[EIE原创]双绞线视频传输技术分析

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[EIE原创]双绞线视频传输技术分析
eie实验室 老竹 2007.5.25.
[内容提要]：双绞线实测衰减和失真数据与测试照片，标准视频传输通道概念和通道特性照片，产品实现的通道特性，通道缺陷照片与分析，客观的看待双绞线传输.

$ h$ \1 |5 v D l5 ]第一部分：双绞线视频基带传输衰减和频率失真——线缆实测数据；
! k. W/ f' a" U/ D' y9 O& o测试电缆：宁波一舟电缆，2006.4.30.生产，UTP超五类4对非屏蔽电缆，型号：D135-G 305米/箱，产品执行标准：YD/T1019-2001
( Q+ Q2 {" b0 o* B$ C. m& L测试设备：eie实验室TEK-VM700A视频检测系统，TEK-TSG271标准视频信号源等
6 i$ t; Q0 P C9 U5 \典型超5类双绞线1000米，传输衰减和频率失真实测数据
6 K* ?, k/ F3 w低频:7.19db；0.5M:12.91db；1M:18.80db；2M:26.50 db；4M:37.73db；4.8M:41.55db；5.8M:45.69db；
+ G+ E- n0 f8 W5 M' t7 ~0 M超5类双绞线说明：
3 e6 s; k2 S& {! Y1.低频：指几十千赫兹以下的频率，1000米衰减—7.2db(43.65%),1500米衰减—10.8db(28.8%),2000米衰减—14.4db(19%);
2.高频5.8M，1000米衰减45.69db（0.52%），1500米衰减—68.53db(3.7*10-4),2000米衰减—91.38db(2.7*10-5)
- j% w2 M8 G' M$ }' B为了方便多数熟悉同轴传输而对双绞线传输还陌生的朋友，这里再给出同轴电缆的传输特性实测数据，以便在比较中加深理解：
75-5电缆1000米传输衰减和频率失真实测数据
8 Y9 r0 q; {! ~5 f' Z低频:3.95db；0.5M:6.43db；1M:8.78db；2M:12.2db；4M:17.7db；4.8M:19.7db；5.8M:21.7db
[75-5电缆说明]：
1.低频：1000米衰减—3.95db(63.5%)；1500米衰减—5.925db(50%)；2000米衰减—7.9db(40%)；
2.高频5.8M，1000米衰减21.7db（8.2%）；1500米衰减—32.55db(2.36%)；2000米衰减—43.4db(0.676%)；
( M1 C. x% e$ F$ ~2 g) u8 s[比较]
1. 双绞线用于视频基带传输，需要知道“这是一种价格相对便宜，但传输特性很差的传输线”；
2. 与同轴电缆比较，430米双绞线的传输衰减与频率失真和1000米75-5电缆相当；
8 v& Q' R% x. V- l+ f/ o3. 1000米双绞线高频与低频衰减差异为45.69-7.2db=38.49db,这就是频率失真，而1000米75-5电缆，频率失真为21.7-3.95=17.75db,分贝数差2倍多；电缆越长频率失真越大；这就是视频基带传输必须面对的严峻课题，也是应该如实向工程设计施工的朋友说清楚的问题；
4. 双绞线用于视频基带传输，传输设备需要具有更大的补偿衰减和频率失真的能力；或者说，相同补偿能力的传输设备，同轴传输具有远几倍的传输距离；所谓同轴电缆只适合3、5百米内的近距离传输，1-2公里最适合双绞线传输，完全是某些商家的虚假误导宣传。
5. 工程上，选择不同的传输方式时，这是应该考虑到的实际问题之一；
+ |+ n, t5 H! r
9 F$ w/ _$ h* I, ^; H1 R[双绞线与同轴电缆传输特性照片及分析]

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8 `& o* h3 {9 H8 l5 E4 K此主题相关图片


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[波形说明]：
1. 0—6M扫频测试信号（上图1）：这是一种专用的视频测试标准信号，幅度为1Vp-p,行同步头为-0.3V,色同步头为0.3Vp-p;“图像信号”是等幅（0.7Vp-p）的0.2M—6MHz的扫频正弦信号；
2. 把这个标准信号像摄像机信号一样的馈入到同轴传输电缆，在电缆末端75欧姆负载上得到的信号，就是这段电缆的“幅频传输特性”，也就是频率失真特性。双绞线传输测量基本一样，不同的是必须有前后两端的收发传输器，在短线（0距离）传输时，应保证视频信号0-6MHz频带内，全部1：1的传输特性，才能用于长线测试。
( S4 S6 R! C5 H" Q* B( I/ L3. 从照片可以直观看出，频率失真特性都是“频率越高，衰减越大”，它改变了视频源信号中原有的高低频分量的相对比例关系，低频衰减对应图像的对比度下降变淡，高频大幅度衰减对应清晰度和色度严重下降。频率失真是视频基带传输技术面对的最严峻的课题；
& k8 ^+ r3 g3 B8 R4. 比较两种波形形状可以或得深刻的印象：

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对通道失真度的解释
. [; t% N% c6 m, P9 n2 a' Z" m前文提到：
理想的“通道特性”应该是把输入的视频信号特性1：1的、100%的传输过去，而实际传输特性与理想传输特性的差异，就是“失真”，“失真”程度有大有小，用“失真度”来做客观描述，失真度技术指标有很多，最基本的就是“幅频特性”失真度，技术指标是在0-6MHz频带内，“幅频特性”误差不能超过“-3db”,从技术指标上评价，超过这个“-3db”技术指标的传输系统（通道），就属于“通道特性不合格”。
3 P0 ]/ h! d: C5 z9 u0 m1)我国PAL-D视频失真度标准如下图

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0 |9 R) a/ R' y; l' C; U这就是视频传输通道幅频特性失真度的技术标准，也是“-3db”标准。这里规定了0-6M频率范围失真度允许误差范围，在0.5-5M，允许±0.75db,即91.7%—109%范围，5—6M为+0.75db,下端范围是“-0.75db”—“-3db”线性过读误差；
关于安防行业执行什么标准，据行业权威检测部门介绍，产品不是执行广播标准，但也是“-3db”标准。这大概可以理解为下限范围低频段（5M以下）更大范围的要求也可以降到“-3db”，这对低频段的要求显然降低了不少；但从来没有听说过视频传输产品可以像做工程那样评价图像，凭图像主观感觉作为产品生产“标准”；谁都知道，“图像主观感觉”不会有统一的客观标准；
4 B8 t' _: O" [(关于产品执行标准相关问题，后续)

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回17楼：
这项采用频率加权连续可调专利技术的精密均衡补偿功能，与拨码开关粗框的分段补偿有着本质区别；
2) 产品在1200米内任何距离上，基本都可以调出标准传输通道特性；
....................
“基本”的说法，是因为：
1）工程现场要根据线缆类型，不同长度等因素调节幅度补偿和频率补偿，看着图像调节，只能凭主观感觉调好久可以了，每个人感觉不同，经验不同，调试结果也有差别，要达到“调出标准传输通道特性”有难度；
2）按照说明书要求方法，用示波器调试，就可以调到技术指标合格的传输通道特性。
$ e- }0 m# ?) ?就基于这两点实际情况，所以用了“基本”两个字。
. w' m% t; w2 H& J, H, h/ K" P! O....................
+ G c9 J7 M b% j: U; {关于仪器和工程现场调试问题，我也赞成工程商不可能，不需要买好多测试仪器；产品设计的调试，都是在末端设备上，看着监视器调节就行了，图像好坏谁都知道，设备的“图像质量控制功能”，让你寻找最好状态的图像，也没有不会的。这就是实用性设计的结果；关于示波器，有的朋友说太麻烦，“我们还没有”。行业规定，申请企业设计施工资质条件规定中，示波器和万用表一样，必须具备。所以不需要特殊设备；

5 G& o/ M# }! G! l" I* s

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回27楼：莫非在你看来100欧24AWG的网线(实际上国产网线还都达不到0.51)...和75欧的75-5是同一个标准......
这个比较，不是我的发明，是有些误导文章、网站、帖子的比较方式：是用75-5和超5类线传输比较的，结果是同轴只能传2、3百米，加放大器也就能5、6百米，还不能多级串联......而双绞线传输，可以达到1200米看不出失真，1800米图像也很好，加多级放大可以更远到几千....

真实么？公平么？显然手法是故意。
" A; Q4 g" l+ c* C& R/ ~

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难道敢说你们的eie宣传都一点没有夸大吗???..
" ?3 o V! H/ k4 R/ r: ~9 Peie也受大家监督，你也有权在这里例举我的虚假误导宣传啊？大家一起来净化我们共同的安防产业；
1 \* m! x3 Z0 D# v

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接7楼：对通道失真度的解释
- F& W, k- \( `$ N- z2 W+ g2）关于视频传输产品依据的“通道标准”问题：
/ r# P+ \6 G& W产品厂商对自己的产品执行什么技术标准，那是每个厂家自己决定的事情，做法不同结果也会不同。
1. 参照视频传输通道幅频特性的技术标准，也就是“-3db”标准，逐步完善自己的技术标准和检测手段，产品水平逐步向专业级产品发展。在产品宣传上敢于面对客观现实，敢于暴露矛盾，公开自己的产品原理上是怎么解决这些问题和矛盾的，介绍产品的特点和应用优势，产品可信度自然会逐步提高。中国人，在自己的国土上，做符合自己电视制式要求的视频传输设备，应该是天经地义的事情，也是匹夫有责的事情。
% }6 U. b1 r5 g* [8 L2. 自立图像主观感觉“标准”生产产品，如上面“典型双绞线传输器的通道缺陷实测照片”所示的产品特性。这类只有3.5M低通滤波器特性的传输产品，把视频信号中的高频分量都吃掉了，这类产品与专业产品要求，存在着明显的技术和性能差距，抬高了说，也就是“业余”吧；产品技术标准，比如一汽“奥迪”，有自己的汽车生产技术标准，但开车的（用户）不一定要十分了解汽车生产技术标准，也是大都凭应用感觉来评价这个车的某种或某些性能（不可能是全部性能），试想，一汽生产奥迪车，如果只依据这类感觉作为“标准”来生产，谁还敢买，敢坐，敢化那个冤枉钱买呢？同样道理，应用视频传输产品来设计监控系统的工程人员，也不一定要详细了解视频传输产品生产技术标准，因为它们都是用户，具体的用户应用传输设备，都有一个具体的环境和条件，都只能体验和感觉传输设备的某种或某些性能，不可能是像传输产品性能检测那样进行全面性能检测。但安防行业不同了，可以堂而皇子的依据“用户感觉”，也就是自己的感觉来生产产品了，尽管产品还有性能和技术上的严重缺陷，但在有利可图的利益驱使下，靠虚假误导宣传，诱人上当，就是经营理念。当然这里面还有行业管理不善的诸多问题；甚至说：有人要、有人用就认为它有存在的价值，提出“存在的就是合理的”谬论；技术上不努力，却在虚假宣传上大做文章。你例举它搞虚假宣传，它就给你扣上“反对双绞线”的帽子。争论四年多了，4年后的今天测试的结果，难道不“令人吃惊”吗？这样发展，是行业的喜讯，还是行业的悲哀呢？还要延续多少年呢？
3. 记得过去经济条件不好，买不起收音机电视机，有点“无线电知识”的人，自己装收音机电视机，装的收音机，也能收到不少电台的广播，装的电视机，也能收到电视台的图像和声音，主观感觉也是“还可以”的。不过自己心里都明白，这些东西也就是自我感觉的满足，是业余爱好和乐趣而已，不能和专业厂家“熊猫”，“金星”等专业产品相比，也没有人把这类东西当成产品生产和销售；
/ W" _" @: l: h$ y4. 4年多来，这类产品的宣传力度一直很大：什么“兼容NTSC,PAL，SECAM所有制式”，“可以传输1200米”、“1800米”、“2400米”，“可以多级串联出传输几公里”，“1200米看不出失真”，“传输的图像可以和光端机媲美”，什么“即使在强干扰环境下，其抗干扰能力远比同轴电缆好”，什么“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”等等——不谈依据，回避依据，抄来抄去，炒来炒去，还是几年前那套虚假宣传。不过这恰好也就成了这类产品的共同识别特征。我曾说过：双绞线传输，将毁在这些人手里；一年来仅网上反馈的用户信息，就是最好的例证；
警示：虚假误导宣传和产品缺陷是一对“孪生子”。
/ L3 c% O5 y$ X& h- F4 z; s8 ]1 @虚假误导宣传是为掩盖产品缺陷服务的，缺陷产品只有用虚假误导宣传来经营，才能唬人，蒙人。看看那些 “包治百病”的医药广告，是不是这样！？

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大新要干什么？归纳它的几个帖字：
2 A. T" n7 u5 t2 A+ s# B. m; Z, ]1. *“奇怪！奇怪！真奇怪！EIE一直贬低双绞线传输器，今天怎么开始生产传输器？”
" \+ W: f6 @. y3 r) {- `5 i*这几年来，EIE为了宣传它的视频恢复主机，一直贬低“双绞线传输器”。
*“是否是“打击”双绞线传输器，大家可以好好学习论坛中的“和双绞线传输器相比，同轴传输长处在哪？”的文章。”
) K: Q7 F0 b, s [2. 我们是烟台大新电子公司，自己生产双绞线传输器4年多……双绞线传输器电路并不复杂，只要有合适的仪器，达到“平衡传输器”的要求很简单，但是，它的保护很麻烦，我们干了3年才解决，所以，你光有传输特性，不能保证你的产品就很好，说句实话，我们最早的产品70%返回来了，但现在我们敢二年包换。
3. 三年前双绞线传输器的电路多搞好了，为什么一直没有生产呐？你想想，拿自己的手抽自己的耳光是什么感觉！我是有危机感，但不是因为你，就你现在生产双绞线传输器，对我够不成危机，从性能上我的产品不比你差，价格上比你更有优势，可靠性上更没有比，我就是看不惯你那种“翻手为云、覆手为雨”的做法，玩文字游戏，一个“视频恢复主机”忽悠了多少人的银子，现在又来个“平衡传输器”，会怎么样？
+ L6 w: S \ _* _4. 我这段是有广告的嫌疑，但我是为了告诉EIE：别以为就你家有视频信号发生器、视频测试仪，“没有一个双绞线传输器生产厂家能提供出传输特性”，从我公司建网站（04年建）开始我都登了了相关的“传输特性图及测试数据”，另外，没人给我发奖金，我就是老板。……………………………….
1）关于：“打击”双绞线传输器，这个问题不复杂，包括本主题帖内容和所指的“和双绞线传输器相比，同轴传输长处在哪？”，以及4年来其他相关帖子，你能指出几条，属于打击双绞线的语言？也像这样，一一列出来，不是更有力？四年多来，没有哪个双绞线产品厂家，介绍双绞线的实际传输特性和数据，四年前到今天，只要我公开双绞线和同轴电缆的真实特性和数据，就马上给EIE扣上“打击双绞线”帽子的，自己不说实话，也不让别人说，看看这样做的人是谁？看看他们的宣传，对比我例举的虚假误导宣传，有没有相似之处？大新是最新的一个扣帽人。不谈依据，乱扣帽子，还是4年前那几个人的手法——看看是不是搞虚假误导宣传的双绞线传输器产品厂家？只是大新电子来这里报道的晚了一些而已；
2）我们是烟台大新电子公司，自己生产双绞线传输器4年多……双绞线传输器电路并不复杂，只要有合适的仪器，达到“平衡传输器”的要求很简单，但是，它的保护很麻烦，我们干了3年才解决，所以，你光有传输特性，不能保证你的产品就很好，说句实话，我们最早的产品70%返回来了，但现在我们敢二年包换。——这一段话令我吃惊不少，大新干了4年，因为双绞线传输器“它的保护很麻烦，我们干了3年才解决……说句实话，我们最早的产品70%返回来了”。这里要向大新祝贺了，尽管用了3年才“解决”，不过“解决”了就好，但愿是真正解决了；前三年你也是不公开这个产品缺陷，“解决”了才公开了，不知还有什么其他产品缺陷，现在正在解决，也等解决后再公开？
3）（eie）三年前双绞线传输器的电路多（就）搞好了，为什么一直没有生产呐？……从性能上我的产品不比你差，价格上比你更有优势，可靠性上更没有比，我就是看不惯你那种“翻手为云、覆手为雨”的做法，玩文字游戏，一个“视频恢复主机”忽悠了多少人的银子，现在又来个“平衡传输器”，会怎么样？——我们撇开题外话，这里表达的性能，价格，可靠性等问题的描述又有什么依据呢？你用3年才解决了的“保护”问题，其他人也一定要用3年？
4）我这段是有广告的嫌疑，但我是为了告诉EIE：别以为就你家有视频信号发生器、视频测试仪，“没有一个双绞线传输器生产厂家能提供出传输特性”，从我公司建网站（04年建）开始我都登了了相关的“传输特性图及测试数据”，另外，没人给我发奖金，我就是老板。——我没上过大新的网站，这次才大概看了一下，有些问题后面有机会再说。本来，我这个主题帖，对大新来说也是一个很好的“表白”机会，因为我在主体帖中，明确说过“目前测试的这些产品，都是朋友们在工程应用中购买的，设备传输特性基本一样，还没测到优于这些特性的产品，我不能说没有，希望只是我还没见到；如哪个厂家朋友很自信，可以把这种通道特性实测结果介绍出来；”大新完全可以从技术上正面介绍自己优异的性能和特点，也可以指出我主题帖中的错误或不实问题，更可以用有力的依据，介绍和EIE加权平衡传输器比较，是怎么“从性能上我的产品不比你差，价格上比你更有优势，可靠性上更没有比”的！多好的做人机会，你却选择了这条大喊大叫，缺乏和谐理念的路。
…………………
大新4年来，第一次这么大喊

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不要冲动，请用实事说话，或回复实质性问题。
把握“反对双绞线”的言论一一列出来。

eie1992

看看，大新电子近几天在本轮谈多次发的“双绞线视频传输器原理及注意事项”贴，我的质疑，大新电子的回复，就知道了：
) I) I0 i( Y3 b: F9 Z1）大新电子提出的双绞线传输的抗干扰能力是：“即使在强干扰环境下，其抗干扰能力远比同轴电缆好”；我问：“最好说说有什么依据？”；
大新电子说：“你没有卖过双绞线传输器，你也没有这方面的反馈信息，这是直接用户比较后的结果，我们不从理论上进行分析，我们更加尊重事实，同样的环境下，我们生产的双绞线传输器比同轴电缆抗干扰能力强很多，至于你们生产的或其他厂家的产品，我不好表态（这里有技术上的问题）”。
. G* Y. O/ r$ A3 P" M7 U——先明确：
. N+ o4 u3 q# M3 b. Z8 ^第一：“我们不从理论上进行分析”——可以理解为没有理论依据吧！
第二：这是直接用户比较后的结果，我们不从理论上进行分析，我们更加尊重事实，同样的环境下，我们生产的双绞线传输器比同轴电缆抗干扰能力强很多，至于你们生产的或其他厂家的产品，我不好表态（这里有技术上的问题）——没有理论分析，自然也就谈不上理论依据；这是直接用户比较后的结果，大新电子有没有考察这些比较方式方法和结果，是否科学，自己也没有做过比较试验，你就敢当成一个“科学结论”拿出来唬人？
目前，科学界还没有见过谁拿出过这类比较的科学结果，甚至于连这种比较试验的科学方法还没有人提出过，而大新电子的“直接用户”却能得出这种结论，大新电子又敢于把它当成科学结论发表，这才是值得重视和警惕的；所以“即使在强干扰环境下，其抗干扰能力远比同轴电缆好”这个定论，就只有虚假宣传的“价值了”；
6 L' `& z5 n& K i9 r# Q2）关于质疑“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”——我问：是比同轴电缆没有加传输设备的远距离传输“清晰”吧？都有或都没有传输设备比较呢？
大新电子的解释见6楼2），第一，不用传输器，大新也知道,“他们我们都试验过，短距离传一路还可以，传二路就有干扰了”，但这的实验结果，拿来和同轴电缆比较，显然与目的不附，不能介绍；第二，这个比较是用有传输器的双绞线传输和没有传输设备的同轴电缆比较的，“依据”是：用户一般多是用同轴电缆不加任何设备传输视频信号。所以，我们这能按照用户的想法发表我们的看法。——大新深深的知道同轴电缆传输设备，自己还曾作过加权视频放大器，也清醒的知道“邻居”EIE这类产品的水平，但就是要故意不加说明的、直接拿出“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”这一结论来，这只剩下一种解释——误导。
8 Q7 Z v* x: J' {3 y6 Z! {" L大新有一些测试仪器，也一定侧过比较过双绞线和同轴电缆的传输衰减和频率失真，但几年来，没有见过在自己的网站或其他网站杂志上公布过这类特性的比较，作为双绞线传输设备的生产厂家，也是一直掩盖双绞线的真实传输特性，因为如果公开的话，那不就和“双绞线传输比同轴电缆远，比同轴电缆清晰”的宣传对立了么？如果谁解释双绞线的真实特性和数据，那就是“反对双绞线”；
警示：虚假误导宣传和产品缺陷是一对“孪生子”。
: c, s2 N9 E' @, b- C. |9 n% R虚假误导宣传是为掩盖产品缺陷服务的，缺陷产品只有用虚假误导宣传来经营，才能唬人，蒙人。看看那些 “包治百病”的医药广告，是不是这样！？

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大新观点1）我们先来看一下，同轴视频电缆，外面有屏蔽层，有“地”，它可以通过前端或后端设备的接地释放干扰信号，如接地可靠的话，也通过可以屏蔽层释放雷击（部分）；
大新观点2）你的产品中没有抑制或释放强干扰脉冲的电路，你当然不能理解了，我把强干扰脉冲抑制或释放了，还原出视频信号，这不就“具有超强抗干扰能力”啦。
......................
1）同轴，“可以通过前端或后端设备的接地释放干扰信号，如接地可靠的话，也通过可以屏蔽层释放雷击（部分）；”——同轴系统都有可靠的接地应用原则；这一点双绞线系统没有。
" y4 E7 Z, f* H U! N' `: I2）你有什么依据说“你的产品中没有抑制或释放强干扰脉冲的电路”，同轴传输产品从设计开始就有，这是产品基本设计原则，用不着产品出来后，再搞3年来解决。
离开这两点，大新电子的“即使在强干扰环境下，其抗干扰能力远比同轴电缆好”的结论，还有什么依据存在呢？
7 N+ v0 `" F2 ?/ E看来大新电子的“结论”，是设定同轴系统“没有抑制或释放强干扰脉冲的电路”的原则下比较的，在比较传输距离和图像质量时，又是设定同轴系统不用传输设备的原则下比较。聪明！聪名过头了吧！聪明反被聪明误——虚假