同轴电缆传输网络的优势与应用

同轴电缆（Coaxial Cable）由铜质芯线内导体（单股实芯线或多股绞合线）、绝缘层、网状编织外导体屏蔽层及塑料护套外层组成，如图4-80所示。

同轴电缆具有优异的高频特性和极强的抗干扰能力，广泛用于闭路电视（CCTV）、有线电视（CATV）、微波通信、计算机局域网（LAN）和其他数字通信系统。由于性能价格比的优势，可替代光缆作为干线网络，用于较高速率的数据传输。

同轴电缆（Coaxial Cable）从用途上可分为基带同轴电缆（传输基带数据信号的同轴电缆）和宽带同轴电缆（传输射频模拟视频信号的同轴电缆）两类。

基带同轴电缆分为粗缆（RG-8、RG-11）和细缆（RG-58）两种。它们的特性阻抗均为50Ω，不加中间放大器的最大网线长度：粗缆为500m，细缆为185m；1km长粗缆的最高数据率为1～2Mbit/s。

图4-80 同轴电缆的结构

宽带同轴电缆（SYV、SYKV和SYDV等）的特性阻抗均为75Ω，最高传输频带宽度为1000MHz，主要用于CATV有线电视和CCTV视频监控系统。

同轴电缆的传输频带宽、图像失真小、传输损耗低，因此是中小型CCTV系统常用的一种传输方法。宽带同轴电缆可直接传送未经压缩编码的宽带模拟音视频信号，也可与有线电视传输系统一样，采用射频载波调制方法传送。对多路模拟音视频信号进行射频载波调制后，可在一根同轴电缆中实行多路视频信号复用和双向传输，并规定5～54MHz频段为监控中心向摄像机传送控制指令信号的专用通道，60～800MHz频段为各摄像机向监控中心传送音视频信号的专用通道。这种把多路模拟音视频信号分别对不同载波频率进行调制的“频率分割”复用技术，可在一根电缆中实行多路音视频信号和控制指令信号的双向传输，大大提高了传输线路的利用率。

在CCTV同轴电缆传输工程中，主要采用SYV、SYKV型聚乙烯同轴电缆和SSYKV型泡沫聚乙烯同轴电缆；它们的特性阻抗都为75Ω。

同轴电缆对模拟音视频信号（6MHz带宽）的衰减虽小，但当传输距离增加时，对音视频信号的衰减量增大，并且视频信号中的高频成分比低频成分的衰减更大，这种不均衡的频率衰减将导致图像质量下降。为此长距离传输时需在传输电缆中间采用电缆（频率衰减）均衡补偿放大器。一般来说，使用SYV-75-5型同轴电缆经300m传输后，还能达到400线左右的图像分辨率，色彩均衡度会受到影响；为保证获得优质图像，无电缆均衡补偿放大器的同轴电缆传输系统，SYV-75-3电缆不宜超过50m，SYV-75-5不宜超过100m，SYV-75-7不宜超过400m和SYV-75-9不宜超过600m。SYV-75-12以上的粗同轴电缆的无中继（电缆均衡补偿放大器）的最大传输距离可达1km。超过此长度就必须增加电缆均衡补偿放大器了。

1.50Ω同轴电缆

50Ω同轴电缆主要用于数据通信，传送基带数字信号。因此，50Ω同轴电缆又称为基带同轴电缆。用这种同轴电缆以10Mbit/s的速率将基带数字信号传送1km是完全可行的。一般来说，传输速率越高，能够传送的距离就越短。因此同轴电缆广泛用于局域网传输系统。

如果把最简单的基带数字信号（例如PCM信号）直接进行数据传输，最大问题是当连续出现一长串的“1”或“0”时，接收端无法从比特流中提取位同步信号，因此在计算机网络和基带数字信号传输中通常采用曼彻斯特（Manchester）编码和差分曼彻斯特编码两种方法，如图4-81所示。

图4-81 基带数字信号和另外两种编码方法(www.xing528.com)

曼彻斯特编码方法是将基带数字信号的每个码元再分成两个相等的间隔。当基带信号为高电平时，曼彻斯特码将由高电平转换到低电平；基带信号为低电平时，曼彻斯特码的转换则刚好相反。这种编码的好处是可以保证在每个基带数字信号码元的正中间时刻出现一次电平转换，便于接收端提取同步信号。缺点是它需占有的频带宽度比原来的基带数字信号增加了一倍。

差分曼彻斯特码是曼彻斯特码的一个变种，它的编码规则是若基带信号的码元为1，则差分码的前半个码元的电平与上一个码元的电平相同（图中的实心箭头）；但如果基带信号的码元为0，则差分码的前半个码元的电平与上一个码元的电平相反（图中的空心箭头）。不论基带数字信号的码元是1或0，在基带信号每个码元的中间时刻，一定要有一次电平转换。差分曼彻斯特编码需有较复杂的技术和增加一倍的带宽，但可获得更好的抗干扰性。

2.75Ω同轴电缆

75Ω同轴电缆又称宽带同轴电缆。传送模拟信号时，最高传输频率可达到1000MHz，传输距离可达100km。宽带同轴电缆通常划分为若干个独立信道，每个信道的带宽为6MHz或更大。6MHz带宽的信道可传送一路模拟电视信号，如果用来传送数字信号，数据率可达3Mbit/s。在计算机通信中，“宽带系统”是指采用了频分复用技术的模拟传输同轴电缆网络。

使用同轴电缆传送的800MHz闭路电视系统，规定5～54MHz低频段用于上行信道，作为用户向播放中心点播电视节目（VOD点播）的通信通道；60～860MHz高频段用于向用户传送节目信号使用，可设置很多个电视播放信道。这种采用单电缆进行双向传送的模拟通信系统，由电缆系统中设置的双向传输放大器来进行频段分配和控制上、下行的传输方向。

用于数据宽带传输的双工通信系统，一定要有数据发送和数据接收两条分开的数据通路。因此一般都用双电缆传输。表4-19是国产75Ω同轴电缆和美标RG59/U和RG6/U同轴电缆的主要技术特性。表4-20是75Ω同轴电缆规格表。

表4-19 国产75Ω同轴电缆和美标RG59/U和RG6/U同轴电缆的主要技术特性

表4-20 75Ω同轴电缆规格表

3.泄漏同轴电缆

泄漏同轴电缆是在外导体上开有各种形式的槽或孔，使在同轴电缆内部传输的信号泄漏到空间，因此不同频段的泄漏电缆，它的槽、孔尺寸和分布方式都不相同，目的是便于把信号泄漏出去。

泄漏同轴电缆主要用于无线移动通信，无线局域网信号通过敷设在大楼竖井或地下层的泄漏电缆，把各种频率的无线局域网信号引入建筑物、地下层或地铁隧道等区域，消除这些地方无线通信的死点或盲区。

通常150MHz频段用于寻呼信号，450MHz频段用于消防或警卫，900MHz和1.8GHz用于蜂窝或移动无线通信系统。