淺談雙絞線、同軸電纜、光纖的區別及使用

1、同軸電纜

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/261102.htm

同軸電纜具有價格較便宜、鋪設較方便的優點(相對於光纖而言)，所以，一般在小範圍的監控系統中，由於傳輸距離很近，使用同軸電纜直接傳送監控圖象對圖象質量的損傷不大，能滿足實際要求。

但是，根據對同軸電纜自身特性的分析，當信號在同軸電纜內傳輸時其受到的衰減與傳輸距離和信號本身的頻率有關。一般來講，信號頻率越高，衰減越大。視頻信號的帶寬很大，達到6MHz，並且，圖象的色彩部分被調製在頻率高端，這樣，視頻信號在同軸電纜內傳輸時不僅信號整體幅度受到衰減，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，同軸電纜只適合於近距離傳輸圖象信號，當傳輸距離達到200米左右時，圖象質量將會明顯下降，特別是色彩變得暗淡，有失真感。

在工程實際中，為了延長傳輸距離，要使用同軸放大器。同軸放大器對視頻信號具有一定的放大，並且還能通過均衡調整對不同頻率成分分別進行不同大小的補償，以使接收端輸出的視頻信號失真儘量小。但是，同軸放大器並不能無限制級聯，一般在一個點到點系統中同軸放大器最多只能級聯2到3個，否則無法保證視頻傳輸質量，並且調整起來也很困難。因此，在監控系統中使用同軸電纜時，為了保證有較好的圖象質量，一般將傳輸距離範圍限制在四、五百米左右。

另外，同軸電纜在監控系統中傳輸圖象信號還存在著一些缺點：

1）同軸電纜本身受氣候變化影響大，圖象質量受到一定影響；

2）同軸電纜較粗，在密集監控應用時布線不太方便；

3）同軸電纜一般只能傳視頻信號，如果系統中需要同時傳輸控制數據、音頻等信號時，則需要另外布線；

4）同軸電纜抗幹擾能力有限，無法應用於強幹擾環境；

5）同軸放大器還存在著調整困難的缺點。

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，在很多工業控制系統中和幹擾較大的場所以及遠距離傳輸中都使用了雙絞線，我們今天廣泛使用的區域網也是使用雙絞線對。雙絞線之所以使用如此廣泛，是因為它具有抗幹擾能力強、傳輸距離遠、布線容易、價格低廉等許多優點。由於雙絞線對信號也存在著較大的衰減，所以傳輸距離遠時，信號的頻率不能太高，而高速信號比如乙太網則只能限制在100m以內。對於視頻信號而言，帶寬達到6MHz，如果直接在雙絞線內傳輸，也會衰減很大，所以視頻信號在雙絞線上要實現遠距離傳輸，必須進行放大和補償，雙絞線視頻傳輸設備就是完成這種功能。加上一對雙絞線視頻收發設備後，可以將圖象傳輸到1至2km。雙絞線和雙絞線視頻傳輸設備價格都很便宜，不但沒有增加系統造價，反而在距離增加時其造價與同軸電纜相比下降了許多。所以，監控系統中用雙絞線進行傳輸具有明顯的優勢：

1）傳輸距離遠、傳輸質量高。由於在雙絞線收發器中採用了先進的處理技術，極好地補償了雙絞線對視頻信號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時性，在傳輸距離達到1km或更遠時，圖象信號基本無失真。如果採用中繼方式，傳輸距離會更遠。

2）布線方便、線纜利用率高。一對普通電話線就可以用來傳送視頻信號。另外，樓宇大廈內廣泛鋪設的5類非屏蔽雙絞線中任取一對就可以傳送一路視頻信號，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類纜內有4對雙絞線，如果使用一對線傳送視頻信號，另外的幾對線還可以用來傳輸音頻信號、控制信號、供電電源或其它信號，提高了線纜利用率，同時避免了各種信號單獨布線帶來的麻煩，減少了工程造價。

3）抗幹擾能力強。雙絞線能有效抑制共模幹擾，即使在強幹擾環境下，雙絞線也能傳送極好的圖象信號。而且，使用一根纜內的幾對雙絞線分別傳送不同的信號，相互之間不會發生幹擾。

4）可靠性高、使用方便。利用雙絞線傳輸視頻信號，在前端要接入專用發射機，在控制中心要接入專用接收機。這種雙絞線傳輸設備價格便宜，使用起來也很簡單，無需專業知識，也無太多的操作，一次安裝，長期穩定工作。

5）價格便宜，取材方便。由於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，購買容易，而且價格也很便宜，給工程應用帶來極大的方便。

3、光纖

光纖和光端機應用在監控領域裡主要是為了解決兩個問題：一是傳輸距離，一是環境幹擾。雙絞線和同軸電纜只能解決短距離、小範圍內的監控圖象傳輸問題，如果需要傳輸數公裡甚至上百公裡距離的圖象信號則需要採用光纖傳輸方式。另外，對一些超強幹擾場所，為了不受環境幹擾影響，也要採用光纖傳輸方式。因為光纖具有傳輸帶寬寬、容量大、不受電磁幹擾、受外界環境影響小等諸多優點，一根光纖就可以傳送監控系統中需要的所有信號，傳輸距離可以達到上百公裡。光端機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據接口（包括RS232、RS485、乙太網等），將它們集成到一根光纖上傳輸。光端機為監控系統提供了靈活的傳輸和組網方式，信號質量好、穩定性高。近些年來，由於光纖通信技術的飛速發展，光纖和光器件的價格下降很快，使得光纖監控系統的造價大幅降低，所以光纖和光端機在監控系統中的應用越來越普及。

不過，使用光纖和光端機需要一定的專業知識和專用設備，這給工程施工和用戶使用帶來了一定的困難。另外，對於短距離、小規模的監控系統來說，使用光纖傳輸也顯得不夠經濟。