Передача видео по витой паре — технические особенности и тенденции развития

Передача видео по витой паре - технические особенности и тенденции развития

До недавнего времени передачи сигнала от видеокамер к монитору и видеорегистратору осуществляются исключительно коаксиальным кабелем. На данный момент существуют технически более совершенные альтернативы — оптоволокно и витая пара. Использование оптоволокна является идеальным с точки зрения передачи информации. 

Стоимость кабеля, сложность подключения и необходимость использования специализированной аппаратуры делает применение такого варианта целесообразным только на особо ответственных участках или при передаче видеосигнала на сверхдальние расстояния от 5 до 50 км. Таким образом, наиболее перспективной технологией передачи видеосигнала является передача видео по витой паре.

Аппаратура для передачи видео по витой паре, модель АПВС-5М

Кабель UTP cat 5e предназначен для передачи коммуникационных и видеосигналов. Он состоит из восьми переплетенных проводников, каждый из которых находится в собственной изоляции. Все четыре пары переплетенных проводников находится в дополнительной изоляции. Для возможности прокладки кабеля по воздушной линии внутри добавлена полимерная капроновая нить. Такая внутренняя структура значительно снижает влияние электромагнитных помех и внешних наводок от других электроприборов высокой мощности.

Также уменьшается индуктивная связь между проводниками. Внешняя защитная изоляция может быть изготовлена из поливинилхлорида, полипропилена, тефлона или ячеистого вспененного полиэтилена. Также существует отдельный тип атмосферостойкой защиты для кабеля, который может использоваться для прокладки снаружи помещений.

Адаптер передачи видеосигнала, модель Orient NT

Толщина проводника может варьироваться в широких диапазонах, а общая толщина кабеля может доходить до 5-9 мм. В зависимости от наличия дополнительных слоев защиты — экрана из фольги (на все проводники или каждую пару в отдельности), полимерной плёнки,  экрана из медной оплетки.

ВАЖНО! В зависимости от шага и плотности переплета такому кабелю присваивается определенная категория. Наиболее оптимальным вариантом для систем видеонаблюдения являются различные модификации 5 категории.

Преимущества и недостатки

Как правило, говоря о преимуществах, сравнивают кабели UTP и Coaxial:

  • Высокое качество передаваемого видеосигнала. Перевитые провода являются защитой от негативного воздействия внешних электромагнитных полей и внутренней индукции. Это позволяет передавать качественный видеосигнал на расстояние до 200 м без использования дополнительный аппаратуры усиления.
  • Экономия при обустройстве сетей. Сам кабель utp 5e стоит несколько дешевле, чем коаксиальный. Однако можно достичь существенной экономии средств, использовав для передачи видеосигнала в небольших системах видеонаблюдения локальную компьютерную сеть Ethernet.

ВАЖНО! При использовании Ethernet в качестве средства передачи видеоинформации, необходимо помнить о пропускной способности кабеля и  о необходимости зарезервировать определенный объем канала для передачи обычных коммуникационных сигналов между ПК.

  • Простота монтажных работ. При передаче информации на дальние дистанции, а также при прокладке воздушным способом вне помещений, нет необходимости в использовании металлических рукавов для защиты кабеля от внешнего воздействия. Теперь для заземления и зануления не используются специализированные приспособления. Эта задачи решаются комплексно, применением передатчиков и приемников в которых эта функция должна быть изначально;
  • Высокая надежность. Все компоненты системы видеонаблюдения основанные на витой паре, обладают значительным запасом прочности и длительностью эксплуатации. Компактные размеры приемников и передатчиков позволяют располагать их внутри термокожуха видеокамер и в сервисных комнатах, где располагается основная аппаратура видеозаписи. Несколько типов защиты экранов могут располагаться как вокруг всех проводников, так и каждой отдельной пары. Надёжная полимерная изоляция сохраняет внутренние проводники от негативных внешних факторов, в том числе и механического воздействие среднего уровня.

Использование усилителей при передаче видеосигнала

  • Универсальность. По кабелю utp5e можно осуществлять одновременную передачу аудио и видеоинформации, телеметрии, а также электропитания для видеокамеры и других исполнительных устройств: ПТЗ приводы, трансфокаторы вариофокальных объективов, термоэлементы, инфракрасная подсветка, устройства очистки внешнего защитного стекла.

Технические ограничения использования:

  1. При передаче видео на расстояние от 200 до 2000 м будут проявляться фазовые искажения и частотные потери видеосигнала, что значительно снизит качество получаемого изображения. В этом случае необходимо использовать специальные усилители видеосигнала;
  2. Сращивание проводов при помощи специальных переходников можно выполнять только в случае если оба отрезка кабеля имеют идентичные эксплуатационные характеристики: шаг скрутки, толщина сечения, наличие и тип экранирования, разновидность изоляции;
  3. В случае необходимости передачи видеосигнала на дистанции, превышающие 500 м, не рекомендуется использовать FTP кабель, имеющий общее экранирование, что существенно повышает его паразитарную ёмкость. Однако экранирование является обязательным условием при прокладке кабеля вблизи линий электропередач или работающих установок высокой мощности.

к оглавлению ↑

Структура сети передачи видеоинформации

В случае, если расстояние между видеокамерой и записывающим устройством невелико, а вся аппаратура находится внутри здания, можно обойтись без дополнительных усилителей и заземляющих приспособлений. В этом случае передача осуществляется по обычному патч-корду длиной 150-200 м.  Если дальность передачи информации превышает 150м, то часть кабеля должна проходить вне зданий, и сеть приобретает следующую структуру:

  1. Передатчик — компактное устройство, которое располагается в непосредственной близости от камеры видеонаблюдения. Как правило, устанавливают внутрь термокожуха или в специальном отделении клеммной коробки. Осуществляет преобразование однополярного несимметричного композитного видеосигнала  в два противофазных симметричных, которые более приспособлены для передачи на дальние расстояния без затухания;
  2. Приемник — располагается непосредственно возле устройств видеозаписи — видеорегистратор, видеосервер. Выполняет обратное преобразование информации которая, поступает от передатчика.
к оглавлению ↑

Передача электропитания по витой паре

Технология РоЕ, разработанная и стандартизированная в 2000-х годах, осуществляет передачу электроэнергии удаленному устройству с использованием кабеля витая пара UTP Cat 5e.  В современных устройствах применяются стандарты IEEE 802.3af (стандарт 2003 года) и IEEE 802.3at (разработан и внедрен в 2009 году). Для ее применения видеокамера и видеорегистратор должны поддерживать данную технологию.  Аппаратура разделена на несколько классов в зависимости от количества потребляемой удаленными устройствами электроэнергии:

  • 1 класс — подается до 4,5 Вт на порт видеорегистратора, удаленные устройства получают 0,44-3,84 Вт;
  • 2 класс — на порт подается 7 Вт на удаленные устройства 3,84-6,49 Вт;
  • 3 класс — до 15,4 Вт на порт, 6,49-12,95 для питания удаленной аппаратуры.

Преимущества применения технологии РоЕ в видео сетях основанных на витой паре очевидны:

  • Нет необходимости в прокладке дополнительной сети электропитания для подключения большинства удаленных устройств;
  • Установку ip-видеокамера можно осуществлять в любом месте, даже там где нет распределяющей коробок и розеток электросети;
  • Нет необходимости в приобретении и использовании специальных блоков питания.

Принципиальная схема передачи электропитания

к оглавлению ↑

Выводы

Системы видеонаблюдения основанные на передаче сигнала по витой паре и в дальнейшем будут оставаться наиболее актуальными как в техническом, так и в финансовом смысле, при условии использования IP видеоаппаратуры.