Среды передачи видеосигнала

Чтобы данные добрались от одного устройства до другого, нужно что-то, чаще всего это кабель, что поможет им это сделать. В IT сфере путепроводом для цифровой данных называют среду передачи. В цифровой сети применяют 3 вида сред: медный, оптоволоконных кабели и беспроводной (радиоканал, WiFi).

Медь

Самым популярным проводником в цифровых сетях до сих является витая пара – это скрученные между собой пары медных изолированных одножильных проводов. В IP-видеонаблюдении обычно применяют кабель с 4-мя парами. Есть много видов витой пары. В таблице приведены 4 часто используемых.

Один из параметров витой пары – это категория: от 1 до 7. Это значение характеризует скорость соединения и ширину полосы пропускания – чем больше цифра категория, тем эти параметры выше. Практически в цифровых сетях применяют 2 вида витой пары: CAT-5 и CAT-6. Пятую применяют в 100-мегабитных соединениях, шестую – в гигабитных. Для соединения витой пары и сетевого оборудования используют разъем RJ-45.

Обе категории допускают предельную длину линии связи между точками соединения (узлами) в 100 м. При проектировании видеонаблюдения такое ограничение нужно учитывать. Если в системе, а это случается довольно часто, расстояние от видеокамеры до приемника сигнала больше 100 м, то его можно увеличить, применяя один из нескольких способов.

1. Установка промежуточного коммутатора или повторителя позволит увеличить еще на 100 м длину линии связи.

2. Использование модемов (конверторов). Они позволяют преобразовать и усилить сигнал, а затем передать его на расстояние до 1500 метров по коаксиальному кабелю или 2-м жилам витой пары. Только следует учитывать, что в данном варианте, чем расстояние выше, тем скорость передачи ниже.

Если нужно обеспечить скоростное соединение большие расстояния, то придется применять оптоволоконный кабель.

Оптоволоконный кабель

Это кабель, состоящий из нескольких светопроводящих нитей. Светодиод или лазер передающего устройства отправляет нитям световые импульсы, а приемное на противоположном конце их принимает. Есть 2 типа оптических волокон.

Многомодовое. Диаметр сердцевины волокна ориентировочно составляет 50 мкм. Это большая величина для оптики. По этой причине лучи или моды идут от передающего устройства по различным траекториям, имеющим разную длину. И получается, что лучи следующие по короткой траектории приходят на приемник раньше, чем лучи – по длинной. Чем протяженность линии больше, тем более заметно это различие, тем более размыт сигнал, приходящий на приемник. Поэтому многомодовые оптические кабели не используют на расстояниях больших 2 километров.

Одномодовое. Здесь у сердцевины диаметр меньше 10 мкм. Благодаря этому лучи внутри волокна могут распространяться только по одной траектории. Отсюда следует, что все лучи одновременно попадают на приемник даже через десятки километров. Сигнал получают в данном случае четкий и без размытия. Применяя данный тип волокна можно передавать данные со скоростью 1Гбит/с на расстояния больше 100 километров.

Оборудование для оптоволоконных сетей

Без использования различного оборудования будет невозможно организовать качественное оптоволоконное соединение, поэтому мы сейчас чуть коснемся этой темы.

Медиаконвертор

Довольно часто приходится связать локальную внутреннюю сеть видеосистемы, выполненной на меди, с удаленным на большое расстояние видеоустройством по оптоволокну. Для этой цели применяют преобразователь среды или медиаконвертор. Это небольшое устройство, имеющее с одной стороны интерфейс для подключения «витухи», а с другой оптический интерфейс. Например, видеокамера от основного здания расположена на расстоянии 5 километров. Для подключения ее к центральному приемнику, электрический сигнал от нее преобразуют в оптический при помощи медиаконвертера.

SFP-модуль

Это маленькое устройство, устанавливаемое внутрь коммутатора или какого иного сетевого устройства для подключения к нему оптики.

Есть довольно много разновидностей SFP-модулей, отличающиеся тем, какой тип оптоволокна к ним можно подключить и какова будет протяженность линии.

Аттенюатор

Устройство, служащее, чтобы снижать уровень сигнала. Приемопередатчики имеют определенные значения мощности, рассчитанные на определенную длину линии. Если, например, расстояние между приемником и передатчиком 500 метров, а приборы рассчитаны на удаленность в 10 км, то для нормальной работы оборудования потребуется установить аттенюатор.

Пигтейл

Так называют отрезок оптоволокна, который предназначен для оконечивания ВОК. С одной его стороны ставят коннектор, с другой конец сваривают с кабелем или соединяют с ним при помощи неразъемного соединителя.

Коннекторы

Чтобы подключить оптику к сетевому оборудованию применяют три основных типа коннекторов:

 SC;

 LC;

 2ХLC.

Беспроводные соединения

Передача данных возможна не только по кабелю, но и с использованием радиосигналов. В настоящее время самым распространённым стандартом беспроводной связи является Wi-Fi (стандарт 802.11). Основные преимущества беспроводной сети — низкая стоимость и простота установки. Чтобы создать систему IP-видеонаблюдения на базе Wi-Fi, достаточно подключить питание к IP-камерам со встроенным Wi-Fi-адаптером и установить точку доступа.

Кроме обычных точек доступа существуют так называемые Wi-Fi-мосты — пара приемопередатчиков с направленными антеннами. Wi-Fi-мост обеспечивает беспроводное соединение на расстоянии нескольких километров. Антенны должны быть видны друг другу напрямую. Скорость передачи данных через Wi-Fi-мост может достигать 100 Мбит/с.

Беспроводная связь, кроме очевидных преимуществ, имеет несколько важных недостатков:

• ненадёжность соединения: радиосигнал может быть легко заглушён специальным устройством, создающим помехи в определённом диапазоне частот, что приведёт к потере сигнала ещё до того, как злоумышленник попадёт в поле зрения камер;
• сложность расчёта скорости передачи и максимального расстояния: скорость передачи данных сильно зависит от внешних условий, таких как расположение антенн в помещении, толщина и тип стен, а также наличие других источников радиоизлучения. При использовании Wi-Fi на открытом воздухе нужно учитывать погодные условия, так как дождь или туман могут значительно уменьшить радиус действия сети;
• разделение скорости между подключёнными устройствами: Wi-Fi-сети работают таким образом, что только одно устройство может передавать данные в определённый момент времени. Если две IP-камеры попытаются одновременно передать информацию, они будут делать это по очереди, разделяя общую пропускную способность между собой.

Например, установлено пять беспроводных цифровых камер. Скорость соединения – 20 Мбит/с. Таким образом, каждая камера получает только 20 / 5 = 4 Мбит/с, хотя фактически она может работать со скоростью 2 Мбит/с из-за служебной информации, занимающей большую часть потока.

В обычном охранном видеонаблюдении на небольших объектах используют для линий связи витую пару или беспроводную связь. При создании же и проектировании разветвленной системы видеонаблюдения часто приходится применять все вышеописанные среды передачи, так как объекты могут иметь сложный ландшафт или неудобное расположение охраняемых зон. Грамотный подход к выбору эффективного видеонаблюдения на основании требований к системе и условий ее использования позволит рационально подойти к использованию целевого бюджета.