基于同轴电缆的电源和数据传输

一、 概述

在同轴电缆传输中即传输信号又传输电源，最早运用于有线电视系统。在国内，已经有十多年历史。而如今把有线电视技术转移到监控领域已经数年，但却很少有人把电源的传输技术同时转移过来。虽然我们曾反复倡议此技术在共缆监控领域的推广，但却还是有不少安防行业的朋友表示质疑甚至反对。而如今在监控系统中的电源线和数据线已经是一项不可忽略的开销（每公里距离两种线大约需要花费6000 多元左右）。它应该引起业界的再度关注。

采用共缆技术传输信号的同时，如果再利用它同时传输电源和数据，这显然可节约一笔不小的开销。这种技术我们已经在实际监控工程中运用近一年时间，事实证明是完全可行的。

二、 传输原理

共缆监控传输技术是一种射频宽带技术。在有线电视中通常称为HFC（光纤和同轴电缆混合）技术。它是把需要传输的视频、音频或数据基带信号搭载在高频载波上传输，到达目的地后，再从载波里取出基带信号。这样的传输方式可使同轴电缆的信息传输容量增加许多倍。高频同轴电缆的频率带宽可达0 – 1GHz以上。现在通常使用的信号实际带宽一般在5 - 860MHz。在共缆监控传输中的频谱分配可见上图。

由于直流电源的频率是0HZ，交流电源的频率是50Hz，显然它们都可以通过同轴电缆传输。在共缆监控中，我们可以把5-30MHZ 的频段分为下行通道（控制信号从中心发出到监控摄像机的方向）。这个25MHz 宽度的通道可以传输很多数据信号，但监控发出的控制信号（约100KHz 带宽）只占它的带宽的0.5%不到。因此下行通道大部分资源是空闲的。

从监控摄像机到监控室方向我们称为上行通道。带宽从45MHz – 860MHz 达815MHz。我们传输一个摄像机的视频只需要8MHz，因此，上行通道最多可以传输100 路视频信号。但在实际工程中的情况是，一根同轴电缆传输的频道数越少，工程越容易做。因此，每条线究竟计划传输多少个频道，需要根据技术实力而定。

在对电缆供电时，采用的是有线电视系统目前通用的电源插入器。它完成电源与高频载波的混合，提供高频通路和隔离高频与电源的信号通道。电源到达前端（摄像机端）后，再利用分离器，把信号和电源分离开。

三、 实现方法及成本比较

通过同轴电缆集中供电我们分为两种方式：一种是直流供电，另一种是交流供电。无论那种供电方式，供电点都可在任何距离插入。供电电压建议控制在60V 以下。

上图的监控系统共采用SYWV-75-7 的同轴电缆1231 米。如果采用传统方式敷设电源线，根据耗电和距离情况，一般采用2 × 2.5 截面的RVV 线。这种电线目前的价格大约在4.5 元/米。那么系统花费的电源线费用是1231 × 4.5 = 5539.5元。在集中供电系统中配置是：一个60V10A 的电源，成本大约是700 元，一个电源插入器，成本大约是90 元。每个前端需要增加一个信号分路器，大约在15元，14 路摄像机共需4 × 15 = 210 元。这三项总共开销是1000 元，这样，工程节约的成本是：5539.5 – 1000 = 4539.5 元。假设全部采用直流供电。

3. 传统传输供电：在传统点对点的视频传输中，同样可以采用同轴电缆供电方式。不过在传输时，需要对视频信号进行调制解调处理。由于这种供电大多是单一负载，流过同轴电缆的电流不大。供电器全部可以放在监控室内。这种传输方式的接线见下图：

上图供电方式的基本配置是：一个集中供电电源、两个信号复用器、一对调制解调器。

后端（监控室端）调制解调器可把中心输出的数据控制信号调制成数据载波信号，然后与电源混入电缆后传送到各前端的稳压器和调制解调器。控制信号的取出和图像信号的调制回传，全部由前端调制解调器来完成。假设上图的传输距离为1000 米，我们可以分别算出两种不同供电方式的成本。

传统RVV1*2 线供电：假设采用1.0×2 的RVV 线。1000 米所需线材成本为：

　　1000×2.4=2400(元)75-5

同轴电缆供电：集中供电器一台98 元，信号混合分离器两只30 元，调制解调器一对248 元。所需设备成本为：

　　98 + 30 + 248 = 376 （元）

同轴电缆供电节约的成本为：

2400 – 376 = 2024（元）

如果多条同轴电缆在监控室共用一个供电电源，成本还可有望降低。

4. 控制信号传输：同轴电缆在传输图像信号和电源的同时，还可以把控制数据信号从监控中心发到各解码器。这显然给每路信号增加了数据调制解调器的成本。这个成本只能用省去的数据传输线的成本来弥补。我们用一条500 米传统传输方式与其做比较，计算两种方式各需的成本。

传统数据传输：500(米) ×1.5（元）=750 元

电缆数据载