建筑安全監(jiān)控系統(tǒng)-監(jiān)控系統(tǒng)的信號傳輸

引入:監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備與中心設(shè)備通過傳輸系統(tǒng)建立聯(lián)系，傳輸系統(tǒng)由兩個基本功能：一是將前端的視音頻信號及各種探測數(shù)據(jù)傳往中心控制端；二是將中心控制端的各種控制命令傳往前端解碼器。常用的傳輸方式有：直接電纜傳輸、光纖傳輸、微波傳輸、寬頻共纜傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸和雙絞線平衡傳輸。各種傳輸方式優(yōu)勢各異，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場合合理選擇。課程將著重介紹在監(jiān)控系統(tǒng)中常用同軸電纜、控制電纜傳輸?shù)闹苯与娎|傳輸方式，以及利用光纖、微波、網(wǎng)絡(luò)等方式進(jìn)行的信號傳輸。直接電纜傳輸是最基本的傳輸方式。其中，由攝像機(jī)輸出的視頻信號采用同軸電纜連接，由監(jiān)聽頭輸出的音頻信號采用2芯屏蔽線連接，在監(jiān)控-報(bào)警聯(lián)動系統(tǒng)中，由報(bào)警探測器輸出的是開關(guān)量信號可用普通2芯線連接，由中心控制主機(jī)發(fā)出的控制指令則通過普通2芯屏蔽線與解碼器連接。由前端解碼器到云臺及鏡頭之間還需要采用較短的多芯電纜連接。5.1直接電纜傳輸1.視頻電纜及連接器

視頻電纜選用75Ω的同軸電纜，通常使用的型號有SYV-75-3和SYV-75-5。它們對視頻信號的無中繼傳輸距離一般為300-500m，當(dāng)傳輸距離更長時，可選用SYV-75-7，SYV-75-9或SYV-75-12的粗同軸電纜（無中繼傳輸可達(dá)1km以上）。一般來說，傳輸距離越長、頻率越高，信號的衰減越大，而線徑越粗衰減越小。當(dāng)長距離無中繼傳輸時，由于信號的高頻成分被過多衰減，圖像就會變得模糊。這時，就應(yīng)該考慮增加視頻放大器，或采用光纖傳輸。5.1.1直接電纜傳輸中的線材同軸電纜的屏蔽網(wǎng)用銅絲編織而成。不同質(zhì)量的視頻電纜其編織層的密度（銅絲根數(shù)）不同，如80編，96編，120編。在實(shí)際連接中，屏蔽網(wǎng)接地，內(nèi)芯線接信號端，屏蔽網(wǎng)與芯線之間填充絕緣介質(zhì)，避免輻射損耗和外界雜散信號的干擾。視頻電纜與設(shè)備的連接通常為BNC連接器（Q9接頭），也有選用傳輸常用的F端子（用螺紋可旋緊）BNC連接器F端子5.1.1直接電纜傳輸中的線材2.音頻電纜及連接器音頻電纜通常選用2芯屏蔽線，雖然普通2芯線也可以傳輸音頻，但長距離傳輸時易引入干擾噪聲。音頻電纜在監(jiān)控系統(tǒng)中采用點(diǎn)對點(diǎn)式布線方式，同時也可以用于信號傳輸，常用的音頻電纜有RVVP－2/0.3或RVVP－2/0.5。音頻電纜與設(shè)備的連接通常為RCA連接器，專業(yè)音頻設(shè)備通常采用卡儂連接器。RVVP電纜常見的連接器5.1.1直接電纜傳輸中的線材3.通信電纜通信電纜指的是接于系統(tǒng)主機(jī)與解碼器之間的2芯電纜，可以選用普通的2芯護(hù)套線，但帶有屏蔽層的兩芯線抗干擾性能好些，更適合于強(qiáng)干擾環(huán)境下的遠(yuǎn)距離傳輸。可選用的通信線通常有RVVP－2/0.15或RVVP－2/0.3。選擇通信電纜的基本原則是距離越長，線徑越粗。如：RS－485通信規(guī)定的基本通信距離是1200m，但在實(shí)際工程中使用RVV－2/1.5的護(hù)套線，可以將距離擴(kuò)展到2000m以上。當(dāng)通信距離過長時，需使用通信中繼器，將控制信號放大整形。通信電纜一般不需要單獨(dú)的連接器，可直接與其它電路板相連。5.1.1直接電纜傳輸中的線材4.控制電纜控制電纜是指用于控制云臺和電動可變鏡頭的多芯電纜，它一端連接與控制器或解碼器的云臺、電動鏡頭控制接線端，另一端則直接連接到云臺、電動鏡頭的相應(yīng)端子上。由于控制電纜提供的是直流或交流電壓，而且一般距離很短，基本上不存在干擾問題，因此不需要使用屏蔽線。常用的控制電纜有6芯或10芯，如RVV－6/0.2或RVV－10/0.125.1.2國產(chǎn)電纜統(tǒng)一型號及其含義1.通信電纜的型號國內(nèi)通信電纜的型號由拼音字母或阿拉伯?dāng)?shù)字組成，排列次序和含義：1～5用漢語拼音字母表示；6～7用數(shù)字代表，派生的數(shù)字是區(qū)別具體型號中有不同品種。如：電纜的型號為H-YF-V-C則表示電纜為室內(nèi)通信—泡沫聚烯烴絕緣—聚氯乙烯護(hù)套—自承式通信電纜。5.1.2國產(chǎn)電纜統(tǒng)一型號及其含義2.同軸電纜的型號選用同軸電纜時，要選用頻率特性號，衰減小，傳輸穩(wěn)定，防水性能號的電纜。同軸電纜可分為實(shí)芯和藕芯電纜兩種。芯線采用銅線，外導(dǎo)體有鋁管和銅網(wǎng)加鋁箔兩種。絕緣外套分為單護(hù)套和雙護(hù)套兩種。標(biāo)準(zhǔn)格式如如：SYV-75-3-1。

5.1.3同軸電纜接頭的制作1.材料準(zhǔn)備：同軸電纜（具體長度參照實(shí)際需要）、BNC連接器2個、電烙鐵、焊錫、常用工具（剝線鉗、卡線鉗、尖嘴鉗等）。2.制作過程（1）剝線剝線時，用剝線鉗將同軸電纜外層保護(hù)膠皮剝?nèi)?-2cm，盡量不要割斷金屬屏蔽線，再將芯線外的乳白色透明絕緣層剝?nèi)?.5-1cm，使芯線裸露。剝好一端的同軸電纜如下圖。BNC接頭的結(jié)構(gòu)5.1.3同軸電纜接頭的制作（2）芯線的連接BNC接頭一般由BNC接頭本體、芯線插針、屏蔽金屬套筒三部分組成。芯線插針用于連接同軸電纜芯線。在剝線之后，將芯線插入芯線插針尾部的小孔，使用卡線鉗前部的小槽用力夾一下，使芯線壓緊在小孔中。當(dāng)然，也可以使用電烙鐵直接焊接芯線與芯線插針，焊接時注意不要將焊錫流露在芯線插針外表面。如果沒有專用卡線鉗可用電工鉗代替，需要注意將芯線壓緊以防止接觸不良，但要用力適當(dāng)以免造成芯線插針變形。5.1.3同軸電纜接頭的制作（3）裝配BNC接頭連接好芯線后，先將屏蔽金屬套筒套入同軸電纜，再將芯線插針從BNC接頭本體尾部孔中向前插入，使芯線插針從前端向外伸出，最后將金屬套筒前推，使套筒將外層金屬屏蔽線卡在BNC接頭本體尾部的圓柱體內(nèi)。（4）壓線保持套筒與金屬屏蔽線接觸良好，用卡線鉗用力夾套筒，使BNC接頭本體固定在線纜上。5.1.3同軸電纜接頭的制作重復(fù)（1）-（4）步，在同軸電纜另一端制作。兩端均制作好的同軸電纜連接線如下圖所示。待BNC電纜制作完成，最好用萬用電表進(jìn)行檢查后在使用，斷路和短路均會導(dǎo)致信號傳輸故障。5.3光纖傳輸5.3.1光纖傳輸特點(diǎn)(1)抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕、本質(zhì)安全。(2)

靈敏度高。(3)重量輕、體積小、可撓曲。

(4)測量對象廣泛。(5)對被測介質(zhì)影響小，有利于在醫(yī)藥衛(wèi)生等具有復(fù)雜環(huán)境的領(lǐng)域中應(yīng)用。

(6)便于復(fù)用，便于成網(wǎng)。

(7)成本低。(8)頻帶寬，動態(tài)范圍大。5.3.2．光纖的傳輸原理光纖是傳光的纖維波導(dǎo)或光導(dǎo)纖維的簡稱。通常，它是由高純度的石英玻璃為主摻少量雜質(zhì)鍺(Ge)、硼(B)、磷(P)等的材料制成的細(xì)長的圓柱形，細(xì)如發(fā)絲(通常直徑為幾微米到幾百微米)。光纖有兩個同軸區(qū)，內(nèi)區(qū)稱為纖芯，外區(qū)稱為包層。通常，在包層外面還有一層起支撐保護(hù)作用的套層。利用光的全反射原理進(jìn)行信號傳輸。5.3.3光纜

光纖本身是非常脆弱的，實(shí)際使用的是光纖束組成的光纜。光纜除具有多層金屬與非金屬的保護(hù)套管外，在其中心還有一根抗拉鋼絲。光纜與光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)相連時，必須使用連接器。為了保證連接器的光纖能夠與發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上接口座內(nèi)的光纖平滑無縫地連接，須對光纖連接器的光纖截面進(jìn)行磨光處理，此過程需借助專用的光纖連接磨光機(jī)來完成。光纜的接頭處不能象電纜那樣簡單焊接，而是要借助光纖熔接機(jī)對每一根光纖進(jìn)行熔接。光纖連接器光纖熔接機(jī)5.3.4光纖傳輸系統(tǒng)光纖傳輸設(shè)備包括光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)（光端機(jī)）以及波分復(fù)用器（WDM）等，還有光放大器、光切換器及光分配器（分光器）等。16路數(shù)字光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)接收電信號輸入并將其轉(zhuǎn)換為按電信號規(guī)律變化的光信號輸出；光接收機(jī)接收光信號輸入并將其還原為與發(fā)射端一致的電信號輸出；光放大器用于長距離傳輸時的光中繼；光切換器用于從多路光信號中選擇一路或幾路光輸出；光分配器將一路光信號分配為多路；波分復(fù)用器使多路光信號在同一根光纖中傳輸而不互相干擾。5.3.5光纖熔接1.材料準(zhǔn)備

光纖跳線、單模一芯光纖、光纖專用工具

、工業(yè)酒精、紙巾、光纖熔接機(jī)、熱縮管2.制作過程

（1）用工具剝離單模一芯光纖和光纖跳線絕緣層。剝好的跳線內(nèi)絕緣層與外保護(hù)層之間距離約10cm。（2）用沾工業(yè)酒精的紙巾將光纖擦拭干凈，并在單模一芯光纖端套入熱縮管。（3）用光纖切割器切割光纖。長度適中，切割后大約3-5cm.（4）分別將切割好的光纖和光纖跳線放到光纖熔接機(jī)的兩側(cè)卡槽內(nèi)，熔接端對齊，但不接觸，調(diào)整好后固定。（5）按“SET”鍵開始熔接光纖。熔接完畢后觀察損耗值為“0db”,表示熔接成功。（6）用熱縮管完全套住熔接部分，并放入加熱器中，按“HEAT”鍵加熱。（7）取出加熱好的光纖，晾置。

以上為一芯光纖與跳線的整個熔接過程，如在工程中使用的為光纜，則照此過程一芯一芯熔接，直至整條光纜熔接完畢。5.2射頻及微波傳輸5.2.1射頻傳輸射頻傳輸是借鑒有線電視的一種傳輸方式，它仍屬于電纜傳輸。它的不同在于先將信號調(diào)制到高頻，然后再進(jìn)行傳輸，在接受端經(jīng)解調(diào)后才恢復(fù)成原始信號。射頻傳輸示意圖射頻同軸電纜與同軸電纜結(jié)構(gòu)類似，但芯線與屏蔽層間的絕緣材料與同軸電纜的不同

，屏蔽層材料也不完全是銅線編制網(wǎng)，有些采用氬弧焊接鋁管。常用的有SYKV系列縱孔聚乙烯絕緣同軸電纜（耦芯電纜）和SYWV物理發(fā)泡同軸電纜。5.2.2微波傳輸微波傳輸屬于開路傳輸，其最大特點(diǎn)就是前端和中心控制室之間不需要任何電纜，且傳輸距離可達(dá)上百公里。由于頻率高，所用的發(fā)射天線通常選為高增益的螺旋定向天線和拋物面天線。在監(jiān)控系統(tǒng)中，微波傳輸方式大都是點(diǎn)對點(diǎn)方式，即前端信號進(jìn)入到小型微波發(fā)射機(jī)后直接經(jīng)定頻微波傳輸?shù)街行亩说慕邮諜C(jī)處，因此，每一點(diǎn)的傳輸都需要占用一個微波頻道，當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量較多時，就會受到總頻寬的制約。由于微波發(fā)射是單方向的，因此，還需要配置一套指令發(fā)射與接受系統(tǒng)，即在中心端配置控制指令發(fā)射機(jī)，并在各監(jiān)控點(diǎn)配置控制指令接收機(jī)。由于控制指令的發(fā)射是一對多方式，因此指令發(fā)射機(jī)一般采用鞭狀全向發(fā)射天線。

5.4雙絞線傳輸雙絞線是一種廣泛使用的傳輸介質(zhì)，例如，電話傳輸使用的就是雙絞線；當(dāng)今我們廣泛使用的局域網(wǎng)也是使用雙絞線對進(jìn)行數(shù)據(jù)信號傳輸；雙絞線價格低廉，在樓宇綜合布線系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，且對安裝、使用和維護(hù)的技術(shù)要求較低，所以如果能將其應(yīng)用在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)工程中，將大大降低工程難度，節(jié)約工程成本和線纜資源。5.4.1雙絞線特性目前,雙絞線可分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線(UTP:UnshieldedTwistedPair)(STP:ShieldedTwistedPair)兩大類。屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線是由4對雙絞線和一個塑料外皮構(gòu)成。非屏蔽雙絞線可以分為：1類、2類、3類、4類、5類、超5類、6類、超6類、7類共9種類型。高類雙絞線與低類雙絞線的主要差別是線對的絞合程度不同，絞合越緊，抗干擾性能越好，傳輸數(shù)據(jù)率越高。通常所說的五類線是指由4對雙絞線合為一束的非屏蔽線五類雙絞線RJ45接頭（水晶頭）網(wǎng)線1991年7月，ANSI/EIA（美國電子工業(yè)協(xié)會）/TIA（美國電信工業(yè)協(xié)會）-568即《商業(yè)大樓電信布線標(biāo)準(zhǔn)》問世。EIA/TIA-568標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種RJ-45接頭網(wǎng)線的連接標(biāo)準(zhǔn)，即EIA/TIA-568A和EIA/TIA-568B。如果一根網(wǎng)線兩端線序一致，即兩端都為EIA/TIA-568A或EIA/TIA-568B，則稱之為直通線。直通線主要用于不同種類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接，如：交換機(jī)-服務(wù)器；交換機(jī)-個人計(jì)算機(jī)等。5.4.2雙絞線傳輸原理與設(shè)備1.雙絞線傳輸原理

同軸電纜屬于非平衡式傳輸線，雙絞線屬于平衡式傳輸線。視頻設(shè)備，包括信號源及顯示設(shè)備，其接口通常是非平衡式的。因此，要用雙絞線傳輸視頻信號，必須在發(fā)送端將