双绞线传输器知识

双绞线传输器知识（精选7篇）

篇1：双绞线传输器知识

在监控工程中使用双绞线传输图象

在监控系统中，监控图象的传输是整个系统的一个至关重要的环节，选择何种介质和设备传送图象和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。目前，在监控系统中用来传输图象信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤，对应的传输设备分别是同轴视频放大器、双绞线视频传输设备和光端机。

同轴电缆是较早使用，也是使用时间最长的传输方式。后来，由于远距离和大范围图象监控的需要以及人们对监控图象质量的要求提高，监控网络中开始大量使用光纤来传输图象信号。至于双绞线被使用到图象监控网络中则是近来的事，它的出现主要很好地解决了两个方面的问题：一方面，它解决了200米至2000米距离范围内高质量图象信号传输的问题，因为在这段距离范围内同轴电缆传输难以达到要求而光纤传输又显得不太经济;另一方面，它解决了大规模密集型监控网络的布线问题，双绞线自身的尺寸和柔软性克服了大量使用同轴电缆时的布线难题。当然，双绞线还具有抗干扰能力强、价格便宜等优点。正是由于双绞线很好地解决了长期困扰着人们的这些问题，所以它在监控网络的应用立即引起了业界广泛的关注，在较短的时间内已经被大量使用到工程实践中，并且取得了很好的应用成果。

每个监控工程都有其自身的特点和特殊性，因此在组建监控网络时需要充分考虑这些具体情况，选用最为合适的图象和信号传输方式。鉴于同轴电缆、双绞线和光纤是目前监控系统中使用最广的三种传输介质，我们可以从几个方面对它们作一些分析和比较。

一、特点和传输特性分析

1、同轴电缆一般在小范围的监控系统中，由于传输距离很近，使用同轴电缆直接传送监控图象对图象质量的损伤不大，能满足实际要求。但是，根据对同轴电缆自身特性的分析，当信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。一般来讲，信号频率越高，衰减越大。所以，同轴电缆只适合于近距离传输图象信号，当传输距离达到200米左右时，图象质量将会明显下降，特别是色彩变得暗淡，有失真感。在工程实际中，为了延长传输距离，要使用同轴放大器。同轴放大器对视频信号具有一定的放大，并且还能通过均衡调整对不同频率成分分别进行不同大小的补偿，以使接收端输出的视频信号失真尽量小。但是，同轴放大器并不能无限制级联，一般在一个点到点系统中同轴放大器最多只能级联2到3个，否则无法保证视频传输质量，并且调整起来也很困难。因此，在监控系统中使用同轴电缆时，为了保证有较好的图象质量，一般将传输距离范围限制在四、五百米左右。另外，同轴电缆在监控系统中传输图象信号还存在着一些缺点：

1)、同轴电缆本身受气候变化影响大，图象质量受到一定影响;

2)、同轴电缆较粗，在密集监控应用时布线不太方便;

3)、同轴电缆一般只能传视频信号，如果系统中需要同时传输控制数据、音频等信号时，则需要另外布线;

4)、同轴电缆抗干扰能力有限，无法应用于强干扰环境;

5)、同轴放大器还存在着调整困难的缺点。

2、双绞线双绞线的使用由来已久，在很多工业控制系统中和干扰较大的场所以及远距离传输中都使用了双绞线，我们今天广泛使用的局域网也是使用双绞线对。双绞线之所以使用如此广泛，是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点。

双绞线对信号也存在着较大的衰减，视频信号如果直接在双绞线内传输，也会衰减很大，所以视频信号在双绞线上要实现远距离传输，必须进行放大和补偿，双绞线视频传输设备就是完成这种功能。加上一对双绞线视频收发设备后，可以将图象传输到1至2km。双绞线和双绞线视频传输设备价格都很便宜，不但没有增加系统造价，反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。所以，监控系统中用双绞线进行传输具有明显的优势：

1)传输距离远、传输质量高。由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术，极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，保持了原始图象的亮度和色彩以及实时性，在传输距离达到1km或更远时，图象信号基本无失真。如果采用中继方式，传输距离会更远。

2)布线方便、线缆利用率高。一对普通电话线就可以用来传送视频信号。另外，楼宇大厦内广泛铺设的5类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路视频信号，无须另外布线，即使是重新布线，5类缆也比同轴缆容易。此外，一根5类缆内有4对双绞线，如果使用一对线传送视频信号，另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号、供电电源或其它信号，提高了线缆利用率，同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦，减少了工程造价。

3)抗干扰能力强。双绞线能有效抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，双绞线也能传送极好的图象信号。而且，使用一根缆内的几对双绞线分别传送不同的信号，相互之间不会发生干扰。

4)可靠性高、使用方便。利用双绞线传输视频信号，在前端要接入专用发射机，在控制中心要接入专用接收机。这种双绞线传输设备价格便宜，使用起来也很简单，无需专业知识，也无太多的操作，一次安装，长期稳定工作。

5)价格便宜，取材方便。由于使用的是目前广泛使用的普通5类非屏蔽电缆或普通电话线，购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便。

3、光纤光纤和光端机应用在监控领域里主要是为了解决两个问题：一是传输距离，一是环境干扰。双绞线和同轴电缆只能解决短距离、小范围内的监控图象传输问题，如果需要传输数公里甚至上百公里距离的图象信号则需要采用光纤传输方式。

另外，对一些超强干扰场所，为了不受环境干扰影响，也要采用光纤传输方式。因为光纤具有传输带宽宽、容量大、不受电磁干扰、受外界环境影响小等诸多优点，一根光纤就可以传送监控系统中需要的所有信号，传输距离可以达到上百公里。光端机为监控系统提供了灵活的传输和组网

方式，信号质量好、稳定性高。不过，使用光纤和光端机需要一定的专业知识和专用设备，这给工程施工和用户使用带来了一定的困难。另外，对于短距离、小规模的监控系统来说，使用光纤传输也显得不够经济。

二、技术性能分析

1、同轴电缆在监控系统中，使用75Ω、-5的同轴电缆较为常见。一般，这种同轴电缆的分布电容在50-60pF/m左右，再加上电缆的直流电阻，会使被传输信号受到衰减。测试表明，频率为5MHz的信号在75Ω、-5的同轴电缆内传输100m时，将被衰减5dB左右，信号频率越高，受到的衰减越大。图象信号是一种高频宽带信号，图象彩色部分位于频率高端，当用同轴电缆传输彩色图象信号时，其亮度和色彩都会受到衰减，特别是随着传输距离增加图象的色彩会变淡甚至失真。在实验室进行测试发现，彩色图象信号在75Ω、-5的同轴电缆内传输200m左右时，其幅度和色彩已经有明显的衰减。如果要传输更远距离，只有加入同轴视频放大器。

2、双绞线在用双绞线作为传输介质时，一般使用普遍使用的5类UTP电缆。其特性阻抗在100Ω左右，分布电容约15pF/m，与同轴电缆不同，信号在双绞线内以平衡方式传输，有了双绞线视频传输设备和双绞线配合使用，就可以保证在1.5Km的距离范围内都能高质量地传输视频信号。

在实验室使用专用仪器对双绞线传输图象信号的性能指标进行了测试，结果如下：测试仪器：Tektronix TSG-271 PAL 制信号发生器、Tektronix VN700A视频信号分析仪被测设备：武汉微创光电技术有限公司(027-87462996)WTCS-03 C10双绞线视频传输设备、5类UTP电缆(1)传输距离为300m时指标：DG≤1%;DP≤1°;SNR≥65dB(2)传输距离为1200m时指标：DG≤2%;DP≤2°;SNR≥60dB3

3、光纤是远距离监控图象传输的必然选择，它能提供上百公里的传输距离，并且能提供很好的图象传输质量。

三、经济性分析

光纤传输是三种传输方式中成本最高的一种，现在单模光纤的价格一般在每纤每米2元左右，光端机的价格大约为每路图象2000元左右，再加上工程中的辅料比如光纤跳线、光法兰盘以及光纤熔接费用等等，使得光纤监控网络的造价相对较高。

但是，光纤传输具有很多突出的优点，所以传输距离在二、三公里以上的监控网络中、一些环境干扰强的场所、以及对质量和可靠性要求很高的监控场所大都还是选用光纤作为传输介质。

同轴电缆在一、二百米左右距离范围内使用较为广泛，在这种范围内使用同轴电缆不需要其他设备，使用简便，传输质量也基本能满足要求。但是，当传输距离增加时，同轴电缆在性价比上和双绞线相比就处于劣式。一般，75Ω、-5的同轴电缆市价在1.5元/m，同轴放大器价格在300元/台;5类UTP电缆的价格0.8元/m，双绞线视频传输设备的价格为600元/套，下面就距离为300m和600m两种情况对同轴电缆和双绞线的传输成本作一些比较。

(1)假定在某个监控网络中有8个监控点，每个监控点距控制中心约300m左右。使用同轴电缆时：

1.5元/m×300m×8=3600元使用双绞线时：

由于每四路图象可以共用一根5类UTP电缆，所以网络中只需2根5类UTP电缆。0.8元/m×300m×2+600元/套×8=5280元

(2)假定在某个监控网络中有8个监控点，每个监控点距控制中心约600m左右使用同轴电缆时：

为保证图象质量，每路图象要加入一级放大器。1.5元/m×600m×8+300元/台×8=9600元使用双绞线时：

由于每四路图象可以共用一根5类UTP电缆，所以网络中只需2根5类UTP电缆。0.8元/m×600m×2+600元/套×8=5760元

从以上分析可以看出，随着传输距离增加，越发显示出双绞线传输在成本上的优势。如果网络中还有控制信号等其它信号传输，双绞线传输的成本优势会更加明显。另外，传输距离进一步加大时，比如达到1公里左右，则同轴电缆传输已经难以达到传输质量要求了，而双绞线则可以在传输1.5公里左右时仍能保证较好的图象质量。

四、工程建议

在实际工程中，选用何种传输方式需要结合工程的具体情况和工程预算来综合考虑。对于传输距离超过2Km的监控网络，应该考虑选用光纤和光端机。如果传输距离达到数公里或者几十公里，就只有使用光纤了。另外，在一些干扰很强的场合，比如受到工业干扰和电磁干扰的地方，为了保证图象质量，也建议使用光纤传输。同轴电缆和双绞线的选用，则需要更多地分析和比较。由于双绞线传输是一种新出现的技术，而同轴电缆的使用已经有很长的历史，所以更需要充分发掘双绞线传输的特点和优势，为工程设计和施工提供方便、节省造价。

传输距离在四、五百米至1.5公里左右时，双绞线无疑能发挥极好的性能和价格优势，对于二、三百米以内的监控网络，如果规模很小，使用同轴电缆是合理的，造价也是较低的。但是，实际工程也会有它的特殊性，即使距离很近，如果网络规模很大，比如有上百个的监控点，这时使用同轴电缆布线就会困难，而双绞线则可以使这一难题迎刃而解。再者，如果环境干扰较大，如果使用双绞线则可以有效抗干扰，保证图象传输质量。另外，双绞线的布线方便性和灵活性使得楼宇大厦等一些短距离、密集型的监控网络也逐渐开始用它来代替同轴电缆，并且很好地融合到了综合布线工程中去。

篇2：双绞线传输器知识

一、双绞线传输原理

利用双绞线传输视频信号是近几年才兴起的技术，所谓的双绞线一般是指网线，双绞线传输利用差分传输 原理，在发射端将视频信号变换成幅度相等、极性相反的视频信号，通过双绞线传输后，在接收端将二个 极性相反的视频信号相减变成通常的视频信号，故能有效抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，其抗干扰 能力远比同轴电缆好，而且通过对视频信号的处理，其传输的图象信号也比同轴电缆清晰，同一根网线相 互之间不会发生干扰。

二、优点

1、布线方便，线缆利用率高。一根普通超五类网线，内有4 对双绞线，可以同时传输4 路视频信号，或3 路视频、1 路控制信号；而且网线比同轴电缆更好敷设。

2、价格便宜。普通超五类网线的价格相当与75-3 视频线，室外防水超五类网线的价格相当与75-5 视频线，但网线可以同时传输多路信号；

3、传输距离远，传输效果好。由于将视频信号进行了放大提升，传输距离可以达到1200 米（高质量），有些厂家的产品可以保证900 米内达到与现场一样的效果；

4、抗干扰能力强。双绞线传输采用差分传输方法，其抗干扰能力大于同轴电缆。

三、使用中注意的事项

1、选用合格的双绞线，只有选用合格的网线才能保证双绞线传输效果，选用原则：每根网线内有8 芯，每 芯的直流电阻值应小于15 欧/100 米（国标小于10 欧/100 米），特别需要注意的是网线中的棕、棕白对线 和蓝、蓝白对线的电阻；

2、对于不同传输距离，有不同的选择，一般不超过150 米，可以选用无源收发器；距离在650 米内可以 选用前端无源发射、后端有源接收的设备；650 米至1500 米可以选用有源发射、有源接收的设备；如超过 1500 米，可以考虑增加中继器。

3、室外布线，尽可以选用室外阻水网线，虽然价格高了些，但可靠性可以保证；

4、对于干扰特强的地方，如电厂、变电站等地方，建议选用屏蔽网线，传输距离控制在700 米内，在监 控室屏蔽网单端接地；

5、在施工布线时，可以与电话线、网络线、220V 交流电源线同时敷设，但需要避免与大功率电源线布在 一起。

6、网线的连接，应进行可靠的焊接，在室外一定要做好防水处理，处理完后注意防止浸泡在水里，介绍一 个简单办法：你可以将接头放在矿泉水瓶内，瓶口朝下，再将瓶口封好；

7、由于双绞线传输采用“虚地”技术，比同轴电缆更容易感应静电或雷电，选择双绞线，一定要注意选用具 有防静电、防雷的产品，如果在多雷区，最好在前端做防雷接地。

8、双绞线传输技术并不复杂，市场上的生产厂家也很多，但真正能做好、做可靠的并不多，由于双绞线更 容易招静电和雷电的损坏，所以其保护措施非常重要（保护部分的成本占到总成本的1/4-1/3），所以建议 大家可以选择生产时间较长、规模较大公司的产品，它们产品的性能、稳定性更好。

篇3：双绞线传输器知识

二连站是我国通往欧洲各国的重要门户, 承担进出口货物的交接换装作业和国际旅客列车转向架换装作业, 并办理国内客货运输。该站站场分为准轨和宽轨两个场, 全站站线总延长50余公里。二连站监控系统需要对所有营业场所实现全覆盖, 共设置监控点120个。其中, 大部分监控点是室外点, 且距离监控中心较远。现场电磁环境比较恶劣, 对通道的要求较高。针对该工程监控点分布多数远、散, 局部集中的特点, 通过对方案整体经济性的分析, 我们在设计方案中综合采用了多种传输通道, 包括:同轴电缆、无线网桥、单模光纤、双绞线。本文主要就应用于500-1200米范围的双绞线视频传输系统的原理及在二连火车站的实际应用进行初步探讨。

二、双绞线传输系统的介绍

1 双绞线简介

双绞线作为一种传输介质它是由二根包着绝缘材料的细铜线按一定的比率相互缠绕而成, 因为这种相互缠绕改变了电缆原有的电子特性。这样不但可以减少自身的串扰, 也可以最大程度上防止其他电缆上的信号对这对线缆上的干扰。双绞线按频率和信噪比可分为:3类, 4类, 5类和超5类。现在很多地方已经用上了六类线甚至七类线。

3类双绞线的速率为10Mb/s, 5类双绞线的速率可达100Mb/s, 超5类更可达155Mb/s以上, 只能有五类或超五类才能上100Base-TX。双绞线可以分为屏蔽双绞线 (STP) 与非屏蔽双绞线 (UTP) 两大类。屏蔽双绞线因为电缆的外层有一层铝箔包裹用以减小辐射, 制作比较麻烦, 再加上价钱较非屏蔽双绞线贵, 所以我们在10Base-T或100Base-TX网络中常用的是非屏蔽5类和超5类双绞线。下面我们重点介绍超五类双绞线

2 超五类双绞线的结构与技术指标

2.1 超五类双绞线的结构

一条超五类双绞线电缆由4对线组成。每对线各自按反时针方向扭绞。4对线的扭矩是各不相同的。采取这些措施, 不仅可消除外部干扰, 同时可消除线对间的串扰。超五类双绞线各线对的扭矩见表1。

2.2 超五类双绞线的主要技术指标

超五类双绞线的主要技术指标有特性阻抗、衰减与回路串扰防卫度。

2.2.1 特性阻抗

特性阻抗是指在双绞线输入端施以交流信号电压时, 输入电压与电流的比值。线路的特性阻抗与线路的直流电阻是完全不同的两个概念。线路的直流电阻与线路的长度成正比。而线路的特性阻抗完全由线路的结构和材料决定, 与线路的长度无关。传输线的分布参数在高频状态下的等效电路如图1。由图1可见, 线路的分布电阻和分布电感串联在回路中, 分布电容和分布电漏并联在回路中。线路可以认为是由无数个这样的基本节连接起来的。这样的一个混联电路, 不论线路多长, 输入阻抗是一个定值。根据分析, 在信号达到一定频率时, 线路阻抗Z的值是:

$\text{Ζ}=\sqrt{\frac{\text{L}}{\text{C}}}$ (欧)

式中:L为一个基本节的电感, C为一个基本节的电容。通常使用的非屏蔽超五类双绞线的阻抗为100欧姆。

2.2.2 衰减

信号通过双绞线会产生衰减。双绞线的衰减B是频率的函数:

$B=2\sqrt{f}(\text{d}\text{B})$

式中频率f的单位是MHZ, B的单位是dB。

2.2.3 回路串扰防卫度

双绞线的回路串扰扰防卫度是表示同一电缆中的一个回路对来自另一个回路的干扰的防卫能力, 用Bc表示。

$Bc=20\log \frac{Us}{Uc}(\text{d}\text{B})$

式中, Us为主串回路信号电压, Uc为被串回路干扰电压。双绞线的串扰与频率有关。随着频率的增高, 回路串扰防卫度降低。

超五类双绞线的特性阻抗、衰减、串扰数据见表2。

3 双绞线传输系统

我们知道, 随着距离的延伸, 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。双绞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。它采用网络布线中广泛使用的非屏蔽电缆 (如5类缆) 来传输图像信号, 同时利用非屏蔽电缆中的空余线对为摄像机供电。

三、双绞线传输视频信号的基本原理

视频信号要在双绞线内传输要解决两个问题:阻抗匹配和衰减补偿。

标准视频信号接口一般是75Ω、非平衡方式, 而双绞线传输时是100Ω、平衡方式, 这样用双绞线传输视频信号就要设法解决75Ω←→100Ω以及非平衡←→平衡的转换问题。

有两种方法可以完成这种转换:一种是采用传输变压器的无源方式, 它无须供电, 但是会对信号有一定损失, 驱动能力有限;另外一种是采用有源方式, 通过宽带放大器和专用芯片, 不仅可以完成阻抗和平衡方式的转换, 而且可以提供较强的驱动和对图像信号的放大补偿, 缺点是需要供电才能工作。一个基本的双绞线视频传输系统如图2所示。图中的A1是差分信号发送放大器, 完成非平衡到平衡的转换, A2是差分信号接收放大器, 完成平衡到非平衡的转换。

另外, 视频信号是一种高频宽带信号, 带宽达到6MHz, 如果直接在双绞线内传输, 信号的幅度会受到较大的衰减, 在监视器上表现为图像的色彩变淡以及亮度变暗。因此, 视频信号在双绞线上要传输较远距离必须进行放大和补偿, 解决信号衰减和图像分色问题, 以保证图像质量。

同时, 在工程设计中, 摄像机的供电是必须考虑的。摄像机数量的增加使供电线路变得复杂。如果能结合网络布线将摄像机的供电和图像信号传输一起进行考虑, 则大大节省了布线资源、提高效率。利用远程供电器通过RJ45接口利用5类缆内的空余双绞线对为摄像机提供一、二百米以内的直流供电, 使摄像机的供电与图像信号可以同在一根5类缆中传输, 可以解决了摄像机集中远程供电的问题。

四、双绞线传输系统的性价比

视频传输一直是电视监控系统中的一个非常重要环节。尤其是1000米左右距离, 更是传输瓶颈。目前最难解决的就是300米至1500米左右的视频传输问题。由于距离远, 使用视频同轴电缆传输, 图像模糊不清而且彩色失真。即使加装视频放大器、增大线径, 都不能得到理想的图像效果。而使用光纤设备, 又感觉距离太短, 造价昂贵, 不符合工程预算。因此选择一种传输质量好、价格便宜、性能稳定的传输系统是非常重要的。

我们以传输4路图像1000米为例, 估算系统成本。

方案A:使用75-9同轴电缆加放大器, 线缆4元/米×1000米×4条+放大器150元×4台=16600元;

方案B:使用光纤设备, 光纤8元/米×1000米+光端机3000元×4对=20000元;

方案C:使用双绞线设备, 同样传输1000米, 总费用为:8芯五类双绞线缆1.2元/米×1000米+传输器300元×4对=2400元。

从上面的数据可以看出, 使用双绞线传输设备, 能节省成本80%以上。而传输效果方面, 方案C与方案B接近, 而方案A则明显不理想。

因此, 我们在二连站场监控设计方案将传输距离在300-1000米范围的大部分采用了双绞线传输系统, 既保证了系统的使用功能, 又大大降低了工程成本。

五、双绞线传输系统的优点

通过分析, 我们可以总结出该系统的几个优点:

1 布线方便, 共缆传输

一根普通五类非屏蔽双绞线缆内部有四对双绞线, 采用双绞线视频传输器, 用一对双绞线即可传输一路视频信号, 四对线可传输四路视频信号。或同时传输:视频、解码、音频、及低压供电电源等多种信号, 共缆传输, 互不干扰。如果选用大对数双绞线缆, 可以一根缆传输整个监控系统的信号, 实现共缆传输, 给工程布线带来了极大的便捷。

2 抗干扰能力强

由于双绞线特殊的物理结构, 具有超强的共模干扰抑制能力。即使在强干扰环境下, 双绞线也能传送极好的图像信号。二连火车站铁路行车调度指挥系统和站场中许多大型的起重设备, 电磁环境恶劣的环境下, 双绞线的强抗干扰能力比同轴电缆既有更大的优势, 因此, 双绞线传输系统的这种特点能够适合车站及站场使用。而且, 使用一根缆内的几对双绞线分别传送不同的信号, 相互之间不会发生干扰。

3 可靠性高、使用方便

利用双绞线传输视频信号, 在前端要接入专用发射机, 在控制中心要接入专用接收机。这种双绞线传输设备价格便宜, 使用简单, 工作稳定。通过工程实践应用, 在使用过程中, 不会出现图像漂移或扭曲, 色彩逼真, 性能相当稳定, 可靠适用。

4 性价比高, 总造价低

超5类非屏蔽电缆在目前的综合布线中被广泛使用, 其价格比同轴电缆要低, 随着超5类缆在通信中的大量应用, 价格还会进一步下降, 因此使用双绞线的经济性和便利性更为突出。

5 实时传输, 即时监控

双绞线传送的图像信号采用的是模拟信号技术, 保证了监控系统的实时性, 在控制室可以实时监控现场的图像。

6 施工方便

由于传统的视频同轴电缆线径粗、布线麻烦、地电位差、抗电磁干扰能力弱等原因, 给工程施工带来了极大的难度。而双绞线视频传输系统可以共缆传输, 而且双绞线其线径小, 线缆软, 因此布线工作量小, 十分方便。

结论:

过分的夸大或贬低双绞线传输系统都是不可取的, 双绞线视频传输系统有它自己的适用范围。根据我们的经验, 在1000米以内的传输距离上, 双绞线视频传输系统能够将视频信号恢复到接近原始信号的水平, 可以满足工程需求, 可以放心使用双绞线传输系统, 性价比高;1000米-1500米, 使用双绞线或其他线缆取决于工程的图像质量的要求;距离超过1500米以后, 系统的成本将会大幅度上升, 简单的级联是无法有效提高传输距离的。

总之, 双绞线传输丰富了我们的传输手段, 增加了一种传输系统解决方案。双绞线传输作为一个新的传输方法, 需要经过更多的工程检验, 有待人们去认识和了解。

参考文献

[1]黎连业编著.网络综合布线系统与施工技术[M].机械工业出版社2, 003年.

[2]余明辉编著.综合布线技术教程[M].清华大学出版社, 2005年.

篇4：延长双绞线的传输距离

关键词:CSMA/CD;双绞线;傅里叶公式

中图分类号:TP273.5文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)17-0024-02

在以太网(IEEE802.3系列)标准中规定,双绞线的最大传输距离为100 m如果超过这个范围,就不能使用双绞线。但是在实际情况中,常常会遇到一些特殊情况,如“没有足够的资金购买光缆等媒介及两端设备”或“临时性机构,没有必要使用昂贵的线缆”,使我们面临难以抉择的境地。

从原理上分析,对于双绞线布线距离的限制主要有以下两个方面:以太网的最短帧长和距离超长造成的线缆传输特性下降,下面将分别进行分析。

1以太网中最短帧长对线缆长度的限制

以太网络的工作方式可以简单的使用“载波侦听、冲突检测(CSMA/CD)”来描述。其中的“冲突检测”表示:当某计算机(如:主机A)以广播的形式发送某帧时,在发送的过程中一直检测信道,通过比较发出信号是否与检测到的信号一致,决定发出的帧是否和其他计算机(如:主机B)发出的帧产生了冲突,如果A主机在发送某帧的过程中没有检测到冲突,就认为这一帧发送成功。但是,如果帧与链路的冲突域相比太短,就会出现“冲突检测”失败的情况。

要保证“冲突检测”机制的成功,每帧必须至少可以持续发送2τ时间。τ的大小由网络协议标准定义,当τ确定后,则最短帧长也被确定,反过来一个冲突域的最大范围便被确定。在10 Mb/s以太网中,2τ被定义为51.2μs,最短帧长为64 B,一个冲突域最多由4个中继器组成,进而一个冲突域中的线缆最大长度也会有一个限制。然而随着交换机的普及,可以彻底地摆脱这种限制了。因为交换机将每一段线缆划分成不同的冲突域,并工作在全双工模式下。这样每个主机在收和发的方向都有了一个专用的信道,不再需要CSMA/CD,也就没有了冲突域对线缆长度的限制,所以以太网的最短帧长对线缆长度的限制是可以被解决的。

2随距离增加,线缆传输特性的下降对线缆长度的限制

2.1 信号总体功率下降对线缆长度的限制

正常情况下,五类双绞线的直流阻抗为9Ω/100 m,当双绞线长度不超过200 m时,其直流阻抗在18Ω(9Ω/100 m×200 m)以内。而布线要求总阻抗不能大于19Ω。所以200 m以内双绞线的直流阻抗引起的信号总体功率下降,一般不会影响接收设备对信号的获得,所以在此距离采用五类双绞线布线可以不必考虑直流阻抗的影响。

2.2线缆频率特性下降对线缆长度的限制

根据傅里叶级数公式:

任何持续的数据信号,都可以被分解为正弦和余弦函数的n次谐波。在计算机局域网中,使用双绞线进行基带传输(即数字信号不经过任何调制,而是只经过简单的频谱变换或码形变换后就直接送往传输信道)。这样就可以将双绞线上的传输信号作为方波进行分解,变换为谐波后再进一步研究。

当方波信号通过一个低通信道时,可以等幅衰减通过的谐波数量越多,则接收设备正确识别原始方波信号的可能性就越大,反之信号将难以识别。双绞线的频率特性是一个低通信道,可以等幅衰减通过的谐波数量会随线缆距离延长而下降。下面按照3种不同假设情况进行推导并得出结论。

假设1:

①长度为100 m的五类非屏蔽双绞线;②双绞线上传输速度为100 Mb/s的信号;③双绞线的等幅衰减的带宽为BHz。

推导1:

由于在传输速度为100 Mb/s的以太网中,采用的编码方式是4 B/5 B(即为解决传输中的同步问题,实际使用5 b的码组来编码4 b的实际输入数据),则通信线路上实际传输的方波信号每秒状态的变化次数为125 M,即125 Mb/s。

如果每秒信号变化125 M次,则状态变化8次需要的时间为:8/125 Ms。

根据傅里叶级数公式,一次谐波的周期T为:8/125 Ms;一次谐波的频率f为:125 M/8 Hz。

方波信号(每秒状态变化次数为125 M次)通过长度为100 m五类双绞线后,可以等幅衰减通过的谐波数量N1(个)为:

N1=B/f=B/(125 M/8)=64B×10-9

结论1:

因为假设1符合五类双绞线的布线标准,所以当等幅衰减通过的谐波数量为N1时,接收方设备可以识别。

假设2:

①长度为大于100 m的五类非屏蔽双绞线;②双绞线上传输速度为100 Mb/s的信号;③双绞线的等幅衰减带宽变窄为B/2 Hz。

推导2:

可以等幅衰减通过的谐波数量N2(个)为:

N2=(B/2)/f=(B/2)/(125M/8)=32 B×10-9=N1/2

结论2:

随着双绞线长度的增加,其等幅衰减频宽B变窄后,可以通过的等幅衰减谐波数量也将减少,当N2小于4时输出信号将难以被接收设备识别。

然而在假设2下,很难保证等幅衰减通过足够的数量的谐波。

根据公式N=B/f,当B减少时,只有降低f(即降低双绞线上信号的传输速度),才能保证N不变。

假设3:

①长度大于100 m的五类非屏蔽双绞线;②双绞线上传输速度降为10 Mb/s的信号;③双绞线的等幅衰减的带宽变窄为B/2 Hz。

推导3:

在以太网协议中,10 Mb/s与100 Mb/s为最常见的数据传输速度,所以可以考虑将数据传输速度降为10 Mb/s。

在10 Mb/s的以太网中,采用的是曼彻斯特编码(即为了解决传输中的同步问题,实际使用2 b的码组来编码1 b的实际输入数据),所以通信线路上实际传输的方波信号每秒状态的变化次数为20 M,即20 Mb/s。如果每秒信号变化20 M次,则状态变化8次需要的时间为:8/20 Ms。根据傅里叶级数公式,一次谐波的周期T为:8/20 Ms;一次谐波的频率f为:20 M/8 Hz。方波信号(每秒状态变化次数为20 M次)通过此双绞线后,可以等幅衰减通过的谐波数量N3为:

N1=(B/f)=(B/2)(20 M/8)=200 B×10-9

N3/N1=200 B×10-9/64 B×10-9=3.124

结论3:

即使线缆长度增加导致了等幅衰减带宽变窄一半,但如果将数据传输速度降为10 Mb/s,假设3下可通过的谐波数量N3将为正常情况下N1的3.125倍。在此情况下,接收方设备完全可以识别信号。

根据以上的分析,笔者认为在设计一段距离为200 m以内线路的时候,可以使用双绞线进行非标准应用布线,采用以下方法:

(1)为保证整体网络的速度,可以使用接口为10/100 Mb/s自适应的交换机,但将与这条双绞线连接的交换机端口强制设为10 Mb/s和全双工模式。

(2)采用五类或超五类双绞线布线,提高施工工艺,尽量避开强干扰源,以减少线缆性能参数的下降。

在实际工程中,对使用一段长度约200 m的双绞线进行连接的计算机进行测试:①使用IE浏览器访问Internet正常;②使用ping程序进行测试,10 min丢包率为0,结果证明以上分析是合理的。

篇5：双绞线传输器的使用注意问题

1)为了增强抗干扰能力，自行改用屏蔽线。有些朋友由于长期使用同轴线 进行传输，把在使用同轴线作为传输介质的经验不自觉地运用到双绞线传输上 来，认为使用屏蔽双绞线在抗干扰上有更佳的表现，然而实际上运用屏蔽线确实增强了一些抗干扰能力，但是却将高频信号严重受损，传输出来的效果色彩变差，距 离远是甚至没有彩色图像，传输质量大打折扣。同时，屏蔽双绞线价格高，在增加了工程成本，因此布线是首先要注意这一问题。

2)为了降低工程成本，盲目选用低价产品。任何产品都有其一定的合理价 位，好手机外观漂亮、使用顺手，经久耐用，但是价格不菲，原因在于其工业 设计、质量把关、用料工艺等等方面都作了许多工作，这些工作都需要投入成本，自然价格相对一些杂牌手机更高。目前我国双绞线传输设备生产企业大都为民营小 企业，较为合理的价格既可以给用户带来实惠，又可以保证生产企业有一个较为稳定的动力，不至于3、5年就关门，用户自己手头的产品出了问题也不知找谁去 修。双绞线传输设备是近几年的事，市场价格一片混乱，一些朋友在购买产品时先考虑价格，后考虑质量和售后服务，这样就本末倒置了。应该清楚，我们做的工程 是安防工程，因此，安防工程的整个系统都要质量可靠的产品，否则质量不过关，系统自身都出现了问题，还如何去监控小猫小狗们的小动作呢。所有要买到可靠的 产品，超低的价格是很难做到的，如果您买到了，也许就要好好考虑一下这个产品的质量或者售后服务的优劣了。当然，也有一些企业在成本控制上做得很好，其性 价比很具竞争，但中国目前此类企业凤毛麟角，少得很。

3)盲目相信产品的防水、抗干扰和防雷能力。大部分企业在宣传时都称自 己的产品是防水、抗干扰和防雷的，因此与客户沟通时为了让客户相信自己产 品的这些能力，就把布线应该主动绕开多雨水、强干扰和有直接雷击区域的事不了了之了，客户购买产品后自然不会高度重视这些本应该避开的地方，结果就可能产 生干扰现象和直接被雷击毁的现象。试想，几万伏的雷能把大树劈成几瓣，小小双绞线传输设备算什么?!机壳都会被它融化，防雷管还能起到什么作用。因此，布 线中我们必须实事求是，尽量绕开他们，越远越好，同时改善产品存放地的环境，让设备在一个清洁、干燥的环境下稳定工作。

4)粗糙的布线工艺，导致视频效果不佳。事实上，我们在市面上购买的非 屏蔽双绞线都是305米一箱，但是工程中的点左一个右一个，远远近近，因 此，小于305米处的短的地方就需要破开网线的包皮，将线挑出来接摄像头，长的地方就需要把两箱甚至更多箱的线接起来，在接线时最好焊接，包扎好，同时注 意双绞线的绞和问题，这样才能保证传输不在线上出问题。

5)走两个极端，造成不必要的浪费。用长距离的传输设备使用在短距离上，和用短距离的传输设备使 用在较长距离上都是不科学的。一些朋友为了让

视 频效果更好，往往不惜成本将1200米的传输设备运用在500米上，其实这样做大可不必，是一种浪费。中短距离有更为节约的产品，有些还不需要电源，稳定 性更强，十分经济，在能源缺乏的今天，我们提倡有效节约。相反，如果把正常工作在300米的设备运用在500米上，也是不科学的，叫一个10岁的小孩挑 100斤的担子能成吗，这样做只能增加设备损坏的风险，显示的效果也不好。

6)线材太差，导致经常断线。双绞线视频传输设备在接线时大都采取两者 接线方式，一种是直接将一对线中的两根线拨开皮套后分别接到设备的两个接 线柱上;一种是采用RJ45水晶头来接。两者方式都有其优缺点，用接线柱的方式在接触上较好，可以结点间确保接触良好，但是双绞线的线较细，没有专门的工 具不容易处理，如果线材的质量不好，拨开的导线可能十分脆，经不起折腾;使用水晶头来接，让人感觉到十分可*，但是实际效果不好，因为水晶头的接触*弹性 压迫，时间长了可能会造成接触不良。另外，一般一个点我们只用双绞线四对线中的一对，如果把四对线都做到水晶头中，显然是一种浪费。因此，最好的办法就是 依旧采取接线柱的形式，但在采购线材时，把好质量关，尽可能选用品牌线材。有人担心用接线柱的形式接线时，细细的两根线是否能承受起较长线本身重量产生的 拉力，这种担心很正常，但是我们有处理它的办法，只要在接线头附近将整根双绞线做一个固定，这种担心就可以完全解决了。

7)研究不深，耐心不足，未能调节出最佳效果。首次使用双绞线传输设备时，看到薄薄一页纸的说明书觉得安装只是小菜一碟，因而粗略看了一下说明 书就开始动手，然而实际调节时发现远不是那么回事，原因在于调节时，发射器和接收器都 要调节，而发射器所在的位置往往在百千米之外，两边的人员需要用对讲 机不断协调，这种工作容易让人心烦意乱，因此问题很容易产生，许多初次使用者，很容易把气撒在双绞线传输设备上。解决这个问题的办法是，具体施工人员首先 要通读说明书，其次要根据实际大概估计出两点间的距离，先确定发射端的拨码位置，再让接收端的施工人员进行适当的调节，如果不行，说明估计有误，便要重新 估计，在发射端设置好拨码后，由接收端的人员进行再一次的调节，如此，最佳的效果很容易调出来。关键在于

篇6：双绞线视频传输

由于同轴电缆自身的特性，当视频信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减，而且各频率分量衰减量相差很大，特别是色彩部分衰减最大，因此同轴电缆只适合于传输距离200米左右的视频。

光纤是为了解决远距离的视频信号传输而使用的。由于光纤整体传输系统价格太高，光纤铺设、连接需要专门设备，并且安装调试困难，故障难找，损坏不易维修等缺陷，对于3000米以内近距离视频传输而言，光纤并不是一个很好的选择。

寻求一种经济、传输质量高、传输距离远的解决方案十分必要。常州市鹏凌电子有限公司根据这种情况，结合国外近年的视频音频及数据传输的发展趋势，开发出双绞线视频音频及数据传输设备，可以将双绞线应用于监控传输系统中，很好地解决了上面的难题，在今后的监控系统中必将被大量使用。

在很多工业控制系统中和干扰较大的场所传输中都使用了双绞线，例如电话传输使用的就是双绞线，我们今天广泛使用的局域网也是使用双绞线。双绞线之所以使用如此广泛，是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点。由于双绞线对信号也存在着较大的衰减，所以传输距离远时，信号的频率不能太高，而高速信号比如以太网则只能限制在100m以内。对于视频信号而言，带宽达到6MHz，如果直接在双绞线内传输，也会衰减很大，因此视频信号在双绞线上要实现远距离传输，必须进行放大和补偿，双绞线传输设备就是完成这种功能。加上一对双绞线收发设备后，可以将图象传输到1至2km，如果采用中继方式，还可以成倍增加传输距离，而且，传输图象的质量可以与光端机媲美（如近距离双绞线视/音频传输设备加权信噪比≥60dB，微分增益≤2%，微分相位≤2°）。双绞线和双绞线传输设备价格都很便宜，不但没有增加系统造价，反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。所以，监控系统中使用双绞线进行传输具有明显的优势：

1． 传输距离远、传输质量高。由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术，极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，保持了原始图象的亮度和色彩以及实时性，在传输距离达到1km或更远时，图象信号基本无失真。如果采用中继方式，传输距离会更远。

2． 布线方便、线缆利用率高。一对普通电话线就可以用来传送视频信号。楼宇大厦内广泛铺设的5类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路视频信号，无须另外布线；即使是重新布线，5类电缆也比同轴电缆及光纤容易的多。一根5类电缆内有4对双绞线，如果使用一对线传送视频信号，另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号、供电电源或其它信号；若全部用来传送视频，可传送4路视频，提高了线缆利用率，同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦，减少了工程造价。

3． 抗干扰能力强。双绞线能有效抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，双绞线也能传送极好的图象信号。而且，使用一根缆内的几对双绞线分别传送不同的信号，相互之间不会发生干扰。

4． 可靠性高、使用方便。双绞线传输设备带有防雷击措施，按工业级设计，使用起来也很简单，无需专业知识，也无太多的操作，一次安装，长期稳定工作。

5.价格便宜，取材方便。由于使用的是目前广泛使用的普通5类非屏蔽电缆或普通电话线，购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便。

篇7：双绞线视频传输设备常见问题

干扰现象和直接被雷击毁的现象。试想，几万伏的雷能把大树劈成几瓣，小小双绞线传输设备算什么？！机 壳都会被它融化，防雷管还能起到什么作用。因此，布线中我们必须实事求是，尽量绕开他们，越远越好，同时改善产品存放地的环境，让设备在一个清洁、干燥的 环境下稳定工作。4）粗糙的布线工艺，导致视频效果不佳。事实上，我们在市面上购买的非屏蔽双绞线都是305米一箱，但是工程中的点左一个右一个，远远近近，因此，小于305米处的短的地方就需要破开网线的包皮，将线挑出来接摄像头，长的地方就需要把两箱甚至更多箱的线接起来，在接线时最好焊接，包扎好，同时注意双绞线的绞和问题，这样才能保证传输不在线上出问题。5）走两个极端，造成不必要的浪费。用长距离的传输设备使用在短距离上，和用短距离的传输设 备使用在较长距离上都是不科学的。一些朋友为了让视频效果更好，往往不惜成本将1200米的传输设备运用在500米上，其实这样做大可不必，是一种浪费。中短距离有更为节约的产品，有些还不需要电源，稳定性更强，十分经济，在能源缺乏的今天，我们提倡有效节约。相反，如果把正常工作在300米的设备运用在 500米上，也是不科学的，叫一个10岁的小孩挑100斤的担子能成吗，这样做只能增加设备损坏的风险，显示的效果也不好。6)线材太差，导致经常断线。双绞线视频传输设备在接线时大都采取两者接线方式，一种是直接将一对线中的两根线拨开皮套后分别接到设备的两个接线柱上；一种是采用RJ45水晶头来接。两者方式都有其优缺点，用接线柱的方式在接触上较好，可以结点间确保接触良好，但是双绞线的线较细，没有专门的工具不容易处理，如果线材的质量不好，拨开 的导线可能十分脆，经不起折腾；使用水晶头来接，让人感觉到十分可*，但是实际效果不好，因为水晶头的接触*弹性压迫，时间长了可能会造成接触不良。另 外，一般一个点我们只用双绞线四对线中的一对，如果把四对线都做到水晶头中，显然是一种浪费。因此，最好的办法就是依旧采取接线柱的形式，但在采购线材 时，把好质量关，尽可能选用品牌线材。有人担心用接线柱的形式接线时，细细的两根线是否能承受起较长线本身重量产生的拉力，这种担心很正常，但是我们有处 理它的办法，只要在接线头附近将整根双绞线做一个固定，这种担心就可以完全解决了。7）信号源质量不合格，造成显示效果差。一种不合格的信号是这样产生 的：现场工作人员在布线时从摄像头到双绞线发射器的同轴线缆布得过长。如果这段线拉得过长，摄像头产生的信号到传输设备时势必发生衰减，这样到传输设备的 信号就已经是剩饭，想期望通过双绞线传输设备把衰减过的信号变得更好是不现实的。所以要尽可能缩短摄像头到双绞线视频发射器间的距离，我们建议100米以 内，越短越好，当然这还跟具体的同轴线的质量密切相关，如果同轴线确实太好了，长一点也不是不可以。另一种不合格的信号是这样产生的：有的红外摄像头在白 天时红外功能没有启动，功率较低，一般的供电就能满足要求，但是到了晚上，红外功能启动了，供电的功率不够，此时红外摄像头产生的信号质量就急剧下降，出 现大量的雪花，有的甚至就罢工。象这样信号源本身就不行，传输的效果自然就不好。8）研究不深，耐心不足，未能调节出最佳效果。首次使用双绞线传输设备 时，看到薄薄一页纸的说明书觉得安装只是小菜一碟，因而粗略看了一下说明书就开始动手，然而实际调节时发现远不是那么回事，原因在于调节时，发射器和接收 器都要调节，而发射器所在的位置往往在百千米之外，两边的人员需要用对讲机不断协调，这种工作容易让人心烦意乱，因此问题很容易产生，许多初次使用者，很 容易把气撒在双绞线传输设备上。解决这个问题的办法是，具体施工人员首先要通读说明书，其次要根据实际大概估计出两点间的距离，先确定发射端的拨码位置，再让接收端的施工人员进行适当的调节，如果不行，说明估计有误，便要重新估计，在发射端设置好拨码后，由接收端的人员进行再一次的调节，如此，最佳的效果 很容易调出来。关键在于

1、要讲求一个调节顺序，2、要抱着研究的态度，耐心、全面、认真地做一次。当然，生产的厂家也要不断设计出调节更为简便的设备才 能让大伙不断地来捧场。一个新事物的诞生，总会有其缺点，但是其咄咄逼人的优势正是人们无法将之拒之门外的内因，同