Средства передачи видеосигнала в системах видеонаблюдения

3 — внешнего проводника (экрана) в виде оплетки, фольги, покрытой  слоем алюминия пленки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, повива металлических лент и др. из меди, медного или алюминиевого сплава;

2 — изоляции, выполненной в виде  сплошного (полиэтилен, вспененный  полиэтилен, сплошной фторопласт, фторопластовая  лента и т. п.) или полувоздушного (кордельно-трубчатый повив, шайбы и др.) диэлектрического заполнения, обеспечивающей постоянство взаимного расположения (соосность) внутреннего и внешнего проводников;

1  — внутреннего проводника  в виде одиночного прямолинейного (как на рисунке) или свитого в спираль провода, многожильного провода, трубки, выполняемых из меди, медного сплава, алюминиевого сплава, омеднённой стали, омеднённого алюминия, посеребрённой меди и т. п.

Благодаря совпадению осей обоих проводников  у идеального коаксиального кабеля оба компонента электромагнитного поля полностью сосредоточены в пространстве между проводниками (в диэлектрической изоляции) и не выходят за пределы кабеля, что исключает потери электромагнитной энергии на излучение и защищает кабель от внешних электромагнитных наводок. В реальных кабелях ограниченные выход излучения наружу и чувствительность к наводкам обусловлены отклонениями геометрии от идеальности.

2.4 Витая пара

Витая пара — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Свивание проводников производится с целью повышения степени  связи между собой проводников  одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современныхструктурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.

Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C.

Витопарный кабель состоит из нескольких витых пар. Проводники в парах  изготовлены из монолитной медной проволоки  толщиной 0,4—0,6 мм. Кроме метрической, применяется американская система AWG, в которой эти величины составляют 26AWG или 22AWG соответственно. В стандартных 4-х парных кабелях в основном используются проводники диаметром 0,51 мм (24AWG). Толщина изоляции проводника — около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (английское сокращение PVC), для более качественных образцов 5 категории —полипропилен (PP), полиэтилен (PE). Особенно высококачественные кабели имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, который обеспечивает низкие диэлектрические потери, или тефлона, обеспечивающего широкий рабочий диапазон температур

Также внутри кабеля встречается так  называемая «разрывная нить» (обычно капрон), которая используется для облегчения разделки внешней оболочки — при  вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников. Также разрывная нить, ввиду своей высокой прочности на разрыв, выполняет защитную функцию.

Внешняя оболочка 4-парных кабелей  имеет толщину 0,5—0,9 мм в зависимости  от категории кабеля и обычно изготавливается из поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость. Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, для изготовления оболочки используются полимеры, которые не поддерживают горения и не выделяют при нагреве галогены (такие кабели маркируются как LSZH — Low Smoke Zero Halogen). Кабели, не поддерживающие горение и не выделяющие дым, разрешается прокладывать и использовать в закрытых областях, где могут проходить воздушные потоки системы кондиционирования и вентиляции (так называемых пленум-областях).

В общем случае, цвета не обозначают особых свойств, но их применение позволяет  легко отличать коммуникации c разным функциональным назначением, как при  монтаже, так и обслуживании. Самый распространённый цвет оболочки кабелей — серый. У внешних кабелей внешняя оболочка чёрного цвета. Оранжевая окраска, как правило, указывает на негорючий материал оболочки.

Отдельно нужно отметить маркировку. Кроме данных о производителе и типе кабеля, она обязательно включает в себя метровые или футовые метки.

Форма внешней оболочки кабеля витая  пара может быть различной. Чаще других применяется круглая форма. Для  прокладки под ковровым покрытием  может использоваться плоский кабель.

Кабели для наружной прокладки  обязательно имеют влагостойкую оболочку из полиэтилена, которая наносится (как правило) вторым слоем поверх обычной, поливинилхлоридной. Кроме  этого, возможно заполнение пустот в  кабеле водоотталкивающим гелем  и бронирование с помощью гофрированной ленты или стальной проволоки.

Существует несколько категорий  кабеля витая пара, которые нумеруются от CAT1 до CAT7 (правильно category или категория, сокращение «CAT», «Cat» следует писать с точкой — «Cat.», потому как категория  и кошка — разные вещи) и определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины. Категории неэкранированной витой пары описываются в стандарте EIA/TIA 568 (Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях) и в международном стандарте ISO 11801, а также приняты ГОСТ Р 53246-2008 и ГОСТ Р 53245-2008 (переводы одного из руководств производителя).

Каждая отдельно взятая витая пара, входящая в состав кабеля, предназначенного для передачи данных, должна иметь волновое сопротивление100±15 Ом, в противном случае форма электрического сигнала будет искажена и передача данных станет невозможной. Причиной проблем с передачей данных может быть не только некачественный кабель, но также наличие «скруток» в кабеле и использование розеток более низкой категории, чем кабель.

Существует два варианта обжима разъёма на кабеле:

1. для создания прямого кабеля (Рисунок 2.4.1, Рисунок 2.4.2) — для соединения порта сетевой карты с коммутатором или концентратором,
2. для создания перекрёстного (Рисунок 2.4.3) (использующего кроссированный MDI, англ. MDI-X) кабеля, имеющего инвертированную разводку контактов разъёма для соединения напрямую двух сетевых плат, установленных в компьютеры, а также для соединения некоторых старых моделей концентраторов или коммутаторов (uplink-порт).

Прямой кабель

Рисунок 2.4.1 -Коаксиальный кабель по стандарту EIA/TIA-568A

 

Рисунок 2.4.2 -Коаксиальный кабель по стандарту EIA/TIA-568B

 

 

Перекрёстный кабель

Используется для соединения однотипного  оборудования (например, компьютер-компьютер). Однако некоторые сетевые карты  способны автоматически определить метод обжима кабеля и подстроиться под него.

Рисунок 2.4.3 -Коаксиальный кабель для  скорости 100 Мбит/с

2.5 Оптоволоконные

В последние годы оптоволоконные системы  стали чаще применяться для высокоскоростной передачи аналоговых и цифровых видеосигналов  не только в системах кабельного телевидения, но и в территориально-распределенных системах видеонаблюдения. Обладая низкими потерями, оптоволоконная линия связи способна транслировать видеосигналы на расстояния до десятков километров без использования промежуточных усилителей. Как правило, частота передачи видеосигнала через оптоволоконные системы составляет более 10 миллиардов бит/с и, в ряде случаев, может превышать потребности в скорости и объеме передаваемой информации, необходимой для решения конкретных задач видеонаблюдения. Поэтому оптоволоконные системы чаще всего используются на особо ответственных объектах видеонаблюдения, либо для передачи больших объемов информации, в том числе и видеосигналов.

Современное оптоволокно, используемое в оптоволоконных системах,  представляет собой прозрачные стеклянные волокна, которые проводят свет от одного конца до другого с минимальными потерями, благодаря эффекту полного внутреннего отражения. Конструктивно, такое оптоволокно состоит из ядра, оптической оболочки и защитной оболочки. Ядро и оптическая оболочка обычно выполнены из стекла, реже - пластика,  защитная оболочка, как правило, из пластика. Ядро оптоволокна пропускает световой сигнал, а оптическая оболочка обеспечивает полное внутреннее отражение света в ядре и его прохождение по всей длине. Защитная оболочка предназначена для защиты ядра и оптической оболочки от внешних воздействий. Толщина оптоволокна сопоставима с толщиной человеческого волоса (125 мкм – оптоволокно, 85 мкм – волос).

Преимущества ВОЛП

Волоконно-оптические линии обладают рядом преимуществ перед проводными (медными) и радиорелейными системами связи:

1. Малое затухание сигнала (0,15 дБ/км в третьем окне прозрачности) позволяет передавать информацию на значительно большее расстояние без использования усилителей. Усилители в ВОЛП могут ставиться через 40, 80 и 120 километров, в зависимости от класса оконечного оборудования.
2. Высокая пропускная способность оптического волокна позволяет передавать информацию на высокой скорости, недостижимой для других систем связи.
3. Высокая надёжность оптической среды: оптические волокна не окисляются, не намокают, не подвержены слабому электромагнитному воздействию.
4. Информационная безопасность — информация по оптическому волокну передаётся «из точки в точку».
5. Высокая защищённость от межволоконных влияний — уровень экранирования излучения более 100 дБ. Излучение в одном волокне совершенно не влияет на сигнал в соседнем волокне.
6. Пожаро- и взрывобезопасность при изменении физических и химических параметров
7. Малые габариты и масса

Недостатки ВОЛП

1. Относительная хрупкость оптического волокна. При сильном изгибании кабеля (особенно, если в качестве силового элемента используется стеклопластиковый пруток) возможна поломка волокон или их замутнение из-за возникновения микротрещин.
2. Сложность соединения в случае разрыва.
3. Сложная технология изготовления как самого волокна, так и компонентов ВОЛП.
4. Сложность преобразования сигнала (в интерфейсном оборудовании).
5. Относительная дороговизна оптического оконечного оборудования. Однако, оборудование является дорогим в абсолютных цифрах. Соотношение цены и пропускной способности для ВОЛП лучше, чем для других систем.
6. Замутнение волокна с течением времени вследствие старения.

Основное применение оптические волокна  находят в качестве среды передачи на волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей. Применение оптических волокон для линий связи обусловлено тем, что оптическое волокно обеспечивает высокую защищенность от несанкционированного доступа, низкое затухание сигнала при передаче информации на большие расстояния и возможность оперировать с чрезвычайно высокими скоростями передачи. Уже к 2006-му году была достигнута скорость модуляции 111 ГГц, в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи по одному каналу оптического волокна. При этом каждое волокно, используя технологию спектрального уплотнения каналов может передавать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи информации, исчисляемую терабитами в секунду.

 

 

3 РЕЖИМ ЭКСПЛУАТАЦИИ

3.1 Передача сигнала по витой  паре

Специалисты в области телекоммуникаций знают, что получение качественного  видео- или аудиосигнала относительно не сложно. Сложности появляются тогда, когда появляется необходимость  передать этот сигнал на большие расстояния, обеспечив его защищенность от влияния помех и искажений, особенно когда устройство приёма находится в труднодоступном месте, и поддается активному влиянию разнообразных электромагнитных волн.

Сегодня, во время развития технологий практически любое презентационное и информационное оборудования поддерживает мультимедийность, то есть позволяет просматривать и обрабатывать разнообразные данные, такие как видео и звук различных форматов и стандартов, из чего следует вывод, что основным инструментом рекламщика является компьютер. Учитывая это, становится понятно, что для просмотра изображения, созданного при помощи компьютера целесообразнее всего использовать ПК с XGA/VGAмонитором, так как в этом случае оба устройства поддерживают общие стандарты мультимедиа. Это позволяет экономить основной ресурс рекламщика – время, а время, как известно – деньги.

Но подключение компьютеров  друг к другу может быть ограничено по одной весьма прозаической причине  – ограничением длины кабелей, предназначенных для подключения ПК к оборудованию, предназначенному для отображения данных. Это ограничение вызвано тем, что стандарты линий передачи низкочастотной связи ( без использования модуляции) проектировались с учётом того, что расстояние между сопрягаемыми устройствами не будет превышать 3 м. В реальности же, при превышении вышеуказанного значения, необходимо использовать  специальные устройства – так называемые удлинители интерфейса. Применение этих устройств позволяет существенно увеличить допустимое расстояние между приёмником и передатчиком видеосигнала, увеличивая тем самым гибкость и функциональность всей системы в целом.

Самым широко распространённым способом передачи видеоизображения является применения кабелей двух типов: коаксиального и так называемой витой пары. Оба они используются для монтажа сетей передачи видеосигнала, например систем камер, обеспечивающихвидеонаблюдение в каком-либо здании.

Коаксиальный кабель осуществляет так называемую несимметричную передачу сигнала, так как коаксиал замыкает контур приёмник-передатчик, в котором центральная жила кабеля выступает в качестве сигнального провода, а оплётка – заземляющего. Даже при наличии экрана коаксиальный кабель не в состоянии обеспечить передачу на дальние расстояния видеосигнала, так как линия передачи подвержена значительному влиянию помех. К тому же данный вид кабеля требует согласования входного импеданса передатчика и выходного импеданса приёмника со своим собственным импедансом. Кроме всего вышеперечисленного, особое внимание требуется уделить разъёмным соединениям и укладке кабеля.