26.02.2009. Передача видеосигнала по витой паре

Cпособ передачи видеосигнала по витой паре на дистанции 500…2000 м при сравнении с коаксиальным кабелем дает следующие преимущества:

* Передача по витой паре лучше защищает видеосигнал от внешних электромагнитных помех за счет перевивки проводов в паре. Эта особенность витой пары, а также использование симметричных передатчиков и приемников видеосигнала, позволяет обеспечить качество изображения, значительно менее зависимое от длины линии связи и внешней электромагнитной обстановки. Особенно успешно подавляются магнитные составляющие внешних полей в низкочастотной области спектра видеосигнала.

* Применение экранированных витых пар с заземлением экрана позволяет существенно уменьшить влияние электрической составляющей внешнего электромагнитного поля.

* Использование витой пары позволяет по одному многопарному кабелю одновременно передавать разнотипные сигналы (видео, звук, телеметрию), причем количество передаваемых сигналов по одному кабелю ограничивается только количеством витых пар в кабеле.

* Способ передачи изображения по витой паре позволяет существенно снизить финансовые расходы при оборудовании объектов системами видеонаблюдения. Чем протяженнее линии связи и больше количество видеокамер в системе наблюдения, тем выше экономия.

К сожалению, способ передачи по витой паре имеет не только достоинства, но и ограничения:

* Значительные частотные потери и фазовые искажения в спектре передаваемого видеосигнала. Например, при передаче на расстояние 2 км сигнал частотой 4 МГц ослабляется на 80-120 дБ в зависимости от используемой марки витой пары. Компенсация таких потерь приводит к значительному усложнению и удорожанию как передатчиков, так и приемников.

* Использование многопарных кабелей при передаче видеосигнала на дистанции 1-2 км приводит к сращиванию отдельных кусков кабеля. Для сохранения постоянного волнового сопротивления при разводке линии связи потребуются кабели с близкими параметрами (сечением проводников, диаметром изоляции, направлением и шагом завивки пар).

Передача видеосигнала на дистанции 1…2 км накладывает следующие основные требования на применяемую витую пару:

* Вне помещения и на промышленных объектах необходимо использовать только экранированную витую пару с обязательным заземлением экрана. Подробнее см. статью «Основные причины выхода из строя систем видеонаблюдения».

* Для уменьшения затухания видеосигнала на дистанциях 1…2 км проводники витой пары должны быть из меди ø0,4…0,5 мм. Кабели витой пары с омеднёнными стальными проводниками (например, «полевой кабель» П-274М) лучше не применять из-за потерь более 80 дБ/км в верхней области спектра видеосигнала. Использование витой пары с большим затуханием в области высоких частот приводит к искажениям видеоизображения в виде потери четкости, цвета, искажения по строкам.

* Волновое сопротивление витой пары может составлять величину в пределах 100-150 Ом. Несогласованное волновое сопротивление на большой дистанции приводит к повторам изображения.

Аппаратура рассчитана на применение распространенного отечественного телефонного кабеля ТППЭП. При некотором уменьшении (до 30%) максимальной дистанции линии связи можно использовать экранированные кабели структурированных систем связи (компьютерную витую пару) марок КВП, НВП и др. Следует также отметить, что телефонный кабель ТППЭП имеет значительно более прочную конструкцию, чем компьютерный и изначально предназначен для внешней прокладки.

Неэкранированные витые пары допускается использовать в качестве линий связи только при отсутствии сильных внешних электромагнитных полей и на короткие дистанции.

При использовании импортных кабелей витой пары UTP, FTP, STP и т.д. следует обращать внимание на маркировку AWG диаметра проводников и процентное содержание меди в проводниках кабеля.

Существует несколько типов приборов передачи видеосигнала по витой паре. Приведем условную классификацию аппаратуры по ее основному назначению:

1. Передатчики

2. Приёмники

3. Приёмопередатчики

4. Грозозащита

5. Прочее оборудование

1. Передатчики видеосигнала по витой паре

Передатчики можно условно разделить на следующие группы:

1.1. Герметизированные видеопередатчики Si-112T; Si-113T; Si-115T; Si-174T

Герметизированный видеопередатчик Si-113TЧетырёхканальный герметизированный передатчик видеосигнала Si-174T

Предназначены для совместной работы с малогабаритными уличными видеокамерами (типа МВК-16, МВК-18 и их аналогами).

Передатчики данной группы имеют следующие характерные особенности:

* формируют питание видеокамеры 12 В/0,2 А;

* обеспечивают гальваническую развязку в цепи видеосигнала и питания;

* обеспечивают многоступенчатую защиту видеокамеры от перенапряжений и грозовых разрядов по цепям питания и передачи видеоизображения;

* могут эксплуатироваться вне помещения при температуре от -40°С до +40°С;

* имеют герметизированный корпус с уровнем защиты IP65.

Одноканальные передатчики Si-112T; Si-113T; Si-115T отличаются между собой дистанцией передаваемого изображения.

Четырехканальный передатчик Si-174T имеет аналогичные технические характеристики прибору Si-115T.

Особенности прибора Si-174T:

* 4 независимых канала передачи видеосигнала на дистанцию до 1000 м;

* 4 независимых источника питания видеокамер с напряжением 12/14 В. Расстояние между видеокамерой и передатчиком Si-174T может составлять величину до 300 м.

Примечания:

1. Все передатчики, кроме Si-170M/F, имеют гальваническую развязку (видеотрансформатор) по цепи передачи видеосигнала.

2. Все передатчики, кроме Si-116T, Si-116TB, Si-170M/F, имеют защиту видеокамер от перенапряжений, грозовых разрядов, импульсивных наводок и помех по цепям электропитания и линии передачи видеосигнала с отдельной клеммой заземления.

3. Передатчики Si-116T, Si-116 TB, Si-170M/F имеют схему ограничения дифференциальных помех, наведенных на линию передачи видеосигнала.

4. Модули термокожуха Si-161A, Si-161i, Si-162, Si-162i, Si-163i управляют термонагревателем кожуха.

5. Модуль термокожуха Si-161i осуществляет предварительный прогрев видеокамеры при низкой температуре окружающей среды до подачи на нее напряжения питания (безаварийное включение видеокамеры).

6. Передатчики Si-112T, Si-113T, Si-161A, Si-161i активные, с предварительной коррекцией АЧХ. Si-112T предназначен для работы на дистанции не менее 1000 м и не более 2000 м (для кабеля ТПП0,5). Si-113T, Si-161A, Si-161i предназначены для работы на дистанции не менее 300 м и не более 1500 м.

7. Дистанции передачи видеоизображения для приемников других производителей могут отличаться от значений, указанных в таблице.

1.2. Модули термокожуха видеокамеры Si-161А, Si-161i, Si-162, Si-162i, Si-163i

Предназначены для работы со стандартными видеокамерами в составе термокожухов типа SVS26, SVS32 или аналогичных.

Передатчики Si-161А и Si-162 имеют следующие особенности:

* формируют питание видеокамеры 12 В/0,3 А;

* управляют термонагревателем кожуха;

* обеспечивают многоступенчатую защиту видеокамеры от перенапряжений и грозовых разрядов по цепям питания и передачи видеоизображения;

* обеспечивают гальваническую развязку в цепи видеосигнала;

* монтаж без пайки на штатные места в термокожухе.

Модули Si-161А и Si-162 отличаются между собой дистанцией передаваемого изображения.

Модуль Si-162i отличается от модуля Si-162 увеличенным током питания видеокамеры 0,62 А ном/0,8 А макс.

Модуль Si-161i имеет аналогичные технические характеристики и дополнительные функциональные возможности:

* предварительный прогрев видеокамеры после включения электросети при отрицательных температурах;

* формирование питания видеокамеры 12 В при токе до 0,8 А.

Модуль Si-163i имеет аналогичные технические характеристики и дополнительные функциональные возможности:

* диапазон питающих напряжений модуля (100-240) В, (47-400) Гц;

* формирование питания видеокамеры 12 В при токе до 0,7 А.

Свободный объём для видеокамеры в стандартном термокожухе можно определить по следующей методике.

Основной параметр (длина средней части корпуса) термокожуха как отечественного «SVS», так и зарубежного «ULTRAK», «COMPUTAR» производства указан производителем в названии серии кожуха. Например: кожух «SVS» серии 260 имеет длину L1 средней части корпуса 260 мм; кожух «ULTRAK» серии 300 имеет длину L1=300 мм (см. рис.1). SVS выпускает кожуха 260 и 320 серий. «ULTRAK» выпускает кожуха 220,260,300 и 320 серий.

Модуль термокожуха устанавливается на штатные места крепления кожуха, которые находятся на расстоянии L2=20 мм от крышки корпуса с гермовыводами. Различные типы модулей термокожуха имеют разный габаритный размер между центром крепления и краем модулей L3, который приводится в паспорте на модули и составляет для Si-161A - 50 мм, для Si-161i – 70 мм, для Si-162 – 50 мм., для Si-163i – 70 мм.

Максимальная длина L4 разъёма BNC вместе с частью кабеля подключения модуля к видеокамере не более 45мм. Таким образом, «свободная» длина L5 для видеокамеры с объективом определяется по формуле:

L5= L1- L2 - L3- L4 (мм),

где L1 – длина средней части корпуса термокожуха, соответствует названию серии;

L2=20 мм;

L3 – установочный габаритный размер модуля термокожуха;

L4 = 45 мм;

или:

L5=L1-115 (мм) для модуля Si-161A;

L5=L1-135 (мм) для модуля Si-161i;

L5=L1-115 (мм) для модуля Si-162;

L5=L1-115 (мм) для модуля Si-162i;

L5=L1-135 (мм) для модуля Si-163i.

Максимальная ширина корпуса видеокамеры может составлять 70 мм, а высота 65 мм.

1.3. Малогабаритные видеопередатчики Si-116T, Si-116TВ

Передатчик Si-116T монтируется непосредственно на любую стандартную видеокамеру с помощью BNC-разъёма. Обеспечивает гальваническую развязку и простейшую защиту видеокамеры от импульсных помех («искрозащиту»). Не требует электропитания (пассивный). Параметры приведены в табл. 3. Передатчик Si-116TB подключается к видеокамере с помощью клеммной колодки, остальные характеристики – аналогичные.

1.4. Передатчики Si-162B, Si-162Bi, Si-163Bi

Передатчики конструктивно выполнены в виде плат, аналогично Si-162, Si-162i.

Функциональные отличия:

* подключение к видеокамере осуществляется с помощью клеммных колодок;

* отсутствуют цепи управления нагревателем термокожуха.

2. Приёмники видеосигнала по витой паре

НПО «Защита информации» выпускает три приемника по витой паре Si-116RM/F, Si-118R и Si-192. Приёмники отличаются между собой количеством каналов, регулировкой параметров и цепями грозозащиты. Дистанция передачи изображения по кабелю витой пары определяется типом используемого передатчика и параметрами кабеля.

2.1. Одноканальный приемник Si-116RM

Отличается:

* миниатюрной конструкцией, позволяющей устанавливать его непосредственно на видеооборудование (квадратор, регистратор и т. д.);

* плавной регулировкой контрастности и четкости изображения;

* питанием от нестабилизированного источника 11-18 В.

Модификация приемника Si-116RF предназначена для монтажа в разрыв кабельной линии связи.

Габаритно-установочные размеры приборов

Si-105M/F, Si-106M/F, Si-116RM/F, Si-130M/F, Si-133M/F, Si-140M/F, Si-170M/F, Si-171M/F

2.2. Четырехканальный приемник Si-118R имеет следующие особенности:

* ступенчатую регулировку на 3 положения контрастности и четкости изображения в каждом канале;

* питается от электросети 220 В/50 Гц.

Приемники Si-116RM/F и Si-118R имеют на входе и выходе простые схемы «искрозащиты».

2.3. Двенадцатиканальный приемник Si-192 имеет:

* эффективную многоступенчатую схему защиты от перенапряжений, грозовых разрядов по электросети, входным и выходным цепям;

* ступенчатые регуляторы на 10 положений контрастности и четкости изображения в каждом канале;

* конструкцию 19".

3. Приёмопередатчики видеоизображения по витой паре Si-170M/F

Приборы предназначены для использования в системах видеонаблюдения как в качестве приемника, так и в качестве передатчика по неэкранированным парам проводов (типа UTP) в жилых домах и офисных зданиях.

Особенности:

* не требуют питающего напряжения;

* обеспечивают передачу изображения с разрешением 500 ТВЛ;

* устанавливаются непосредственно на оборудование или в разрыв линии связи.

4. Приборы грозозащиты видеооборудования

Выше отмечалось, что все передатчики видеоизображения по витой паре, предназначенные для эксплуатации вне помещения или на промышленных объектах, оборудованы всеми необходимыми цепями защиты как по электросети, так и линиям связи с приёмниками и видеокамерами. Из приёмников видеоизображения наиболее эффективную защиту имеет Si-192. Для остального оборудования выпускаются следующие приборы грозозащиты по витой паре:

* Si-145. Прибор обеспечивает защиту видеокамеры по электросети 220 В/50 Гц (модификация 24 В или 12 В), по видеосигналу и по телеметрии.

* Si-146. Прибор обеспечивает защиту оборудования по цепям видеосигнала в четырех каналах.

* Si-147. Прибор обеспечивает защиту оборудования по цепям видеосигнала и телеметрии в двух каналах.

5. Прочее оборудование передачи изображения по кабелю витой пары

5.1. Приёмопередатчик Si-171M/F

Предназначен для приема и передачи как видеосигнала, так и питающего видеокамеру напряжения по неэкранированным компьютерным витым парам проводов на расстояние до 200 м.

Особенности прибора:

* Простая установка. Витая пара подключается к приемопередатчику через компьютерный разъем RJ 45. Приборы монтируются или непосредственно на BNC разъемы видеооборудования или подключаются через кабель.

* Ток потребления подключаемых видеокамер до 300 мА.

* Для подключения одной видеокамеры используется 2-х парный или 4-х парный кабель UTP.

5.2. 8-ми канальный видеоприёмник Si-195

Прибор используется в многоканальных системах видеонаблюдения и предназначен для обеспечения питанием 8-ми видеокамер и приема видеосигнала от них по неэкранированным витым парам проводов на дистанции до 200 м. Предназначен для обеспечения питанием 8-ми видеокамер и приема видеосигнала от них по неэкранированным витым парам проводов на дистанции до 200 м.

Область применения:

* Магазины

* Склады

* Офисные здания

* Жилые дома

Особенности прибора:

* Простая установка. Компьютерная неэкранированная витая пара (КВП, UTP) подключается к прибору через стандартные разъёмы RJ-45.

* В качестве передатчиков видеоизображения применяются приборы Si-171M/F.

* Обеспечивается передача изображения и питания на дистанцию до 200 м при суммарном затухании видеосигнала менее 3 дБ и разрешении передаваемого изображения 500 ТВЛ.

* Используется 2-х парный или 4-х парный соединительный кабель марок КВП2 (UTP2), КВП4 (UTP4).

* Ток потребления подключаемых видеокамер до 200 мА.

* Плавная регулировка напряжения питания каждой видеокамеры от 12 В до 14 В. Пульсации по цепям питания менее 10 мВ.

* Габаритные размеры 2U.

* Защита от воздействия импульсных помех по электросети ~220 В/50 Гц и по цепям питания видеокамер.

* Защита от перегрузки в каждом канале. Индикация перегрузки.

* Термозащита прибора

5.3. Приёмник видеоизображения Si-121RTP

Приемник предназначен для работы с видеокамерой МВК-18КС и ее модификациями. Может эксплуатироваться со стандартной видеокамерой в комплекте с передатчиком Si-122T.

Приемник имеет герметизированную конструкцию с уровнем защиты IP65.

Особенности приёмника:

* Передача видеоизображения от видеокамеры и напряжения питания к видеокамере производится по одной витой паре проводов на расстояние до 600 м.

* Приёмник имеет многоступенчатую защиту от перенапряжений, импульсных помех, грозовых разрядов по цепи питания электросети и линии связи с МВК-18КС.

* Приёмник имеет защиту от КЗ в линии связи с видеокамерой и защиту от перегрева.

5.4. Многофункциональный приемопередатчик Si-122

Прибор предназначен для установки вне помещения, имеет герметизированную конструкцию IP65, температурный диапазон от -40°С до +40°С и эффективную схему грозозащиты по всем цепям. Прибор эксплуатируется со специализированной видеокамерой МВК-18КС или со стандартной видеокамерой и передатчиком Si-122T.

Особенности прибора:

* Передача видеосигнала от МВК к прибору Si-122 может осуществляться как по одной витой паре, так и по одному стандартному коаксиальному кабелю на расстояние до 1200 м. Передача электропитания от прибора к МВК происходит по той же витой паре (или коаксиальному кабелю), что и видеосигнал.

* Передача видеосигнала от прибора Si-122 к приёмному оборудованию осуществляется по витой паре или коаксиальному кабелю на расстояние до 1200 м.

5.5. 8-ми канальный приёмник видеоизображения Si-189

Предназначен для приёма видеосигнала и передачи по одним и тем же парам проводов на расстояние до 600 м. Прибор имеет 8 независимых каналов и используется в многоканальных системах видеонаблюдения со специализированными видеокамерами МВК-18КС или со стандартными видеокамерами и передатчиками Si-122Т.

Конструктивно приемник предназначен для установки в стандартную 19" стойку, но может монтироваться и автономно, например на стену. Высота корпуса приёмника 2U.

Особенности прибора:

* Независимая регулировка контрастности (чёткости) в каждом канале прибора.

* Защита от воздействия импульсных помех по электросети и линиям связи с видеокамерами.

* Защита от КЗ в каждом канале.

* Термозащита в каждом канале.

В заключение

При проектировании и монтаже системы видеонаблюдения:

Рекомендуется

* выбирать передатчик видеоизображения исходя из середины диапазона перекрываемого передатчиками. Так для кабеля ТППЭПх0,5 и дистанции 1500 м оптимальнее использовать передатчик Si-112Т, для дистанции 1000 м – Si-113Т или аналогичный (см. табл. 3), а для дистанции 500 м – Si-115Т или аналогичный;

* при монтаже стандартной видеокамеры в термокожух – изолировать корпус камеры от корпуса кожуха. Изолировать экран кабеля передачи видеоизображения от корпуса кожуха и цепей заземления кожуха;

* при кроссировании кабелей в монтажных коробках следует соединять между собой экраны всех кабелей;

* заземлять экран кабеля витой пары со стороны приёмника. Заземлять неиспользуемые витые пары;

* при использовании аппаратуры в условиях воздействия внешних электромагнитных полей большой энергии применять дополнительные защитные средства и мероприятия (внешнее экранирование, фильтрацию электропитания и т. д.);

Не рекомендуется:

* применять соединительные кабели с сомнительными характеристиками (стальные, омедненные, с неизвестными параметрами и т. д.);

* для трансляции видеосигналов во встречном направлении использовать один кабель;

* применять разнородные по характеристикам кабели на одной трассе;

* для увеличения дистанции передачи видеосигнала осуществлять каскадирование передатчиков с гальванической развязкой и приемников.