HD-MDI的优势及其 双绞线视频传输技术

引言

随着视频监控应用的普及和发展，用户开始迫切需求图像的高清。此时，行业经历了IPC到HDSDI高清。但是，IPC的应用存有种种不便，如画面延迟且不流畅，以及诸多之前不曾遇到的技术门槛。在2009年左右，鉴于IP监控现状，几个业内厂商联合成立了HD-CCTV联盟，欲把广电的HD-SDI高清传输模式借用到安防监控系统中，一时间HDSDI似乎成为更合适的高清解决方案。与此同时无法忽视的是HD-SDI系统由于其各个环节的配套设备不成熟，而只能借用广电目前使用的昂贵的设备(如SDI光端机、SDI矩阵、SDI编码器等)，另一方面，除非选择专用技术，HD-SDI系统的同轴电缆传输距离仍远低于传统的CCTV系统，以致其成为贵族系统，令大多安防应用遥不可及。

从IPC到HD-SDI，考量它们的利弊与得失，业内一直在探讨如何解决高清应用快速普及到传统安防项目中的种种技术问题。从2009年开始，经过两年的潜心研究，于2012年在行业内正式推出了HDMDI系统，且同时推出了HD-DI的720P摄像机和720P采集压缩卡、嵌入式DVR、中继器、光端机等系统所需要的一系列前后端设备。一经面世即被业内惊呼为真正的换代产品，因为HD-MDI系统既解决了IPC系统无法实现的无延迟、无压缩的实时监看弊端，也使系统造价等更优于HD-SDI系统，已经接近原来的标清CCTV系统。

HD-MDI系统把前端摄像机、传输节点的中继器和光电转换器、后端编解码设备加上千兆网的物理层硬件作为信号收发器，通过自定义的数据链路层通讯协议，各个节点的设备之间点对点直连，既实现了高清图像信号和声音以及控制信号的无延时传输，也免去了繁琐的网络参数设置和网络维护工作。系统结构跟CCTV类似，图像流畅清晰，所以HD-MDI系统产品发布后，就已在上海和广东地区得到实际应用。

本文介绍HD-MDI系统及其典型结构拓扑，HD-MDI与IPC/HD-SDI的比较及优点，双绞线视频传输技术的原理和特点，双绞线传输视频信号的衰减与图像分色问题及其解决法，HD-MDI双绞线视频传输的解决方案，HD-MDI系统工程中应注意的问题，免调试双绞线视频传输技术，HD-MDI存在的问题及发展的方向等。

HD-MDI系统及其典型结构拓扑

HD-MDI及其系统的含义

HD-MDI的HD，即 High Definition，是高清的简称。通常，把物理分辨率达到720p以上的格式称为高清，所谓全高清（Full HD），是指物理分辨率高达1920×1080逐行扫描，即1080p，是目前顶级的高清规格。而MDI是高速以太网定义的与介质有关的接口(Media Dependent Interface)。

HD-MDI高清传输技术是使用标准的高速以太网物理层硬件，把发送端设备(高清摄像机)和接收端设备(DVR、DVR卡、中继器、光端机等)都做成MDI类设备，然后不通过HUB、网络交换机等MDIX类设备，发送端和接收端用CAT5或CAT6网线点对点直接连接，通过网络数据链路层把未压缩的实时高清信号经过科学高效的组织排序由摄像机端发送到接收端，从而实现等同HD-SDI的传输效果。

因为使用了以太网的物理层硬件，HD-MDI的传输采用的是双绞线传输，相对于同轴电缆传输会更廉价、更稳定，抗干扰性能力更强。在传输视频信号的同时，可以实现双向音频，双向控制信号等的传输，也可以使用POE网线供电的模式，大大节约布线成本。

MDI系统既满足了传统安防行业从IPC系统无法得到的无延时无压缩实时监看的需求，也使系统造价远低于HD-SDI系统，已经接近原来的标清CCTV系统，使得高清监控系统可以迅速普及到传统安防项目。

HD-MDI采用更先进工艺的传输物理层器件，以实现更长距离的无中继传输和更高速的传输速率。据悉，有公司推出用CAT5网线实现无中继传输达到500米左右的终端设备，并实现1080P每秒60帧的传输，从而可完全满足安防中高端客户对高清图像的需求。

HD-MDI是一种全新的基于双绞线的高清视音频系统，其中包括HD-MDI高清摄像机、HD-MDI中继器、基于HD-MDI的DVR、HD-MDI视音频采集卡、HD-MDI的光端机、HD-MDI的矩阵等多个系统设备。HD-MDI的整体系统结构与传统监控安防系统一致。

HD-MDI系统的典型结构拓扑

HD-MDI系统完整实现了高清监控，其中除了把BNC头改成RJ45水晶头，同轴电缆改成5类网线，整个工程可由传统安防人员施工和维护。同时，安防系统的直接使用者如业主或保安人员，可类同传统的模拟监控系统操作，不像IPC监控系统需要高端的网络知识与较高技术来操作和维护。

SDI系统类同MDI系统，与传统安防系统类似。但是其造价从现有的条件来看实在过于昂贵，而且SDI宣扬的最大卖点，即用原来的同轴电缆，只替换前端和后端。但实际上SDI对同轴电缆的品质要求很高，而且其传输距离有限，实地测试得出原来的同轴电缆75-5的线传输不到50米，所以最终整个项目还是需要用优质的同轴电缆重新布线。而且，SDI系统所需要的前后端设备以及传输设备由于提供的厂商有限，各个环节的设备市场价都是居高不下，因而绝大部分安防用户很难接受。从通信技术而言，高速数字传输选择双绞线(网线)而不是同轴电缆，是综合考虑了传输成本和技术的可推广性，所以HDMDI选择网线而不是同轴电缆，是从原理上考虑了SDI的同轴电缆模式必然在传输成本以及工程可行性方面会逊色很多。

HD-MDI与HD-SDI/IPC的优点

HD-MDI相对HD-SDI的优点

HD-MDI是一种全新的基于双绞线的高清视音频系统，是利用超5类或6类网线的四对双绞线传输高清数字视频，相对于目前应用的HD-SDI高清视频直接传送模式，有如下优点：

·全数字无损传输模式，图像传输质量等同于HD-SDI接口。

·四对双绞线并行传输，线上速率远低于HDSDI接口，传输距离高达170～200米，优于HDSDI。

·优异的电工性能，采用RJ-45网络接口，连接简单，无需做线路均衡，使用方便性远高于HDSDI接口。

·使用普通超五类网线，线路成本远低于HDSDI专用电缆，接口芯片成本也低于HD-SDI接口的线路驱动和均衡器。

·独有的双向数据传输能力，可以传输高清视频，监听和报警数据，同时也可反向传输对讲和控制数据，相对于单向数据传输的HD-SDI接口，使用更方便，灵活，节省布线。

·可以根据传输距离，灵活的选择线路中继器或者光端机进行远距离传输，最远传输距离达80公里。

·HD-SDI接口高达1.5G的高频数据流，对布线和接插件，以及工程现场的电磁环境却要求极高，安防工程环境很难满足。

HD-MDI相对IPC的优点

HD-MDI是利用超5类或6类网线的四对双绞线传输高清数字视频，相对于目前应用的高清网络视频，有如下优点：

·无压缩，无延时传输使图像更清晰，更流畅，更直接，监看效果明显优于网络高清。

·纯物理层，无操作系统的电子系统架构，体积小，功耗低，稳定性明显优于高清网络摄像机。

·点对点的物理连接方式，相对于网络的总线方式，稳定性更高，可靠性，实用性都更强。

·非压缩视频数据流的回传，便于后端设备的处理，包括显示、切换和数据分析。

·多路高清数字信号直接回传几百米到MDI后端编码器，后端用一个处理器进行双码流或多码流高清编码，相对于每个系统（硬件和软件）都在前端的网络高清视频，即节约成本，又增强了可靠性。

·原始数字视频流到后端，便于直接显示，不需要压缩视频流的解压，节约后端DSP运算资源。

·使用同样的传输介质（超五类网线或六类网线），无需追加线路成本。省去交换机传输几百米。

双绞线视频传输技术的原理及特点

双绞线(Twisted Pairwire，TP)是综合布线中最常用的一种传输介质，把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法扭绞起来就构成了双绞线。采用这种绞起来的结构是为了减少对相邻导线的电磁干扰。与其他传输介质相比，双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速率等方面均受到一定的限制，但价格较低廉。

模拟和数字传输都可以使用双绞线，其传输距离一般为几千米到几十千米。距离太远时就加放大器，以便将衰减了的信号放大到合适的数值(模拟传输)；或加中继器，以便将失真了的数字信号进行整形(数字传输)。导线越粗，传输距离越远。

一般，通常使用无屏蔽的双绞线(Unscreened Twisted Pair，UTP)。为提高抗电磁干扰的能力，可在双绞线(或双芯线)外面加上用金属丝编织成的屏蔽层，即屏蔽双绞线(Screened Twsited Pair，STP)。

双芯线可以是绞合的，也可以是平行的，当传输距离远时，信号频率不能太高，如传输6 MHz的视频信号，就会衰减很大。因此，要想在双绞线上远距离地传送视频信号，就必须要进行放大和补偿。为此，人们在双绞线上加上一对双绞线视频收发设备后，就可将视频信号传输到1～1.5km。这种技术一般在发射机和接收机内对高频信号进行额外放大，以弥补双芯线路造成的高频衰减。当然，如需传输更远，就要采用中继方式。

双绞线视频平衡传输原理

双绞线或双芯线的视频传输方式是在摄像机前端，将适合75Ω同轴电缆传输的非平衡传输的视频信号，转换为适合双绞线传输的平衡传输的视频信号；在接收端，则将通过双绞线传来的视频信号重新转换为75Ω同轴电缆传输的非平衡的视频信号。这种传输方式的原理框图如图1所示。

图1 视频平衡传输原理框图

图中，摄像机输出的视频全电视信号，经发射机转换为一正一负的差分信号，该信号经电话线等普通双绞线传输至监控中心的接收机，由接收机重新合成为标准的全电视信号后，再送入控制台中的视频切换器或监视器等其他设备。当这种传输方式不加中继器时，黑白电视信号最远可传输2km；彩色电视信号最远可传输1.5km。图中的中继器，是为传输更远距离时使用的一种传输设备。一般，在加中继器后，最远可传输黑白电视信号约20km。

这种传输方式之所以可行的主要原理是，由于前端的发射机，把摄像机输出的全电视信号变成了一正一负的差分信号，显然在传输中便产生了幅频及相频失真，但经双绞线远距离传输后，再合成时就会将失真抵消掉。并且，在传输中产生的其他噪声信号及干扰信号，也因一正一负的原因，在合成时被抵消掉。

实际上，放置在双绞线前端的发射机和后端的接收机除进行非平衡/平衡和平衡/非平衡的转换外，其中的宽带放大器和专用芯片要对视频信号进行放大、整形及衰减与失真的补偿，并要提供足够的驱动能力，才能实现远距离传送信号。正因为如此，传输线采用普通的双绞线或双芯线，即可满足要求。尤其是当传输距离较远时，所用的发射机及接收机的价格，比远距离的同轴电缆线的价格要低，所以双绞线或双芯线的视频传输方式非常适合中、远距离的视频传输的方式。

双绞线视频传输技术的优缺点

双绞线传输视频信号具有很多优点，主要表现在：

·传输距离较远，传输质量较高。由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术，极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，极好地保持了原始图像的亮度和色彩，以及实时性，在传输距离达到300m1km或更远时，图像信号基本无失真。如果采用中继方式，传输距离会更远。可达到2km左右；

·布线方便，线缆利用率高。一对普通电话线就可以用来传送视频信号。一根非屏蔽双绞线既可以传输高清VGA图像信号，还可以传输高保真立体声音频信号。另外，楼宇大厦内广泛铺设有5类非屏蔽双绞线，随便取其一对就可以传输一路信号，无须另外布线，即使是重新布线，5类缆也比光纤、同轴缆容易，一根5类缆内有4对双绞线，如果使用一对线传送视频信号，另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号、供电电源或其它信号，大大简化了工程布线难度，提高了线缆利用率，同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦，减少了工程造价。

·抗干扰能力较强。双绞线能有效抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，双绞线也能传送极好的图象信号，而且，使用一根线缆内的几对双绞线分别传送不同的信号，相互之间不会发生干扰。采用双绞线传送图像，也能使图像信号质量保持较好；

·可靠性高，使用方便。利用双绞线传输高清视频信号，在前端信号源出口接入专用发射机，在远端显示设备上要接入专用接收机。这种双绞线传输设备价格便宜，使用起来也很简单，无需专业知识，也无太多的操作，一次安装，长期稳定工作。

·价格便宜，取材方便。由于使用的是目前广泛使用的普通5类、超5类、6类非屏蔽双绞线或普通电话线，各地都购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便。

主要缺点是：

·传输的衰减量和失真度要远大于同轴电缆。

一般，双绞线传输视频多用5类非屏蔽线缆，因为屏蔽层对双绞线对有分布电容耦合的影响，使衰减增大，并且靠近双绞线的外部金属物体，还会产生无规律的破坏平衡传输特性的影响。只有在电磁干扰严重或雷电较多的地区，才可采用屏蔽双绞线。

双绞线与同轴电缆传输性能与价格比较

同轴电缆传输性能

一般，在视频监控系统中，使用75Ω、芯径5mm的同轴电缆较为常见。这种同轴电缆的分布电容在50～60pF/m左右，再加上电缆的直流电阻，会使传输信号受到衰减。实际测试表明，频率为5MHz的信号在75Ω、芯径5mm的同轴电缆内传输100m时，将被衰减5dB左右，且信号频率越高，受到的衰减越大。图像信号是一种高频宽带信号，图像彩色部分位于频率高端，当用同轴电缆传输彩色图像信号时，其亮度和色彩都会受到衰减，特别是随着传输距离增加图像的色彩会变淡甚至失真。经具体测试发现，彩色图像信号在75Ω、芯径5mm的同轴电缆内传输200m左右时，其幅度和色彩已经有明显的衰减。如果要传输更远距离，只有加入同轴视频放大器（视频补偿器）才行。

双绞线传输性能

双绞线也会对图像信号产生衰减，但是使用了双绞线视频传输设备后，视频信号能够很好地得到还原。如在实验室使用TektronixVM700A对双绞线传输图像信号的性能指标进行了测试，其结果是：当传输距离为300m时，得其指标为：DG≤1%；DP≤1°；SNR≥65dB；当传输距离为1200m时，得其指标为：DG≤2%；DP≤2°；SNR≥60dB。

成本比较

大家知道，同轴电缆在100、200m左右距离范围内使用较为广泛，在这种范围内使用同轴电缆不需要其它设备，使用简便，传输质量也基本能满足要求。但是，当传输距离增加时，同轴电缆在性价比上和双绞线相比就处于劣式。一般，75Ω、芯径5mm的同轴电缆市价在1.5元/m左右，同轴放大器价格在300元/台左右；5类UTP电缆的价格0.8元/m左右，双绞线视频传输设备的价格为600元/套左右，

以下就距离为300m和600m两种情况对同轴电缆和双绞线的传输成本作一些比较。

·假定在某个监控网络中有8个监控点，每个监控点距控制中心约300m：

使用同轴电缆时：1.5元/m×300m×8=3600元；

使用双绞线时：由于每四路图像可以共享一根5类UTP电缆，所以网络中只需2根5类UTP电缆。0.8元/m×300m×2+600元/套×8=5280元。

·假定在某个监控网络中有8个监控点，每个监控点距控制中心约600m：

使用同轴电缆时：为保证图像质量，每路图像要加入一级放大器。因此：1.5元/m×600m×8+300元/台×8=9600元；

使用双绞线时：由于每四路图像可以共享一根5类UTP电缆，所以网络中只需2根5类UTP电缆。则0.8元/m×600m×2+600元/套×8=5760元。

由上分析可知，随着传输距离增加，越发显示出双绞线传输在成本上的优势。如果网络中还有控制信号等其它信号传输，双绞线传输的成本优势会更加明显。此外，当传输距离进一步加大时，如达到1km左右，同轴电缆传输就已经难以达到传输质量要求了，而双绞线则可以在传输1.5km左右时仍能保证较好的图像质量。

双绞线传输视频信号的衰减与图像分色问题及其解决法

要利用双绞线传输视频信号，有两个技术问题需要解决：一是信号衰减问题；二是图像分色问题。下面就简述一下这2个问题及其解决的方法。

信号衰减问题及其解决法

超五类双绞线的传输频率特性曲线，由于纵坐标为增益，所以传输特性为负值。

由于结构和材料的因素，超五类双绞线的衰减相当于73-3同轴电缆的2倍，传输RGB信号，一般不可超过20m，因此必须采取补偿放大措施。超五类双绞线的衰减特性呈二次曲线状，随着频率的升高，衰减也增大。线路的这一衰减特性表现在图像上是：

·图像细节模糊；

·图像有拖尾现象。

普通放大器的在通带内提供的是一平直的特性，是不能起到有效的补偿作用的。要有效的补偿线路损耗，放大器的增益频率特性在通带内必须与线路传输特性相反。

图像分色问题及其解决法

图像分色产生的原因

超五类双绞线为了消除干扰和相互间的串扰，4对线会采取不同的扭距。于是产生了一个新的问题，即图像分色问题。这是由于4对线的扭距不同，各自的增长系数也就不同，根据测试，超五类双绞线蓝、棕、橙、绿四对线的实际长度差值依次为百分之一。

如利用超五类双绞线传输复合视频信号，电缆长度差是不会对信号产生影响的，这是因为复合视频信号是用一对线来传输的。但是，要传输分量视频信号，情况就不同了。现以计算机VGA信号的传输为例分析如下。要用一条超五类双绞线电缆传输VGA信号，RGB信号需分别占用一对线，行同步和场同步转换为复合同步信号S，占用一对线。由于双绞线有长度差，R、G、B三路信号到达终端就会有时间差，在图像上出现了RGB三色的错位，也即分色。这种分色在线路较短时影响不大，但当线路达到一定长度时，将会严重影响观看效果。

图像分色的矫正

矫正RGB分色的根本方法是使用一种等长双绞线电缆。这种电缆通过一定的制造工艺，使一条电缆中的4对双绞线长度相等。但是等长双绞线电缆的价格很高，难以推广。本文要讨论的是，如何基于现有的超五类双绞线电缆，通过一定的方法，减小或消除分色，实现VGA信号的传输。以下介绍两种矫正方法。

优化组合。在传输RGB信号时，可将4对双绞线优化组合，使分色降到最小。超五类双绞线电缆的4对线中，最长的是蓝线，最短的是绿线。只要避免同时使用最长的和最短的两条线传RGB信号，就可达到减小分色的目的。

优化组合的方法传输效果究竟如何，现以分辨率1024×768@60Hz信号为例，作一分析。

据计算，信号点频率为70MHz，点周期为14.3 ns。一般，RGB三色错位时间t不超过0.5倍点周期是可用的，即：t≤7.15ns。

RGB的最大长度差为0.02L。电磁波在线路上传播速度可近似等于光速（30万公里/秒），则传输1m所需的时间是3.3ns，则RGB信号的最大时间差是：

将t≤7.15ns代入式(1)，即可得到：L≤108m

以上计算结果说明，按照RGB错位时间t不超过0.5倍点周期的要求，使用超五类双绞线电缆传输计算机1024×768@60Hz的信号，最大传输距离为108m。

延时矫正。所谓延时矫正，就是通过延时电路的调整，使RGB信号到达的时间相同，消除分色。这种方法比优化组合更为有效。只要电路设计得好，可以基本消除分色。延时矫正通常在发送器内进行。延时矫正的量值必须可调，以便适应不同长度线路。

HD-MDI双绞线视频传输的解决方案

实际上，视频信号如果直接在双绞线内传输，也会衰减很大，所以视频信号在双绞线上要实现远距离传输，必须进行放大和补偿，利用双绞线视频传输设备，即图2中放置在双绞线前端的发射机和后端的接收机，就是完成这种功能的。

这样，加上一对双绞线视频收发设备后，就可以将高清1600×1200◎60HZ的图像信号传输到300m～1km。而双绞线和双绞线视频传输设备的价格，相对光纤和光端机来说都更便宜许多，因而在中短距离传输上不但没有增加系统造价，反而简化了工程布线等操作程序。

一种双绞线视频平衡传输设备的实际电路

如果在双绞线两端都装置有发送与接收设备，则可构成实时双工的电视传输系统。这种系统可以实现视频信号的双向传输，其图像清晰度为正常电视图像的一半。利用这种系统，可以在所传输的视频信号上叠加双向语音信号和云台与镜头控制信号，以实现更多的功能。

需要指出的是，在双绞线视频平衡传输系统中，摄像机和监视器之间的双芯线上不能串接任何电子开关电路(如电话交换机等)。在使用时，需要对发射机和接收机进行调整，以获得最佳传输效果，也就是最接近同轴电缆的传输效果。当系统从一只摄像机切换到另一只摄像机上时，会发生细微的跳变，这是传输过程中的滞后现象引起的，一般不会造成什么问题。此外，由于频率最高的那部分信号在长距离传输中可能会完全丢失，因而接收端得到的图像会丢失一部分细节，所以清晰度也会有一定程度的下降。一般，最后得到的图像只有约350TVL的分辨率。虽然，这比有些摄像机和监视器的550线分辨率要低得多，但对出入口控制和一般电视监控系统，已基本足够。

还需说明的是，双绞线视频传输设备本身还具有视频放大作用。如在信号传输距离达1km以上时，就省去了用同轴电缆传输所需的视频放大器，而用具有5类4对非屏蔽双绞线电缆代替4根同轴电缆，不仅减少了同轴电缆用量，还使布线施工的工作量减少了许多。

由上述可知，双绞线视频传输技术，不仅能有效地解决300m～2km距离内的视频图像传输问题，而且给工程布线带来了极大的方便，同时也节约了工程造价。因此，双绞线视频传输设备的使用，能改变智能大厦、智能小区及场地监控的传统布线方式，为视频监控工程设计提供了一种新的解决方案。

高清双绞线视频传输分配器解决方案

高清双绞线视频传输分配器广泛应用于楼宇、宾馆饭店、超市、商场等媒体播放系统中的视频信号传输，国内首创采用高性能广播级宽带视频大规模集成电路，使微分增益DG小于0.05%，微分相位DP小于0.050，带宽达到6MHZ，很好地解决了采用双绞线视频传输方案的广告机安装工程的高频补偿难题，它同样适用于HDTV信号的分配和传输。一路视频输入分成8路、12路、24路双绞线输出，作为发送器，在远端广告屏用接收器接收双绞线传输的差分信息，就可还原为视频信号。

双绞线视频收发器，也称为双绞线视频传输器。HD-MDI利用双绞线视频传输器与五类网络线缆代替同轴电缆传输高清数字视频，不仅解决了安防和视频广告工程中普通视频电缆存在的远距离传输信号严重失真，以及在复杂工业环境下的电磁视频干扰问题，而且大大节约了线路建设成本，施工和维护也变得十分简便，成为视频监控工程在解决1～3km中长距离传输问题上的一种最为经济实用的办法。

目前，已获得应用的有ZY系列双绞线视频传输器及其VGA传输器（VGA延长器）。VGA信号传输器将H和V信号编码至RGB信号上加重处理后发送，仅利用CAT-5电缆的三对双绞线完成VGA、SVGA、SXGA信号的编解码，接收端采用卓越的去加重、5段极点均衡补偿和亮度、对比度控制，使SVGA的传输距离达到50m、100m、300m至500m或更远。因而它完全代替了原来用VGA信号放大器延长VGA信号的做法。下面就简介一下利用ZY系列双绞线视频传输器及其VGA传输器的几种双绞线视频传输解决方案。

一路双绞线视频传输器方案

当发送器与接收器使用ZY300T/R无源双绞线视频传输器时，传输距离300m；当使用ZY701、900T/R有源双绞线视频传输器时，传输距离900m；当使用ZY1200T/R有源双绞线视频传输器时，传输距离1200m。

一路发送四路接收双绞线视频传输器方案

当采用ZY1200-4T/R有源双绞线视频传输器接入，即可组成一路发送四路接收双绞线视频传输器方案，其传输距离达1200m。

一路发送八路接收双绞线视频传输器方案

当发送器与接收器使用ZY1200-8T/R有源双绞线视频传输器时，传输距离1200m。

一路双绞线VGA传输器方案

当使用双绞线VGA视频传输器ZY-VGA50R/T时，传输距离50m；当使用双绞线VGA视频传输器ZY-VGA150R/T时，传输距离150m；当使用双绞线VGA视频传输器ZY-VGA300R/T时，传输距离300m；当使用双绞线VGA视频传输器ZYVGA500R/T时，传输距离500m。

四路双绞线VGA传输器方案

四路双绞线VGA传输器方案，如图2所示。

图2 四路双绞线VGA传输器方案

四路双绞线VGA传输器方案采用ZY-VGA4T型双绞线VGA发送器，当它和ZY-VGA50R双绞线VGA接收器配合使用，传输距离为50m；当它和ZY-VGA150R接收器配合使用，传输距离为150m；当它和ZY-VGA300R接收器配合使用，传输距离为300m；当它和ZY-VGA500R接收器配合使用，传输距离为500m。

VGA信号传输器广泛应用于军事演习大型指挥系统，酒店KTV点歌系统，电梯液晶显示系统，大型电厂图像监控系统，大型会议显示系统，电视台背景大屏幕显示系统，工业自动化远程控制系统，火车站大屏幕系统，列车车厢显示系统，超市图像音响的远程传输、商务办公楼多媒体广告系统等等。

HD-MDI系统工程中应注意的几个问题

在HD-MDI系统实际工程应用中，为了更好地发挥双绞线传输技术的优势，必须要选用高质量的双绞线传输设备和合格的双绞线，同时也要搞好工程设计和施工。注意如下问题：

选用高质量的双绞线传输设备合格的双绞线

双绞线传输设备是监控图像传输的核心。它既要保证图像传输质量，又要做好防雷和防干扰设计。不同厂家的设备除了在较远距离传输时图像质量相差较大外，在设备防护和可靠性方面也存在着很大的技术差异。一定要选用具有较强技术实力的专业图像传输设备生产厂家的产品，同时不要只关心产品的价格，而重点是要选用高性价比的产品。

选用合格的双绞线，并注意分布电容与环路电阻两个参数

双绞线也是监控图像传输系统中的重要环节，必须要选用合格的双绞线。在工程选用时应着重注意选择如下的两个参数：

·双绞线的分布电容，它最好要小于50～60pF/m的同轴电缆(SYV75-5)的分布电容；

·双绞线对的环路电阻应小于18Ω/m。这个环路电阻是将某对双绞线的一端短接，用万用表在另一端测得的直流电阻值。

这两个参数直接影响到传输距离以及图像的色彩。此外，双绞线对的绞距也会对图像传输性能以及抗干扰能力产生影响（请参考5类非屏蔽双绞线相关标准）。

双绞线收发设备之间只能点到点连接

工程施工时，注意线缆要连接可靠，并做好防护。尤其注意双绞线收发设备之间只能点到点连接，不能从线路中间桥接分支，否则会因信号反射而产生重影。

收发两端做好保护接地

在双绞线平衡传输设备的收发两端，都要做好保护接地措施，并将保护地与设备进行可靠连接，以抵御浪涌冲击和感应雷击。

多路施工的精细调节

通常，300m以内，采用无源双绞线传输器即可实现高品质视频传输，相关技术非常成熟，不需进行信号调整，使用简单，已被广泛应用；但300m～2000m传输时，需要使用有源双绞线视频传输器，现有市场上的有源传输器基本需要用户根据双绞线的长度手工进行信号调整，对工程人员技术依赖性较高，多路施工时调节的过程耗时较多，且图像的一致性不容易作到很理想，因而必须注意精细调节。

但是，如果采用下面的免调试、自适应有源双绞线视频传输器，就能够根据所铺设线路的长短，在启用后的极短时间内能自动将图像调整到最佳，从而使施工效率大大提高。

免调试自适应双绞线视频传输技术

双绞线传输平衡模拟视频信号的技术出现很早，它是模拟视频传输技术的一个分支。它的出现很好地解决了两个方面的问题：

·它解决了300m～1200m距离范围内高质量图像信号传输的问题。因为在这段距离范围内，同轴电缆传输难以达到要求，而光纤传输又显得不太经济；

·它解决了大规模密集型监控网络的布线问题。双绞线自身的尺寸和柔软性，克服了大量使用同轴电缆时的布线难题，同时双绞线本身的特性决定了其比同轴线缆的抗干扰能力大大增强，所以它在监控网络的应用立即引起了业界广泛的关注，在较短的时间内已经被大量应用到工程实践中，并且取得了很好的使用成果。

与同轴电缆传输的非平衡信号不同，双绞线传输的是平衡模拟视频信号，因此需要配合相应的双绞线传输器使用。通常，300m以内，采用无源双绞线传输器即可实现高品质视频传输，相关技术非常成熟，使用简单，已被广泛应用；300m～2000m传输时，需要使用有源双绞线视频传输器使用，现有市场上的有源传输器基本需要用户根据双绞线的长度手工进行信号调整，对工程人员技术依赖性较高，多路施工时调节的过程耗时较多，且图像的一致性不是很理想。

近2年，出现了免调试、自适应有源双绞线视频传输器新产品，它主要是为了解决现有有源手工调节传输器在设备调试操作繁杂、多路图像一致性不好等应用问题。设备能够根据所铺设线路的长短，在启用后的极短时间内能自动将图像调整到最佳，施工效率极高。

目前，全球有三家能够提供自适应双绞线传输器技术方案，分别是美国Intersil、美国Maxim和国内的Chipmap。美国Intersil是国际有名的IC提供商，其于2010年下半年推出了一款用于自适应视频接收的专用芯片，其优点是图像传输距离远（经过测试，前端使用无源发射的情况下，可以达到1400m有效传输），缺点是芯片价格非常昂贵，因此国内除了一些高端定制的机器除外，并未广泛应用；美国Maxim在较早时间推出了全球首颗自适应视频接收芯片，该芯片最大不足之处是图像传输距离较近（经过测试，前端使用无源发射的情况下，仅达到600～700m有效传输），虽然价格相对Intersil较低，但整体的性价比并不高。国内早期曾有几家品牌厂商采用该方案推出了免调试、自适应的视频传输器，但2010年底时陆续清仓撤换，估计也是基于此种原因所导致；目前，国内chipmap智能模块方案在自适应传输应用方面还具备一些优势，该方案是在现有有源手拨双绞线传输方案的基础上改进而来，可实现1200m距离的高品质画质传输（前端搭配无源产品），价格方面也比较低廉（价格比Maxim略低）。经实际测试Chipmap方案证明，图像质量令人满意的距离，是在1200m以内（前端搭配无源产品）。

随着同轴线缆的材料成本越来越高及本身抗干扰性不强等特点，越来越多的中短距视频传输，会越来越多使用双绞线作为传输介质。而免调试、自适应的传输器在应用上，不管是对工程人员的技术经验还是对设备本身的依赖度都非常低，因而可以加快工程施工进度。同时，在实际使用当中，免调试、自适应视频传输器也有时充当线路测试的角色，可以在短时间内完成线路通断测试，以及对线路情况的校验。此外，在一些视频传输距离经常变动的应用领域，免调试、自适应视频传输器的优势会更加明显。

目前，国内市场上能见到的免调试、自适应视频传输器也只有深圳优特普的产品，其他的并不多见，其主要原因：一是技术门槛较高；二是价格所导致，因为现有产品的价格比手动调节的仍然略高一些。随着市场接受程度的加强深入，厂家之间竞争的加强，免调试、自适应视频传输器在价格方面会越来越有优势，将逐渐能够取代现有手工调节有源传输产品的主导地位，使得监控工程的应用安装，能上一个新的台阶。

HD-MDI存在的问题及发展方向

HD-MDI存在的问题

传输距离受制约

采用双绞线传输，虽然成本低，但和HD-SDI一样受传输距离的制约，这是HD-MDI发展的一大制约因素。

系统配套产品欠缺

由于MDI技术推出相对较晚，参与进来的厂商公司还不是很多，系统配套产品有所欠缺，如缺少大路数的MDI-DVR，多路光端机、矩阵等，虽然现在有厂商正在加紧研制，但是毕竟起步晚，对于市场的急切需求暂时还远水不解近渴。

摄像机图像质量还需改进与提高

前端宽动态摄像机的数量也需大大跟上HDMDI的发展速度，摄像机的图像清晰度和红外夜视效果也是HD-MDI需要改进与提高的地方。

在市场方面，由于推广过程还是比较曲折，业内人对MDI缺乏一定的认知和接受，还需要对行业进行MDI概念的普及宣传。

有源双绞线视频传输器智能性不高

一般，尤其当用到600m以上需要有源双绞线传输器的时候。总是要不断调节拨码开关来适应长距离传输，影响系统施工效率。

MDI在市场的宣传力度不够

纵观安防市场，高清作为未来主流已毫无置疑，MDI目前在高清市场的占有量非常有限，行业认知和宣传力度还远不如IPC和SDI。因此，业内人士对MDI缺乏一定的认知和接受，还需要对行业进行MDI概念的普及宣传。

HD-MDI的发展方向

任何新生事物的成长都需要一定的时间，MDI想在高清市场雄踞一方，除克服上面所述的自身发展的缺陷问题外，目前必须要向下列方向发展。

向集成度更高方向发展

目前，利用双绞线传输器替代传统的同轴线的传输方案和部分短距离的光纤传输方案还是当下的主要应用点。如优特普提出V-PAD概念，就是要将Video视频/Power电源/Data数据/Audio音频四种信号通过一根网线来完成传输，这样一来，模拟摄像头的所有主要接口信号就可以在一根网线上完成，从而使产品的集成度大大提高，极大地方便了工程的施工。

总之，目前必须要向集成度更高方向发展，以提升HD-MDI系统的实力。

向智能性更高方向发展

工程师在使用双绞线传输器的时候，往往会觉得使用起来很麻烦，特别是当用到600m以上需要有源双绞线传输器的时候。因为老一代产品总是要不断调节拨码开关来适应长距离传输。

需要人为的调节就会消耗人力成本，所以市场期待更新一代的全自动智能产品。根据目前各大芯片公司提供的方案，目前市场上已经有一批全自动的传输产品，如优特普公司的UTP116R-U，深圳乐视等也推出过自动增益产品等。由于这种技术目前处于试用阶段，稳定性还有待提升。总之，目前必须要向智能性更高方向发展。未来，自动增益的智能产品一定会成为双绞线传输产品的主流。

向稳定性更高方向发展

影响安防工程商和安防工程设计人员选用双绞线传输产品的一个重要因素就是产品的稳定性。常有对双绞线传输器不稳定的担忧，担心重要的工程使用了双绞线传输器后会出现故障或雷击，担心抗干扰的性能，担心防浪涌的能力等等。在许多人看来，双绞线在传输信号时大部分的情况都是没有屏蔽层的，没有屏蔽的电缆能不受干扰吗？裸露的线不会受到感应雷的袭击吗？这些担心都非常正常，也是产品生产的企业必须解决的问题。一方面，随着技术的成熟，产品的稳定性会大大提升，产品在做防雷、抗干扰、防水等等设计的手段和方式会更趋科学。如目前的产品，整体的稳定性比5年前已经有质的飞跃，售出产品的故障率也在逐年下降；另一方面，安装工程商多年积累的经验会给双绞线传输系统提供一个相对更为安全的环境，这些都是保证产品稳定工作的因素。总之，目前必须要向稳定性更高方向发展，使用者放心。

向产品安装更简便方向发展

对现场施工的工程师来说，安装方便是产品是否优质非常重要的一环，全球NVT公司设计的产品在性能上，在技术先进性上跟国内产品没有很大的区别，主要区别就是产品化的设计上系列化做得非常到位，设计出来的产品十分注重现场安装，大产品可以上机架，小产品有非常好的安装位，如单路的还可以拼装成16路的构架。而国内的企业起步较晚，创始人以电子技术出身居多，在产品机构和安装上总是差了一节，这给国内产品国际化，带来了很大的难度。

目前，国内企业从模仿别人的开始，到一点点的自主创新，有的大公司已经形成了自己的产品系统，在工业结构的设计上也有了突飞猛进，如UTP1系列，就是目前国内系列化比较完善的产品链。未来，双绞线传输器产品会越来越小型化、模块化，毕竟双绞线传输器是一个接口件产品，能小则小，出现故障能快速替换，并且替换的成本还很低，这样的产品才会得到客户的喜爱。

向信号传输距离更远方向发展

由于用网线传输电源的特殊性，该类产品传输距离一般都很近，目前最远的为300m，给摄像头供12V/1A电需要占用2对或更多的双绞线对，在当前广泛应用还有一段距离。但是，随着技术的不断进步，相信一定会看到传输距离更远的产品。

传输距离虽然非常重要，但市场的关注度显然在降低，原因之一就是80%以上的工程都在600m内，600m以上的是比较少的；第二个原因是600m以上的有光纤传输方案，所以双绞线传输器能传输1200m就足够了。其实双绞线传输器能传更远，根据优特普目前掌握的技术方案来说，传输2000m是一个很保守的距离，但相对光纤来说，这么远的距离是否有优势？总体来说，信号传输距离更远总是好事情，用一种方案解决一个工程远比用多个方案解决来得省心，而且2000m距离如用双绞线传输器肯定能节约大笔的成本，有这个驱动力，就一定会促成出现2000m甚至更远距离的产品。

向标准化方向发展

MDI作为高清行业的新技术，目前还缺乏相应的市场标准，很难被市场接受，并且前后端的配套产品也将很难实现。因此，建立专门的标准规范肯定对MDI的推广大有益处，而促成其大发展。

结束语

由上可知，MDI用网线作为数字信号的传输介质，相比SDI用同轴电缆做传输，技术上更成熟，成本更低，而且有着无可比拟的稳定性和抗干扰性，理论传输距离也可以做得更远，对于线材和布线要求更低，更适合各种安防工程实际应用。而MDI摄像机还可以用网络链路层技术轻易实现同时传输视频、音频、报警、控制等信号。因此，MDI摄像机相比SDI摄像机成本更低，抗干扰性更好，因而适合普及工程、普及推广。

对于原有的模拟系统，现在的MDI技术无法利用模拟系统里面使用的同轴电缆，在需要加入HDMDI高清摄像机的地方就需要重新布线，在后端则只需增加MDI录像机，就可以用管理软件对高清和原有的模拟系统同平台软件管理。整体方案和监控软件和传统模拟系统基本一致，因此客户升级到MDI高清系统，基本不用任何培训和适应。

双绞线传输技术应用到监控领域对监控图像传输具有重大意义，它为中远距离范围内的监控系统提供了价廉物美的传输方式，也必将被广大工程商和用户所接受，而发挥越来越大的作用。