視頻基帶的抗干擾傳輸技術(shù)分析

1、視頻基帶的抗干擾傳輸技術(shù)分析前言: 視頻信號(hào)傳輸方式，可以分成兩大類：第一類為視頻基帶直接傳輸方式簡(jiǎn)稱“基帶傳輸”，第二類為視頻基帶變換傳輸方式簡(jiǎn)稱“變換傳輸”?！盎鶐鬏敗卑ǎ和S視頻基帶傳輸方式（不平衡傳輸）和雙絞線視頻基帶傳輸方式（平衡傳輸）。其特征是傳輸?shù)男盘?hào)帶寬仍然是視頻基帶信號(hào)06M的原信號(hào)帶寬?！白儞Q傳輸”包括：射頻（CATV,一線通，共纜，視頻拓展器等類型）、微波、光纜、數(shù)字及“復(fù)合變換”傳輸方式（兩種以上的組合方式）。其特征是變換后的傳輸信號(hào)帶寬變?yōu)檎{(diào)制載波的頻道帶寬。如調(diào)幅射頻頻道帶寬為68M,調(diào)頻微波為1827M等等.本文集中探討“基帶傳輸”方式，也就是常見(jiàn)的同軸與雙絞

2、線傳輸方式。圍繞視頻抗干擾傳輸這個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，分析“頻率加權(quán)”技術(shù)的作用，和對(duì)產(chǎn)品性能的影響。2000年加權(quán)視頻放大專利技術(shù)問(wèn)世，推動(dòng)了同軸傳輸視頻恢復(fù)技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展和應(yīng)用，加權(quán)抗干擾專利技術(shù)又進(jìn)一步推動(dòng)了抗干擾傳輸技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展，包括同軸抗干擾傳輸和雙絞線抗干擾傳輸技術(shù)與產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步。這里提出“視頻基帶的抗干擾傳輸技術(shù)”的概念，可能更有利于更全面深入的了解“基帶傳輸”技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)品的性能。內(nèi)容導(dǎo)航： “頻率失真”與“頻率加權(quán)”技術(shù)解釋  1.視頻信號(hào)在同軸和雙絞線傳輸中，最基本的技術(shù)問(wèn)題就是“頻率失真”。下圖照片是實(shí)測(cè)線纜本身的頻率失真特性：左圖：0距離測(cè)試信號(hào)特性，06M掃頻測(cè)

3、試信號(hào)；中圖：SYV75-5電纜1000米的衰減和頻率失真特性；右圖為超5類雙絞線900米的衰減和頻率失真特性；照片可以更好的給出一個(gè)定性形象的印象，準(zhǔn)確的測(cè)試數(shù)據(jù)，過(guò)去已多次給出，這里從略。 2.線纜“頻率失真”的特點(diǎn)是：低頻衰減最小，頻率越高衰減越嚴(yán)重；組成視頻信號(hào)的各種頻率分量之間的相對(duì)比例關(guān)系：左圖掃頻測(cè)試信號(hào)高低頻幅度比例為1：1，經(jīng)過(guò)電纜的傳輸后，發(fā)生了重大改變：傳輸后高低頻比例少于1，頻率越高比例越少線纜的這種與頻率有關(guān)的衰減特性，這就叫“頻率失真”；線纜越長(zhǎng)，頻率失真越嚴(yán)重，電纜長(zhǎng)度加倍，衰減的db數(shù)加倍；比較中圖和右圖，可以明顯看出：雙絞線固有的頻率失真要比同軸電纜大得多，大

4、約430米超5類雙絞線和1000米SYV75-5電纜的衰減和頻率失真相當(dāng)。應(yīng)該了解這是國(guó)標(biāo)線纜固有的特性，不是“劣質(zhì)”電纜，這一點(diǎn)在選擇傳輸線纜類型時(shí)，要特別注意，應(yīng)做到心中有數(shù)；3.基帶傳輸設(shè)備的基本作用是提供一定的放大增益，補(bǔ)償線纜的傳輸衰減。顯然，要補(bǔ)償頻率失真，傳輸設(shè)備的“補(bǔ)償特性”應(yīng)該與電纜的頻率失真特性相反、互補(bǔ)，才能實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)特性的真正恢復(fù)。如下圖所示：4. 補(bǔ)償特性應(yīng)該是：傳輸設(shè)備的增益必須具有“頻率越高增益越大”的基本特點(diǎn)這就是“頻率加權(quán)”的基本概念。上面實(shí)測(cè)的線纜頻率失真特性，都是國(guó)產(chǎn)合格國(guó)標(biāo)電纜的固有特性，顯然，用這類線纜傳輸視頻信號(hào)，傳輸設(shè)備應(yīng)該具有“頻率加權(quán)”特性，

5、才能實(shí)現(xiàn)“全補(bǔ)償”的視頻恢復(fù)目的。5.線纜越長(zhǎng)，頻率失真越嚴(yán)重，電纜長(zhǎng)度加倍，衰減的db數(shù)加倍。工程中電纜長(zhǎng)度是隨機(jī)的，這就要求傳輸設(shè)備提供的頻率加權(quán)補(bǔ)償性能也應(yīng)該是可變的，對(duì)于任意長(zhǎng)度電纜，都能夠提供出與電纜頻率失真特性相適應(yīng)的“完善的互補(bǔ)特性”，這既是技術(shù)實(shí)現(xiàn)的要點(diǎn)，也是技術(shù)難點(diǎn)。不同產(chǎn)品性能和水平的差異也就出自這里。對(duì)于市場(chǎng)上五花八門(mén)的產(chǎn)品和真假難辨的宣傳，應(yīng)該如何把握？首先應(yīng)當(dāng)深入了解它們的應(yīng)用性能。頁(yè)碼： 1   2    3     下一頁(yè) 內(nèi)容導(dǎo)航： 傳輸產(chǎn)品的四大應(yīng)用性能之一：視頻恢復(fù)性能 1）視頻傳輸都是要

6、實(shí)現(xiàn)“視頻傳輸視頻”的全過(guò)程，源頭是“視頻”，結(jié)果還是“視頻”。不管是視頻傳輸產(chǎn)品，還是視頻抗干擾（器）產(chǎn)品，都應(yīng)該具有合格的視頻傳輸特性?？疾煲曨l傳輸產(chǎn)品，首先就是它具有什么樣的“視頻恢復(fù)性能”即視頻失真度的技術(shù)性能指標(biāo)或者說(shuō)依據(jù)什么視頻傳輸通道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2）不管什么傳輸方式，視頻失真度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是基本一樣的。宏觀的看，不應(yīng)該有哪種方式傳輸?shù)馁|(zhì)量好，哪種方式傳輸?shù)馁|(zhì)量不好的區(qū)別。具體的看，就存在不同廠家依據(jù)和貫徹的“標(biāo)準(zhǔn)”是什么？是客觀技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還是“主觀感覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)”？3）恢復(fù)到什么程度？傳輸產(chǎn)品的視頻恢復(fù)性能，應(yīng)該是以客觀技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作依據(jù)的，這就是視頻失真度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。視頻失真，包括線性失真和

7、非線性失真，有亮度信號(hào)失真和色度信號(hào)失真，還有亮度和色度信號(hào)相對(duì)關(guān)系的技術(shù)指標(biāo)等等。在諸多技術(shù)指標(biāo)中，最基本的應(yīng)該是恢復(fù)的“幅頻特性”。因?yàn)樗粌H是多數(shù)線性失真度指標(biāo)能否合格的基礎(chǔ)和前提條件，也是在很大程度上決定其他非線性失真度指標(biāo)是否具有實(shí)際意義的先決條件。例如，色亮增益差和色亮延遲差失真，如果“幅頻特性”不好，它們就不可能合格，只有“幅頻特性”好了，它們才可能合格；再如，非線性失真的微分增益DG和微分相位DP：信號(hào)經(jīng)過(guò)1000米長(zhǎng)電纜傳輸后，“幅頻特性”嚴(yán)重失真超標(biāo)，圖像已嚴(yán)重失真，變壞，但此時(shí)的DG、DP一般還是“合格的”，這種DG、DP的所謂“合格”已經(jīng)沒(méi)有任何實(shí)際意義了；進(jìn)一步說(shuō)，當(dāng)

8、用傳輸設(shè)備把“幅頻特性”恢復(fù)好后，DG、DP卻不一定能合格了，這就是信號(hào)處理電路的水平問(wèn)題了。公認(rèn)的“幅頻特性”是：06M頻帶內(nèi)“-3db”;具體含義如下圖所示，0.55M范圍內(nèi)±0.75db；也有執(zhí)行06M范圍±1.5db的“3db”標(biāo)準(zhǔn)的。 4）在我國(guó)歷史上，還沒(méi)有承認(rèn)過(guò)任何“主觀感覺(jué)”的視頻傳輸“標(biāo)準(zhǔn)”，但在安防行業(yè)產(chǎn)品里，這類“主觀感覺(jué)”的視頻產(chǎn)品卻到處可見(jiàn)。下圖為某些號(hào)稱“可以和光端機(jī)媲美”的雙絞線傳輸器在給出的最大傳輸距離上的視頻恢復(fù)特性。所謂“媲美”，是沒(méi)有技術(shù)基礎(chǔ)的。 5）EIE品牌產(chǎn)品貫徹的視頻恢復(fù)特性EIE品牌的視頻傳輸產(chǎn)品，包括同軸類和雙絞線類基帶傳輸

9、產(chǎn)品，其視頻恢復(fù)特性依據(jù)的“技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”，都是以“-3db”幅頻特性為代表的一系列技術(shù)指標(biāo)作基礎(chǔ)生產(chǎn)的。所以，在產(chǎn)品標(biāo)稱傳輸距離內(nèi)都可以實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償?shù)囊曨l恢復(fù)特性。下圖為一種基本傳輸型雙絞線傳輸產(chǎn)品，在UTP雙絞線1000，900，600，300米不同距離上的視頻恢復(fù)特性照片：可以看出，只有600米時(shí)低頻略有一些過(guò)補(bǔ)償，但也在允許誤差之內(nèi)。46M的高端，全程都沒(méi)有欠補(bǔ)償缺陷，這是確保傳輸質(zhì)量的技術(shù)基礎(chǔ)；產(chǎn)品采用全程連續(xù)可調(diào)的頻率加權(quán)控制，可以對(duì)標(biāo)稱距離內(nèi)的任意長(zhǎng)度電纜實(shí)現(xiàn)精密全補(bǔ)償；EIE品牌產(chǎn)品抗干擾型雙絞線傳輸產(chǎn)品標(biāo)稱傳輸距離已經(jīng)做到1400米和1800米； 6） 最大傳輸距離的定義1.&#

10、160;最大傳輸距離LMAX是建立在上述視頻恢復(fù)特性和圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)原則下的最大距離。目前EIE品牌產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的技術(shù)水平如下：同軸75-5電纜基帶傳輸產(chǎn)品： 前端傳輸電纜直接連接攝像機(jī)輸出，只用后端視頻恢復(fù)設(shè)備：LMAX² 2000米； 前后雙端分別采用加權(quán)傳輸和加權(quán)視頻恢復(fù)設(shè)備：LMAX² 3000米；UTP超5類平衡（雙絞線）基帶傳輸產(chǎn)品： 基本傳輸型加權(quán)平衡傳輸器：LMAX² 1000米； 抗干擾傳輸型加權(quán)平衡傳輸器：LMAX 1400米；² 遠(yuǎn)程抗干擾傳輸型加權(quán)平衡傳輸器：LMAX² 180

11、0米；2. 上面提到的某些號(hào)稱“可以和光端機(jī)媲美”的雙絞線傳輸器就是典型的“主觀感覺(jué)”產(chǎn)品，它的標(biāo)稱最大傳輸距離1500米，上文那個(gè)照片就是這類產(chǎn)品的代表特性；按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它的最大傳輸距離一般要打3050%以上的折扣，其實(shí)際補(bǔ)償特性還需仔細(xì)考察。3. 某些雙絞線傳輸器廠家宣傳說(shuō)：多級(jí)串聯(lián)可以達(dá)到2、3公里以上距離。單級(jí)傳輸特性都有嚴(yán)重缺陷，多級(jí)串聯(lián)傳輸，頻率特性是多級(jí)幅度相乘關(guān)系，即頻率特性各點(diǎn)db數(shù)的相加關(guān)系，結(jié)果會(huì)怎么樣？信噪比又會(huì)怎樣？顯然，這是毫無(wú)依據(jù)的虛假誤導(dǎo)宣傳。4. 安防市場(chǎng)上，還有一類同軸抗干擾器，采用幅度壓制干擾原理，前端提升視頻信號(hào)幅度，后端

12、采用固定電阻分壓器，或可調(diào)電阻分壓器，號(hào)稱傳輸距離可以做到幾百米到1公里。這類產(chǎn)品的視頻恢復(fù)性能，是電纜的頻率失真，加上產(chǎn)品固有的頻率失真，比單電纜傳輸特性還要差，這是因?yàn)樗痪邆洹邦l率加權(quán)視頻恢復(fù)性能”，雖然有一定的“抗干擾效果”，但不屬于傳輸類產(chǎn)品。對(duì)于各種視頻傳輸產(chǎn)品，包括抗干擾器類產(chǎn)品，了解和掌握它們的“視頻恢復(fù)性能”，是第一位的。頁(yè)碼： 上一頁(yè)     1   2   3     下一頁(yè) 內(nèi)容導(dǎo)航： 傳輸產(chǎn)品的四大應(yīng)用性能之二：抗干擾性能 同軸傳輸屬于“封閉電磁場(chǎng)”傳輸類型，信號(hào)電磁場(chǎng)被封閉在屏

13、蔽層內(nèi)部傳輸，與外界沒(méi)有電磁交換關(guān)系，同軸電纜這種“屏蔽內(nèi)外電磁場(chǎng)”性能，決定了電纜本身具有優(yōu)異的抗干擾性能。同軸傳輸干擾的產(chǎn)生，主要源于電纜太長(zhǎng)，電纜以“天線效應(yīng)”接收外界電磁場(chǎng) 在屏蔽層兩端形成干擾電壓，通過(guò)兩端匹配負(fù)載與芯線構(gòu)成回路產(chǎn)生干擾的。干擾不是從屏蔽層縫隙“漏”進(jìn)去的。雙絞線平衡傳輸用“差?！眰鬏斝盘?hào)，以“共?！币种聘蓴_，屬于“開(kāi)放電磁場(chǎng)”傳輸類型，信號(hào)電磁場(chǎng)與外界電磁場(chǎng)具有直接的耦合交換關(guān)系，平衡傳輸“共模抑制干擾”的性能是建立在傳輸線“平衡”基礎(chǔ)上的。前幾年，所謂“雙絞線具有超強(qiáng)的抗干擾抑制能力”的虛假誤導(dǎo)宣傳，依據(jù)的就是“絕對(duì)平衡”理想狀態(tài)推理。實(shí)際上要做到線對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的絕

14、對(duì)平衡，“開(kāi)放電磁場(chǎng)”的傳輸特點(diǎn)還要求每根導(dǎo)線的外部電磁環(huán)境也要絕對(duì)平衡。問(wèn)題就來(lái)源于這個(gè)不可能實(shí)現(xiàn)的“絕對(duì)平衡”，工藝上，國(guó)標(biāo)線僅直流電阻一項(xiàng)誤差就達(dá)到5%，還有扭絞的長(zhǎng)度誤差，導(dǎo)線直徑誤差，線間距誤差，絕緣層厚度誤差等等。“外部電磁環(huán)境”更是工程的隨機(jī)因素，無(wú)法控制；這就必然存在“不平衡因素和參數(shù)”，這種“不平衡因素和參數(shù)”會(huì)把一部分共模干擾信號(hào)轉(zhuǎn)換為差模干擾信號(hào)，而雙絞線嚴(yán)重的傳輸衰減和頻率失真，又要求傳輸器具有超高倍數(shù)的放大增益。這就決定了雙絞線傳輸?shù)母蓴_抑制能力不可能達(dá)到“超強(qiáng)的抗干擾能力”和“比同軸電纜抗干擾能力更強(qiáng)”的水平。幾年來(lái)工程應(yīng)用中，干擾還是屢屢發(fā)生的實(shí)踐就印證了這個(gè)事實(shí)

15、。基帶傳輸系統(tǒng)的干擾抑制能力取決于兩個(gè)方面：一是線纜本身的干擾抑制能力，二是傳輸設(shè)備提供的附加干擾抑制能力。同軸傳輸?shù)目垢蓴_性能目前達(dá)到的產(chǎn)品水平是：1. 同軸電纜常規(guī)傳輸方式，利用電纜本身屏蔽抑制干擾性能，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控工程中多數(shù)常規(guī)環(huán)境下的無(wú)干擾傳輸；2. 加權(quán)抗干擾技術(shù)原理：這項(xiàng)專利技術(shù)的要點(diǎn)是：前端采用頻率加權(quán)幅度提升壓制干擾技術(shù)，后端采用頻率加權(quán)視頻恢復(fù)技術(shù)，提供同軸傳輸系統(tǒng)的“附加干擾抑制能力”，其含義是：可以把同軸電纜的干擾抑制能力，再提高多少倍（或db）。幾年來(lái)的工程應(yīng)用表明：包括高層電梯、工廠變頻電機(jī)群、中央空調(diào)和變頻供水系統(tǒng)、小區(qū)系統(tǒng)等較惡劣環(huán)境下的電磁干

16、擾，都可以有效抑制；采用復(fù)合頻率加權(quán)技術(shù)，有效提高了系統(tǒng)的視頻恢復(fù)能力，特別是提高了傳輸信噪比，在1000米上，設(shè)備的視頻加權(quán)信噪比可以做到75db,這是各類傳輸方式中的領(lǐng)先技術(shù)水平；有效解決了同軸基帶傳輸方式下的抗干擾傳輸問(wèn)題；3. 同軸加權(quán)抗干擾產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)的抗干擾性能：基本抗干擾型標(biāo)稱傳輸距離：01000米附加干擾抑制能力1624db；增強(qiáng)抗干擾型標(biāo)稱傳輸距離：01000米附加干擾抑制能力2432db；超強(qiáng)抗干擾型標(biāo)稱傳輸距離：01000米附加干擾抑制能力2440db；其中，超強(qiáng)抗干擾型還可以提供“特需專用定制產(chǎn)品”，傳輸距離可以定制13公里的遠(yuǎn)程型。雙絞線傳輸?shù)目垢蓴_性能目前達(dá)到的產(chǎn)品水平是：1. 常規(guī)無(wú)源和常規(guī)有源傳輸產(chǎn)品，抗干擾能力只是雙絞線本身的干擾抑制能力，沒(méi)有“附加干擾抑制能力”，適用于普通環(huán)境下較近距離的傳輸；2. 雙絞線平衡傳輸采用加權(quán)抗干擾專利技術(shù)：和同軸加權(quán)抗干擾技術(shù)原理一樣，可以在充分發(fā)揮雙絞線平衡傳輸共模抑制干擾