月论文 视频干扰产生的原因及一般对策

1、视频干扰产生的原因及一般对策前言视频监控系统中，视频信号的传输一般采用同轴电缆。在信号传输过程中，如果有外部干扰信号侵入，通常会严重影响画面的质量，进而严重影响监控效果。监控系统中视频干扰产生的原因是多方面的，有设备本身的原因，也有外部环境的原因。针对不同的干扰产生原因采取的解决办法也不尽相同，如果是设备本身的原因，通常替换故障设备即可解决，这里不作详细探讨。而外部干扰信号侵入所造成的图像干扰通常一般手段难以解决，从某种意义上说，这才是真正的干扰。本文将尝试探讨此类视频干扰产生的根本原因并提出一般对策，了解这些知识有助于在工程设计施工阶段有意识的避免视频干扰的产生，进而提高工程的质量。视频频谱

2、和电缆特性在探讨视频干扰产生的原因之前，我们有必要先对视频频谱和同轴电缆传输特性作些了解，视频频谱分布如下图所示：视频的电缆传输目前主要有两种，即视频基带传输和视频载波传输，通常两者对应的传输媒介分别是SYV75系列和SYWV75系列同轴电缆，2者的区别这里顺便提一下，前者叫视频电缆，主要用于视频监控领域，线缆的芯层和屏蔽层之间的填充材料是实心塑料，后者叫射频电缆，主要用于有线电视领域，线缆的芯层和屏蔽层之间的填充材料是发泡塑料。后者的物理特性更适合传输载波信号。同轴电缆所能传输的信号频带宽达1Ghz，而视频监控领域中，由于采用的是基带传输，故所用的频带只是06Mhz，只占了所能传输频带的很小

3、一部分，电缆的大部分频带资源是空闲的，而在视频载波传输中，所用的频带是50Mhz1000Mhz。同轴电缆在传输信号时，对不同的频率的信号产生的衰减是不同的，下图是同轴电缆的衰减特性曲线：从上图可以看出，对于频率越高的信号，衰减的幅度越大，其实这个道理并不难理解，事实上，几乎对于每种传输介质，都有类似的衰减特性，即，频率越高，衰减越大。为了更好的理解这个衰减特性，不妨拿生活中的现象来说明，对于任何电磁波，波长和频率成反比关系，收音机收听的FM调频属于超短波，和短波SW比较，FM的波长短，频率高，同样在空气中传播，FM的有效覆盖范围通常是一个城市这样的小范围，一旦离开这个城市，就不能再收听到此城市

4、的FM调频广播了，而对于短波SW来说，波长较长，频率较低，在空气中传输的距离远于调频，所以用同一台收音机，我们利用短波频道可以收听到国外的电台节目。在军事领域中，潜艇之间的通讯无一例外都采用中波或长波，俩者的波长较长，频率较低，在海水中的传输距离很远。了解这个道理后，其实我们就可以对工程实际中出现的一些问题作出解释了，例如，一路图像经过一段较长的同轴电缆传递后，在后端的监视器上观察，发现图像清晰度依然不错，但是色彩变淡了，有时甚至变成了黑白。为什么会产生这样的现象呢？因为对于一路视频来说，视频的波形经过傅立叶变换后是一系列的正弦波，这些正弦波表征了图像的各种细节如画面内容、清晰度、灰度和色彩等

5、等。他们的的频率分布在如前所述的06Mhz范围内，而图像中的色彩部分信号恰恰处于这个频带中的高频部分，而在高频部分的衰减是相对较大的，所以经过同一段距离的传输后，色彩信号的衰减大于别的信号，这就造成了图像色彩变淡甚至消失的现象。同轴电缆对各种频率信号的隔离程度，即抗干扰能力也是不同的，下图表现的是不同频率的等幅电压信号施加在同轴电缆上时感应出的电压：从上图可以看出，频率越低的干扰信号在同轴电缆上感应的电压越高，所以同轴电缆对频率较高的信号屏蔽效果较好，而对频率较低的信号，屏蔽隔离较差。分析完同轴电缆的特性后，接下来我们分析干扰信号的特性。首先，干扰信号也是电磁波，所以，干扰信号也遵守以上提到的

6、传输规律，用通俗的话讲，就是低频信号传的远，干扰能力强，而高频的反之。用曲线来说明，如下图所示：上图可以明显的看出，干扰信号的传输距离和频率成反比。在同样的传输条件下，低频的干扰信号传输的远。而一旦干扰信号的频率落在正常信号的频带之内，就会对正常信号产生干扰。所以对于频率越低的信号，受到干扰的机会越多，强度越大。实际的干扰信号通常是非正弦波，通过傅立叶变换得知，这些干扰信号由一系列不同频率的正弦波构成，在此频率范围内的正常信号都可能收到干扰，但是，随着频率的上升，高次谐波的幅度明显下降，如下图所示：而在06Mhz的范围内，干扰信号的幅度还相当大，也就是说，干扰信号虽然由很多不同频率的信号组成，

7、但是能量主要集中在低频部分，视频监控领域所用的频段恰恰是06Mhz的低频带，而同轴电缆对这部分频率的干扰信号屏蔽效果又较差，这就解释了为什么视频监控线路容易受到干扰以及受到干扰后通常难以解决。干扰的解决既然视频的基带传输有这么多的不利因素，那么为什么在采用基带传输的大多数视频监控工程中，监控效果还是不错的呢？原因在于，和大多数干扰相比，视频信号的幅度要大的多，一般都比干扰信号大60db即1000倍左右，这么小幅度的视频干扰肉眼是无法觉察到的，此时我们可以认为视频未受干扰。要想解决视频干扰问题，首先在工程的设计阶段就要有意识的避开强干扰源，在充分了解现场情况下，仔细选择信号传输路径，做到信号线和

8、干扰源距离足够大，比如尽量避免信号线缆和强电线缆靠的过近，使视频传输线路可能受到的外部干扰尽量降到最低。同时，在施工时，对于可能存在强干扰的路由，如果限于现场条件，无法保证信号线和强电线的最小距离，那么信号线最好全程穿镀锌铁管，铁管之间需要有可靠的电气连接，同时铁管的两端至少一端可靠接地。室内部分，强电弱电应分走不同的金属桥架，如果实在要在同一个桥架里走线，强电弱电线缆之间要有金属隔板隔开。近年来，市场上出现了一种新型的双屏蔽层同轴电缆。对于普通的同轴电缆来说，电缆的屏蔽层既是信号传输通路又起到抗干扰作用，一旦干扰信号侵入屏蔽层（比如强磁场在屏蔽层上感应出电压并叠加在原有正常信号上），就会对正

9、常信号产生严重干扰，双屏蔽同轴电缆具有两层屏蔽铜编织网，内部的一层只用来传输正常信号，而外层的屏蔽层才是真正的抗干扰层，作用相当于原电缆外部的镀锌铁管，此外部屏蔽层在线缆的一端应该可靠接地。在上海地铁视频监控项目中，考虑到整个地铁系统复杂，设备众多以及列车产生的强烈电磁干扰，所有视频线缆均采用此种双屏蔽同轴电缆，在进入监控室后，所有线缆的外部屏蔽层统一做了可靠接地，有效的避免了视频干扰，取得良好的监控效果。一旦施工中出现干扰，首先要认真分析干扰出现的原因，大部分的干扰和施工操作如接头的制作及线缆的连接等因素有关，这种干扰不难解决，只要找到干扰产生的部位，把不合规范的作法改正或者更换故障设备，通常都能解决。如果到最后确认干扰由外部信号传入传输线路，线路本身没有问题，而此时重新穿铁管或者布放新线缆显然不实际，此时采取调频的方法应该可以解决。前文已经说明，各种干扰信号在较高的频率上幅度明显低很多甚至消失，所以我们可以考虑把基带传输的信号通过调频调制到没有干扰或者干扰小的较高的频率上传递，到接收端再通过解调设备把信号从载波中取出来，送入终端设备。由于同轴电缆上可以用于传输的频带很大，一路视频载波只占8Mhz左右，所以借助合适的设备，把多路视频调制在不同频率的载波上，那么在一条同轴电缆上就可以实现传输多路视频。事实上，市面上不少双绞线传输设备就应