Приемопередатчик видеосигнала по витой паре своими руками

Передача видео по витой паре — технические особенности и тенденции развития

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

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

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

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

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

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

Преимущества и недостатки

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

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

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

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

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

Технические ограничения использования:

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

Структура сети передачи видеоинформации

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

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

Передача электропитания по витой паре

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

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

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

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

Выводы

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

Источник

Форум по системам видеонаблюдения и безопасности.

Форум по системам видеонаблюдения, безопасности, пожарным и охранным сигнализациям, контролю доступа.

Помехи по витой паре

Помехи по витой паре

Сообщение astr_ken » 05 мар 2016, 18:24

Добрый день!
Выручайте уважаемые ГУРУ видеонаблюдения.

Суть проблемы: в системе 5 камер AHD, все microdigital 2шт. Msg-ah6260vtd-30s и 3шт . ftd-24s.
Регистратор fox-8la, б/п типо акорда 5 амп.
Система стоит на дач. участке внутри железного контейнера 2 камеры установленны непосредственно на нём и протянуты вит. парой каждая своей (уличной — двойная оплётка фольга), три камеры по периметру ( две на сарае — дерево, одна на заборе — металл) протянуты вит. парой общей для внутрянки — с фальгой и шввп 2х0.75 на питание расстояние до дальней 75 метров , подключены с пас. приёмо-передатчиками vi-link для ahd.
По итогу: на этих трёх — изображение двоится и как бы несильно качается (как вода в пруду), а на тех двух что на контейнере двоится — бежит 2-ой контур изображения, на одной справа налево, на другой наоборот слева направо.
Что пробовал — менял бп на более слабый — ни улучшилось не ухудшилось, перетыкивал приёмо передатчики перед регистратором, они идут парами в комплекте — думал имеет значение, результата ноль.
Камеры пластиковые — думаю на землю не должны пробивать. Провода внутри контейнера были проложены рядом с силовым узо, убрал в сторону — как позволило пространство — ни на грамм картинка не улучшилась.
Подскажите что попробовать, желательно без перетяжки проводов.
Заранее спасибо.

Re: Помехи по витой паре

Сообщение astr_ken » 05 мар 2016, 23:09

Источник

Создание видеонаблюдения по витой паре

Витой парой называется кабель, который по стандарту имеет 8 индивидуально изолированных и попарно скрученных проводников, и применяется обычно для подключения IP камер. В некоторых случаях при помощи витой пары можно организовать и аналоговое видеонаблюдение с использованием специальных активных и пассивных приемопередатчиков.

IP видеонаблюдение на сегодняшний день является наиболее перспективным направлением в области охранных систем, поскольку даже одна IP камера способна выполнять множество функций по обеспечению защиты и безопасности объекта. В рамках данной статьи мы поговорим об основных возможностях реализации видеонаблюдения с использованием UTP кабеля (витой пары), расскажем как об IP, так и об аналоговом видеонаблюдении.

Содержание:

Особенности реализации наблюдения по UTP кабелю

Говоря об аналоговом видеонаблюдении, к применению витой пары обычно прибегают в случаях большого расстояния от камеры видеонаблюдения до видеорегистратора. Вследствие большой протяженности кабельной линии на видеосигнал в большинстве случаев накладываются помехи, которые мешают восприятию изображения с камеры.

Помехи могут возникать не только при больших расстояниях – частой причиной их возникновения является так называемый «радиофон», или проложенный по близости силовой кабель, который также может накладывать помехи на коаксиальный кабель.

Так почему же при больших расстояниях кабельных линий предпочтение отдается именно витой паре? Дело в том, что витая пара имеет 8 попарно скрученных между собой проводников, каждый из которых имеет индивидуальную изоляцию, и в дополнение ко всему покрытых общей пластиковой оболочкой. Основной особенностью, которая позволяет данному кабелю не бояться помех является именно скрутка двух проводников, каждый из которых имеет разную полярность – один «+», другой «–». Приемопередатчики вычитают из положительного сигнала отрицательный, и в итоге происходит то, что полезный сигнал усиливается вдвое, а помехи полностью исчезают.

Вследствие этого такой кабель имеет очень хорошую защиту от радиопомех, и при своем удачном соотношении цена/качество представляется хорошим вариантом для построения системы видеонаблюдения на большое расстояние.

Зачем нужны приемники и передатчики?

Вследствие своих технических характеристик, витая пара обладает очень высоким удельным сопротивлением, что негативным образом сказывается на передаче видеосигнала на расстояние свыше 200 метров, поэтому при необходимости организации видеонаблюдения на большие расстояния на обоих концах кабеля закрепляются специальные приемопередатчики, коих выделяют 2 типа:

• Пассивные приемопередатчики;
• Активные передатчики.

Передатчики устанавливаются на стороне камеры, а приемники на стороне принимающего оборудования.

Пассивные передатчики применяются для передачи видеосигнала на небольшие расстояния – 150-500м, поскольку не способны компенсировать все помехи. Основной особенностью является то, что для работы данному типу устройств не требуется подачи электропитания.

При больших протяженностях кабельных линий применяют активные передатчики, способные обеспечивать передачу сигнала на расстояние до 4 км, в зависимости от спецификации. Для работы активных приемопередающих устройств необходимо наличие питания с напряжением 12В. При правильной организации системы дальность передачи может достигать 3000-4000 м.

Чтобы успешно организовать видеонаблюдение с использованием данных технических сердств, необходимо соблюдать следующие правила:

• Использовать только совместимые между собой приемники и передатчики;
• Для достижения лучшего результата следует применять только активные приемопередатчики, желательно с возможностью регулирования усиления (корректировки АЧХ – амплитудно-частотной характеристики);
• Используйте кабель с минимальными значениями емкости между проводниками.

Сигнал может ослабляться как за счет сопротивления линии, так и за счет емкости кабеля вследствие передачи высокочастотного сигнала, а поскольку витая пара применяется для организации видеонаблюдения на дальние расстояния, нам необходимо максимально снизить риск потери сигнала за счет его усиления. Именно для усиления сигнала с камеры и применяются активные приемопередатчики.

Поскольку диапазон частот сигнала находится в достаточно широких пределах, ослабление может быть неравномерным – для обеспечения минимальных различий между изображением на мониторе, и изображением с видеокамеры, высокие частоты необходимо усиливать больше, чем низкие. Для этого необходимо провести коррекцию АЧХ, что может быть выполнено только с использованием активных приемников и передатчиков.

Категория кабеля

Степень защиты от помех также зависит от категории витой пары. Чем выше категория – тем выше защита. Обычно для нужд видеонаблюдения применяется кабель категории 5е, который при оптимальном соотношении цена/качество способен обеспечить передачу видеосигнала на расстояние 2-3 тыс. метров.

Для больших протяженностей применяются более высокие категории кабелей, способные обеспечить наилучшую защиту от помех:

• Так, кабель 8 категории имеет улучшенную защиту от помех благодаря наличию дополнительной экранирующей оболочки, отводящей помехи от кабеля;
• Для создания удаленного наблюдения на расстояния от 4 тыс. метров рекомендовано применение кабеля «витая пара» 7 и выше категории, с использованием мощных активных усилителей;
• Кабели категорий 5 и 5е работают в диапазоне частот 100 мГц и 125 мГц, и способны передавать данные с камер со скоростью 100-1000 Мбит/сек;
• Категории 6 и 6А работают в диапазоне частот 250-500 мГц, используются для прокладки скоростных локальных сетей;
• В кабеле 7 категории экранированную оболочку имеет каждая пара, а также имеется общий защитный экран под общей оплеткой. Диапазон частот – 600-700 мГц, скорость передачи 100 Гбит/с.

В системах аналогового видеонаблюдения лучше всего ведет себя кабель марки ТППэп, способный качественно работать на «высоких частотах», а учитывая что аналоговые камеры имеют диапазон частот сигнала 50 Гц — 6 мГц, данный момент является достаточно важным.

Преимущества видеонаблюдения по витой паре

Создание видеонаблюдения с использованием кабеля «витая пара» имеет массу преимуществ, по сравнению с коаксиальным:

• Больше возможностей для реализации видеонаблюдения на большие расстояния;
• Более низкая цена и экономия на кабеле за счет возможности подключения нескольких камер по одному кабелю;
• Низкий уровень помех за счет вышеоговоренных особенностей, а также благодаря использованию приемопередатчиков;
• Подключение нескольких камер по одному кабелю с использованием свободных витых пар;
• Возможность подключения дополнительных устройств – микрофонов, детекторов движения по одному кабелю;
• Реализация питания камеры с использованием оставшихся проводников – PoE в IP камерах, и с использованием инжекторов и сплиттеров без поддержки камерой технологии PoE.

Таким образом, при организации видеонаблюдения на значительные расстояния лучше всего отдать предпочтение именно витой паре, поскольку экономия в данном случае складывается ощутимая, да и качество сигнала будет в разы лучше, чем с использованием коаксиального кабеля.

Источник