Полезная информация
Передача видеосигнала по меди: какой кабель выбрать?
Передача видеосигналов в системах безопасности всегда была непростой задачей – ведь на качество изображения влияет большое количество различных факторов. Не последнюю роль в решении этой задачи играет правильный выбор кабеля, по которому передаются аналоговые видеосигналы.
Однако в последнее время эта задача осложнилась — если раньше в охранном видеонаблюдении главенствовал композитный видеосигнал CVBS (Color, Video, Blanking and Sync) – стандарт PAL, то сейчас к нему добавились аналоговые видеосигналы высокой четкости:
- AHD (Analog High Difinition),
- HD-TVI (High Definition Transport Video Interface),
- HD-CVI (High Definition Composite Video Interface).
Коаксиал или витая пара?
Повышение разрешающей способности создает дополнительные трудности при транспортировке видеосигналов.
И здесь выбор среды передачи видеосигнала – «коаксиал или витая пара?» – становится скорее схоластическим вопросом: канонические решения мало кого интересуют – проектировщикам и монтажникам нужны эффективные и доступные решения практических задач.
Действительно, если бы в прошлом веке студент на экзамене сказал, что видеосигнал можно передавать по кабелю витой пары, то он наверняка получил бы жирную двойку. А между тем сейчас передача видео по витой паре никого не удивляет, это стало обыденностью. Но. как и в прошлом веке видеосигнал действительно нельзя непосредственно передать по витой паре – нужны преобразователи несимметричного (относительно «земли») видеосигнала в симметричный (на передающей стороне) и обратно (на приемной стороне).
Аналогично, для коаксиального кабеля можно получить значительно большее расстояния передачи видеосигнала при использовании видеоусилителя, нежели без него.
В обоих случаях на передающей стороне в аналоговый сигнал вводятся предискажения, компенсирующие завал АЧХ кабеля на верхних частотах. Точность ввода предискажений и удобство их регулировки – это одна из характеристик указанных приборов.
От качества преобразователей/видеоусилителей зависит допустимая длина передачи сигналов – а это значит, что о возможностях использования того или иного кабеля значительной длины можно говорить только в связке его с конкретным типом преобразователя/усилителя.
Что касается непосредственного ответа на вопрос, что лучше коаксиальный кабель или кабель витой пары, то здесь выбор определяется скорее субъективными факторами:
- цена (с учетом преобразователей/видеоусилителей);
- удобство монтажа,
- качество экранировки
- традиционные предпочтения,
Кто-то, например, утверждает, что витая пара обеспечивает намного лучшую степень подавления помех, нежели коаксиальный кабель. Возможно, в некоторых случаях это действительно так. Но не следует забывать о плотности оплетки коаксиала – ведь если взять кабель с дополнительными слоями фольги (а то и с внешним проводником в виде трубки – есть и такие кабели, только готовьте деньги :-), то экранировка будет, что надо. Хотя не следует забывать, что все это относится только к электрической составляющей электромагнитных помех – если рядом с сигнальным кабелем проложен провод, по которому протекают большие токи, то от магнитной составляющей помех сигнальный кабель можно экранировать лишь с помощью стальной трубы.
Допустимая длина кабеля ограничивается не только разрешающей способностью передаваемого видеосигнала – например, для работы абсолютного большинства камер необходимо, кроме сигналов, передавать и питающее напряжение (желательно на всем объекте от одного источника).
Стремление упростить монтаж кабелей к видеокамерам существовало всегда. Так еще в прошлом веке (до появления PoE) на рынке существовали видеосистемы с передачей питающего напряжения от монитора до видеокамеры по коаксиальному кабелю.
Сейчас для решения этой задачи существуют комбинированные кабели, содержащие не только коаксиал или витую пару, но и питающие провода. В некоторых случаях оказывается возможным использовать для питания свободные пары кабелей витой пары.
Однако в любом случае – и для передачи видеосигналов, и для передачи питающего напряжения, и для передачи служебных сигналов – следует помнить о погонном сопротивлении проводов, а оно определяется материалом, из которого эти провода изготовлены.
Вот удельные сопротивления материалов (Ом х мм 2 / м), из которых изготавливают кабели:
Таким образом, падение напряжения на 2 стальных проводниках оказывается в 18 раз больше по сравнению с медными проводниками того же сечения. Отсюда можно сделать выводы:
- о приемлемости использования проводов из каких-то сплавов,
- о необходимости соответствующего увеличения диаметра провода для достижения той же длины, что и при использовании медных проводов и пр.
Что касается омедненных проводов, то их положительное свойство проявляется лишь на достаточно высоких частотах; на низких частотах будет работать лишь омическое сопротивление, которое можно измерить омметром.
Для непосредственной передачи напряжения питания по проводам комбинированного кабеля следует выбирать такой диаметр проводов, чтобы падение напряжения на них не было чрезмерным — на видеокамеру должно поступать указанное в паспорте питающее напряжение.
При расчете падения напряжения на проводах в качестве тока потребления видеокамеры надо брать суммарный ток, то есть учитывать и ток диодов ИК-подсветки.
В качестве сопротивления кабеля надо брать удвоенное значение сопротивления одного провода в кабеле. Это значение можно получить экспериментально (с помощью омметра), либо расчетным путем – умножив значение погонного сопротивления (если оно известно) на длину кабеля.
В тех случаях, когда по одной из пар кабеля должно передаваться управляющее напряжения RS-485, то длина кабеля не должна превышать 1200 м.
Рассмотрим основные вопросы оптимального выбора кабелей для систем видеонаблюдения.
В чем проблемы выбора кабеля?
Чем больше информации в единицу времени надо передать, тем более широкой должна быть полоса пропускания канала. Применительно к видеонаблюдению, количество информации видеосигнала определяется его разрешающей способностью (верхней частотой в спектре сигнала), а также частотой кадров.
Ширина полосы пропускания высокочастотного кабеля (в первую очередь – его верхняя граничная частота) должна быть достаточной для передачи основной части спектра видеосигнала; в противном случае на экране монитора возможно появление искажений изображения:
- «тянучки» (тянущиеся продолжения вправо за ярким элементом),
- «ломка» изображения на вертикальных переходах,
- «мигание» цвета или даже полное его пропадание и т.п.
Следует подчеркнуть, что проблемой является не только само затухание видеосигнала, но и неравномерность этого затухания для различных компонент спектра передаваемого сигнала, иначе говоря, значительное влияние оказывают частотные искажения, вносимые в сигнал кабелем.
Итак, заданная разрешающая способность видеосистемы диктует требования к ширине полосы пропускания кабеля. Поэтому рост разрешающей способности систем видеонаблюдения влечет за собой и рост требований к высокочастотности используемых кабелей:
- для CVBS с разрешением 720х576 кабель должен обеспечивать передачу видеосигнала в полосе частот от 0 Гц до 6 МГц (реально до 15 МГц),
- для передачи видеосигналов высокой четкости с разрешением 5 Мр верхняя граничная частота должна быть порядка 60 МГц,
- для разрешения 8 Мр она возрастает до (70… 100) МГц.
С другой стороны, существуют физические ограничения на предельное значение длины кабеля определенного типа при передаче аналогового сигнала того или иного стандарта — с требуемым разрешением и с требуемой частотой кадров. Иначе говоря, при проектировании видеосистемы на протяженном объекте следует помнить, что, к примеру, длина отрезка кабеля от видеокамеры до видеорегистратора (до монитора и т.д.) не должна превышать предельно допустимого значения.
Особенностью современных стандартов видеонаблюдения является также и то, что одновременно с передачей аналоговых видеосигналов они допускают передачу звука, служебных сигналов (например, управления поворотной видеокамерой), сигналов тревоги; комбинированные кабели обеспечивают еще и передачу напряжения питания для видеокамер. Для каждой из перечисленных функций существует своя максимально допустимая длина кабеля.
Задача проектировщика состоит в том, чтобы найти такие технические решения, которые позволяют обойти каждое из указанных выше физических ограничений по длине кабеля.
Для передачи видеосигналов используются 2 вида кабелей:
- коаксиальные кабели (традиционное решение),
- кабели витой пары (сравнительно новое решение – благодаря симметрии витых проводников электромагнитные помехи в равной степени наводятся на каждый из них; на приемной стороне полезные сигналы складываются, а помехи оказываются в противофазе и взаимно компенсируются).
Рассмотрим требования к кабелям для передачи по ним аналоговых видеосигналов.
Использование коаксиального кабеля
Медные коаксиальные кабели (типа RG59, RG6, SAT703) без применения усилителей позволяют передавать аналоговые видеосигналы приблизительно на следующие расстояния:
- AHD — 500 м,
- HD-TVI — 350 м,
- HD-CVI — 500 м
- CVBS – 400 м.
Если этих расстояний оказывается недостаточно, то можно использовать видеоусилители (однако следует помнить, что усиление видеосигнала, особенно чрезмерное, может вносить в передаваемый сигнал фазовые искажения).
Использование различного типа видеоусилителей позволяет существенно увеличить предельные длины кабелей:
Источник
Какой кабель использовать для видеонаблюдения — 2 лучших варианта.
Системы видеонаблюдения можно условно разделить на две большие группы — цифровые и аналоговые, или то что пришло после усовершенствований аналогового сигнала — AHD, TVI, CVI.
Кабель для подключения этих систем — это как раз таки то, на чем не стоит экономить. Практически половина успеха хорошего монтажа и качественной картинки могут зависеть от выбора кабеля.
- изображение «кривое» с искажениями и помехами и т.д.
Рассмотрим в начале какой кабель нужен для аналоговых систем и AHD.
Для того, чтобы получить картинку с любой видеокамеры и передать ее на видеорегистратор или монитор, необходимо минимум выполнить два условия:
Удобнее всего это делать при помощи кабеля, в котором уже совмещены эти функции. То есть, присутствует коаксиал для передачи видеосигнала и тут же есть 2 провода питания — плюс и минус от блока в 12 вольт.
Собирать эти провода по отдельности, на сегодняшний день крайне нерационально и не надежно.
Еще не так давно самыми распространенными вариантами для этого были:
Если вы делаете систему видеонаблюдения, что называется «для себя», то эти марки не рекомендуется применять.
ШГЭС — это две и более жилы, которые идут в медной оплетке. По одному из проводников подается питание, под другому видеосигнал.
За счет очень низкой цены, много аналоговых видеосистем было построено этими проводами. Правда расстояние от блока питания до камер на основе такого кабеля не должно превышать 15-20 метров.
При использовании этого кабеля о таких параметрах как волновое сопротивление в 75 Ом просто забудьте. Однако на небольшие расстояния сигнал все же передавать можно.
Популярность данного кабеля еще объясняется тем, что при 4-х жилах по не задействованной жиле можно пускать звук.
Наиболее правильный и самый популярный вариант для использования в аналоговых и AHD системах видеонаблюдения — это кабель КВК. Расшифровывается он как — Комбинированный Видео Кабель.
Он состоит из стандартного коаксиала с волновым сопротивлением 75 Ом. То есть, по конструкции — посредине медная жила, залитая вспененным наполнителем и снаружи оплетка.
Совместно с коаксиалом рядом идут два проводника питания. Самые ходовые сечения — 0,5мм2 и 0,75мм2.
Если видеокамеры качественные, то может и до всех 500м. Правда с увеличением расстояния встает вопрос с сечением.
При большом удалении камер, будет проблематично передать требуемые для питания 12В. Вот например таблица потерь напряжения для КВК при сечении 0,75мм2 в зависимости от удаленности камер и их мощности.
Кабель может иметь маркировку КВК-В (белого цвета) и КВК-П (черного цвета). Белого цвета предназначен для прокладки внутри помещений и зданий, а черного — для наружного монтажа на улице.
Однако имейте ввиду, что кабели одной марки, но разных производителей могут существенно отличаться по качеству. Речь в первую очередь идет о содержании меди в его жилах.
В качественных — красно-оранжевый, т.е. чистая медь. Помимо того, что она не окисляется и не ржавеет, процент содержания меди существенным образом сказывается на качестве картинки.
Вот сравните скрины с одних и тех же камер, но подключенных от кабелей с разным процентным содержанием меди в жилах.
Такие сети больше двух, трех лет, особенно на открытых пространствах, не служат.
Если вам тяжело «на глаз» определить содержание меди, то можно сделать по другому. Счищаете изоляцию на 3-4 см и подносите зажигалку к жиле.
Если она из чистой меди, то практически ничего с ней не будет, только обуглится. А вот если это обмедненный сплав с малым содержанием меди (так называемый ССА), то проводник просто сложится пополам.
При прокладке кабеля КВК не по фасаду дома, а между опорами на дальние расстояния, применяется разновидность КВК уже идущего в комплекте с тросиком КВК-Пт.
Когда таким образом тянете кабель на одну камеру, то это лучший вариант. Но если речь идет о нескольких камерах, то рациональнее будет натянуть один трос между опор, а уже к нему хомутами подвесить обыкновенный КВК-П.
Также как и для аналоговых, для цифровых камер необходимо:
- получить обратно цифровой пакет видеоданных
На сегодняшний день самым оптимальным для цифрового видеонаблюдения будет применение камер с функцией PoE. Формат PoE разрешает передавать и питание и сигнал по одному кабелю, используя один единственный разъем на основе коннектора RJ-45.
Для подключения таких цифровых систем не рекомендуется применять всего лишь двухпарный кабель UTP. Хоть он и дешевый, но не все стандарты поддерживают 4-х проводную систему передачи данных.
Поэтому здесь выбирать нужно 4-х парный кабель UTP ( LAN ). С помощью него можно передавать изображение на расстояние до 3км (при использовании усилителей).
Он идет восьмижильным, пятой категории Cat5e. Поддерживает передачу данных до 100 Мбит/с при использовании двух пар и до 1000 Мбит/с при четырех парах.
Перед покупкой также не помешает путем среза изоляции и самой жилы, проверить содержание меди внутри нее.
Для уличной прокладки требуется применять кабель UTP с черной изоляцией из полиэтилена стойкого к ультрафиолетовому излучению.
Вот таблица разновидностей кабеля UTP: 
FTP кабель это разновидность UTP, в котором поверх жил идет экранированная фольгированная оплетка. Она улучшает помехоусточивость.
Есть еще разновидность STP. У него вместо фольги используется экранированная медная оплетка. Кроме того, защитный экран есть вокруг каждого цельного медного проводника.
Его применяют при большом количестве внешних помех.
Повысить дальность передачи данных по utp кабелю можно путем активных и пассивных усилителей. Один ставится возле регистратора, другой непосредственно у камеры.
При сверхбольших расстояниях — до 3км, монтируются активные.
При небольших — до 300м, пассивные усилители. Только имейте в виду, что для активных требуется отдельное питание.
В четырехпарных кабелях utp две пары используются для передачи цифровых пакетов данных (Link), а две пары для подачи питания, которые изначально не совсем на это рассчитаны.
Есть более дорогой, но качественный вариант сборки системы видеонаблюдения с оборудованием не поддерживающим PoE — это применение так называемого мультикабеля.
Плюс этого кабеля в том, что в нем отдельно идут два многожильных проводника, чаще всего сечением 0,5мм2 или 0,75мм2, по которым и подается напряжение питания 12 вольт.
Он идеально подходит при больших расстояниях и удалении камер от блока питания, но и цена здесь будет кусаться.
Поэтому самыми популярными и верными решениями при сборке систем видеонаблюдения на сегодня остаются 2 варианта:
Источник
