雙絞線傳輸原理

    目前，雙絞線傳輸的應用在安防領域已經越來越廣泛，為優化視頻監控的布線做出了巨大的貢獻。許多工程商逐漸意識到雙絞線是中短距離信號傳輸最合理、最優質的布線方式，它以高效、環保、節能等多項優勢贏得了廣大社會的一致認可。雙絞線傳輸摒棄了傳統的傳輸方式，創造新的傳輸理念，把安防智能布線推上了一個新的臺階，已經成為安防布線的趨勢所在。下面我們就來具體了解下雙絞線傳輸如何優化安防智能系統布線。

一、

    采用雙絞線傳輸視頻信號，基本的原理是：

    1、通常的視頻信號，是一種非平衡方式的視頻基帶信號，適合在同軸電纜這種非平衡傳輸方式的線纜中傳輸。而雙絞線是一種平衡傳輸方式的線纜，正是由于平衡傳輸和線纜雙絞的模式，使得雙絞線傳輸具有很強的抗干擾能力，所以要使用雙絞線傳輸視頻信號，必須將視頻信號轉換成平衡信號。

    2、轉換成平衡模式的視頻信號，就可以直接在雙絞線上傳輸了，同時不容易受到各種干擾信號的影響。到了監控終端，由于錄像、顯示等大部分監控設備的輸入端口都是非平衡方式的，所以需要將雙絞線傳輸過來的平衡信號再轉換成非平衡信號。也就是，使用雙絞線代替視頻線傳輸視頻信號，只需要在線纜的前、后端均加進平衡/非平衡轉換器即可。

    3、最簡單的轉換器，實質是一個高磁通量、高帶寬的磁環上的平行并繞的視頻互感線圈，這就是常說的無源轉換器。它只起到平衡/非平衡轉換的作用，是個無源器件，不會帶來新的失真，也不會產生噪聲，但對信號有一定程度上的衰減。

    4、由于視頻信號在雙絞線上傳輸時，信號的衰減尤其是高頻份量的衰減，特別嚴重，所以經過雙絞線傳輸之后的平衡視頻信號，一般情況下都必須經過一個放大電路進行放大，并且針對信號特別是高頻信號的衰減情況，給預提升恢復，然后再變換成非平衡信號，供給監視器等后級器材使用。通常這個放大器叫做雙絞線接收器，其到放大、補償的作用，一般上面都有二個可調的電位器，分別根據實際情況調節整個放大器的放大增益以及對高頻分量的補償量。

走進雙絞線

    1. 雙絞線簡介

   

    雙絞線作為一種傳輸介質它是由二根包著絕緣材料的細銅線按一定的比率相互纏繞而成，因為這種相互纏繞改變了電纜原有的電子特性。這樣不但可以減少自身的串擾，也可以最大程度上防止其它電纜上的信號對這對線纜上的干擾。圖為超五類雙絞線，由四對相互纏繞的線對構成，共八根線。雙絞線按頻率和信噪比可分為：3類，4類，5類和超5類�，F在很多地方已經用上了六類線甚至七類線。

    一類：主要用于傳輸語音，不用于數據傳輸。
    二類：傳輸頻率為1MHz，用于語音傳輸和最高傳輸速率4Mbps的數據傳輸，常見于使用4Mbps規范令牌傳遞協議的舊的令牌網。
    三類:指目前在ANSI和EIA/TIA568標準中指定的電纜。該電纜的傳輸頻率為16MHz,用于語音傳輸及最高傳輸速率為10Mbps的數據傳輸，主要用于10base-T。
    四類:該類電纜的傳輸頻率為20MHz,用于語音傳輸和最高傳輸速率16Mbps的數據傳輸，主要用于基于令牌的局域網和10base-T/100base-T。
    五類:該類電纜增加了繞線密度,外套一種高質量的絕緣材料,傳輸頻率為100MHz,用于語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數據傳輸，主要用于100base-T和10base-T網絡，這是最常用的以太網電纜。

    2. 雙絞線傳輸視頻、音頻等信號的優勢

    雙絞線的使用由來已久，在很多工業控制系統中和干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局域網也是使用雙絞線對。雙絞線之所以使用如此廣泛，是因為它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、布線容易、價格低廉等許多優點：

    1）傳輸距離遠、傳輸質量高。由于在雙絞線收發器中采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VGA圖象的亮度和色彩以及實時性，在傳輸距離達到300m或更遠時，圖象信號基本無失真。

    2）布線方便、線纜利用率高。一根非屏蔽雙絞線既可以傳輸高清圖像信號，還可以傳輸高保真立體音頻信號。另外，樓宇大廈內廣泛鋪設有5類非屏蔽雙絞線，隨便取其一根就可以傳輸一路信號，無須另外布線，即使是重新布線，5類纜也比光纖、同軸纜容易，大大簡化了工程布線難度，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，即使在強干擾環境下，雙絞線也能傳送極好的圖象信號，而且，多根雙絞線相互之間不會發生干擾。

    4）可靠性高、使用方便。利用雙絞線傳輸高清視頻信號，在信號源出接入專用發射機，在遠端顯示設備上要接入專用接收機。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。由于使用的是目前廣泛使用的普通5類、超5類、6類非屏蔽雙絞線，各地都購買容易，而且價格也很便宜，給工程應用帶來極大的方便。

監控系統如何選配雙絞線傳輸器

    雙絞線視頻傳輸器是用來解決監控系統中監控視頻信號傳輸問題的設備，隨著技術的進步和監控工程需求的多樣化，優特普開發出多種規格的雙絞線視頻傳輸器，然而客戶朋友在選用時越發覺得為難，因為產品型號太多，大家都不知道如何選用更為合適。因此，優特普在下面為大家簡單歸納了幾種選型的方法。

    1、根據傳輸距離選配。

    優特普雙絞線傳輸器按照傳輸距離可以分為300米、600米、1200米、1500米等等，我們可以根據自己工程的實際選用不同傳輸距離的產品。如有15個監控點，其中300米以內的10個，600米左右的4個，1000米左右的1個。這個工程300米以內的我們可以選用無源的傳輸設備，如UTP101P、UTP101P-II、UTP104P、UTP108P、UTP116P等等，優特普無源的傳輸器沒有分發射器和接收器，兩者可以混用，所以選擇比較方便。一般情況下，接收端多選用多路的接收器，集中管理，美觀大方；發射端多選用單路的傳輸器，跟隨攝像機安裝。

UTP101P-II	UTP101PVD	UTP101PVA	UTP101AT
·無需電源傳輸 ·距離300米 ·帶線頭便于安裝 ·三級防雷	·傳輸效果好 ·傳輸距離300米 ·兼容電源傳輸 ·傳輸控制信號	·視頻效果質量高 ·傳輸音頻信號 ·兼容電源傳輸 ·安全性能高	·高質量的視頻效果 ·傳輸距離1200米 ·電源高抗擾設計 ·五級防雷設計

    2、根據抗干擾和防雷情況來選配。

    雙絞線傳輸設備具有天生的超強抗干擾能力，目前許多電子產品信號傳輸都不約而同的使用了這一特性，比如電腦內部數據傳輸線、電視機、各類機床等。但是并不是所有的雙絞線傳輸器都抗干擾，比如優特普單路無源的雙絞線傳輸器抗干擾沒有無源多路的強，原因是多路無源的產品均采用金屬外殼，屏蔽效果好，如UTP104P、UTP108P等；多路無源設備內部空間大，可以采取的抗干擾措施更多。優特普無源多路的傳輸設備抗干擾能力又不及優特普有源的設備，原因是優特普有源的傳輸設備采用了大量的主動的抗干擾措施，因此抗干擾性能大為提高。所以，我們可以根據工程的實際情況來確定是否采用有源的設備。一般情況下，工程現場的干擾是難免的，但并非十分強，采用無源配有源的方式效果好且價格低，很受歡迎。

UTP101P-IV	UTP101	UTP101AR-U	UTP108AR
·無需電源傳輸 ·傳輸距離300米 ·4KV共模干擾 ·接觸放電3級防護	·無需電源傳輸 ·干擾抑制2級防雷 ·4KV共模干擾 ·接觸放電6KV	·傳輸距離1500米 ·五級防雷設計 ·4KV共模干擾 ·接觸放電6KV	·傳輸距離1200米 ·五級防雷設計 ·4KV共模干擾 ·接觸放電3級防

    3、根據各監控點分散情況來選擇。

    一個監控工程的點大都比較分散，如果分散的程度大，我們可以用單路的發射設備，如UTP101AT;如果可以把臨近的幾個點先通過同軸線拉到一個相對集中的點上，我們可以采用多路的發射器。在比較分散的情況下，布線比較難做，會出現一定的浪費現象，如果我們在選擇線材的步驟上做好計劃，可以減少浪費：一般的網線為四對雙絞線，有一種為2對的雙絞線，其規格也為超5類，可以通過線材廠家定購這類雙絞線，我們用四對的線作為主干道，布設2對線作為支線，可以大大節約線材使用量。

UTP101AR	UTP104AR	UTP108AR-U	UTP116AR
·單路接收 ·傳輸距離1200米 ·五級防雷設計 ·高質量的視頻效果	·四路接收 ·傳輸距離1200米 ·三級防雷設計 ·電源高抗擾設計	·八路接收 ·1分2分配輸出 ·傳輸距離1500米 ·超強防雷設計	·十六路接收 ·傳輸距離1200米 ·采用1U機架式結構 ·超強抗干擾能力

優特普產品選配表

	優特普發射器
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

使用雙絞線如何布線

    (1)  一根網線傳一路信號：

    這種方法相對較浪費，但是如果是云臺，我們可以把剩下的某一對線當控制信號線。

    (2) 一根網線傳輸4路信號：

    這種方式較節約，一般使用在有集中在一起的固定攝像頭的情形中。

    （3）一個網線傳輸4路信號先將各個點用一對雙絞線（電話線）拉到A處，再通過主干道傳輸到接收器。這種方式較靈活，一般使用在四個較分散的點上，這種方式很節約線才，但是要注意接頭的處理，如：A點。

    （4）先集中后傳輸先把各地的視頻信號通過同軸線拉到一個點，集中起來使用一臺多路發射器發射，或者在這個點上安裝一個防水的箱子，把單路發射器都集中安裝到箱子中作為發射端。當前端攝像頭離這里過遠如超出100米時，建議不采用這種方案，如果需要選用這種方案，就必須選用較好的同軸視頻線纜。

    以上幾種方法應當綜合起來應用，讓整個系統最優化。

    【布線示意圖】本示意圖不代表任何一家的工程示意圖，僅供學習交流。

    （1）我們把整個工程先劃分為若干個區域，每一個藍色區域內的為一個單元，可以考慮用一根雙絞線來布設；綠色區域為一個單元，也考慮一根雙絞線來布設，可以采用第三穜接線法；粉紅色區域采用共纜傳輸方法，也就是方法2。

    （2）近距離的可以采用同軸線，但是距離在50米以上的，雙絞線的性價比更高。

    

【布線示意圖】

   

    布線方式：

    布線的方式有很多種，最好的布線方式是跟工程相吻合的布線方式，因此，我們要根據工程情況，將幾種方式綜合起來運用。

    1、點對點。每一個監控點拉一條網線或者一條2對四芯的超5類線，如果這個點需要傳控制信號，就可以拿這2對中剩余的線來傳輸控制信號。

    2、一線串。每四個監控點拉一條網線，布線時先將附件四路劃分到一個區域將這一根網線按遠近順序經過這四個點， 每到一個點就撥開外皮取出其中一對線供一路攝像機使用。

    3、先集中，后發送。先將攝像頭的信號通過同軸線集中到一起，進入多路發射器后再通過一根網線傳輸回監控中心。

    4、樹型結構。利用2對4芯的雙絞線將分散的監控點的信號拉到一個相對集中的地方，然后通過4對或者大對數超5類雙絞線拉回監控中心。

    以上所有布線的接頭都必須用焊接的方式連接，焊接后要包扎好， 以防進水和氧化

使用雙絞線在工程中注意的問題

    I．在使用雙絞線傳輸器時，我們會面臨許多值得注意的問題，下面就針對布線工藝和傳輸器的使用上容易忽略的方面做適當的分析，如下：

    1）線材太差，導致經常斷線。使用合格的線材，市面上現在有許多生產雙絞線的品牌，比如迅道、安普、西蒙等。通常超五類電纜的規格為24AWG,即電纜導體直徑為0.51mm，市場上可能有25AWG和26AWG的電纜。25AWG電纜芯徑為0.455mm，含銅量僅為24AWG的80％；26AWG電纜芯徑為0.408mm，含銅量僅為24AWG的64％。目前國內出現非常多假冒線材，在選購線材的時候，用戶要特別仔細小心，同樣也可以參考優特普網站上的線材推薦專欄。

   

    2)雙絞線傳輸器的接線方式。雙絞線視頻傳輸設備在接線時大都采取兩者接線方式，一種是直接將一對線中的兩根線撥開皮套后分別接到設備的兩個接線柱上；一種是采用RJ45水晶頭來接。兩者方式都有其優缺點，用接線柱的方式在接觸上較好，可以結點間確保接觸良好，但是雙絞線的線較細，沒有專門的工具不容易處理，如果線材的質量不好，撥開的導線可能十分脆，經不起折騰；使用水晶頭來接，讓人感覺到十分可靠，但是實際效果不好，因為水晶頭的接觸非彈性壓迫，時間長了可能會造成接觸不良。

    3)布線施工時要特別注意避免拉和折。超五類線的安裝拉力通常是80N左右，抽線時應有兩人相互配合，一人抽一人拉，且盡量先抽出余量。彎折的情況一般出現在線管或線槽轉彎或者水平線槽過渡到垂直線槽的時候，線纜要絕對避免<90°的彎折。另外垂直放線時，上面應至少有兩人托住線纜，并及時綁扎線纜至垂直線槽，避免線纜垂直空懸。

    4)線纜要注意與強電隔離屏蔽。強電如果與線纜并行且平行，那么對線纜的電磁干擾特別大，會影響線纜的傳輸效果。在一個復雜的安裝環境中，可能無法做到線纜與強電完全隔離屏蔽，但我們應盡量避免線纜與強電平行走線。

5)粗糙的布線工藝，導致視頻效果不佳。事實上，我們在市面上購買的非屏蔽雙絞線都是305米一箱，但是工程中的點左一個右一個，遠遠近近，因此，小于305米處的短的地方就需要破開網線的包皮，將線挑出來接攝像頭，長的地方就需要把兩箱甚至更多箱的線接起來，在接線時最好焊接，包扎好，同時注意雙絞線的絞和問題，這樣才能保證傳輸不在線上出問題。

    II．雙絞線傳輸器如何防雷

    用雙絞線做工程比同軸電纜做工程容易遭到雷擊,主要是由于雙絞線的結構造成的,雙絞線具有電感特性,是平衡傳輸,所以容易遭到感應雷的雷擊,雷擊時兩根線路可能同時會有電流,會對設備造成危害。雙絞線視頻傳輸器帶有防雷功能是最好的解決辦法,首先要明確要防的雷是哪一部分的雷,雙絞線工程雷擊的途徑主要是1雷電通過電源傳到設備2雷電直接打到設備3線路感應到雷電。實際中,直接被雷擊毀的情形十分少,絕大部分都是由于使用雙絞線傳輸視頻的距離往往比較長,整條線穿過的區域較大,雷雨天環境中電磁場的變化劇烈,在線上產生的感應電流超過了設備能承受的范圍,如果沒有做好接地工作,積累在設備上的能量就象堵在大壩上的洪水,找不到通暢的排泄口就會沖毀大壩,導致設備損壞。優特普科技在傳輸器上做了大量的防雷工作,使設備可以抵抗4000V雷擊的最高國際標準,可靠性強,只要按弱電工程要求在施工中做好防雷接地工作設備就可以平安無事。

雙絞線傳輸的發展前景

    1、與其他傳輸介質的比較：

    面對激烈的市場競爭，同軸線似乎占據了安防市場的主導地位。而新型的傳輸介質——光纖光纜也在一點一點的占據市場。同軸線在主線芯的外面包裹了一層聚氯乙烯的絕緣材料，鋁箔和金屬屏蔽網線，這樣可以阻隔外界環境的干擾，提高通訊質量。但是它的缺點也是顯而易見的：1）、一根同軸線只能傳輸一路視頻信號。2）、體積大，占用弱電井管道的大量空間。3）、不能夠承受纏結、壓力和嚴重彎曲，會損壞電纜結構，阻止信號傳輸。（如下圖示）

   

    而光纖光纜作為新型的傳輸介質，是一條玻璃或塑膠纖維，在使用前必須由幾層保護結構包覆，方可使用。它無論是在安全性、可靠性、還是在網路性能等方面都大大的超出了同軸線和雙絞線。它的最大傳輸距離可以達到百公里以上，是組建大規模網路的必然選擇。正因為光纖光纜具有抗干擾性能好、保密性強、速度快、傳輸容量大等優點，所以價格非常昂貴，工程投入成本高，需要有專業人士進行安裝、操作與維護。（如下圖示）

   

    通過以上三者的比較，我們可以看出雙絞線具有一些無可比擬的優點：

    1）傳輸距離遠，傳輸質量高；

    2）一根雙絞線可以同時傳輸多路視頻信號；（相對同軸線而言）

    3) 抗干擾性能強，可靠性高；（可將串擾減至最小或加以消除）

    4）沒有屏蔽外套，直徑小，節省占用的空間；

    5）重量輕、易彎曲、安裝簡單方便，不易燃燒；

    6）布線方便，線纜利用率高；

    7）具有獨立性和靈活性；

    8）價格便宜，取材方便；

    在市場經濟多元化的今天，安防行業是一個朝氣蓬勃的行業，尤其是在應對世界經濟危機的情況下，尋求一種經濟，傳輸距離遠，傳輸質量高的解決方案是十分必要的。

    2、前瞻性應用

    雙絞線傳輸器在視頻監控系統中的應用已經非常廣泛、非常成熟。它所帶來的好處和便捷已經顯而易見，那么我們可不可以把這種優勢滲透延伸到其他領域，來代替傳統的應用呢？答案是肯定的。雙絞線不僅可以在視頻監控中的應用蓬勃發展，當前它也在安防的其他領域中已嶄露頭角，逐步鞏固其在中短距離傳輸的王者地位。下面我們通過門禁系統，來簡單了解下雙絞線傳輸器的過人本領。

    門禁系統的工作原理大致如下：門禁以門為主，在所控制的門內外及門的上方，裝有各種各樣的門禁設備：當持卡人打算進門時，他會在門外用感應卡在讀卡器上刷卡、在密碼鍵盤上輸入密碼，也可能是使用指紋識別器、掌紋識別器、視網膜識別器等等生物識別器核對身份。當持卡人刷卡后，信息被傳送到門附近的控制器中，通過控制器內的電腦識別，確認該持卡人有資格進入后，發送控制信號給門上方（或門側）的電鎖，開門讓持卡人進入。持卡人在進門后，門會自動關閉。在電鎖內往往還裝有感應器件，一旦門或電鎖處于開啟狀態，則它會回傳信號給控制器，當門開啟時間過長時，控制器或電鈴會發出聲響，通知開門者趕緊關門�？刂破髟陂_門的同時會持卡人的信息傳送到機房內的門禁管理電腦上。電腦在收到信息后，會將信息儲存，并顯示在屏幕上，同時會將信息傳送到相關軟件中去。當持卡人辦完事后打算出門時，他可以按下門內側的出門按鈕后，門自動打開。如果持卡人的信息沒有登記，則控制器不會開門，只有將該卡的信息錄入到管理軟件中，并下載到控制器內存后，控制器才會在刷卡時開門。如下圖:

    

    整套系統的傳輸線路包括以下幾個部分：

    控制線：控制器中有三組信號線，分別連接到讀卡器、電鎖中的鎖狀態傳感器和出門按鈕，這三路信號線可以使用雙絞線傳輸。

    遠傳信號線：從控制器到管理電腦之間，有一根信號線，它的傳輸協議大多是RS485，在距離近的時候則可能是RS232，毫無疑問雙絞線也能勝任串口傳輸。

    視頻傳輸線：從前端圖像采集到管理電腦以及到用戶終端都可以采用雙絞線傳輸。

    根據對門禁系統布線的綜合分析，讀卡器、控制器、用戶終端、管理電腦之間的信號線和控制線都可以用雙絞線來傳輸，而且單根雙絞線可以傳輸四路控制信號，不僅大大提高了線纜的利用率，還節約了布線成本。

    綜上所述，雙絞線在未來中短距離的傳輸領域里有著巨大的潛力，它能滿足高效、節能、環保等多項當今社會發展趨勢的必要條件，為用戶提供性價比最高的傳輸機制，為社會創造最有價值的傳輸體系，為世界開辟最快捷的信息樞紐。優特普科技有限公司一直致力于研究雙絞線傳輸技術，希望以務實的態度、推陳出新的理念，打造出最優質的產品，回饋社會，為人類的進步畫上濃墨重彩的一筆。