型的电视监控系统主要由前端设备和后端设备这两大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系（也可称作传输系统）可通过电缆、光纤或微波等多种方式来实现。如图1-1所示，电视监控系统由摄像机部分（有时还有麦克）、传输部分、控制部分以及显示和记录部分四大块组成。在每一部分中，又含有更加具体的设备或部件。
1. 1 主要设备
1. 1. 1 摄像部分
摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。它布置在被监视场所的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。有时，被监视场所面积较大，为了节省摄像机所用的数量、简化传输系统及控制与显示系统，在摄像机上加装电动的（可遥控的）可变焦距（变倍）镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚；有时还把摄像机安装在电动云台上，通过控制台的控制，可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度、面积更大。总之，摄像机就像整个系统的眼睛一样，把它监视的内容变为图像信号，传送给控制中心的监视器上。由于摄像部分是系统的最前端，并且被监视场所的情况是由它变成图像信号传送到控制中心的监视器上，所以从整个系统来讲，摄像部分是系统的原始信号源。因此，摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量。从系统噪声计算理论的角度来讲，影响系统噪声的最大因素是系统中的第一级的输出（在这里即为摄像机的图像信号输出）信号信噪比的情况。所以，认真选择和处理摄像部分是至关重要的。如果摄像机输出的图像信号经过传输部分、控制部分之后到达监视器上，那么到达监视器上的图像信号信噪比将下降，这是由于传输及控制部分的线路、放大器、切换器、等又引入了噪声的缘故。
除了上述的有关讨论之外，对于摄像部分来说，在某些情况下，特别是在室外应用的情况下，为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，对摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩，甚至对云台也要有相应的防护措施。这些也将在后面的有关章节中讨论。
1. 1. 2 传输部分
传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的是传输图像信号。但是，由于某些系统中除图像外，还要传输声音信号，同时，由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输，所以我们这里所讲的传输部分，通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和。
如前所述，传输部分主要传输的内容是图像信号。因此重点研究图像信号的传输方式及传输中有关问题是非常重要的。对图像信号的传输，重点要求是在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声、失真（色度信号与亮度信号均不产生明显的失真），保证原始图像信号（从摄像机输出的图像信号）的清晰度和灰度等级没有明显下降等等。这就要求传输系统在衰减方面、引入噪声方面、幅频特性和相频特性方面有良好的性能。
在传输方式上，目前电视监控系统多半采用视频基带传输方式。如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采用射频传输方式或光纤传输方式。对以上这些不同的传输方式，所使用的传输部件及传输线路都有较大的不同。
1. 1. 3 控制部分
控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要由总控制台（有些系统还设有副控制台）组成。总控制台中主要的功能有：视频信号放大与分配、图像信号的较正与补偿、图像信号的切换、图像信号（或包括声音信号）的记录、摄像机及其辅助部件（如镜头、云台、防护罩等）的控制（遥控）等等。在上述的各部分中，对图像质量影响最大的是放大与与分配、较正与补偿、图像信号的切换三部分。在某些摄像机距离控制中心很近、或对整个系统指标要求不高的情况下，在总控制台中往往不设较正与补偿部分。但对某些距离较远，或由于传输方式的要求等原因，校正与补偿是非常重要的。因为图像信号经过传输之后，往往其幅频特性（由于不同频率成分到达总控制台时，衰减是不同的，因而造成图像信号不同频率成分的幅度不同，此称为幅频特性）、相频特性（不同频率的图像信号通过传输部分后产生的相移不同，此称为相频特性）无法绝对保证指标的要求，所以在控制台上要对传输过来的图像信号进行幅频和相频的校正与补偿。经过校正与补偿的图像信号，再经过分配和放大，进入视频切换部分，然后送到监视器上。总控制台的另一个重要方面是能对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行遥控，以完成对被监视的场所全面、详细的监视或跟踪监视。总控制台上设有的录像机，可以随时把发生情况的被监视场所的图像记录下来，以便事后备查或作为重要依据。目前，有些控制台上高设有一台或两台“长延时录像机”，这种录像机可用一盘60分钟带长的录像带记录长达几天时间的图像信号，这样就可以对某些非常重要的被监视场所的图像连续记录，而不必使用大量的录像带。还有的总控制台上设有“多画面分割器”，如四画面、九画面、十六画面等等。也就是说，通过这个设备，可以在一台监视器上同时显示出四个、九个、十六个摄像机送来的各个被监视场所的画面，并用一台常规录像机或长延时录像机进行记录。上述这些功能的设置，要根据系统的要求而定，不一定都采用。
目前生产的总控制台，在控制功能上，控制摄像机的台数上往往都做成积木式的。可以根据要求进行组合。另外，在总控制台上还设有时间及地址的字符发生器，通过这个装置可以把年、月、日、时、分、秒都显示出来，并把被监视场所的地址、名称显示出来。在录像机上可以记录，这样对以后的备查提供了方便。
总控制台对摄像机及其辅助设备（如镜头、云台、防护罩等）的控制一般采用总线方式，把控制信号送给各摄像机附近的“终端解码箱”，在终端解码箱上将总控制台送来的编码控制信号解出，成为控制动作的命令信号，再去控制摄像机及其辅助设备的各种动作（如镜头的变倍、云台的转动等）。在某些摄像机距离控制中心很近的情况下，为节省开支，也可采用由控制台直接送出控制动作的命令信号——即“开、关”信号。总之，根据系统构成的情况及要求，可以综合考虑，以完成对总控制台的设计要求或订购要求。
1. 1. 4 显示部分
显示部分一般由几台或多台监视器（或带视频输入的普通电视机）组成。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。在电视监视系统中，特别是在由多台摄像机组成的电视监控系统中，一般都不是一台监视器对应一台摄像机进行显示，而是几台摄像机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。这样做一是可以节省设备，减少空间的占用；二是没有必要一一对应显示。因为被监视场所的情况不可能同时发生意外情况，所以平时只要隔一定的时间（比如几秒、十几秒或几十秒）显示一下即可。当某个被监视的场所发生情况时，可以通过切换器将这一路信号切换到某一台监视器上一直显示，并通过控制台对其遥控跟踪记录。所以，在一般的系统中通常都采用四比一、八比一、甚至十六比一的摄像机对监视器的比例数设置监视器的数量。目前，常用的摄像机对监视器的比例数为四比一，即四台摄像机对应一台监视轮流显示，当摄像机的台数很多时，再采用八比一或十六比一的设置方案。另外，由于 “画面分割器”的应用，在有些摄像机台数很多的系统中，用画面分割器把几台摄像机送来的图像信号同时显示在一台监视器上，也就是在一台较大屏幕的监视器上，把屏幕分成几个面积相等的小画面，每个画面显示一个摄像机送来的画面。这样可以大大节省监视器，并且操作人员观看起来也比较方便。但是，这种方案不宜在一台监视器上同时显示太多的分割画面，否则会使某些细节难以看清楚，影响监控的效果。个人认为，四分割或九分割较为合适。
为了节省开支，对于非特殊要求的电视监控系统，监视器可采用有视频输入端子的普通电视机，而不必采用造价较高的专用监视器。监视器（或电视机）的屏幕尺寸宜采用14英寸至18英寸之间的，如果采用了“画面分割器”，可选用较大屏幕的监视器。
放置监视器的位置应适合操作者观看的距离、角度和高度。一般是在总控制台的后方，设置专用的监视架子，把监视器摆放在架子上。
监视器的选择，应满足系统总的功能和总的技术指标的要求，特别是应满足长时间连续工作的要求。由于监视器或电视机已有成型的产品，大家都很熟悉，在此不作详述。
系统设计：
1. 2 中小型电视监控系统
通常的电视监控系统规模都不大，功能也相对简单，但其适用的范围非常广。所监视的对象也不仅仅限于想到的人、商品、货物或车辆，有些应用系统还涉及到对诸如天然气罐、高油墨瓜炉的监视，另有些应用系统则需要对工厂的烟囱及排污管道进行曲监视。电视监控系统可以自成体系，也可以与防盗报警系统或出入口控制系统组合，构成综合保安监控系统。一般来说，典型中小型电视监控系统的摄像监视点数不超过32点，造价大都在几万~几十万元。
1. 2. 1 简单的定点监控系统
最简单的定点监控系统就是在监视现场安置定点摄像机（摄像机配接定焦镜头），通过同轴电缆将视频信号传输到监控室内的监视器。例如，在小型工厂的大门口安置一台摄像机，并通过同轴电缆将视频信号传送到厂办公室内的监视器（或电视机）上，管理人员就可以看到哪些人上班迟到或早退，离厂时是否携带了厂内的物品。若是再配置一台录像机，还可以把监视的画面记录下来，供日后检索查证。
这种简单的定点监控系统适用于多种应用场合。当摄像机的数量较多时，可通过多路切换器、画面分割器或系统主机进行监视。以某著名外企总部为例，该总部曾多次丢失高档笔记本电脑，后来在其各楼层的所有12个出口都安装了定点摄像机，并配备了3台四画面分割器和24小时实时录像机，有效地杜绝了上述失盗现象。
某招待所也是采用了这种简单的定点监控系统。这是在1~6层客房通道的两端各安装一台定点黑白摄像机，加上大门口、门厅、后门、停车场等4个监视点共计16台摄像机，再配置一台16画面分割器、一台29英寸大屏幕彩电和一台24小时录像机便构成了完整的监控系统。
当监视的点数增加时会使系统规模变大，但如果没有其他附加设备及要求，这类监控系统仍可归属于简单的定点系统，以某超市的闭路电视监控系统为例，由于该超市的营业面积较大（上下两层总计约16000㎡），货架较多，总共安装了48台定点黑白摄像机。这48台摄像机的信号被分成了3组，分别接到了对应的16画面分割器、17英寸黑白监视器和24小时录像机（该超市的实际工程中另外增加了防盗报警系统和公共广播/背景音乐系统，此处从略）。图1-2示出了该超市电视监控系统的构成。
图1-2该超市电视监控系统的构成
1. 2. 2 简单的全方位监控系统
全方位监控系统是将前述定点监控系统中的定焦镜头换成电动变焦镜头，并增加可上下左右运动的全方位云台（云台内部有两个电动机），使每个监视点的摄像机可以进行上下左右的扫视，其所配镜头的焦距也可在一定范围内变化（监视场景可拉远或推进）。很显然，云台及电动镜头的动作需要由控制器或与系统主机配合的解码器来控制。
最简单的全方位监控系统与最简单的定点监控系统相比，在前端增加了一个全方位云台及电动变焦镜头，在控制室增加了一台控制器，如SP3801，另外从前端到控制室还需多布设一条多芯（10芯或12芯）控制电缆。以某小型制衣厂的监控系统为例，在其制衣车间安装了两台全方位摄像机，在厂长办公室内配置了一台普通电视机、一台切换器和两台控制器，当厂长需要了解车间情况时，只需通过切换器选定某一台摄像机的画面，并通过操作控制器使摄像机对整个监控现场进行扫视，也可以对某个局部进行定点监视。
在实际应用中，并不一定使每一个监视点都按全方位来配置，通常仅是在整个监控系统中的某几个特殊的监视点才配备全方位设备。例如，在前述的某招待
所的定点监控系统中，也可考虑将监视停车场情况的定点摄像机改为全方位摄像机（更换电动变焦镜头并增加全方位云台），再在控制室内增加一台控制器，这样就可以把对停车场的监视范围扩大了，既可以对整个停车场进行扫视，也可以对某个局部进行监视。特别是当推进镜头时，还可以看清车牌号码。图1-3为在定点监控系统中增加一个全方位监视点的系统结构。
图1-3 在定点监控系统中增加一个全方位监视点的系统结构
1. 2. 3 低成本全方位监控系统
在本系统中（如图1-4所示），用分控键盘SP8050替代云台镜头控制器，这样系统的连接线就显得比较简单。SP8050还能遥控控制切换器（SP2000系列）及画面分割器。切换器还有报警功能，当有报警时，能自动地把报警的现场摄像机切换出来，并记录。在成本方面，要低于使用系统主机/矩阵切换器的系统。
1. 2. 4 具有小型主机的监控系统
多大的系统才需配用系统主机并没有严格的限制。一般来说，当监控系统中的全方位摄像机数量达到3~4台以上时，就可考虑使用小型系统主机。虽然用多台单路控制器或一台多路（如4路或6路）控制器也可以实现全方位摄像机的控制，但这样所需的控制线缆数量较多（每一路至少要一根10芯电缆），而且线缆的长度将过长（长线电阻造成的电压降可能会导致云台及电动镜头动作迟缓甚至不动作），整个系统也会显得零乱。
一般来说，使用系统主机会增加整个监控系统的造价，这是因为系统主机的造价要比普通切换器高，而与之配套的前端解码器的价格也比普通单路控制器高。但从布线考虑，各解码器与系统主机之间是采用总线方式连接的，因此系统中线缆的数量不多（只需要一根两芯通信电缆）。另外，集成式的系统主机大都有报警探测器接口，可以方便地将防盗报警系统与电视监控系统整合于一体。当有探测器报警时，该主机还可自动地将主监视器画面切换到发生警情的现场摄像机所拍摄的画面。图1-5示出了采用系统主机的小型电视监空系统的结构。 图1-5 采用系统主机的小型电视监空系统的结构
1. 2. 5 具有声音监听的监控系统
电视监控系统中还常常需要对现场声音进行监听（例如：银行柜员制监控系统），因此从系统结构上看，整个电视监控系统由图像和声音两个部分组成。由于增加了声音信号的采集及传输，从某种意义上说，系统的规模相当于比纯定点图像监控系统增加了一倍，而且在传输过程中还应保证图像与声音信号的同步。
对于简单的一对一结构（摄像机——录像机——监视器），只要增加监听头及音频传输线，即可将视音频信号一同显示、监听并记录。对于切换监控的系统来说，则需要配置视音频同步切换器，它可以从多路输入的视音频信号中切换并输出已选中的视频及对应的音频信号。
1. 3 大中型电视监控系统
大中型电视监控系统的监视点数增多，除了包含有大量的全方位监视点外，还常常与防盗报警系统集成为一体。由于汇集在中心控制室的视音频信号多，往往需要多种视音频设备进行组合，很多系统还需要多个分控制中心（或分控点），因此系统相对庞大。
1. 3. 1 大中型电视监控系统释义
从原理上说，大中型电视监控系统与前述的中小型电视监控系统是一样的。这里所谓的“大中型”可有两层含义：一是指系统的规模大，如前端摄像机的数量及中心控制端设备的数量都很多，中心控制室的场面也很庞大，往往还要有一面庞大的监视器墙，能同时显示出大小不等的十几个甚至几十个实时监控现场的画面，另外还在很多相关部门设有分控系统，有时还会与防盗报警系统或门禁刷卡系统联动；二是系统的复杂程度高，作业难度大，传输条件恶劣，使得十几个点的监控系统比普通超市或写字楼中的同十个甚至上百个点的监控系统的施工与调试还难。
1. 3. 2 多主机多级电视监控系统
常规的电视监控系统一般只有一台主机，即使是大中型系统，也不外乎是增加摄像机的数量和增加分控系统的数量。但是对某些特殊应用的场合，这种单台主机加若干台分控器的实现方法是不能满足用户需要的。以某大型工厂的监控系统为例，用户要求在其每一个相对独立的厂区都安装一套闭路电视监控系统，各厂区内有独立的监控室，管理人员可以对本系统进行任意操作控制。而整个工厂还要建立一个大型监控系统，将各厂区的子系统组合在一起，并设立大型电视监控中心，在该中心可以任意调看一厂区中某一个摄像机的图像，并对该摄像机的云台及电动变焦镜头进行控制。这就提出了由各厂区的多台主机共同组成大型电视监控系统的要求。
由于各主机的内部结构和工作原理是一样的，因此，相对于普通的矩阵主机来说，这种多主机系统的各个主机都增加了地址标识码，可以被上一级主机选调，各摄像机的图像则经过二级或三级切换被选调到主中心控制室的监视器上。
电视监控系统的前端设备
电视监控系统的前端设备通常由摄像机、手动或电动镜头、云台、防护罩、监听器、报警探测器和多功能解码器等部件组成，它们各司其职，并通过有线、无线或光纤传输媒介与中心控制系统的各种设备建立相应的联系（传输视/音频信号及控制、报警信号）。在实际的电视监控系统中，这些前端设备不一定同时使用，但实现监控现场图像采集的摄像机和镜头是必不可少的。
2. 1 摄像机
摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以面阵CCD 图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。近年来，新型的低成本MOS 图像传感器有了较快速的发展，基于MOS 图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。由于MOS 图像传感器的分辨率和低照度等到主要指标暂时还比不上CCD 图像传感器，因此，在电视监控系统中使用摄像机仍为CCD 摄像机。
摄像机具有黑白和彩色之分，由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点，特别是它可以在红外光照下成像，因此在电视监控系统中，黑白CCD 摄像机仍具有较高的市场占有率。顺便指出，在各商家列出的闭路电视监控器材清单中的摄像机通常都是不带镜头的（一体化摄像机除外），因此在实际应用中，应根据监控现场的实际环境及用户要求，为摄像机配合适的镜头（详见本章第2-2节）。
2. 1. 1 黑白CCD 摄像机的主要参数
在电视监控系统中选择摄像机，一般要看几个主要的参数，即分辨率、最低照度和信噪比等，另外还要考虑摄像机的附带功能及价格和今后服务等因素。以下对摄像机的几个主要参数作一介绍。
A 、 CCD 尺寸及像素数
CCD 尺寸指的是CCD 图像传感器感光面的对角线尺寸，早期的CCD 尺寸比较大，为lin 、2/3in和1/2in等几种，因而近年来用于电视监控摄像机的CCD 尺寸以1/3in为主流。
像素数指的是摄像机CCD 传感器的最大像素数，有些给出了水平及垂直方向的像素数，如500H*582V，有些则组出了前两者的乘积值，如30万像素。对于一定尺寸的CCD 芯片，像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高。例如，在电视监控摄像机中使用的CCD 传感器的像素有的已达到48万像素。
B 、分辨率
分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数，它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器（应比摄像机的分辨率高）上能够看到的最多线数。当超过这一线数时，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相间的线条。
工业监视用摄像机的分辨率通常在380~460线之间，广播级摄像机的分辨率则可达到700线左右。
C 、低照度
模拟光端机采用的是基带视频信号直接光强度调制（简称AM ）或脉冲频率调制（PFM ）技术。AM 调制的工作原理是在光发射端通过基带视频信号直接调制光源，使输出光的强度随视频信号的幅度线性变化，然后在光接收端通过光电探测器将光信号还原成电信号，经过放大和增益控制电路，得到稳定的视频信号。在接收端，必须具有自动增益控制电路。在该设备中，通常采用线性度较好的发光二极管LED （常用于多模设备）或同轴激光器LD 作为光源。一般系统性能指标可以达到：加权信噪比>54dB，微分增益
PFM 调制传输方式是目前模拟视频光纤传输方式中传输质量最高的方式之
一。PFM 是信号光强度调制前的一种预处理过程，信号经过脉冲调制后，频谱会变宽，并以此可以换取传输质量的提高。而PFM 处理带来的传输带宽的增加，对于带宽极宽的光纤来说并不存在什么问题，而且由于光源的非线性对系统的影响不大，故光调制深度可以增加，进一步提高系统的信噪比。光源也采用LED 或LD ，一般系统性能指标可以达到：加权信噪比>56dB，优秀的可以>60dB，微分增益
数字光端机主要指的是非压缩编码视频光端机，严格意义上说，是一种采用数字传输方式的视频光端机，输入和输出仍然是标准模拟视频信号。目前主流数字光端机大多采用的是10bit 或8bit 量化编码，对应的抽样频率在13.5Mhz 或16.6Mhz 以上。采用155Mb/s（单路视频）、622Mb/s（4路视频）、1.25G b/s（8路视频）和2.5G b/s（16路视频）四个速率等级的光传输平台。在光器件上一般采用电信设备大量使用的收发一体光模块，具有优异的可靠性和稳定性，特别是具有近乎理想的光学动态范围，可以使传输设备在最大光纤链路损耗范围内无需调整即可正常工作。
由于数字信号的优越性，传输质量大大优于模拟光端机。一般系统性能指标可以达到：加权信噪比>65dB，优秀的可以>70dB，微分增益
Q ．基于何种情况，分别选择模拟和数字光端机？
A ：对于数字产品来说，高速数字复接技术的应用，使得大容量的视频、音频、低速数据、高速以太网数据、电话以及开关量信号可以轻松地复接到一个高速数字码流上稳定传输，加上数字电路本身在可靠性、稳定性和可重复性方面的优势，利于组织工业化的大规模生产，从而又可大幅度降低生产成本。单从价格上说，目前在1～2路视频光端机上模拟的价格仍然有优势，但在4路以上视频光端机上模拟和数字的差别已经几乎没有了，如果要求需要在视频传输的同时，还要传输音频、低速数据、高速以太网数据等多业务，模拟设备就无法与数字设备比拟了。
从稳定性和可维护性上说，模拟设备在温度漂移特性，老化特性和长期工作稳定性上是显然不如数字设备。大量工程商在使用光端机过程中反映的如光端机要
按出厂序列号收、发配对使用；控制时有时无；某一端故障时必须全套更换等问题，就是指的这一类问题。无论是工程商还是最终用户，设备的长期维护费用也是应该认真考虑的。作为从一次投资长期受益的角度出发，数字设备明显优于模拟设备。从技术角度来看，数字取代模拟是必然趋势，更何况制约模拟光端机的一些瓶颈也只能通过数字化来打破。高质量、远距离、超远距离传输、多功能、多业务要求和复杂的组网结构只能用数字光端机来实现。
Q ．光端机除提供视频信号的传输通道外，还能提供丰富的其它信号传输通道，如音频信号、异步数据信号、以太网信号、开关量信号和普通电话信号等。在选择配置光端机的这些辅助功能时，需要考虑哪些因素？
A ：光端机的音频接口一般都是线路电平，即电压型小信号。输入端必须接前置音频放大器才能接麦克风，输出端必须接音频功放才能推动音箱，因此有监听要求时应注意光端机的前后配置。异步数据信号一般为RS232或RS485，必须明确需要传输的最高速率是否支持。对于RS485信号还存在半双工应用模式，也必须明确。需要注意的是由于一般低端模拟光端机产品在数据通道上仅配置1路RS485反向数据，而且一般只支持19.2Kb 的最高速率（甚至更低），当碰到一些只能以标准的RS485半双工方式操控的矩阵键盘、高速球机（也是两线控制，极易混淆），以及采用Manchester 编码即曼码时，将无法正常工作。开光量信号不但有控制方向，还有常开或常闭的选择问题。光端机的以太网接口一般都是10/100M自适应接口，但并非都保证100M 的线速，大多都是10M 线速，如果用于一般办公自动化网络连接问题不大，但需要传输数据流量较大的媒体流时就会出现问题。电话信号与普通双向对讲信号有本质的区别，不但有馈电功能，还能承载高达90V 以上的铃流信号，除非具有电话接口的光端机，一般光端机的双向音频功能接口是不能直接与电话线相连的。
Q ．视频带宽对对图像的质量会产生怎样的影响？应怎样去判别光端机产品的真实的视频带宽？
A ：这里的视频带宽据问题本意应该是说输入带宽或者是基带带宽，是摄像机到数字光端机视频输入口之间的模拟传输带宽。
视频带宽不足，监视画面细节部分就不够清晰，水平分辨率就低，严重的甚至出现了色彩失真或丢失。输入带宽如果过低，也会造成视频信号中高频信息的丢失。可以从光端机采样频率上来判断光端机的实际最大带宽（光端机的输入带宽实际是一个范围）。按照奈奎斯特采样定律，要真实地还原信号，其采样频率至少应该是信号频率的两倍。如某光端机标称采样频率为16MHz ，可以感性判断其输入带宽最大为 8M 。在数字非压缩光端机中数字图像的实际传输带宽一般受传输器件通道带宽的制约，由该通道带宽和编码精度（8位或10位编码）即可逆向推算出其实际模拟视频信号的采样带宽。对于一般的工程商和用户通过比较观察图像的细节，可以粗略判断设备的视频带宽相对大小。
Q ．在监控工程中，应选用何种供电方式的光端机？另外，对光端机的输入电源范围有何要求？
A ：供电是保证数字视频光端机可靠性的首要考虑要素，供电不能保证可靠、合理，谈数字视频光端机的可靠性就成了一句空话。采用220VAC 供电的视频光端机取电比较方便，可靠性也较高，工程中应视情况尽量选择220VAC 供电的光端机。这种光端机目前主要有两种供电方式，一种是电源外置式，一种是电源内置式，即电源和光端机一体化。从工程应用来看，电源内置安装调试较为方便，但不便于更换维修。但是电源外置式光端机的模块化设计思想也从维护上对光端机的可靠性提出保障，在电源模块故障时便于更换。工程中选取光端机时，应该综合衡量做出选择。
基于国内电网情况，结合工程场地实际，应尽量选择输入电源范围宽的多路数字视频光端机。输入电源电压范围越大，表示光端机对电源的适应性越好。
Q ．光端机在接地上的考虑对设备的可靠性有何影响？一个好的接地要从哪些方面去考虑？
A ：在安防监控工程中，保证设备的良好接地是保证设备可靠性的重要环节。良好的接地，对设备抵御浪涌冲击、防静电和防雷击都有好处，从而高度保证设备的可靠性。一个好的接地方案应有以下方面的考虑：
1．光端机的电源必须接地。作为工业级产品，为了设备和人员的安全，多路数字视频光端机应采用国标220VAC 电源线与电源插座相连，而不能为了省事采用两芯电源线与电源插座相连。而且，工程中应保证电源插座的地线与大地可靠连接。
2．光端机的信号地应与机壳地、大地相连。这样可以为积累的静电荷提供泄放回路，防止静电荷积累而损坏设备的问题。光端机的信号地与机壳地、大地间的良好连接，可有效地预防感应雷对设备造成的损坏。 3．多路数字视频光端机的RS485数据端子也应提供接地线。
这样在工程中与对端设备的地线端子相连，避免因RS485通道两端设备间的地电位差损坏数据端口。
Q ．在有的工程中需要多路视频传到中心，有的则需一路或多路信号传到各个点上，或者有的信号需要传到很远的距离，对于这些复杂的需求，需要光端机具备哪些功能？
A ．有的安防监控工程，一根光纤沿途有多路视频要传输到中心监控机房；而有的安防监控工程，和前者正好相反，一路或多路视频信号要传输到光纤沿途的各个接收点上；还有的安防监控工程，多路视频信号需要传输很远的距离，中间可能要用到几级中继。这样就要求多路数字视频光端机具备视频信号的插入和提取功能及无损中继功能（直接在传输层中继信号而不是在用户接口层中继信号，后者将劣化视频信号的技术指标）。通过时隙配置可以实现图像的全网交叉，使用极为方便，且有组网灵活，扩展方面的特点。在工程中若有这类需求，应该优
1．线缆的敷设
根据规范要求和实际施工经验，在易燃易爆环境车间内的配电线路设计一般都以桥架为主，钢管与电缆沟的敷设为辅，所有使用的电缆应使用阻燃电缆。 线缆敷设的路由应尽量远离爆炸源和爆炸性物质输送的管道。对于爆炸性气体环境中应考察易燃易爆气体的比重，如果危险气体的比重比空气轻，线缆应尽量敷设在下面（沿墙或地埋）；而对于危险气体比空气轻的环境，线缆应尽量敷设在上面（沿墙或架空）。
正常情况下，在±0.00m 平面，先由室外桥架引入，进入室内后至设备附近沿墙或柱引下至电缆沟（敷设完毕后封死，以防进水和白蚁侵害），然后穿管沿地面敷设至设备旁，再用防爆挠性管接入到防爆设备。对于高出±0.00m 的平面上，电气线路基本上都是由桥架架空引入，然后由桥架穿管架空敷设至防爆设备旁，再用防爆挠性管接入防爆设备。敷设电气线路的沟、桥架或钢管所穿过的不同区域之间墙或楼板处的空洞应采用非燃性材料（如100#水泥砂浆或防火胶泥）严密堵塞。电缆线路不应有接头，穿线钢管应采用低压流体输送用镀锌钢管。管道连接处需套丝连接，32mm 以下管径至少需要套接5扣，32mm 以上管径至少需要套接6扣。防爆线路敷设需要全部配用镀锌钢管，钢管与钢管连接需要镀锌管接。每5根镀锌管处需加装防暴接线盒。镀锌管末端与防爆箱、防爆云台和防爆摄像机罩连接时需用防爆挠型管连接。一般理论上4分镀锌管内可以穿入2到3颗一平方以下的线缆。但在实际施工过程中镀锌管末端与防爆箱、防爆云台和防爆摄像机罩连接时由于在连接位置设备管径的限制，每一4分挠型管只能有一颗线穿入。因此在方案设计和现场施工中，应尽量选用6分以上管径的镀锌钢管进行敷设。并相对应的末端接线设备也应全部加配相对应管径的设备标准。
2．设备的安装
防爆设备的自身重量和载重一般都较大，在实际安装时首先要选择稳定、坚固的安装面和足以承载设备总成的支撑设备。
设备的所有电气连接接头都应该处于防爆设备腔体或隔爆型防爆接线箱腔体内部，设备之间的连接使用防爆挠型管，防爆密封引线管应使用防爆设备随机提供的产品或选择符合现场环境防爆等级的产品，根据危险区域的不同对于引线管穿入电缆后应加胶泥密封。如果设备具有转动或移动功能，引入设备的电缆和挠性管应该留有足够的余量，避免引设备转动拉断挠型管接口及电缆，使裸线暴露在危险环境之中。防爆接线箱应尽量与防爆云台和防爆摄像机罩的位置就进安装。由于防爆云台与摄像机内接线缆数目较多。就进安装时选用防爆挠型管连接可以减少施工难度，便于调试维修和查找故障原因。
3．接地
系统的接地，宜采用一点接地方式。接地母线应采用铜质线。接地线不得形成封闭回路，不得与强电的电网零线短接或混接；系统采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω；采用综合接地网时，其接地电阻不得大于1Ω；光缆传输系统中，各监控点的光端机外壳应接地，且宜与分监控点统一联接接地。光缆加强芯、架空光缆接续护套应接地；架空电缆吊线的两端和架空电缆线路中的金属管道应接地；在0区至1区、1区至2区过渡应用中，在进入另一危险区域之前必须做接地；地线不能小于6mm2；设备与接入设备前的隔爆接线盒间用防爆挠性管连接，分别重复接地并保证电气贯通。
4．防雷
在危险环境中的是设备主要是前端设备，而且有的是安装在室外。对于危险环境中设备防雷主要是指前端防爆设备的防雷。对于处于非危险区域的控制设备按照应用电视系统控制机房的防雷方法执行。
在中华人民共和国国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中的第二章有关于“凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者；具有0区或1区爆炸危险环境的建筑物；具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。”等情况的列为第一类防雷建筑。
室外监控点安装应按照国家标准安装防直击雷设备（接闪器）。同时需要注意对感应雷的防护。建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。金属屋面周边每隔18－24m 应采用引下线接地一次。现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝士屋面，其钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路，并应每隔18－24m 采用引下线接地一次。
平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100mm 时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m ；交叉净距小于100mm 时，其交叉处亦应跨接。当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时，连接处应用金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀环境下，可不跨接。
防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于10Ω。屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接，不应少于两处。前端设备同样需要在电源引入的总配电箱处安装设过电压保护器，同时视频信号是输出、控制通讯信号的接口都要安装适当的防雷器加以保护。
型的电视监控系统主要由前端设备和后端设备这两大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系（也可称作传输系统）可通过电缆、光纤或微波等多种方式来实现。如图1-1所示，电视监控系统由摄像机部分（有时还有麦克）、传输部分、控制部分以及显示和记录部分四大块组成。在每一部分中，又含有更加具体的设备或部件。
1. 1 主要设备
1. 1. 1 摄像部分
摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。它布置在被监视场所的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。有时，被监视场所面积较大，为了节省摄像机所用的数量、简化传输系统及控制与显示系统，在摄像机上加装电动的（可遥控的）可变焦距（变倍）镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚；有时还把摄像机安装在电动云台上，通过控制台的控制，可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度、面积更大。总之，摄像机就像整个系统的眼睛一样，把它监视的内容变为图像信号，传送给控制中心的监视器上。由于摄像部分是系统的最前端，并且被监视场所的情况是由它变成图像信号传送到控制中心的监视器上，所以从整个系统来讲，摄像部分是系统的原始信号源。因此，摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量。从系统噪声计算理论的角度来讲，影响系统噪声的最大因素是系统中的第一级的输出（在这里即为摄像机的图像信号输出）信号信噪比的情况。所以，认真选择和处理摄像部分是至关重要的。如果摄像机输出的图像信号经过传输部分、控制部分之后到达监视器上，那么到达监视器上的图像信号信噪比将下降，这是由于传输及控制部分的线路、放大器、切换器、等又引入了噪声的缘故。
除了上述的有关讨论之外，对于摄像部分来说，在某些情况下，特别是在室外应用的情况下，为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，对摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩，甚至对云台也要有相应的防护措施。这些也将在后面的有关章节中讨论。
1. 1. 2 传输部分
传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的是传输图像信号。但是，由于某些系统中除图像外，还要传输声音信号，同时，由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输，所以我们这里所讲的传输部分，通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和。
如前所述，传输部分主要传输的内容是图像信号。因此重点研究图像信号的传输方式及传输中有关问题是非常重要的。对图像信号的传输，重点要求是在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声、失真（色度信号与亮度信号均不产生明显的失真），保证原始图像信号（从摄像机输出的图像信号）的清晰度和灰度等级没有明显下降等等。这就要求传输系统在衰减方面、引入噪声方面、幅频特性和相频特性方面有良好的性能。
在传输方式上，目前电视监控系统多半采用视频基带传输方式。如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采用射频传输方式或光纤传输方式。对以上这些不同的传输方式，所使用的传输部件及传输线路都有较大的不同。
1. 1. 3 控制部分
控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要由总控制台（有些系统还设有副控制台）组成。总控制台中主要的功能有：视频信号放大与分配、图像信号的较正与补偿、图像信号的切换、图像信号（或包括声音信号）的记录、摄像机及其辅助部件（如镜头、云台、防护罩等）的控制（遥控）等等。在上述的各部分中，对图像质量影响最大的是放大与与分配、较正与补偿、图像信号的切换三部分。在某些摄像机距离控制中心很近、或对整个系统指标要求不高的情况下，在总控制台中往往不设较正与补偿部分。但对某些距离较远，或由于传输方式的要求等原因，校正与补偿是非常重要的。因为图像信号经过传输之后，往往其幅频特性（由于不同频率成分到达总控制台时，衰减是不同的，因而造成图像信号不同频率成分的幅度不同，此称为幅频特性）、相频特性（不同频率的图像信号通过传输部分后产生的相移不同，此称为相频特性）无法绝对保证指标的要求，所以在控制台上要对传输过来的图像信号进行幅频和相频的校正与补偿。经过校正与补偿的图像信号，再经过分配和放大，进入视频切换部分，然后送到监视器上。总控制台的另一个重要方面是能对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行遥控，以完成对被监视的场所全面、详细的监视或跟踪监视。总控制台上设有的录像机，可以随时把发生情况的被监视场所的图像记录下来，以便事后备查或作为重要依据。目前，有些控制台上高设有一台或两台“长延时录像机”，这种录像机可用一盘60分钟带长的录像带记录长达几天时间的图像信号，这样就可以对某些非常重要的被监视场所的图像连续记录，而不必使用大量的录像带。还有的总控制台上设有“多画面分割器”，如四画面、九画面、十六画面等等。也就是说，通过这个设备，可以在一台监视器上同时显示出四个、九个、十六个摄像机送来的各个被监视场所的画面，并用一台常规录像机或长延时录像机进行记录。上述这些功能的设置，要根据系统的要求而定，不一定都采用。
目前生产的总控制台，在控制功能上，控制摄像机的台数上往往都做成积木式的。可以根据要求进行组合。另外，在总控制台上还设有时间及地址的字符发生器，通过这个装置可以把年、月、日、时、分、秒都显示出来，并把被监视场所的地址、名称显示出来。在录像机上可以记录，这样对以后的备查提供了方便。
总控制台对摄像机及其辅助设备（如镜头、云台、防护罩等）的控制一般采用总线方式，把控制信号送给各摄像机附近的“终端解码箱”，在终端解码箱上将总控制台送来的编码控制信号解出，成为控制动作的命令信号，再去控制摄像机及其辅助设备的各种动作（如镜头的变倍、云台的转动等）。在某些摄像机距离控制中心很近的情况下，为节省开支，也可采用由控制台直接送出控制动作的命令信号——即“开、关”信号。总之，根据系统构成的情况及要求，可以综合考虑，以完成对总控制台的设计要求或订购要求。
1. 1. 4 显示部分
显示部分一般由几台或多台监视器（或带视频输入的普通电视机）组成。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。在电视监视系统中，特别是在由多台摄像机组成的电视监控系统中，一般都不是一台监视器对应一台摄像机进行显示，而是几台摄像机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。这样做一是可以节省设备，减少空间的占用；二是没有必要一一对应显示。因为被监视场所的情况不可能同时发生意外情况，所以平时只要隔一定的时间（比如几秒、十几秒或几十秒）显示一下即可。当某个被监视的场所发生情况时，可以通过切换器将这一路信号切换到某一台监视器上一直显示，并通过控制台对其遥控跟踪记录。所以，在一般的系统中通常都采用四比一、八比一、甚至十六比一的摄像机对监视器的比例数设置监视器的数量。目前，常用的摄像机对监视器的比例数为四比一，即四台摄像机对应一台监视轮流显示，当摄像机的台数很多时，再采用八比一或十六比一的设置方案。另外，由于 “画面分割器”的应用，在有些摄像机台数很多的系统中，用画面分割器把几台摄像机送来的图像信号同时显示在一台监视器上，也就是在一台较大屏幕的监视器上，把屏幕分成几个面积相等的小画面，每个画面显示一个摄像机送来的画面。这样可以大大节省监视器，并且操作人员观看起来也比较方便。但是，这种方案不宜在一台监视器上同时显示太多的分割画面，否则会使某些细节难以看清楚，影响监控的效果。个人认为，四分割或九分割较为合适。
为了节省开支，对于非特殊要求的电视监控系统，监视器可采用有视频输入端子的普通电视机，而不必采用造价较高的专用监视器。监视器（或电视机）的屏幕尺寸宜采用14英寸至18英寸之间的，如果采用了“画面分割器”，可选用较大屏幕的监视器。
放置监视器的位置应适合操作者观看的距离、角度和高度。一般是在总控制台的后方，设置专用的监视架子，把监视器摆放在架子上。
监视器的选择，应满足系统总的功能和总的技术指标的要求，特别是应满足长时间连续工作的要求。由于监视器或电视机已有成型的产品，大家都很熟悉，在此不作详述。
系统设计：
1. 2 中小型电视监控系统
通常的电视监控系统规模都不大，功能也相对简单，但其适用的范围非常广。所监视的对象也不仅仅限于想到的人、商品、货物或车辆，有些应用系统还涉及到对诸如天然气罐、高油墨瓜炉的监视，另有些应用系统则需要对工厂的烟囱及排污管道进行曲监视。电视监控系统可以自成体系，也可以与防盗报警系统或出入口控制系统组合，构成综合保安监控系统。一般来说，典型中小型电视监控系统的摄像监视点数不超过32点，造价大都在几万~几十万元。
1. 2. 1 简单的定点监控系统
最简单的定点监控系统就是在监视现场安置定点摄像机（摄像机配接定焦镜头），通过同轴电缆将视频信号传输到监控室内的监视器。例如，在小型工厂的大门口安置一台摄像机，并通过同轴电缆将视频信号传送到厂办公室内的监视器（或电视机）上，管理人员就可以看到哪些人上班迟到或早退，离厂时是否携带了厂内的物品。若是再配置一台录像机，还可以把监视的画面记录下来，供日后检索查证。
这种简单的定点监控系统适用于多种应用场合。当摄像机的数量较多时，可通过多路切换器、画面分割器或系统主机进行监视。以某著名外企总部为例，该总部曾多次丢失高档笔记本电脑，后来在其各楼层的所有12个出口都安装了定点摄像机，并配备了3台四画面分割器和24小时实时录像机，有效地杜绝了上述失盗现象。
某招待所也是采用了这种简单的定点监控系统。这是在1~6层客房通道的两端各安装一台定点黑白摄像机，加上大门口、门厅、后门、停车场等4个监视点共计16台摄像机，再配置一台16画面分割器、一台29英寸大屏幕彩电和一台24小时录像机便构成了完整的监控系统。
当监视的点数增加时会使系统规模变大，但如果没有其他附加设备及要求，这类监控系统仍可归属于简单的定点系统，以某超市的闭路电视监控系统为例，由于该超市的营业面积较大（上下两层总计约16000㎡），货架较多，总共安装了48台定点黑白摄像机。这48台摄像机的信号被分成了3组，分别接到了对应的16画面分割器、17英寸黑白监视器和24小时录像机（该超市的实际工程中另外增加了防盗报警系统和公共广播/背景音乐系统，此处从略）。图1-2示出了该超市电视监控系统的构成。
图1-2该超市电视监控系统的构成
1. 2. 2 简单的全方位监控系统
全方位监控系统是将前述定点监控系统中的定焦镜头换成电动变焦镜头，并增加可上下左右运动的全方位云台（云台内部有两个电动机），使每个监视点的摄像机可以进行上下左右的扫视，其所配镜头的焦距也可在一定范围内变化（监视场景可拉远或推进）。很显然，云台及电动镜头的动作需要由控制器或与系统主机配合的解码器来控制。
最简单的全方位监控系统与最简单的定点监控系统相比，在前端增加了一个全方位云台及电动变焦镜头，在控制室增加了一台控制器，如SP3801，另外从前端到控制室还需多布设一条多芯（10芯或12芯）控制电缆。以某小型制衣厂的监控系统为例，在其制衣车间安装了两台全方位摄像机，在厂长办公室内配置了一台普通电视机、一台切换器和两台控制器，当厂长需要了解车间情况时，只需通过切换器选定某一台摄像机的画面，并通过操作控制器使摄像机对整个监控现场进行扫视，也可以对某个局部进行定点监视。
在实际应用中，并不一定使每一个监视点都按全方位来配置，通常仅是在整个监控系统中的某几个特殊的监视点才配备全方位设备。例如，在前述的某招待
所的定点监控系统中，也可考虑将监视停车场情况的定点摄像机改为全方位摄像机（更换电动变焦镜头并增加全方位云台），再在控制室内增加一台控制器，这样就可以把对停车场的监视范围扩大了，既可以对整个停车场进行扫视，也可以对某个局部进行监视。特别是当推进镜头时，还可以看清车牌号码。图1-3为在定点监控系统中增加一个全方位监视点的系统结构。
图1-3 在定点监控系统中增加一个全方位监视点的系统结构
1. 2. 3 低成本全方位监控系统
在本系统中（如图1-4所示），用分控键盘SP8050替代云台镜头控制器，这样系统的连接线就显得比较简单。SP8050还能遥控控制切换器（SP2000系列）及画面分割器。切换器还有报警功能，当有报警时，能自动地把报警的现场摄像机切换出来，并记录。在成本方面，要低于使用系统主机/矩阵切换器的系统。
1. 2. 4 具有小型主机的监控系统
多大的系统才需配用系统主机并没有严格的限制。一般来说，当监控系统中的全方位摄像机数量达到3~4台以上时，就可考虑使用小型系统主机。虽然用多台单路控制器或一台多路（如4路或6路）控制器也可以实现全方位摄像机的控制，但这样所需的控制线缆数量较多（每一路至少要一根10芯电缆），而且线缆的长度将过长（长线电阻造成的电压降可能会导致云台及电动镜头动作迟缓甚至不动作），整个系统也会显得零乱。
一般来说，使用系统主机会增加整个监控系统的造价，这是因为系统主机的造价要比普通切换器高，而与之配套的前端解码器的价格也比普通单路控制器高。但从布线考虑，各解码器与系统主机之间是采用总线方式连接的，因此系统中线缆的数量不多（只需要一根两芯通信电缆）。另外，集成式的系统主机大都有报警探测器接口，可以方便地将防盗报警系统与电视监控系统整合于一体。当有探测器报警时，该主机还可自动地将主监视器画面切换到发生警情的现场摄像机所拍摄的画面。图1-5示出了采用系统主机的小型电视监空系统的结构。 图1-5 采用系统主机的小型电视监空系统的结构
1. 2. 5 具有声音监听的监控系统
电视监控系统中还常常需要对现场声音进行监听（例如：银行柜员制监控系统），因此从系统结构上看，整个电视监控系统由图像和声音两个部分组成。由于增加了声音信号的采集及传输，从某种意义上说，系统的规模相当于比纯定点图像监控系统增加了一倍，而且在传输过程中还应保证图像与声音信号的同步。
对于简单的一对一结构（摄像机——录像机——监视器），只要增加监听头及音频传输线，即可将视音频信号一同显示、监听并记录。对于切换监控的系统来说，则需要配置视音频同步切换器，它可以从多路输入的视音频信号中切换并输出已选中的视频及对应的音频信号。
1. 3 大中型电视监控系统
大中型电视监控系统的监视点数增多，除了包含有大量的全方位监视点外，还常常与防盗报警系统集成为一体。由于汇集在中心控制室的视音频信号多，往往需要多种视音频设备进行组合，很多系统还需要多个分控制中心（或分控点），因此系统相对庞大。
1. 3. 1 大中型电视监控系统释义
从原理上说，大中型电视监控系统与前述的中小型电视监控系统是一样的。这里所谓的“大中型”可有两层含义：一是指系统的规模大，如前端摄像机的数量及中心控制端设备的数量都很多，中心控制室的场面也很庞大，往往还要有一面庞大的监视器墙，能同时显示出大小不等的十几个甚至几十个实时监控现场的画面，另外还在很多相关部门设有分控系统，有时还会与防盗报警系统或门禁刷卡系统联动；二是系统的复杂程度高，作业难度大，传输条件恶劣，使得十几个点的监控系统比普通超市或写字楼中的同十个甚至上百个点的监控系统的施工与调试还难。
1. 3. 2 多主机多级电视监控系统
常规的电视监控系统一般只有一台主机，即使是大中型系统，也不外乎是增加摄像机的数量和增加分控系统的数量。但是对某些特殊应用的场合，这种单台主机加若干台分控器的实现方法是不能满足用户需要的。以某大型工厂的监控系统为例，用户要求在其每一个相对独立的厂区都安装一套闭路电视监控系统，各厂区内有独立的监控室，管理人员可以对本系统进行任意操作控制。而整个工厂还要建立一个大型监控系统，将各厂区的子系统组合在一起，并设立大型电视监控中心，在该中心可以任意调看一厂区中某一个摄像机的图像，并对该摄像机的云台及电动变焦镜头进行控制。这就提出了由各厂区的多台主机共同组成大型电视监控系统的要求。
由于各主机的内部结构和工作原理是一样的，因此，相对于普通的矩阵主机来说，这种多主机系统的各个主机都增加了地址标识码，可以被上一级主机选调，各摄像机的图像则经过二级或三级切换被选调到主中心控制室的监视器上。
电视监控系统的前端设备
电视监控系统的前端设备通常由摄像机、手动或电动镜头、云台、防护罩、监听器、报警探测器和多功能解码器等部件组成，它们各司其职，并通过有线、无线或光纤传输媒介与中心控制系统的各种设备建立相应的联系（传输视/音频信号及控制、报警信号）。在实际的电视监控系统中，这些前端设备不一定同时使用，但实现监控现场图像采集的摄像机和镜头是必不可少的。
2. 1 摄像机
摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以面阵CCD 图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。近年来，新型的低成本MOS 图像传感器有了较快速的发展，基于MOS 图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。由于MOS 图像传感器的分辨率和低照度等到主要指标暂时还比不上CCD 图像传感器，因此，在电视监控系统中使用摄像机仍为CCD 摄像机。
摄像机具有黑白和彩色之分，由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点，特别是它可以在红外光照下成像，因此在电视监控系统中，黑白CCD 摄像机仍具有较高的市场占有率。顺便指出，在各商家列出的闭路电视监控器材清单中的摄像机通常都是不带镜头的（一体化摄像机除外），因此在实际应用中，应根据监控现场的实际环境及用户要求，为摄像机配合适的镜头（详见本章第2-2节）。
2. 1. 1 黑白CCD 摄像机的主要参数
在电视监控系统中选择摄像机，一般要看几个主要的参数，即分辨率、最低照度和信噪比等，另外还要考虑摄像机的附带功能及价格和今后服务等因素。以下对摄像机的几个主要参数作一介绍。
A 、 CCD 尺寸及像素数
CCD 尺寸指的是CCD 图像传感器感光面的对角线尺寸，早期的CCD 尺寸比较大，为lin 、2/3in和1/2in等几种，因而近年来用于电视监控摄像机的CCD 尺寸以1/3in为主流。
像素数指的是摄像机CCD 传感器的最大像素数，有些给出了水平及垂直方向的像素数，如500H*582V，有些则组出了前两者的乘积值，如30万像素。对于一定尺寸的CCD 芯片，像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高。例如，在电视监控摄像机中使用的CCD 传感器的像素有的已达到48万像素。
B 、分辨率
分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数，它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器（应比摄像机的分辨率高）上能够看到的最多线数。当超过这一线数时，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相间的线条。
工业监视用摄像机的分辨率通常在380~460线之间，广播级摄像机的分辨率则可达到700线左右。
C 、低照度
模拟光端机采用的是基带视频信号直接光强度调制（简称AM ）或脉冲频率调制（PFM ）技术。AM 调制的工作原理是在光发射端通过基带视频信号直接调制光源，使输出光的强度随视频信号的幅度线性变化，然后在光接收端通过光电探测器将光信号还原成电信号，经过放大和增益控制电路，得到稳定的视频信号。在接收端，必须具有自动增益控制电路。在该设备中，通常采用线性度较好的发光二极管LED （常用于多模设备）或同轴激光器LD 作为光源。一般系统性能指标可以达到：加权信噪比>54dB，微分增益
PFM 调制传输方式是目前模拟视频光纤传输方式中传输质量最高的方式之
一。PFM 是信号光强度调制前的一种预处理过程，信号经过脉冲调制后，频谱会变宽，并以此可以换取传输质量的提高。而PFM 处理带来的传输带宽的增加，对于带宽极宽的光纤来说并不存在什么问题，而且由于光源的非线性对系统的影响不大，故光调制深度可以增加，进一步提高系统的信噪比。光源也采用LED 或LD ，一般系统性能指标可以达到：加权信噪比>56dB，优秀的可以>60dB，微分增益
数字光端机主要指的是非压缩编码视频光端机，严格意义上说，是一种采用数字传输方式的视频光端机，输入和输出仍然是标准模拟视频信号。目前主流数字光端机大多采用的是10bit 或8bit 量化编码，对应的抽样频率在13.5Mhz 或16.6Mhz 以上。采用155Mb/s（单路视频）、622Mb/s（4路视频）、1.25G b/s（8路视频）和2.5G b/s（16路视频）四个速率等级的光传输平台。在光器件上一般采用电信设备大量使用的收发一体光模块，具有优异的可靠性和稳定性，特别是具有近乎理想的光学动态范围，可以使传输设备在最大光纤链路损耗范围内无需调整即可正常工作。
由于数字信号的优越性，传输质量大大优于模拟光端机。一般系统性能指标可以达到：加权信噪比>65dB，优秀的可以>70dB，微分增益
Q ．基于何种情况，分别选择模拟和数字光端机？
A ：对于数字产品来说，高速数字复接技术的应用，使得大容量的视频、音频、低速数据、高速以太网数据、电话以及开关量信号可以轻松地复接到一个高速数字码流上稳定传输，加上数字电路本身在可靠性、稳定性和可重复性方面的优势，利于组织工业化的大规模生产，从而又可大幅度降低生产成本。单从价格上说，目前在1～2路视频光端机上模拟的价格仍然有优势，但在4路以上视频光端机上模拟和数字的差别已经几乎没有了，如果要求需要在视频传输的同时，还要传输音频、低速数据、高速以太网数据等多业务，模拟设备就无法与数字设备比拟了。
从稳定性和可维护性上说，模拟设备在温度漂移特性，老化特性和长期工作稳定性上是显然不如数字设备。大量工程商在使用光端机过程中反映的如光端机要
按出厂序列号收、发配对使用；控制时有时无；某一端故障时必须全套更换等问题，就是指的这一类问题。无论是工程商还是最终用户，设备的长期维护费用也是应该认真考虑的。作为从一次投资长期受益的角度出发，数字设备明显优于模拟设备。从技术角度来看，数字取代模拟是必然趋势，更何况制约模拟光端机的一些瓶颈也只能通过数字化来打破。高质量、远距离、超远距离传输、多功能、多业务要求和复杂的组网结构只能用数字光端机来实现。
Q ．光端机除提供视频信号的传输通道外，还能提供丰富的其它信号传输通道，如音频信号、异步数据信号、以太网信号、开关量信号和普通电话信号等。在选择配置光端机的这些辅助功能时，需要考虑哪些因素？
A ：光端机的音频接口一般都是线路电平，即电压型小信号。输入端必须接前置音频放大器才能接麦克风，输出端必须接音频功放才能推动音箱，因此有监听要求时应注意光端机的前后配置。异步数据信号一般为RS232或RS485，必须明确需要传输的最高速率是否支持。对于RS485信号还存在半双工应用模式，也必须明确。需要注意的是由于一般低端模拟光端机产品在数据通道上仅配置1路RS485反向数据，而且一般只支持19.2Kb 的最高速率（甚至更低），当碰到一些只能以标准的RS485半双工方式操控的矩阵键盘、高速球机（也是两线控制，极易混淆），以及采用Manchester 编码即曼码时，将无法正常工作。开光量信号不但有控制方向，还有常开或常闭的选择问题。光端机的以太网接口一般都是10/100M自适应接口，但并非都保证100M 的线速，大多都是10M 线速，如果用于一般办公自动化网络连接问题不大，但需要传输数据流量较大的媒体流时就会出现问题。电话信号与普通双向对讲信号有本质的区别，不但有馈电功能，还能承载高达90V 以上的铃流信号，除非具有电话接口的光端机，一般光端机的双向音频功能接口是不能直接与电话线相连的。
Q ．视频带宽对对图像的质量会产生怎样的影响？应怎样去判别光端机产品的真实的视频带宽？
A ：这里的视频带宽据问题本意应该是说输入带宽或者是基带带宽，是摄像机到数字光端机视频输入口之间的模拟传输带宽。
视频带宽不足，监视画面细节部分就不够清晰，水平分辨率就低，严重的甚至出现了色彩失真或丢失。输入带宽如果过低，也会造成视频信号中高频信息的丢失。可以从光端机采样频率上来判断光端机的实际最大带宽（光端机的输入带宽实际是一个范围）。按照奈奎斯特采样定律，要真实地还原信号，其采样频率至少应该是信号频率的两倍。如某光端机标称采样频率为16MHz ，可以感性判断其输入带宽最大为 8M 。在数字非压缩光端机中数字图像的实际传输带宽一般受传输器件通道带宽的制约，由该通道带宽和编码精度（8位或10位编码）即可逆向推算出其实际模拟视频信号的采样带宽。对于一般的工程商和用户通过比较观察图像的细节，可以粗略判断设备的视频带宽相对大小。
Q ．在监控工程中，应选用何种供电方式的光端机？另外，对光端机的输入电源范围有何要求？
A ：供电是保证数字视频光端机可靠性的首要考虑要素，供电不能保证可靠、合理，谈数字视频光端机的可靠性就成了一句空话。采用220VAC 供电的视频光端机取电比较方便，可靠性也较高，工程中应视情况尽量选择220VAC 供电的光端机。这种光端机目前主要有两种供电方式，一种是电源外置式，一种是电源内置式，即电源和光端机一体化。从工程应用来看，电源内置安装调试较为方便，但不便于更换维修。但是电源外置式光端机的模块化设计思想也从维护上对光端机的可靠性提出保障，在电源模块故障时便于更换。工程中选取光端机时，应该综合衡量做出选择。
基于国内电网情况，结合工程场地实际，应尽量选择输入电源范围宽的多路数字视频光端机。输入电源电压范围越大，表示光端机对电源的适应性越好。
Q ．光端机在接地上的考虑对设备的可靠性有何影响？一个好的接地要从哪些方面去考虑？
A ：在安防监控工程中，保证设备的良好接地是保证设备可靠性的重要环节。良好的接地，对设备抵御浪涌冲击、防静电和防雷击都有好处，从而高度保证设备的可靠性。一个好的接地方案应有以下方面的考虑：
1．光端机的电源必须接地。作为工业级产品，为了设备和人员的安全，多路数字视频光端机应采用国标220VAC 电源线与电源插座相连，而不能为了省事采用两芯电源线与电源插座相连。而且，工程中应保证电源插座的地线与大地可靠连接。
2．光端机的信号地应与机壳地、大地相连。这样可以为积累的静电荷提供泄放回路，防止静电荷积累而损坏设备的问题。光端机的信号地与机壳地、大地间的良好连接，可有效地预防感应雷对设备造成的损坏。 3．多路数字视频光端机的RS485数据端子也应提供接地线。
这样在工程中与对端设备的地线端子相连，避免因RS485通道两端设备间的地电位差损坏数据端口。
Q ．在有的工程中需要多路视频传到中心，有的则需一路或多路信号传到各个点上，或者有的信号需要传到很远的距离，对于这些复杂的需求，需要光端机具备哪些功能？
A ．有的安防监控工程，一根光纤沿途有多路视频要传输到中心监控机房；而有的安防监控工程，和前者正好相反，一路或多路视频信号要传输到光纤沿途的各个接收点上；还有的安防监控工程，多路视频信号需要传输很远的距离，中间可能要用到几级中继。这样就要求多路数字视频光端机具备视频信号的插入和提取功能及无损中继功能（直接在传输层中继信号而不是在用户接口层中继信号，后者将劣化视频信号的技术指标）。通过时隙配置可以实现图像的全网交叉，使用极为方便，且有组网灵活，扩展方面的特点。在工程中若有这类需求，应该优
1．线缆的敷设
根据规范要求和实际施工经验，在易燃易爆环境车间内的配电线路设计一般都以桥架为主，钢管与电缆沟的敷设为辅，所有使用的电缆应使用阻燃电缆。 线缆敷设的路由应尽量远离爆炸源和爆炸性物质输送的管道。对于爆炸性气体环境中应考察易燃易爆气体的比重，如果危险气体的比重比空气轻，线缆应尽量敷设在下面（沿墙或地埋）；而对于危险气体比空气轻的环境，线缆应尽量敷设在上面（沿墙或架空）。
正常情况下，在±0.00m 平面，先由室外桥架引入，进入室内后至设备附近沿墙或柱引下至电缆沟（敷设完毕后封死，以防进水和白蚁侵害），然后穿管沿地面敷设至设备旁，再用防爆挠性管接入到防爆设备。对于高出±0.00m 的平面上，电气线路基本上都是由桥架架空引入，然后由桥架穿管架空敷设至防爆设备旁，再用防爆挠性管接入防爆设备。敷设电气线路的沟、桥架或钢管所穿过的不同区域之间墙或楼板处的空洞应采用非燃性材料（如100#水泥砂浆或防火胶泥）严密堵塞。电缆线路不应有接头，穿线钢管应采用低压流体输送用镀锌钢管。管道连接处需套丝连接，32mm 以下管径至少需要套接5扣，32mm 以上管径至少需要套接6扣。防爆线路敷设需要全部配用镀锌钢管，钢管与钢管连接需要镀锌管接。每5根镀锌管处需加装防暴接线盒。镀锌管末端与防爆箱、防爆云台和防爆摄像机罩连接时需用防爆挠型管连接。一般理论上4分镀锌管内可以穿入2到3颗一平方以下的线缆。但在实际施工过程中镀锌管末端与防爆箱、防爆云台和防爆摄像机罩连接时由于在连接位置设备管径的限制，每一4分挠型管只能有一颗线穿入。因此在方案设计和现场施工中，应尽量选用6分以上管径的镀锌钢管进行敷设。并相对应的末端接线设备也应全部加配相对应管径的设备标准。
2．设备的安装
防爆设备的自身重量和载重一般都较大，在实际安装时首先要选择稳定、坚固的安装面和足以承载设备总成的支撑设备。
设备的所有电气连接接头都应该处于防爆设备腔体或隔爆型防爆接线箱腔体内部，设备之间的连接使用防爆挠型管，防爆密封引线管应使用防爆设备随机提供的产品或选择符合现场环境防爆等级的产品，根据危险区域的不同对于引线管穿入电缆后应加胶泥密封。如果设备具有转动或移动功能，引入设备的电缆和挠性管应该留有足够的余量，避免引设备转动拉断挠型管接口及电缆，使裸线暴露在危险环境之中。防爆接线箱应尽量与防爆云台和防爆摄像机罩的位置就进安装。由于防爆云台与摄像机内接线缆数目较多。就进安装时选用防爆挠型管连接可以减少施工难度，便于调试维修和查找故障原因。
3．接地
系统的接地，宜采用一点接地方式。接地母线应采用铜质线。接地线不得形成封闭回路，不得与强电的电网零线短接或混接；系统采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω；采用综合接地网时，其接地电阻不得大于1Ω；光缆传输系统中，各监控点的光端机外壳应接地，且宜与分监控点统一联接接地。光缆加强芯、架空光缆接续护套应接地；架空电缆吊线的两端和架空电缆线路中的金属管道应接地；在0区至1区、1区至2区过渡应用中，在进入另一危险区域之前必须做接地；地线不能小于6mm2；设备与接入设备前的隔爆接线盒间用防爆挠性管连接，分别重复接地并保证电气贯通。
4．防雷
在危险环境中的是设备主要是前端设备，而且有的是安装在室外。对于危险环境中设备防雷主要是指前端防爆设备的防雷。对于处于非危险区域的控制设备按照应用电视系统控制机房的防雷方法执行。
在中华人民共和国国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中的第二章有关于“凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者；具有0区或1区爆炸危险环境的建筑物；具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。”等情况的列为第一类防雷建筑。
室外监控点安装应按照国家标准安装防直击雷设备（接闪器）。同时需要注意对感应雷的防护。建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。金属屋面周边每隔18－24m 应采用引下线接地一次。现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝士屋面，其钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路，并应每隔18－24m 采用引下线接地一次。
平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100mm 时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m ；交叉净距小于100mm 时，其交叉处亦应跨接。当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时，连接处应用金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀环境下，可不跨接。
防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于10Ω。屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接，不应少于两处。前端设备同样需要在电源引入的总配电箱处安装设过电压保护器，同时视频信号是输出、控制通讯信号的接口都要安装适当的防雷器加以保护。