监视器使用九问

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[内容提要]:通过对双绞线实测衰减和失真数据与测试照片,标准视频传输通道概念和通道特性照片,产品实现的通道特性,通道缺陷照片的观察与分析,客观的看待双绞线传输的效果。

第二部分:标准视频传输通道

    [视频传输通道与通道失真]

    视频传输通道与通道特性:

    1)摄像机通过同轴电缆把视频信号传输到监控室的主机或监视器,这条同轴电缆就是一个“视频传输通道”,这条电缆的传输特性,也就是它的“通道特性”;

    2)一条同轴电缆+一个视频放大器,也可以组成一个“视频传输通道”;“通道特性”是这条同轴电缆衰减特性+视频放大器传输特性的合成特性;

    3)一对UTP双绞线,加两端的收发设备,也可以组成一个“视频传输通道”;“通道特性”是这条双绞线衰减特性+前后传输器特性的合成特性;

    4)同样,还有微波视频传输通道,光缆视频传输通道,射频视频传输通道,数字视频传输通道等等。

    显然,这些不同传输方式,都有自己的实际“通道特性”,共同的概念是:“通道特性”都是描述输入的视频特性和输出的视频特性的传输关系。显然,理想的“通道特性”应该是把输入的视频信号特性1:1的、100%的传输过去,而实际传输特性与理想传输特性的差异,就是“失真”,“失真”程度有大有小,用“失真度”来做客观描述,失真度技术指标有很多,最基本的就是“幅频特性”失真度,技术指标是在0-6MHz频带内,“幅频特性”误差不能超过“-3db”,从技术指标上评价,超过这个“-3db”技术指标的传输系统(通道),就属于“通道特性不合格”。

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    传输线缆,有客观技术标准(国标),性能上这个标准也是幅频特性——不同频率的的衰减量;试想,这个标准如果是通过传输一个视频信号,凭主观看图像效果来衡量,我想劣质电缆就会泛滥成灾了;同样道理,传输设备也有客观的技术标准,符合技术标准的线缆和符合技术标准设备的工程组合,应能形成符合“通道特性技术标准”的“视频传输通道”。

    这里需要注意的是,“通道特性技术标准”,是指设备与器材的技术标准,这是客观标准,符合这个标准的,在传输的图像上,肉眼是看不出来失真的,这就是对视频传输设备的技术标准要求。在传输设备和器材工程应用中,视频信号是多环节传输与转换的,失真度是一步一步积累的,图像质量也随之一步一步劣化,只有对传输设备按照技术标准要求生产,才能确保实际工程应用中,图像不至于劣化到不可接受的程度。

[宣传和认识上的误区]

    1.把“通道特性”的客观技术标准,说成和理解成“主观图像感觉标准”,只要能接受就行;

    2.在这个误区引导下,有些传输产品的生产,也是按照主观感觉图像质量来生产,虽然感觉有些失真,但觉得“还可以接受”,就出厂,然后宣传:“1200米看不出失真,可以和光端机媲美”。使行业更加混乱,最终倒霉的还是那些奋斗在工程一线的朋友和公司。

    [通道特性与图像质量]

    不同的视频通道特性对应不同的图像质量。看下图:

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    [左图]:上面为“0距离”双绞线传输特性(无源传输器达不到这个水平),0-6M全频带“无失真”传输;下面为对应的480线图像的传输质量;

    [中图]:上面为300米双绞线传输特性(比无源300米传输略好),总体幅度有衰减,高频衰减更严重;下面为300米双绞线对应传输的图像质量,可以比较出:图像对比度下降,变淡,有明显的模糊感觉,这是高频严重不足造成的;

    [右图]:上面为1200米双绞线传输特性(没有补偿),总体幅度和高频衰减所剩无几了;色同步头看不到了;下面为对应传输的图像,彩色已丢失;

    通道特性与图像质量的对应关系,早已是理论和实践统一的科学规律,图像是主观印象,但很难取得客观统一又能准确描述和测量的标准;视频传输通道特性,可以取得客观统一的“技术标准”,可以不看图像直接测量通道特性,可以规定产品生产的技术标准,可以有通用的市场标准;达到标准的传输特性,一定是:输入600线的黑白视频信号,输出也是600线的黑白视频图像;输入480线彩色视频信号,输出的一定也是480线的彩色视频图像;输入380线的彩色视频信号,输出的一定也是彩色380线的图像。这才是合格的视频传输通道;显然这与传输一个特定镜头的监控图像,用主观是否可以接受的衡量标准,有本质的区别。

    这里要明确的是,通道特性好坏与图像质量的优劣是一一对应的,通道特性有客观标准,是可以排除人为因素,用准确的技术指标进行描述和客观测量的;

[双绞线传输器实现的通道特性]

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    “一条双绞线+前后双绞线传输器”形成实际的视频传输通道特性:

    一种是0-6M全频带“标准通道”,其传输特性失真度允许误差是“-3db”,如左图;

    另一类是0-6M幅频特性有严重缺陷的视频传输通道,如右图,问题一目了然。

    一)常见双绞线传输器的通道特性

    下图是国内市场常见的,宣传力度也不少的“外国”产品和几种国内产品的实测通道特性照片。通道特性大同小异,照片具有典型代表性。

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    [测试条件]:

    UTP超5类非屏蔽双绞线1200米,产品标称传输距离:1200-1500米,幅度可以连续控制(大多产品不能连续控制),频率均衡用拨码控制;

    [照片说明]:实际测试的双绞线长度为1200米(准确值为305*4=1220米)

    1.图1拨码开关设置:前、后端都设置为1200米档位,通道特性呈现严重欠补偿失真;

    2.图2拨码开关设置:前端设为1500米,后端设置为1200米档位,通道特性有些改善,但仍是欠补偿失真;

    3.图3拨码开关设置:前端设为1200米、后端设置为1500米档位,3.5M以下低频有提升,但仍欠补偿,高频3.5M以上严重丢失的欠补偿失真;

    4.图4拨码开关设置:前、后端都设置为1500米档位,通道特性出现低频较大的过补偿,高频3.5M以上又严重丢失的欠补偿失真;在这些档位之间,产品再没有可以控制的设置了;

    [产品通道特性分析]

    1)1200米的标称传输距离上,产品四种可能设置档位,都存在严重的“通道缺陷”——通道带宽实际只有3.5M左右,是截止频率为3.5M左右的“低通滤波器”;这好比是一条“标称”6车道的高速公路,而实际只有三个半车道,拨码分档的“粗略补偿”效果,好比路面的“不平度超标”;

    2)从图3、4可以看出,对应1200米双绞线传输的高频(3M以上)衰减,传输器的高频补偿能力远远不够。实测这类标称1200—1500米的产品,勉强可以用到900米左右,“勉强”是指把失真度要求适当放宽;

    3)用这种带宽3.5M左右通道特性,传输我国PAL-D制式0-6M的视频信号,要实现“看不出失真”和“图像可以和光端机媲美”,可能吗?难怪有的网友说:“实际效果和宣传的根本不一样”,事出有因;

    4)目前测试的这些产品,都是朋友们在工程应用中购买的,设备传输特性基本一样,还没测到优于这些特性的产品,我不能说没有,希望只是我还没见到;如哪个厂家朋友很自信,可以把这种通道特性实测结果在这里介绍出来;

    5)这些产品在工程中已经用了不少,但这并不能掩盖这是一类具有严重通道缺陷的产品;

    第三部分:客观的看待双绞线传输

    双绞线传输的特点和自身优势,几年来的宣传已经无以复加,有过之而无不及。夹杂的虚假误导宣传,在安防行业造成了很多误区。希望同行朋友能在以下几个方面客观的看待双绞线传输技术:

    1)双绞线价格相对便宜,也具有应用上的自身特点和优点。但这种便宜的代价是:传输特性差,需要付出更大的补偿代价;代价一是,要实现有效距离内的完全补偿,传输设备需要具备更强的补偿能力,复杂度和性能都要大幅度提高,价格不可能很便宜;代价二是,有严重通道缺陷的传输器价格便宜,却要付出传输质量降低的工程代价,这个“代价”是厂商转嫁给工程商承担的;

    2)双绞线方式的传输距离,理论上和实践上都要比同轴电缆传输少很多,工程设计必须有个清醒的认识;①在没有传输设备、只用线缆传输的情况下比较:75-5同轴电缆在120米左右以内,可以实现标准通道的传输质量,300米之内,图像接受度也很高,而双绞线没有传输设备却“寸步难行”;②在有传输设备情况下比较:75-5同轴电缆在2000米以内,无前端无中继,只需要用一个末端加权视频恢复设备,就可以实现全补偿的标准通道传输特性,6M频率补偿能力需要40-43db(100多倍);而2000米双绞线,却必须有前后双端传输设备,要实现全补偿,6M频率设备的补偿能力需要92-100db(10万多倍),目前还没见过哪家的产品能够做到这一点;③前后双端都有传输设备,75-5同轴电缆可以在3000米以内实现全补偿;

    3)双绞线在合适的工程场合,可以实现一条电缆传输4路图像,性价比较高;但盲目设计,也可能出现一条电缆4对双绞线只传输一路信号的尴尬局面;工程设计一定要坚持根据现场情况,合理组合不同传输方式的原则;

    4)双绞线方式的平衡传输原理,使它具有较高的共模抑制特性,也具有较好的抗干扰能力。但还没有理论和实验证实,它的抑制干扰能力比同轴电缆还要强,更不能相信所谓“具有超强的抗干扰能力”等一些不实之词。因为平衡是相对的有限的,电路的共模抑制有效工作范围并不大。所以实际工程应用中,当出现干扰情况后,便束手无策。这就是用户常说的“根本不像原来说的那么好”;

    5)实验表明,双绞线线对之间的“串扰”规律是:频率越高串扰越大,不是“相互毫无影响”;工程设计时,还要慎重对待,一切都要有科学实验来证实。

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