认识同轴电缆与同轴视频传输技术

认识同轴电缆与同轴视频传输技术

本文以科学实验研究为依据，给出了监控工程常用同轴电缆的视频传输特性，指出了应用中的一些误解和误区.对干扰产生原理提出了更加切合实际的解释.归纳分析了实用的抗干扰措施，介绍了同轴抗干扰技术新进展——抗干扰同轴电缆原理和应用前景。

同轴电缆仍然是目前监控系统中应用最广泛的视频传输线。同轴视频传输技术，也是监控系统中的一种最基本传输方式。“同轴电缆到底能传多远”？同轴视频传输技术、抗干扰技术到底现在发展到了什么水平？深入了解同轴电缆的传输特性，掌握同轴视频传输技术的现状与发展，对提高监控系统图像质量，改进系统设计，有效降低系统造价，仍然是有现实意义和积极意义的。

一、工程常用同轴电缆类型及性能：

1）SYV75-3、5、7、9…，75欧姆,聚乙烯绝缘实心同轴电缆。近些年有人把它称为“视频电缆”；

2）SYWV75-3、5、7、9…75欧姆,物理发泡聚乙烯绝缘同轴电缆。有人把它称为“射频电缆”；

3）基本性能：

l SYV物理结构是100%聚乙烯绝缘；SYWV 是发泡率占70-80%的物理发泡聚乙烯绝缘电缆；

l 由于介电损耗原因，SYV实心电缆衰减明显要大于SYWV物理发泡电缆；在常用工程电缆中，目前物理发泡电缆仍然是传输性能最好价格最低的电缆，在视频、射频、微波各个波段都

是这样的。厂家给出的测试数据也说明了这一点；

l 同轴电缆都可以在直流、射频、微波波段应用。按照“射频”/“视频”来区分电缆，不仅依据不足，还容易产生误导：似乎视频传输必须或只能选择实心电缆（选择衰减大的，价格高的？）；从工程应用角度看，还是按“实芯”和“发泡”电缆来区分类型更实用一些；

l 高编（128）与低编（64）电缆特性的区别：eie 实验室实验研究表明，在200KHz以下频段，高编电缆屏蔽层的“低电阻”起主要作用，所以低频传输衰减小于低编电缆。但在

200-300KHz以上的视频、射频、微波波段，由于“高频趋肤效应”起主要作用，高编电缆已失去“低电阻”优势，所以高频衰减两种电缆基本是相同的。

二、了解同轴电缆的视频传输特性——“衰减频率特性”

同轴电缆厂家，一般只给出几十到几百兆赫的几个射频点的衰减数据，都还没有提供视频频段的详细数据和特性；eie实验室对典型的SYWV75-5、7/64编电缆进行了研究测试，结果如下图一：

同轴传输特性基本特点：

1. 电缆越细，衰减越大：如75-7电缆1000米的衰减，与75-5电缆600多米衰减大致相当，或者说1000米的75-7

电缆传输效果与75-5电缆600多米电缆传输效果大致相当；

2. 电缆越长，衰减越大：如75-5电缆750米，6M频率衰减的“分贝数”，为1000米衰减“分贝数”的75%，即15db；2000米（1000+1000）衰减为20+20=40db,其他各频率点的计算方法一样。依照上面1000米电缆测试数据，计算不同长度电缆衰减时，请记住“分贝数是加碱关系”或“衰减分贝数可以按照长度变化的

百分比关系计算”，就可以灵活运用了；

3. 频率失真特性：低频衰减少，高频衰减大。高/低边频衰减量之差，可叫做“边频差值”，这是一个十分重要参数。电缆越长，“边频差值”越大；充分认识和掌握同轴电缆的这

种“频率失真特性”，这在工程上具有十分重要的意义；这是影响图像质量最关键的特性，也是工程中最容易被忽视的问题；

三、工程应用设计要点

网上技术论坛里经常有人问：75-5电缆能传多远？回答有300米，500米，600米，还有说1000多米也可以的。为什么会有这么多答案呢？原因是没有一个统一的标准。既然工程中同轴电缆是用来传输视频信号的，而视频传输最后又体现为图像，所以谈同轴电缆和同轴视频传输技术应用，就离不开图像质量，离不开决定图像质量的“视频传输质量”和标准。

1. 视频传输标准的参数很多，这里仅举一个十分重要的“频率特性”例子来理解。视频图像信号是由0-6M不同频率分量组成的。低

频成分主要影响亮度和对比度，高频分量主要影响色度、清晰度和分辨率。显然，对视频传输的基本要求，不是只恢复摄像机原信号亮度、对比度就行了，而且还必须恢复摄像机原信号中各种频率份量的相对比例关系。“恢复”不可能是100%，而是允许有一个“失真度”范围要求的标准。这个“标准”的“失真度范围”，在图像上用肉眼应该是分辨不出来的。反过来说，如果在图像上已经能够观察出一点“失真”了，那不管你主观认为图像“还行，可以，不错”甚至“双方认可验收”等等，这时的视频传输质量，都是“不合格的”。要把工程图像做好，首先就应该选择合格的传输设备，追求视频传输质量符合标准。这一点，从网站技术论坛讨论的情况看，还远没引起足够认识。宏观来看，我国监控行业发展了20多年，工程图像质量不仅没有提高反而有些下降，这不能不引起我们的关注和思考。

2. “视频传输”标准：

由图二可见，对于视频传输，我国广播级视频失真度标准要求如图a)：5M以下幅频特性误差范围为±0.75db, 即91.7—109%；6M频点为70.7—109%；监控行业的要求略低一些，如图b),0—6M全范围为±1.5db,即84—118.8%；这个传输频率特性要求，与一般“3db通频带”的概念一样；这里须强调：要保证图像质量，视频传输系统（产品）的频率失真范围应小于3db;“3db带宽”这个标准，适用于光缆、射频、微波、同轴和双绞线等各种视频传输系统产品；这是为了保证图像质量，对视频传输系统的要求。但还有一个误区：在工程中还是有不少人用主观评价“工程图像质量好坏”，甚至于用双方是否认可验

收来说明“传输系统（设备）”是否合格，这就有些本末倒置了。工程商这么做可能是“糊涂”；传输设备厂家如果这么做，那可就是“蒙人”了，如果再利用媒体这么宣传，那就是诚心“误导”了。

3..摄像机信号不加放大补偿，只用同轴电缆传输时，按照“3db 带宽”这个标准要求，并结合上面的电缆衰减特性，75-5电缆，不超过3db失真度的电缆长度计算方法是：1000米20db,20/3=6.67,1000/6.67=150米，75-7电缆为236米。不同厂家不同批次的电缆特性有一定差别，实际工程设计中，参照这个数据设计和施工，图像质量一般会有保证的。（准确计算应按照“边频差值”计算，上面计算忽略了低频衰减——原作注）

4.实心聚乙烯绝缘电缆，衰减量大于物理发泡电缆。所以3db带宽有效传输距离少于上面计算值，工程上大致可按90%左右估算。如实芯75-5电缆“3db带宽”传输距离大约为150*0.9=135米；

5.高编电缆：尽管200k以下的衰减小于低编电缆，但200-300k以上的传输衰减与低编电缆一样，所以3db带宽传输距离，反

而低于上述计算值，这是由于高编电缆的“边频差值”更大的因素造成的，“边频差值”越大，放大补偿的难度越大；

6.同轴电缆加放大补偿的视频传输方式：这时系统传输特性是同轴电缆的衰减频率特性和放大补偿的“增益频率特性”之和，放大补偿的“增益频率特性”，应该能有效补偿电缆的频率衰减特性，且二者应该始终保持相反、互补关系，这才可以有效扩展同轴电缆的传输距离。目前这项同轴视频传输技术，产品已经达到的技术水平是：只用一级