2014年電氣工程師考試《發(fā)輸變電》資料輔導(dǎo):視頻傳輸電纜的選擇

　　視頻傳輸電纜的選擇與技術(shù)應(yīng)用

　　1、電纜的類型

　　電纜由于應(yīng)用在很多不同的環(huán)境，以致在外形上看起來由很大的區(qū)別。但不論任何的電纜類型，它們都是作為信號傳輸?shù)囊环N導(dǎo)體。這些不同類型的電纜，在傳輸不同信號的質(zhì)量表現(xiàn)也有區(qū)別，除了部分特殊的應(yīng)用，目前應(yīng)用于音視頻傳輸?shù)碾娎|大致以單根導(dǎo)線、雙絞線、同軸線和光纖為主。

　　1.1.單根導(dǎo)線

　　單根導(dǎo)線是電纜最基本的一種類型(如電線)，它由一條或一組在被塑料保護層包圍的導(dǎo)線組成，這種電纜普遍用于傳輸?shù)皖l的信號，比如電源、音頻、計算機的ID碼。

　　1.2.雙絞線

　　雙絞線是一個通用的稱呼，導(dǎo)線的數(shù)量和絞合的類型并沒有限制，但在電纜的結(jié)構(gòu)上只有兩種類型：帶屏蔽網(wǎng)的雙絞線(STP：ShieldedTwistedPair)和不帶屏蔽網(wǎng)的雙絞線(UTP：UunshieldedTwistedPair)。

　　雙絞線普遍在電信、互聯(lián)網(wǎng)、專業(yè)音響中普遍應(yīng)用，這種電纜由兩條或兩條以上獨立的、互相絕緣的線纜連續(xù)絞合組成，被互相絞合的其中兩條電纜稱為組，傳輸阻抗一般為100_，單根導(dǎo)線的直徑規(guī)格在20AWG(美國線纜標準：0.91mm)到24AWG(0.61mm)之間。雙絞線是一種比較廉價的電纜，每一組導(dǎo)線具備同等的抗干擾能力，可以有效抑制外界的電磁干擾(EMI)，也有效屏蔽了傳輸信號對外界的電磁干擾。

　　UTP電纜最普遍應(yīng)用在電信傳輸和計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，根據(jù)絞合的類型不同分為五類、超五類和六類電纜，一般可以達到100Mbps(每秒100百萬位)的傳輸率。STP電纜在導(dǎo)線組的外圍增加了一層編織金屬網(wǎng)或錫箔，更有利于提高信號抑制外界無線電電波的沖擊。STP電纜的每個連接頭的金屬外殼都必須保持與屏蔽網(wǎng)的良好接觸。

　　1.3.同軸電纜

　　同軸電纜(Coaxial)是一種由兩個導(dǎo)體組成的合成物，同軸電纜的中心導(dǎo)線用于傳輸信號，金屬屏蔽網(wǎng)起了兩個作用：一是作為信號的公共地線為信號提供電流回路，二是作為信號的屏蔽網(wǎng)，抑制電磁噪音對信號的干擾。中心導(dǎo)線與屏蔽網(wǎng)介于半發(fā)泡的聚丙烯絕緣層之間，絕緣層決定了電纜的傳輸特性，而且有效保護了中間的導(dǎo)線。

　　同軸電纜被廣泛應(yīng)用于音視頻或射頻的傳輸，傳輸阻抗一般為75_，已經(jīng)成為視頻的標準阻抗(早期也會利用50_阻抗特性進行視頻傳輸)。優(yōu)質(zhì)標準的同軸電纜一般比雙絞線的價格更昂貴，因為同軸電纜可靠的物理特性，能夠提供優(yōu)良的音視頻表現(xiàn)。信號的頻率、分辨率以及電纜的有效傳輸距離在音視頻系統(tǒng)中起了決定作用。

　　1.4.光纖

　　光纖電纜(OpticCable)信號長距離傳輸?shù)淖詈眠x擇，光纖傳輸是一種基于光電轉(zhuǎn)換取代電子傳輸?shù)募夹g(shù)手段。光纖傳輸?shù)暮喴自硎牵耗M電信號傳給光發(fā)射機，經(jīng)信號緩沖電路和驅(qū)動電路，將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)變成電流信號，驅(qū)動發(fā)光管或者激光器。這樣，輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號，通過精確光對準和引導(dǎo)，耦合進入光纖。

　　光信號經(jīng)光纖傳輸后，在接收端光信號被一個波長相配的光電二極管轉(zhuǎn)換成原來的電子源，經(jīng)低噪聲線性放大器放大后再輸出。

　　光纖信號傳輸避免了傳統(tǒng)電纜傳輸?shù)脑S多缺點，具備很多電纜傳輸無法比擬的優(yōu)點;

　　優(yōu)異的抗電磁干擾：長距離電纜傳輸中，電纜自身就是一根巨大的天線，會拾取周圍空間存在的電磁波信號，特別是在顯示系統(tǒng)更為突出，這類干擾信號在圖像顯示中表現(xiàn)出無法消除的顆粒噪音，光纖電纜的核心是玻璃，而且傳輸?shù)氖枪庑盘?，不容易受外界電磁波的干擾。

　　很小的體積：大多數(shù)的光纖與人體的頭發(fā)一般粗細。

　　很低的衰減：因為光纖傳輸是依靠玻璃導(dǎo)管完成，不存在信號因為電纜電阻、容抗引起的大幅度衰減，光纖極大的提高了傳輸?shù)膸捘芰蛡鬏斁嚯x。光纖的高度安全：光纖傳輸?shù)男盘杻?nèi)容不容易被竊聽。

　　雖然光纖似乎是信號傳輸?shù)慕K極方法，但也有一些不利點;

　　較高的價格：光纜、發(fā)射器、接收器價格昂貴

　　較高的人工：在光纜的布管布線過程，需要眾多的人力資源和特殊工具。雖然光信號在光纖中傳輸損耗很低，但是在發(fā)射端和接收端進行的電光、光電轉(zhuǎn)換對信號的衰減卻很厲害。所以要保證無插損傳輸，就必須在傳輸中加入高增益多級放大器，還要保證電路能穩(wěn)定工作。

　　2、電纜的結(jié)構(gòu)

　　多數(shù)的視頻電纜只是在兩個相鄰設(shè)備之間連接，這么短的距離，似乎沒有很多需要考慮的問題。但是在一個完善的視頻系統(tǒng)中，這些視頻設(shè)備甚至遍布于建筑的每一個角落，傳輸線纜完全成了至關(guān)重要的因素。傳輸線纜的那些因素會最直接影響視頻信號的最終效果?我們以同軸電纜的單一傳輸為例進行說明。