高频宽带图象传输(共缆)技术浅谈

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1、高频宽带图像传输（共缆）技术浅谈关键词：高频宽带调制解调图像传输同轴电缆深圳市西艾特电子技术有限公司总工程师Heml一、概述谈到高频图像传输，就不得不谈电视传输技术。图像信息的高频传输最早起始于1936年的英国，这种传输方式是通过无线广播方式传送电视节目。由于无线传输方式不能覆盖某些山区，于是在1948年，美国宾洲曼哈诺依最早出现了公用天线电视接收系统（MATV）。它采用一副主天线接收无线电视信号，并用同轴电缆将信号分送到用户家中，以解决城郊山区电视信号阴影区的居民收看电视的问题。后来，经改进后的MATV系统，被作为无

2、线电视延伸和补充的主要手段被广为采用；并于60～70年代用于城市内解决高楼阻挡区域的电视接收问题。改进后的MATV系统，可在信号接收前端插入录像机播放的节目，构成一个完整的电缆电视闭路系统(CATV)。我国最早的有线电视系统，是1964年北京饭店旧楼的闭路电视系统。随着电视传输的技术的不断进步，到80年代中后期，采用微波多路分配系统(MMDS)和调幅(AM)光纤代替同轴电缆进行干线、超干线传输的技术，取得重大突破，使有线电视网络的结构更为合理、规模更加扩大，并迅速在90年代初成为组建城市性规模网络的主要干线模式。到目前

3、为止，中国的有线电视用户已发展到了1.2亿户。目前的有线电视，习惯上称为CATV（CableTelevision），已经从开始的几个频道发展到几十个频道甚至更多，从几十个用户的小系统发展到几百万用户的大系统，传输距离从几百米发展到几百公里。由单方向广播电视节目发展到全双向传输模拟和数字信号，使CATV系统除接收电视节目外，完全容入了INTERNET互联网。由于图像调制技术的不断发展。使调制器可达到成本低廉，小型化。于是，把原来的有线电视传输技术转化为监控系统的图像传输成为了可能。在国内，2000年后，陆续有产家在安防展

4、会上推出此类产品。但各产家对此类产品取的名称不一，诸如：“共缆监控”、“一线通监控”和“高频宽带监控”等。其本质都是对视频进行调制解调高频传输。也就是目前广泛运用的有线电视技术。前面已表明，所谓“共缆监控”，实质上是有线电视技术。我们应该知道有线电视信号与无线电视信号是没有任何区别的。无线信号是高频电信号加到天线上，让天线将其转换为高频电磁场进行传播。如果把上述信号不加到天线上，而是加到同轴电缆里传送，这样，传输同样的距离，所需功率就小许多。这是因为，电缆传输对信号的衰减小许多。上述解释是希望读者通过对传统电视信号原理

5、的了解达到了解共缆监控原理的目的。我们通常把摄像头输出的信号称为“视频基带”信号，简称视频信号，英文用Video表示。这种信号是最基本的图像电信号，它的组成已国际标准化，我国采用的是PAL-D/K制。视频信号包括亮度信号、色度信号、同步信号和消隐信号。频谱范围是0-6MHz。由于这种信号频率低，频谱宽。很难用理想的天线把它发射出去通过空中传播。因此，通常只能用有线方式传输。视频基带用同轴电缆直接传输的主要优点有：无须专业施工人员和网络设计。在短距离传输条件下，成本低，图像质量好。设备简单。因此，此类视频传输目前仍然是视

6、频监控传输的主要传输方式。但随着社会的发展，对监控传输的距离越来越远、监控节点越来越多、传输环境越来越复杂。在许多情况下，单纯的视频基带传输方式已不能满足各种复杂的监控条件。因此，各种新的监控图像传输方式和跨领域技术运用不断出现。共缆监控就是老技术（1948年）在监控领域新运用的一个典型例子。在长距离，强干扰的传输环境下，视频基带传输方式显然不能满足图像质量的要求。特别是某些强干扰环境（如变频电梯、电厂、和列车站台等）的监控，传统的基带传输是很难胜任的。在多节点（数十上百个监视点）的情况下，由于传统的监控传输方式必须一

7、个点一条线。这样不仅给施工和维护造成不便。而且在工程成本上已失去了优势。二、图像信号的处理（调制解调）既然图像基带的直接传输有许多局限性，我们可以采用高频传输来弥补它的某些缺点。图像信号的高频传输需要把视频信号经过再处理-调制。而调制的实质是对信号频谱的搬移。我们一旦把基带信号调制在高频（数十到数百兆赫兹）载波上面。信号传输只能衰减载波的幅度，而图像内容的频谱特性就不再受传输衰减的影响。如果信号从空中传播，使相应的天线在工程实现上成为了可能。如果信号通过高频同轴电缆传送。可以利用频谱分配复用的方法，使一条电缆能传输数十

8、上百个图像信号，这样，大大地提高了投入资源的利用率。现在来看看信号的处理过程（见下图）：以一频道为例，如果将视频信号fv和一个高频载波fz同时送入一个混频器，视频信号就会去调制载波信号，从而产生一个视频载波信号fr。这种信号的幅度随视频的幅度变化，我们称为调幅；从频谱上看出，它的带宽是视频的两倍，即2Xfv=12MHz宽，中心频率