解析VGA視頻雙絞線傳輸技術

        VGA視頻雙絞線傳輸技術在國內出現并生產出產品已經有很長時間了，對比傳統VGA傳輸方式，VGA雙絞線傳輸產品的技術更加可靠、傳輸距離更遠，并且價格并不高，可是很多工程商還是采用老式的傳輸方式，這是什么原因？

原因有二：

        一，新技術的宣傳力度不夠，工程商和用戶并不明白VGA雙絞線傳輸的優勢在哪里。VGA雙絞線傳輸產品生產商大多是技術出身，對技術持有的是保守態度，不僅不對市場進行宣傳，而且對客戶閉口不談技術原理，好像對別人說一句差分信號就泄密了。這是典型的小農意識，這樣對行業的長遠前景，市場的推廣相當不利，也不能讓工程商及用戶有更實惠的方案選擇。

        二、某些傳統VGA傳輸產品生產商不甘心失去曾經有的市場份額，不惜破壞誠信度、虛假吹噓設備性能。記得當年北京有公司的新推出雙絞線傳輸產品剛剛出現，宣傳能夠傳輸120米左右的時候，RGB傳輸方式宣傳可以到150米；到我們宣傳新一代雙絞線傳輸設備可以到達300米距離時，RGB傳輸設備也有人宣稱達到300米，甚至有人在千家論壇號稱RGB傳輸可以達到1000米距離；荒唐得不可想象，就是VGA光端機目前也不過是這個水準，多模VGA光端機的甚至還達不到這個距離。

為了真實了解VGA視頻傳輸技術誰優誰劣，下面我們來仔細分析一下：

一，VGA視頻定義

        VGA視頻是由IBM推出，英文全稱是Video Graphic Array，即顯示繪圖陣列。早期的VGA是支持在640X480的較高分辨率下同時顯示16種色彩或256種灰度。隨著各個電腦顯卡廠家的大力推廣及開發，VGA視頻模式已經擴展到支持分辨率800*600、1024*768…….2048*1536等，刷新率和色度也有大幅度提高。

二，VGA視頻信號組成

        VGA視頻信號是模擬分量信號，由5種信號組成，分別是R、G、B三原色及H、V行場同步信號。

        VGA視頻線由多根同軸電纜組成，行業內說法是3+4，3+6，3+9……等，表示內部線的數量，很多人以此來判斷線的質量。其實VGA的好壞還有一個重要標準，就是那個“3”—代表的RGB三原色的信號，這三根線的線芯直徑要粗，材質要純。

三，VGA視頻信號采用普通VGA線不能遠程傳輸的原因

        視頻信號傳輸過程中影響圖像質量的主要原因就是干擾和衰減，對于干擾一般采用屏蔽接地，抗干擾電路等就可以解決，對于衰減一般可以用前端放大、后端補償等模式解決。

        VGA視頻卻有它的特殊性：VGA視頻在使用VGA線遠距離傳輸的時候，采用上面的技術并不能解決問題。對于外部電磁干擾，有采用屏蔽層屏蔽接地，穿金屬管等方式來解決；但VGA視頻信號的干擾卻來自它內部本身：VGA線里面的RGB三原色信號都是非平衡信號，傳輸過程中都會對外發散電波，進而產生相互干擾，我們把這種情況叫串擾。在短距離傳輸里面，這種影響并不明顯；但是隨著距離加大，這種干擾就越來越強，最終導致圖像效果出現明顯的偏差，甚至完全不能顯示。

        這種來自內部的串擾具有VGA視頻信號本身一模一樣的幅頻特征，電路抗干擾只能針對具有不同幅頻特征的電磁干擾；而且這種串擾強度還會隨著信號強度的增強而增強，這意味著我們不能做前端放大；如果采用后端放大的模式，由于無法過濾串擾信號，放大電路會將串擾信號一起放大。既不能對信號做放大補償，也不能對干擾進行過濾，所以如果不在技術上面做徹底改變，就無法做到VGA視頻信號的遠程傳輸。嚴格來說普通VGA線的傳輸距離為15米，在對圖像質量標準下調（帶寬不高、容許一定圖像偏差）的情況下，采用放大電路可以達到30米。

四，RGB傳輸技術

        RGB傳輸技術是一種通過對VGA視頻信號進行分離，分別用五根同軸線纜來傳輸VGA視頻信號的R/G/B/H/V五種信號的傳輸方式。

        從技術上來分析，RGB傳輸方式沒有對VGA視頻信號進行技術上的改變，只能從傳輸形式上做了變動；在采用屏蔽較高的同軸電纜后，對VGA視頻信號的內部串擾起到了較好的抑制作用，也增加了VGA視頻信號的傳輸距離。那么RGB傳輸方式是否可以真正的解決VGA視頻傳輸的問題呢？

        同軸電纜特性決定了不適合VGA信號傳輸：同軸電纜本來是用于視頻信號基帶傳輸的線纜，在傳輸5M以下帶寬的信號衰減小，工程中一般用來傳輸帶寬6M以下的攝像機視頻圖像。VGA視頻在800*600/85hz視頻帶寬約為：57M，高分辨率情況下2048*1536/60hz帶寬約為300M。由于導體在傳輸交流信號的時候，同軸電纜中會產生渦流、趨膚效應，其強度隨著頻率越高而增強；因此同軸電纜的有效電阻會隨著信號頻率的升高而變大。實際測試中同軸電纜在傳輸5M帶寬以上信號的衰減急劇增大。

        因此我們不能把同軸電纜傳輸帶寬6M下視頻信號的傳輸距離等同于RGB模式下高帶寬VGA視頻信號的傳輸距離，同軸電纜也并不適合用來傳輸高頻的VGA信號。

        串擾：RGB傳輸模式對串擾的抑制作用對比原來的VGA先傳輸模式有所改善。但是沒有技術的革新，不能從根本上解決串擾問題，在長距離傳輸中，串擾問題同樣嚴重影響到圖像效果。

        RGB信號傳輸存在先天缺陷：從工程施工的角度,RGB傳輸存在重大的施工難點，現場施工布線過程中往往有很多拐彎的地方，由于一個VGA信號被分解為幾根同軸電纜傳輸，線的直徑變得很大，每根線每次拐彎的半徑都不一樣，這樣就出現多次拐彎后傳輸同一信號的幾根線長度不一，信號無法同步的現象。而在實驗室的測試圖像的時候則不存在線的長度差別，所以實驗傳輸的效果和現場施工的實際效果往往有很大的差別，甚至不得不返工而造成重大損失。

五，VGA雙絞線傳輸技術

        視頻雙絞線傳輸技術是國際上最近幾年才興起的熱門技術，最初也是用來傳輸普通視頻信號。廣州宏控電子科技有限公司也對雙絞線傳輸技術進行精心的研究，并推出VGA視頻延長器等一系列多功能產品，專門用來傳輸VGA視頻及相關其他信號。

        研究發現：利用平衡差分信號原理來傳輸VGA視頻信號，和傳統方式相比有巨大的優勢。非平衡信號轉為平衡信號后，會產生一對極性相反，波形相同的信號，通過一對緊密絞合在一起的雙絞線線對傳輸，在信號對外發散時，由于它們波形相同而極性相反，任何時候的對外發散的電波相互抵消為零，不對附近電纜產生影響，這樣就從技術上徹底解決VGA視頻的串擾問題。

        既然串擾的問題已經徹底解決，也就解放了VGA視頻信號傳輸技術上的限制。雖然網線的線芯比較細小，我們可以在近端做最大限度的放大處理，在遠端做最大的電路補償。

        雙絞線傳輸技術對抗外部電磁干擾的能力也非常強。當外部干擾對雙絞線產生干擾作用時，會同時對兩根繞在一起的正負信號產生相同的干擾，遠端接受信號的時候，兩根線的本來信號相加抵消為零，剩下的就是完整的干擾信號，我們只需按照干擾信號強度對傳輸過來的原信號進行反向補償，就可以實現信號的完整還原。

        VGA視頻信號組成為五種信號，網線里面只有4對線，要用網線傳輸VGA視頻信號，必須對信號進行重新編碼處理，同時通過編碼，我們也可以增強信號的抗干擾性。我們使用網線里面的三對雙絞線來傳輸VGA視頻的R/G/B三原色信號，然后對H/V信號進行編碼，混入R/G/B信號中傳輸，再在遠端進行分離解碼，還原為H/V行場同步信號，這樣網線中還可以多出一對雙絞線用來傳輸別的信號（如：音頻、鼠標鍵盤信號、RS485等）。

        看完上面的介紹，我們再來談一下，信號遠距離傳輸后，如何采集的問題，經過遠距離傳輸的VGA信號，如果要得到好的采集效果，就需要穩定且技術實現合理的VGA采集卡，市面上的VGA采集卡在市場需要不斷增加的過程中也在逐漸增多，但大多無法滿足專業及工業級的需求，筆者推薦一款多功能的采集卡，WIS-HDCAP1.0的高清視頻采集卡，除了能達到1080P的高清效果外，還直接VGA、DVI、分量、HDMI的多功能采集。

VGA視頻延長器對比其他方式的優勢：

        1，VGA雙絞線傳輸技術采用單根網線連接，和VGA線及RGB線纜比較，線材更便宜，購買十分方便；

        2，布線方便，網線柔軟而細小，施工時拐彎和穿管都非常容易；

        3，抗干擾性強；對外部電磁干擾有很強的抵抗力，在惡劣環境下性能穩定；

        4，功能強大，能同時傳輸VGA信號和其他信號，減少其他信號的布線費用；

        5，傳輸距離遠，圖像清晰，300米1024*768/60HZ -3db；

        6，價格低廉，目前150米內的VGA延長器價格已經比RGB長線驅動器低了不少；300米距離的延長器價格也不高。

        VGA視頻雙絞線傳輸技術作為最新一代VGA視頻傳輸的廉價解決方案，相比傳統方式具有巨大的技術優勢、價格優勢和使用施工方面的優勢，已成為VGA視頻傳輸工程廣泛使用的主導產品。

差分平衡信號已經成為計算機高帶寬信號的主要傳輸技術：

        前段時間見到某論壇里面在對攝像機視頻用雙絞線傳輸技術的爭論中，有的網友發言認為：雙絞線傳輸技術是國外過時的技術。這一意見居然還得到一些“工程師”的附和。筆者認為這些人并不了解最新的信號傳輸技術的發展，或者完全是一次惡意的攻擊。事實是：在計算機信號接口中，DVI視頻技術用5對差分信號來傳輸視頻，帶寬高達1.2G；HDMI1.3版和最新的DisplayPort數字視頻接口標準，也是采用差分平衡傳輸方式，帶寬高達10.2G；而USB信號僅僅采用一對差分信號傳輸數據，其2.0版本的信號帶寬可到480M?？梢?，差分平衡傳輸技術已經成為計算機高帶寬信號的主要傳輸技術。