典型的電視監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端監(jiān)視設(shè)備、傳輸設(shè)備、后端控制顯示設(shè)備這三大部分組成，其中后端設(shè)備可進一步分為中心控制設(shè)備和分控制設(shè)備。前、后端設(shè)備有多種構(gòu)成方式，它們之間的聯(lián)系（也可稱作傳輸系統(tǒng)）可通過電纜、光纖或微波等多種方式來實現(xiàn)。目前，在監(jiān)控系統(tǒng)中用來傳輸圖象信號的介質(zhì)主要有同軸電纜、雙絞線和光纖，對應(yīng)的傳輸設(shè)備分別是同軸視頻放大器、雙絞線視頻傳輸設(shè)備和光端機。

　　同軸電纜從用途上分可分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜（即網(wǎng)絡(luò)同軸電纜和視頻同軸電纜）。同軸電纜分50Ω 基帶電纜和75Ω寬帶電纜兩類?；鶐щ娎|又分細同軸電纜和粗同軸電纜?；鶐щ娎|僅僅用于數(shù)字傳輸，數(shù)據(jù)率可達10Mbps。同軸電纜由里到外分為四層：中心銅線，塑料絕緣體，網(wǎng)狀導(dǎo)電層和電線外皮。電流傳導(dǎo)與中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層行程的回路。因為中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層為同軸關(guān)系而得名。同軸電纜傳導(dǎo)交流電而非直流電，一就是說每秒鐘會有好幾次的電流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。如果使用一般電線傳輸高頻率電流，這種電線就會相當于一根向外發(fā)射無線電的天線，這種效應(yīng)損耗了信號的功率，使得接收到的信號強度減小。 　　同軸電纜的設(shè)計正是為了解決這個問題。中心電線發(fā)射出來的無線電被網(wǎng)狀導(dǎo)電層所隔離，網(wǎng)狀導(dǎo)電層可以通過接地的方式來控制發(fā)射出來的無線電。同軸電纜也存在一個問題，就是如果電纜某一段發(fā)生比較大的擠壓或者扭曲變形，那么中心電線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層之間的距離就不是始終如一的，這會造成內(nèi)部的無線電波會被反射回信號發(fā)送源。這種效應(yīng)減低了可接收的信號功率。為了克服這個問題，中心電線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層之間被加入一層塑料絕緣體來保證它們之間的距離始終如一。這也造成了這種電纜比較僵直而不容易彎曲的特性。

　　同軸電纜的得名與它的結(jié)構(gòu)相關(guān)。同軸電纜也是局域網(wǎng)中常見的傳輸介質(zhì)之一。它用來傳遞信息的一對導(dǎo)體是按照一層圓筒式的外導(dǎo)體套在內(nèi)導(dǎo)體（一根細芯）外面，兩個導(dǎo)體間用絕緣材料互相隔離的結(jié)構(gòu)制選的，外層導(dǎo)體和中心軸芯線的圓心在同一個軸心上，所以叫做同軸電纜，同軸電纜之所以設(shè)計成這樣，也是為了防止外部電磁波干擾異常信號的傳遞。

　　一、特點和傳輸特性分析

　　1、同軸電纜

　　同軸電纜的優(yōu)點是可以在相對長的無中繼器的線路上支持高帶寬通信，而其缺點也是顯而易見的：一是體積大，細纜的直徑就有3/8英寸粗，要占用電纜管道的大量空間；二是不能承受纏結(jié)、壓力和嚴重的彎曲，這些都會損壞電纜結(jié)構(gòu)，阻止信號的傳輸；就是成本高，而所有這些缺點正是雙絞線能克服的，因此在現(xiàn)在的局域網(wǎng)環(huán)境中，基本已被基于雙絞線的以太網(wǎng)物理層規(guī)范所取代。

　　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，并且還能通過均衡調(diào)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盡量小。但是，同軸放大器并不能無限制級聯(lián)，一般在一個點到點系統(tǒng)中同軸放大器多只能級聯(lián)2到3個，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，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(zhì)量受到一定影響；

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

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

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

　　5）同軸放大器還存在著調(diào)整困難的缺點。

　　2、雙絞線

　　雙絞線（Twisted Pair）是由兩條相互絕緣的導(dǎo)線按照一定的規(guī)格互相纏繞（一般以順時針纏繞）在一起而制成的一種通用配線，屬于信息通信網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。雙絞線過去主要是用來傳輸模擬信號的，但現(xiàn)在同樣適用于數(shù)字信號的傳輸。雙絞線對信號也存在著較大的衰減，視頻信號如果直接在雙絞線內(nèi)傳輸，也會衰減很大，所以視頻信號在雙絞線上要實現(xiàn)遠距離傳輸，必須進行放大和補償，雙絞線視頻傳輸設(shè)備就是完成這種功能。雙絞線采用了一對互相絕緣的金屬導(dǎo)線互相絞合的方式來抵御一部分外界電磁波干擾，更主要的是降低自身信號的對外干擾。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，可以降低信號干擾的程度，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發(fā)出的電波抵消?！半p絞線”的名字也是由此而來。 所以，監(jiān)控系統(tǒng)中用雙絞線進行傳輸具有明顯的優(yōu)勢：

　　1）傳輸距離遠、傳輸質(zhì)量高。由于在雙絞線收發(fā)器中采用了先進的處理技術(shù)，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。

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

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

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

　　3、光纖

　　光纖是光導(dǎo)纖維的簡寫，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導(dǎo)工具。前香港中文大學(xué)校長高錕和George A. Hockham首先提出光纖可以用于通訊傳輸?shù)脑O(shè)想，高錕因此獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎。

　　光纖和光端機應(yīng)用在監(jiān)控領(lǐng)域里主要是為了解決兩個問題：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則需要采用光纖傳輸方式。另外，對一些超強干擾場所，為了不受環(huán)境干擾影響，也要采用光纖傳輸方式。因為光纖具有傳輸帶寬寬、容量大、不受電磁干擾、受外界環(huán)境影響小等諸多優(yōu)點，一根光纖就可以傳送監(jiān)控系統(tǒng)中需要的所有信號，傳輸距離可以達到上百公里。

　　不過，使用光纖和光端機需要一定的知識和專用設(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。

　　二、技術(shù)性能分析

　　1、同軸電纜在監(jiān)控系統(tǒng)中，使用75Ω、-5的同軸電纜較為常見。一般，這種同軸電纜的分布電容在50-60pF/m左右，再加上電纜的直流電阻，會使被傳輸信號受到衰減。測試表明，頻率為5MHz的信號在75Ω、-5的同軸電纜內(nèi)傳輸100m時，將被衰減5dB左右，信號頻率越高，受到的衰減越大。圖象信號是一種高頻寬帶信號，圖象彩色部分位于頻率高端，當用同軸電纜傳輸彩色圖象信號時，其亮度和色彩都會受到衰減，特別是隨著傳輸距離增加圖象的色彩會變淡甚至失真。

　　2、雙絞線在用雙絞線作為傳輸介質(zhì)時，一般使用普遍使用的5類UTP電纜。其特性阻抗在100Ω左右，分布電容約15pF/m，與同軸電纜不同，信號在雙絞線內(nèi)以平衡方式傳輸，有了雙絞線視頻傳輸設(shè)備和雙絞線配合使用，就可以保證在1.5Km的距離范圍內(nèi)都能高質(zhì)量地傳輸視頻信號。在實驗室使用專用儀器對雙絞線傳輸圖象信號的性能指標進行了測試，結(jié)果如下：

　　測試儀器：Tektronix TSG-271 PAL 制信號發(fā)生器、Tektronix VN700A視頻信號分析儀

　　被測設(shè)備：武漢微創(chuàng)光電技術(shù)有限公司（027-87462996）WTCS-03 C10雙絞線視頻傳輸設(shè)備、5類UTP電纜

　?。?）傳輸距離為300m時

　　指標：DG≤1% ；DP≤1°；SNR≥65dB

　　（2）傳輸距離為1200m時

　　指標：DG≤2% ；DP≤2°；SNR≥60dB

　　3、光纖

　　光纖是遠距離監(jiān)控圖象傳輸?shù)谋厝贿x擇，它能提供上百公里的傳輸距離，并且能提供很好的圖象傳輸質(zhì)量。在實驗室使用專用儀器對武漢微創(chuàng)光電技術(shù)有限公司W(wǎng)TOS-02 S4000非壓縮數(shù)字視頻傳輸設(shè)備的性能指標進行了測試，如下：

　　DG≤1% ；DP≤1°；SNR≥70dB

　　三、經(jīng)濟性分析

　　光纖傳輸是三種傳輸方式中成本的一種，現(xiàn)在單模光纖的價格一般在每纖每米2元左右，光端機的價格大約為每路圖象2000元左右，再加上工程中的輔料比如光纖跳線、光法蘭盤以及光纖熔接費用等等，使得光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的造價相對較高。光纖傳輸，即以光線為介質(zhì)進行傳輸。光纖，不僅可用來傳輸模擬信號和數(shù)字信號，而且可以滿足視頻傳輸?shù)男枨?。其?shù)據(jù)傳輸率能達幾千Mbps。如果在不使用中繼器的情況下，傳輸范圍能達到6-8km。

　　同軸電纜在一、二百米左右距離范圍內(nèi)使用較為廣泛，在這種范圍內(nèi)使用同軸電纜不需要其他設(shè)備，使用簡便，傳輸質(zhì)量也基本能滿足要求。但是，當傳輸距離增加時，同軸電纜在性價比上和雙絞線相比就處于劣式。一般，75Ω、-5的同軸電纜市價在1.5元/m，同軸放大器價格在300元/臺；5類UTP電纜的價格0.8元/m，雙絞線視頻傳輸設(shè)備的價格為600元/套，下面就距離為300m和600m兩種情況對同軸電纜和雙絞線的傳輸成本作一些比較。

　?。?）假定在某個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中有8個監(jiān)控點，每個監(jiān)控點距控制中心約300m左右。

　　使用同軸電纜時：

　　1. 5元/m×300m×8=3600元

　　使用雙絞線時：

　　由于每四路圖象可以共用一根5類UTP電纜，所以網(wǎng)絡(luò)中只需2根5類UTP電纜。0.8元/m×300m×2+600元/套×8=5280元

　?。?）假定在某個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中有8個監(jiān)控點，每個監(jiān)控點距控制中心約600m左右

　　使用同軸電纜時：

　　為保證圖象質(zhì)量，每路圖象要加入放大器。 1.5元/m×600m×8+300元/臺×8=9600元

　　使用雙絞線時：

　　由于每四路圖象可以共用一根5類UTP電纜，所以網(wǎng)絡(luò)中只需2根5類UTP電纜。0.8元/m×600m×2+600元/套×8=5760元

　　從以上分析可以看出，隨著傳輸距離增加，越發(fā)顯示出雙絞線傳輸在成本上的優(yōu)勢。如果網(wǎng)絡(luò)中還有控制信號等其它信號傳輸，雙絞線傳輸?shù)某杀緝?yōu)勢會更加明顯。另外，傳輸距離進一步加大時，比如達到1公里左右，則同軸電纜傳輸已經(jīng)難以達到傳輸質(zhì)量要求了，而雙絞線則可以在傳輸1.5公里左右時仍能保證較好的圖象質(zhì)量。

　　四、工程建議

　　對于傳輸距離超過2Km的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)該考慮選用光纖和光端機。如果傳輸距離達到數(shù)公里或者幾十公里，就只有使用光纖了。另外，在一些干擾很強的場合，比如受到工業(yè)干擾和電磁干擾的地方，為了保證圖象質(zhì)量，也建議使用光纖傳輸。

　　同軸電纜和雙絞線的選用，則需要更多地分析和比較。由于雙絞線傳輸是一種新出現(xiàn)的技術(shù)，而同軸電纜的使用已經(jīng)有很長的歷史，所以更需要充分發(fā)掘雙絞線傳輸?shù)奶攸c和優(yōu)勢，為工程設(shè)計和施工提供方便、節(jié)省造價。傳輸距離在四、五百米至1.5公里左右時，雙絞線無疑能發(fā)揮極好的性能和價格優(yōu)勢，對于二、三百米以內(nèi)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，如果規(guī)模很小，使用同軸電纜是合理的，造價也是較低的。但是，實際工程也會有它的特殊性，即使距離很近，如果網(wǎng)絡(luò)規(guī)模很大，比如有上百個的監(jiān)控點，這時使用同軸電纜布線就會困難，而雙絞線則可以使這一難題迎刃而解。再者，如果環(huán)境干擾較大，如果使用雙絞線則可以有效抗干擾，保證圖象傳輸質(zhì)量。另外，雙絞線的布線方便性和靈活性使得樓宇大廈等一些短距離、密集型的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)也逐漸開始用它來代替同軸電纜，并且很好地融合到了綜合布線工程中去。