HD-MDI系统中传输用双绞线品质控制

概述

HD-MDI是一种全新的基于双绞线的高清音视频系统，HD通常是指物理分辩率达到720P以上的格式称之为高清，MDI是一种双绞线连接方式，其提供终端摄像机到中继或DVR等设备物理和电路连接。

在现代智能化的HD-MDI系统中，安防系统具有非常重要的地位。在传统的设计和施工中，往往将网络布线与安防监控布线分开考虑，由于使用的介质差异使人们无法将它们很好地统一到一起。但是在大厦的安防监控点不断增加的情况下，同轴电缆布线数量增多会占用大量的管道资源，而且布线难度很大，在布线较长时还会引起图像质量的下降。 随着距离的增加，传统布线中的主角——同轴电缆越来越不能满足施工和应用的需求。新的布线技术的出发点就是将网络布线与安防布线尽量统一到一个平台上，减少布线的难度和造价。在这种布线技术中采用网络布线中广泛使用的非屏蔽电缆(如CAT5E)来传输图像信号，同时利用非屏蔽电缆中的空余线对为是摄像机供电。为实现这种技术需要使用两种关键的设备：双绞线视频传输设备和远程供电器。

双绞线传输技术应用于图像传输，在标清模拟监控系统传输中就有应用，而且是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线能有效地抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，双绞线也能传送极好的图像信号。例如楼宇的电梯、设备房等处都会存在很强的干扰，处于闹市区的建筑物也会受到来自周围环境的各种干扰，双绞线的强抗干扰能力比同轴电缆既有更大的优势。

双绞线传输原理

视频图像的传输目前依赖有线介质的居多，导线又分金属导线和非金属导线（光纤）两类。双绞线（UTP）属于HD-MDI线系统内主要的线缆。最初是作为数字网络信号传输使用的，所以大家了解它主要从组建网络方面开始的。该线缆在国内普及使用也就是十年多的时间，目前用作视频传输的线缆主要为非屏蔽五类线缆。

众所周知视频线（SYV）特性阻抗为75欧姆，属于单线不平衡传输方式，而双绞线（UTP）特性阻抗为100欧姆，属于双线平衡传输方式，目前所有摄像机输出的视频图像特性阻抗为75欧姆，在视频线内部传输是不需要处理的，而为了在不同阻抗的线缆里传输时，就需要进行阻抗匹配了，这里就需要使用电流互感元器件对线缆阻抗进行转换了，说的简单点就是将线缆阻抗变成一样，利于信号直接在内部传输，那这一类的产品就是无源传输器的雏形了。无源—就是不需要给其供电，对图像不作任何处理，所以传输视频信号的距离在300米以内。如果要让信号传输的距离更远，就需要将信号进行一定的处理了，具体做法既是在信号源将信号进行电子放大，让信号在较高的幅度上沿相同的衰减坡度传输得更远。接收器在接收到信号后，使用加权补偿的方法对信号衰减的部分进行增益还原，恢复成原来的信号，这一类的传输器需要供电才能工作，有效传输距离在1200米到1500米之间。

双绞线传输图像的特点

图像质量好，传输距离较远

双绞线在很多工业控制需要中和干扰较大的场所以及远距离传输中都有使用，应用广泛的高清视频监控也是使用了双绞线对，它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、节省空间、价格低廉等等优点。目前通过采用先进的技术和专用芯片，已经能够在双绞线上传输高质量的图像信号。双绞线传输的视频信号为模拟基带信号，属于高频信号（5-6MHz）的范畴。因此图像的质量是非常重要的，以往用75-5视频线传输视频图像在200米左右就有衰减（3-4dB）达不到验收要求，此时唯一的办法就是使用信号放大器或更换更粗的线缆，典型使用一级信号放大器可以延长传输距离500米。而双绞线传输器在一对线缆中即可传输1200米左右，其优势是很显著的。并且其信号衰减可以控制在1.5dB左右。

信号抗干扰能力好

双绞线作为网络数字信号传输的主要介质，其具备很好的抗干扰性，尤其抑制共模干扰（线缆相对于地系统的环路干扰）能力超好，双线互绞可以有效滤除线缆上感生出的干扰电流，再者，双绞线传输器处理的信号属于差分信号，其传输时与地系统没有实质的关系，所以基本不会受到地电流的影响。双绞线传输器在处理信号时同时使用了一些特殊元件和电路，有效过滤干扰电流和杂散电流，相较于视频线传输抗干扰性要好得多。

传输多种信号

正常传输一个视频图像只需要一对线缆，另外的三对线缆可以同时传输音频信号、控制信号和低压电源信号。其系统结构简单，外形美观，同时具备极高的性价比。

低成本

双绞线系统的线缆和设备成本总体偏低，下面我们以视频线系统与双绞线系统就成本方面做一个模拟的对比。如一个工程中有650米的球机12个，140米的摄像机20个，需要用视频线和双绞线传输做一个预算，视频线需要的总长是650米×12＋140米×20＝10000米，单价为1.8元/米，球机的控制线缆总长900米。控制线单价为2.5元/米，电源线的总长以1000米计算，电源线单价为2元/米，视频放大器价格以每台150元计算，总需12台。

视频线系统的工程报价为18000＋2250＋2000＋1800＝24050元。

那么我们再看看双绞线传输系统会耗费多少成本：

一根线缆传输四个图像或两个图像两个控制信号，共需要11根线缆，那么双绞线总长是650米×6＋140米×5＝4000米。单价为1.8元/米。

电源线可以单独布设，它的总长也以1000米计算。电源线单价为2元/米。

双绞线传输器分为无源和有源产品，无源一套以80元计算，有源一套以350元计算，则无源传输器需要20套，有源传输器需要12套。

双绞线系统的工程报价为7200＋2000＋5800＝15000元。

以上模拟预算不包含施工费用和管线成本，所以从中可以很清楚的看到双绞线系统总成本只相当于视频线系统的55%～60%。

施工及维护简单

双绞线系统因为用线统一，线缆数量较少，施工时的人力投入就少得多，效率也会成倍提高，检修时工作人员可根据线缆的标示和传输器的工作指示灯快速判断故障点，以迅速排除问题。线缆的数量直接决定管线的使用量。

双绞线传输应用

当今信息高速公路的建设已成为风靡全球的产业，而网络作为信息的载体，近年来在我国的发展也非常迅猛，光缆以其传播速度快，信息容量大成为广域网传输介质的道选。但是，局域网的高清音视频系统中，由于光缆敷设费用太高，且接头费用和终端光-电转换费用昂贵，因此其造价非常高。为些，须寻求一种价廉物美的数据通信电缆来传输信号。

与普通公路相比，作为一种特殊建筑的高速公路，具有线型好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点。然而，如不采用先进的管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。为此，在一些车流量非常大的高速公路上部署全程的监控系统就是必不可少了。这些监控系统可实施交通流量和交通运行监视，对关键点进行气象检测，对关键路段实施交通适时控制，及时发现各种异常情况并采取应急措施，保证高速公路高速、安全、经济地运营管理。

随着高速公路HD-MDI管理系统要求的不断提高，收费管理、数据通信、图像监控已经是现代化高速公路建设中必不可少的一个部分。图像监控系统主要由以网络视频服务器为核心，以及摄像机、云台、解码器、等设备组成。摄像机设置于收费通道、收费亭、重要路段口，可监视车型，减少车辆检测方面的设备、可以监视收费员的工作情况。监控软件可将收费数据和日期时间叠加显示在放行车辆图像上，并录像存档，这样既可作实时监控或有选择地审查可疑的操作人员，实现对收费作业图像信息化的监督管理，并能够对违章作弊的行为提供凭证。监控软件还可以同时显示多个收费通道、收费亭、重要路段口的画面，并在同一时间录下相关的多个图像。