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【摘要】综合布线，电缆衰减及补偿，均衡
【关键词】信号电缆 均衡器 数字脉冲 再生时钟
随着温州广电大楼800平米演播厅的建成即将投入使用，与总控机房的传输布线同时也在施工。考虑到节目量和资金问题，我们演播厅的拍摄设备有12+1讯道数字转播车兼顾，所以布线端是从总控机房到转播车车库，其测量长度为220米左右，800平米演播厅布线主要用于节目直播中信号传输。车库到总控机房的信号线有：4路SDI信号2主2备播出信号的传输，2路模拟信号1主1备播出信号的传输，8路音频信号4主4备播出音频信号传输，1路通话信号用超5类双绞线与总控的4芯信号相连。总控机房到演播厅的有：2路SDI信号1主1备播出信号监看，2路模拟信号1主1备播出信号监看，4路音频信号2主2备播出信号监听，1路时钟信号用于音响室与灯光室的时钟显示，视频电缆线采用佳耐美L-5CFB线缆，音频电缆采用佳耐美4芯星绞L-4E6AT电缆。我台目前播出还是SDI信号，考虑到以后信号格式升级到高清信号的需要预埋了4条光纤线缆。
现就SDI信号和模拟信号在传输中的衰减及补偿，均衡原理及传输中应用作下分析，在模拟时代，最常见的是在电缆发送端提供均衡，并且通常需要知道所使用的电缆类型及长度。尽管现在大家普遍使用数字电视，但信号通过同轴电缆传输的过程还是个模拟过程，对于有效传输数字信号的高频宽带而言，均衡更为重要。
在数字视频中，均衡器一般都是放在同轴电缆接收端处，使自适应均衡器可根据电缆长度及特征进行自我调节。
如图1，固定长度同轴电缆的输出信号在高频或数据率时降低。使用300米长的百通8281电缆，用30分贝就可衰减270Mb/s信号的高频元件。10年前，用早期的均衡器很难恢复该信号，对于SDI视频来说，300米通常为电缆的有效范围。随着均衡器的不断完善，现在350-400米也成为可能。
均衡器弥补高频响应的下降，见图2。这影响允许随着电缆长度变化进行操作。
图3所示，均衡器的输出信号随电缆长度变化基本上保持不变，电缆长度到达“峰值”的时刻也是均衡器增益最大的时候。之后信号迅速下降，并不可使用。
如上所述，同轴电缆的信号传输是个模拟过程，即使数据是作为数字脉冲进行传输的。原始数字信号以一串脉冲方式发出，其边缘与时钟同时发生。因其传输路径的频率响应不理想，甚至带均衡器，接收的信号也不再有明显的边缘，见下图4。为产生不理想波形的逻辑电平信号，信号不得不进行“限幅”，假定限幅一半。因脉冲边缘不再垂直，其可移除衍生脉冲并在信号中制造标记和空间失真。这些错误因电缆均衡器结合响应中的时间移位变化而变化。脉冲时钟中的快速移位叫做“抖动”，慢速变化见“漂移”。
我们知道，数字分量并行数据率为27MB/秒，10比特。当变成串行数据时，27MHZ 10倍频成为270MHZ时钟。在并转串移位寄存器的输出端就变成了270Mb/s的串行数据。
SDI信号在中等以上的电缆长度在没有均衡器的情况下，其接收的信号很差而且没用。图5及6分别显示100米和200米的8281电缆在均衡前的信号。
同轴电缆传送在数字环境中，设备之间的数字视频信号的传送多采用同轴电缆，其接口为SDI。串行数据发送电路的主要功能是：将数字视频并行信号变成串行信号，通过扰频和NRZI编码，可限制信号的直流成份，前者还有利于接收端回收时钟信号。电缆和连接器 目前模拟环境下使用的高质量视频电缆可以运行于数字系统。模拟环境下的视频电缆从直流到10MHZ都呈现很低的阻抗。这在数字领域也是需要的。但由于串行数字信号频率很高，这种电缆传输对数字视频信号将有明显的衰减。由于SDI接收端设有自动电缆均衡， 为了更好地传输数字视频信号。
自动均衡作用是，数字信号在电缆传输中不但幅度受到衰减，而且波形也会失真。频率越高，其传输距离会越短。一般来说，发送端数字信号电平为800mvp-p，对于270Mb/s的数字分量串行信号来说，经过220米电缆之后，其幅度已下降到30mv，脉冲波形变成了类似于正弦波的形状。经过自动均衡之后，脉冲幅度与波形得到明显改善，如图7显示经过均衡处理后的效果。尽管大有改善，波形衰减还是很明显。这些显示因波形中心的形状而被叫做“眼图”。当波形随着噪声和抖动的增大而降低，中心的“眼”闭合，信号就没用了。
随着电缆长度的增加，抖动增强，见图8，一旦均衡器离开顶部空间，抖动显著增强。幅度和高频特性随之逐渐下降，它对图像的影响是渐进的。电缆对数字信号的影响与模拟信号不一样。它不是渐进，而是突变。只要接收端可以恢复原来的数据，则信号质量不受任何衰减。即使说，200米的电缆与250米的电缆，其传输数字信号的质量是一样的，但逐渐增加到某个长度时，视频信号重现质量突然恶化，有时电缆长度之差仅几米，其图像可从完好变为完全没有。这种数字视频传送中特有的现象叫突变效应，这在设计和使用中要引起注意。
总控到车库实际布线的长度为205米，从以上对信号电缆的分析看到，205米信号电缆传输经过帧同步机接收、处理后输入到转播车上，信号完全能正常使用。
【关键词】信号电缆 均衡器 数字脉冲 再生时钟
随着温州广电大楼800平米演播厅的建成即将投入使用，与总控机房的传输布线同时也在施工。考虑到节目量和资金问题，我们演播厅的拍摄设备有12+1讯道数字转播车兼顾，所以布线端是从总控机房到转播车车库，其测量长度为220米左右，800平米演播厅布线主要用于节目直播中信号传输。车库到总控机房的信号线有：4路SDI信号2主2备播出信号的传输，2路模拟信号1主1备播出信号的传输，8路音频信号4主4备播出音频信号传输，1路通话信号用超5类双绞线与总控的4芯信号相连。总控机房到演播厅的有：2路SDI信号1主1备播出信号监看，2路模拟信号1主1备播出信号监看，4路音频信号2主2备播出信号监听，1路时钟信号用于音响室与灯光室的时钟显示，视频电缆线采用佳耐美L-5CFB线缆，音频电缆采用佳耐美4芯星绞L-4E6AT电缆。我台目前播出还是SDI信号，考虑到以后信号格式升级到高清信号的需要预埋了4条光纤线缆。
现就SDI信号和模拟信号在传输中的衰减及补偿，均衡原理及传输中应用作下分析，在模拟时代，最常见的是在电缆发送端提供均衡，并且通常需要知道所使用的电缆类型及长度。尽管现在大家普遍使用数字电视，但信号通过同轴电缆传输的过程还是个模拟过程，对于有效传输数字信号的高频宽带而言，均衡更为重要。
在数字视频中，均衡器一般都是放在同轴电缆接收端处，使自适应均衡器可根据电缆长度及特征进行自我调节。
如图1，固定长度同轴电缆的输出信号在高频或数据率时降低。使用300米长的百通8281电缆，用30分贝就可衰减270Mb/s信号的高频元件。10年前，用早期的均衡器很难恢复该信号，对于SDI视频来说，300米通常为电缆的有效范围。随着均衡器的不断完善，现在350-400米也成为可能。
均衡器弥补高频响应的下降，见图2。这影响允许随着电缆长度变化进行操作。
图3所示，均衡器的输出信号随电缆长度变化基本上保持不变，电缆长度到达“峰值”的时刻也是均衡器增益最大的时候。之后信号迅速下降，并不可使用。
如上所述，同轴电缆的信号传输是个模拟过程，即使数据是作为数字脉冲进行传输的。原始数字信号以一串脉冲方式发出，其边缘与时钟同时发生。因其传输路径的频率响应不理想，甚至带均衡器，接收的信号也不再有明显的边缘，见下图4。为产生不理想波形的逻辑电平信号，信号不得不进行“限幅”，假定限幅一半。因脉冲边缘不再垂直，其可移除衍生脉冲并在信号中制造标记和空间失真。这些错误因电缆均衡器结合响应中的时间移位变化而变化。脉冲时钟中的快速移位叫做“抖动”，慢速变化见“漂移”。
我们知道，数字分量并行数据率为27MB/秒，10比特。当变成串行数据时，27MHZ 10倍频成为270MHZ时钟。在并转串移位寄存器的输出端就变成了270Mb/s的串行数据。
SDI信号在中等以上的电缆长度在没有均衡器的情况下，其接收的信号很差而且没用。图5及6分别显示100米和200米的8281电缆在均衡前的信号。
同轴电缆传送在数字环境中，设备之间的数字视频信号的传送多采用同轴电缆，其接口为SDI。串行数据发送电路的主要功能是：将数字视频并行信号变成串行信号，通过扰频和NRZI编码，可限制信号的直流成份，前者还有利于接收端回收时钟信号。电缆和连接器 目前模拟环境下使用的高质量视频电缆可以运行于数字系统。模拟环境下的视频电缆从直流到10MHZ都呈现很低的阻抗。这在数字领域也是需要的。但由于串行数字信号频率很高，这种电缆传输对数字视频信号将有明显的衰减。由于SDI接收端设有自动电缆均衡， 为了更好地传输数字视频信号。
自动均衡作用是，数字信号在电缆传输中不但幅度受到衰减，而且波形也会失真。频率越高，其传输距离会越短。一般来说，发送端数字信号电平为800mvp-p，对于270Mb/s的数字分量串行信号来说，经过220米电缆之后，其幅度已下降到30mv，脉冲波形变成了类似于正弦波的形状。经过自动均衡之后，脉冲幅度与波形得到明显改善，如图7显示经过均衡处理后的效果。尽管大有改善，波形衰减还是很明显。这些显示因波形中心的形状而被叫做“眼图”。当波形随着噪声和抖动的增大而降低，中心的“眼”闭合，信号就没用了。
随着电缆长度的增加，抖动增强，见图8，一旦均衡器离开顶部空间，抖动显著增强。幅度和高频特性随之逐渐下降，它对图像的影响是渐进的。电缆对数字信号的影响与模拟信号不一样。它不是渐进，而是突变。只要接收端可以恢复原来的数据，则信号质量不受任何衰减。即使说，200米的电缆与250米的电缆，其传输数字信号的质量是一样的，但逐渐增加到某个长度时，视频信号重现质量突然恶化，有时电缆长度之差仅几米，其图像可从完好变为完全没有。这种数字视频传送中特有的现象叫突变效应，这在设计和使用中要引起注意。
总控到车库实际布线的长度为205米，从以上对信号电缆的分析看到，205米信号电缆传输经过帧同步机接收、处理后输入到转播车上，信号完全能正常使用。