带您全面了解宽频共缆监控系统

    一、宽频共缆监控产生的背景

　　谈起监控，大家应该感到不会陌生，道路上、银行内、超市里、工厂中到处可见监控探头，可以说监控已经深入到社会的层层面面，再也不是国家机关特有的防范管理系统了。随着监控系统深入千行百业，传输环境变得异常复杂，已经超出了单一纯净的企业环境，应用到高压、高磁等电磁环境恶劣场所。近年来，无线电技术更多走向人民大众，广播电台、移动通信及无线电设备林立，使得空间电磁环境进一步恶化，这也对监控传输系统的抗干扰性能提出更高的要求。伴随着监控应用的普及化，其传输规模也由原来的三个点、五个点发展到几十甚至几百个点，传统蜘蛛网式的星型布线方式已不能满足当前的工程要求。宽频共缆“一线通”电视监控传输系统就是针对这样实际需求应运而生，以其布线简洁、集成性好、抗扰性强、扩展灵活、性价比高等特点，已广泛地应用在各种监控系统工程中，为广大工程商解决了传输过程中遇到的各种难题，彻底改变了“一路视频一条线”的布线方式，被戏成为“一条大路通罗马”的新监控传输格局。

　　二、宽频共缆监控系统的特点

　　视频应用领域的拓展及系统规模的扩大、传输距离的增长，促进了监控传输方式的变革，由原来的视频基带传输发展到视频基带、宽频共缆（射频载波）、网络、微波、光缆、CDMA及双绞线多元化传输并存模式。北京恒星科通ST-6000宽频共缆“一线通”电视监控传输系统以避除监控传输干扰，实现监控信号总线制远程传输为设计目标，既注重图像和控制信号的传输质量，又保证了系统的稳定性、可靠性和实用性，彻底转变了传统烦琐的布线方式，提高了系统抗干扰性能，解决了监控传输疑难问题。

　　布线简洁化：该系统在实际应用中可以实现四十路监控信号（包括视频、音频和控制信号）通过一根同轴电缆双向传输0～3公里，使监控信号实现了集约式总线制传输。

　　宽频集成化：同轴电缆频率带宽为0～1000MHz,由于宽频共揽监控传输信号时只利用了其中550MHz的空间，所以在传输监控信号的同时，还预留了报警、广播系统的扩展空间，使多系统多路信号传输汇集到一根电缆传输。

　　传输双向化：在信号传输时，利用5～65MHz来下行传输对前端云台和镜头的控制数据信号，利用110～550MHz来上行传输监控视频信号和音频信号，而65～87为信号双向传输的隔离带，上下行信号在其中传输各行其道不会碰撞。

　　远距抗扰化：把视音频及控制信号搬移到高频上，传输时只衰减载波信号，而不衰减视频信号，只要满足载噪比即可，且传输时允许串接6级放大器，使传输距离突破500米瓶颈，最远可以达到3000米，这就大大延长了监控信号传输距离，避除了常见干扰频率。

　　从以上共缆监控系统的四个特点来看，宽频共缆监控系统是十分符合监控工程商的实际需要和技术要求的，在未来一段时间内是“大系统、远距离、抗干扰”监控系统的首选传输方式。

　　三、宽频共缆监控应用技术及工作原理

　　CATV有线电视技术从引入我国到现在已经有三十多年的历史了，目前我国许多城市、农村到都安装了有线电视系统，其技术已十分成熟，设备性能稳定可靠。ST-6000宽频共缆监控系统是有线电视技术的逆向应用，利用频分复用（FDM）和FSK数据调制解调等成熟稳定的高频传输技术来实现“一条大路通罗马、宽频共缆一线通”的监控传输新格局。

　　1） 首先，根据同轴电缆传输特性、我国有线电视标准PAL D/K制式把同轴电缆划分成不同的传输频道 (即：每个全电视信号占用8MHz带宽，其中图像调幅载波占用6MHz,伴音调频载波在图像载波的6.5MHz副载波上，按照我国广播电视标准自112.25～550MHz可划分出40多个频道来)。不同的监控视频信号输入不同频道的宽频共缆调制器ST-201（或202D）上，进行二次变频调制及螺旋滤波，对图像频谱和相位等严格指标控制后搬移到某个频道高频载波上，输出复用到同轴电缆网络中； 之后，被调制的不同频道的多路视频载波（射频载波）信号通过信号耦合器，汇集到一根同轴电缆上，并经过同轴电缆网络及信号放大设备传输到监控中心。

　　2） 射频信号传输到监控中心后，进入双向数据分波器，通过其中的高通滤波模块把下行的控制信号滤掉，只让87MHz以上的视频高频载波通过，分配到ST-3008AV/ST-3016AV多路视频解调器（或其他规格的视频解调设备）对同轴电缆中的监控信号进行多路解调还原成标准视频基带和音频信号，最后送到监视器、硬盘录像机或其他视频处理设备。（多路视频解调器具有手动/自动控制通道解调，轻触按键捷变调节，隔离度高，解调画质清晰等特点，操作方便、安装简易。）

　　3） 来自硬盘录像机、控制键盘等设备的RS232/RS485控制信号通过ST-4200 FSK数据调制器进行数据封装打包调制到射频（38～40MHz）载波上，进入数据分波器低通滤波器下行传输。经过同轴电缆网络传输到每个宽频共缆调制器，由宽频共缆调制器的FSK解调模块把控制数据信号解调成标准的工业RS-485控制信号。送到解码器输出云台、镜头控制电平，从而驱动云台上、下、左、右或自动旋转，推动镜头光圈、聚焦、变倍动作。（FSK数据调制方式具有实现容易,误码率低,传输稳定,控制可靠等优点。） 
        四、宽频共缆监控的抗干扰性能分析

　　在抗干扰方面,宽频共缆监控有着得天独厚的技术优势，这是视频基带传输方式所不具备的。在前面的叙述中曾提到，宽频共缆监控中的视频传输是利用同轴电缆中的112.25～550MHz的频段来传输，通过高频载波调制的方式完全避开了常见干扰频率，使干扰信号触不可及、无用武之地。在本人拙著《宽频共缆监控抗干扰性能分析》中有常见干扰现象及干扰频率的详细描述。常见视频干扰源频率均分布在45MHz以下，可见宽频共缆监控的图像传输频率与干扰频率有很宽的频带距离，常见干扰频率根本无法对射频载波图像信号进行各种干扰。这就从根本上保证了传输的图像质量，使各种电磁环境复杂的工厂、小区、企业、煤矿及高压环境的电厂、变电站等场所监控传输不再受常见视频干扰源的困惑。宽频共缆监控以其独特技术特性不愧是抗干扰方面的一种利器，为监控应用领域的拓宽翻开新的一页。

　　五、宽频共缆监控系统的节目容量与拓展性

　　宽频共缆监控的一大特点就是大大简化了布线结构，突破了传统监控布线繁琐、复杂、费时、耗工、难度大等不尽人意之瓶颈，使多系统多信号可利用“一根电缆”双向传输，以全新的理念开创了“一条大路通罗马”的新格局。

　　举个例子，有个新建看守所需要安装电视监控系统以能实时监视关押犯人的活动场景，这个看守所有监舍100间，为看到全景不留死角，每个监舍设监控点2个，监听点1个，其中1个监控点带云镜控制功能。那么，共有监控点200个，其中静点100个、动点100个，监听点100个。用传统的布线方式在不需要副控的情况下，需要布视频线200根，控制线40根、监听线100根，除却电源线不计需布电缆200+40+100=340根。由此可见，这种方式材料费用高，布线烦琐、施工量大，维护不便，耗费工时。

　　那么利用宽频共缆监控传输系统会是什么样的情景呢？通过上面的介绍我们可以得知，共缆传输方式一根线可以传输四十路监控信号，包括40路视频、40路音频和40路控制信号。那么上述项目需求用 8根同轴电缆就可以足够了。8/340≈1/42，从上式中我们可以得到一个准确的比较，利用宽频共缆传输方式所需的电缆数量、材料成本、施工周期、维护难度为传统监控传输方式的1/42。这也正是宽频共缆监控优势之所在，不仅可以节省材料成本，简化布线结构，而且能为工程商缩短施工周期，降低辅材及施工费，简化后期维护。而且共缆系统每根电缆最多可以容纳40～50个路视频信号，具有很强的可扩展性。

　　六、宽频共缆监控系统的传输距离

　　视频基带传输方式利用同轴电缆的0～6MHz来传输视频信号，在传输过程中色度、亮度及饱和度不但都要不同衰减，尤其是高频色彩分量衰减较大。一般的视频放大器很难做到从几Hz～几MHz带宽内良好的线性放大，这使得信号在SYV75-3同轴电缆中只能传输300米，距离超过这个门限就需要添加视频放大器。而且电缆本身在传输过程中会产生热噪声，从而使信噪比下降，视频放大器在放大信号的同时，对噪声信号也同比例加以放大，放大后再传输就使图像质量大打折扣，不能达到监控系统图像标准。如果电缆中有干扰信号侵入，系统信噪比就会进一步恶化，图像质量更差。

　　宽频共缆监控充分利用同轴电缆的一千兆频率带宽，将带宽划分成不同的频道，用宽频共缆调制器将视音频信号调制到不同通道高频载波上传输。信号在电缆中传输时只衰减载波信号，不衰减视频信号，且亮度、色度及饱和度可同步嵌套传输。载波信号电平衰减可加干线放大器对载波信号进行放大，只要保证足够的载噪比即可。放大器放大的只是高频载波信号，图像的频谱、相位等分量不会发生畸变，也不会有噪声侵入，这就使监控信号传输距离延伸，图像质量未有任何损伤。一般在有线电视网络中允许把放大器串接六级，这就使得监控信号的传输距离可以达2～3公里。用数字来表示，3公里=3000米，3000/300=10：说明应用宽频共缆传输距离是利用视频基带传输距离的10倍。可见，宽频共缆监控既延伸了传输距离，又从根本上保证了图像传输质量。

　　对于3公里以上的传输可以采用HFC光电混合的模式，经共缆调制器调制后的40路射频信号，采用一台射频光端机即可传输1～60公里，具有极高经济性。这种光电互补的传输模式巧妙地解决了“分散—集中—远距离”的传输要求。这种方式在派出所监控、城镇社会治安监控、道路监控中具有极大的技术优势。

　　七、宽频共缆监控广播级的图像质量

　　由于宽频共缆监控系统通过宽频共缆调制器把图像从0～6MHz搬移到112.25～550MHz传输，完全避开了常见视频干扰频率，使系统的抗干扰能力得到极大提升，确保了图像在传输过程中不受干扰；利用高频载波来承载信号，在线路传输时只衰减载波信号，图像信号不会衰减：这些从根本上提高了图像传输质量，使信号完全达到国标4级以上，清晰无限。假如在共缆传输中某个频道遇到干扰，换个频道进行传输就可以了，所以在抗干扰方面具有很强的主动性和灵活性。

　　对于1～3公里的监控传输而言，利用宽频共缆传输方式性价比高、经济实用，采用光缆成本昂贵且施工及维护均需专业人员，极不方便。宽频共缆监控的传输的图像效果不亚于光缆。