prooflink

Что можно протестировать?

2011-03-03T04:18:00.001-08:00

Чтобы проверить разрешающую способность видеокамеры (по вертикали или горизонтали) вы должны определить точку в которой находящиеся внутри окружности четыре линии, образующие острый треугольник, сливаются в три Это точка, которая соответствует предельному значению разрешающей способности: оно может быть считано с таблицы Для более точного определения разрешающей способности по горизонтали, как и в случае оборудования для телевещания, требуется осциллограф с выбором строки.

Если нужно проверить полосы частот видеосигнала прочтите значение мегагерц рядом с последней четкой группой линий где различимы черные и белые линии.

Мелкие концентрические линии в центре квадрата испытательной таблицы можно использовать для регулирования фокусировки и/или ре1улировки заднего фокуса До начала регулировки проверьте точное расстояние между видеокамерой и испытательной таблицей В большинстве случаев это расстояние должно измеряться до плоскости ПЗС-матрицы Хотя на некоторых объективах указывается расстояние, относящееся к фронтальной части объектива

Воспроизведение окружности (внизу) покажет вам линейность только видеомонитора, поскольку ПЗС-камеры не дают геометрических искажений в силу своей конструкции Ииотда линейность легче проверить путем измерения вертикальной и горизонтальной длины квадратов 6x6 находящихся слева от квадрата фокусировки

Широкие белые и черные полосы с левой стороны имеют двойную функцию Во-первых они покажут вам, согласовано ли волновое сопротивление или имеется отражение сигнала, то есть, заплывание белым в область черного (и наоборот) является признаком отражения сигнала от конца линии. Эти же полосы можно использовать для тестирования качества длинного кабеля, воспроизведения видеомагнитофона и других средств передачи или воспроизведения Во-вторых, вы можете определить,

обеспечивает пи сочетание видеокамера/объектив достаточно детальное изображение для распознавания активности (вторжения или нападения) Для этого следует установить видеокамеру на таком расстоянии, чтобы видеть зону шириной в 3 м в плоскости испытательнои таблицы. Если при этом вы можете различать полосы тогда выбранное вами сочетание видеокамера/обьектив хорошо обеспечивает распознавание активности Ясно, что если удается различать полосы рядом с цифрой 1 то это лучше, чем в случае полос с цифрой 2 Для определения расстояния для вашего объектива, используйте одну из формул, приведенных в разделе, посвященном фокусным расстояниям

Белые наклонные полосы с правой стороны имеют назначение, схожее с назначением более тонких полос с левой стороны. Если вы различаете линии рядом с зеленой буквой С, или, что еще лучше, с буквами В и А. когда видеокамера находится на расстоянии позволяющем видеть зону шириной 1 м в плоскости таблицы, тогда вы сможете на этом же расстоянии распознать человека А лучше, чем В, а В лучше, чем С Опять же чтобы узнать на какое расстояние вам нужно установить видеокамеру, чтобы видеть зону в 1 м. воспоиьзуйтесь вышеупомянутой формулой При помощи этого теста можно определить, обеспечивает ли выоранное сочетание видеокамера /объектив достаточную детализацию изображения Еще более целной и информативной явпяется оценка качества воспроизведения устройства записи на жесткии диск, поскольку в охранном телевидении нет объективных методов определения качества компрессии/декомпрессии

Цветная фотография трех детишек даст вам хороший индикатор телесного цвета, поэтому если вы используете цветную видеокамеру вы можете проворить цветовую температуру источника света и автоматический баланс белого видеокамеры, если таковой имеется В этом случае необходимо учитывать цветовую температуру источника света, которая в случае использования лампы накаливания составляет 2800° К

Для более точного цветового теста вашей видеокамеры воспользуйтесь шкалой расположенной наверху испытательной таблицы Цвета этой шкалы соответствуют цветным полосам формируемым

обычным телевизионным тестовым генератором. Если у вас есть вектороскоп, можно проверить цветовоспроизведение по одной строке сканирования цветных полос. Как и в случае любой системы цветного воспроизведения, здесь имеет огромное значение цветовая температура источника и в большинстве случаев это должно быть естественное освещение

Серый фон точно соответствует 30% серого и вместе со шкалой градаций яркости, находящейся внизу, может быть использован для проверки гамма-коррекции системы видеокамера/видеомонитор. Шкала яркости — линейная, в отличие от некоторых логарифмических шкал Линейная шкала выбрана потому, что большинство современных видеокамер имеют линейную характеристику, что облегчает настройку разных уровней на осциллографе. Шкала градаций яркости может быть также использована для установки оптимальной контрастности/яркости видеомонитора.

Чтобы добиться наилучшей настройки видеомонитора, необходимо выполнить следующее:

- Установите видеокамеру, чтобы полный размах видеосигнала был 1 В. при этом должно быть видно полное изображение испытательной таблицы CCTV Labs

- Установите регулятор контрастности видеомонитора в среднее положение

- Установите регулятор яркости так, чтобы видеть все ступени шкалы градации яркости Г)ри этом, если потребуется, подрегулируйте контрастность

- Посмотрите и оцените условия освещения в помещении во время настройки яркости и контрастности, поскольку именно освещенность определяет сочетание «контрастность/яркость».

- Всегда пользуйтесь минимальным освещением в помещении, где установлен видеомонитор, это позволит вам установить регулятор яркости монитора на минимум В этом случае острота электронного луча кинескопа будет максимальной, поскольку в нем меньше электронов. Тогда вы получите более резкое изображение на экране и кроме того, увеличится срок службы кинескопа.

Повторяя сказанное в начале книги, отмечу, что для технических специалистов по охранному телевидению предлагается испытательная таблица формата A3, отпечатанная на неотражающей химически стебильной бумаге с устойчивыми красками.

Процедура установки

2011-03-03T04:17:00.002-08:00

Поместите таблицу перпендикулярно оптической оси объектива (см. рис. 12.3). Видеокамера должна «захватывать» таблицу полностью, точно до желтых треугольных стрелок. Для этого вы должны переключить видеомонитор в режим «undescan», и тогда вы увидите 100% изображения.

Если у вас нет такого видеомонитора, то пунктирная линия по периметру таблицы указывает на 10% сужение обзора — это близко к тому, что будет показывать обычный видеомонитор. Однако для проверки разрешения это не совсем точно. Если у вас имеется только стандартный видеомонитор, то можно прибегнуть к маленькой хитрости.

Установите видеокамеру на штативе как можно ближе, чтобы таблица отображалась полностью. Установите регулировку частоты кадровой развертки V-hold на видеомониторе в такое положение, чтобы был виден кадровый гасящий импульс (горизонтальная черная полоса между ТВ полями). Вы должны установить v-hold в такое положение, чтобы получить устойчивую горизонтальную полосу дае-то в середине экрана Затем постарайтесь отрегулировать положение видеокамеры на штативе и/или объектив так, чтобы верхние и нижние позиционные треугольники испытательной таблицы соприкасались с границей черной полосы. Как только вы отрегулируете вертикальное положение видеокамеры, можно легко отрегулировать и горизонтальное, поскольку изображение испытательной таблицы находится в середине экрана видеомонитора. Теперь и только теперь вы можете снять точные данные с испытательной таблицы.

Осветите таблицу двумя матовыми лампами наквливания (примерно по 60 Вт) с обеих сторон, чтобы на таблице не было бликов. Хорошо бы, чтобы лампы имели регуляторы силы света, поскольку в этом случае вы могли бы проверить минимальную освещенность видеокамеры. Естественно, в этом случае данную процедуру следует проводить в помещении без дополнительного света. Если необходимо проверить работу видеокамеры при низком уровне освещенности, вам потребуется приобрести точный люксметр (Данный метод измерения минимальной освещенности не обеспечит высокой точности измерений, поскольку при регулировке яркости ламп накаливания изменяется их спектр излучения Прим. ред.)

Установите видеокамеру на штатив или на кронштейн на расстоянии, которое позволит вам четко видеть всю испытательную таблицу. Убедитесь в том. что концы стрелок соприкасаются с краями полного изображения или черной вертикальной полосой, если вы пользуетесь альтернативным методом, рассмотренным выше

Установите диафрагму объектива в среднее положение (F/5.6 или F/8), поскольку это лучшее оптическое разрешение для большинства объективов, и затем отрегулируйте свет для получения полного динамического диапазона видеосигнала Для этого вам потребуется осциллограф Не забудьте отключить все схемы видеообработки в тестируемой видеокамере, то есть АРУ, электронный затвор, компенсацию встречной засветки (BLC)

Убедитесь, что нагрузка согласована, то есть видеокамера нагружена на 75 Ом на конце коаксиальной линии.

Испытательная таблица для охранного телевидения

2011-03-03T04:17:00.000-08:00

Чтобы помочь вам при определении разрешающей способности видеокамер, а также проверить другие компоненты видеосистемы мною разработана специальная испытательная таблица, представленная на обложке книги.

Я старался сделать ее максимально точной и информативной, и хотя ее можно применять и для тестирования оборудования телевещания ее не следует рассматривать как замену различных испытательных таблиц, предназначенных для телевещания. Настоящая таблица должна применяться только для систем охранного телевидения и в качестве руководства для сравнения различного оборудования и «или средств передачи.

Предлагаемая в этом издании таблица была модернизирована и имеет несколько отличий от таблицы предыдущего издания. Дополнения касаются, главным образом, белых линий, которые позволят вам проверить, можно ли распознал, человека на определенном расстоянии. Эта процедура основывается на рекомендациях VBG (Verwaltungs-Berufsgenossenschaft): Installationshinweise fur Optische Raumuberwachungs-anlagen (ORUA) SP 9 7/5

С помощью этой таблицы можно проверить многие другие показатели видеосигнала, в первую очередь, разрешающую способность, а также и ширину спектра частот, линейность видеомонитора, гамма-коррекцию, воспроизведение цвета, согласование нагрузки и отражение.

Прежде чем приступить к тестированию

Первое, что вы должны сделать, чтобы повысить качество даваемого видеокамерой изображения — это выбрать очень хороший объектив (разрешающая способность которого намного выше, чем у самой ПЗС-матрицы) Чтобы контролировать оптическую разрешающую способность объективов, лучшим выбором будут объективы с фиксированным фокусным расстоянием и ручной регулировкой диафраг мы

Следует избегать короткофокусных обьективов с углами обзора более 30°, поскольку они могут давать сферические искажения Хорошим выбором для ПЗС-видеокамеры 1/2" будут объективы 8 12. 16 или 25 мм Для ПЗС-видеокамер 1/3" лучше использовать объективы 8,12 или 16 мм

Большее фокусное расстояние заставит вас установить видеокамеру дальше от испытательной таблицы Для этой цели рекомендуется использоваш фотографический штатив.

Далее, следует использовать видеомонитор с высокой разрешающей способностью и с характеристикой «underscan» Большинство стандартных видеомониторов охранного телевидения не обладают этой функцией.
цию, воспроизведение цвета, согласование нагрузки и отражение.

Для тестирования разрешающей способности видеокамеры лучше выбрать высококачественный черно-белый видеомонитор, поскольку его разрешающая способность достигает 1000 ТВЛ в центре.

Цветные видеомониторы приемлемы только в том случае, если их качество соответствует или близко к качеству видеомониторов телевизионного вещания. Чтобы соответствовать этому качеству, видеомонитор должен иметь разрешающую способность по горизонтали, как минимум, 500 ТВЛ Понятно, что черно-белые видеокамеры, имеющие горизонтальную разрешающую способность больше 500 ТВЛ, нельзя тестировать с помощью таких видеомониторов, но для тестирования большинства цветных видеокамер (с разрешающей способностью до 480 ТВЛ) они вполне подойдут.

Сдача видеосистемы заказчику и профилактическое обслуживание

2011-03-03T04:15:00.001-08:00

Когда все работы выполнены, и заказчик освоился с тем, что он получает, настает время сдачи системы Официальная сдача/приемка системы обычно закрепляется подписанием соответствующих документов.

Именно на этом этапе работа считается завершенной и начинает действовать гарантия. С этого момента заказчик принимает на себя ответственность за целостность и функционирование системы.

Если заказчики удовлетворены работой системы, они, как правило, пишут официальное письмо с благодарностью. Такое письмо, вместе с другими аналогичными, может быть использовано позднее как показатель вашей работы для будущих клиентов.

Профилактическое обслуживание

Независимо от правильности эксплуатации системы происходит устаревание и загрязнение оборудования, вследствие влияния различных факторов могут появляться сбои. Заказчику будет выгодно ваше предложение о проведении профилактического обслуживания системы после окончания срока гарантии.

Такое обслуживание должно проводиться персоналом, имеющим соответствующую квалификацию, и чаще всего таким человеком является монтажник, который превосходно может выполнять эту работу. Однако, осуществлять профилактическое обслуживание может и третья сторона, при условии, что документация содержит достаточно подробную информацию об устройстве системы и взаимосвязи ее элементов.

Систему следует обследовать как минимум два раза в год или в соответствии с рекомендациями производителя и в зависимости от агрессивности окружающей среды Где приемлемо, обследование следует проводить в соответствии с графиком профилактики оборудования, в него должно также входить обследование крепежа и корродированное™ кронштейнов, чистка кожухов и куполов, экранов видеомониторов, головок видеомагнитофонов, регулировка заднего фокуса некоторых видеокамер и т.д

Крупным системам, включающим матричные видеокоммутаторы, может потребоваться перепрограммирование некоторых функций в зависимости от предложений клиента.

Обучение и руководства по эксплуатации

2011-03-03T04:14:00.003-08:00

После окончания первоначельной настройки программирования и ввода в действие видеосистемы, необходимо провести подготовку операторов или пользователей.

Для небольших систем обучение простое и проводится прямым методом. На практике может быть достаточно устного объяснения, хотя каждой заказчик желает получить письменное руководство по эксплуатации. В простейшем случае оно может представлять собой одну страницу на листе ламинированной бумаги, содержащую четкие инструкции

Понятно, что каждый вид оборудования должен иметь свое собственное «Руководство по эксплуатации», будь это TL-видеомагнитофон, видеокамера или видеокоммутатор, но все вместе они должны быть объединены в взаимосвязанную систему и именно это должно быть продемонстрировано заказчику Должна быть отражена каждая подробность, особенно реакция на тревогу и управление системой при ее возникновении. Для операторов это. возможно, самая важная часть информации.

Для более крупных систем лучше разработать комплексные руководства, содержащие схемы системы, детализацию проводки и инструкции для оператора, оформив все материалы в отдельный буклет или переплет. Для больших систем подготовка операторов, естественно, будет более трудной задачей. Она может даже потребовать отдельной презентации системы, сопровождаемой показом слайдов и схем для охвата всех основных аспектов работы.

Показателем хороших видеосистем является не только их функционирование, но и их документация.

Ввод видеосистемы в действие

2011-03-03T04:14:00.001-08:00

Ввод в действие — последний и самый важный процесс в разработке системы охранного телевидения, предшествующий ее передаче заказчику Он включает отличное знание и понимание как требований

заказчика, так и возможностей системы. Очень часто, составной частью этого процесса являются программирование оборудования системы и наладка. Это включает программирование матричного видеокоммутатора, программирование TL-видеомагнитофона, настройку видеокамер и так далее.

Ввод в действие обычно проводится в тесном взаимодействии с менеджером и/или оператором(-ами) системы, представляющими заказчика, поскольку производится множество уточнений и настроек с учетом условий, в которых им предстоит работать.

Ниже приведен перечень вопросов, которые обычно проверяются при вводе системы в действие:

- Правильность подключения проводов.

- Правильность подачи напряжения питания на все компоненты системы

- Правильность соответствия типов видеокамер и объективов для каждой позиции.

- Функционирование диафрагмы для разных уровней освещенности.

- Наиболее эффективный режим работы TL-видеомагнитофона (особенно при записи мультиплексированных видеокамер)

- Правильность работы всех управляемых функций (поворот, наклон, увеличение, фокусировка и т.д.).

- Правильность установки всех ограничений поворота и наклона.

- Правильность предустановки позиций, если используется оборудование такого типа.

- Достаточный уровень вспомогательного освещения

- Убедитесь в том, что в случае отключения от сети система продолжит работу, и какова будет продолжительность ее работы (если используется UPS).

Для ввода в действие более крупной системы может потребоваться больше времени, чем для небольшой. Это переход от системы «на бумаге» к реальности, в которой может возникнуть множество мелких и незапланированных обстоятельств, так как в концепции системы могут возникать новые переменные. Заказчики или пользователи могут дать свои предложения как и что должно быть сделано только тогда, когда они уже видят первые очертания системы. Ясно, что в таких случаях ввод в действие может длиться несколько дней.

Обучение и руководства по эксплуатации

После окончания первоначельной настройки программирования и ввода в действие видеосистемы, необходимо провести подготовку операторов или пользователей.

Для небольших систем обучение простое и проводится прямым методом. На практике может быть достаточно устного объяснения, хотя каждой заказчик желает получить письменное руководство по эксплуатации. В простейшем случае оно может представлять собой одну страницу на листе ламинированной бумаги, содержащую четкие инструкции

Понятно, что каждый вид оборудования должен иметь свое собственное «Руководство по эксплуатации», будь это TL-видеомагнитофон, видеокамера или видеокоммутатор, но все вместе они должны быть объединены в взаимосвязанную систему и именно это должно быть продемонстрировано заказчику Должна быть отражена каждая подробность, особенно реакция на тревогу и управление системой при ее возникновении. Для операторов это. возможно, самая важная часть информации.

Для более крупных систем лучше разработать комплексные руководства, содержащие схемы системы, детализацию проводки и инструкции для оператора, оформив все материалы в отдельный буклет или переплет. Для больших систем подготовка операторов, естественно, будет более трудной задачей. Она может даже потребовать отдельной презентации системы, сопровождаемой показом слайдов и схем для охвата всех основных аспектов работы.

Показателем хороших видеосистем является не только их функционирование, но и их документация.

Схемы

2011-03-03T04:13:00.000-08:00

В отличие от электроники или архитектуры, стандарты для составления блок-схем систем охранного телевидения отсутствуют Приемлем любой ясный рисунок, если вы четко показали на нем используемое оборудование, то есть, видеокамеры, видеомониторы, видеомагнитофоны и другое оборудование и их соединения

При составлении схемы многие пользуются такими средствами проектирования, как программы CAD или другие компьютерные пакеты для составления чертежей и схем. В зависимости от размера системы может возникнуть потребность в двух разных типах схем. блок-схема, показывающая взаимосвязь компонентов системы и требования к укладке кабеля и другая — план объекта с указанием положений видеокамер и зон видеонаблюдения Для менее крупных систем достаточно блок-схемы

Блок-схема необходима для того, чтобы показать всю полноту системы, как взаимосвязаны ее компоненты, их назначение и какой тип кабеля используется и на каком участке.

Если план общего расположения составлен хорошо, позднее он может быть использован как основание для работы монтажника, а также заказчиком и вами для проверки расположения видеокамер, условных обозначений и обсуждения возможных изменений.

Кода система охранного телевидения установлена и работа закончена, схемы могут претерпеть незначительные изменения в зависимости от изменений, внесенных в ходе монтажа. После монтажа схемы, как правило, прилагаются к окончательной документации, которая должна включать руководства по эксплуатации, техническую информацию и другие документы.

Вопросы инсталляции

2011-03-03T04:12:00.001-08:00

Если вы разработчик системы охранного телевидения, то вопросы того, как именно вести кабели по потолку, как установить видеокамеру на мачте, не должны вас беспокоить, это работа инсталлятора. Однако обладание знаниями в этой области будет очень полезным для вас и даст хорошую экономию. Кроме того хорошо ^ы еще до составления окончательного варианта коммерческого предложения пригласить специалиста по установке на обьект; это даст вам возможность учесть его замечания и предложении по вопросам практической установки системы.

Первое и самое важное, что следует обсудить, это тип кабелей, используемых для видео, питающего напряжения и передачи данных, их длины и защиту от механических повреждений, электромагнитного излучения, ультрафиолетового излучения, дождя, морского воздуха и так далее. Для этого следует знать условия окружающей среды. Они могут иметь особенное значение, если по соседству с установкой видеосистемы находится мощное электрическое оборудование с большим током потребления, что может оказать влияние на видеосигналы и сигналы управления

Мощные электромоторы, которые часто включаются и выключаются, могут создавать очень сильное электромагнитное поле и даже влиять на стабильность фазы питающей сети. Это, в свою очередь, повлияет на синхронизацию видеокамер (если используются видеокамеры с синхронизацией от сети), а также на изобоажение на экране видеомонитора.

Например, если поблизости установлена радиоантенна, она может повлиять на высокочастотные сигналы, используемые в вашей видеосистеме.

Вопросы крепежа и установки важны и для видеокамеры, и для видеомонитора. Если должны быть установлены мачты, то значение имеет не только их высота, но и эластичность. А именно, стальные мачты намного эластичнее бетонных.

В случае PTZ-камеры коэффициент трансфокации варио-объектива будет умножать движения мачты, вызванные воздействием ветра или вибрацией поворотного устройства. Это изменение увеличения — то же самое что оптическое увеличение (то есть, если объектив настроен на самый крупный план (zoom in), то перемещение видеокамеры на 1 мм под воздействием ветра приведет к отклонению в плоскости объекта на 1 м)

Форма мачты также имеет большое значение, например, при одной и той же высоте и диаметре, шестиугольные мачты менее эластичны, чем круглые.

Та же логика применяется и к крепежу видеокамеры и поворотного устройства Очень дешевый кронштейн плохого дизайна будет причиной нестабильного и колеблющегося изображения, даже при использовании самой лучшей видеокамеры.

Если система должна быть установлена в престижном отеле или торговом центре, дополнительным фактором, определяющим тип кронштейна и крепления, будет эстетика. В этом случае важно, чтобы не было видно свисающих кабелей.

Результативный мониторинг требуе1 внимания ко всем аспектам, он должен быть: устойчивым (люди буду работать с этим оборудованием круглосуточно), или эстетичным (должен хорошо выглядеть) и практичным (изображение должно смотреться легко, не вызывать усталость, не должно быть шума и мерцания на экранах).

Поскольку все кабели, используемые системой, подключаются к видеомониторам, и в большинстве случаев там же находится и остальное оборудование, особое внимание следует уделять расположению и защите кабелей.

На кабели, лежащие на полу в течение нескольких дней (в период инсталляции системы), могут наступить люди, их веса достаточно, чтобы нарушить характеристики кабеля, особенно уязвимо волновое сопротивление коаксиального кабеля (помните, волновое сопротивление зависит от физического соотношения между центральной жилой, изоляцией и экраном) Если рассматривается вопрос о разработке большой системы, можно предложить идею создания фельшпола, под которым свободно разместятся кабели всех видов

Если создание фальшпола невозможно, большинство кабелей можно проложить над подвесным потолком В таких случаях следует обратить особое внимание на безопасность прокладки кабелей, так как собранные вместе, они могут быть очень тяжелыми.

При установке крупных систем может потребоваться коммутационная панель для кабелей видеосигнелов. Обычно она помещается в 19-ти дюймовую стойку так, чтобы кабели со специальными разъемами можно было перекоммутировать в случае возникновения проблем или тестирования.

Многие установщики систем не имеют привычки делать маркировку кабелей. Большинство из них во время монтажа знают все кабели, но уже через два дня после окончания работы с легкостью все забывают. Маркировка кабелей особенно важна при монтаже крупных и сложных систем.

Настаивайте на правильной и постоянной маркировке кабелей в соответствии с вашей схемой. На рынке представлено много специальных систем маркировки кабеля Кроме того, к схеме системы следует приложить список всех пронумерованных кабелей.

Помните, хороший установщик отличается от плохого .

Разработка и цена системы

2011-03-03T04:11:00.002-08:00

Получив вышеперечисленную информацию. обладая знанием продукта (которое должно постоянно обновляться), вы должны сесть и подумать

Проектирование системы, как и любая разработка всего нового, это форма творчества Может, ваша работа не будет признана сразу, а может, ее не примут вообще, как это часто бывает в сфере искусства Но вы должны мыслить позитивно и сконцентрироваться, пытаясь создать лучшее, что вы можете Если вам немного повезет и система таковой и окажется, завтра вы с гордостью покажете ее своим коллегам и потребителям

При разработке систем разные люди пользуются различными методиками Однако существует поостое и логическое начало работы

Всегда начинайте разработку системы с составления схемы общего вида системы, какой она должна быть по вашему мнению Нанесите на схему видеомониторы, видеокамеры, кожухи, соединительные кабели, блоки питания и так далее. Составляя схему, вы увидите физические соединения и все необходимые составляющие. Теперь вы не упустите ни одной детали, а ведь многие иногда забывают о таких мелочах, как кронштейны, типы кабеля, длина кабеля и так далее. Составление даже грубого ручного наброска приведет к некоторым коррективам или усовершенствованиям Или, возможно, к обращению к заказчику за дополнительными уточнениями — например, если вы забыли замерить максимальное расстояние до приемника сигналов телеуправления или не узнали, как далеко будут находиться операторы от центрального оборудования видеообработки, не знаете длину силового кабеля, падение напряжения и т.д.

Составив окончательный вариант схемы, вы увидите что требуется для системы и тогда можно приступать к составлению списка предлагаемого оборудования Затем, возможно, вы перейдете к этапу подбора комбинаций видеокамера ;обьек| ив. Убедитесь, что они будут соответствовать кожуху или куполу, которые вы предполагаете использовать Это еще один шанс просмотреть буклет технических характеристик поставщика Не запудьте учесть некоторые простые вещи, которые, однако, могут создать трудности при установке, такие как пространство за видеокамерой для коаксиального кабеля (помните, что всегда хорошо иметь в запасе как минимум 50 мм для BNC-разьема), перемещение обьектива при фокусировке (как отмечалось в главе, посвященной объективам в большинстве вариообъективов при фокусировке на ближние объекты передний оптический элемент выступает на пару миллиметров вперед) и т.д.

Следующий этап — расчет стоимости, затра \ ы на оборудование, нвлог с оборота и пошлина, затраты на монтаж, размер прибыли и самое важное (особенно для заказчика) — общая стоимость.

Не забудьте включить сюда затраты на приемосдаточные испытания, хотя многие не включают их в эту сумму и рассчитывают затраты на испытательный период и ввод системы в эксплуатацию отдельно. Это вопрос практики, поскольку затраты на приемо-сдаточный период будут значительно варьироваться и этот период может оказаться дольше или короче планируемого В целом практика показывает, что приемо-сдаточный период всегда в три раза дольше запланированного Кроме того, в затраты на приемо-сдаточные испытания должно быть включено время на обучение операторов охранной видеосистемы.

После выполнения вышеперечисленного ну* но сделать окончательную и более точную схему

предла! аемой вами системы. Она може! быть выполнена от руки но в настоящее время большинство проектировщиков систем охранного телевидения используют для этого компьютеры и программы CAD. Эти средства позволяют легче и быстрее составить схему (как только вы привыкнете делать это), а сама схема будет выглядеть намного профессиональнее

Далее, ручной расчет калькуляции необходимо оформить письменно в форме коммерческого предложения, содержащего также объяснения принципов работы видеосистемы и достигаемые ею результаты Важно, чтобы ваше предложение было составлено лаконично, просто и точно, поскольку читать коммерческие предложения (помимо менеджеров по безопасности и технических специалистов) будут и работники, не обладающие техническими знаниями — ответе i венные за закупку, бухг алтеры и так далее. Часто для обеспечения точности расчетов используются программы составления крупноформатных таблиц, что дает еще один шанс проверить список оборудования (сопоставив его с вашей схемой) и убедиться в том что ничего не упущено.

Любое коммерческое предложение будет профессиональнее, если к нему прилагается комплект рекламных материалов

по предлагаемым вами компонентам системы.

В коммерческое предложение вы должны также включить условия поставки оборудования вашей компанией, которые будут защищать вашу официальную позицию

Если коммерческое предложение составлено в качестве ответа на предложение участвовать в тендере, скорее всего вам придется подчиниться утвержденным техническим требованиям Именно здесь вы подтверждаете, соответствует или не соответствует ваше оборудование техническим требованиям, утвержденным тендером Именно здесь вы также должны акцентировать дополнительные выгоды и функции предлагаемого вами оборудования. В условиях тендера вас также могут попросить взять на себя обязательства дальнейшего развития згой работы, поставки

оборудования, несения ответственности страхования — в этом случае вам потребуется помощь вашего бухгалтера и/или официального юрисконсульта.

Существует много компаний, специализирующихся только на разработке систем охранного телевидения и поставке оборудования, в этом случае необходимо будет получить расценки специалиста по монтажу, которому, естественно, потребуется обследовать объект, на котором будет устанавливаться система Хорошо зарекомендоввла себя практика объединения пояснительной записки схем и буклетов в один документ, сделайте несколько экземпляров, и их можно будет эффективно использовать для повторного изучения и обсуждения.

Обследование места установки видеосистемы

2011-03-03T04:11:00.000-08:00

После первоначального обсуждения с заказчиком, убедившись, что вы хорошо понимаете, что ему требуется, вы должны обследовать место установки системы. Обычно собирают следующую информацию:

- Видеокамеры тип, то есть черно-белые или цветные, фиксированные или на поворотном устройстве, разрешающая способность и так далее.

- Объективы углы обзора, диапазон фокусных расстоянии для вариообъективов (12.5-75 мм, 8-80 мм и так далее)

- Защита видеокамеры, тип кожухов (стандартные, влагозащищенные, купольные, вандалостойкие и пр.), тип крепления.

- Освещенность: уровни, источники света (особенно при использовании цветных видеокамер), восточное/западное направление обзора Четко представьте себе положение солнца в разные дни года, летом и зимой. Это имеет большое значение для общего качества изображения

- Приемная аппаратура: местонахождение, площадь помещения охраны, физическое пространство и пульт упрааления.

- Видеомониторы, разрешающая способность, размер, местонахождение, крепление и так далее.

- Электроснабжение, тип мощность (с запасом). Есть ли необходимость в бесперебойном электропитании? (В этом случае потребляемая мощность в В А).

- Если планируется использовать поворотные устройства: тип, размер, номинальная нагрузка, управление (двухпроводное — цифровое или многожильный кабель). Требуется ли предустановка (настоятельно рекомендуется для больших систем)? 1де они будут установлены, тип кронштейнов?

- Нарисуйте схему данной зоны, укажите свои предложения по размещению видеокамер Учтите точку зрения специалиста по монтажу, насколько это возможно. Незначительные изменения в расположении видеокамер не повлияют на их работу, но могут облегчить груд установщика, сэкономить массу времени и, в конечном счете, средства заказчика. Если вы хотите получить качественное изображение, запомните золотое правило — старайтесь избегать попадания в объектив видео* камеры прямых солнечных лучей.

- Нанесите на схему названия зон, в которых заказчик хочет (или вы предлагаете) установить видеокамеры Нанесите также названия зон, которые будут просматриваться, поскольку они потребуются вам в документации как опорные точки. Будьте внимательны к очевидным «табу» (в отношении инсталляции), даже если заказчик настаивает на каких-либо недопустимых работах. Иногда даже мелкие изменения могут значительно увеличить затраты на инсталляцию или привести к неразрешимым техническим проблемам Всегда легче все объяснить заказчику и остановить его на первоначальном этапе чем делать это позднее, в ходе установки системы, когда дополнительные затраты будут уже неизбежны

Магистральные видеоусилители-эквалайзеры

2011-03-03T04:10:00.000-08:00

Если используется коаксиальный кабвль для передачи видеосигнала на расстояния, большие, чем это рекомендовано для данного типа кабеля, то используются магистральные усилители (иногда называемые видеоэквалайзерами или кабельными компенсаторами).

Роль усилителя-эквалайзера проста он усиливает и корректирует видеосигнал гак, чтобы поступающий на видеомонитор сигнал уже был (более или менее) восстановлен до такого уровня, который сигнал имел бы при непосредственном соединении видеокамеры с видеомонитором.

Если при дистанционном соединении не используется усилитель, то общее сопротивление и емкостное сопротивление кабвля существенно влияет на качество видеосигнала как по уровню, так и по полосе частот Если в системе используется пара сотен метров коаксиального кабеля (RG-59), то уровень видеосигнала может упасть от нормального с размахом 1 В до 0 2В или 0.3 В. Такие уровни уже нераспознаваемы с помощью видеомонитора (или видеомагнитофона). В результате получаем очень низкую контрастность, неустойчивую синхронизацию, на изображении появляются изломы, оно перемещается по вертикали. Кроме того, высокие частоты ослабляются больше, чем низкие, что отражается на потере мелких деталей в видеосигнале. Из фундаментальной электроники известно, что более высокие частоты всегда ослабляются больше из-за различных эффектов: поверхностного эффекта или изменения полного сопротивления от частоты, и это еще не все.

Поэтому необходимо не только усиливать видеосигнал, но и корректировать его спектр- Понятно, что в каждом усилительном каскаде шум тоже усиливается Поэтому при работе с каждым усилителем-эквалайзером в линии следует придерживаться определенных правил. Теоретически лучше всего устанавливать усилитель-эквалайзер на середине длинного кабеля, там. где уровень сигнала относительно уровня шума еще довольно высок. Однако, середина кабаля — это не самое удобное место, главным образом потому, что понадобится подвод ить питание и монтировать устройство где-то посреди поля или под землей.

Именно поэтому многие производители предлагают одну из двух альтернатив.

Первый и наиболее распространенный вариант — это установка усилиталя на том конце линии, где находится видеокамера, нередко в самом кожухе В этом случае фактически происходит предусиление и предкоррекция. то есть видеосигнал усиливается и корректируется с предыскажениями, так что ко времени попадания на приемник (расстояние должно быть известно), он достигнет уровня размахом 1 В.

Второй вариант — установка на том конце линии, где находится видеомонитор, при этом больше шума будет аккумулировано «по пути», но усиление лучше контроли fuc 10.25. Видеижвааайзер-усилитмь руется и должно быте поднято от пары сотен милливольт до

стандартного уровня в 1 В. Это может оказаться более практично при таких инсталляциях, когда нет доступа к самой видеокамере.

На передней панели устройства имеется регулятор с калиброванными положениями для компенсируемой длины кабеля, это касается обоих вариантов установки В любом случае важно знать длину компенсируемого кабеля.

Несколько усилителей могут быть соединены каскадно, то есть если максимальная рекомендуемая длина кабеля RG-59/U для черно-белого сигнала составляет 300 м, то при помощи двух усилителей (а иногда и трех) можно увеличить протяженность линии до 1 км (некоторые производители могут предложить один усилитель для расстояний более километра) При этом следует помнить, что невозможно избежать наличия шума, который при этом всегда накапливается.

Кроме того, при наличии в линии нескольких усилителей (двух или трех) еще более усиливается риск образования «земляных петель», елияния молний и других наводок.

И опять же, если вы заранее знаете, что установка системы предполагает расстояния более полукилометра, то лучшее решение — использовать огггико-волоконный кабель. Вместо этого может быть предложен коаксиальный кабель RG-11/U, в этом случае длина кабеля без усилителя может составлял» 600-700 метров, однако стоимость оптико-волоконного кабеля в наши дни сопоставима со стоимостью кабеля RG-11/U (если не меньше). Мы уже перечисляли многочисленные преимущества оптико-волоконного кабеля.

Видеоусилители-распределители

Довольно часто видеосигнал должен быть передан на различные устройства: на видеокоммутатор, видеомонитор и другой коммутатор или видеоквадратор (разделитель экрана), например Это может оказаться невозможным, если не все устройства имеют сквозной видеопроход Наиболее распространены BNC-разьемы со сквозным видеопроходом на видеомониторах. Обычно рядом с BNC-разьемом имеется переключатель с положениями «75 Ом» и «High» Это так называемое пассивное согласование входного сопротивления. Если вы хотите передать сигнал на другое устройство,1 например, на видеомонитор, то следует переключить первый видеомонитор на «High» и подключить

коаксиальный кабель ко второму видеомонитору на котором пеоеключатель входного сопротивления должен быть установлен на 75 Ом

Как говорилось ранее, это очень важно, так как видеокамера представляет собой источник сигнала с сопротивлением 75 Ом и должна «видеть» на конце линии 75 Ом, чтобы происходила корректная, со 100-процентным переносом энергии передача видеосигнала, то есть без отражений.

А теперь представьте себе такую картину (обычный случай для охранного телевидения) пользователь хочет, чтобы два видеокоммутатора, расположенные в разных местах, независимо друг от друга переключали одни и те же видеокамеры. Эту проблему легко решить при помощи двух видеокоммутаторов, одного сквозного и одного оконечного, и в атом случае мы можем использовать ту же логику, что и с видеомониторами.

Однако на практике простые и дешевые видеокоммутаторы имеют только один ВК'С-разьем на видеовход, это означает, что они представляют собой согласованный вход, то есть вход с сопротивлением 75 Ом.

Было бы неправильно использовать адаптер BNC-T (так называемый «тройник* Прим ред.) для подсоединения второго видеокоммутатора, как делают многие установщики систем Это некорректно, потому что в этом случае мы получим два 75-омных оконечных устройства на один канал, и видеокамера будет «видеть» несоответствующую нагрузку, что приведет к частичному отражению сигнала, а в этом случае при воспроизведении на изображении проявятся повторы и уменьшится контрастность.

Решить проблему можно при помощи видеоусилителя-распределителя. Эти устройства делают именно то, о чем говорит их название — перераспределяют один видеовход на несколько выходов, сохраняя необходимое согласование полных сопротивлений Это достигается за счет использования транзисторов или операционных усилителей Поскольку используется активная электроника (к цепи должно быть подключено питание), то этот процесс называется активным согласованием сопротивления.

Типичный усилитель-распределитель обычно имеет один вход и четыре выхода, но бывают и модели с шестью, восемью или более выходами На каждый видеосигнал нужен один усилитель-распределитель, даже если не все его четыре выхода будут задействованы.

Матричные видеокоммутаторы при распределении одного видеосигнала на несколько выходных каналов опираются на ту же концепцию, что и усилители-распределители. В этом случае существует ограничение на число каскадов усилителей-распределителей, которые могут использоваться в больших матричных системах. Это объясняется тем фактом, что каждый новый каскад привносит определенное количество шума, чего в аналоговой системе избежать невозможно

знаниями о таких системах. Последнее — то есть желания потребителя — можно определить в ходе телефонного разговора или при встрече с ним.

Следующее, что вам необходимо сделать — это провести обследование объекта в месте размещения видеосистемы. Ниже приведены вопросы, которые вы должны задать потребителю до начала разработки системы и до или во время обследования места установки.

- Какова основная задача проектируемой видеосистемы?

Если это сдерживающая злоумышленников система, то вам необходимо гак спланировать размещение видеокамер и видеомониторов, чтобы они были видны публике. Если система предназначается для скрытого видеонаблюдения, то вам необходимо уделить особое внимание типу и размеру видеокамеры, ее маскировке, скрытности проводки и аналогичным проблемам, а также выяснению предполагаемых сроков ее установки (возможно, через несколько часов).

- Кто будет оператором (-ами)?

Если планируется 24-х часовая работа охраны, реакция системы на сигнал тревоги должен быть другим, чем в автоматическом режиме или при работе в частично автоматическом режиме.

- Это будет черно-белая или цветная видеосистема?

От этого будет зависеть стоимость системы и ее чувствительность. Следовательно, необходимо изучить освещенность в зоне установки системы. Цветное изображение даст большую информацию о деталях наблюдаемых объектов, но если предполагается наблюдение при очень низком уровне освещенности или при инфракрасном освещении, то не имеется других вариантов, кроме использования черно-белых видеокамер (если только заказчик не согласен оплатить некоторые новые, имеющиеся на рынке видеокамеры, которые переключаются с цветного на черно-белый режим)

Стоимость цветной системы диктуется не только видеокамерами, но и видеомониторами, видеомультиплексорами и/или видеоквадраторами (разделителями экрана), если таковые требуются. Излишне говорить, что последовательные или матричные видеокоммутаторы, так же как и TL- видеомагнитофоны одинаковы для черно-белых и цветных систем.

- Сколько видеокамер будет использоваться

Для небольшой системы с числом видеокамер до 6 достаточно одного видеокоммутатора или видеомультиплексора, для более крупной системы скорее всего понадобится матричный видеокоммутатор или большее число коммутаторов или видеомультиплексоров.

Сколько видеокамер будет с фиксированной установкой и объективом с постоянным фокусным расстоянием и сколько установлено на поворотных устройствах и имеет вариообъектив?

Между этими видами видеокамер существует большая ценовая разница. Если вместо видеокамеры с фиксированным фокусным расстоянием используется PTZ-камера. дополнительную стоимость составят варио-объективы (в противоположность объективам с фиксированным фокусным расстоянием), поворотное устройство или скоростная поворотная видеокамера, приемник сигналов телеуправления и пульт управления Но преимущества, получаемые потребителем от системы с PTZ-камерой. увеличиваются в четыре раза Если вдобавок к этому PTZ-камеры имеют предустановку, то гибкость и эффективность системы возрастает еще в несколько раз по сравнению с системой, использующей фиксированную видеокамеру. Если в систему входит только одна PTZ-камера и 6 фиксированных, то может потребоваться матричный видеокоммутатор, и стоимость всей системы значительно возрастет (по сравнению с системой, состоящей только из фиксированных видеокамер). В качестве альтернативы, управлять одной PTZ-камерой можно и при помощи специального цифрового контроллера или контроллера

гателями поворотного устройства, но это также значительно увеличит стоимость системы. Поэтому, если задача требует применения PTZ-камеоы. то экономичнее иметь несколько таких камер.

Сколько потребуется видеомониторов и пультов управления?

Для небольшой системы логично предложить один видеомонитор и один пульт управления, но как только увеличивается количество операторов и/или одновременно просматриваемых каналов и управляемых видеокамер, спланировать практичную и эффективную систему становится труднее В этом случае — для планирования расположения оборудования и соединений — необходимо обследование диспетчерской (помещения охраны).

- Будет ли система использоваться для мониторинга в реальном режиме времени (что требует немедленной реакции на гревоги), или будет осуществляться запись видеосигналов для последующего просмотра и проверки?

Ответ на этот вопрос определяет, понадобятся пи вам видеомагнитофон (-ы) с видеомультиплексором(-ми) Если у вас есть матричный видеокоммутатор, вам в любом случае потребуется еще и видеомулыиплексор, а может даже два. Помните, что планируемые режимы «time lapse» зависят от того, как часто можно будет менять видеокассеты, а это определяет время обноаления информации с каждой записываемой видеокамеры. Если вы хотите минимизировать время задержки при видеозаписи, то лучше выбрать два 9-ти (или 8-ми) канальных видеомультиплексора вместо одного 16-ти канального.

- Какие средства передачи видеосигналов могут быть ислользованы на охраняемой территории?

Обычно, по неписаным правилам используется коаксиальный кабель и в соответствии с этим должна планироваться установка системы Однако, иногда нет иного выбора, и приходится использовать только передачу по радиоканалу или даже волоконно-оптический кабель, что намного увеличивает общую стоимость системы Если охраняемая территория подвержена регулярной грозовой активности, вам лучше с самого начала предложить волоконно-оптический кабель и объяснить клиенту долгосрочную экономию этого варианта. Необходимо выяснить как можно больше об окружающей среде, в которой будет функционировать система, что в ней физически возможно, а что невозможно, и только после этого планировать приемлемые средства передачи видеосигналов и данных.

- Последнее и, пожалуй самое важное, что вам необходимо выяснить, это объем средств, планируемых на систему.

Это определит и уточнит некоторые предыдущие вопросы и может заставить вас либо изменить тип оборудования и уменьшить количество видеокамер, либо сузить предполагаемый режим работы системы. Это один из самых важных факторов, но он не должен приводить к снижению качества проектируемой вами системы до такого уровня, что система не сможет удовлетворительно функционировать.

Если размер бюджета недостаточен для желаемой системы, то вы можете предложить заказчику два варианта: систему, которая по вашему убеждению будет работать в соответствии с его требованиями (даже если ее стоимость и превышает бюджет), и еще одну, вписывающуюся е рамки запланированных средств и содержащую столько функций, сколько позволяет бюджет. Скорее всего, это вынудит вас уменьшить число видеокамер или отказаться от PTZ-камер в пользу фиксированных вид еокамер.

Наиболее весомый аргумент, который вы должны выдвинуть, предлагая свою разработку, состоит в том, что охранная видеосистема должна быть, прежде всего, системой безопасности, что возможно только в том случае, если она будет соответственно разработана Хооошо спроектированная система — это экономия средств в долгосрочной перспективе

Предоставляя заказчику четкое и детальное объяснение своего видения работы системы, вы сможете убедить его принять ваше предложение Интеллектуальные Системы Безопасности (ISS)

Молниезащита

2011-03-03T04:09:00.000-08:00

Молния — это природное явление, с которым ничего не поделаешь.
Приемники сигналов телеуправления поворотными устройствами особенно уязвимы, так как именно в этой зоне сконцентрированы кабели передачи видеосигнала, питания и управления.

Настоятельно рекомендуется хорошее и надежное заземление в районах с интенсивными грозами
и, конечно же, разрядники для защиты от атмосферных перенапряжений (так называемые искровые или грозоразрядники) должны быть встроены во все каналы системы (управления, видео и др.). Большинство приемников сигналов телеуправления поворотным устройством снабжены искроразрядниками, встроенными в разъемы входа данных, и/или имеется гальваническая изоляция с помощью изолирующих трансформаторов.

Искровые разрядники — это специальные устройства, состоящие из двух электродов, включенных в разрыв кабеля, которые помещены в специальные газонаполненные трубки. Это обеспечивает разряд избыточного напряжения, наведенного молнией. Они помогают, но не дают 100-процентной защиты.

Относительно молний важно знать одну вещь, она опасна не только тогда, когда попадает прямо в видеокамеру или кабель, но даже если ударяет поблизости. Вероятность прямого попадания молнии близка к нулю. Более вероятно, что молния ударит где-то рядом (в паре сотен метров от видеокамеры). Индукция от такого разряда достаточна, чтобы вызвать необратимые разрушения. Сила молнии может превышать 10 ООО ООО В и 1 ООО ООО А - представьте себе, какова будет индукция.

И опять, как и с «земляной петлей», лучшая защита от молний — это использование оптико-волоконного кабеля, без металлических соединений не будет и наведенного напряжения.

Корректоры «земляной петли»

2011-03-03T04:08:00.001-08:00

Довольно часто, даже если при инсталляции системы были предприняты все меры предосторожности, могут возникнуть проблемы особой природы;

«земляные петли» (паразитное заземление) «Земляная петля» — это нежелательное яаление, вызванное разностью потенциалов между двумя удаленными точками системы. Обычно между видеокамерой и видеомонитором, но может быть между видеокамерой и видеокоммутатором или между двумя видеокамерами, особенно если они подключены последовательно (с целью синхронизации) (Представляется, что причина образования «земляной петли» не столько в нвличии внешнего электромагнитного излучения, сколько в том, что при питании видеокамеры и видеомонитора от различных источников сетевого напряжения образуются выравнивающие токи от нулевых фаз. Эти токи протекают по экранирующей оплетке коаксиального кабеля, что наиболее заметно проявляется при питании приборов от разных фаз.

Прим. ред.). На изображении появляются волнообразные искажения. Небольшие «земляные петли» могут быть вообще незаметными, но более существенные оказывают очень раздражающее воздействие на зриталя. Если такое все же происходит, то единственный выход — это изолировать гальваническим образом оба конца. Обычно для этого используется изолирующий трансформатор, иногда называемый корректором «земляной петли» или устройством подавления шума.

Паразитные контуры можно исключить (или по крайней мере минимизировать), используя видеомониторы или оборудование обработки видеосигнала с восстановлением постоянной составляющей. При этом волнообразно искаженный видеосигнал привязывается к уровню синхроимпульсов с тем, чтобы затем регенерировать видеосигнал с неискаженным уровнем постоянной составляющей. Это на деле исключает низкочастотные наводки, которые являются наиболее распространенным искажением в случае образования «земляной петли». Еще лучшее решение, правда, более дорогое, — использование оптико-волоконного кабеля вместо коаксиального, хотя бы между удаленно расположенной видеокамерой и видеомонитором.

Освещение в системах охранного телевидения

2011-03-03T04:07:00.001-08:00

Большинство систем охранного телевидения с наружными видеокамерами используют как естественные, так и искусственные источники света для улучшения условий наблюдения. Очевидно, что в системах для видеонаблюдения в помещении используются искусственные источники света, хотя в некоторых случаях освещение является смешанным, например, когда солнечный свет проникает в помещение сквозь окна.

Солнце — источник дневного света и, как ранее упоминалось, интенсивность света может меняться от 100 лк на закате до 100000 лк в полдень. Может меняться и цветовая температура солнечного света, она зависит от высоты солнца и атмосферных условий — наличия облачности, доходя, тумана и пр. Для черно-белых видеокамер это не критично, но на работе цветной видеосистемы вариации освещенности будут сказываться

Источники искусственного света селятся на три основные группы, в соответствии с их спектоальной характеристикой

- В первую группу попадают источники света, излучающие в процессе накаливания — это свечи, электрические лампы накаливания, галогенные лампы и др.

- Во вторую группу входят источники, излучающие вследствие прохождения электрического разряда через газ или пар — это неоновые, натриевые и парортутные лампы.

- Третья группа состоит из люминесцентных трубок, в которых газовый разряд излучает видимую или ультрафиолетовую радиацию внутри трубки, что вызывает свечение (в своей области спектра) электролюминесцентного покрытия внутренней поверхности трубки.

Источники света первой группы дают гладкий и непрерывный световой Спектр, согласно формуле Макса Планка и законам излучения черного тела Такие источники света подходят для черно-белых видеокамер — благодаря соответствию спектров, особенно в левой части спектральной характеристики ПЗС-матриц.

Вторая группа источников света дает почти дискретные компоненты на конкретных длинах волн в зависимости от газа.

Третья группа дает более непрерывный спектр, чем вторая, но все же имеет и компоненты с определенными уровнями (только на конкретных длинах волн), которые, опять же. зависят от газа и типа люминесцентного покрытия.

Последние две группы очень коварны для цветных видеокамер. Следует обратить особое внимание на цветовую температуру и возможности настройки баланса белого у используемых в гаких случаях видеокамер.

Инфракрасные осветители

В ситуациях, когда требуется видеонаблюдение ночью, можно использовать черно-белые видеокамеры в комплексе с инфракрасными осветителями. Инфракрасный свет используется потому, что черно-белые ПЗС-камеры обладают очень высокой чувствительностью в инфракрасной и ближней инфракрасной области спектра. Это соответствует длинам волн больше 700 нм. Как уже упоминалось в начале книги, человеческий глаз можвт различать длины волн до 780 нм. причем чувствительность на длинах волн выше 700 нм очень слаба, поэтому мы говорим, что в среднем человеческий глаз видит до 700 нм

Черно-белые ПЗС-матрицы в инфракрасной области спектра «видят» лучше, чем человеческий глаз. Причина этого кроется в самой природе фотоэффекта (фотоны с большей длиной волны проникают глубже в структуру ПЗС-матрицы) Чувствительность в инфракрасной области спектра особенно высока у черно-белых ПЗС-матриц без инфракрасного отсекающего фильтра.

В системах охранного телевидения используется несколько длин волн для инфракрасного освещения. Когда и какую из них использовать — это зависит, во-первых от спектральной характеристики видеокамеры (спектральная характеристика матриц различных производителей различна), и во-вторых, от задач и целей видеосистемы.

В галогенных осветителях используются два типичных значения длины волны: одно -примерно 715 нм и другое — от примерно 630 нм.

Если вы хотите, чтобы инфракрасное освещение было видимым, то лучше выбрать длину волны 715 нм. Если же необходимо вести скрытое ночное наблюдение, то следует использовать длину волны 630 нм (что окажется невидимым для человеческого глаза). (Реально невидимым является источник инфракрасного излучения с длиной волны более 940 нм. С увеличением длины волны падает радиус действия системы видеокамере — ИК-осветитель Прим. ред )

Инфракрасные галогенные лампы бывают двух типов: 300 Вт и 500 Вт. Принцип их работы очень прост: галогенная лампа излучает свет (соответствующий по спектру характеристике абсолютно черного тела), который затем проходит через оптический пропускающий фильтр, блокирующий длины волн короче 725 нм (или 830 нм) Именно поэтому мы говорим «начиная с 715 нм» или «начиная с 830 нм». Инфракрасное излучение не сконцентрировано на одной частоте, это участок непрерывного спектра, начинающийся с номинальной длины волны.

Энергия тех длин волн, которые не прошли фильтр, отражается обратно и аккумулируется внутри инфракрасного осветителя. На инфракрасном осветителе естьтеплоприемник, обеспечивающий охлаждение прибора, тем не менее, основная причина короткого времени безотказной работы (1000-2000 часов) галогенной лампы — это избыточный нагрев внутри осветителя

Так же работают и 830 нм осветители, только в этом случае используются инфракрасные частоты, невидимые для человеческого глаза (как отмечалось ранее, излучение с длиной волны 715 нм видимо для человеческого глаза).

Инфракрасные осветители несут в себе определенную опасность, особенно для инсталляторов и обслуживающего персонала Дало в том, что зрачок человеческого глаза в темноте остается раскрытым, что, может привести к слепоте. Но это может случиться только ночью — когда зрачок раскрыт полностью и человек находится очень близко от осветителя

ПК-осветители включаются ночью с помощью фотоэлементов.

Лучший способ проверить, работает ли ПК-осветитель, это поднести к нему руку — человеческая кожа очень чувствительна к теплу Помните, тепло — это и есть инфракрасное излучение.

Инфракрасные осветители подключаются к сети, а фотоэлементы, ко(да уровень дневного света падает ниже определенного уровня, включают их.

Оба типа рассмотренных нами инфракрасных галогенных осветителей поставляются с различными типами дисперсионных линз, и желательно знать наилучший для заданных условий угол освещаемого сектора. Если инфракрасный пучок сконцентрирован в узком уте. видеокамера сможет

«видеть» дальше, если используются соответствующие объективы с Рис. 10.21. Твердотельный узким углом обзора (или если вариообъектив установлен на «zoom in»). инфракрасный излучатель

Инфракрасный свет галогенных ламп дает наилучшее возможное освещение для черно-белых ПЗС-матриц, но короткий срок службы таких ламп способствовал развитию новых технологий, одна из которых — это твердотельные инфракрасные светодиоды, объединенные в матричную структуру В этом случае инфракрасное излучение создается специальными инфракрасными светодиодами, которые обладают гораздо большей эффективностью, чем стандартные диоды, и излучают значительное количество света Такие инфракрасные осветители могут иметь различную мощность. 7 Вт, 15 Вт, 50 Вт Они не такие мощные, как галогенные лампы, но их средняя наработка на отказ составляет более 100 ООО часов (20-30 лет непрерывной работы в ночной период).

Насколько далеко можно видеть с такими ИК-осветителями, опять же зависит от используемой видеокамеры и ее спектральной характеристики. Чтобы лучше представить себе расстояния, рекомендуется провести испытания на месте в ночное время.

Угол освещаемого сектора ограничен углом излучения светодиодов, который обычно составляет 30-40°, если только перед светодиодной матрицей не установлено дополнительной оптики

Инфракрасный лазерный диод - это еще один тип инфракрасного излучателя. Возможно, не такой мощный, как светодиодный, но зато при использовании лазерного источника получается когерентное излучение с точной длиной волны. Типичный лазерный диод излучает свет в очень узком угле, поэтому для рассеяния луча (обычно до 30°) используются небольшие линзы Лазерные диоды потребляют очень мвло энергии. Они концентрируют когерентное излучение в один луч, но срок безотказной работы у них ниже, чем у светодиодных приборов, и обычно составляет порядка 10000 часов (примерно 2-3 года непрерывной работы в ночной период). Главные преимущества лазерного инфракрасного прибора — малое энергопотребление и небольшие размеры

Нет необходимости упоминать о том, что цветные видеокамеры не могут воспринимать инфракрасный свет из-за наличия в них инфракрасного отсекающего фильтра. Однако, некоторые производители видеокамер предложили новые идеи: установка ПЗС-матрицы для дневного видеонаблюдения и преобразование этой же матрицы в черно-белую путем удаления инфракрасного отсекающего фильтра для ночного видеонаблюдения.

Другие используют более простые методы, например можно поместить две матрицы (цветную и черно-белую) в одну видеокамеру и разделить свет полупрозрачным зеркалом.

Кожухи видеокамер

2011-03-03T04:06:00.002-08:00

Кожухи используются для защиты видеокамер от воздействия внешней среды и/или для маскировки направления видеонаблюдения.

Кожухи могут быть простыми в конструкции, установке и использовании, но они в равной мере могут в/мйть на качество изображения и срок службы видеокамеры, если не защищают ее должным образом от дождя, снега, пыли и ветра, или если они низкого качества.

Кожухи бывают самых разных размеров и форм, в зависимости от применения видеокамеры и ее длины. Раньше видеокамеры с передающими трубками и вариообъективами были намного больше, и для них требовались кожухи длиной в 1 метр и массой более 10 кг. Сегодня ПЗС-видеокамеры становятся все меньше, то же справедливо и в отношении объективов, и поэтому кожухи тоже становятся меньше.

В последние годы много внимания уделялось эстетике и функционвльности кожухов, в частности, простоте доступа для обслуживания, скрытию кабельной подводки и подобным вопросам

В наши дни, с уменьшением размеров видеокамер, вместо традиционных кожухов часто используются тонированные купольные системы, которые гораздо лучше вписываются в интерьер помещений и прекрасно сочетаются с архитектурой зданий.

Часто считается, что стекло кожуха не имеет большого значения, но если стекло неподходящего качества, то оптические искажения и спектральные ослабления могут повлиять на качество изображения Другой важный фактор — это прочность стекла, необходимая для защиты видеокамеры в требующей этого обстановке. Оптическая точность и однородность еще более критичны для купольных видеокамер, так как в этом случае более заметно влияние оптической точности и искажения стекла (пластика) на качество изображения. Тонированные купола часто используются для маскирования направления визирования видеокамеры В случае тонированных куполов следует учитывать ослабление света Обычно оно составляет порядка одного F-числа, что соответствует ослаблению свете в два раза.

Многие кожухи имеют встроенный подогрев и вентилятор Подогрев может понадобиться в районах с большой влажностью, где ожидается много льда и снега. Обычно для стандартного кожуха достаточно мощности подогревателя 10 Вт. Подогреватели могут работать от источников электропитания 12 В постоянного тока, 24 В переменного тока или даже от сети. Прежде чем подключать подогрев, следует проверить соответствие питающего напряжения. Ничего страшного не случится, если подогреватель, рассчитанный на 240 В (или даже 110 В) подсоединить к источнику напряжения 24 В (хотя вы не получите достаточного нагрева), но вот наоборот поступать не рекомендуется. Также избегайте примитивных импровизаций, не проделав расчетов, например, не стоит использовать последовательное соединение деух подогревателей на 110 В вместо одного подогревателя 240 В (110+110=220). Небольшая разница (240 В вместо 220 В) достаточна для выделения избыточного тепла и может привести к быстрому перегоранию подогревателя или даже вызвать пожар

Если требуется установить подогреватель в уже смонтированный кожух, то можно довольно просто сконструировать подогреватель при помощи резистора в 30-50 Ом и номинальной мощности 20 Вт (для 24 В переменного тока). Для автоматического управления подогревом можно использовать термореле с нормально замкнутыми контактами, срабатывающие при низкой температуре. Не забудьте при этом, что видеокамера, имеющая мощность потребления в пару ватт, тоже работает как подогреватель, и если используется маленький и герметичный кожух, то этого тепла может хватить на то, чтобы исключить влажность внутри кожуха. Однако для снежных районов необходим хороший подогреватель, расположенный близко к стеклу кожуха.

В районах с высокими температурами следует использовать вентиляторы, иногда их можно комбинировать с подогревателями Источник электропитания для вентилятора может быть либо переменного, либо постоянного тока; следует выбирать вентиляторы хорошего качества, так как вентиляторы постоянного тока рано или поздно приведут к возникновению искр от вращения щеток, наводящих помехи на видеосигнал

Итак, подогреватели и вентиляторы — это дополнительные заботы, но если вам все же приходится их устанавливать, то убедитесь в том, что вы правильно подали на них необходимое напряжение Обычно они включаются и выключаются автоматически, в зависимости от понижения или повышения температуры. и не нуждаются в оучном управлении.

Если в систему предполагается добавить блок омыватель/очиститель, го потребуется специальный кожух. Специальный — потому что потребуется согласование между механизмом очистителя и окном кожуха. Следует отметить, что в случае использования блока омыватель/очиститель, приемник сигналов телеуправления должен иметь выход для управления этими функциями. Это может быть 24 В. 220-240 В или НО В переменного тока. Другая проблема при использовании омывателя — всегда нужно проверять, что в емкости омывателя имеется достаточное количество чистой воды.

Кожухи и боксы (в которых размещают приемники сигналов телеуправления), подверженные воздействию окружающей среды, классифицируются по индексу защиты — IP-рейтингу Эти числа определяют степень устойчивости к механическим воздействиям и различным уровням агрессивного воздействия пыли и влаги.

Большинство кожухов хорошо защищены от воздействия окружающей среды, но для некоторых специализированных систем может потребоваться еще более сильная защита. Системы, которые могут подвергнуться нежелательному вмешательству человека или механизмов, нуждаются в вандало-защищенных кожухах; в этом случае необходимо использовать специвльное, небьющееся стекло (обычно лексан), а также специальные крепежные винты. Для дополнительной безопасности в систему могут быть добавлены тамперные датчики. В гаком случае сигнал тревоги при вскрытии кожуха поступает в центр управления, обычно от приемника сигналов телеуправления — если в нем заложена такая опция.

И наконец, бывают пуленепробиваемые, взрывостойкие и подводные кожухи, но это редкие, специально разрабатываемые и очень дорогие приспособлений. Поэтому мы не будем рассматривать их в этой книге, но если вам захочется узнать о них побольше, свяжитесь с местным поставщиком. (Отметим еще взрывобезопасные кожухи, допускающие их установку в помещениях, где категорически недопустимо искрообразование. Прим. ред.)

Блоки управления поворотным устройством

2011-03-03T04:06:00.000-08:00

Самый простой способ управления поворотным устройством с питанием 24 В АС — это просто подвести 24 В к одному из электродвигателей. Это значит, что при заранее определенном соединении управление поворотным устройством может быть достигнуто приложением определенного напряжения (для каждого из четырех направлений перемещения) относительно общего провода Итак, пять проводов дадут нам полное управление типичным поворотным устройством. Дли управления фокусировкой и трансфокатором требуется еще три провода (один для увеличения, плюс и минус один для фокуса и один общий). Всего для так называемого PTZ-контроллера потребуется восемь проводов. Это самый дешевый способ управления видеокамерой на поворотном устройстве, но дли дистанционного управления с расстояния в пару сотен метров это непрактично.

В большинстве систем охранного телевидения используется цифровое управление, для которого требуется лишь кабель витой пары, через который матричный видеокоммутатор обменивается информацией с несколькими PTZ-устройствами одновременно Эти устройства часто называют
PTZ-удаленными блоками управления, PTZ- декодерами и PTZ-приемниками Как упоминалось ранее, производители, к сожалению, не выработали единого стандарта кодирования и интерфейсов, это означает, что приемник сигналов телеуправления одного производителя не может быть использован вместе с матричным видеокоммутатором другого

В зависимости от конструкции приемника сигналов телеуправления могут контролироваться и другие функции омыватель и очиститель стекла термокожуха, включение и выключение дополнительных устройств и пр. Эти устройства могут также подавать электропитание на видеокамеру, либо 12 В постоянного тока, либо 24 В переменного тока.

Скорость перемещения поворотного устройства при использовании синхронных электродвигателей 24 В переменного тока (такие электродвигатели используются чаще всего) зависит от частоты сети электропитания, массы и передаточного отношения поворотного механизма. Типичная скорость поворота составляет 9°/с, наклона 6°/с. Это связано с моментом вращения, необходимым для перемещения определенной нагрузки, которая обычно превышает 5 кг (видеокамера + объектив + кожух). В некоторых конструкциях достигается большая скорость поворота, около 15°/с, благодаря уменьшению веса видеокамеры и объектива и различным передаточным числам. Большинство поворотных устройств переменного тока, управляемых синхронными электродвигателями, имеют фиксированные скорости, гак как они зависят от частоты сети.

Существуют усовершенствованные блоки управления поворотным устройством, в которых применяется искусственная частота, ниже или выше промышленной частоты. Для более тонкого управления используются малые скорости (при полном увеличении вариообъектива) а для быстрого реагирования в кризисных ситуациях — большие скорости. Пульт управления определяет нужную скорость, основываясь на времени, в течение которого нажат указывающий направление джойстик.

Еще большие скорости могут быть достигнуты, если используются шаговые двигатели постоянного тока и специально разработанные приемники сигналов телеуправления. В последние годы поворотные устройства стали еще более быстрыми, а скоростные поворотные видеокамеры тем более — их скорость выше 100°/с.

Создание таких быстрых поворотных систем создает некоторые проблемы, требующие своего внимания: видеокамера перемещается так быстро, что ею становится невозможно управлять вручную, или, по крайней мере, это становится неудобно; еще более критичными становятся механизм конструкции и его долговечность, так как возрастают силы инерции. Если скорость поворота умножается на коэффициент трансфокации вариообъектива, то быстрое движение Рис. 10. II. В больших купольных устройствах нам кажется еще более быстрым. возможно использование комбинации разшчных

систем видеокамера/объектив

Итак, к управлению скоростными поворотными

видеокамерами требуется новый подход. Новые решения предлагаются в некоторых новых конструкциях, которые достигают скорости более 300°/с при точном позиционировании Это достигается за счет увеличения электронной и механической точности. Существует большая разница между просто быстрой и быстрой и дружественной для пользователя системой В дружественной системе при увеличении изображения происходит снижение скорости поворота/наклона, и увеличение скорости, когда изображение предметов мелкое, или при работе с предустановками скорость поворота большая (300°/с), а пои ручном управлении скорость падает до 45°/с

Работа с предустановками возможна только в тех случаях, когда используется приемник сигналов телеуправления с так называемой РР-электроникой. И понятно, поворотное устройство и объективы должны иметь встроенные предустановочные резисторы.

Перечислим провода между приемником сигнвлов телеуправления и поворотным устройством: 5 проводов для выполнения основных функций поворотов и наклона, как говорилось ранее (поворот влево, поворот вправо, наклон вверх, наклон вниз и общий), 4 провода для позиционирования в предустановленное положение {плюс питания переменного резистора, минус питания, обратная связь поворота и обратная связь наклона), три провода для функций трансфокатора и фокусировки (иногда потребуются 4, это зависит от типа вариообъектива) и 4 провода для предустановок трансфокатора и фокусировки. Всего требуется 16 проводов Сечение проводов управления предустановками и проводов трансфокатора и фокусировки некритична, так как для этих функций нужен очень небольшой ток, но вот с проводами управления поворотом следует быть осторожнее — их выбор определяется характеристиками электродвигателей

И не забудем упомянуть о том, что приемники сигналов телеуправления поворотным устройством обычно устанавливаются рядом с видеокамерой. Этому есть две причины: практичность (не требуется длинный 16-жильный кабель) и проверка работы при установке и эксплуатации (необходимо контролировать, что делает поворотное устройство, когда на приемник сигналов телеуправления посылаются конкретные команды).

Однако, если того требует ситуация, приемник сигналов телеуправления может быть удален на пару сотен метров от видеокамеры.

Предустановка позиции поворотных устройств

2011-03-03T04:05:00.000-08:00

И, наконец, еще одна подгруппа поворотных устройств, которая выглядит также, как и остальные, но снабжена установочными переменными резисторами. Такие устройства называются поворотными устройствами с предустановками.

Переменные резисторы встроены в поворотное устройство и механически соединены с каждым электродвигателем Их сопротивление составляет обычно порядка 1 кОм или 5 кОм, и они подсоединены к электронике приемника сигналов телеуправления (что обсуждается в следующей главе). К каждому резистору подводится низкое напряжение (обычно 5 В постоянного тока), а с его движка снимается напряжение (зависящее от угла наклона или поворота), благодаря чему конкретная позиция поворотного устройства может быть запомнена, а затем производится отработка к этому значению либо по введенной вручную команде, либо автоматически по сигналу тревоги.

Одним словом, когда приемник сигналов телеуправления получает команду перейти в предустановленную позицию, он заставляет электродвигатели вращаться (то же касается увеличения и фокуса) до тех пор, пока на переменных резисторах не будет достигнуто предустановленное значение напряжения Например, если дверь защищена датчиком открывания дверей, мы можем заставить видеокамеру автоматически поворачиваться в этом направлении, увеличивать изображение и фокусироваться на ранее зафиксированной позиции.

Число сохраняемых предустановок в блоке управления поворотным устройством (приемнике сигналов телеуправления) зависит от самой конструкции, но обычно оно равно 8, 10, 16 или 32.

Очень важный вопрос: «Насколько точно может быть воспроизведена предустановленная позиция?». Это определяется механикой, электроникой, программным и аппаратным обеспечением. Точность предустановки особенно важна для очень быстрых поворотных видеокамер. Ошибка в пару градусов может быть незамечена, пока объектив установлен на «zoom out» (уменьшение), но если изображение полностью увеличено, то разница будет огромной.

Заказывая поворотное устройство, вы должны определить, нужна ли вам функция предустановки позиции. Поворотное устройство с предустановоч-ными переменными резисторами выглядит так же, как обычное устройство, так как резисторы находятся внутри устройства

Скоростные поворотные видеокамеры

2011-03-03T04:04:00.000-08:00

Имеется и другое направление в области поворотных устройств, которые по их внешнему сходству с куполами называют как купольные поворотные устройства (Логичнее подобные функционально и конструктивно законченные приборы называть как скоростные поворотные видеокамеры Едва ли не главная черта этих устройств, в отличие от традиционных поворотных устройств, достаточно инерционных — это высокая скорость поворота, что обеспечивается за счет малой массы сиоственно видеокамеры.

Они работают так же, как и обычные поворотные устройства, но внутри куполов находятся и механизм поворотного устройства, и управляющая электроника. Заключенные в прозрачные или полупрозрачные сферы или полусферы, такие устройства выглядят вполне приемлемо даже в интерьерах, требующих эстетического подхода. В связи с миниатюризацией видеокамер и объективов поворотные купола тоже становятся меньше в диаметре Еще несколько лет назад можно было встретить скоростные поворотные видеокамеры до 1 м в диаметре, а сегодня большинство устройств имеет всего 300-400 мм в диаметре.

Одна из главных проблем скоростных поворотных видеокамер — это оптическая точность. Очень трудно полностью избавиться от искажений, особенно если прозрачная полусфера изготавливается стеклодувным методом. Лучшая точность достигается при использовании литых куполов, но они дороже. Более толстые полусферы вызывают больше искажений, особенно когда объектив увеличивает изображение Так что наилучшее оптическое качество имеют тонкие и литые полусферы.

Многие производители вместо того, чтобы связываться с изготовлением оптически неискажающих полусфер, концентрируют оптическую точность на тонкой вертикальной полоске на сфере, через которую «смотрит», видеокамера, свободно наклоняясь вверх и вниз. При поворотах видеокамера поворачивается вместе с куполом Хотя это и разумное оешение, но механически оно может быть проблемным — ограничивается скорость поворота.

Отметим также, что сферы могут быть прозрачными или нейтрально-серыми В прозрачных куполах перед объективом расположена внутренняя маска с оптически прозрачной областью, а остальная часть маски сделана из непрозрачного черного пластика Темные купола (черные корпуса вариообъективов и видеокамер) позволяют вести скрытое наблюдение Часто просто невозможно понять, куда направлена видеокамера, и это является одной из самых важных особенностей скоростных поворотных видеокамер.

Тонированные полусферы обычно не имеют маски — весь купол прозрачен, но тонирован В таких случая* для компенсации потери света важно знать F-число с учетом ослабления тонированной поверхности Типичное значение ослабления составляет около одного F-числа, что соответствует 50-процентному ослаблению света В современных ПЗС-видеокамерах это не приводит к ухудшению качества изображения. Цвет корпуса видеокамеры и объектива более критичен для этого типа куполов, так что если снаружи они выглядят чересчур навязчивыми то черное матированное покрытие может минимизировать этот эффект При окраске следует позаботиться о защите объектива, ПЗС-матрицы и разъемов

Поворотные устройства

2011-02-28T10:13:00.000-08:00

Многие компоненты систем охранного телевидения можно отнести к дополнительным Некоторые из них понятны и просты в использовании, другие более сложны Начнем с очень простого механизма — поворотного устройства.

Поворотные устройства

При заказе или проектировании системы охранного телевидения сразу возникает вопрос" сколько видеокамер будет входить в систему и какого типа — установленные фиксированно или на поворотном устройстве9

Фиксированные видеокамеры устанавливаются на кронштейне, при этом используются объективы с фиксированным фокусным расстоянием, а видеокамера «смотрит» только в одном направлении, не изменяя своего положения.

Альтернативой фиксированным видеокамерам являются видеокамеры, положение которых в пространстве можно изменять (с помощью поворотного устройства) Такая видеокамера помещается на способную поворачиваться платформу, при этом обычно используются вариообъективы с сервоуправлением так что весь комплекс может поворачиваться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, увеличивать изображение объектов и осуществлять фокусировку.

В терминологии охранного телевидения видеокамеры этого типа называются «PTZ-камерами» Возможно, более подходящим термином будет «PTZF-камера» (Pan/Tilt/Zoom/Focus), или еще более точно «PTZFI», так как в последние годы к существующим характеристикам добавилось еще управление диафрагмой Однако более распространен термин «PTZ-камера», и мы будем использовать именно этот термин для обозначения видеокамеры, которая, кроме функций поворота, наклона и увеличения, обладает функциями фокусировки и дистанционного управления диафрагмой
Так же полезная информация содержится по адресу: ARIS при разработке информационных систем
Типичное поворотное устройство, представленное на рис. 10.1, имеет боковую платформу, на которую устанавливается нагрузка (видеокамера с вариообьективом в термокожухе) Существуют поворотные устройства с верхним расположением платформы, они отличаются по величине номинальной нагрузки, которая зависит от центра тяжести нагрузки. В случае поворотных устройств с боковыми платформами центр тяжести располагается ниже, это

означает, что из двух типов устройств (приодинаковых электродвигателях и вращающем як'
моменте) боковая платформа имеет большую номинальную нагрузку Из этого не стоит
делать выводов о том, что поворотные устройства с платформой сверху хуже
разница касается только номинальной нагрузки, которая в последние годы не
является столь критичной так как размеры видеокамер, объективов и, соответственно, становятся меньше (Поворотные устройства с боковым размещением видеокамеры обеспечивают угол поворота в обеих плоскостях около 360е, в то время как при верхнем размещении - в горизонтальной плоскости около 360°, а в вертикальной около 60е Прим ред)

Средства передачи видеосигнала 45

2011-02-25T07:05:00.003-08:00

Мы предполагаем что система обрабатывает цифровой сигнал, как в случае PTZ-блока, но логика тут такая же. как и в случае аналогового сигнал.

Расчеты начинаются с выходной оптической мощности источника (-12дБм в этом случае) и заканчиваются оценкой мощности, видимой детектором.

В процессе анализа рассматривается каждая часть системы и для каждого звена два варианта — наилучший и наихудший — потери (или усиления) мощности, определяемой различными факторами: потерями в соединениях, ослаблением сигнала на трассе, допустимыми отклонениями обычных частей системы (наилучшее и наихудшее для данной модели), температурой и временем.

Анализ также позволяет учесть дополнительные потери в 5 дБ на случай, если в течение времени жизни системы будут проделаны дополнительные работы по ремонту или сращиванию кабеля

Вывод, в этом примере выходная оптическая мощность, обеспечивающая распознаваемый сигнал, должна лежать в пределах от +7 дБ (в лучшем случае) до -23 дБ (в худшем случае) относительно значения номинального источника С технической точки зрения 7 дБ означают усиление, чего мы на самом деле не имеем, скорее это относится к возможными допустимым вариациям компонентов. Поэтому приемный детектор должен обрабатывать динамический диапазон оптических сигналов от -5 дБм (-12 дБм + 7 дБм = -5 дБм) до -35 дБм (-12 дБм -23 дБ = -35 дБм), представляющих двоичную 1. Конечно, когда источник затемнен (нет света, что дает двоичный 0) то получаемый сигнал тоже равен нулю (не считая шумов).

Понятно, что при той же электронике и том же волоконно-оптическом кабеле цифровой сигнал может быть передан на большие расстояния, чем аналоговый видеосигнал — благодаря большим допускам на ошибку, свойственным цифровым сигналам Можно проделать такой же анализ и для аналогового сигнала Даже если мы не подготовлены или не знаем, как это сделать, мы все же можем получить ответ на главный вопрос «Будет ли система работать?» К сожалению, ответ можно получить только после прокладки кабеля Для этого потребуется инструмент для измерения непрерывности кабеля и ослабления сигнала Это оптическии рефлектометр временной области

OTDR

Оптический рефлектометр временной области (OTDR, optical time domain reflectometer)

предназначен для тестирования волоконно-оптического кабеля после его установки с целью определения возможных повреждений, ослабления сигнала и качества концевых заделок.

OTDR посылает световой импульс на один конец оптической линии и определяет возвращаемую световую энергию во времени, величина которой напрямую зависит от пройденного светом расстояния.

Устройство подсоединяется только к одному концу кабеля и показывает нарушения непрерывности оптического пути, то есть сращения кабеля, повреждения и соединения.

Работа прибора основана на физическом явлении, получившем название рэлеевское обратное рассеяние. Обратное рассеяние происходит внутри волокна и показывает ослабление сигнала по длине световода. При прохождении световых волн по световоду очень небольшая часть падающего света отражается атомной структурой и примесями опттеского волокна в обратном направлении (по направлению к источнику). Затем это излучение измеряется и выводится на экран и/или на печать и служит характеристикой конкретной установки кабеля. При помощи OTDR легко выявить возможные повреждения волоконно-оптического кабеля. Это очень дорогой инструмент, обычно его берут на прокат для оценки установки волоконно-оптического кабеля или используют специалисты по концевой заделке кабеля

Средства передачи видеосигнала 44

2011-02-25T07:05:00.001-08:00

В некоторых случаях кабель уже имеет концевую заделку Будьте осторожны с разъемами при протяжке кабеля Не повредите разъемы, не загрязняйте их, не подвергайте кабель чрезмерной нагрузке в зоне соединения с разъемом.

Обычно после укладки кабеля необходимо его закрепить. В лотке кабель может закрепляться нейлоновыми стяжками Особенно позаботьтесь о закреплении кабеля в тех местах, где он может сползать или провисать. Если невозможно использовать кабельные крепления из-за особенностей поверхности, рекомендуется использовать специальные хомуты Следует осторожно применять подобные приспособления, чтобы не нарушить механическую целостность кабеля и не повредить соседние оболочки острыми краями. Лучше использовать хомуты с пластиковым защитным слоем, при этом для каждого кабеля следует использовать отдельный хомут Между конечными точками крепления кабеля лучше оставить небольшую слабину, а не класть кабель в натяг, в случае чего он будет плохо «реагировать» на колебания температуры и вибрацию.

Если кабель все же был поврежден при укладке, то оставьте около поврежденной точки достаточный запас кабеля для сращивания

Заключение- прокладка волоконно-оптического кабеля не многим отличается от прокладки обычного кабеля, и если придерживаться нескольких основных принципов, то проблем при установке кабеля не будет.

Анализ волоконно-оптических линий

Теперь, познакомившись с отдельными элементами волоконно-оптических систем — источниками, кабелями, детекторами и техникой прокладки кабеля — мы можем обратиться к полной системе Перед прокладкой кабеля необходимо провести анализ линии передачи, который покажет потери или усиления сигнала на каждом каскаде системы. Такой анализ не будет излишним и для других передающих сред, но для волоконно-оптических линий передачи он особенно важен, так как в этом случае мы имеем дело с очень низкими уровнями мощности. Эти уровни достаточны для распространения на многие километры, но если мы не позаботимся о микроскопических соединениях, то на линии могут возникнуть потери

Цель анализа линии передачи заключается в определении силы сигнала в каждой точке полной системы и расчете мощности на приемнике (детекторе) — достаточна ли она для приемлемого функционирования системы Если нет, то следует исследовать все каскады и какие-то из них заменить (обычно на более дорогие), в противном случае будут снижены гарантированные хаоактеристики системы (расстояние, скорость, ошибки)

Для волоконно-оптических систем анализ линии передачи должен также включать неизбежные вариации характеристик линии, связанные с изменениями температуры и старением компонентов, а также с разницеи характеристик почти идентичных устройств, выпущенных разными производителями. В этом отношении волоконно-оптические системы нуждаются в более тщательном исследовании, чем любые другие электронные системы, так как в первом случае более велики различия между устройствами одного типа и больше изменений в характеристиках системы, связанных со старением и температурой

В качестве практического примера на рис. 9.56 приведена «поточечная» схема базовой волоконно-оптической системы, состоящей из входного электрического сигнала, возбудителя источника (задающее устройство) оптического источника, километрового оптического кабеля с максимальным ослаблением сигнала в 4 дБ/км, фотоприемником (оптическим детектором) и приемником оптического излучения.

Средства передачи видеосигнала 43

2011-02-25T07:04:00.001-08:00

Важно, чтобы в местах будущих соединений был оставлен достаточный запас кабеля. В общем, для сращивания линейного типа перехлест должен составлять около 5 м. В местах, где кабель выходит из кабелепровода. следует оставить около 2.5 м.

Имейте в виду, что открытые концы кабеля должны быть защищены водонепроницаемыми колпаками. Чтобы избежать напряжений на изгиб или повреждений проезжающим транспортом, следует использовать трубы. На обоих концах кабельной линии оставляют часть кабеля определенной длины (в зависимости от планируемой конфигурации).

Самое главное при прокладывании кабеля под землей — это предотвращение повреждений, связанных с чрезмерными нагрузками в локальных точках (сосредоточенными нагрузками). Такие нагрузки могут возникать в местах контакта кабеля с неоднородным материалом засыпки или неровностями траншеи. Повреждения могут проявиться сразу, а могут некоторое время оставаться незамеченными. Так или иначе, затраты на откапывание и ремонт кабеля очень велики, и лучше сразу постараться сделать все возможное для хорошей укладки.

При прокладывании кабеля в траншеях следует предпринять меры предосторожности от повреждения кабеля и снижения его срока службы.

Главная защита от повреждений — укладка кабеля на слой песка толщиной 50-150 мм и засыпка сверху слоем песка 50-150 мм. Особое внимание следует уделить выкапыванию траншеи, дно которой должно быть ровным, без выступов. При закапывании траншеи следите за тем, чтобы в засыпке не было камней, которые могут повредить кабель.

Глубина траншеи зависит от типа почвы и от ожидаемой нагрузки на поверхности. В твердой породе понадобится траншея глубиной всего в 300 мм, а если почва мягкая и траншея пересекает дорогу, то траншея должна иметь глубину 1 м. Траншея в обычных условиях должна иметь глубину 400-600 мм и песчаную подстилку толщиной 100-300 мм.

Самая простая техника — это укладка кабеля прямо с барабана в траншею или в кабельный лоток (желоб). При прокладке очень длинных кабельных линий барабан помещается на транспортное средство, при этом он может свободно вращаться вокруг оси; барабан можно держать в руках, оперев его на металлическую ось. По мере продвижения машины (или человека) кабель сматывается с барабана прямо на свое место Не торопитесь слишком и убедитесь в том, что кабель можно временно закрепить на регулярных интервалах до его конечного закрепления.

Укладка оптического кабеля в кабельный лоток ничем особенным не отличается от такой же операции с обычным кабелем того же диаметра Но главное, за чем надо следить — это минимальный радиус изгиба и механическая нагрузка.

Минимальный радиус изгиба нужно проверять даже тогда, когда кабельный лоток, казалось бы, этого и не требует Не следует стремиться к аккуратности и изгибать оптический кабель, пытвясь уложить его рядом с другими кабелями.

Критичным фактором могут стать механические нагрузки на кабельный лоток, если оптический кабель проходит рядом с острыми выступами или пересекает другой кабель. Тогда оптический кабель испытывает большую нагрузку от веса вышележащих кабвлей или веса персонала, наступающего на лоток Постарайтесь укладывать кабель в одной плоскости и не создавать точек сосредоточенных нагрузок.

Протяжка оптического кабеля через кабельный канвл ничем не отличается от протяжки обычного кабеля. Всегда используйте требуемое усилие, но не превышайте спецификаций производителя

В общем, обычно используемые кабельные крепления — скобы и хомуты — вполне удовлетворительны, но помните, что нагрузку должна принимать не внешняя оболочка, а силовые конструкции.

Если требуется использовать смазку, обратитесь за рекомендацией к производителю кабеля Для уменьшения трения можно использовать также тальк или гранулы из полистирола

Средства передачи видеосигнала 42

2011-02-25T07:03:00.001-08:00

Конечно, следует избегать таких воздействий, но все же кабель способен выдержать нагрузки величиной до специфицированного значения механической прочности. Механическая прочность выражается в н/м или кн/м. Например, кабель с механической прочностью в 10 кн/м может выдержать нагрузку в 1000 кг, распределенную на 1 метр кабеля (ЮН — примерно такую силу дает масса 1 кг) Допустим, рабочий весит 100 кг и носит ботинки размера 9 (или 42 в европейской системе), а ширина ботинка составляет 100 мм. Если рабочий наступит одной ногой на кабель, то кабель выдержит нагрузку. Однако, если этот кабель переедет машина, то нагрузка может превысить максимально допустимую и кабель может быть поврежден.

Будьте осторожны в местах пересечения кабелей. Нагрузка на кабель сильно увеличивается из-за малой зоны контакта — например, если человек наступит на кабели в точке их пересечения. Также и в перегруженном кабелепроводе — кабель может повредиться в точках сосредоточенной нагрузки, даже если нагрузка (вес над ним) не превышает допуска.

Оптический кабель обычно поставляется намотанным на деревянные барабаны с прочным пластиковым защитным слоем или деревянными планками по окружности барабана При манипулировании кабельными берабанами помните об их весе. Наиболее уязвимые части кабельного барабана — это внешние слои кабеля. Следует особенно позаботиться о том, чтобы не возникало повреждений в том случае, когда барабаны складируются по вертикали и соседствуют с другими барабанами. Чтобы избежать таких проблем, следует складировать барабены горизонтально. Если все же они лежат вертикально, то внешние края (ободы) барабанов должны соприкасаться. Барабаны не должны складироваться вперемешку Если при разгрузке барабанов используется, например, вильчатый автопогрузчик, то не следует прикасаться к поверхности кабвля. Удерживайте барабен за обод или вдоль центральной оси.

Методы установки

До укладки кабеля барабаны должны быть проверены на предмет наличия признаков повреждения или неправильного обращения. Внешний слой кабеля должен быть тщательно осмотрен — нет ли царапин или вмятин Если на кабеле замечены повреждения, то его следует пометить и отложить в сторону. Для короткого кабеля (меньше 2 км) можно провести простой контроль непрерывности волокна, использовав в качестве источника фонарик. Волоконный кабель для инфракрасной передачи также хорошо передает и обычный свет. Это поможет выяснить, нет ли в кабеле серьезных разрывов. Непрерывность волокна можно проверить при помощи фонарика

Излагаемые ниже предосторожности и методы очень похожи на все то, что мы раньше говорили по поводу укладки коаксиального кабеля, но поскольку это очень важный вопрос, мы еще раз пройдемся по этой теме.

Еще до укладки кабеля следует изучить трассу на предмет потенциальных проблем вроде острых углов, забитых кабельных каналов и т п. После определения жизнеспособного маршрута, следует распределить кабель таким образом, чтобы точки соединения и подключения усилителей находились в доступных

местах.

Средства передачи видеосигнала 41

2011-02-25T07:01:00.001-08:00

волоконно-оптический кабель Такой кабвль, состоящий целиком из полимеров и стекла, предназначен для установки внутри зданий. Кабель годится для многих типов систем, включая охранное телевидение, системы безопасности, компьютерные линии и др Такие мощные (предназначенные для работы в тяжелом режиме) кабели делаются жесткими, чтобы их можно было протягивать через кабельные каналы

Трубочные кабели — это хорошая альтернатива одножильным кабелям и кабелям с пазухами. Оптические кабели защищены водонепроницаемой полиэстерной трубкой, наполненной гелем. Этот вид многоволоконного кабеля предназначен для прямой укладки или для кабелепроводов в протяженных системах Он может быть сделан водонепроницаемым — с гелевым наполнителем или с воздухом под давлением

Есть и другие конфигурации — с полиэтиленовым стержнем с пазами, что позволяет включать в кабель больше световодов Этот тип предназначен для прямой подземной прокладки или для кабелепроводов в протяженных системах. Он может быть сделан водонепроницаемым — с гелевым наполнителем или с воздухом под давлением.

И наконец, еще один типа кабеля — это композитный оптико-металлический кабель. Такие кабели представляют собой комбинацию оптического волокна и изолированного медного провода и предназначены как для внутренней, гак и для внешней укладки. Кабель может быть заполнен водозадерживающим вещестаом для защиты волокна от влаги, что необходимо, например, при прокладке кабеля под землей.

Поскольку волоконно-оптический кабель намного легче любого другого кабеля, то укладывать его гораздо проще, чем электрический кабель такого же диаметра

Благодаря защитной оболочке волоконно-оптического кабеля, с ним можно обращаться почти

так же, как и с электрическим кабелем. Однако, следует принять меры предосторожности и удостовериться в том, что при укладке не нарушены рекомендуемые производителем требования по максимальному растяжению и прочности.

В оптическом кабеле основное напряжение падает на компоненты силовой конструкции: обычно это укрепленный стекловолокном пластик, сталь, кевлар или их комбинация, защищающие сравнительно хрупкое стекловолокно. Если натяжение кабеля превышает спецификации производителя, волокно кабеля может оказаться поврежденным.

Что касается натяжения при укладке, то следует обратить внимание на максимальное разрывное усилие кабеля, выраженное в ньютонах или килоньютонах (н или кн). Типичный кабель имеет разрывное усилие около 1000 Н (1 кН). Чтобы представить, что такое ньютон, можно считать, что разрывное усилие в 9 8 Н создается в вертикально висящем кабеле с массой в 1 кг. Кроме того, производители иногда указывают максимальное долговременное разрывное усилие. Обычно оно меньше половины максимального разрывного усилия.

Как и в случае коаксиального кабеля, волоконный кабель не стоит сгибать больше, чем на специфицированный минимальный радиус изгиба. Только в этом случае дело вовсе не в изменении электрического полного сопротивления, а в предохранении волокна от излома и сохранении угла полного отражения. Минимальный радиус изгиба различен для различных кабелей и даже может иметь несколько значений, в зависимости от уровней напряжения в кабеле. Превышение специфицированного радиуса изгиба приведет к усилению напряжения в волокне и даже может разрушить жесткие силовые конструкции.

Самое главное при манипулировании кабелем или при его укладке — чтобы изгибы были как можно более плавными.

4 Нередко кабель во время укладки подвергается механическим воздействиям - на него могут наступить, или, что еще хуже, переехать._

Средства передачи видеосигнала 40

2011-02-25T07:00:00.003-08:00

Волоконно-оптические кабели

Волоконно-оптические устройства миниатюрны Внешний диаметр используемого в охранном телевидении и системах безопасности кабеля составляет всего лишь 125 мкм (1 мкм - 106м). Стекловолокно — материал относительно прочный, но все же легко ломается, если его изогнуть на угол, меньший определенного минимального радиуса. Поэтому характеристики кабеля должны обеспечивать адекватную механическую защиту и ударопрочность, сохраняя минимальный угол изгиба и обеспечивая легкость при укладке и обслуживании кабвля и стабильное качество передачи в течение времени жизни системы.

Общая конструкция может сильно различаться в зависимости от способа прокладки (подводный, подземный, воздушный, кабвлепровод), числа канвлов и пр. В любом случае кабель включает нечто вроде силовой (несущей) конструкции и жесткую внешнюю оболочку, обеспечивающую механическую защиту и защиту от воздействий окружающей среды.

По конструкции волоконно-оптические кабели могут различаться довольно значительно: простой одноволоконный кабвль, вставленный в трубку, стержень с пазами (открытый канал), ленточный, с защитным материалом (не обладающим оптическими свойствами).

Обсудим некоторые, наиболее распространенные в охранном телевидении виды кабеля.

Одноволоконный и двухволоконный кабели обычно включают волокнистую силовую конструкцию (арамидную нить) покрывающую вторичную оболочку Этот слой защищен пластиковой внешней оболочкой.

Многоволоконный кабель может иметь множество конфигураций.

Самая простая — это группа нескольких одноволоконных кабелей с центрвльной силовой конструкцией внутри внешней оболочки. В качестве центральной силовой конструкции может использоваться эластичный стальной провод или укрепленная стекловолокном пластиковая жила. Такие кабвли могут включать от двух до двенадцати или более коммуникационных световодов. Если в качестве центральной силовои конструкции используется пластиковая жила, то мы получим не содержащий металла

Средства передачи видеосигнала 39

2011-02-25T07:00:00.001-08:00

Мультиплексоры в волоконной оптике

Мультиплексоры в волоконной оптике отличаются от ранее описанных видеомультиплексоров. Мультиплексоры в волоконной оптике объединяют несколько сигналов в один, таким образом используя один волоконный кабель для одновременной передачи нескольких сигналов реального времени. Они особенно практичны в системах с недостаточным числом кабелей (по сравнению с количеством видеокамер).

Существует несколько типов волоконных мультиплексоров. Самое простое и наиболее приемлемое (по средствам) мультиплексирование оптической передачи — это использование устройств спектрального разделения (WDM, wavelength division multiplexing) Эти устройства передают оптические сигналы от одного или нескольких источников, работающих на различных длинах волн, по одному кабелю. Такая передача становится возможна благодаря тому, что световые лучи различных длин волн не взаимодействуют (не пересекаются) друг с другом. Таким образом повышается пропускная способность кабеля, а в случае необходимости возможна также и двунаправленная передача данных.

Частотно-модулированное частотное мультиплексирование (FM-FDM, frequency-modulated frequency division multiplexing) — это экономически вполне приемлемое средство, достаточно невосприимчивое к шуму и искажениям, с хорошей линейной характеристикой и схемой средней степени сложности. На рынке существует всего несколько марок FM-FDM-мультиплексоров, предназначенных для систем охранного телевидения. Эти устройства имеют 4,8 или 16 каналов.

Амплитудная модуляция с частично подавленной боковой полосой, частотное мультиплексирование (AVSB-FDM, amplitude vestigial sideband modulation, frequency division multiplexing) — это еще од ин тип устройств, возможно, слишком дорогих для CCTV-сисгем, но чрезвычайно привлекательных для абонентского телевидения: с качественной оптоэлекгроникой устройство позволяет передавать до 80 канвлов.

Им пул ьсно-кодовая модуляция, частотное мультиплексирование (PCM-FDM) — еще один дорогой мультиплексор. Это полностью цифровое устройство, и интерес к нему будет расти вместе с распространением цифрового видео в охранном телевидении.

Возможны также комбинации этих методов. •

В охранном телевидении чаще используются устройства FM-FDM, позволяющие передавать больше сигналов по одному кабелю. WDM-тип мультиплексирования особенно целесообразен для PTZ или пультов управления с матричным коммутатором. Видеосигналы передаются по раздельным волоконно-оптическим кабелям (один кабвль на видеокамеру), и только один кабель использует WDM пля передачи управляющих данных в противоположном направлении.

Несмотря на то что мультиплексирование в волоконной оптике становится все более доступным, следует отметить, что на стадии планирования инсталляции кабеля рекомендуется предусмотреть, по крайней мере, один резервный волоконно-оптический кабель в дополнение к рабочему

Средства передачи видеосигнала 38

2011-02-25T06:59:00.001-08:00

Сращивание оптических волокон сваркой

Сварное соединение волокон часто осуществляется под микроскопом Результат обычно получается хорошим, но оборудование может оказаться очень дорогим

Процедура сращивания (сварка) оптических волокон состоит из очистки волокна, расщепления и помещения двух волокон в монтажный блок.

Точность позиционирования улучшается, если использовать микроскоп, который обычно является частью устройства. После выравнивания положения волокон, они свариваются при помощи дугового разряда Этот процесс отслеживается, и если соединение получилось неудовлетворительным, то процесс повторяется.

Потери в местах сращивания невелики и обычно составляют порядка 0.1 дБ.

Механическое сращивание

Пожалуй, это наиболее распространенный метод сращивания волокон, так как при этом используются недорогие инструменты, а результат получается довольно неплохим.

Волокна выравниваются механическим образом относительно поверхности и (обычно) «сажаются» на эпоксидную смолу. Результат не столь хорош, как при сварке, но может быть довольно близок. Но главное, что оборудование для механического сращиввния стоит не так дорого.

Потери при хорошем механическом сращивании лежат в пределах 0.1 -0.4 дБ.

Два основных принципа механического сращивания:

- Использование V-образной канавки

- Выравнивание осей.

Оба принципа показаны на рис. 9.46.

Чтобы соединение было хорошим, волоконно-оптический кабель должен иметь хорошую концевую заделку — это все же самая трудная часть в прокладке стекловолокна. Здесь нужна высокая точность, терпение и немного практики. Любой может научиться делать концевую заделку волоконно-оптического кабеля, а если установщики системы не имеют опыта работы с волокном, то можно пригласить специалистов, которые поставят нужные разъемы, заделают кабель и проверят его. Последнее — это самое главное мероприятие при установке волоконно-оптического кабеля для систем охранного телевидения.

Средства передачи видеосигнала 37

2011-02-25T06:57:00.001-08:00

Следовательно, можно получить большую протяженность линии с тем же волоконно-оптическим кабелем, лишь заменив источник света. Это особенно полезно в случае аналогового сигнала, каковым и является видеосигнал.

Если с кабелем 62.5/125 мкм использовать источник 850 нм, то можно протянуть линию, по меньшей мере, на пару километров, чего обычно вполне достаточно для системы охранного телевидения. Большую протяженность можно получить, если использовать многомодовое волокно с плавным профилем, а если при этом взять еще и источник 1300 нм (вместо 850 нм), то линия может стать еще длиннее.

Самая длинная линия связи получится с одномодовым волоконно-оптическим кабелем и источниками света в 1300 нм и 1550 нм.

Типичное ослабление для источника 1300 нм составляет менее 0.5 дБ/км, для 1550нм — менее 0.4 дБ/км.

Пассивные компоненты

Кроме вышеупомянутых фотодиодов и детекторов, которые относятся к активным устройствам, в системах волоконной оптики используются и пассивные компоненты.

Это-

- Спайки- постоянное или полупостоянное сращение волокон

- Разъемы: позволяют повторно подсоединять или отсоединять кабели

- Ответвители (coupler), устройства, распределяющие оптическую мощность между двумя или более волокнами или наоборот, объединяющие оптическую мощность нескольких волокон в одно.

- Коммутаторы устройства, перераспределяющие оптические сигналы под ручным или электронным контролем.

Средства передачи видеосигнала 34

2011-02-25T06:55:00.005-08:00

Для чистого арсенида галлия (GaAs) А равно 900 нм. Добавляя небольшое количество алюминия, можно уменьшить длину волны до 780 нм. Чтобы получить еще более короткие длины волн, используется фосфид галлия арсенида (GaAsP) или фосфид галлия (Gap).

Основные различия между светодиодом и лазерным диодом - это различия между спектрами генерируемого излучения и углами направленности.

Светодиод генерирует излучение с длинами волн, лежащими в окрестности некоторого центрального значения, как показано на рис. 9.41. Лазерный диод дает очень узкую полосу частот, почти одной длины волны

P-N переход в светодиоде порождает излучение с более широким спектром, чем у лазерного диода, причем это излучение распространяется во всех направлениях, то есть светодиод не дает узконаправленного излучения. Дисперсия в сильной степени зависит от механического строения диода, его поглощения и отражения. Свет, однако, излучается во всех направлениях, и чтобы сузить пучок света, производители светодиодов помещают сверху что-то вроде фокусирующих линз. И все равно угоп получается слишком большим и не годится для одномодового волокна. По этой причине светодиоды не используются в качестве передающих устройств с одномодовым волоконно-оптическим кабелем.

Лазерные диоды изготавливаются из того же материала, что и светодиоды, процесс генерации света тоже аналогичен, но зона перехода гораздо меньше, а концентрация дырок и электронов выше. Индуцированный свет может излучаться только с очень маленькой поверхности. При определенных уровнях тока процесс генерации фотонов попадает в резонанс и число индуцированных фотонов резко увеличивается, давая больше фотонов с одинаковой длиной волны и фазой. Таким образом, оптическое усиление достигается организованным образом, и генерированный свет представляет собой когерентное (по фазе) индуцированное излучение. Слово LASER образовано из первых букв light amplification by stimulated emission of radiation, что означает- «усиление света при помощи индуцированного излучения».

Чтобы «запустить» индуцированное излучение, для лазерного диода требуется минимальный ток от 5 до 100 мА — это так называемый пороговый ток Этот порог гораздо выше, чем для обычного светодиода. Однако, после запуска индуцированного излучения, лазерный диод дает большую оптическую мощность и очень маленький угол рассеяния.

Для передачи высоких частот и аналоговых сигналов важно, чтобы выходное излучение было линейно связано с приложенным током возбуждения, а также имело широкую полосу

Со светодиодами в отношении линейности все нормально, однако не столь хорошо дела обстоят в высокочастотной области (по сравнению с ЛД), хотя все же передаваемая частота превышает 100 МГц, а этого для охранного телевидения более чем достаточно

Средства передачи видеосигнала 35

2011-02-25T06:55:00.003-08:00

Лазерные диоды могут легко давать частоты выше 1 ГГц.

Вышесказанное может быть проиллюстрировано аналогией, которую мы приводили при обсуждении магнитной записи. Представьте себе, что выходной спектр светодиода или ЛД — это острые кончики карандашей В спектре светодиода будут карандаши с более толстыми кончиками, а в спектре ЛД— с более острыми. При помощи остро заточенного карандаша можно писать маленькие буквы и разместить больше текста на заданном пространстве, то есть сигнал, модулированный ЛД, будет содержать более высокие частоты.

Однако, светодиоды дешевле, имеют более линейную характеристику и не требуют специальной управляющей электроники. Светодиод850 нм стоит около $10, а 1300 нм — около $100. Средний срок службы светодиодов чрезвычайно высок (106-106 часов)

ЛД более дорогие, стоят от $100 до $15000. После перехода через пороговое значение, они дают прекрасную линейную характеристику. ЛД часто включают схему управления температурой, так как для них очень важна операционная температура, а для выходной мощности необходима стабилизация обратной связью. Несмотря на все это, у ЛД больше ширина полосы частот модуляции, более узкий несущий спектр, и они генерируют большую мощность. Средний срок службы ЛД ниже, чем у светодиодов, но все же довольно высок (10М07 часов).

Всеобщее внимание привлекли новые, недавно появившиеся светодиоды — суперлюминесцентные диоды (СЛД). Технические характеристики СЛД лежат где-то между светодиодами и ЛД.

Для охранного телевидения светодиоды — достаточно хорошие источники света. ЛД чаще используются в многоканальных широкополосных мультиплексорах, а также в случае протяженных линий из одномодового стекловолокна.

Фотодетекторы в волоконной оптике

Устройства, принимающие оптический сигнал на другом конце волоконно-оптического кабеля, называются фотодиодами. В большинстве своем — это действительно тот или иной тип диода.

Основные группы используемых в волоконной оптике фотодиодов:

- P-N фотодиод (PNPD)

- PIN фотодиод (PINPD)

- Лавинный фотодиод (APD)

P-N фотодиод похож на обычный кремниевый P-N диод, чувствительный к инфракрасному свету. Основные его характеоистики — низкая чувствительность и большое время нарастания сигнала

Средства передачи видеосигнала 36

2011-02-25T06:55:00.001-08:00

PINPD — это модифицированный P-N фотодиод с внутренним слоем между Р- и N-типами кремния. Характеризуется высокой чувствительностью и малым временем нарастания сигнала.

Лавинный диод аналогичен PINPD, но имеет одно преимущество — почти каждый падающий на него фотон дает более одной пары злектрон/дырка в результате внутренней цепной реакции (лавинный эффект). Лавинный диод более чувствителен, чем PINPD, но дает больше шума.

Все эти базовые устройства комбинируются с каскадами усиления и «трансимпеданса» (усилитель, управляемый током), которые усиливают сигнал до требуемого уровня напряжения/тока.

Частоты передачи в волоконной оптике

Затухание сигнала в волоконно-оптическом кабеле зависит от свойств материала и от внешних воздействий

Эффекты, обусловленные влиянием материала:

- Рэлеевское рассеяние, вызванное неоднородностями в стекловолокне, размеры которых малы по сравнению с длиной волны. На 850 нм затухание за счет рэлеевского рассеяния может достигать 1 5 дБ/км, на 1300 нм эта величина меньше — 0.3 дБ/ км, а на 1550 нм еще меньше — 0.15 дБ/км

- Поглощение. Поглощение происходит в том случае, если в волокне присутствуют гидроксильные ионы и/или ионы металлов. Поглощение сказывается на ослаблении сигнала гораздо меньше, чем рэлеевское рассеяние, и ответственно за 0.2 дБ/км.

Внешние воздействия, приводящие к ослаблению сигнала:

- Микроизгибы. Возникают из-за недостаточной точности изготоаления кабеля — неоднородности волоконного кабеля по длине. Это может дать несколько дБ/км.

- Геометрия стекловолокна. Как и предыдущий пункт, но чаще из-за плохого контроля за диаметром при вытяжке кабеля.

На приведенном ниже графике демонстрируется очень важный факт: при передаче сигнвла по волоконно-оптическому кабелю различные длины волн (частоты) ослабляются в разной степени.

Частотные зоны, сосредоточенные вокруг вертикальных штриховых линий, называются окнами волоконной оптики. Всего их три:

- Первое окно на 850 нм

- Второе окно на 1300 нм

- И третье окно на 1550 нм.

Первое окно на самом деле не дает минимального ослабления (в сравнении с более высокими частотами), но именно эта частота была впервые использована в оптической связи. Созданные для этой частоты светодиоды были достаточно эффективны и просты в изготовлении.

Все же это самая подходящая длина волны и самый дешевый способ передачи сигналов на короткие расстояния — как в случае охранного телевидения.

Все чаще в охранном телевидении используется длина волны 1300 нм. Эту длину волны предпочитают в профессиональной телекоммуникации, а также в системах охранного телевидения с протяженными линиями передачи, где высокие цены на источники света не являются доминирующим фектором. Потери на этой частоте гораздо ниже — это тоже видно из графика. Разница в ослаблении сигнала между 850 нм и 1300 нм составляет примерно 2-3 дБ/км

Длина волны 1550 нм дает еще меньшие потери, и системы будущего ориентируются именно на это окно.

Приведем для иллюстрации значение типичного ослабления сигнала в многомодовом волоконно-оптическом кабеле 62.5/125 мкм с источником света 850 нм — оно составляет менее 3 3 дБ на километр. Если с этим же стекловолокном использовать источник в 1300 нм, то ослабление составит менее 1 дБ.

Средства передачи видеосигнала 33

2011-02-25T06:54:00.005-08:00

Не углубляясь в теорию, отметим, что децибелы для мощности вычисляются с коэффициентом 10 перед логарифмом, а для напряжения (и тока) — с коэффициентом 20.

Потери света при прохождении по волоконному кабелю объясняются следующими факторами:

- Стыковкой с источником

- Сращиванием световодов

- Затуханием в стекловолокне из-за его неоднородности

- Высокими температурами и т.д.

Проектируя систему охранного телевидения с волоконно-оптическим кабелем, важно знать общее затухание, так как мы работаем с очень слабыми сигналами Лучше работать с наихудшими оценками, чем использовать средние значения — только тогда возможно спроектировать надежную и качественную систему

Для этого следует помнить, что в большинстве случаев выходная мощность излучения 850- нм светодиода лежит между 1 дБм и 3 дБм, а 1300-нм светодиод имеет несколько меньшую мощность — от 0 дБм до 2 дБм (помните, что мощность выражена относительно 1 мВт).

Наибольшие потери возникают при соединении светодиода и волокна.

Потери также зависят от числовой апертуры и от профиля волокна, который может быть ступенчатым или плавным.

Реалистичное значение потерь, вызванных соединением с источником, составляет около 14 дБ (относительно выходной мощности источника).

Источники света в волоконно-оптической связи

Два основных компонента-источника света для волоконно-оптического кабеля:

- Светодиоды (LED)

- Лазерные диоды (LD).

Оба источника дают частоты в инфракрасном диапазоне, то есть выше 700 нм.

Генерация света как в светодиодах, так и в лазерных диодах происходит в процессе рекомбинации электронов и дырок в P-N переходе при подведении прямого (однонаправленного) тока. Такой свет называется электролюминесцентным

После рекомбинации пары электрон/дырка имеют меньшую энергию, чем каждая составляющая до рекомбинации. При рекомбинации пары электрон/дырка теряют энергию, равную разности энергетических уровней, которая излучается в виде фотонов (минимальная единица переноса света).

Длина волны, ассоциированная с фотоном, определяется уравнением:

А = Ис/Е (58)

h — постоянная Планка, фундаментальная физическая постоянная, равная 6.63 -1034 джоулей,

с — скорость света (300 -106 м/с),

Е— ширина энергетической зоны P-N материала

Так как Ли с постоянны, то длина волны зависит только от энергетической зоны, то есть от используемого материала Это очень важный вывод.

Средства передачи видеосигнала 32

2011-02-25T06:54:00.003-08:00

«, йп(90°-ф1 )=п2 $т(90°-фз) (48)

Для полного отражения мы имеем ф, = 0°, тогда выражение принимает вид:

sm(90"- ф1)=п] (49)

Так как sin (90°- ф,) = соэф,, то мы можем написать

со5ф1 = и,/ п, (50)

Зная основное правило тригонометрии

sirtty + соя'ф = / (51)

и используя уравнение (50), мы можем преобразовать (47) в более приемлемый вид, без синусов и косинусов:

sm^/nf + и//в/ = 1 (52)

хт'фв — п,2 — п* (53)

NA = sin ф0 = SQRTfnf — nj) (54)

Формула (54) это хорошо известная формула для вычисления числовой апертуры волоконно-оптического кабеля по двум известным показателям преломления — внутренней нити и оболочки. SQRT — это корень квадратный.

Очевидно, чем выше это значение, тем больше светособирающий угол кабеля.

Приведем реалистичный пример: п =1.46 и п= 1.40, что даст N/1=0.41, то есть ф = 24°.

Для волокна с плавным профилем апертура является переменной и зависит от радиуса измеряемого профиля, но она ниже, чем у многомодового волокна со ступенчатым профилем. Для одномодового волокна 9/125 мкм числовая апертура №4=0.1.

Уровни света в волоконной оптике

Выходная мощность света измеряется в ваттах (как и любая другая мощность), но поскольку в волоконно-оптической связи используются очень слабые источники света, то удобнее сравнивать выходную мощность с входной, а в этом случае мы получаем хорошо известное соотношение для децибел:

Af = WlgfPjPj [дБ] (55)

Однако, если сравнивать конкретную мощность света с абсолютным значением, например 1 мВт, то мы будем говорить о дБм, то есть:

Ай = 10 !g(P/l мВт) [дБм| (56)

Рассчитывать уровни передачи легче в децибелах.

Отрицательное значение в децибелах при расчете А означает потери, а положительное значение — среднее усиление.

Если А равно отрицательному значению дБм, то мощность меньше 1 мВт, а положительное значение соответствует мощности, большей 1 мВт.

Определение децибел при сравнении мощностей задается уравнением (55), но, как указывалось ранее, для напряжения и тока определение выглядит иначе:

В, = 20lg(U0/U.) _[дБ]_(57)

Средства передачи видеосигнала 31

2011-02-25T06:54:00.001-08:00

Последний вариант — самый дорогой, но он позволяет намного увеличить протяженность линии при использовании той же электроники. Для задач охранного телевидения тип используемого стекловолокна — многомодовый или со ступенчатым профилем — не имеет особого значения.

На рис. 9.38 приведены профили показателей праломления для этих трех типов стекловолокна.

Числовая апертура

Свет может попадать в волоконно-оптический кабель под разными углами.

Зная разные показатели преломления воздуха и стекловолокна, применим теорию преломления и закон Снелиуса:

п0 sm<f>v = п, sin<f>/ (46)

где п1 — показатель преломления стекловолокна, п0 — показатель преломления воздуха, равный примерно 1.

Далее получаем:

sin фи = п, змфг (47)

Левая половина выражения описывает очень важное свойство стекловолокна, которое называется числовой апертурой.

Числовая апертура характеризует светособирающую способность волоконно-оптического кабеля.

На практике числовая апертура позволяет понять, как соединить два волоконно-оптических кабеля и при этом сохранить сигнальный контакт.

Реальные значения типичного апертурного угла для кабеля со ступенчатым профилем показаны на рис. 9.39.

Чтобы рассчитать числовую апертуру NA (угол <£>„), не обязательно знать угол фг

Далее приведены основные тригонометрические преобразования, позволяющие выразить числовую апертуру только через показатели преломления стекловолокна.

Применяя закон Снелиуса и опираясь на рисунок, получаем:

Средства передачи видеосигнала 30

2011-02-25T06:51:00.003-08:00

Типы волоконно-оптических кабелей

Существует несколько типов волоконно-оптических кабелей. Их классификация основана на карактере прохождения световых волн по стекловолокну.

Как уже упоминалось во вступлении, основная идея состоит в использовании эффекта полного отражения, который является следствием различия показателей преломления (пг>п(, где пг — показатель преломления внутреннего стекловолокна (сердцевины), а п, — показатель преломления внешней оболочки).

Типичный пример — это волоконно-оптический кабель со ступенчатым профилем (показателя преломления). Кабель со ступенчатым профилем, а также схема распространения света по такому кабелю, представлены на рис. 9.38. Обратите внимание на деформацию входного импульса, которая вызвана различной длиной траекторий световых лучей, отражающихся от цилиндрической поверхности, разделяющей два стекловолокна с различными показателями преломления. Это называется модовой дисторсией.

Чтобы уравновесить пробегаемые лучами длины путей и улучшить характеристики импульса, было разработано многомодовое стекловолокно. В многомодовом стекловолокне лучи света распространяются с примерно равной скоростью, порождая эффект оптических стоячих волн.

Еще лучшие характеристики имеет одномодовое стекловолокно, почти не дающее модальной дисторсии.

Средства передачи видеосигнала 29

2011-02-25T06:51:00.001-08:00

Концепция передачи сигнала по волоконно-оптическому кабелю опирается на те же принципы.

Внутренняя жила (нить) волоконно-оптического кабеля имеет более высокий показатель преломления, чем оболочка. Поэтому луч света, проходя по внутренней жиле, не может выйти за ее пределы — из-за эффекта полного отражения.

На передающем конце кабеля находится светодиод или лазерный диод, излучение которых модулировано передаваемым сигналом.

В случае охранного телевидения — это видеосигнал, но и в случае цифрового сигнала (например, при управлении поворотным устройством и трансфокатором или передаче данных) логика остается той же.

Итак, при передаче инфракрасный диод модулирован по яркости и пульсирует в соответствии с вариациями сигнала. На принимающем конце линии обычно находится фотодетектор, получающий оптический сигнал и преобразующий его в электрический.

Волоконно-оптический кабель считается дорогим, многих пугают трудности при его заделке. Но в настоящее время многое изменилось — технология существенно продвинулась вперед. Оптическая технология всегда славилась своими потенциальными возможностями, но основные продвижения происходят только тогда, когда дешевые базовые устройства — полупроводниковые светодиоды, лазеры и волоконно-оптические кабели — запускаются в массовое производство.

Сегодня мы являемся свидетелями процесса перехода от наземных медных средств передачи информации к волоконно-оптическим.

Средства передачи видеосигнала 28

2011-02-25T06:50:00.001-08:00

Волоконно-оптический кабель имеет больше преимуществ, чем какой-либо другой.

Многие годы волоконно-оптический кабель использовался в телекоммуникациях и теперь становится все более популярен в охранном телевидении и системах безопасности

По мере усовершенствования технологии концевой заделки и сращивания кабеля, а также его удешевления, все больше систем охранного телевидения и безопасности будут использовать волоконную оптику.

Концепция

Концепция волоконной оптики опирается на фундаментальные законы отражения и преломления света

Может показаться невероятным, что стекловолокно может удерживать световые лучи внутри световода, не давая им «пройти сквозь стены», при передаче сигнала на многие километры. Чтобы понять этот эффект, придется освежить в памяти физические принципы полного отражения.

В начале XVII века физик Виллеброрд Снелиус заложил основы теории преломления и отражения света-Когда свет попадает в более плотную среду, его скорость уменьшается и изменяется направление распространения, что объясняется волновой природой света при распространении в среде (см. раздел по оптике). Проявлением этой природы является сильное отклонение луча при попадании в другую среду Все мы видели «сломанную» соломинку в стакане воды. Это и есть преломление

Показатель преломления обычного стекла равен примерно 1/5. нем выше показатель преломления, тем меньше скорость света в среде и таи больше угол преломления при пересечении лучом поверхности раздела.

Почему так прекрасен алмаз? Игра цветов объясняется тем, что алмаз имеет высокий показатель преломления (2/42), а луч белого света (естественного) состоит из всех цветов (длин волн).

Волоконная оптика опирается на особый эффект — преломление при максимальном угле падения, когда имеет место полное отражение. Это явление происходит в том случае, когда луч света выходит из плотной среды и попадает в менее плотную среду под определенным углом.

На рис 9.35 продемонстрирован эффект полного отражения при наблюдении из-под поверхности воды. Начиная с некоторого определенного угла (и при меньших углах) наблюдатель не сможет видеть объекты, находящиеся над поверхностью воды. Этот угол называется углом полного отражения. При этом угле (и меньших) наблюдатель будет видеть только объекты, находящиеся под водой: будет казаться, что смотришь в зеркало (если предполагать, что поверхность воды абсолютно неподвижна).

Используя закон Снелиуса мы можем рассчитать угол полного отражения для показателя преломления воды(1 33):

sin<P7 = 1.00/1.33= ft 752 =>ФГ = 4Я.6"

Средства передачи видеосигнала 27

2011-02-25T06:49:00.001-08:00

Самые главные преимущества — это иммунитет к электромагнитным помехам, более безопасная передача, более широкая полоса пропускания и намного большая протяженность линии без усиления. Поэтому мы уделим этому типу передачи особое внимание.

Почему волоконная оптика?

Волоконная оптика — это технология, в которой в качестве носителя информации используется свет; при этом не важно, о каком типе информации идет речь — аналоговом или цифровом Обычно используется инфракрасный свет, а средой передачи служит стекловолокно.

Передача сигналов по стекловолокну имеет ряд преимуществ перед существующими «металлическими» средствами передачи. Это:

- Очень широкая полоса пропускания.

- Очень низкое ослабление сигнала, порядка 1.5 дБ/км по сравнению с 30 дБ/км для коаксиального кабеля RG-59 (для сигнала 10 МГц)

- Волокно (являющееся диэлектриком) создает электрическую (гальваническую) изоляцию между передающим и принимающим концом линии, поэтому невозможно возникновение «земляных петвль»

- Свет как носитель сигнала полностью остается внутри волоконно-оптического кабеля, поэтому не вызывает помех в соседних кабелях или других волоконно-оптических кабелях Стекловолокно не чувствительно к внешним сигналам и электромагнитным помехам (ЭМП), поэтому совершенно не важно, рядом с каким блоком питания будет проходить кабель — 110 В, 240 В, 10 000 В переменного тока или совсем близко от мегаваттного передатчика. Даже если молния ударит в одном сантиметре от кабеля — никаких наводок не будет.

- Волоконно-оптический кабель миниатюрен и легок.

- Невозможно сделать ответвление волоконно-оптического кабеля, не повредив при этом качества сигнвла, что немед ленно обнаруживается на принимающем конце линии Это особенно важно для систем безопасности.

- Цена волоконно-оптического кабеля падает с каждым днем. Обычный волоконно-оптический кабель стоит от $1 до $5 метр в зависимости от типа

У волоконно-оптического кабеля есть определенные недостатки, но и они со временем будут исправлены.

- Концевая заделка волоконно-оптического кабеля требует специальных инструментов и большей точности и мастерства, чем в случае других средств передачи.

- Возникают трудности с переключением и маршрутизацией сигналов.

Средства передачи видеосигнала 26

2011-02-25T06:48:00.001-08:00

Сотовая сеть

Передача изображения по мобильным телефонам — возможность привлекательная, особенно на фоне доступных сегодня технологий. Мобильный телефон с модемом в комбинации с ноутбуком легко можно дополнить программными и техническими средствами, необходимыми для обеспечения беспроводной связи и передачи изображений.

Здесь применимы все те же обсуждавшиеся выше принципы и концепции, за исключением скорости

передачи, которая в этой сети ниже.

Цифровая сеть дает хорошую помехозащищенность, хотя ее охват в настоящее время не столь широк, как аналоговый мобильный сервис. Цифровая мобильная сеть быстро растет, и роуминг доступен в большинстве промышленно развитых стран. Это значит, что пользователи, находясь за границей, могут направлять вызов в цифровую сеть страны пребывания и делать звонки, не выходя на оператора. Понятно, для активации роуминга пользователь должен сообщить об этом поставщику услуг.

В цифровой сотовой сети возможно получить скорость в 9600 бит/с при использовании

модемного режима. Существуют усовершенствованные GSM-технологии, делающие возможным повышение скорости передачи данных от 9.6 кбит до 14.4 кбит по одному каналу. Мультиплексируя до четырех канвлов в один временной интервал, оператор сможет предложить до 57.6 кбит, что в шесть раз выше доступных сегодня скоростей, а технологии сжатия позволят еще более увеличить скорость передачи.

Волоконная оптика

Волоконно-оптический кабель, если он корректно протянут и заделан — это лучшее и самое надежное средство передачи сигнала. Несмотря на то, что более тридцати лет этот тип кабелей использовался в удаленных телекоммуникационных линиях связи, даже в трансокеанских, в охранном телевидении избегали или отказывались от его использования.

Главной причиной стал страх перед неизвестной технологией, которая считалась «нежной и чувствительной», и к тому же «слишком дорогой».

Волоконно-оптический кабель имеет огромные преимущества перед другими средствами передачи сигнала, и хотя он считается дорогим и сложным при заделке, но со временем становится все дешевле и проще в использовании.

Средства передачи видеосигнала 25

2011-02-25T06:47:00.001-08:00

/SDN

Для более быстрой передачи следует использовать телефонные линии ISDN (Integrated Services Digital Network цифровая сеть связи с комплексными услугами), которые имеются во многих промышленно развитых странах.

Линии ISDN были разработаны и начали появляться в середине 1970-х, примерно тогда же появились ПЗС-матрицы.

Базовый ISDN-канвл обеспечивает скорость передачи в 64 кбит/с что существенно улучшает скорость обновления при быстром сканировании Для сравнения, обычная PSTN-линия, как уже упоминалось, может дать до 14 4 кбит/с — если линия в очень хорошем состоянии. Некоторые современные модемы могут увеличит скорость передачи (до 28 8 кбит/с) при помощи встроенных методов сжатия

ISDN это цифровая сеть, по которой сигнал передается в цифровом формате, поэтому полоса пропускания задается не в Гц, а в бит/с В особых случаях, вроде видеоконференций и кабельного ТВ (возможного по телефонной линии), ISDN может исполыоваться в комбинации с широкополосной ISDN (В-ISDN-связь), что позволяет достичь еще более высокой скорости передачи (в несколько раз больше 64 кбит/с) -- по меньшей мере это 128 кбит/с при поддержке интеллектуального мультиплексирования нескольких каналов в один.

Блоки для подсоединения устройств к ISDN-линии называются терминальными адаптерами (Terminal Adapter), а по виду и функциям они очень похожи на модемы, используемые в PSTN-линиях Интеллектуальные терминальные адаптеры для подсоединения оборудования к B-ISDN-линии называются агрегирующими терминальными адаптерами (Aggregating Terminal Adapter).

Не забудьте, чтобы воспользоваться преимуществами широкополосной ISDN, на обоих концах линии (передающем и принимающем) должна быть ISDN-связь Во многих странах ISDN-связь оплачивается по времени использования.

Средства передачи видеосигнала 24

2011-02-25T06:46:00.001-08:00

Что^ы понщь что представляет собой скорость передачи видеоизображения по телефонной линии PSTM, давайте рассмотрим упрощенный пример:

Типичный черно-белый видеосигнал с разрешением 256 х 256 пикселей состоит из 256 х 256 = 65536 бит информации, что эквивалентно 64 килобайтам цифровых данных (65536/1024) (напомним, что 64-2\ 256=25)

Передача информации такого объема в несжатом виде по телефонной линии по обычному модему со скоростью 2400 бит в секунду (как это было в первые дни медленного сканирования) у нас займет около 27 секунд (65536/2400).

Если сжать сигнал (возможно сжатие в 10,20 и более раз), скажем, в 10 раз, то время передачи снизится до 3 секунд Многие устройства быстрого сканирования на этой скорости посылают первое изображение, а затем передают только изменившиеся части изображения что значительно снижает время, необходимое для обновления последующих изображений - оно составляет менее секунды.

Передача цветного изображения с таким же разрешением потребует больше времени. Изображение высокого разрешения с качеством выше S-VHS обычно оцифровывается в формате 512x512 с 24-разядным цветом (по 8 бит на каждый цвет, R.G и В) что равно 512x512x3=786432 байта или 768 килобайт Если использовать 70-кратное сжатие, то информация займет 76 килобайт, что уже несложно будет передать примерно за 76000/14400 = 5 секунд, если использовать модем 14400 бит/с Все зависит от алгоритма сжатия.

На практике добавляется еще несколько секунд на время дозвона, которое меньше при двухтональном многочастотном наборе (Dual Tone Multi-Frequency — DTMF) и больше при импульсном наборе.

Во многих системах безопасности используются специализированные телефонные линии, это означает, что после установки линия остается открытой, то есть не происходит потерь времени на установление связи между модемами и задержек при передаче первого изображения.

Под конец следует подчеркнуть, что максимальная скорость передачи на POTS- или PTSN-линиях составляет около 14400 бипс. Более высокие скорости возможны только с алгоритмами сжатия современных модемов В наши дни модемы 28 8 кбит/с — дело обычное, но если вам требуется более быстрая передача, то лучше обратиться к ISDN или В-lSDN технологии.

Средства передачи видеосигнала 23

2011-02-25T06:44:00.001-08:00

PSTN

Обычная PSTM-линия (коммутируемая телефонная сеть общего пользования) имеет очень низкую полосу частот от 300 до 3000 Гц. которая считается стандартной (измеренная на 3-дБм точках, где дБм измеряется относительно 1 мВт при полном сопротивлении телефонной линии 600 Ом) Некоторые называют этот тип линии plain old telephone service или POTS (простая старая телефонная система).

Теоретически, по такому узкому каналу невозможно передавать видеоизображение в реальном режиме времени на 5 МГц Однако можно сжать и закодировать сигнал и таким образом повысить скорость передачи — сегодня это под силу большинству передатчиков быстрого сканирования. Технологическии взрыв в области компьютеризации, алгоритмов сжатия быстрых модемов и улучшенных телефонных

линий сделал возможным передачу видеоизображений по телефонной линии со скоростями, которые просто невозможно было себе представить во времена первых медленных сканеров

Раньше уже говорилось, что концепция осталась той же — она аналогична концепции медленного сканирования, но интеллектуальность алгоритмов сжатия (что и как передавать) настолько выросла, что сегодня один кадр цветного видеосигнала очень хорошего разрешения может быть передан менее чем за 1 секунду Кроме этою, многие устройства могут передавать и другие данные — управляющие и аудиосигналы

Усовершенствованные системы быстрого сканирования используют метод обновления изображения, который называется «условное обновление» После передачи начального изображения, пересылается только изменившаяся часть изображения Это позволяет достичь еще более высокой скорости обновления чем в базовых системах быстрого сканирования Другие производители передают полное изображение но, чтобы достичь аналогичных скоростей передачи, используют соответствующие алгоритмы сжатия.

Средства передачи видеосигнала 22

2011-02-25T06:42:00.001-08:00

- Разрешение кадровой памяти (в пикселях)

- Черно-белое изображение или цветное

- Будут ли одновременно передаваться другие сигналы (часто требуется управление PTZ-блоком или активация реле)

- Скорость передачи д анных

В последнем вопросе следует быть очень гибким так как различные телефонные линии и различные модемы дают различные и пристрастные сравнительные характеристики

Иногда потребителю нужно просто примерно видеть что происходит на другом конце линии «fast-scan». Другим может потребоваться очень четкое (хорошего разрешения) изображение, даже если оно поступает с временной задержкой

Также важно знать, что еще может быть подсоединено к системе в будущем. Возникнет ли необходимость в дополнительных видеокамерах или может на одной из камер будет PTZ-блок?

Не забудьте, если вам требуется управление PTZ-блоком, вы должны учитывать задержку между отданной с клавиатуры командой и обновленным изображением, чтобы увидеть, куда направлена камера Некоторым это покажется необычным или неприемлемым, но многие производители предлагают интеллектуальное решение В частности, если используется джойстик, изображение автоматически выбирает более узкую область обзора, которая остается резкой (и больше скорость обновления), так что вы можете видеть, куда направлена камера После того, как вы отпустите джойстик, изображение восстанавливается до размеров нппного экрана-

Другой тип систем предлагает дополнительную интегрированную характеристику — видеодетекторы движения Система автоматически посылает изображение при обнаружении активности в видеосигнале

Средства передачи видеосигнала 21

2011-02-25T06:41:00.003-08:00

Вначале эта концепция была очень медленной, но, учитывая неограниченные расстояния, обеспечиваемые телефонной линией (при наличии совместимого с приемником передатчика) идея стала привлекательной для удаленного мониторинга в система* охранного телевидения

Передатчики «slow-scan» обычно подсоединяются к нескольким видеокамерам, так что зритель может просматривать изображения с любой из них К тому же любая видеокамера может передавать изображение автоматически по сигналу тревоги. Передавать изображение на принимающую станцию могут несколько передатчиков, каждый из которых защищен паролем от несанкционированных зрителеи

Один из способов увеличения скорости передачи заключается в уменьшении разрешения оцифрованного изображения или в использовании только одной четвертой части экрана для изображения с каждой видеокамеры. Тогда изначальные 32 секунды можно понизить до 8 секунд для обновления изображения, или те же 32 секунды понадобятся для обновления изображения на полном экране разделенном на блоки от четырех видеокамер Учитывая что к этому могут быть добавлены и другие сигналы — аудио или управляющие сигналы для дистанционной активации реле — можно сказать, что исторические начинания становятся все бо.

Системе медленного сканирования, принадлежащей к старому поколению, потребуется 32 секунды, чтобы передать простое, низкого качества изображение с тревожного пункта на станцию слежения. К этому времени надо добавить время дозвона и соединения, в результате более минуты уйдет на передачу первого изображения Однако медленное сканирование было очень популярно и опережало свел время. Сегодня существуют гораздо более прогрессивные способы передачи видеосигналов по телефонной линии

Новая технология — «Fast Scan» (быстрое сканирование) — исходит из той же концепции, но опирается на гораздо более мощные методы обработки изображений и алгоритмы сжатия, что позволяет менее чем зя I с передать полноцветное изображение Манипулирование изображением осуществляется в цифровой форме, при этом используются различные методы сжатия, что позволяет еще больше увеличить скорость передачи сохраняя при этом качество изображения на должном уровне

Средства передачи видеосигнала 20

2011-02-25T06:41:00.001-08:00

Чтобы сконцентрировать инфракрасный свет в узкий пучок и минимизировать потери при передаче, требуется смонтировать систему линз на передатчике Потребуется также система линз на принимающем конце линии, чтобы сфокусировать свет на фоточувствительный детектор

Цветные и ч/б видеосигналы а также аудиосигнал можно передавать на расстояние более 1 км. Более мощные системы линз и светодиоды, а также чувствительный приемник, позволят передавать сигнал на большие расстояния

Необходимо принять специальные меры предосторожности для обеспечения благоприятного температурного режима в зоне передатчика, иначе на приемник могут попасть инфракрасные частоты, излучаемые горячими стенами раскаленными крышами и металлическими объектами.

Понятно что такие погодные условия, как дождь. туман и ветер влияют на инфракрасный канал связи больше, чем на ультракоротковолновую передачу

Передача изображений по телефонной линии

Вначале было «ТВ медленного сканирования» (slow-scan TV) Эта система передавала видеоизображение по телефонной линии с очень маленьком скоростью — один полный кадр черно-белого изображения передавался десятки секунд.

Концепция медленного сканирования родилась в конце 1950-х, тогда ею воспользовались операторы радиолюбительской связи. Позже она начале) использоваться в охранном телевидении Концепция очень проста. На обоих концах линии связи (как и при любой другой передаче) находятся вполне определенные устройства — передатчик и приемник Аналоговый видеосигнал, поступающий с видеокамеры, преобразуется в цифровой формат. Затем он сохраняется в ОЗУ (RAW) передатчика Обычно это происходит по внешнему сигн&лу тревоги или по запросу с приемника Сохраненное изображение (на этом этапе оно в цифровом формате) частотно модулируе1ся аудиочастотой. которую «слышит» принимающий телефон Эта частота йбычно лежит в пределах 1-2 кГц ~ на этой частоте ослабление сигнала в телефонной линии минимально Приемник получив сигнал, разбирает изображение строка за строкой, начиная с верхнего левого угла, пока изображение на принимающем конце линии не будет преобразовано в аналоговое представление (стоп-кадр)

Средства передачи видеосигнала 19

2011-02-25T06:39:00.003-08:00

Существенным недостатком использования радиочастоты в охранном телевидении является то, что сигнал может быть получен любым ТВ-приемником, находящимся на незначительном расстоянии. Правда, иногда это и требуется. Например, для работы системы в больших комплексах, где видеокамеры, наблюдающие за главным входом, подсоединены через коллективную антенну, так что арендаторы могут просматривать видеокамеру на определенном канале своих ТВ-приемников.

Радиочастотная связь, в отличие от микроволновой связи, не требует прямой видимости, поскольку РЧ-излучение (в зависимости от того, УВЧ это или ОВЧ) может проходить через кирпичные стены, дерево и другие неметаллические обьекты. Расстояние распространения радиосигнала зависит от многих факторов, и лучше всего проверять это в конкретных условиях (там, где будет использоваться РЧ-передатчик).

Инфракрасная беспроводная передача видеосигнала

Из заюловка понятно, что инфракрасная передача использует для передачи видеосигнала оптические средства. Источником света является инфракрасный светодиод Яркость световой несущей модулирована видеосигналом. Данный тип передачи напоминает нечто среднее между микроволновой передачей и оптико-волоконной (которая рассматривается ниже) Вместо микроволновых частот используются инфракрасные частоты (ИК-часюты выше) И вместо оптиковолоконного кабеля (что имеет место в волоконной оптике, опирающейся на принципы полного внутреннего отражения), используется открытое пространство Следовательно для этой передачи необходима линия прямой видимости Для передачи на ИК-частотах особого разрешения не требуется — в этом очевидное преимущество этого типа связи.

Средства передачи видеосигнала 18

2011-02-25T06:39:00.001-08:00

Радиочастотная беспроводная (эфирная) передача видеосигнала

Радиочастотная (РЧ) передача видеосигнала по модуляции напоминает микроволновую передачу. Однако основные различия заключаются в том, что частота модуляции лежит в ОВЧ и УВЧ (VHF и UHF) диапазонах и осуществляется «всенапрааленная» передача сигнала. Направленная (директорная) антенна типа «волновой канал» (подобно внутренним антеннам, используемым для приема определенного телеканала) позволяет получать сигнал в более удаленных точках. Следует отметить, тем не менее, что в зависимости от норм, принятых в вашей стране, мощность излучения не должна превышать определенный предел, а в случае такого превышения потребуется одобрение соответствующего органа, регулирующего использование частот.

РЧ-передатчики обычно снабжены видео- и звуковыми входами, а методы модуляции напоминают методы модуляции микроволн, то есть, для видеосигнала используется амплитудная модуляция, а для звукового сигнала — частотная. Передаваемый спектр зависит от модели передатчика, но вообще он уже, чем при микроволновой связи. Обычно это 5.6 МГц, что достаточно для объединения звука и видео в один сигнал.

Подобными характеристиками обладает бытовая аппаратура — это так называемые «РЧ-отправители» или беспроводные модули связи с видеомагнитофоном (VCR). В РЧ-модулятор с выходов видеомагнитофонов подаются аудио- и видеосигналы, которые он перемодулирует и затем передает на другой видеомагнитофон, находящийся в доме. Подобные устройства изготавливаются без расчета на охранное телевидение, поэтому сигнал передается на расстояния в непосредственной близости от дома. Если требуется беспроводная передача на короткое расстояние, то это самый дешевый и удобный способ.

Так как ОВЧ и УВЧ диапазоны предназначены для приема обычного сигнала телевещания, то вы должны (с разрешения местных властей) использовать каналы, не мешающие телевещанию. В большинстве стран УВЧ-каналы с 36 до 39 преднамеренно не используются телевизионными станциями — они оставлены для VCR-TV связи, видеоигр и т п.

Средства передачи видеосигнала 17

2011-02-25T06:37:00.003-08:00

Большинство производителей, специализирующихся на микроволновой связи, указывают максимальное расстояния передачи до 30 км. Обычно для систем охранного телевидения требуется не больше двухсот метров, так что если есть линия прямой видимости, это ограничение не является проблемой.

Мощность передачи и размер антенны, необходимой для определенного расстояния, должны быть подтверждены производителем.

Для микроволновой связи на более коротких расстояниях могут использоваться стержневые антенны или другие типы непараболических антенн, что очень практично, если имеются проблемы с размещением В данном случае возникают проблемы безопасности, связанные с ненаправленной передачей сигнала, но есть и преимущества — довольно широкая область охвата.

Одна интересная система ненаправленной микроволновой передачи, впервые разработанная в Австралии, выглядела следующим образом: на крыше гоночного автомобиля была установлена передающая антенна для передачи сигналов вертолету, летевшему над гоночным треком. Позднее антенна «перекочевала» на фургон с ТВ-аппаратурой Такая установка, называемая Race Cam, позволяет телезрителям наблюдать то, что видит водитель гоночного автомобиля.

Большинство производителей систем микроволновой связи предлагают интерфейс RS-232 — для видеокамер и других средств дистанционного управления. Некоторые производители CCTV-оборудования предлагают также средства управления в аудиодиапазоне, так что фактически вы можете использовать аудиоканал микроволновой связи (в направлении, противоположном направлению передачи видеосигнала) для управления PTZ-камерами.

Средства передачи видеосигнала 16

2011-02-25T06:37:00.001-08:00

Техника кодирования, обычно используемая в передаче видеосигнала, — это частотная модуляция (ЧМ) но может использоваться и амплитудная модуляция (AM) Если аудио- и видеосигналы передаются одновременно, то видеосигнал модулируется посредством AM, а аудиосигнал — посредством ЧМ, как и в телевещании.

Передатчик и приемник должны находиться на линии прямой видимости В большинстве случаев передающие и приемные антенны представляют собой параболические антенны, аналогичные тем. что используются для приема спутникового телевидения

Расстояния, которые можно покрывать при помощи этой технологии, зависят от выходной мощности передатчика и диаметра антенны, что определяет коэффициент усиления передатчика и чувствительность приемника.

Очевидно, что на качество сигнала влияют атмосфарные условия. Если система спроектирована не достаточно грамотно, то микроволновая связь, обеспечивающая отличное изображение в погожий день, может давать значительную потерю сигнала в проливной дождь Туман и снег также влияют на сигнал. Если параболическая антенна не закреплена должным образом, качающий ее ветер может повлиять на связь, приводя к периодической потере прямой линии видимости.

Многие параболические антенны имеют пластиковое или кожаное покрытие, защищающее внутреннюю параболическую поверхность. Это покрытие одновременно уменьшает воздействие ветра и защищает чувствительные части антенны от дождя и снега

Крепление и устойчивость антенны СВЧ-диапазона имеют первостепенную важность для качества связи Чем большее расстояние требуется покрыть, тем больше должна быть антенна и более надежным должно быть крепление. Первоначально выровнять линию видимости на большом расстоянии довольно сложно, хотя в высококачественном оборудовании есть встроенный индикатор напряженности поля, который облегчает выравнивание

Средства передачи видеосигнала 15

2011-02-25T06:36:00.001-08:00

Так как многие службы — военные, полиция, скорая помощь, курьеры, авиационные радары — используют искусственные частоты, необходимо было урегулировать проблему использования частот.

Это сделали Международный союз телекоммуникаций (ITU) и местные аласти разных стран. В Австралии это входило в обязанности Министерства транспорта и коммуникаций, которое недавно было переименовано в Spectrum Management Agency («Агентство распределения спектра»). Таким образом, используя микроволновую связь в охранном телевидении, следует учитывать тот важнейший факт, что каждую частоту и микроволновый источник питания необходимо согласовать с местными властями, чтобы свести к минимуму вторжения на частоты других служб, использующих тот же спектр. Это позволяет защитить зарегистрированных пользователей, но также является большим недостатком (по крайней мере, для CCTV) и причиной того, что многие разработчики систем охранного телевидения обращаются к микроволнам лишь в крайнем случае.

Микроволновая связь позволяет передавать очень широкую полосу частот видеосигналов, а также, если необходимо, других данных (включая звук и/или PTZ-контроль). Полоса частот передачи зависит от модели передатчика Качественные устройства обычно обеспечивают полосу частот в 7 МГц, которой достаточно для высококачественной передачи видеосигнала без заметного искажения.

Микроволновая передача обычно идет в одном направлении -например, CCTV-видеосигнал посылается из пункта А в пункт Б. Хотя возможна и двунаправленная передача — если необходимо передавать видеосигнал в двух направлениях или нужно передавать видеосигнал в одном направлении, а другие данные — в другом Последнее очень важно, если используются PTZ-камеры

Средства передачи видеосигнала 14

2011-02-25T06:35:00.003-08:00

Если два провода имеют схожие характеристики и достаточно закруток на метр (чем больше, тем лучше), на них будут одинаково воздействовать шумы, падение напряжения и наводки. Усилитель с хорошим КОСС на приемном конце линии устранит большую часть нежелательных шумов.

Выходное полное сопротивление (импеданс) витой пары обычно равно 100 Ом.

Недостаток этого типа передачи состоит в том, что в дополнение к кабелю необходимы одно передающее и одно приемное устройство. Они увеличивают не только стоимость системы, но и риск потерять сигнал, если какой-либо из этих двух компонентов выйдет из строя.

Однако если используется специальный кабель, его можно протянуть на гораздо более дальние расстояния, чем это позволяют кабели RG-59 или даже RG-11 Производители обычно указывают рассюяния более 2000 м для ч/б сигналов и более 1000 м для цветных, причем без каких-либо промежуточных усилителей. Кроме того, при симметричной передаче не возникает «земляных петель», что имеет место при передаче по коаксиальному кабелю. Заделка кабеля витой пары не требует специальных инструментов и разъемов Все это еще больше повышает привлекательность такой передачи.

Должен признаться, что я всегда предпочитал коаксиальный кабель Но однажды я увидел большую систему в аэропорту Франкфурта на витой паре, которая давала, к моему удивлению, столь же высокое качество видеосигнала, как и коаксиальный кабель. Теперь я не сомневаюсь в том, что при надлежащем выборе оборудования, как кабеля, так и пары передатчик/ приемник, витая пара может быть прекрасной альтернативой коаксиальному кабелю.

Микроволновая связь

Микроволновая связь (СВЧ) используется для высококачественной беспроводной передачи видеосигнала.

Видеосигнал сначала модулируется частотой, которая соответствует микроволновому диапазону электромагнитного спектра. Длины волны Этого диапазона варьируются от 1 мм до 1 м. Используя известное уравнение, связывающее частоту и длину волны

А -с/Г [м] (44)

где с — скорость света 300 ООО ООО м/с, мы можем подсчитать, что микроволновый диапазон лежит в Лределах от 300 МГц и 3000 ГГц. Верхний уровень фактически накладывается на инфракрасные частоты, которые не превышают 100 ГГц. Следовательно, нижняя часть инфракрасного спектра также входит в микроволновый диапазон. Однако практически, для микроволновой передачи видеосигнала обычно используются частоты от 1 до 10 ГГц.

Средства передачи видеосигнала 13

2011-02-25T06:35:00.001-08:00

В некоторых случаях кабель уже имеет концевые разъемы. При прокладке кабеля они должны быть хорошо защищены. Отверстия в таком случае должны быть больше.

Между конечными точками крепления кабеля лучше оставить небольшую слабину, а не класть кабель в натяг, в случае чего он будет плохо «реагировать» на колебания температуры и вибрацию.

Если во время установки кабель получил какие-то повреждения, оставьте запас кабеля оядом с поврежденным участком, чтобы можно было вставить дополнительные BNC-разъемы.
Динамический рефлектометр

Если предстоит прокладка сложной и длинной трассы коаксиального кабеля, то для обнаружения дефектных участков кабеля вам будет полезен динамический рефлектометр (time domain reflectometer, TDR)

Основной принцип работы рефлектометра состоит в том, что он генерирует короткие и сильные импульсы и измеряет отраженную энергию. Определяя время задержки между введенным и отраженным сигналами, можно довольно точно определить локализацию дефектной заделки кабеля и/или острых изгибов Это особенно важно, если кабель проходит в недоступных местах.

Передача видеосигнала по витой паре

Витая пара — альтернатива коаксиальному кабелю. Этим кабелем пользуются в ситуациях, когда необходимо проложить линию длиной больше двухсот метров. Это особенно выгодно, когда пара проводов уже протянута между двумя точками.

Если используются обычные провода, то кабель витой пары обходится довольно дешево, но если используется особый кабель (рекомендованный производителями), с минимум 10-20 скрутками на один метр и защитной оболочкой, то это будет гораздо дороже.

Передачу видеосигнала при помощи витой пары также называют симметричной видеопередачей.

Ее идея очень проста и отличается от несимметричной (коаксиальной) передачи видеосигнала. А именно: чтобы минимизировать внешние электромагнитные помехи, по витой паре передается сбалансированный сигнал. Все нежелательные электромагнитные помехи и шум в конечном счете одинаково воздействуют на оба провода. Вот почему лучше использовать специальные кабели, в которых оба провода одинаково подвержены наводкам и имеют одинаковое падение напряжения В отличие от передачи по коаксиальному кабелю с заземленным экраном, в концепции передачи видеосигнала по витой паре не заложено уравнивание потенциалов между конечными точками. Когда сигнал достигает приемного конца линии на основе витой пары, он попадает на вход дифференциального усилителя с хорошо сбалансированным фактором коэффициента ослабления синфазного сигнала (КОСС). Этот дифференциальный усилитель считывает дифференциальный сигнал между двумя проводами.

Средства передачи видеосигнала 12

2011-02-25T06:33:00.003-08:00

деформации кабеля Так или иначе, затраты на откапывание и ремонт кабеля очень велики, и лучше сразу постараться сделать все возможное для хорошей укладки.

Вы хорошо защитите кабель от повреждений, если уложите кабель на слой песка толщинои примерно 50-150 мм и присыплете таким же слоем песка сверху. Особое внимание следует уделить выкапыванию траншеи, дно которой должно быть ровным, без выступов. При закапывании траншеи слерите за тем, чтобы в засыпке не было камней, которые могут повредить кабель.

Глубина траншеи зависит от типа почвы и от ожидаемой нагрузки на поверхности. В твердой породе понадобится траншея глубиной всего в 300 мм, а если почва мягкая и траншея пересекает дорогу, то траншея должна иметь глубину 1 м. Траншея в обычных условиях должна иметь глубину 400-600 мм и песчаную подстилку толщиной 100 300 мм.

Размещение коаксиального кабеля в кабельном лотке (желобе) требует соблюдения все того же главного правила, минимального радиуса изгиба. Как уже говорилось, минимальный радиус изгиба зависит от размера коаксиального кабеля, но общее правило гласит, что радиус петли должен быть не меньше 5 диаметров (или 10 радиусов) кабеля Правило минимального изгиба должно соблюдаться даже тогда, когда используется кабельный лоток Не следует стремиться к аккуратности и изгибать кабель, пытаясь уложить его рядом с силовыми и другими кабелями. Помните, что изгиб кабеля, превышающий минимальный радиус, влияет на полное сопротивление и ведет к потере качества видеосигнала.

Протяжка коаксиальных кабелей выполняется с использованием стальных или пластмассовых «проводников» (направляющих). Все большую популярность приобретают предназначенные для этой цели средства из новых жестких пластмасс. Их называют «змеями»

Используемые обычно средства скрепления кабелей вполне приемлемы, но помните, что при этом нельзя прикладывать чрезмерную силу, чтобы не раздавить коаксиальный кабель и не изменить его полное сопротивление

Если требуется использовать смазку обратитесь за рекомендацией к производителю кабеля. Для уменьшения трения можно использовать также тальк или гранулы из полистирола (bean-bag-type polystyrene beans).

Средства передачи видеосигнала 11

2011-02-25T06:33:00.001-08:00

В таблице 9 1 представлены типичные показатели затухания различных коаксиальных кабелей Обратите внимание, что затухание показано в децибелах и относится к амплитуде напряжения видеосигнала Воспользовавшись таблицей, приведенной в разделе об отношении с/ш для видеокамер, можно подсчитать, что 10 дБ эквивалентны ослаблению сигнала на 30% то есть 0.3 Vpp. В кабеле RG-59 длиной 300 м сигнал ослабляется на 10 дБ Такая низкая амплитуда сигнала может оказаться недостаточной для видеомонитора или видеомагнитофона. При таком затухании потребуется усилитель.

Методы установки

До установки нужно проверить, кабели какой длины предлагают поставщики. Обычно прелагаются катушки с кабелем длиной примерно 300 м (1000 футов), но также встречаются катушки и в 100 м. и в 500 м Естественно, если это возможно, лучше прокладывать один неразрывный кабель Если же по каким-либо причинам требуется более длинный кабель, то его можно удлинить, заделав концы основного и добавляемого кабелей. Хотя обычно в подобном случае соединение выполняется при помощи адаптера BNC-BNC («barrel»), но, чтобы уменьшить количество точек соединения, лучше использовать один штекер BNC и одно гнездо (то есть обжимные BNC «папу» и «маму»).

Еще до укладки кабеля следует изучить трассу на предмет потенциальных проблем вроде острых углов, забитых кабельных каналов и т.п. После определения жизнеспособного маршрута, следует распределить кабель таким образом, чтобы точки соединения и подключения усилителей находились в доступных местах.

Важно, чтобы в местах будущих соединений был оставлен достаточный залас кабеля. Обычно достаточно перехлеста кабелей в 1 м.

Если возможно, кабель следует укладывать в кабелепровод (conduit) соответствующего размера Производители предлагают кабелепроводы разной длины и диаметра, в зависимости от числа кабелей и их диаметров. Для внешней прокладки кабеля необходим специальный кабелепровод с усиленной защитой от действия ультрафиолета. В особых условиях например, на железнодорожных станциях, используйте специальные металлические кабелепроводы Они защищают кабель от повышенного электромагнитного излучения в момент прохождения электропоезда.

Те же меры предосторожности необходимо соблюдать и при прокладке коаксиального кабеля под землей При этом особое внимание следует уделить предотвращению повреждений, вызванных чрезмерной нагрузкой в локальных точках Такие нагрузки могут возникать в местах контакта кабеля с неоднородным материалом засыпки или неровностями траншеи Повреждения по этой причине проявятся не сразу, но изображение будет страдать из-за изменения полного сопротивления в точках

Средства передачи видеосигнала 10

2011-02-25T06:32:00.001-08:00

Если под рукой нет других инструментов, лучше взять спаиваемые BNC-разъемы и заделывать их, соответственно, при помощи пайки. Помните о температуре пайки железа, а также о качестве пайки, так как можно легко повредить изоляцию и изменить полное сопротивление. В этом случае лучше использовать многожильный коаксиальный кабель

Если в вашем распоряжении есть различные обжимные разъемы, выбирайте те, которые прослужат дольше, то есть более прочные и стойкие к коррозии, например, посеребренные или позолоченные BNC-разъемы. Рекомендуем также использовать «резиновые трубки» (иногда их называют «предохранительными») для защиты внутренней части BNC от коррозии и минимизации напряжения на изгиб при соединении и разъединении.

В особых случаях, например, при установке купольных поворотных устройств, может понадобиться очень тонкий и гибкий коаксиальный кабель в 75 Ом, (поскольку видеокамера постоянно поворачивается и наклоняется). Производители кабеля предлагают такой кабель, но не забывайте, что для него потребуются специальные BNC-разъемы и инструменты.

Даже если такой кабель имеет в диаметре всего 2.5 мм (как, например, кабель RG-179 B/U), его полное сопротивление тоже будет равно 75 Ом, что достигается при помощи специального диэлектрика и толщины центральной жилы Затухание такого кабеля высоко, но для коротких расстояний это несущественно.

Если требуется проложить длинный кабель, необходимы другие кабели 75 Ом, например. RG-11B/U с общим диаметром более Эмм Само собой разумеется, для RG-11 также нужны специальные инструменты и BNC-разъемы. Некоторые техники используют специальные механизмы для зачистки или маркировки коаксиального кабеля. Это довольно дорогие механизмы и их трудно найти, но если вы постоянно занимаетесь установкой больших систем охранного телевидения, то силы, время и деньги, потраченные на их поиск и приобретение, себя оправдают.

Средства передачи видеосигнала 9

2011-02-25T06:30:00.002-08:00

KoaKcutLibHbie кабели и концевая заделка BNC

Никогда не заделывайте коаксиальный кабель электрическими резаками или плоскогубцами. Зачищать коаксиальный кабель электрическим резаком очень опасно Во-первых, мелкие частицы меди опадают вокруг центральной жилы что может стать причиной короткого замыкания Но даже если короткого замыкания не произойдет меняется импеданс Во-вторых, использование обычных плоскогубцев для подсоединения BNC к коаксиальному кабелю никогда не дает надежного результата В целом, это очень опасные инструменты для заделки обжимных BNC-разъемов. и их можно использовать лишь в крайнем случае, когда не доступны никакие иные инструменты (при этом следует быть предельно осторожным).

Если вам по роду работы постоянно приходится заделывать коаксиальные кабели, приобретите хороший набор специальных инструментов Это: специальные кусачки (резаки), инструменты для зачистки провода и для обжимки.

Инструменты для зачистки и обжимки должны соответствовать диаметру кабеля. Если вы используете кабель RG-59/U (диаметром 6.15 мм), то не путайте его с RG-58. U (диаметром 5 мм), хотя они и выглядят почти одинаково. У этих кабелей разный импеданс у RG-59 "U — 75 Ом, а у FG-58/U — 50 Ом. Кроме того, у RG-59.D несколько толще и центральная лила, и экран BNC-разъемы для RG-58/U внешне выглядят так же. но внутри они тоньше

Лучше всего еще до начала установки, пожертвовав одним разъемом, потренироваться в заделке кабеля Иногда небольшое различие в размерах кабеля, даже если это RG-59.U. может обернуться массой проблем при подсоединении разъемов

Технически лучше использовать коаксиальный кабель с твердой внутренней жилой — и с точки зрения импеданса (кабель более жесткий и сохраняет прямоту»), и с точки зрения заделки А именно заделывать такой кабель проще, чем кабель с витой жилой, который слишком гибок Некоторые предпочитают витой коаксиальный кабель (stranded), главным образом, из-за его гибкости. Но. работая с таким кабелем, необходимо соблюдать осторожность при заделке поскольку может легко возникнуть короткое замыкание меиду центральной жилой и экраном

Средства передачи видеосигнала 8

2011-02-25T06:30:00.000-08:00

медью стали но это не так Покрытая медью сталь просто дешевле и, возможно жестче, но для длиннь кабелей в CCTV лучше использовать медь Омедненные стальные коаксиальные кабели приемлемы pj коллективной антенны, где передаваемые сигналы ВЧ-модулированы (VHF или UHF, MB или УВЧ)., именно, на более высоких частотах 1ак называемый скин-эффект (поверхностный эффект) проявляете сильнее, фактический сигнал перетекает на медную поверхность проводника (не экрана, а центрально! проводника). CCTV-сигналы находятся в основной полосе частоты, и поэтому омедненный стальн( коаксивльный кабель может подходить д)|Я ВЧ-сигналов, но не для охранного телевидения Так ч всегда используйте медный коаксиальный кабель.

BNC- разъемы

В охранном телевидении широко используется концевая заделка коаксиального кабеля, котор| называется BNC-разъемом (по первым буквам фамилий создателей Bayonet-Neil-Concelmari Существует три типа BNC-разьемов. с резьбой, запаиваемые и с обжимкой

Опыт доказывает, что обжимные ВNC-разъемы — самые надежные Для них требуются специальные и дорогие обжимные инструменты, но траты на них себя оправдывают Больше 50% проблем, возникающих при установке систем, являются результатом плохой или неправильной заделки кабеля. Монтажник не должен знать или понимать досконально все оборудование, используемое в системе (это обязанность проектировщика или поставщика) но если он квалифицировано проложит и заделает кабели, то почти наверняка система будет работать отлично

Рынок предлагает различные BNC-изделия. Самые распространенные из них - штекерные (штыревые контакт-соединения, «папы») Существуют также гнездовые контакт-соединения («мамы») угловые адаптеры адаптеры BNC-BNC (их часто называют «barrels»), 75-OMHt концевые заделки (или «фиктивные нагрузки»), адаптеры BNC к другим типам соединений и тд

Разрыв кабеля посередине и заделка образовавшихся концов приведет к некоторой потере сигнал особенно, если концы заделаны плохо или использованы некачественные BNC-разьемы Хорошг заделка дает потерю сигнвла всего в 0 3-0.5 дБ Если на одном кабеле не слишком много заделок," сигнал пострадает незначительно

Существуют посеребренные и даже позолоченные BNC-разьемы предназначенные для минимизащ контактного сопротивления и защиты разьема от окисления, что особенно важно в прибрежных район (из-за воздействия соленой воды и влажного воздуха) и промышленных зонах

Хороший комплект для установки BNC-разьемов должен включать позолоченный или посеребрена наконечник для разрезания кабеля, оболочку (основу) соединителя (BNC shell body), кольцо д обжимания экрана и резиновую трубку-протектор (ее иногда называют «strain relief boot») для защи конца разьема от острых изгибов и окисления

Средства передачи видеосигнала 7

2011-02-25T06:28:00.001-08:00

Из вышеупомянутого теоретического объяснения импеданса понятно, что однородность кабеля подлине имеет большое значение для соответствия требованиям характеристического импеданса Качество кабеля зависит от точности и однородности центральной жилы, диэлектрика и экрана.

Эти факторы определяют значения С и L на единицу длины кабеля. Вот почему надо уделить особое внимание прокладке кабеля и его концевой зедел ке. Петли и изгибы нарушают однородность кабеля и, следовательно, влияют на его импеданс. Это приводит к высокочастотным потерям, то есть потере мелких детвлей изображения, а также удвоению изображения из-за отражений сигнала. Так, если короткий качественный кабель проложен ненадлежащим образом, с острыми изгибами, качество изображения будет очень далеко от идеального.

Качество изображения будет лучше, если изгиб петли будет в 10 раз больше диаметра коаксиального кабеля. Это равносильно высказыванию- «радиус петли должен быть не меньше 5 диаметров или 10 радиусов кабвля». Это означает, что кабель RG-59/U не должен быть согнут в петлю диаметром меньшее 6 см (2 5"), a RG-11 /U не должен быть согнут в петлю диаметром меньше 10 см (4")

Медь — один из лучших проводников для коаксиального кабеля Только золото и серебро обладают более высокими эксплуатационными показателями (сопротивление, коррозия), но для производства кабеля они слишком дороги. Многие полагают, что лучшие кабели получаются из покрытой

Средства передачи видеосигнала 6

2011-02-25T06:26:00.001-08:00

намного меньше, чем у толстых кабелей, но ее вполне достаточно для соединений и перемычек Обратите внимание, что эти цифры могут варьироваться у разных производителей и в зависимости от ожидаемого качества сигнала.

За различие между максимальной длиной кабеля для передачи ч/б и цветного сигнала отвечает цветовая поднесущая 4 43 МГц для системы PAL или 3 58 для системы NTSC. Поскольку длинный коаксиальный кабель действует как фильтр нижних частот, то влияние на цветовую информацию будет сказываться быстрее, чем на нижние частоты, так что потеря цветовой информации будет предшествовать потере деталей в нижних частотах.

Если требуется большая длина, то можно использовать дополнительные устройства для выравнивания и усиления видеоспектра Такие устройства называют усилителями, выравнивателями или корректорами кабеля. В зависимости от качества усилителя (и кабеля) можно увеличить протяженность кабеля в два или даже три раза.

Лучше всего подключать усилители в середине кабеля, где соотношение с/ш наиболее приемлемо, но часто это невозможно или неудобно из-за трудностей с электропитанием и хранением, так, большинство усилителей в охранном телевидении предназначено для подключения со стороны видеокамеры, и в этом случае мы фактически получаем предкоррекцию и предусиление видеосигнала Однако существуют и такие устройства, которые подключаются со стороны монитора и дают выход 1 Vpp (полный размах видеосигнала) с последующей коррекцией полосы частот видеосигнала.

Средства передачи видеосигнала 5

2011-02-25T06:25:00.002-08:00

75 0м коаксиального кабеля — это комплексное сопротивление, определяемое отношением напряжения/тока в каждой точке кабеля. Это не активное сопротивление, и поэтому его нельзя измерить обычным мультиметром

Чтобы вычислить характеристический импеданс, мы воспользуемся электромагнитной теорией и представим кабвль эквивалентной схемой, состоящей из элементов R, L, С и G на единицу длины Полное сопротивление этой схемы

Zc = SQRTi (R + noL)/(G + j<oC)) (42)

где как уже объяснялось, R — сопротивление, L — индуктивность, G — проводимость и С ~ емкость между центральной жилой и экраном на единицу длины Символ j — это мнимая единица (квадратный корень из -1), которая используется для представления комплексного сопротивления, из = 2тт[г где f— частота

Если коаксиальный кабель имеет достаточно короткую длину (меньше двухсот метров), то R и G можно пренебречь, и в результате мы получим упрощенную формулу для полного сопротивления коаксиального кабеля:

Zc = SQRT( L/C) (43)

Эта формула означает, что характеристический импеданс не зависит от длины кабеля и частоты, но зависит от емкости и индуктивности на единицу длины. Однако, это не так, если длина кабеля (например, RG-59/U) превышает двести метров В этом случае сопротивление и емкость имеют значение и оказывают влияние на видеосигнал. Ну а для достаточно коротких кабелей вышеприведенная аппроксимация вполне подходит.

Ограничения кабвля являются, главным образом, результатом накопленного сопротивления и емкости, которые настолько высоки, что упомянутое приближение (43) перестает работать, и сигнал получает значительные искажения Это происходит, в основном, в форме падения напряжения, высокочастотной потери и групповой задержки.

В охранном телевидении чаще всего используется коаксиальный кабель RG-59/U, который может успешно и без корректоров передавать ч/б сигналы на расстояние до 300 м и цветные — на расстояние до 200 м.

Еще один популярный кабель — это RG-11/U, более толстый и дорогой. Максимвльная рекомендованная длина для него — до 600 м для ч/б сигнала и 400 м для цветного сигнала. Существуют также более тонкие коаксиальные кабели с импедансом 75 Ом и диаметром всего 2.5 мм и даже плоские коаксиальные кабели. Они очень удобны для перегруженных участков передачи множества видеосигналов, например, многовходовых матричных коммутаторов Максимальная длина такого кабеля

Средства передачи видеосигнала 4

2011-02-25T06:25:00.000-08:00

Амплитуд ные и фазовые характеристики коаксиального кабеля на низких частотах в большой степени зависят от самой частоты, но так как в подобных случаях длина кабеля достаточно мала по сравнению с длиной волны сигнала, то влияние на передачу сигнала оказывается незначительным

Когда характеристический импеданс коаксиального кабеля соответствует выходному импед ансу источника видеосигнала и входному импедансу приемного устройства, происходит максимальная передача энергии между источником и приемником

Для высокочастотных сигнвлов, каким является видеосигнал, согласование полного сопротивления имеет первостепенную важность Когда импеданс не согласован, видеосигнал целиком или частично отражается назад к источнику, воздействуя не только на выходной каскад, но и на качество изображения. Отражение 100% сигнала происходит, когда конец кабеля либо замкнут накоротко, либо оставлен открытым (незамкнут) Вся (100"-t) энергия сигнала (напряжение х ток) передается только тогда, когда есть согласование между источником, средствами

передачи и приемником Вот почему мы настаиваем на том, чтобы последний элемент в цепи видеосигналов всегда заканчивался 75 Ом.

В охранном телевидении принят характеристический импеданс 75 Ом для всего оборудования, передающего или принимающего видеосигналы Поэтому нужно использовать коаксиальный кабель с полным сопротивлением 75 Ом Но производители выпускают и другое оборудование, например 50 Ом (которое в отдельных случаях используется для вещательного или ВЧ-оборудования), но тогда между такими источниками и 75-омными приемниками должны использоваться преобразователи импеданса (пассивные или активные).

Согласование импеданса также необходимо при использовании передатчиков и приемников с кабелем витой пары, о чем мы поговорим ниже.

Средства передачи видеосигнала 3

2011-02-25T06:24:00.002-08:00

гем тоньше детали шумовой картины. Повторно-кратковременные наводки, вроде молнии или проезжающего автомобиля, будут давать нерегулярную картину шумов.

Характеристический импеданс (полное сопротивление)

Короткие провода и кабели, используемые в обычных электронных блоках оборудования, имеют незначительные сопротивление, индуктивность и емкость и не влияют на распределение сигнала Однако если сигнал должен бып? передан на довольно большое расстояние, в сложную картину передачи информации включается множество разных факторов Особенно подвержены влиянию высокочастотные сигналы Тогда сопротивление, индуктивность и емкость начинают играть значительную роль и ощутимо влияют на передачу сигнала.

С точки зрения электромагнитной теории такое простое средство как коаксивльный кабель можно представить в виде схемы, состоящей из сопротивлений (R), индуктивностей (L), конденсаторов (С) и проводников (G) на единицу длины {как показано на рис. 9.3). При использовании короткого кабеля эта схема оказывает незначительное влияние на сигнал, но если кабвль более длинный, ее влияние становится заметным. В последнем случае совокупность элементов R, L и С становится столь существенной, что действует как грубый фильтр нижних частот, который, в свою очередь, воздействует на амплитуду и фазу различных компонентов видеосигнала. Чем выше частоты сигнала, тем больше на них влияют неидеальные свойства кабеля.

Каждый кабель имеет однородное строение и собственный характеристическии импеданс {полное сопротивление), который определяется элементами R, L, С и G на единицу длины.

Главное преимущество несимметричной передачи видеосигнала {о чем будет сказано несколько позже) основано на том, что характеристический импеданс передающей среды не зависит от частоты {это относится главным образом, к средним и высоким частотам), в то время как сдвиг фазы пропорционален частоте.

Средства передачи видеосигнала 2

2011-02-25T06:24:00.000-08:00

Шум и электромагнитные помехи

То, насколько хорошо экран коаксиального кабеля защищает центральную жилу от шума и ЭМП, зависит От процента экранирования. Как правило, производители указывают в спецификациях цифры от 90 до 99%. Но имейте в виду, что даже если обещано 100% экранирование, невозможно получить защиту от внешних наводок на все 100nh Проникновение ЭМП внутрь коаксивльного кабеля зависит от используемой частоты.

Теоретически, успешно подавляются только частоты выше 50 кГц — главным образом, из-за ослабления скин-эффекта. Все частоты ниже этой индуцируют электроток, в меньшей или большей степени. Насколько силен электроток — зависит от силы магнитного поля. Понятно, что нас, прежде всего, интересует излучение промышленной частоты (50 или 60 Гц), окружающее почти все искусственные объекты.

Вот почему возникают проблемы, если коаксиальный кабель проведен параллельно электросети. Величина наведенного электромагнитного напряжения в центральной жиле зависит, во-первых, от электротока, текущего через электрический кабель сети, что, в свою очередь, зависит от расхода гока на данной линии. Во-вторых, она зависит от того, насколько далеко коаксиальный кабель пролегает от силового кабеля. И, наконец, она зависит от того, на какой протяженности эти кабели пролегают вместе. Иногда соседство на протяжении 100 м не оказывает никакого влияния, но если по силовому кабелю течет сильный ток, то даже 50 м могут сказаться на качестве сигнала. При монтаже постарайтесь (всегда, когда это возможно) сделать так, чтобы силовые и коаксиальные кабели не проходили очень близко друг к другу Для ощутимого уменьшения ЭМП необходимо, чтобы расстояние между ними составляло хотя бы 30 см.

На экране монитора наводки (нежелательные) электросети имеют вид нескольких жирных горизонтальных полос, медленно сползающих вверх или вниз Частота сползания определяется разницей между частотой полей видеосигнала и промышленной частотой и может составлять от 0 до 1 Гц В результате на экране появляются неподвижные или очень медленно перемещающиеся полосы

Другие частоты проявляются в виде различных — в зависимости от источника — картин распределения шумов Главное правило заключается в том, что, чем выше частота наведенного нежелательного сигнгла.

Средства передачи видеосигнала 1

2011-02-25T06:22:00.001-08:00

Изображение зафиксированное обьек1ивсм и видеокамерой и затем преобразованное в электрический сигнал, поступает на коммутатор, видеомонитор или записывающее устройство

Для того, чтобы видеосигнал попал из пункта А в пункт Б он должен пройти через передающую среду То же самое о i носится к сигналу управляющих данных

Самыми распространенными средствами передачи видеоинформации в охранном телевидении являются

- Коаксиальный кабель

- Кабель витой пары

- Микроволновая связь

- Радиочастотная передача (эфи рная)

- Связь с помощью инфракрасного излучения

- Телефонная линия

- Опгико-волоконный кабель

Для видеопередачи чаще всего используется коаксиальный кабель, но все большую популярность приобретает волоконная оптика - благодаря ее превосходным характеристикам. Также можно исполь зовать смешанные средства передачи например, микроволновую передачу видеосигнала и передачу управляющих поворотным устройством и трансфокатором данных (PTZ-данных) через витую пару.

Мы рассмотрим все эти средства передачи по ошельности, но особое внимание обратим на передачу при помощи волоконной оптики и коаксиального кабеля

Коаксиальные кабели Концепция

Коаксиальный кабель — самое распространенное средство передачи видеосигналов, а иногда видео и PTZ-данных вместе. Такую передачу называют несимметричной передачей, исходя из концепции коаксиального кабеля.

Поперечное сечение коаксиального кабеля показано иа рис 9 1. Кабель имеет симметричное и соосное строение. Видеосигнал проходит через центральную жилу, в то время как экран используется для уравнивания нулевого потенциала концевых устройств - видеокамеры и видеомонитора, например. И не только для этого, экран также защищает центральную жилу от внешних нежелательных электромагнитных помех (ЭМП)

Идея соосного строения кабеля состой) в том, что все нежелательные ЭМП индуцируются только в экране Если он должным образом заземлен, то наведенный шум разряжается через заземления видеокамеры и монитора С точки зрения электричества коаксиальный кабель замыкает контур между источником и приемником, где центральная «ила кабеля является сигнальным проводом, а экран — заземляющим. Поэтому передачу по коаксиальному кабелю и называют несимметричной передачей

Цифровое видео 19

2011-02-25T05:59:00.002-08:00

Большинство видеокамкордеров Mini ОУисполъзуег цифровой интерфейс стандарта IEEE1394, который также известен как FireWire {Sony называет его «i-Link») При использовании этого типа соединения цифровые видео- и аудиоданные, а также управляющие сигналы, могут пересылаться между видеокамерой и устройством редактирования, в качестве которого может выступать персональный компьютер. Разработчики формата DV декларируют скорость передачи данных в формате Mini DV (на ленту и/или на выход IEEE1394), равную 3 56 Мбайт/с Обратите внимание, пожалуйста, что здесь фигурируют мегабайты, а не мегабиты.

Ленга Mini DV может обеспечивать до 60 минут видеозаписи в стандартном режиме или 90 минут в режиме длительного воспроизведения Объем хранимых видео- и аудиоданных эквивалентен примерно 20 Гбайтам информации.

Многие производители видеокамер разрабатывают настольные видеокамеры, предназначенные для видеоконференц-связи через Интернет и подсоединяемые прямо к персональному компьютеру через кабель FireWire. Управление такими видеокамерами может осуществляться получателем видеоизображения.

Соединение FireWire — это формат быстрой последовательной передачи цифровой информации, впервые предложенный Apple™. FireWire состоит из трех пар экранированных кабелей, две пары служат для передачи данных, а одна — для электропитания. Максимальное расстояние в настоящее время достигает 4 м, и последовательно может быть подсоединено до 16 устройств.

Соединение FireWire может передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с и более Такая скорость передачи данных более чем достаточна для множества цифровых потоков, идущих по кабелю в одно и то же время Фактически идея, лежащая в основе FireWire, заключалась в том, чтобы создать намного более быструю альтернативу SCSI.

Более медленным вариантом по отношению к соединению FireWire является стандарт USB (универсальная последовательная шина) для персональных компьютеров Intel, который предназначен для скорости передачи данных до 12.2 Мбит/с. Такая скорость также достаточна для передачи видеосигнала в реальном времени, но USB не предназначен для обслуживания множества устройств с последовательным соединением

Короткие расстояния соединения FireWice обусловлены главным образом емкостью медных кабелей, но сейчас имеются новые разработки — пластиковые и оптико-волоконные — которые могли бы значительно увеличить это расстояние до величин, позволяющих использование их в системах охранного твлевидения.

Цифровое видео 18

2011-02-25T05:59:00.000-08:00

Формат DV и FireWire

DV — это цифровая система видеозаписи, используемая как базис для форматов видеозаписи Mini DV DVCAM™ (Sony) и DVCPRO™ (Panasonic) Dhb использует кодирование YCr.Cb = 4; 1:1 (яркость Y . Цветность — красный цвет Сг: Цветность -- синии цвет СЬ) и дискретное косинусное преобразование для межполевого сжатия (5 1) движущегося изображения

Mini DV становится все более и более популярным форматом среди приверженцев домашнего видео поскольку он знаменует собой значительный качес|венный и количественный (в смысле уменьшения размеров) скачок по сравнению с предыдущими форматами аналоговой записи, такими как VHS, S-VHS и 8 мм.

Еще важнее то. что при наличии определенных различий в профессиональных вещательных форматах DVCAM™ и DVCPRO™, среди большинства разработчиков Mini DV, к счастью, достигнуто соглашение относительно этого формата.

Кассета Mini DV меньше, чем кассеты видеолент VHS-C и 8 мм, ее размеры — 66 мм х 48 мм х 12.2 мм, а ширина ленты всего лишь 6 35 мм Запись и воглруизпедение производятся посредством спиральною сканирования магнитной ленты, но вместо записи аналоговых сигналов запись осуществляется в цифровом коде

Котя кассета Mini DV и выглядит миниатюрной (в два раза меньше аудиокассеты), она, тем не менее, использует 8-разрядную цифровую сжатую запись и обеспечивает превосходное качество изображения с разрешением в 500 ТВЛ и отношением сигнал/шум, превышающим 54 дБ. Звук, записанный в формате Mini DV, также имеет превосходное качество и может быть приравнен по качеству к CD

За период написания этой книги цифровые камкордеры Mini DV стали наиболее предпочитаемыми среди потребителей видеокамер Небольшой размер этих видеокамер не должен вводить в заблуждение, поскольку они могут обеспечить качество цифрового изображения, сравнимое с качеством систем пелевещания. Кроме того, е настоящее время можно использовать специальное программное обеспечение и аппаратные средства персонального компьютера для редактирования записанного таким образом видеоматериала в цифровом формате.

Цифровое видео 17

2011-02-25T05:58:00.002-08:00

Формат D-VHS

В скором времени будет доступна цифровая версия формата VHS, к тому же она представляет особый интерес для систем охранного 1елевидения И здесь производитель сохранил совместимость с форматами VHS и S-VHS в режиме воспроизведения, добавив схему аналого-цифрового преобразователя (АЦП) для регистрации видеосигнала в цифровом формате. Этот магнитофон не будет сам создавать изображение: чтобы обеспечить цифрово-аналоговое преобразование, необходимо использовать его в сочетании с другим оборудованием.

Система D-VHS фактически использует тот же самый механизм головки, что и существующая система VHS, поэтому видеомагнитофоны D-VHS будут в состоянии воспроизводить и записывать материал в аналоговой форме гоже, хотя между двумя режимами нет точек пересечения

JVC™ утверждает, что на 4-часовой видеоленте может быть записано (храниться) 44 Гбайта видеоинформации Продолжительность записи информации объемом в 44 Гбайта варьируется в зависимости от выбранного разрешения. Начиная с 49 часов (что представляет большой интерес для систем охранного телевидения!), когда запись производится в режиме длительного воспроизведения со скоростью лишь 2 Мбит/с, далее — 7 часов при записи в стандартном режиме со скоростью 14.1 Мбит/с, что хорошо подходит для MPEG-2 сжатия (более высокое качество, чем S-VHS), и, наконец, 3 5 часа при записи в режиме высокой четкости со скоростью 28 2 Мбит "с. Качество изображения, записанного с помощью D-VHS, будет зависеть от алгоритма сжатия, обеспечиваемого аналого-цифровыми преобразователями, но, возвратившись к предыдущей теме посвященной сжатию, мы можем видеть, что качество S-VHS может быть достигнуто випеосигналом. образованным из512х512 пикселей.

Для пользователей систем охранного телевидения несколько более заманчивым фактом (по крайней мере, основываясь на информации от разработчиков D-VHS) является то, что D-VHS может запоминать одновременно до 6 потоков данных без временных интервалов ( г.е без эффекта time lapse), при условии что они мультиплексированы до попадания на магнитофон. Таким образом, по крайней мере 6 видеокамер могут одновременно записываться в цифровом фоомате на видеомагнитофон D-VHS

Цифровое видео 16

2011-02-25T05:58:00.000-08:00

Я бы предложил произвести тестирование при различных установках видеокамеры. Мой собственный опыт показал, что хорошая видеокамера может создать лучшее изображение, записанное на DVR, если это изображение слегка расфокусировать, но это зависит от используемого типа сжатия. В ситуациях, когда уровень освещенности низок, лучше отключить АРУ, поскольку усиленный АРУ шум тоже сжимается и разворачивается, что негативно сказывается на качестве изображения. Это означает, что ничего нельзя считать заранее доказанным и перед принятием окончательного решения в пользу конкретного устройства записи на жесткий диск необходимо провести соответствующие испытания и тестирования

Устройства записи на жесткии диск обычно выполняют две функции они осуществляют мультиплексирование/демультиплексирование видеосигналов, а также запись/воспроизведение Все это в аналоговой системе записи выполняется с помощью комбинации мультиплексора и TL-видеомагнитофона. Для DVR несколько сложнее сосчитать количество изображений в секунду от каждой видеокамеры. Это обусловлено тем, что мы имеем целый ряд переменных:

- Количество записываемых видеокамер

- Размер исходного файла до сжатия

- Коэффициент сжатия (выбранное качество изображения)

- Емкость жесткого диска

Большинство устройств записи на жесткий диск способны автоматически сбрасывать записи, содержащиеся на жестком диске, на носители используемые для архивирования данных. Обычно это производится на цифровую аудиокассету (DAT), но для этой цели также могут служить и другой жесткий диск, и лента DVC Pro, и записываемый DVD-диск и тд Как правило, процесс архивирования не мешает процессу непрерывной записи, т.е DVR в этом отношении является дуплексным прибором.

Цифровое видео 15

2011-02-25T05:57:00.000-08:00

уплотнения (до ЗООх) при таком же качестве изображения (Подробнее о вейвлет-видеокомпрессии можно узнать на странице http, .-www.tss ги 'technologies, compresston.htm).

До настоящего времени вейвлет-преобразование использовалось как лучший инструмент для сжатия данных в таких областях наук, как астрономия и сейсмические исследования, но для систем охранного телевидения оно представляет собой относительно новый и очень привлекательный алгоригм сжатия Приведенные изображения (рис 8 26-8 35) с различным JPEG-сжатием и вейвлет-сжатием должны дать вам представление о качестве этих двух методов. К сожалению, их оригинальное качество нельзя увидеть в черно-белом изображении, и, кроме того, недостаточное качество печати книги может еще больше их ухудшить. Но вы можете посетить Интернет-страницу CCTV Labs (www.cctvlabs com) и переписать оттуда полномасштабные изображения каждой из этих картинок, после чего сравнить их.

Качество воспроизведения видеосигнала, записанного в цифровой форме

Разрешение изображения, воспроизводимого с помощью устройства записи на жесткий диск (DVR). может не совпадать с разрешением оцифрованного изображения. Оно зависит от типа компрессии, а также от коэффициента сжатия Кроме того, одним из ключевых факторов в рассматриваемой системе цифрового видео является операционная система. Необходимость обработки огромного объема информации, поступающей большими порциями при работе устройства записи на жесткий диск в режиме записи и/или воспроизведения, требует очень устойчивой платформы. Такие неустойчивые операционные системы, как Windows 95 и 98, зачастую становились существенным недостатком любого прекрасно разработанного DVP По этой причине многие изготовители пошли по пути использования систем Linux или Windows NT с целью обеспечения более устойчивой работы, без вмешательства оператора.

Наилучшим индикатором качества устройства записи на жесткий диск является воспроизведение изображения, записанного с помощью видеокамеры (видеокамер), которую вы намереваетесь использовать. Ошибочно полагать, что, если один OVR оцифровывает большее количество элементов изображения, то он обеспечивает получение изображения более высокого качества, чем другой видеомагнитофон с меньшим количеством оцифровываемых пиксвл Также ошибочным является мнение о том, что одна техника сжатия может быть лучше другой, поскольку в действительности это определяется содержанием изображения, а также устанавливаемыми параметрами сжатия для каждого конкретного случая.

Цифровое видео 14

2011-02-25T05:56:00.000-08:00

Wavelet (вей влет)

Многие десятилетия ученые пытались найти более подходящие функции для аппроксимации прерывистых сигналов, чем синусы и косинусы, которые составляют основу анализа Фурье. По определению синусы и косинусы являются нелокальными функциями (они определены в бесконечной области). В этом заключена главная причина их плохой работы при аппроксимации резких переходов, таких как отдельные детали изображения с высоким разрешением в конечном двумерном кадре. Кадры именно такого типа мы наиболее часто наблюдаем в режиме TL-записи, они отличаются от непрерывного потока движущихся изображений в обычном телевидении

Вейалет-анализ действует по-другому. С его помощью мы можем использовать аппроксимационные функции, определенные на конечных областях Вей влет-функции — это функции, когорые удовлетворяют определенным математическим требованиям и используются для представления данных или других функций в вейвлет-анализе Главное отличие от БПФ-анализа (быстрого преобразования Фурье) заключается в том, что вейвлет-волны разлагают сигнал по разным частотам с различным разрешением, то есть, на множество малых групп волн, отсюда и название — вейвлет. элементарные волны Алгоритмы вейвлет-преобразования обрабатывают данные в различных масштабах и с разным разрешением Веивлет-анализ позволяет разглядеть и отдельные детали, и глобальное изображение или, как выразились некоторые авторы вейвлет-анализа «увидеть и лес, и отдельные деревья» в противоположность анализу Фурье, который позволяет «видеть только лес»

Вейвлет-анализ хорошо подходит для аппроксимации данных с резкими границами Процедура вейвлет-анализа заключается в подборе функции-прототипа элементарной волны, называемой анализирующей или порождающей волной Временной анализ выполняется в укороченной высокочастотной версии функции-прототипа, в то время как частотный анализ производится в ее расширенной низкочастотной версии Поскольку оригинальный сигнал или функция могут быть представлены в виде разложения по вейвлет-функциям (с применением коэффициентов в линейной комбинации с вейвлет-функциями), то операции с данными могут выполняться посредством использования всего лишь соответствующих вейвлет-коэффициентов Вейвлет-сжатие преобразует полное изображение, а не его секции 8x8, как это происходит в JPEG, и является более естественным, так как отслеживает формы объектов в изображении. Основное преимущество вейалет-сжатия над JPEG — это более высокие коэффициенты

Цифровое видео 13

2011-02-25T05:55:00.003-08:00

JPEG может быть использован для сжатия данных из различных цветовых пространств, таких как сигнал RGB (видеосигнал основных цветов изображения), YCbCr (преобразованный видеосигнал) и CMYK (палитра, используемая в издательских системах), поскольку он обращается с цветами, как с отдельными компонентами Наилучшие результаты по сжатию достигаются, если компоненты цвета независимы (некоррелированны), как это имеет место в YCbCr, где большая часть информации сконцентрирована в яркости, а меньшая — в цветности.

Поскольку файлы JPEG, записываемые в системе охранного телевидения, независимы друг от друга, они легко могут быть воспроизведены в обратном направлении, при этом скорость воспроизввдения может быть увеличена или уменьшена, а кроме того, они могут быть скопированы в виде отдельных файлов
Рис. 8.24. Устройства записи на жесткий диск обеспечивают произвольный доступ, для чего используются круглые магнитные пластины
или группы файлов.
Известным свойством JPEG является то, что степень потери деталей может варьироваться путем настройки параметров сжатия, которые обычно устанавливаются на компьютере при сохранении

изображений или содержатся в программном обеспечении для видеозаписи. Таким образом, если требуется произвести сжатие при более высоком качестве изображения за счет большего размера файла, то это может быть сделано путем назначения соответствующего параметра качества С помощью JPEG достижимы степени сжатия до 100 раз.

Ниже представлены некоторые примеры изображений (рис. 8.26-8.35), сделанных цветной видеокамерой с высоким разрешением, с различной степенью сжатия (к сожалению, здесь могут быть приведены только черно-белые изображения). Блоковые артефакты JPEG-компрессии видны на последнем изображении (рис. 8.34) с коэффициентом сжатия 100:1.