)到6MHz，如果直接在雙絞線內(nèi)傳輸，也會(huì)衰減很大，所以視頻信號(hào)在雙絞線上要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，必須進(jìn)行放大和補(bǔ)償，雙絞線視頻傳輸設(shè)備就是完成這種功能。加上一對(duì)雙絞線視頻收發(fā)設(shè)備后，可以將圖象傳輸?shù)?至2km。雙絞線和雙絞線視頻傳輸設(shè)備價(jià)格都很便宜，不但沒有增加系統(tǒng)造價(jià)，反而在距離增加時(shí)其造價(jià)與同軸電纜相比下降了許多。所以，監(jiān)控系統(tǒng)中用雙絞線進(jìn)行傳輸具有明顯的優(yōu)勢(shì)：

1）傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸質(zhì)量高。由于在雙絞線收發(fā)器中采用了先進(jìn)的處理技術(shù)，極好地補(bǔ)償了雙絞線對(duì)視頻信號(hào)幅度的衰減以及不同頻率間的衰減差，保持了原始圖象的亮度和色彩以及實(shí)時(shí)性，在傳輸距離達(dá)到1km或更遠(yuǎn)時(shí)，圖象信號(hào)基本無失真。如果采用中繼方式，傳輸距離會(huì)更遠(yuǎn)。

2）布線方便、線纜利用率高。一對(duì)普通電話線就可以用來傳送視頻信號(hào)。另外，樓宇大廈內(nèi)廣泛鋪設(shè)的5類非屏蔽雙絞線中任取一對(duì)就可以傳送一路視頻信號(hào)，無須另外布線，即使是重新布線，5類纜也比同軸纜容易。此外，一根5類纜內(nèi)有4對(duì)雙絞線，如果使用一對(duì)線傳送視頻信號(hào)，另外的幾對(duì)線還可以用來傳輸音頻信號(hào)、控制信號(hào)、供電電源或其它信號(hào)，提高了線纜利用率，同時(shí)避免了各種信號(hào)單獨(dú)布線帶來的麻煩，減少了工程造價(jià)。

3）抗干擾能力強(qiáng)。雙絞線能有效抑制共模干擾，即使在強(qiáng)干擾環(huán)境下，雙絞線也能傳送極好的圖象信號(hào)。而且，使用一根纜內(nèi)的幾對(duì)雙絞線分別傳送不同的信號(hào)，相互之間不會(huì)發(fā)生干擾。

4）可靠性高、使用方便。利用雙絞線傳輸視頻信號(hào)，在前端要接入專用發(fā)射機(jī)，在控制中心要接入專用接收機(jī)。這種雙絞線傳輸設(shè)備價(jià)格便宜，使用起來也很簡(jiǎn)單，無需專業(yè)知識(shí)，也無太多的操作，一次安裝，長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

5）價(jià)格便宜，取材方便。由于使用的是目前廣泛使用的普通5類非屏蔽電纜或普通電話線，購(gòu)買容易，而且價(jià)格也很便宜，給工程應(yīng)用帶來極大的方便。

3、光纖

光纖和光端機(jī)應(yīng)用在監(jiān)控領(lǐng)域里主要是為了解決兩個(gè)問題：一是傳輸距離，一是環(huán)境干擾。雙絞線和同軸電纜只能解決短距離、小范圍內(nèi)的監(jiān)控圖象傳輸問題，如果需要傳輸數(shù)公里甚至上百公里距離的圖象信號(hào)則需要采用光纖傳輸方式。另外，對(duì)一些超強(qiáng)干擾場(chǎng)所，為了不受環(huán)境干擾影響，也要采用光纖傳輸方式。因?yàn)楣饫w具有傳輸帶寬寬、容量大、不受電磁干擾、受外界環(huán)境影響小等諸多優(yōu)點(diǎn)，一根光纖就可以傳送監(jiān)控系統(tǒng)中需要的所有信號(hào)，傳輸距離可以達(dá)到上百公里。光端機(jī)可以提供一路和多路圖象接口，還可以提供雙向音頻接口、一路和多路各種類型的雙向數(shù)據(jù)接口（包括RS232、RS485、以太網(wǎng)等），將它們集成到一根光纖上傳輸。光端機(jī)為監(jiān)控系統(tǒng)提供了靈活的傳輸和組網(wǎng)方式，信號(hào)質(zhì)量好、穩(wěn)定性高。近些年來，由于光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖和光器件的價(jià)格下降很快，使得光纖監(jiān)控系統(tǒng)的造價(jià)大幅降低，所以光纖和光端機(jī)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普及。

不過，使用光纖和光端機(jī)需要一定的專業(yè)知識(shí)和專用設(shè)備，這給工程施工和用戶使用帶來了一定的困難。另外，對(duì)于短距離、小規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng)來說，使用光纖傳輸也顯得不夠經(jīng)濟(jì)。