1.6 Каналообразующий тракт передачи видеосигнала [8]

На сегодняшний день для передачи видеосигнала от камеры до устройств его обработки можно использовать:

– радиочастотные кабели типа РК или RG,

– витую пару FTP или UTP,

– телефонный провод,

– радиоканал,

– оптоволокно.

Радиочастотные кабели, которые используются в системах видеонаблюдения, имеют волновое сопротивление 75 ом. Радиочастотный кабель имеет следующую форму записи: РК75-4/11.

Буквы РК означают, что это радиочастотный кабель. Вслед за этими буквами стоит число (75), показывающее значение волнового сопротивления кабеля в омах. Далее стоит число (4), округленно равное внутреннему диаметру оплетки «D» в миллиметрах. Последнее число (11) является номером разработки. Радиокабель состоит из следующих элементов (рис. 46):

– центральная жила,

– изолирующий материал,

– экранирующий чулок,

– защитная оболочка.

Рис. 46 - Радиокабель

Радиочастотный кабель характеризуется следующими основными параметрами:

– погонное затухание (дБ/м) кабеля в диапазоне частот,

– погонная индуктивность и емкость кабеля,

– плотность навивки экранирующего чулка в процентах.

Для широкого круга проектных и монтажных организаций последний параметр, после волнового сопротивления, является самым главным, так как он определяет экранирующие свойства кабеля. Для передачи видеосигнала по радиочастотным кабелям плотность навивки экранирующего чулка должна быть не менее 80%.

С увеличением длины кабеля потери, которые он вносит в видеосигнал, распределены в полосе частот неравномерно. Наибольшему затуханию подвержены высокочастотные составляющие спектра, а они как раз и определяют проработку мелких деталей в изображении, иными словами, определяют разрешающую способность. В качестве примера на рис. 47 приведен график зависимости изменения качества видеосигнала в радиочастотном кабеле РК75-4/11 от его длины. Квадратами отмечены результаты измерений.

Для компенсации таких потерь применяют видеоусилители.

Видеоусилитель должен подключаться к выходу видеокамеры и иметь регулировку наклона АЧХ (амплитудно-частотная характеристика). Критерии допустимого ухудшения качества сигнала устанавливаются соответствующими стандартами, например: СCIR REC.601-2 «Encoding parameters of digital television for studious» или ГОСТ Р 50725-94 «Соединительные линии в каналах изображения».

Рис. 47 - Изменение качества видеосигнала в зависимости от длины кабеля

К недостаткам радиочастотных кабелей можно отнести их слабую экранировку для частот ниже десятков килогерц. В основном, это одна из причин появления на экране монитора помех от промышленной сети 50 Гц.

На качество телевизионного сигнала также оказывает влияние отражение видеосигнала от нагрузки (устройств обработки сигнала или монитора), возникающее при несогласованном включении кабеля в оборудование или при неправильном соединении радиочастотных кабелей при их наращивании.

Кроме того, отраженные волны могут со временем возникнуть в местах изгиба кабеля, если радиус изгиба в зависимости от диаметра кабеля и температуры меньше требуемого по ГОСТ или ТУ производителя.

Витая пара (рис. 48), как и радиокабель, позволяет пропускать широкий спектр сигнала и имеет волновое сопротивление 100–120 ом.

Рис. 48 - Витая пара

В связи с тем, что витая пара это симметричный кабель, ее включение в телевизионное оборудование, имеющее несимметричные входы/выходы, требует специальных переходных усилительно-симметрирующих устройств. При работе с витой парой использовать какие-либо соединения при ее наращивании нежелательно, так как это ухудшает ее волновые свойства. Наращивать строительную длину витой пары нужно через специальные корректирующие усилители. В отличие от радиокабеля витая пара хорошо защищена от помех, в том числе от промышленной сети (220 – 380)В 50 Гц.

Телефонный провод изначально проектировался под оборудование, работающее в диапазоне 0,3–3,4 кГц. Непосредственно передать видеосигнал по такому проводу без потерь качества невозможно. С появлением телефонных модемов эта задача решается достаточно просто. Но работа такого канала в режиме реального времени ограничивается качеством исходного сигнала. Чем выше качество, тем больше объем информации и тем медленнее происходит обновление видеокартинки.

Скорость передачи данных по кабелю выражается в битах в секунду – бод. Отечественные телефонные лини позволяют вести передачу данных со скоростью 4800 бoд.

Для увеличения скорости обмена данными по телефонным кабелям используются разнообразные алгоритмы сжатия информации, в частности изображения. Такой подход позволяет в настоящее время передавать видеоизображение в реальном масштабе времени.

Радиоканал зачастую – это панацея при передаче видеосигнала через труднодоступные территории. Но качество передаваемого сигнала зависит от полосы частот, занимаемой радиоканалом. Если для передачи радиосигнала используется радиоканал с частотной модуляцией, то в эфире полоса сигнала расширяется пропорционально выбранному индексу частотной модуляции. И для хорошего качества потребуется полоса частот в несколько десятков мегагерц. Получить официальное разрешение на использование такой полосы частот, может быть, и реально, но очень дорого.

Если для радиоканала используется аппаратура с амплитудной модуляцией, то полоса частот радиосигнала значительно уже, и получить разрешение гораздо проще и дешевле. Передача видеоизображений по такому каналу позволит всем телевизорам, находящимся в непосредственной близости от передатчика, принимать изображение от видеокамер (если передатчик работает в полосе частот телевизионного вещания). С точки зрения помехозащищенности радиоканал с частотной модуляцией предпочтительней.

Не следует забывать и о том, что мощность радиопередающего оборудования ограничена и для обеспечения требуемой дальности придется использовать направленные антенны, имеющие высокий коэффициент усиления. Но многие не обращают внимания на то, что, используя горизонтальную поляризацию антенны, можно сэкономить многие десятки децибел, которые при вертикальной поляризации будут потеряны за счет ослабления волны, прошедшей через вертикальные электропроводящие предметы – столбы, мокрые стволы деревьев и многое другое.

Хочется обратить внимание, что разрешение на эксплуатацию радиопередающих устройств выдается органами Гостехнадзора на местах. Если вы приобрели оборудование в Москве и имеются все разрешения, это не значит, что в Новосибирске вам разрешат его эксплуатировать.

Оптоволокно – это единственный кабель, который почти не имеет недостатков, кроме цены и дополнительного инструмента для заделки концов и наращивания строительной длины.

Максимальная дальность работы по оптоволокну зависит от длины волны и при ее значении 850 нм, многомодовое волокно позволяет обеспечить дальность передачи до 6 км, при длине волны 1 300 нм, одномодовое волокно позволяет обеспечить дальность передачи до 30 км.

Основные достоинства:

– нечувствительность к электромагнитным и высокочастотным помехам,

– полная электрическая изоляция,

– высокая степень защиты от несанкционированного доступа к каналу передачи информации,

– малый диаметр и вес, высокая гибкость кабеля.

Далее >>>