在實際生活中，大部分監控和報警的聯動是被動式的，如何更加緊密地將其結合在一起，一直是備受關注的課題。而共纜一線通技術在不需增加電纜數量的情況下將監控系統可以實現視頻監控、雙向音頻對講、雙向報警聯動、事故預防功能，實現互動。

    在安防行業中,視頻監控和報警一直是最重要的兩大部分，很多監控系統都將視頻監控和報警結合在一起，但是大部分監控和報警的聯動是被動式的，監控和報警如何更加緊密地結合在一起，一直是備受關注的課題。

    安全防范是以防為主，對有可能產生危害的行為、事件提前預防，及時發現處理和事后取證。隨著互聯網、無線移動網技術的發展，監控和報警結合更加緊密，IP網絡監控已經可以將視頻、音頻、報警信號一起傳輸，實現智能視頻分析，實現雙向互動。但現階段很多已經建成的監控系統，準備新建的監控系統是采用視頻電纜傳輸模擬視頻信號，這些系統也需要實現音頻、報警雙向互動的功能、事故預防功能。但用現有技術要實現這些功能將需要增加大量電纜和設備，使系統復雜性增加，可靠性降低，系統造價加大。

    而共纜一線通新技術的出現，不需要增加電纜數量，采用新的頻分和時分傳輸技術使監控系統可以實現視頻監控、雙向音頻對講、雙向報警聯動、事故預防功能。新技術的應用可以在一根電纜上實現傳輸多路視頻、雙向音視頻、雙向報警聯動、RS485信號、電話信號、消防信號等。這項技術的應用可以把安防行業中最主要的監控和報警兩部分結合在一起，使被動的監控、報警轉變為主動的預防，音頻廣播和報警聯動控制，實現互動。

    共纜一線通技術介紹

    眾所周知，有線電視可以通過一根電纜將電視臺的多個頻道電視節目在電視機上清晰顯示出來，這種成熟技術應用到安防中就是共纜一線通技術。

    早在本世紀初，開始有人用有線電視的調制解調器應用于監控系統，后來出現了專用于監控的共纜一線通產品。通過一根電纜不僅可以將前端多個攝像機音視頻信號傳向監控中心，還可以從監控中心反向傳輸RS485云臺控制信號。

    這種基于頻分(頻率分配)的技術就是將攝像機輸出的0-8MHz音視頻信號調制到49.75MHz-860MHz以上頻段，每8MHz帶寬調制1路信號，各路音視頻調制信號混合到一根電纜上傳輸，在終端解調器解調出來音視頻信號。在終端將RS485信號調制到38MHz，反向傳輸到前端。

    共纜一線通的特點是信號樹形傳輸結構，使監控點信號就近接入，正向傳輸音視頻信號，反向傳輸485控制信號，高頻調制使其具有極強的抗干擾能力，可以節省電纜和工時費用，便于系統升級改造。

    共纜一線通發明專利技術 

    共纜一線通新技術是采用頻分技術、時分（時間分配）、新的反向傳輸技術實現在單根同軸電纜上傳輸多路視頻、雙向音頻廣播、雙向報警聯動、RS485、電話信號、消防信號等多種信號（圖1）。 

圖1：共纜一線通的信號樹形傳輸結構

    RS485信號是在5V左右的直流電平上疊加交流脈沖信號，傳輸距離遠，性能穩定。原有共纜一線通技術在傳輸RS485時是將RS485信號進行直流和交流部分分離，并將交流部分采用頻分調制技術調制到38MHz載波上，反向傳輸到前端，解調出交流信號部分，再疊加到直流電平上恢復出RS485信號。這種傳輸方式受輸入信號質量，信號交直流部分分離與合并，高頻調制信號傳輸距離等因素影響，調試過程復雜，信號穩定性差，容易造成誤碼率高。 

    新技術在傳輸RS485信號時，采用低頻信號在低頻通道傳輸，高頻信號與低頻信號相互隔離的技術，不需要拆分信號的交直流部分，保持原有信號傳輸。因此與單獨鋪設線纜傳輸RS485信號品質基本一樣，傳輸距離遠，不需要調試，保證每個前端調制器接收到穩定的信號（圖2）。
 

圖2：共纜一線通的傳輸技術示意圖

    這種傳輸技術不僅能反向傳輸RS485信號，還可以傳輸將交流信號疊加到直流電平的多種信號，如70-120V定壓廣播信號、53V電話信號，24V消防信號等。在與頻分、時分技術控制技術、畫面處理技術的結合后，在單根同軸電纜上實現多路信號傳輸。其工作原理是：

    1、正向音視頻和報警信號的傳輸：利用頻分技術，將不同監控點的音頻和視頻調制成不同頻道的高頻信號。利用時分技術，將警信號、設備狀態信號、探測器數據信號和音頻信號在不同時間，利用同一個通道分別傳輸不同的信號，實現音頻、報警、設備狀態、探測數據等多種信號傳輸。 
    2、反向信號的傳輸：利用頻分技術可以利用1M以下低頻通道反向傳輸低頻信號。利用時分技術在同一個通道不同的時間傳輸不同的信號。在控制云臺攝像機時傳輸通道傳輸RS485控制信號，需要對報警聯動控制時傳輸通道傳輸控制信號，而在需要傳輸廣播、電話時，通道則切換給相應的廣播、電話信號。 
    3、4畫面處理技術。利用畫面分割技術，可以將4路攝像機的音視頻信號處理成1路音視頻信號輸出，通過遠程RS485控制技術，可以實現四畫面分割顯示，單畫面切換顯示，每個攝像機云臺控制。如果按一根電纜傳輸16路音視頻信號，采用4畫面技術可以實現一根電纜傳輸64個實時音視頻信號，上百路分時信號。采用單片機和電腦控制技術，可以實現任意一個監控點獨立畫面的顯示。 
    4、技術上成熟性。基于有線電視的調制解調技術非常成熟，而單片機技術和電腦控制技術也是非常成熟，兩方面技術的結合，從技術層面上講也是成熟的。

    共纜一線通傳輸新技術的應用

    1、礦井監控系統應用

    我國礦井重大安全事故每年發生多起，由此造成的生命和財產損失巨大。如何避免惡性事故的發生及事故發生時采取行之有效的救援，一直是安全防護的重點課題。很多事故原因主要是通風設備出現問題，滲出瓦斯氣體濃度達到爆炸界限。如果能檢測出通風設備是否正常運行，是否有瓦斯氣體滲出，在瓦斯氣體濃度達到爆炸界限前及時預警，將可以避免事故的發生。

    共纜一線通新技術的監控系統可以效地預防惡性事故的發生，并在事故發生時，輔助救援人員采取應急措施。 

    其在礦井安全監控系統可實現如下功能：

    ·鋪設電纜少、實現多種信號的傳輸、系統升級容易、維護維修方便； 
    ·事故預防功能。瓦斯探測器可以實時監控瓦斯氣體的滲出和濃度，并將監測數據傳輸到監控中心，及時進行預警；對通風等設備運行狀態實時監測，設備出現故障時，及時報警； 
    ·可實現多種報警方式，監控系統實現視頻、雙向音頻廣播、雙向報警聯動。報警發生時，監控中心監視器自動顯示報警點視頻畫面和現場音頻，可以立即聯動控制應急設備的運行，設備運行狀態可以及時反饋到監控中心，有效地輔助工作人員進行事故處理； 
    ·遠程聯網功能，可使各級領導及時了解事故現場情況，及時做出決策。

     2、電梯視頻、音頻廣播對講、報警的應用

    電梯是日常生活中使用最多的乘載工具，電梯的安全也是備受關注。新的技術將使電梯監控實現：

    ·解決攝像機視頻圖像干擾。音視頻信號調制成高頻信號，躲開了電梯電機電磁輻射干擾源。不需要單獨配抗干擾器； 
    ·通過單根實現視頻、雙向音頻廣播、緊急報警功能。只要視頻圖像清晰，傳輸線路就完好，局部出現故障不影響整體； 
    ·不需要重復布線，利用原有電纜實現電梯監控系統改造； 
    ·可聯網組成大型電梯監控系統，電梯正常運行可播放背景音樂，電梯報警時，控制系統可自動切換報警電梯現場視頻、音頻信號給監視器，輔助監控人員立即做出響應。

    3、共纜一線通消防監控系統

    《城市消防遠程監控系統技術規范》為國家標準，編號為GB50440-2007，自2008年1月1日起實施。公安部消防局《關于印發<建筑消防設施及火災報警遠程監控系統技術論證及推廣應用座談會紀要的通知>》精神，利用技防手段提高城市抗御火災綜合能力，以“推廣使用先進消防技術”，“堅持科技先行，依靠科技進步不斷提升防火、滅火和救援能力”為指導，把城市消防安全遠程監控系統建設作為預防火災關口前移的重要平臺和技術支撐，整合部門消防監督和社會消防管理綜合資源，逐步推進城市消防安全遠程監控系統建設。

    監控技術應用于消防領域，將有效地提升防火、滅火和救援能力（圖3）。

圖3：共纜一線通監控系統示意圖

    ·共纜一線通新技術可以實現24V消防總線與各種控制信號在一根電纜上傳輸，與現有消防報警系統結合使用； 
    ·開發新型火災報警監控系統。配合視頻煙霧、火苗監測分析軟件，可以對火災初期的煙霧、火苗及時偵測，借助音視頻圖像和煙感溫感數據探測器、報警器配合更早地發現火災隱患，加強了消防監控系統的預警能力； 
    ·通過視頻圖像實時監控和對報警探測器、消防設備運行狀態的輸入輸出電纜的實時斷線報警監測，前端和終端設備自檢，確保報警線路的暢通和設備正常運行； 
    ·通過視頻圖像的監控，有效地排除誤報警；在出現火災時通過雙向報警聯動有效地啟動消防設備、了解消防設備運行情況；通過雙向音頻廣播和電話音頻對講，有效地進行現場指揮和人群疏散工作； 
    ·通過互聯網、無線移動網實現城市消防遠程監控。

    在消防監控應用中，共纜一線通技術的樹狀結構與消防總線方式接近，可以與現有消防技術結合組成新型消防報警系統。新系統每個監控點可以接的8個報警探測器、設備狀態的輸入信號，8個報警聯動輸出控制信號，可實現視音頻、廣播、電話信號的傳輸。而每根主干線可以傳輸幾十個監控點信號，每個監控點的信號有幾十種，這就可以實現一根主電纜傳輸上百路信號。而通過視頻圖像的清晰度，斷線自動檢測技術。有效地保證了傳輸電纜上所有信號的傳輸質量。

    將先進的監控技術應用于消防中，提高了預防作用和出現火情時及時采取有效措施。

    4、城市監控報警系統 

    城市遠程監控報警聯網系統的主干線傳輸是基于光纖直傳或互聯網技術，但具體到局部，很多已經建成或計劃新建的監控系統是用傳統的視頻電纜傳輸視頻信號。在以視頻電纜作為傳輸的監控系統，共纜一線通新技術就可以得到廣泛的應用。

    ·已有監控系統擴建升級改造。在不需要重新鋪設電纜的情況下，對原有監控系統升級改造。通過添加設備可以增加固定或云臺攝像機，增加雙向音頻廣播、報警聯動，以最低的費用滿足系統最大的功能需求； 
    ·新建系統可以減少電纜的使用數量，減輕施工的復雜程度，節省人員工時，降低工程的造價，滿足最大的功能需求；  ·隨著有線電視技術的發展，射頻光端機使得共纜一線通傳輸距離無限延長，使共纜技術在城市監控報警系統中的應用具有廣闊的發展空間。

    結語

    共纜一線通技術在監控系統中應用最多的是在視頻圖像出現干擾時解決干擾問題，其次是多路視頻信號在一根電纜傳輸可以節省材料和人工費用。而新技術的特點一是加強了事故預防功能。借助監控現場實時檢測數據，如瓦斯氣體等有害氣體、溫度、煙霧、濕度、設備狀態等數據檢測，及早發現事故隱患，有效地預防了一些事故的發生。二是增加了監控系統所需要的雙向音頻對講、雙向報警聯動，有效處理報警事件。三是進一步簡化了共纜一線通施工、調試的復雜性，節省了大量材料和人工費用。

    在以模擬攝像機和視頻電纜傳輸為主的年代，這項技術還是有廣闊的發展空間，但新技術的應用和發展還需要得到方方面面的支持，需用通過實際應用來不斷推出滿足各種需求的新產品，使新技術產品得到推廣和普及，讓自主知識產權的新技術產品走出國門走向世界。