一、 概述
在同軸電纜傳輸中即傳輸信號(hào)又傳輸電源，最早運(yùn)用于有線電視系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)，已經(jīng)有十多年歷史。而如今把有線電視技術(shù)轉(zhuǎn)移到監(jiān)控領(lǐng)域已經(jīng)數(shù)年，但卻很少有人把電源的傳輸技術(shù)同時(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)。雖然我們?cè)磸?fù)倡議此技術(shù)在共纜監(jiān)控領(lǐng)域的推廣，但卻還是有不少安防行業(yè)的朋友表示質(zhì)疑甚至反對(duì)。而如今在監(jiān)控系統(tǒng)中的電源線和數(shù)據(jù)線已經(jīng)是一項(xiàng)不可忽略的開(kāi)銷（每公里距離兩種線大約需要花費(fèi)6000 多元左右）。它應(yīng)該引起業(yè)界的再度關(guān)注。
采用共纜技術(shù)傳輸信號(hào)的同時(shí)，如果再利用它同時(shí)傳輸電源和數(shù)據(jù)，這顯然可節(jié)約一筆不小的開(kāi)銷。這種技術(shù)我們已經(jīng)在實(shí)際監(jiān)控工程中運(yùn)用近一年時(shí)間，事實(shí)證明是完全可行的。
二、 傳輸原理
共纜監(jiān)控傳輸技術(shù)是一種射頻寬帶技術(shù)。在有線電視中通常稱為HFC（光纖和同軸電纜混合）技術(shù)。它是把需要傳輸?shù)?a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/視頻" title="視頻" target="_blank">視頻、音頻或數(shù)據(jù)基帶信號(hào)搭載在高頻載波上傳輸，到達(dá)目的地后，再?gòu)妮d波里取出基帶信號(hào)。這樣的傳輸方式可使同軸電纜的信息傳輸容量增加許多倍。高頻同軸電纜的頻率帶寬可達(dá)0 – 1GHz以上。現(xiàn)在通常使用的信號(hào)實(shí)際帶寬一般在5 - 860MHz。在共纜監(jiān)控傳輸中的頻譜分配可見(jiàn)上圖。
由于直流電源的頻率是0HZ，交流電源的頻率是50Hz，顯然它們都可以通過(guò)同軸電纜傳輸。在共纜監(jiān)控中，我們可以把5-30MHZ 的頻段分為下行通道（控制信號(hào)從中心發(fā)出到監(jiān)控?cái)z像機(jī)的方向）。這個(gè)25MHz 寬度的通道可以傳輸很多數(shù)據(jù)信號(hào)，但監(jiān)控發(fā)出的控制信號(hào)（約100KHz 帶寬）只占它的帶寬的0.5%不到。因此下行通道大部分資源是空閑的。
從監(jiān)控?cái)z像機(jī)到監(jiān)控室方向我們稱為上行通道。帶寬從45MHz – 860MHz 達(dá)815MHz。我們傳輸一個(gè)攝像機(jī)的視頻只需要8MHz，因此，上行通道最多可以傳輸100 路視頻信號(hào)。但在實(shí)際工程中的情況是，一根同軸電纜傳輸?shù)念l道數(shù)越少，工程越容易做。因此，每條線究竟計(jì)劃傳輸多少個(gè)頻道，需要根據(jù)技術(shù)實(shí)力而定。
在對(duì)電纜供電時(shí)，采用的是有線電視系統(tǒng)目前通用的電源插入器。它完成電源與高頻載波的混合，提供高頻通路和隔離高頻與電源的信號(hào)通道。電源到達(dá)前端（攝像機(jī)端）后，再利用分離器，把信號(hào)和電源分離開(kāi)。
三、 實(shí)現(xiàn)方法及成本比較
通過(guò)同軸電纜集中供電我們分為兩種方式：一種是直流供電，另一種是交流供電。無(wú)論那種供電方式，供電點(diǎn)都可在任何距離插入。供電電壓建議控制在60V 以下。
上圖的監(jiān)控系統(tǒng)共采用SYWV-75-7 的同軸電纜1231 米。如果采用傳統(tǒng)方式敷設(shè)電源線，根據(jù)耗電和距離情況，一般采用2 × 2.5 截面的RVV 線。這種電線目前的價(jià)格大約在4.5 元/米。那么系統(tǒng)花費(fèi)的電源線費(fèi)用是1231 × 4.5 = 5539.5元。在集中供電系統(tǒng)中配置是：一個(gè)60V10A 的電源，成本大約是700 元，一個(gè)電源插入器，成本大約是90 元。每個(gè)前端需要增加一個(gè)信號(hào)分路器，大約在15元，14 路攝像機(jī)共需4 × 15 = 210 元。這三項(xiàng)總共開(kāi)銷是1000 元，這樣，工程節(jié)約的成本是：5539.5 – 1000 = 4539.5 元。假設(shè)全部采用直流供電。
3. 傳統(tǒng)傳輸供電：在傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的視頻傳輸中，同樣可以采用同軸電纜供電方式。不過(guò)在傳輸時(shí)，需要對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理。由于這種供電大多是單一負(fù)載，流過(guò)同軸電纜的電流不大。供電器全部可以放在監(jiān)控室內(nèi)。這種傳輸方式的接線見(jiàn)下圖：
上圖供電方式的基本配置是：一個(gè)集中供電電源、兩個(gè)信號(hào)復(fù)用器、一對(duì)調(diào)制解調(diào)器。
后端（監(jiān)控室端）調(diào)制解調(diào)器可把中心輸出的數(shù)據(jù)控制信號(hào)調(diào)制成數(shù)據(jù)載波信號(hào)，然后與電源混入電纜后傳送到各前端的穩(wěn)壓器和調(diào)制解調(diào)器?？刂菩盘?hào)的取出和圖像信號(hào)的調(diào)制回傳，全部由前端調(diào)制解調(diào)器來(lái)完成。假設(shè)上圖的傳輸距離為1000 米，我們可以分別算出兩種不同供電方式的成本。
傳統(tǒng)RVV1*2 線供電：假設(shè)采用1.0×2 的RVV 線。1000 米所需線材成本為：
1000×2.4=2400(元)75-5
同軸電纜供電：集中供電器一臺(tái)98 元，信號(hào)混合分離器兩只30 元，調(diào)制解調(diào)器一對(duì)248 元。所需設(shè)備成本為：
98 + 30 + 248 = 376 （元）
同軸電纜供電節(jié)約的成本為：
2400 – 376 = 2024（元）
如果多條同軸電纜在監(jiān)控室共用一個(gè)供電電源，成本還可有望降低。
4. 控制信號(hào)傳輸：同軸電纜在傳輸圖像信號(hào)和電源的同時(shí)，還可以把控制數(shù)據(jù)信號(hào)從監(jiān)控中心發(fā)到各解碼器。這顯然給每路信號(hào)增加了數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器的成本。這個(gè)成本只能用省去的數(shù)據(jù)傳輸線的成本來(lái)彌補(bǔ)。我們用一條500 米傳統(tǒng)傳輸方式與其做比較，計(jì)算兩種方式各需的成本。
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸：500(米) ×1.5（元）=750 元
電纜數(shù)據(jù)載波：數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器一對(duì)：150 元
能節(jié)約的成本為：750 – 150 = 600 元
以上可知，距離越長(zhǎng)，共纜傳輸數(shù)據(jù)方式越省錢(qián)。在實(shí)際使用中，數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器與圖像調(diào)制解調(diào)器是集成在一起的。計(jì)算線材的價(jià)格可能與各地市場(chǎng)價(jià)有所差異。大家可以以當(dāng)?shù)貙?shí)際購(gòu)買(mǎi)價(jià)進(jìn)行計(jì)算比較。
四、 共纜供電和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備
1、集中供電器：集中供電器分為直流集中供電器和交流集中供電器。
●直流供電器：直流供電器市場(chǎng)上有各種電壓和電流規(guī)格。比如電壓有15V20V30V64V 等。電流有1A/2A/3A/5A/10A/20A/30A 等。至于需要選擇多大的電壓和電流的供電器，需要根據(jù)攝像機(jī)的工作電流和電纜的型號(hào)及長(zhǎng)度來(lái)決定。計(jì)算方式是：各攝像機(jī)工作電流的總和即是需要選擇的電流規(guī)格；攝像機(jī)需要的工作電壓+電纜的線損電壓即是需要選擇的電壓規(guī)格。但在選擇中需要留有一定余量。下面是一種直流穩(wěn)壓可調(diào)供電器的實(shí)物圖：
上圖的電源電壓和電流保護(hù)都是可調(diào)的。調(diào)整范圍是0 – 最大電壓和最大電流。
●交流供電器：交流供電器有磁飽和穩(wěn)壓60V 輸出供電器和非穩(wěn)壓電壓可調(diào)輸出兩種。磁飽穩(wěn)壓型只有60V 電壓輸出，電流有4A/6A/10A 等。非穩(wěn)壓供電器可以有各種電壓和電流輸出。選用穩(wěn)壓型或非穩(wěn)壓型需要根據(jù)各地區(qū)的供電穩(wěn)定性來(lái)決定。電壓的選擇是：24V+電纜線損 = 供電電壓。電流的選擇與直流供電相同。
非穩(wěn)壓型供電器價(jià)格相對(duì)便宜，并且供電電壓可以根據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。只要區(qū)域供電電壓波動(dòng)不是太大。完全可以采用這種供電器。
下面是一種交流供電器外形圖：
2、 電源插入器：電源插入器根據(jù)供電大小的不同分為3A 和10A 兩種
3A 電源插入器見(jiàn)下圖：
這種插入器又稱信號(hào)復(fù)用器，共有三個(gè)接口。分別為電源端，信號(hào)端和混合端。它可作為電源與信號(hào)的混合或分離。該設(shè)備主要用于單路供電和前端信號(hào)的分離。
10A 電源插入器見(jiàn)下圖：
這種插入器有3 各接口，一個(gè)是電源輸入口，另兩個(gè)是信號(hào)和電源混合口。它主要適合于共纜監(jiān)控中多路前端傳輸?shù)拇箅娏鞴╇娨蟆?/p>
上述兩種插入器即可用于交流，也可用于直流的插入。在多路供電時(shí)，供電點(diǎn)的選擇很重要。通常建議電源插入點(diǎn)選擇在傳輸電纜的中間。這樣供電電壓要求低，功耗少，同樣功率的供電器可增加供電點(diǎn)數(shù)量。
3、 前端穩(wěn)壓器：前端穩(wěn)壓器的作用是為攝像機(jī)、解碼器、云臺(tái)和變焦鏡頭等提供必要的電源。
直流穩(wěn)壓器電路簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。主要用于固定和可控?cái)z像機(jī)的直流供電。它有12V 電源輸出，RS485 控制信號(hào)輸出。穩(wěn)壓輸入口即可加入交流，也可加入直流電源。在需要控制云臺(tái)和鏡頭的情況下，只能采用交流供電。
這時(shí)必須增加一個(gè)60V 轉(zhuǎn)24V 的可調(diào)變壓器。以便為云臺(tái)供電。
防水箱和穩(wěn)壓器實(shí)物圖
4、 調(diào)制解調(diào)器共纜供電用單路調(diào)制解調(diào)器實(shí)物圖：
多路解調(diào)器實(shí)物圖
五、 設(shè)備連接
在多路設(shè)備的連接方式中，無(wú)論是交流還是直流供電，連接方式基本相同。前端設(shè)備的直流供電連接方式如圖：
交流供電時(shí)，只需要把電源端接變壓器初級(jí)，再把變壓器次級(jí)接穩(wěn)壓板的電源輸入端即可。變壓器的24V 交流輸出端接云臺(tái)的電源輸入端。
多路集中供電器的連接如下圖：
上圖的電源插入器和過(guò)流分支器均有防水和抗高壓能力。主要用于野外干線的分支和過(guò)流。