Низкочастотная передача видеосигнала по коаксиальному кабелю
Практически все системы видеонаблюдения, созданные ранее, и достаточно большое количество устанавливаемых в настоящее время систем используют именно этот способ передачи видеосигнала.
Важнейшим критерием для передачи видеосигнала является его затухание в применяемом кабеле, что определяет максимальную дистанцию, на которую можно передавать сигнал без дополнительных корректировок. Затухание зависит от частоты сигнала и определяется поперечным сечением кабеля и свойствами применяемого в нем диэлектрика. Поскольку в промышленных кабелях применяется диэлектрик вполне определенного типа, то затухание зависит в основном именно от поперечного сечения. Здесь можно привести для примера следующие цифры:
при наружном диаметре кабеля 6 мм и частоте сигнала 5 МГц затухание составляет 2.6 дБ на каждые 100 метров
при наружном диаметре кабеля 9 мм и частоте сигнала 5 МГц затухание составляет 1.4 дБ на каждые 100 метров
Как видно из приведенного примера, чем толще кабель, тем меньше в нем затухание. Для определения максимальной дальности передачи видеосигнала по коаксиальному кабелю надо дать ответ на следующий вопрос: следует ли вести только общее видеонаблюдение или необходимо обеспечить передачу более мелких деталей [ например, надо рассматривать лица различных людей или номера автомобилей ].
В первом случае допустимое общее затухание сигнала составляет 6 дБ при 5 МГц, а во втором - 3 дБ при 5 МГц. Исходя из этих цифр, можно определить следующие максимальные дальности для приведенных в нашем примере кабелей:
коаксиальный кабель с наружным диаметром 6 мм: максимальные расстояния 230 и 115 метров
коаксиальный кабель с наружным диаметром 9 мм: максимальные расстояния 428 и 214 метров
В том случае, если необходимо передавать сигнал на большее, чем это позволяет затухание кабеля, расстояние, применяются специальные дополнительные устройства, - усилители-корректоры, которые позволяют существенно увеличить максимальное расстояние передачи. Основными техническими характеристиками усилителя-корректора являются следующие величины:
коэффициент компенсации усилителя в децибелах
напряжение питания
Для определения новой максимальной дальности передачи можно воспользоваться следующей формулой:
L max = F*100/V, где:
L max - максимальная длина линии передачи в метрах
F - коэффициент компенсации усилителя в децибелах
V - затухание кабеля в децибелах на 100 метров при 5 МГц
Низкочастотная передача по симметричной линии
Низкочастотная передача видеосигнала по симметричной линии – это достаточно простой способ понижения шумов, неизбежно возникающих при передаче видеосигнала по коаксиальному кабелю.
Принцип низкочастотной передачи видеосигнала по симметричной линии состоит в том, что видеосигнал на входе разделяется на две составляющие, каждая из которых со строго фиксированным фазовым сдвигом передается по независимому проводу. На эту линию, безусловно, также наводятся достаточно сильные шумы, однако их фазовый сдвиг хаотичен. Величина фазового сдвига сигнала выбирается так, чтобы, поставив на выходе линии вычитающий усилитель, мы получали сложение полезного сигнала и вычитание шумов друг из друга. Таким образом, удается существенно увеличить соотношение "сигнал/шум" в видеосигнале.
С применением низкочастотной передачи видеосигнала по симметричной линии удаление камеры наблюдения от прибора видеообработки может доходить до 3 километров без существенного искажения исходного видеосигнала. Приведенная цифра достигается при использовании в качестве кабеля витой пары, однако для дальностей порядка одного километра вполне возможно использовать практически любой двухпроводный кабель.
К недостаткам способа низкочастотной передачи видеосигнала по симметричной линии можно отнести лишь необходимость покупки двух специальных модулей на каждый видеоканал: передатчика по двухпроводной линии, реализующего преобразование сигнала в симметричную форму и приемника, осуществляющего преобразование в обратную сторону. Это, безусловно, несколько увеличивает общую стоимость оборудования системы видеонаблюдения.
Низкочастотная цифровая передача видеосигнала по телефонным линиям связи
Идея передачи видеосигнала по узкополосным общественным линиям связи была высказана довольно давно, однако практическое ее внедрение в охранные системы видеонаблюдения осуществляется лишь последние 15 лет, поскольку достаточно высокие скорости передачи видеосигнала были достигнуты относительно недавно.
Основными величинами, влияющими на скорость передачи видеосигнала по телефонным линиям связи являются следующие параметры:
- тип телефонной линии;
- используемые методы цифрового и аппаратного сжатия видеосигнала;
- требуемое разрешение изображения.
Базовая конфигурация системы передачи видеосигнала состоит из передатчика, программного обеспечения и двух модемов:
Базовая конфигурация системы передачи видеосигнала
Основное ограничение при передаче видеосигнала по телефонным линиям связи - максимальная скорость передачи данных, которая выражается в битах в секунду [бод]. В настоящее время в Европе по специальным, так называемым почтовым линиям связи можно передавать данные со скоростью до 48000 бод. Максимальная пропускная способность российских линий телефонной связи - 4800 бод [ 9600 бод по специальным линиям].
Объём информации одного кадра высокого разрешения составляет порядка 250 Кбайт и передача этой информации заняла бы порядка 7 минут [ то есть кадры на приемной станции менялись бы через каждые 7 минут ]. Именно вследствие такого большого времени обновления кадра этот способ передачи долгое время не применялся на практике, до тех пор, пока не были предложены достаточно эффективные методы цифрового сжатия информации.
Системы аппаратного сжатия видеосигнала обрабатывают каждый кадр независимо и позволяют уменьшить пакет информации от одного кадра до 20 Кбайт. Обычно используемый метод цифрового сжатия сигнала - адаптивное сжатие или "условное обновление". В этом методе первый кадр передается целиком, а в последующих отражаются только произошедшие в них изменения. То есть первый кадр передается достаточно долго, а скорость обновления последующих будет зависеть от общей площади кадра, в которой произошли какие-либо изменения.
Для примера можно привести следующие цифры: передача первого кадра занимает порядка 30 секунд, последующих - от 1 секунды до 30 секунд [ в зависимости от степени произошедших изменений ].
Передача видеосигнала по оптоволоконной линии
В последнее время достаточно широкое распространение получили системы передачи видеосигнала по оптоволоконным линиям связи с использованием специальных оптоэлектронных преобразователей, преобразующих электрический сигнал в световой, инфракрасный диапазон и обратно.
Максимальная дальность передачи видеосигнала по оптоволоконной линии зависит от используемой длины волны, качества оптоволокна и его вида [ одномодовое или многомодовое ].
Например,
при длине волны 850 нм, затухании 3 дБ/км многомодовое волокно позволяет обеспечить дальность передачи до 6 км,
при длине волны 1 300 нм, затухании 0.5 дБ/км одномодовое волокно позволяет обеспечить дальность передачи до 30 км.
Оптоволоконный кабель
Достоинства способа передачи видеосигнала по потоволокну:
Нечувствительность к электромагнитным и высокочастотным помехам
Полная электрическая изоляция
Высокая степень секретности канала передачи информации
Малый диаметр и вес, высокая гибкость кабеля
Недостатком способа передачи видеосигнала по оптоволоконной линии можно считать дороговизну качественного оптоволоконного кабеля с высокой степенью механической защищенности.
Передача видеосигнала по оптическому каналу
Еще одной возможностью для трансляции изображения на большие расстояния является передача видеосигнала по оптическому каналу.
При передаче видеосигнала по оптическому каналу изображения от одной или нескольких камер наблюдения подаются на специальный модуль, который преобразует сигналы в модулированное лазерное излучение инфракрасного диапазона 780-850 нм и выдает в виде лазерного луча. Обратное преобразование осуществляет приемный модуль, находящийся на расстоянии до 2000 метров.
Передача видеосигнала по оптическому каналу обладает всеми достоинствами способа передачи видеосигнала по оптоволоконной линии, но не требует применения кабеля. Следует однако отметить, что необходимое оборудование является достаточно дорогостоящим.
Этот способ передачи ставит условие наличия прямой видимости [ в противном случае необходимо применять сложную систему дополнительных отражателей ] и его имеет смысл применять в случае наличия между камерами наблюдения и постом охраны труднопреодолимых преград: широких рек, водопадов и пр.
Высокочастотная передача видеосигнала по радиоканалу
Передача видеосигнала по радиоканалу отличается относительно невысокой помехозащищенностью.
Преимуществом передачи видеосигнала по радиоканалу является полное отсутствие проводных коммуникаций. Обычно частотный диапазон, в котором осуществляется передача видеосигнала, составляет несколько гигагерц. Как показал реальный опыт инсталляции подобных систем, имеет смысл применять, в основном, локальные системы передачи видеосигнала по радиоканалу с максимальной дальностью до 1 км.
При построении многокамерных систем видеонаблюдения с передачей видеосигнала по радиоканалу необходимо следить, чтобы различные передатчики были разнесены по частотам во избежание интерференции каналов.
Преимущества передачи видео по витой паре
Передача видео по витой паре от источника (например, видеокамеры) к приемному устройству (монитору или видеорегистратору) осуществляется с помощью комплекта устройств, состоящего из приемника и передатчика. Поступающее на вход видео передатчик преобразует из композитного сигнала в симметричный дифференциальный для последующей передачи его к приемнику, который, в свою очередь, осуществляет обратное преобразование сигнала, после чего видео выводится на монитор или поступает на видеорегистратор. Существуют приемники видео с двумя и более выходами, позволяющие осуществлять передачу видео к нескольким принимающим устройствам одновременно.
Передача видео по витой паре позволяет значительно сократить расходы на прокладку кабеля, поскольку она значительно дешевле коаксиального кабеля. Это особенно выгодно там, где необходима передача видео на большие расстояния – если видеокамера находится на значительном удалении от принимающего устройства (для цветного видеосигнала это, как правило, 1000 м, а для черно-белого – 2000 м). Если осуществляется передача видео на расстояния, значительно превышающие 1 км, то на линии передачи устанавливают усилитель видео или промежуточный комплект оборудования для передачи видео по витой паре.
Использование витой пары позволяет по одному многожильному кабелю осуществлять передачу видео от нескольких приемников, причем количество передаваемых сигналов ограничивается только количеством пар проводов в кабеле.
Транслируемое по витой паре видео значительно меньше подвержено влиянию помех, чем при передаче по коаксиальному кабелю. Кроме того, помехи, возникающие в коаксиальном кабеле при передаче видеосигнала на большие расстояния, компенсировать практически невозможно без потери качества полезного видеосигнала, потому что частотные составляющие спектра наведенной помехи находятся в диапазоне частот видеосигнала. Поэтому для защиты от помех приходится использовать дорогостоящий коаксиальный кабель с двойной металлической оплеткой, прокладывать кабель с использованием металлического рукава и дополнительно заземлять его, что связано с техническими трудностями и финансовыми затратами.
Принцип передачи сигнала по витой паре
Передатчик видео по витой паре преобразует поступающий на его вход однополярный несимметричный композитный видеосигнал в два симметричных противофазных сигнала, передача которых осуществляется по двухпроводной линии связи (витой паре). В процессе передачи видеосигнал ослабляется, и на него накладываются помехи, которые могут быть обусловлены близостью силовых кабелей или радиоизлучающих приборов. Помехи, возникающие в проводах витой пары, одинаковы для обоих проводов и синфазны.
На другом конце линии связи устанавливается приемник, который осуществляет обратное преобразование дифференциального сигнала. Как правило, приемник видео по витой паре строится с применением дифференциального операционного усилителя, который складывает сигналы с двух проводов, усиливая противофазные составляющие (коэффициент усиления равен 50 – 70 дБ) и подавляя синфазные (коэффициент подавления 60 – 90 дБ). В результате на композитный вход принимающего устройства поступает стандартный композитный сигнал, очищенный от помех и усиленный.
Приемники и передатчики видео по витой паре могут быть как активными, так и пассивными (не требующими подачи питания). Пассивные устройства передачи видео по витой паре содержат только согласующий трансформатор и не обеспечивают необходимого качества передачи видео и коэффициента подавления помех, а также характеризуются значительным затуханием передаваемого сигнала. Как правило, такие устройства обеспечивают передачу видео без потери качества на расстояние не более 500 – 600 м. При этом пассивные устройства компактны и недороги, что и является основным их достоинством, а использование пассивного передатчика в комплекте с активным приемником позволяет увеличить дальность передачи видео по витой паре до 1000 м.
Дифференциальный усилитель активного передатчика с парафазным выходом должен иметь двухполярное симметричное питание, что обеспечивает симметрию его выходного сигнала относительно нулевой точки схемы передатчика. Это же требование должно соблюдаться и для дифференциального усилителя приемника. В противном случае будут возникать дополнительные искажения передаваемого сигнала из-за несимметричных токов утечки.
Настройка аппаратуры передачи видео по витой паре
Как приемник, так и передатчик видео по витой паре имеют различные средства настройки на различную длину линии передачи. Сигнал на выходе каждого приемника должен находиться в пределах от 0,9 до 1,1 В, а разброс общего омического сопротивления проводов линии передачи видео на входе приемника должен составлять не более 2 – 3%. Исходя из этих параметров производится настройка аппаратуры для передачи видео по витой паре. Величина рассогласования регулируется потенциометрами, позволяющими произвести плавную настройку аппаратуры передачи видео.
Как правило, передача видео по витой паре производится на расстояние от 50 до 1500 м. С помощью переключателя производится дискретное регулирование уровня коррекции, соответствующего диапазонам расстояний. При необходимости передачи видео на расстояния, меньшие 50 м, в каждый провод витой пары на входе приемника последовательно включают дополнительные сопротивления с тем, чтобы общее сопротивление линии составляло 30 – 50 Ом. Паразитная емкость линии компенсируется специальными перемычками в приемнике.
Уровень компенсации паразитной емкости линии передачи видео подбирается индивидуально для каждой линии передачи по видеоизображению на контрольном мониторе. Так же, с помощью контрольного монитора или же осциллографа, приемник настраивается по амплитуде выходного сигнала.
При использовании многоканального приемника видео для улучшения параметров принимаемого сигнала иногда целесообразно подключать мониторы к выходам приемника через последовательное сопротивление 51 – 82 Ом.
Грозозащита – предохранение линии передачи видео от импульсных скачков напряжения
Кроме помех от радиоаппаратуры и силовых линий, иногда на линию передачи видео оказывают влияние и электромагнитные наводки, получаемые в результате разряда молнии. Такие наводки могут быть достаточно сильны, в результате чего оборудование для передачи видео по витой паре выйдет из строя. Во избежание порчи оборудования необходимо использовать на линиях передачи видео устройства грозозащиты. Приборы грозозащиты обеспечивают стекание электрических зарядов с центральной жилы и оплетки сигнального кабеля на шину заземления с помощью газонаполненных искровых разрядников или варисторов и специальных защитных стабилитронов или диодов. Иногда схема грозозащиты встраивается непосредственно в аппаратуру передачи видео по витой паре.
Если при передаче видео по витой паре используются устройства грозозащиты, то на качество цепей заземления налагаются повышенные требования, поскольку возникающие в цепях заземления помехи могут проникать через собственные емкости разрядников и стабилитронов в сигнальные цепи и повлекут за собой возникновение помех на изображении.
Требования к витой паре для передачи видео
Наилучшее качество передачи видео достигается при использовании специальной витой пары с количеством скруток от 10 до 20 на 1 м. При передаче видео на относительно небольшие расстояния допускается использовать телефонный кабель или витую пару для компьютерных сетей (100BaseT Ethernet).
Для передачи видео по витой паре не рекомендуется использовать кабель, состоящий из нескольких соединенных в линию отрезков разнородных по своим параметрам витых пар, имеющих различный шаг скрутки, емкость и индуктивность.
При передаче видео по витой паре на большие расстояния не рекомендуется использовать экранированную витую пару, поскольку такой кабель имеет большую паразитную емкость, чем кабели без экранирующей оплетки. Однако если кабель расположен рядом с линией электропередачи, то лучше использовать экранированную витую пару.
Технологии и средства передачи видеосигнала в системах видеонаблюдения
В большинстве систем видеонаблюдения возникает необходимость передачи видеоинформации от телекамер к оборудованию установленному на постах охраны - мониторам, мультиплексорам, коммутаторам, квадраторам, видеомагнитофонам и другим устройствам системы видеонаблюдения. При этом расстояние, на которое осуществляется передача видеосигнала, может составлять от десятков метров до десятков километров.
Поскольку передача видеосигнала по коаксиальному кабелю без его усиления может осуществляться на расстояние не более 300 м, системы передачи видеосигнала включают в себя передающие устройства, соединенные с телекамерами, приемные устройства, принимающие видеосигнал и передающие его на аппаратуру поста охраны, а при необходимости усилители видеосигнала и линии связи. Кроме этого, в системе видеонаблюдения может осуществляться как передача видеосигнала, так и аудиосигнала и данных управления функциями оптики и поворотного устройства телекамеры - фокусом, диафрагмой, поворотом, наклоном, масштабированием и др.
В настоящее время в системах видеонаблюдения используются несколько основных способов передачи видеосигнала: передача видеосигнала по коаксиальному кабелю, передача видеосигнала по кабелю "витая пара" и передача видеосигнала по волоконно оптическому кабелю.
Передача видеосигнала на расстояние до 300 м
На сегодняшний день в системах видеонаблюдения наибольшее распространение получила передача видеосигнала по коаксиальному кабелю. Это надежный и недорогой способ передачи, однако, он имеет свои недостатки. При передаче видеосигнала на расстояние свыше 300 м качество видеосигнала ухудшается - происходит потеря уровня сигнала, могут возникать частотные искажения, которые приводят к снижению четкости изображения. Чтобы избежать этого, необходимо через каждые 250-300 м устанавливать усилители видеосигнала. В свою очередь усилители видеосигнала требуют подводки электропитания к месту установки и снижают соотношение сигнал/шум, что также сказывается на качестве видеосигнала. (Для повышения отношения сигнал/шум усилители видеосигнала желательно располагать как можно ближе к телекамере.)
По этой причине специалисты рекомендуют использовать коаксиальный кабель на коротких линиях - до 300 м и при отсутствии электромагнитных помех. Тогда передача видеосигнала осуществляется практически с исходным качеством.
Передача видеосигнала на расстояние до 1,5 км
За последние годы в системах видеонаблюдения стали чаще использоваться технологии и устройства передачи видеосигнала по кабелю типа "витая пара". При использовании витой пары возможна передача видеосигнала на расстояние до 1,5 км без существенного искажения видеосигнала. При этом не требуется устанавливать усилители видеосигнала. Кроме того, оборудование, использующее витую пару, симметризует видеосигнал, обеспечивая устойчивость к помехам, создаваемым внешними источниками. Специальный передатчик обеспечивает преобразование и передачу несимметричного сигнала, передаваемого по коаксиальному кабелю от телекамеры, к симметричному, передающемуся по витой паре. А приемник, соответственно, преобразует симметричный сигнал к несимметричному, для передачи к оборудованию поста видеонаблюдения.
Использование витой пары позволяет производить передачу различных сигналов - видеосигнала, аудио, управления, телефонии и пр. При этом количество передаваемых по одному кабелю сигналов ограничивается только числом витых пар в кабеле. Возможность использования уже имеющихся линий связи снижает стоимость системы видеонаблюдения. В целом, прокладка кабеля "витая пара" обходится существенно дешевле, чем монтажные работы по прокладке коаксиальных или волоконно оптических линий. Кроме того, в случае обрыва линии, ее можно легко восстановить - достаточно соединить проводники пар обычной скруткой.
Передача видеосигнала на десятки километров
Всех перечисленных выше недостатков лишены оптоволоконные системы передачи видеосигнала. Волоконно оптические линии таких систем устойчивы к электромагнитным и радиочастотным помехам, обеспечивают передачу видеосигнала на расстояние до десятков километров без использования усилителей видеосигнала и, особенно, эффективны для систем видеонаблюдения территориально-распределенных объектов. При этом передача видеосигнала осуществляется с высоким разрешением и без потери качества. Кроме того, волоконно оптические системы отличаются высокой пропускной способностью и исключают возможность несанкционированного доступа к передаваемым видеосигналам и другой информации. Подробнее см. раздел оптоволоконные системы.
Обычно волоконно оптические системы передачи видеосигнала включают передатчики видеосигнала, осуществляющие преобразование электрических сигналов в оптические, приемники видеосигнала, производящие обратное преобразование и саму волоконно оптическую линию передачи видеосигнала.
Несмотря на то, что волоконно оптические системы достаточно дороги, при увеличении дальности передачи видеосигнала стоимость волоконно оптической системы становится меньше стоимости системы с использованием коаксиального кабеля, укомплектованной усилителями видеосигнала, корректорами частотных искажений и другим оборудованием. К примеру, передача видеосигнала от нескольких телекамер может осуществляться по нескольким коаксиальным кабелям с несколькими усилителями видеосигнала или по одному волоконно оптическому кабелю
4.6 УСТРОЙСТВА ПЕРЕДАЧИ ВИДЕОСИГНАЛА
МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВНЕВЕДОМСТВЕННОЙ ОХРАНЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ СИСТЕМ ОХРАННОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ И ДОМОФОНОВ
РЕКОМЕНДАЦИИ
Р 78.36.008-99 Москва 1999
Для передачи телевизионного сигнала в СОТ могут быть использованы как проводные каналы связи (коаксиальные кабели, линии передачи "витая пара", телефонные линии, волоконно-оптические линии и др.), так и беспроводные - радиоканал, лазерный или ИК-канал.
4.6.1 Проводные каналы связи
Коаксиальный кабель - наиболее распространенный способ передачи изображения в реальных СОТ.
Основными характеристиками кабеля являются его волновое сопротивление, диаметр и погонное затухание.
Как правило, входные и выходные сопротивления основных компонентов СОТ имеют значение 75 Ом, т.е. рассчитаны на применение кабелей с волновым сопротивлением 75 Ом. Поэтому применять для передачи видеосигнала кабели с волновым сопротивлением, отличным от 75 Ом, не рекомендуется.
Максимальное расстояние передачи видеосигнала по коаксиальному кабелю зависит от целевой задачи видеоконтроля и определяется исходя из допустимого затухания видеосигнала в кабеле (для идентификации - 3 дБ, для обнаружения - 6 дБ).
Затухание в коаксиальном кабеле зависит, в основном, от его диаметра и составляет 2,6 дБ на 100 м (для кабеля диаметром 6 мм) и 1,4 дБ на 100 м (для кабеля диаметром 9 мм).
Исходя из приведенных выше цифр, можно рассчитать максимальное расстояние передачи видеосигнала по коаксиальному кабелю.
При необходимости передачи сигнала на большие расстояния применяют видеоусилители. При их использовании максимальное расстояние передачи видеосигнала может быть определено по формуле
(7)
где Кус - коэффициент компенсации усилителя, дБ;
Кзат - затухание в кабеле на 100 м, дБ.
Особенности выбора и монтажа коаксиального кабеля, применяемого в СОТ, следующие:
- выбирать коаксиальный кабель с двойной экранировкой, обеспечивающий степень подавления помех не менее 60 дБ;
- применять методы, которые уменьшают влияние помех, возникающих на объекте (предотвращение или уменьшение искрообразования, использование в аппаратуре специальных фильтров для уменьшения паразитного высокочастотного излучения, устранение помех электрической сети (50 Гц), экранирование аппаратуры и др.);
- прокладывать кабели в помещениях в декоративных коробах, трубах, а в опасных (с точки зрения вандализма) помещениях - в металлических трубах и металлорукавах. Возможна также прокладка кабеля по существующим кабельным каналам;
- прокладывать кабели вне помещений в земле или по стенам здания. Для этого должны применяться специальные кабели в броневой оплетке, выдерживающие большие колебания температур (от минус 40 до плюс 70 °С), высокую влажность (100%), воздействие солнечного света, соли и грызунов. Допускается применение обычных кабелей, прокладываемых в герметичных металлических трубах и металлорукавах.
ВНИМАНИЕ! Не допускается прокладывать коаксиальные кабели и высоковольтные кабели сети питания вместе в одном коробе или трубе.
Для передачи сигнала на большие расстояния (до 1,5 км) возможно применение линии передачи "витая пара" с соответствующим оборудованием (передатчиком и приемником) для преобразования видеосигнала в симметричный, поскольку на выходе камеры сигнал несимметричен.
В настоящее время используются три системы передачи изображений по цифровым и обычным телефонным линиям:
- системы с компрессией изображений по принципу "условного обновления" (CR), предназначенные для передачи только информации об изменении изображения от кадра к кадру;
- системы с MPEG-компрессией, в которых используют специальные алгоритмы компрессии изображений движущихся объектов;
- системы с GPEG-компрессией, которые обеспечивают независимое сжатие кадра изображения.
В специальных СОТ, когда требуются повышенная помехозащищенность, конфиденциальность информации и высокая разрешающая способность, применяют волоконно-оптические линии связи. Дальность действия таких СОТ (как и при передаче по телефонным линиям) практически не ограничена. Относительная дороговизна данных систем обусловлена тем, что ТК не имеют выхода для подключения оптоволоконного кабеля, поэтому требуется вводить в СОТ преобразователи электрического сигнала в оптический и обратно. Кроме того, прокладка, сращивание и подключение оптоволокна достаточно сложны. Однако при увеличении дальности передачи видеосигнала стоимость СОТ с волоконно-оптическим кабелем меньше стоимости системы передачи с помощью коаксиального кабеля (из-за большого количества усилителей, корректоров и другого оборудования и материалов). Например, видеосигнал от десяти ТК можно передавать по одному оптоволокну, а в случае использования коаксиального кабеля приходится использовать 10 отрезков такого кабеля необходимой длины и такое же количество усилителей, корректоров и др.
4.6.2 Беспроводные каналы связи
При создании мобильных и переносных систем, а также при невозможности или нецелесообразности прокладки кабельных линий используют радиоканалы связи. Дальность передачи при этом составляет от сотен метров до нескольких километров. В простейшем случае ТК подключают к радиопередатчику дециметрового диапазона, а сигнал принимается на обычный телевизор. Однако такие системы имеют существенные недостатки: могут создавать помехи бытовому теле- и радиовещанию, а сигнал в зоне действия передатчика может принимать преступник. Этих недостатков лишены радиосистемы, работающие в сантиметровом диапазоне, а также инфракрасные и лазерные системы.
Инфракрасные системы работают следующим образом: передатчик ИК-диапазона преобразует сигнал от одной или нескольких ТК в модулированное излучение ближнего инфракрасного диапазона (780...850 нм) и выдает в виде узкого луча. Приемник, находящийся на расстоянии до 2000 м, осуществляет обратное преобразование. Такие системы не требуют разрешения на их применение от Государственной комиссии по радиочастотам при Государственном комитете Российской Федерации по связи и информации. В то же время эти системы достаточно дорогостоящие, а их дальность действия в значительной мере зависит от оптической плотности среды (снег, дождь, туман, пыль, и т.п.).
Большинство беспроводных систем передачи видеосигнала имеет достаточно узкие диаграммы направленности. Поэтому такие системы критичны к выравниванию и установке передающих и приемных антенн. При проектировании указанных систем и их монтаже упор должен быть сделан на методы выравнивания и жесткости крепления антенн. Естественные движения высоких сооружений, на которых закреплены антенны, могут серьезно воздействовать на эффективность системы передачи.
Типы модуляции в оптоволоконных системах
Для передачи по одному оптоволокну одновременно нескольких независимых сигналов применяются методы временного и частотного уплотнения сигналов. Для этого в оптоволоконные системы наиболее часто устанавливают оптические мультиплексоры с частотным (спектральным) разделением каналов, которые объединяют несколько передаваемых сигналов в один. Каждый источник сигнала передается лучами с различными длинами волн. Эти лучи проходят по оптоволоконной линии независимо и не взаимодействуют друг с другом. Такой вид модуляции называется WDM (wavelength division multiplexing). Он повышает пропускную способность оптоволоконной системы и позволяет осуществлять одновременную двунаправленную передачу информации.
Другие виды модуляции оптического сигнала, которые используют оптоволоконные системы:
частотно модулированное частотное мультиплексирование FM-FDM (frequency-modulated frequency division multiplexing),
амплитудная модуляция с частично подавленной боковой полосой, частотное мультиплексирование AVSB-FDM (amplitude vestigial sideband modulation, Frequency division multiplexing) - обеспечивает одновременную передачу по одной оптоволоконной линии до 80 каналов.
Импульсно кодовая модуляция, частотное мультиплексирование PCM-FDM
Комбинации вышеперечисленных методов модуляции.
Расчет подъема антенн для обеспечения прямой видимости.
Для обеспечения передачи сигнала от передающей антенны на приемную антенну необходимо правильно выбрать условия установки антенн над уровнем земли. Высоту установки антенн при условии идеально гладкой Земли можно определить по следующему графику.
Достарыңызбен бөлісу: |