双绞线传输如何优化安防智能系统布线

双绞线传输原理

    目前，双绞线传输的应用在安防领域已经越来越广泛，为优化视频监控的布线做出了巨大的贡献。许多工程商逐渐意识到双绞线是中短距离信号传输最合理、最优质的布线方式，它以高效、环保、节能等多项优势赢得了广大社会的一致认可。双绞线传输摒弃了传统的传输方式，创造新的传输理念，把安防智能布线推上了一个新的台阶，已经成为安防布线的趋势所在。下面我们就来具体了解下双绞线传输如何优化安防智能系统布线。

一、

    采用双绞线传输视频信号，基本的原理是：

    1、通常的视频信号，是一种非平衡方式的视频基带信号，适合在同轴电缆这种非平衡传输方式的线缆中传输。而双绞线是一种平衡传输方式的线缆，正是由于平衡传输和线缆双绞的模式，使得双绞线传输具有很强的抗干扰能力，所以要使用双绞线传输视频信号，必须将视频信号转换成平衡信号。

    2、转换成平衡模式的视频信号，就可以直接在双绞线上传输了，同时不容易受到各种干扰信号的影响。到了监控终端，由于录像、显示等大部分监控设备的输入端口都是非平衡方式的，所以需要将双绞线传输过来的平衡信号再转换成非平衡信号。也就是，使用双绞线代替视频线传输视频信号，只需要在线缆的前、后端均加进平衡/非平衡转换器即可。

    3、最简单的转换器，实质是一个高磁通量、高带宽的磁环上的平行并绕的视频互感线圈，这就是常说的无源转换器。它只起到平衡/非平衡转换的作用，是个无源器件，不会带来新的失真，也不会产生噪声，但对信号有一定程度上的衰减。

    4、由于视频信号在双绞线上传输时，信号的衰减尤其是高频份量的衰减，特别严重，所以经过双绞线传输之后的平衡视频信号，一般情况下都必须经过一个放大电路进行放大，并且针对信号特别是高频信号的衰减情况，给预提升恢复，然后再变换成非平衡信号，供给监视器等后级器材使用。通常这个放大器叫做双绞线接收器，其到放大、补偿的作用，一般上面都有二个可调的电位器，分别根据实际情况调节整个放大器的放大增益以及对高频分量的补偿量。

走进双绞线

    1. 双绞线简介

   

    双绞线作为一种传输介质它是由二根包着绝缘材料的细铜线按一定的比率相互缠绕而成，因为这种相互缠绕改变了电缆原有的电子特性。这样不但可以减少自身的串扰，也可以最大程度上防止其它电缆上的信号对这对线缆上的干扰。图为超五类双绞线，由四对相互缠绕的线对构成，共八根线。双绞线按频率和信噪比可分为：3类，4类，5类和超5类。现在很多地方已经用上了六类线甚至七类线。

    一类：主要用于传输语音，不用于数据传输。
    二类：传输频率为1MHz，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧的令牌网。
    三类:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传输频率为16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于10base-T。
    四类:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。
    五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100base-T和10base-T网络，这是最常用的以太网电缆。

    2. 双绞线传输视频、音频等信号的优势

    双绞线的使用由来已久，在很多工业控制系统中和干扰较大的场所以及远距离传输中都使用了双绞线，我们今天广泛使用的局域网也是使用双绞线对。双绞线之所以使用如此广泛，是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点：

    1）传输距离远、传输质量高。由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术，极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，保持了原始VGA图象的亮度和色彩以及实时性，在传输距离达到300m或更远时，图象信号基本无失真。

    2）布线方便、线缆利用率高。一根非屏蔽双绞线既可以传输高清图像信号，还可以传输高保真立体音频信号。另外，楼宇大厦内广泛铺设有5类非屏蔽双绞线，随便取其一根就可以传输一路信号，无须另外布线，即使是重新布线，5类缆也比光纤、同轴缆容易，大大简化了工程布线难度，提高了线缆利用率，同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦，减少了工程造价。

    3）抗干扰能力强。双绞线能有效抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，双绞线也能传送极好的图象信号，而且，多根双绞线相互之间不会发生干扰。

    4）可靠性高、使用方便。利用双绞线传输高清视频信号，在信号源出接入专用发射机，在远端显示设备上要接入专用接收机。这种双绞线传输设备价格便宜，使用起来也很简单，无需专业知识，也无太多的操作，一次安装，长期稳定工作。

    5）价格便宜，取材方便。由于使用的是目前广泛使用的普通5类、超5类、6类非屏蔽双绞线，各地都购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便。

监控系统如何选配双绞线传输器

    双绞线视频传输器是用来解决监控系统中监控视频信号传输问题的设备，随着技术的进步和监控工程需求的多样化，优特普开发出多种规格的双绞线视频传输器，然而客户朋友在选用时越发觉得为难，因为产品型号太多，大家都不知道如何选用更为合适。因此，优特普在下面为大家简单归纳了几种选型的方法。

    1、根据传输距离选配。

    优特普双绞线传输器按照传输距离可以分为300米、600米、1200米、1500米等等，我们可以根据自己工程的实际选用不同传输距离的产品。如有15个监控点，其中300米以内的10个，600米左右的4个，1000米左右的1个。这个工程300米以内的我们可以选用无源的传输设备，如UTP101P、UTP101P-II、UTP104P、UTP108P、UTP116P等等，优特普无源的传输器没有分发射器和接收器，两者可以混用，所以选择比较方便。一般情况下，接收端多选用多路的接收器，集中管理，美观大方；发射端多选用单路的传输器，跟随摄像机安装。

UTP101P-II	UTP101PVD	UTP101PVA	UTP101AT
·无需电源传输 ·距离300米 ·带线头便于安装 ·三级防雷	·传输效果好 ·传输距离300米 ·兼容电源传输 ·传输控制信号	·视频效果质量高 ·传输音频信号 ·兼容电源传输 ·安全性能高	·高质量的视频效果 ·传输距离1200米 ·电源高抗扰设计 ·五级防雷设计

    2、根据抗干扰和防雷情况来选配。

    双绞线传输设备具有天生的超强抗干扰能力，目前许多电子产品信号传输都不约而同的使用了这一特性，比如电脑内部数据传输线、电视机、各类机床等。但是并不是所有的双绞线传输器都抗干扰，比如优特普单路无源的双绞线传输器抗干扰没有无源多路的强，原因是多路无源的产品均采用金属外壳，屏蔽效果好，如UTP104P、UTP108P等；多路无源设备内部空间大，可以采取的抗干扰措施更多。优特普无源多路的传输设备抗干扰能力又不及优特普有源的设备，原因是优特普有源的传输设备采用了大量的主动的抗干扰措施，因此抗干扰性能大为提高。所以，我们可以根据工程的实际情况来确定是否采用有源的设备。一般情况下，工程现场的干扰是难免的，但并非十分强，采用无源配有源的方式效果好且价格低，很受欢迎。

UTP101P-IV	UTP101	UTP101AR-U	UTP108AR
·无需电源传输 ·传输距离300米 ·4KV共模干扰 ·接触放电3级防护	·无需电源传输 ·干扰抑制2级防雷 ·4KV共模干扰 ·接触放电6KV	·传输距离1500米 ·五级防雷设计 ·4KV共模干扰 ·接触放电6KV	·传输距离1200米 ·五级防雷设计 ·4KV共模干扰 ·接触放电3级防

    3、根据各监控点分散情况来选择。

    一个监控工程的点大都比较分散，如果分散的程度大，我们可以用单路的发射设备，如UTP101AT;如果可以把临近的几个点先通过同轴线拉到一个相对集中的点上，我们可以采用多路的发射器。在比较分散的情况下，布线比较难做，会出现一定的浪费现象，如果我们在选择线材的步骤上做好计划，可以减少浪费：一般的网线为四对双绞线，有一种为2对的双绞线，其规格也为超5类，可以通过线材厂家定购这类双绞线，我们用四对的线作为主干道，布设2对线作为支线，可以大大节约线材使用量。

UTP101AR	UTP104AR	UTP108AR-U	UTP116AR
·单路接收 ·传输距离1200米 ·五级防雷设计 ·高质量的视频效果	·四路接收 ·传输距离1200米 ·三级防雷设计 ·电源高抗扰设计	·八路接收 ·1分2分配输出 ·传输距离1500米 ·超强防雷设计	·十六路接收 ·传输距离1200米 ·采用1U机架式结构 ·超强抗干扰能力

优特普产品选配表

	优特普发射器
接收器	UTP101P  UTP101P-II  UTP101P-III  UTP101P-IV	UTP101PVD  UTP101PVA	UTP104P  UTP108P  UTP112PV-S   UTP116P	UTP101AT
UTP101P	300米    300米      300米      300米	300米      300米	300米    300米     300米     300米	—
UTP101P-II	300米    300米      300米      300米	300米      300米	300米    300米     300米     300米	—
UTP101P-III	300米    300米      300米      300米	300米      300米	300米    300米     300米     300米	—
UTP101P-IV	300米    300米      300米      300米	300米      300米	300米    300米     300米     300米	—
UTP101PV	300米    300米      300米      300米	300米      300米	300米    300米     300米     300米	—
UTP101PVD	300米    300米      300米      300米	300米      300米	300米    300米     300米     300米	—
UTP101PVA	300米    300米      300米      300米	300米      300米	300米    300米     300米     300米	—
UTP101PA	300米    300米      300米      300米	300米      300米	300米    300米     300米     300米	—
UTP104P	300米    300米      300米      300米	300米      300米	300米    300米     300米     300米	—
UTP108P	300米    300米      300米      300米	300米      300米	300米    300米     300米     300米	—
UTP116P	300米    300米      300米      300米	300米      300米	300米    300米     300米     300米	—
UTP101AR	600米    600米      600米      600米	600米      600米	600米    600米     600米     600米	1200米
UTP101AR-U	600米    600米      600米      600米	600米      600米	600米    600米     600米     600米	1500米
UTP104AR	600米    600米      600米      600米	600米      600米	600米    600米     600米     600米	1200米
UTP108AR	600米    600米      600米      600米	600米      600米	600米    600米     600米     600米	1200米
UTP108AR-U	600米    600米      600米      600米	600米      600米	600米    600米     600米     600米	1500米
UTP116AR	600米    600米      600米      600米	600米      600米	600米    600米     600米     600米	1200米

使用双绞线如何布线

    (1)  一根网线传一路信号：

    这种方法相对较浪费，但是如果是云台，我们可以把剩下的某一对线当控制信号线。

    (2) 一根网线传输4路信号：

    这种方式较节约，一般使用在有集中在一起的固定摄像头的情形中。

    （3）一个网线传输4路信号先将各个点用一对双绞线（电话线）拉到A处，再通过主干道传输到接收器。这种方式较灵活，一般使用在四个较分散的点上，这种方式很节约线才，但是要注意接头的处理，如：A点。

    （4）先集中后传输先把各地的视频信号通过同轴线拉到一个点，集中起来使用一台多路发射器发射，或者在这个点上安装一个防水的箱子，把单路发射器都集中安装到箱子中作为发射端。当前端摄像头离这里过远如超出100米时，建议不采用这种方案，如果需要选用这种方案，就必须选用较好的同轴视频线缆。

    以上几种方法应当综合起来应用，让整个系统最优化。

    【布线示意图】本示意图不代表任何一家的工程示意图，仅供学习交流。

    （1）我们把整个工程先划分为若干个区域，每一个蓝色区域内的为一个单元，可以考虑用一根双绞线来布设；绿色区域为一个单元，也考虑一根双绞线来布设，可以采用第三穜接线法；粉红色区域采用共缆传输方法，也就是方法2。

    （2）近距离的可以采用同轴线，但是距离在50米以上的，双绞线的性价比更高。

    

【布线示意图】

   

    布线方式：

    布线的方式有很多种，最好的布线方式是跟工程相吻合的布线方式，因此，我们要根据工程情况，将几种方式综合起来运用。

    1、点对点。每一个监控点拉一条网线或者一条2对四芯的超5类线，如果这个点需要传控制信号，就可以拿这2对中剩余的线来传输控制信号。

    2、一线串。每四个监控点拉一条网线，布线时先将附件四路划分到一个区域将这一根网线按远近顺序经过这四个点， 每到一个点就拨开外皮取出其中一对线供一路摄像机使用。

    3、先集中，后发送。先将摄像头的信号通过同轴线集中到一起，进入多路发射器后再通过一根网线传输回监控中心。

    4、树型结构。利用2对4芯的双绞线将分散的监控点的信号拉到一个相对集中的地方，然后通过4对或者大对数超5类双绞线拉回监控中心。

    以上所有布线的接头都必须用焊接的方式连接，焊接后要包扎好， 以防进水和氧化

使用双绞线在工程中注意的问题

    I．在使用双绞线传输器时，我们会面临许多值得注意的问题，下面就针对布线工艺和传输器的使用上容易忽略的方面做适当的分析，如下：

    1）线材太差，导致经常断线。使用合格的线材，市面上现在有许多生产双绞线的品牌，比如迅道、安普、西蒙等。通常超五类电缆的规格为24AWG,即电缆导体直径为0.51mm，市场上可能有25AWG和26AWG的电缆。25AWG电缆芯径为0.455mm，含铜量仅为24AWG的80％；26AWG电缆芯径为0.408mm，含铜量仅为24AWG的64％。目前国内出现非常多假冒线材，在选购线材的时候，用户要特别仔细小心，同样也可以参考优特普网站上的线材推荐专栏。

   

    2)双绞线传输器的接线方式。双绞线视频传输设备在接线时大都采取两者接线方式，一种是直接将一对线中的两根线拨开皮套后分别接到设备的两个接线柱上；一种是采用RJ45水晶头来接。两者方式都有其优缺点，用接线柱的方式在接触上较好，可以结点间确保接触良好，但是双绞线的线较细，没有专门的工具不容易处理，如果线材的质量不好，拨开的导线可能十分脆，经不起折腾；使用水晶头来接，让人感觉到十分可靠，但是实际效果不好，因为水晶头的接触非弹性压迫，时间长了可能会造成接触不良。

    3)布线施工时要特别注意避免拉和折。超五类线的安装拉力通常是80N左右，抽线时应有两人相互配合，一人抽一人拉，且尽量先抽出余量。弯折的情况一般出现在线管或线槽转弯或者水平线槽过渡到垂直线槽的时候，线缆要绝对避免<90°的弯折。另外垂直放线时，上面应至少有两人托住线缆，并及时绑扎线缆至垂直线槽，避免线缆垂直空悬。

    4)线缆要注意与强电隔离屏蔽。强电如果与线缆并行且平行，那么对线缆的电磁干扰特别大，会影响线缆的传输效果。在一个复杂的安装环境中，可能无法做到线缆与强电完全隔离屏蔽，但我们应尽量避免线缆与强电平行走线。

5)粗糙的布线工艺，导致视频效果不佳。事实上，我们在市面上购买的非屏蔽双绞线都是305米一箱，但是工程中的点左一个右一个，远远近近，因此，小于305米处的短的地方就需要破开网线的包皮，将线挑出来接摄像头，长的地方就需要把两箱甚至更多箱的线接起来，在接线时最好焊接，包扎好，同时注意双绞线的绞和问题，这样才能保证传输不在线上出问题。

    II．双绞线传输器如何防雷

    用双绞线做工程比同轴电缆做工程容易遭到雷击,主要是由于双绞线的结构造成的,双绞线具有电感特性,是平衡传输,所以容易遭到感应雷的雷击,雷击时两根线路可能同时会有电流,会对设备造成危害。双绞线视频传输器带有防雷功能是最好的解决办法,首先要明确要防的雷是哪一部分的雷,双绞线工程雷击的途径主要是1雷电通过电源传到设备2雷电直接打到设备3线路感应到雷电。实际中,直接被雷击毁的情形十分少,绝大部分都是由于使用双绞线传输视频的距离往往比较长,整条线穿过的区域较大,雷雨天环境中电磁场的变化剧烈,在线上产生的感应电流超过了设备能承受的范围,如果没有做好接地工作,积累在设备上的能量就象堵在大坝上的洪水,找不到通畅的排泄口就会冲毁大坝,导致设备损坏。优特普科技在传输器上做了大量的防雷工作,使设备可以抵抗4000V雷击的最高国际标准,可靠性强,只要按弱电工程要求在施工中做好防雷接地工作设备就可以平安无事。

双绞线传输的发展前景

    1、与其他传输介质的比较：

    面对激烈的市场竞争，同轴线似乎占据了安防市场的主导地位。而新型的传输介质——光纤光缆也在一点一点的占据市场。同轴线在主线芯的外面包裹了一层聚氯乙烯的绝缘材料，铝箔和金属屏蔽网线，这样可以阻隔外界环境的干扰，提高通讯质量。但是它的缺点也是显而易见的：1）、一根同轴线只能传输一路视频信号。2）、体积大，占用弱电井管道的大量空间。3）、不能够承受缠结、压力和严重弯曲，会损坏电缆结构，阻止信号传输。（如下图示）

   

    而光纤光缆作为新型的传输介质，是一条玻璃或塑胶纤维，在使用前必须由几层保护结构包覆，方可使用。它无论是在安全性、可靠性、还是在网路性能等方面都大大的超出了同轴线和双绞线。它的最大传输距离可以达到百公里以上，是组建大规模网路的必然选择。正因为光纤光缆具有抗干扰性能好、保密性强、速度快、传输容量大等优点，所以价格非常昂贵，工程投入成本高，需要有专业人士进行安装、操作与维护。（如下图示）

   

    通过以上三者的比较，我们可以看出双绞线具有一些无可比拟的优点：

    1）传输距离远，传输质量高；

    2）一根双绞线可以同时传输多路视频信号；（相对同轴线而言）

    3) 抗干扰性能强，可靠性高；（可将串扰减至最小或加以消除）

    4）没有屏蔽外套，直径小，节省占用的空间；

    5）重量轻、易弯曲、安装简单方便，不易燃烧；

    6）布线方便，线缆利用率高；

    7）具有独立性和灵活性；

    8）价格便宜，取材方便；

    在市场经济多元化的今天，安防行业是一个朝气蓬勃的行业，尤其是在应对世界经济危机的情况下，寻求一种经济，传输距离远，传输质量高的解决方案是十分必要的。

    2、前瞻性应用

    双绞线传输器在视频监控系统中的应用已经非常广泛、非常成熟。它所带来的好处和便捷已经显而易见，那么我们可不可以把这种优势渗透延伸到其他领域，来代替传统的应用呢？答案是肯定的。双绞线不仅可以在视频监控中的应用蓬勃发展，当前它也在安防的其他领域中已崭露头角，逐步巩固其在中短距离传输的王者地位。下面我们通过门禁系统，来简单了解下双绞线传输器的过人本领。

    门禁系统的工作原理大致如下：门禁以门为主，在所控制的门内外及门的上方，装有各种各样的门禁设备：当持卡人打算进门时，他会在门外用感应卡在读卡器上刷卡、在密码键盘上输入密码，也可能是使用指纹识别器、掌纹识别器、视网膜识别器等等生物识别器核对身份。当持卡人刷卡后，信息被传送到门附近的控制器中，通过控制器内的电脑识别，确认该持卡人有资格进入后，发送控制信号给门上方（或门侧）的电锁，开门让持卡人进入。持卡人在进门后，门会自动关闭。在电锁内往往还装有感应器件，一旦门或电锁处于开启状态，则它会回传信号给控制器，当门开启时间过长时，控制器或电铃会发出声响，通知开门者赶紧关门。控制器在开门的同时会持卡人的信息传送到机房内的门禁管理电脑上。电脑在收到信息后，会将信息储存，并显示在屏幕上，同时会将信息传送到相关软件中去。当持卡人办完事后打算出门时，他可以按下门内侧的出门按钮后，门自动打开。如果持卡人的信息没有登记，则控制器不会开门，只有将该卡的信息录入到管理软件中，并下载到控制器内存后，控制器才会在刷卡时开门。如下图:

    

    整套系统的传输线路包括以下几个部分：

    控制线：控制器中有三组信号线，分别连接到读卡器、电锁中的锁状态传感器和出门按钮，这三路信号线可以使用双绞线传输。

    远传信号线：从控制器到管理电脑之间，有一根信号线，它的传输协议大多是RS485，在距离近的时候则可能是RS232，毫无疑问双绞线也能胜任串口传输。

    视频传输线：从前端图像采集到管理电脑以及到用户终端都可以采用双绞线传输。

    根据对门禁系统布线的综合分析，读卡器、控制器、用户终端、管理电脑之间的信号线和控制线都可以用双绞线来传输，而且单根双绞线可以传输四路控制信号，不仅大大提高了线缆的利用率，还节约了布线成本。

    综上所述，双绞线在未来中短距离的传输领域里有着巨大的潜力，它能满足高效、节能、环保等多项当今社会发展趋势的必要条件，为用户提供性价比最高的传输机制，为社会创造最有价值的传输体系，为世界开辟最快捷的信息枢纽。优特普科技有限公司一直致力于研究双绞线传输技术，希望以务实的态度、推陈出新的理念，打造出最优质的产品，回馈社会，为人类的进步画上浓墨重彩的一笔。