視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻信號(hào)的傳輸一般采用同軸電纜。在信號(hào)傳輸過(guò)程中，如果有外部干擾信號(hào)侵入，通常會(huì)嚴(yán)重影響畫面的質(zhì)量，進(jìn)而嚴(yán)重影響監(jiān)控效果。

    監(jiān)控系統(tǒng)中視頻干擾產(chǎn)生的原因是多方面的，有設(shè)備本身的原因，也有外部環(huán)境的原因。針對(duì)不同的干擾產(chǎn)生原因采取的解決辦法也不盡相同，如果是設(shè)備本身的原因，通常替換故障設(shè)備即可解決；而外部干擾信號(hào)侵入所造成的圖像干擾通常一般手段難以解決。本文將嘗試探討此類視頻干擾產(chǎn)生的根本原因并提出一般對(duì)策，了解這些知識(shí)有助于在工程設(shè)計(jì)施工階段有意識(shí)地避免視頻干擾的產(chǎn)生，進(jìn)而提高工程的質(zhì)量。

視頻頻譜和電纜特性
    在探討視頻干擾產(chǎn)生的原因之前，我們有必要先對(duì)視頻頻譜和同軸電纜傳輸特性作些了解，視頻頻譜分布如圖1所示。

    視頻的電纜傳輸目前主要有兩種，即視頻基帶傳輸和視頻載波傳輸，通常兩者對(duì)應(yīng)的傳輸媒介分別是SYV75系列和SYWV75系列同軸電纜，兩者的區(qū)別這里順便提一下，前者叫視頻電纜，主要用于視頻監(jiān)控領(lǐng)域，線纜的芯層和屏蔽層之間的填充材料是實(shí)心塑料，后者叫射頻電纜，主要用于有線電視領(lǐng)域，線纜的芯層和屏蔽層之間的填充材料是發(fā)泡塑料。后者的物理特性更適合傳輸載波信號(hào)。

    同軸電纜所能傳輸?shù)男盘?hào)頻帶寬達(dá)1Ghz，而視頻監(jiān)控領(lǐng)域中，由于采用的是基帶傳輸，故所用的頻帶只是0?6MHz，只占了所能傳輸頻帶的很小一部分，電纜的大部分頻帶資源是空閑的，而在視頻載波傳輸中，所用的頻帶是50MHz?1000MHz。

    同軸電纜在傳輸信號(hào)時(shí)，對(duì)不同的頻率的信號(hào)產(chǎn)生的衰減是不同的，圖2是同軸電纜的衰減特性曲線。

    從圖2可以看出，對(duì)于頻率越高的信號(hào)，衰減的幅度越大，其實(shí)這個(gè)道理并不難理解，事實(shí)上，幾乎對(duì)于每種傳輸介質(zhì)，都有類似的衰減特性，即頻率越高，衰減越大。為了更好的理解這個(gè)衰減特性，不妨拿生活中的現(xiàn)象來(lái)說(shuō)明。對(duì)于任何電磁波，波長(zhǎng)和頻率成反比關(guān)系，收音機(jī)收聽的FM調(diào)頻屬于超短波，和短波SW比較，F(xiàn)M的波長(zhǎng)短，頻率高，同樣在空氣中傳播，F(xiàn)M的有效覆蓋范圍通常是一個(gè)城市這樣的小范圍，一旦離開這個(gè)城市，就不能再收聽到此城市的FM調(diào)頻廣播了，而對(duì)于短波SW來(lái)說(shuō)，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，頻率較低，在空氣中傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)于調(diào)頻，所以用同一臺(tái)收音機(jī)，我們利用短波頻道可以收聽到國(guó)外的電臺(tái)節(jié)目。[nextpage]

    在軍事領(lǐng)域中，潛艇之間的通訊無(wú)一例外都采用中波或長(zhǎng)波，兩者的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，頻率較低，在海水中的傳輸距離很遠(yuǎn)。

    了解這個(gè)道理后，其實(shí)我們就可以對(duì)工程實(shí)際中出現(xiàn)的一些問題作出解釋了，例如，一路圖像經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)的同軸電纜傳遞后，在后端的監(jiān)視器上觀察，發(fā)現(xiàn)圖像清晰度依然不錯(cuò)，但是色彩變淡了，有時(shí)甚至變成了黑白。為什么會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象呢？因?yàn)閷?duì)于一路視頻來(lái)說(shuō)，視頻的波形經(jīng)過(guò)傅立葉變換后是一系列的正弦波，這些正弦波表征了圖像的各種細(xì)節(jié)如畫面內(nèi)容、清晰度、灰度和色彩等等。他們的頻率分布在如前所述的0?6MHz范圍內(nèi)，而圖像中的色彩部分信號(hào)恰恰處于這個(gè)頻帶中的高頻部分，而在高頻部分的衰減是相對(duì)較大的，所以經(jīng)過(guò)同一段距離的傳輸后，色彩信號(hào)的衰減大于別的信號(hào)，這就造成了圖像色彩變淡甚至消失的現(xiàn)象。

    同軸電纜對(duì)各種頻率信號(hào)的隔離程度，即抗干擾能力也是不同的，圖3表現(xiàn)的是不同頻率的等幅電壓信號(hào)施加在同軸電纜上時(shí)感應(yīng)出的電壓。

    從圖3可以看出，頻率越低的干擾信號(hào)在同軸電纜上感應(yīng)的電壓越高，所以同軸電纜對(duì)頻率較高的信號(hào)屏蔽效果較好，而對(duì)頻率較低的信號(hào)，屏蔽隔離較差。

    分析完同軸電纜的特性后，接下來(lái)我們分析干擾信號(hào)的特性。

    首先，干擾信號(hào)也是電磁波，所以，干擾信號(hào)也遵守以上提到的傳輸規(guī)律，用通俗的話講，就是低頻信號(hào)傳的遠(yuǎn)，干擾能力強(qiáng)，而高頻的反之。用曲線來(lái)說(shuō)明，如圖4所示。

    由圖4可以明顯地看出，干擾信號(hào)的傳輸距離和頻率成反比。在同樣的傳輸條件下，低頻的干擾信號(hào)傳輸?shù)倪h(yuǎn)。而一旦干擾信號(hào)的頻率落在正常信號(hào)的頻帶之內(nèi)，就會(huì)對(duì)正常信號(hào)產(chǎn)生干擾。所以對(duì)于頻率越低的信號(hào)，受到干擾的機(jī)會(huì)越多，強(qiáng)度越大。

    實(shí)際的干擾信號(hào)通常是非正弦波，通過(guò)傅立葉變換得知，這些干擾信號(hào)由一系列不同頻率的正弦波構(gòu)成，在此頻率范圍內(nèi)的正常信號(hào)都可能受到干擾，但是，隨著頻率的上升，高次諧波的幅度明顯下降，如圖5所示。

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    而在0?6MHz的范圍內(nèi)，干擾信號(hào)的幅度還相當(dāng)大，也就是說(shuō)，干擾信號(hào)雖然由很多不同頻率的信號(hào)組成，但是能量主要集中在低頻部分，視頻監(jiān)控領(lǐng)域所用的頻段恰恰是0?6MHz的低頻帶，而同軸電纜對(duì)這部分頻率的干擾信號(hào)屏蔽效果又較差，這就解釋了為什么視頻監(jiān)控線路容易受到干擾以及受到干擾后通常難以解決。

干擾的解決
    既然視頻的基帶傳輸有這么多的不利因素，那么為什么在采用基帶傳輸?shù)拇蠖鄶?shù)視頻監(jiān)控工程中，監(jiān)控效果還是不錯(cuò)的呢？原因在于，和一般的干擾相比，視頻信號(hào)的幅度要大得多，通常比干擾信號(hào)大60db即1000倍左右，這么小幅度的視頻干擾肉眼是無(wú)法覺察到的，此時(shí)我們可以認(rèn)為視頻未受干擾。

    但是，繼電器開斷等釋放的強(qiáng)電磁干擾幅度很大。因此，要想解決視頻干擾問題，首先在工程的設(shè)計(jì)階段就要有意識(shí)地避開強(qiáng)干擾源。在充分了解現(xiàn)場(chǎng)情況下，仔細(xì)選擇信號(hào)傳輸路徑，做到信號(hào)線和干擾源距離足夠遠(yuǎn)，比如盡量避免信號(hào)線纜和強(qiáng)電線纜靠得過(guò)近，使視頻傳輸線路可能受到的外部干擾盡量降到最低。

    同時(shí)，在施工時(shí)，對(duì)于可能存在強(qiáng)干擾的路由，如果限于現(xiàn)場(chǎng)條件，無(wú)法保證信號(hào)線和強(qiáng)電線的最小距離，那么信號(hào)線最好全程穿鍍鋅鐵管，鐵管之間需要有可靠的電氣連接，同時(shí)鐵管的兩端至少一端可靠接地。室內(nèi)部分，強(qiáng)電弱電應(yīng)分走不同的金屬橋架，如果實(shí)在要在同一個(gè)橋架里走線，強(qiáng)電弱電線纜之間要有金屬隔板隔開。

    近年來(lái)，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種新型的雙屏蔽層同軸電纜。對(duì)于普通的同軸電纜來(lái)說(shuō)，電纜的屏蔽層既是信號(hào)傳輸通路又起到抗干擾作用，一旦干擾信號(hào)侵入屏蔽層（比如強(qiáng)磁場(chǎng)在屏蔽層上感應(yīng)出電壓并疊加在原有正常信號(hào)上），就會(huì)對(duì)正常信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，雙屏蔽同軸電纜具有兩層屏蔽銅編織網(wǎng)，內(nèi)部的一層只用來(lái)傳輸正常信號(hào)，而外層的屏蔽層才是真正的抗干擾層，作用相當(dāng)于原電纜外部的鍍鋅鐵管，此外部屏蔽層在線纜的一端應(yīng)該可靠接地。在上海地鐵視頻監(jiān)控項(xiàng)目中，考慮到整個(gè)地鐵系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備眾多以及列車產(chǎn)生的強(qiáng)烈電磁干擾，所有視頻線纜均采用此種雙屏蔽同軸電纜，在進(jìn)入監(jiān)控室后，所有線纜的外部屏蔽層統(tǒng)一做了可靠接地，從而有效地避免了視頻干擾，取得了良好的監(jiān)控效果。

    一旦施工中出現(xiàn)干擾，首先要認(rèn)真分析干擾出現(xiàn)的原因，大部分的干擾和施工操作如接頭的制作及線纜的連接等因素有關(guān)，這種干擾不難解決，只要找到干擾產(chǎn)生的部位，把不合規(guī)范的作法改正或者更換故障設(shè)備，通常都能解決。如果到最后確認(rèn)干擾由外部信號(hào)傳入傳輸線路，線路本身沒有問題，而重新穿鐵管或者布放新線纜顯然不實(shí)際，此時(shí)采取調(diào)頻的方法應(yīng)該可以解決。前文已經(jīng)說(shuō)明，各種干擾信號(hào)在較高的頻率上幅度明顯低很多甚至消失，所以我們可以考慮把基帶傳輸?shù)男盘?hào)通過(guò)調(diào)頻調(diào)制到?jīng)]有干擾或者干擾小的較高的頻率上傳遞，到接收端再通過(guò)解調(diào)設(shè)備把信號(hào)從載波中取出來(lái)，送入終端設(shè)備。由于同軸電纜上可以用于傳輸?shù)念l帶很大，一路視頻載波只占8MHz左右，所以借助合適的設(shè)備，把多路視頻調(diào)制在不同頻率的載波上，那么在一條同軸電纜上就可以實(shí)現(xiàn)傳輸多路視頻。事實(shí)上，市面上不少雙絞線傳輸設(shè)備就應(yīng)用了這個(gè)原理。

    實(shí)際使用中，如果的確出現(xiàn)了難以解決的干擾，用戶還可以嘗試使用視頻均衡設(shè)備，這種設(shè)備用來(lái)修正補(bǔ)償視頻，可以有效解決干擾和衰減造成的畫質(zhì)不佳的問題。

結(jié)語(yǔ)
    視頻干擾產(chǎn)生的途徑很多，成因也很復(fù)雜，一旦出現(xiàn)干擾后解決起來(lái)通常也很困難。本文試圖用淺顯的語(yǔ)言闡明視頻干擾產(chǎn)生的根源和一般對(duì)策，希望對(duì)讀者有些幫助。