长距离AV信号传输技术
    要把音频或视频信号传输300英尺以上，最佳的选择是什么？
    信号能够传输多远的距离？毫无疑问，答案取决于许多因素，包括传输信号所采用的技术。但是，对于距离为300英尺以上的传输，有更多的问题要考虑，包括布线和人力的成本、带宽和安装的方便性等等。
    用长电缆传输的场合很多，如大学校园、大型购物中心、在多个建筑物同时播放服务的礼拜聚会场所。本文就长距离电缆传输项目进行设计和资金预算时要考虑的技术问题给出了总的看法。
    技术的选择
    对于长距离电缆传输来说，视听专业技术人员有如下若干有线和无线的可选方案：
    1. 同轴电缆
    同轴电缆有各种各样的直径，其中，厚硬的电缆信号损失较小，与较细的电缆相比，抗干扰的能力更强。所有同轴电缆在现场的安装和连接都方便、快捷。一般来说，对于距离为300英尺左右的应用，同轴电缆仍然是最为常见的主要信号传输技术，低分辨率的模拟视频、复合视频、标准视频或逐行分量模拟视频信号在标准的RG59同轴电缆上通常能够良好地传输几百英尺。 如果采用线路延长器或均衡分配放大器，低分辨率的视频信号可以非常好的质量在RG59电缆上传输高达1000英尺的距离。
    然而，同轴电缆的质量本身受铜线芯的影响很大，即使在相同的护套内的多根电缆线，有时侯也会造成问题。原因在于屏蔽网和中心导体之间夹心层的介质绝缘材料。信号传输的速度取决于介质常数，它与物理、化学和泡沫的密度有关，如果采用更为昂贵的电缆，你就不会遇到这种情况。
    现在测试的所有的多种电缆中，有多达10%的电缆不合格。在现场识别因介质引起的问题的方法之一是查看红、绿和蓝三色在垂直方向上是否对齐。白色包含所有的三色成分，所以，白色不像白色，它具有淡色的色彩。”
    介质引起的问题跟传输距离有什么关系？首先，在安装之前要测试电缆，以免在安装之后抽出坏的电缆，然后，再重新拉第二条电缆，两种情况都会进一步增加劳力成本。
    2. 5类/6类电缆
    这种电缆被大多数以太网本地局域网(LAN)用作干线，“类”前面的数字代表电缆的世代。所有5/6类电缆都是双绞线，但是，并不是所有的5/6类电缆都可用于音视频信号传输的应用。例如，在LAN中存在被发送和接收的数据，所以，以不同速率传输的一对5/6类电缆扭曲在一起就可以消除串扰。但是，对于单方向的视频数据流，那种设计会引起斜率问题，所以，对于视频应用，重要的是采取步骤利用无斜率问题的电缆或补偿电路来消除失真。
    因为5/6类电缆被广泛地用于LAN和其它应用中，其成本低廉，根据电缆类型和批量的大小。那种低成本使之非常具有诱惑力，可以不受限制地敷设，但是，在某些应用中滥用5/6类电缆可能会适得其反。
    如果用5/6类电缆传送具有大字符和图片的数字告示(信息发布应用)，那可能没有什么问题，但是，如果所传送的字符较小，那就不是无关紧要了。显示的效果取决于分辨率或刷新率。分辨率或刷新率越高，像素显示时间就越短。根据电缆的长度，显示高分辨率或刷新率的图片可能会成问题。在300英尺的距离，你肯定会遇到问题。
    3. 光缆
    有两类主要类型的光纤光缆，纤芯都细得和头发丝一样。第一类是单模光缆，所有的信息都由单一光束承载；第二类是多模光缆，它能够同时传输多条光束，因此，光缆的直径比单模光缆要粗，两种光缆都是由像毛发一样细的玻璃线制成。
    光纤的主要好处之一是各种信号以光束的形式发送，而不是以电波的形式发送，所以，跟铜缆技术不同，在长距离传输的过程中，光信号不会受到电阻的衰减。光趋向于随着距离的增加而散射，这种现象被称为模式散射，因此，多模光纤通常的覆盖距离最长为10英里，而单模光纤能够覆盖更长的距离。然而，虽然两种光纤都需要发射器(称为光发射器)，但是，据介绍，单模光纤所采用的发射器的价格要比多模应用中采用的发射器的价格贵4到5倍，大约为1,000美元。
    然而，即使对小于10英里的链路，单模光纤可能是较好的选择，原因之一就是带宽高。人们认为光纤是无限大的传输管道，但是，多模光纤有严重的带宽限制，特别是因为它涉及数字化的基带信号，如RGB视频。单模光纤没有这样的问题。
利用光波而不是电波的另一个好处是：音视频数据流不受干扰，也不会产生任何干扰，所以，光缆可以被安装在电线或5类电缆的附近。从长远来看，最好掌握这一点，因为迟早光缆都要被安装到现有基础设施的附近。人们心目中存在一种错误的概念，即光缆要以一些特殊的方式来安装，有人说，它们把光缆放在独立的导管中或把它与交流电源隔离开。
    4. 电线
    音视频信号也可以通过建筑物的电网进行传输，如利用一种称为HomePlug的技术。顾名思义，该技术通常被用于家庭的联网应用，但是，对于一些商业应用也是实用的。“有客户把它用于公寓大楼，在那里为安防摄像机传输低速率的视频内容。
    最新版本的HomePlug AV技术针对音频和高清晰视频进行的设计，具有高达200Mb/s的吞吐量、确保服务质量(QoS)的机制和128比特AES加密；其早期版本HomePlug 1.0支持最高10Mb/s的速率。两种技术都支持300米或990英尺的传输距离。
    建筑物的布线会影响传输距离和数据吞吐量，这一点要引起注意。如果信号要通过多个电路断路器或如果建筑物的布线从上世纪20年代沿用至今，那就会影响数据率。
    5. 无线电
    虽然802.11 WiFi有时侯被用于各种专业AV应用，如把笔记本电脑连接到用于演示的投影仪，但是，对于超过300英尺的距离来说是一个冒险的选择。它取决于你想要的稳妥程度，一般认为802.11g的传输距离为250英尺是没有问题的。
    问题之一是频率。虽然802.11a比起应用更广泛的802.11b的数据率高两倍，但是，它工作于更高的频率。通常，较低频率的信号传播得更远，所以，如果WiFi是唯一的选项，802.11b或g可能是尽可能扩展传输距离的较好选择。
    即将来临的WiFi - 802.11n - 对于300英尺以上的链路可能是可行的，原因在于采用了一种充分利用弱信号的天线技术。802.11n的传输距离应该比802.11g远两到三倍。
    要注意的是：虽然802.11n设备目前在商业上已经可用，但是，它是以该标准的初级版本为基础的，并可能与正式版本存在互操作性问题。该标准应该在今年晚些时候定案。
    如何实现长距离传输？
    面临如此多的选择，问题显然是哪一种技术最适合于实现300英尺以上的传输距离呢？不幸的是，对此没有简单的答案，部分原因在于有其它的考虑，如成本、带宽、安装的方便性等等。因此，着重考虑一种技术在处理超长链路上的能力，至少有助于缩小选择的范围。
    利用UTP电缆进行长距离传输的问题之一是斜率问题，它由电缆线对的不同扭曲率造成。结果是到达目的地的色彩信息失去同步，从而造成图像失真。
    对于距离超过300英尺(100米)的应用，格芬推荐采用光缆，因为光线具有更为稳定的特性和能力，能在这些距离上不受损失地传输非压缩的高清晰数据，光缆结合了发送器和接收器系统，从而使标准和高清晰数据瞬间被传输到1,640英尺(500米)以外的地方。我们目前正在利用类似的技术进行测试和开发，从而以完全的高清晰度把高清晰音频/视频信号的传输距离扩展到几千米。我们的目标是在今年年底前推出这种解决方案。
    对于铜缆来说，5类电缆常常是长距离视频数据传输的较好选择。与5芯同轴电缆(R、G、B、H和 V)相比，即使它采用目前的放大器，5类电缆也能够传输更远的距离。
    要注意接收器的传送距离和分辨率。通常你会发现接收器的规格上写着：最高清晰度1280×1024，最远500英尺，当你阅读那精巧的规格说明时，要注意那两个指标并不一定是匹配的，也就是说，对于640×480清晰度的信号，传输距离可能是500英尺；而对于1280×1024清晰度的信号，传输距离可能仅仅是175英尺。 
    人力因素
    当对长距离数据传输项目进行投标时，要考虑的一个变数就是人工成本，特别是在大城市。
    另一个要考虑的因素是安装的方便性。例如，光缆不受任何干扰并且本身不会产生任何干扰，所以，它可以安装在其它类型电缆无法工作的地方。在那些情形下，如果采用光缆能使安装更快，或如果采用光缆时布线更短的话，光纤可能就是不那么昂贵的选择，因为电缆布线要避免干扰的话，就要绕着布线，采用光缆布线则没有这个问题。光缆还能具有令人吃惊的柔软性，这也有助于减轻安装的困难和缩减开支。单跟光纤的弯曲半径小于6类电缆和同轴电缆，大约为1英寸。
    像各种其它技术一样，光纤可以在现场接合，但是，技术的选择会影响劳力成本。一个选项是采用光纤融接机，由它加热光纤以把两根光纤融接起来。根据功能的不同，光纤融接机的成本大约为16,000美元，所以，很少专业AV公司把它作为常备工具。“通常你可以聘请一个擅长光纤融接的工程师承包这件事。”
    光纤融接的一个便宜的、更为常见的选择方案是把两跟光纤的中心对准，然后，把它们插在一起，这个过程可能大约花费5分钟时间。效果也会超出你的满意度。
    光纤接合的第三种选择方案是用一根两英寸长的管子，把两跟光纤分别从这跟管子的两端插入，然后，通过旋紧管子的两端而把它们锁在一起。连接器的成本大约为15美元，利用常见的手工工具来处理光纤的裸露端口大约要花5分钟的时间。
    不论你选择什么技术，要确信要接合在一起的光纤属于同一类型。我们听说的唯一错误是有人试图把单模光纤和多模光纤融接起来，那绝对是不行的！
    5类电缆也可以被接合起来。我们已经有人把用于传输视频数据的一打5类电缆接合起来也没有发生问题。
长距离故障诊断有助于识别问题发生的地方。所有布线技术都有各种可选的工具，用来确定所存在的常常被称之为故障距离或断点或裂纹之类的故障。
    如何实现信号增强？
    对于长距离传输来说，铜缆技术需要采用增强器或转发器以放大随距离的增加而衰减的信号。这种做法的一个固有缺陷在于增强器也放大了沿着信号路径拾取的任何噪声；简单地增强所有频点的信号可能引起各种问题。
一些放大器放大了所有的频率成分，特别是低频信号被过放大了。
    这个问题促使该行业设计具有多极点的滤波器以保持一些频率成分的信号不至于太大。多年来，对于铜轴电缆已经做到的这一点，但是，从完美的角度来看，要采用无限数量的极点来实现完美的经校正的扁平曲线。那种曲线确实存在的。在5类电缆领域，我们已经做到了一些更为复杂精密的滤波器：一个7极点、复杂状态的可变滤波器。与市场上供应的5类电缆或同轴电缆相比，它对电缆的损耗做了非常非常精细的校正。
    信号传输之初的强度也决定它能够被传输到多远的距离。对于各种无线电技术来说，那是特别重要的。
大多麦克风发射器仅仅有10到50mW的RF输出功率，对于舞台应用来说，如果几只发射器彼此之间相距很近工作的话，为了防止接收器的过载，这个功率水平是良好的选择。然而，对于长距离传输，推荐采用额定功率为250mW的高功率发射器。 
    要达到可靠覆盖的距离，发射器和接收器的天线也是重要的因素。在接收端，采用诸如A12AD之类的有源方向性天线，可以极大地扩展系统的覆盖距离，这种天线有4dB的被动增益，加上10dB的放大器增益，能够把接收信号总共增强14dB。”
    对于大多数AV应用，光纤不需要任何增强器，因为信号不会像在铜缆上传输那样很容易地被衰减掉。实际上，那正是光纤被广泛地用于跨越大西洋和太平洋的海底电话线的原因之一。
    光纤在几英里范围内的传输效果都是良好的，光纤转发器获得了广泛应用，它容许把光信号传输到几百英里之外，但是，价格并不低廉。
    根据具体的应用，有可能混合搭配各种技术，以克服诸如成本或距离限制之类的问题。光纤市场可能将逐渐增长，在动态数字告示(信息发布)应用中，我们已经看到这种市场趋势正在到来，人们希望整个校园的多栋大楼之间都能够采用光纤作为骨干网，然后，再转换到采用铜缆技术。