单线缆多信号传输技术在监控系统的应用

一、单缆传输监控系统产生的历史背景及发展方向

电子技术在飞速发展，电视监控系统中的前端摄像机和终端控制设备也是日新月异，系统功能的增加和成本的下降，使电视监控系统得到广泛应用。电视监视系统在信号传输技术方面也有很大发展，光纤技术的普及解决了视频信号、控制信号的远距离、抗干扰传输问题，但中距离（400米-2000米）的视频信号传输和抗干扰问题是很多工程商头疼的问题。

由于传统监控的布线方式非常复杂，而且在后期维护、扩展的过程中非常艰难，如果从那么粗的一捆线缆中间找出有问题的线缆实在太难了。由于传输距离远、干扰源多造成了图像质量损失，尤其是新的干扰源随时可能出现，会造成监控系统验收时图像很好，使用中出现干扰的问题。面对日益突出的干扰问题，在利用有线电视传输技术的基础上，将抗干扰技术、视频信号、控制信号传输等特点结合起来，发展出在一根线缆上双向传输种多信号，并具有很强的可扩展性和抗干扰性的新传输技术--单缆传输技术。单缆传输技术在工程实践中经受了南方、北方、春夏秋冬及高温环境的长期工作考验，产品的价格低廉、可靠性高、扩展容易、调试简单、稳定性好、传输距离远、抗干扰能力强等特点得到广大用户的肯定。

我们每天都在看有线电视节目，在1根线缆传输几十套节目，图像很清晰。初期电视节目的传送依靠同轴线缆加放大器将电视台的节目传送到千家万户，后来主干线采用光纤传输，而分干线采用同轴线缆。

有线电视频段可划分为：

5-65MHz：上行交互式综合业务频带，包括状态监控计算机联网、模拟电视及数据信号等；

65-87MHz：上下行频段的隔离带；

87-108MHz：FM调频立体声广播频段；

108-550MHz：下行模拟电视传输频段，可传送59路PAL-D电视节目；

550-650MHz：下行数字压缩电视频段，主要用于NVOD或VOD业务；

650-860MHz：交互式综合业务的下行传送频段，可开发数据、计算机联网、电话和个人通信等业务。

在上述频段内，将音视频信号、云台解码器控制信号以及电源经过调制和抗干扰处理分配到不同的频带，使几十台摄像机的音视频信号、解码器控制信号、报警信号、供电电源都可以在单根同轴线缆上实现双向传输，并信号传输距离远、抗干扰能力强。

发展方向由于可以在一根线缆中实现多点的音频、视频、数据流以及电源的传输，因此可以将单缆传输技术更加广泛地应用，不仅在通常的监控系统中使用，还可以根据各行业的特点开发和生产出适合于不同行业的专用产品，例如定做出适合于城市智能化控制系统的传输结构，可以对红绿灯、交通流量、事件远程处理等进行监测和控制；为矿产行业生产出专门的安全监护和人员位置指示系统的一套专用安全管理系统等等。寻找出各行业的特点，并利用这套系统的双向大容量信号传输的特点进行广泛的推广和应用，可以说单缆监控技术具有极其广泛的生存和发展空间。

技术定义 单缆传输技术是通过专业设备，使多个点的视频、音频信号和数字控制信号、电源在一根高频线缆中进行长距离传输，并在前端对所采集的信号和终端发送给前端的信号进行实时处理，从而实现在一根线缆上进行音视频传输和双向数字控制信号的传输。

二、单缆传输技术

1、传输单路信号

在监控系统工程中施工环境很复杂，往往有很多干扰源，存在传输距离远、电源供电不方便等问题，尤其在线路已经敷设完，进行设备调试时出现图像质量问题，或在使用中新干扰源造成图像干扰。这些问题可以通过选用不同的产品进行解决。如：只需要远距离抗干扰传输单视频信号、传输音频视频信号和传输视频信号及12V电源等可选用不同线缆。

其中将视频信号和12V电源同时传输的产品将免去摄像机的供电电源和电源线，这将大大节省了线材和施工费用，又可以保证传输图像的质量，非常适用于半球摄像机和固定护罩摄像机。

仅传送音视频信号和12V电源的工作原理：

在前端发送器将摄像机的视频信号进行高频调制并经过高频SWYV75电缆将信号传送给终端接收器，解调出视频信号输出给硬盘录像机或监视器；终端接收器将通过高频线缆远程传输电源，前端发送器将传送来的电源进行处理和稳压为自身和摄像机提供12V电源。这种免拉电源线的远距离抗干扰视频传输器传输的图像可达480线。

2、多路摄像机信号单缆传输

在传统的监控系统布线随着监控点数的增加，视频线缆越来越多，在集中到监控室后让人眼花缭乱，给施信号单缆传输

在传统的监控系统布线随着监控点数的增加，视频线缆越来越多，在集中到监控室后让人眼花缭乱，给施工、维护和扩展带来不便，加上容易受干扰影响部分图像传输质量。

单缆传输每根线缆可以传输99路摄像机信号，但考虑传输质量和效果，在监控系统中设计传输24路摄像机信号。如果216个点的监控系统连接到监控室内的信号线缆仅用9根。前端将摄像机的音视频信号经过音视频调制器的不同频段的高频调制，再通过高频分配器接到单缆上传向终端设备，在终端编码信号调制器将控制云台镜头的RS485信号经过高频调制通过单缆传输，前端每个编码信号解调器根据不同的地址码解调还原出RS485信号给解码器控制摄像机云台镜头。

在监控室内还原出的音视频信号和发送的云台控制信号除与硬盘录像机、矩阵控制器组成管理控制系统外，还可以选用单缆传输控制系统的具有矩阵功能的多路音视频解调器、分区控制器、管理软件对大型监控系统进行控制管理，并可根据用户的不同需求，调整管理软件的功能。

3、单缆传输系统的功能

单缆传输：图像信号、声音信号、控制信号和电源可在一根线缆传输。

智能控制：通过计算机软件进行适时监看、控制、回放、录像。

数字编码：前端所有可控设备具有唯一的地址编码，系统控制前端摄像机进行自动寻址。

实时播放：通过电视墙上的电视机可以监看前端所采集的图像达到实时播放。

超长传输：单缆传输系统加放大器后传输距离可达到10千米，比传统的视频传输方式要远很多。

系统控制：根据系统的需要除主控外可以设置多个副控点进行系统监控。

远程网络：通过计算机网络达到网络资源共享,利用控制软件可以实行远程监控。

分区功能：根据系统的不同要求,对系统可以进行分区回传,使系统能进行分区控制。

平滑扩充功能：系统采用单缆传输,总线结构能根据客户的要求进行平滑增容,不影响系统的结构。

集成报警功能：系统具有开放性,可以连接报警系统,达到自动报警功能。

灵活升级功能：系统可根据用户的需要,进行软硬件灵活升级。

传输系统特点：

共缆传输：采用先进的频率分割技术，使得多个监控点信号在一根线缆中传输；

布线简单：总线布线方式，可有效解决施工现场复杂、布线困难等问题；

抗干扰能力强：发电等行业一些设备工作时，会导致传统的监控系统无法正常工作，而本系统传输不受任何干扰；

传输距离远：在数公里范围内可达到实时传输，不丢帧；

扩容性好：后期增加监控点无需重新布线，在原来线缆中就近添加便可；

图像质量高：回到监控室的所有音视频信号，没有图像压缩。传输图像质量可达到480线以上效果；

图像无延时：传输图像速度快，无延时；

开放性：预留数据流量接口或者与其他单片机协调工作

全天候型设计：采用大规模集成电路及进口芯片，设备可全天候工作。

地址码设计：总线拓扑结构，全方位寻址操作控制。

兼容性：标准接口，施工方便，可兼容各种型号摄像机、云台、镜头，达到全方位监看效果。

三、单缆监控的应用领域

单缆传输技术可以广泛应用于各行各业和各种公共场所，如教育行业、工业、商业、服务业、旅游业、运输行业、军队等，并很好地解决了实际工程中的一些问题。随着不断研发的新产品，单缆传输技术将被广泛接受和应用。