双绞线传输的几点问题及原理

整理的双绞线传输的几点问题及原理

在数字化小区的建设中，线缆的选择是至关重要的环节之一。当前所采取几种方案有：1、双绞线；2、同轴电缆；3、光纤。从实际应用来看，双绞线由于价格因素较后两种线缆有优势，但因其不宜用在视频需求上，加之理论长度不能超过100米（传输数据时），所以后两种线缆值得考虑。下面笔者将一一列出三种电缆的优缺点和应用。

双绞线

可用来传输模拟，数字信号，其宽带可达268KHz，在数字信号、基带信号发送时，其上限为几个Mbps，例如T1线路总的数据传输率可达1.544Mbps，可实现15km的数据传输（增加中继器），但不适合传输高频率数据，如视频等。适用点到点和点到多点的选择。

同轴电缆

可用来传输视频、数据信号。传输模拟信号时其频率能达到

300-400MHz。高速数据传输率能达到50Mbps。典型的数据传输范围1km内10Mbps（能实现几十公里的传输，但需加中继器）。其费用高于双绞线，但设备数目可限制在20-30台左右。适合传输视频、数据等，适用点到点、点到多点的连接。

光纤

不仅可用来传输模拟信号和数字信号，而且不满足视频传输的需求。其数据传输率能达几千Mbps。如果在不使用中继器的情况下，传输范围能达到6-8km。

综观近年来国内外配线系统的发展，我们可看出这样三个阶段：1、双绞线阶段。在这个阶段语音同大规模数据通信不能混用也适应这样的数据通信。2、同轴电缆+双绞线阶段。它能满足用户的大量数据传输和视频的需求，但需要更多的接入设备，造价相对提高许多，且不易今后的扩展需求。3、光纤阶段。即我们所说的最终阶段，在此时，各相应附属设备更完善，数据处理能力更强，扩展性更好。近年来发展也特别快，接入设备价格目前有所调整，可以说这是一步到位的综合通信阶段。

双绞线传输视频的原理与应用

在各种视频监控工程、视频工程中，必须将各个监控点的视频信号连接到监控中心。传统的信号传输方案是使用视频同轴电缆，但工程实际中，使用视频线传输信号往往有诸多不尽人意的地方：

1、各种监控现场都必然存在着或强或弱的电磁干扰，由于同

轴电缆的特性决定了它很容易受到干扰，从而影响了最终的图

像质量，系统器材的各种性能得不到发挥。

2、当传输距离到到200米以上，尤其是三、四百米以上时，

信号衰减尤其是高频信号的衰减严重，图像质量进一步下降，

必须采用更高等级的同轴电缆，造成传输成本大幅上升。

3、传输距离在600-1500米之间的监控点，就算不计成本地

采用高编、粗芯的线缆，加装各种同轴放大器，亦难以得到良

好的效果。

4、由于同轴线较粗较硬，监控点比较多距离较长的工程项目，

穿管布线施工困难，监控中心成了电线堆场，影响美观。

有鉴于此，业内一直在研究使用价格低廉、抗干扰能力强、施工方便的普通网线，来代替同轴电缆传输视频信号，并且经过各国科研人员的努力，开发出了各种配合双绞线传输视频信号的放大、补偿电路的芯片和应用方案，并已相当成熟稳定，随着应用的日渐广泛，造价也降低到相当低廉的水平。

采用双绞线传输视频信号，基本的概念是：

1、通常的视频信号，是一种非平衡方式的视频基带信号，适合在同

轴电缆这种非平衡传输方式的线缆中传输。而双绞线是一种平衡传输方式的线缆，正是由于平衡传输和线缆双绞的模式，使得双绞线传输具有很强的抗干扰能力，所以要使用双绞线传输视频信号，必须将视频信号转换成平衡信号。

2、转换成平衡模式的视频信号，就可以直接在双绞线上传输了，同

时不容易受到各种干扰信号的影响。到了监控终端，由于录像、显示等大部分监控设备的输入端口都是非平衡方式的，所以需要将双绞线传输过来的平衡信号再转换成非平衡信号。也就是，使用双绞线代替视频线传输视频信号，只需要在线缆的前、后端均加进平衡/非平衡转换器（亦即BALUN）即可。如下所示：

摄像机输出（非平衡信号）

变成了平衡信号在双绞线上

传输

到了监控中心转换成非平衡信号，接到监视器等后级器材

3、最简单的转换器，实质是一个高磁通量、高带宽的磁环上的平行

并绕的视频互感线圈，这就是常说的无源转换器。它只起到平衡/非平衡转换的作用，是个无源器件，不会带来新的失真，也不会产生噪声，但对信号有一定程度上的衰减。信号传输的前后端均使用无源转换器这种传输方案，成本极其低廉，但对现场的电磁环境要求较高、同时抗干扰能力较低、传输距离有限（一般在100米以内为宜，并且现场干扰较少），现在一般很少用。

4、由于视频信号在双绞线上传输时，信号的衰减尤其是高频份量的

衰减，特别严重（如图一），所以经过双绞线传输之后的平衡视频信号，一般情况下都必须经过一个放大电路进行放大，并且针对信号特别是高频信号的衰减情况，给预提升恢复，然后再变换成非平衡信号，供给监视器等后级器材使用。通常这个放大器叫做双绞线接收器，其到放大、补偿的作用，一般上面都有二个可

调的电位器，分别根据实际情况调节整个放大器的放大增益以及对高频分量的补偿量。

所以，采用视频双绞线传输视频信号的方案，就包括了以下几方面：

1、采用双绞线代替视频线。最常见的双绞线是普通超五类网线，一

条网线内有四对双绞线，任何一对都可以用来传输一路视频信

号，一条网线可以用来传输四路视频信号。当然，也可以是视频信号和其他弱电信号如控制信号、低压电源等一起在同一条网线的不同的线对中传输。

2、前后加入平衡/非平衡转换器。一般情况下，前端可以使用简单

的无源转换器，以降低成本提高可靠性和视频画面的质量。后端一般采用有源接收器，已使用不同的传输距离，提高抗干扰能力。

3、如果传输的距离比较远，如超过800米，一般前端也要使用有源

的平衡/非平衡转换器，将视频信号进行预放大后再转换成平衡信号，交给双绞线传输。通常这种使用双有源转换器的传输方感，可以传输1200-1500米不等的距离。超过这个距离的，由于线路过程中难免会混入的各种噪声已经达到一定的程度，再加入中继

放大器之类的设备，虽然可以增加一点距离，但信噪比降低很多，已经价值不大了。

视频双绞线传输的特性与应用

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1500米。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，安防监控、多媒体网络教学等系统中用双绞线进行传输具有自己的优势：

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，保持了原始图像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。

2、布线方便、线缆利用率高。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类缆也比同轴电缆方便。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，降低工程成本。

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，在前端要接入专用的转换器，在控制中心要接入专用接收器。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，长期稳定可靠地工作。

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

使用双绞线传输真能降低工程布线成本，提升监控效果？

采用双绞线传输器的传输方案，最主要应用在以下几种场合：

1、监控点距离比较远的地方，例如200米特别是300米以上1500米

以下的监控点，采用视频线效果不好，造价高，采用光纤效果好但成本更高。这种情况下最适合采用双绞线传输。

2、各种电磁场环境复杂、干扰比较严重的场所。

3、比较大规模的布线环境，采用双绞线传输，大幅度降低布线的工

作量。

下面着重分析它的经济性：

1、采用视频线传输时，适合传输到200-300米的同轴电缆，批发的

单价约为1.35元/米,按照目前市场的趋势,还在上升。

2、而配合单有源的双绞线传输器，使用一般的网线，就可以轻松传

输600-800米，这类超五类网线的单价约为1.5元/米, 同一根网线可以走四路视频(实际工程中,一般都是将附近的点接到一块跑同一条网线的,以充分利用线缆), 即平摊到一路视频上,线缆成本为0.375元/米,考虑到有时候不一定可以充分的用完四对双绞线，多算50%，计算成线缆成本为0.56元/米。

3、所以，但就线缆而论，双绞线传输的成本比视频线低：1.35 - 0.56

= 0.79元/米。

4、遗憾的是，双绞线传输的方案，还需要购买传输设备，所以短距

离的监控点，采用双绞线传输并不一定经济。那么，要多少米的传输距离，省下来的线缆才相当于一套传输设备的价值呢？

5、以目前我公司的标称传输距离600米，工程实际用到700-800米

的单有源设备：TA-306TR为例，目前批量价格为150元，也就是说在：150/0.79 = 189.9米的传输距离的时候，二种传输方案的经济性是相等的。超过这个距离后，随着距离增加，双绞线传输就越显得经济了。

6、测算一下，如果传输600米，那么省了：（600米-190米）*0.79

元/米 = 323.9元，这是扣除了买传输设备的投入后，实际节省的传输成本。

7、实际上，批发的单价为1.35元/米的视频线，传输了600米之后，

恐怕早就已经没有彩色了。但1.5元/米的网线，配合我们的单有源传输器，传输600米后，其效果和没有经过长的线缆直接输出的视频信号相比，绝大部分建设单位的用户，靠肉眼观察，是很难分得出来的。如果要达到同样效果，用的视频线最低也得在3.0元/米以上，那么600米的距离，采用双绞线传输省下来的可就是：600米*3.0元/米=1800元– 150元– 600米*0.56元/米 = 1314

元了。如果一个系统中有16路这样的情况，那么整个节省了：1314*16 = 21024元。

8、不算不知道，一算吓一跳了吧？现在的市场环境下，一个工程中

单单是传输方案的不同选择，就已经省下二万多元，算不错的了！

9、注意，以上计算中，网线已经多算了50%的富余，同时很多量大

的用户，设备的进货价也会更低，所以实际上，很多工程商，200米以内的监控点都会选择用双绞线传输。

由上述分析可见，双绞线传输视频信号，在200米以上特别是300-1500米的范围内，具有很大的优势。这个范围内，随着距离增加，经济性的优势越发明显。

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。

前沿科技，https://www.360docs.net/doc/1d199455.html,

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75-5 前沿科技，https://www.360docs.net/doc/1d199455.html,

视频双绞线传输器在使用中的问题

1、图像有时候会丢失：一般情况下是由于线路中各接触点的接触不良引起的，请检查各端子接线是否拧紧，BNC头要用纯铜的优质品，双绞线的驳接处需要用电烙铁焊接良好后作防水密封处理。

2、图像有斜纹状干扰：

（1）尽量使用更好得直流电源变压器，以降低电源的波纹系数，减少供电问题带来的干扰；

（2）视频信号尽量不要经过更多的设备如分配器等的处理而是出来后直接接入变换器传输；（3）如果同一条网线里的四对双绞线中尚有空着无用的线对，请在前端将其中一条或二条空的双绞线接地线，没有地线的可以接到与摄像机输出端的同轴电缆的屏蔽网层相连的端子上。

3、调试期间，接收器后面最好是直接接监视器观看效果。如果后面连接的是分割器等图像处理器材时，由于它们内部的自动增益电路的作用，会造成调节电位器的时候在相当一段行程中图像基本无变化的现象，此时可以将电位器调在处于这段基本无变化的行程的中间位置。

本文来自前沿科技https://www.360docs.net/doc/1d199455.html,

4.有些厂商推出的价格很低的发射接收双无源的传输器产品，很多工程商使用之后效果不佳，因此判定双绞线传输不实用。实际上是过于相信销售者的介绍了。不错，理论上双无源的产品是可以传输100多2、300米，但附加的条件很多厂商没有讲清楚：现场的电磁环境必须很好，布线要避开强电，最好走弱电专用的金属线槽、摄像机的信号幅度必须达标（实际很多都是偏低的）等等，由于这些原因，这类设备的工程实际应用不多。

5、交给传输器的信号源本身质量差，造成传输效果差。使用质量太差的输出信号幅度不足的摄像机，或者布线时从摄像头到双绞线发射器的同轴线缆布得过长造成衰减过大，都会造成进入转换器的信号不足，从而到达接收器的信号幅度低于设备的处理范围引起图像比较差。一般情况下，从摄像头到双绞线发射器的同轴线缆应该在100米以内，越短越好。另外有一种情况是：有的红外摄像头在白天时红外功能没有启动，消耗功率较低，一般的电源变压器供电就能满足要求，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，甚至干脆就没有视频信号输出了。这种情况根本就跟传输器设备无关，必须处理好摄像头本身的供电才能解决问题。

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6、不重视调试，不够耐心细心，未能调至最佳效果。特别是第一次使用双绞线传输设备的用户，看到小小的传输器，觉得安装调试会很简单，没有认真阅读说明书，然而实际调节时发现远不是那么回事，特别是对于发射接收双有源的设备，发射器和接收器都要调节，而发射器所在的位置往往在几百米上千米之外，两边的人员需要不断协调工作，容易让人心烦意乱，很容易就会胡乱调出一点基本的图像出来就交差，回去就报告说设备不好。解决这个问题必须：具体施工人员首先要通读说明书，首次使用者必须在公司进行测试模拟现场的距离和环境，用一箱网线头尾相接的方法，很容易就可以得到300米、600米、900米、1200米等四种距离的双绞线，已经覆盖了大部分的工程监控点。二端的调试人员模拟几次在现场调试时的顺序、方法、双方沟通协调习惯了，才能在现场尽快调出最佳的效果。关键要注意调节的顺序，可以参考上面的调试指南，同时要抱着研究的态度，耐心、全面、细致地做多几次，对设备的工作原理有了基本的认识，累积了经验，后面的实地调试就容易办了。

双绞线视频传输器原理

有源接收

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。

所以，安防监控、多媒体网络教学等等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。

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，购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便。

一、双绞线视频传输器原理

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、在使用双绞线视频传输器中注意的事项

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。

9、总之，利用双绞线传输视频信号与同轴电缆相比具有明显的优势，对用户来讲有一个认识了解的过程；有些用户曾经用过，但没有选择合格的产品而全面否定该技术，其实你可以多选择几家试一下，该技术真不错。

特别提示：

一、一定要测量网线的直流电阻，这是综合指标，它与线径、铜材多有关系；

二、网线的接头必须焊接，这是经验，要不时间长了后氧化影响传输效果。

三、有特强干扰的场合，尽量选用屏蔽网线，象变电站、电厂、与大功率电缆平行而且距离小于50cm、电视台、广播发射塔附近等。

如果你注意了上述事项，你就放心使用双绞线视频传输器行了。

更多参考资料：双绞线视频传输器的广泛应用

双绞线视频传输器的基本原理

同轴电缆属于屏蔽导体，因此可以支持千兆赫以上的频率。正因为信号经由中央导线传送，而外层屏蔽则连接地线，所以同轴电缆被视为“非平衡”的线路系统。

无屏蔽双绞线则将输入信号分为两部分，利用两对拥有相同接地阻抗的双绞线驱动信号，因此属于“平衡”线路系统。我们的标准视频系统可以改用无屏蔽双绞线，取代一向普遍采用的同轴电缆，但系统的线路配置需要重新设计，将信源的线路由“平衡”线路改为“非平衡”的设计，或将线路由“非平衡”改为“平衡”。要修改设计，我们便需要采用两个“平衡-- 非平衡”转换器。我们可以采用特定的装置或电路作为“平衡-- 非平衡”转换器，连接BNC 连接器及电缆两端的。若采用这个设计，输入信号在驱动系统所产生的75 欧阻抗便

可以改为100 欧，而单端模式也可改为差分模式

同样道理，经由100 欧阻抗线路传输的差分信号也可重新转回单端信号，令信号在接收系统上只产生75欧阻抗。目前市场有多种不同的“平衡-- 非平衡”转换器可供选择，其中包括有源与无源转换器。很多无源转换器其实只是匹配变压器，传送低频信号时性能表现较差，而且以直流电传送时尤为明显。有源转换器是较佳的选择。为什么不采用屏蔽双绞线：因为屏蔽双绞线的分布电容大，不适合传输直流模拟信号，会影响差分信号的高频响应。双绞线传输器的基本原理：单端信号—差分信号—双绞线--差分信号—单端信号。无论是有源传输器还是无源传输器都是这个原理。在这里我们专门介绍一下差分传输的抗干扰原理，这种干扰却是同轴视频线所最容易产生的横条，斜纹干扰源。

这种工作原理也称为双端差分传输，也就是说一对双绞线都是有信号传输的，信号是幅度相等，极性相反的，在接收端将这两个信号相减还原成单端信号，这是和同轴电缆单端传输是最大区别（同轴电缆的屏蔽层一般是接地，无信号传输的）。由于双端信号的这种特性，使其对共模干扰采取一种主动抑制的方式。具体数学模型如下：

如发射端输入信号为VtI，经传输器运算后变为差分信号+V=+VtI/2 和-V=-VtI/2开始传输，传输过程串入干扰信号Vn后使差分信号变成+V+Vn和-V+Vn，最后带干扰的差分信号进入接收端进行运算输出Vo=+V - -V=(+V+Vn) -（-V+Vn）=2V=VtI