В период продолжающегося перехода от аналогового видеонаблюдения к цифровому, во времена совместного существования данных технологий, по-прежнему ключевой остается необходимость надежной передачи видеосигнала. Существует несколько проводных и беспроводных технологий для передачи визуальной информации в системе видеонаблюдения. Однако крайне важным является понимание сильных и слабых сторон каждой технологии, а также соответствие конкретному применению.
Во многих действующих системах для передачи изображения к мониторам или к записывающему оборудованию используется коаксиальный кабель. Действительно, многие годы коаксиальный кабель являлся традиционным методом передачи сигнала в системах видеонаблюдения. Наличие BNC-разъема почти на каждой камере видеонаблюдения подчеркивает эту установившуюся практику передачи сигнала. Однако коаксиальный кабель имеет свои недостатки, такие как ограниченная дальность передачи, ухудшение сигнала при передаче на длинных участках кабеля и электрические помехи.
Сетевые, цифровые и IP технологии определили приход высокоскоростных сетей Ethernet и кабелей Cat-5/UTP*, а также применение IP технологии для передачи оцифрованного видеоизображения. Наконец, на вершине проводных технологий находятся оптоволоконные кабели, которые невосприимчивы к электрическим помехам, имеют повышенную безопасность, обеспечивают передачу на значительные расстояния, а также имеют большую пропускную способность.
Разумеется, существуют различия в методах передачи сигнала. Интеграторы, проектировщики, установщики и конечные пользователи должны рассмотреть и выбрать методы передачи, учитывая требуемую функциональность камер. При этом необходимо рассмотреть такие аспекты как максимальная длина участков кабеля, требования к электропитанию, вопросы монтажа, время монтажа, качество видео, возможность интеграции с другими системами и стоимость.
Коаксиальный кабель не может «пройти» дистанцию
Наиболее распространенным является коаксиальный кабель RG-59U. Он обеспечивает то, что многие считают приемлемым качеством передачи видео от камеры к точке назначения на расстояние до 230 метров. Это потому, что максимальное рекомендуемое расстояние между аналоговой камерой и видеорегистратором, пультом управления или монитором – 230 метров. Когда речь идет о подаче питания на камеру, во многих случаях используется так называемый «сиамский» кабель, который представляет собой коаксиальный кабель RG-59U, соединенный с двухжильным кабелем 18/2, для передачи питания и видео. По-прежнему, при передаче на значительное расстояние, будет увеличиваться падение напряжения, из-за чего необходимо выбирать источник питания и кабель, которые обеспечат необходимое напряжение на данном расстоянии.
Привязка коаксиального кабеля к аналоговым камерам объясняет, почему эта технология по-прежнему самая популярная, и почему она так быстро теряет рынок. Чем больше появляется IP систем, тем меньше желание использовать коаксиальный кабель. Сейчас, особенно когда речь идет о новых и обновленных системах, в которых используется большое количество камер, все меньше таких систем используют коаксиальный кабель, и все больше систем могут похвастаться сетями Ethernet/IP (EIP), кабелями Cat-5/UTP и оптоволокном.
В некоторой степени смену технологии передачи сигнала в системах безопасности подтолкнула распространенность локальных сетей (LAN) на большинстве предприятий. В мире информационных технологий предпочтительными средствами передачи являются кабели Cat-5/UTP, а также оптоволоконные кабели, которые часто используются как центральные магистральные линии. Камеры могут быть легко установлены с использованием существующих UTP или оптоволоконных кабелей, проложенных ранее для создания корпоративной сети. Корпоративные и государственные IP платформы ускорили смену технологий. Это естественным образом подтолкнуло системы безопасности к подобной модели, особенно когда это касается видеонаблюдения.
Передача сигнала с помощью технологий Ethernet/IP получает все большее распространение.
IP камеры видеонаблюдения и видеосерверы (также называемые IP кодерами) подключаются к сети с использованием либо Ethernet соединения, либо кабелей Cat-5/UTP. На многих объектах кабель для сети Ethernet и соответствующий протокол уже присутствуют, так что камеры и серверы могут быть легко подключены. IP камеры и видеосерверы имеют встроенные веб-серверы. Таким образом, видео, которое они передают, можно просмотреть напрямую через Интернет, используя стандартный веб-браузер. Нет необходимости в видеорегистраторе или карте видеозахвата, чтобы передавать видео через Интернет. IP видеосерверы, также известные как сетевые видеосерверы, могут превратить любую камеру видеонаблюдения (со стандартным выходом BNC) в сетевую IP камеру (Ethernet выход).
Метрополитен Лос-Анджелеса служит хорошим примером того, какие преимущества дает технология EIP, обеспечивающая легкое подключение, простое расширение системы, высокий уровень совместимости и надежность (см. схему). Центр управления и каждая станция в метрополитене соединены сетью Ethernet, которая используется только для системы видеонаблюдения, чтобы исключить проблемы связанные с электромагнитными помехами. Матричный коммутатор на каждой станции передает восемь каналов видео через восемь кодеров. После этого восемь декодеров в центре управления получают изображения с переднего коммутатора и передают их на центральный управляющий коммутатор. Все коммутаторы также соединены с помощью Ethernet. Каждый коммутатор имеет собственный IP адрес.
Центральный пульт управления также подключен к сети Ethernet, вместо подключения к центральному коммутатору. Управляющий сигнал с пульта управления передается к управляющему видеосерверу. После преобразования кодов команд, полученных от пульта управления, сервер определяет их приоритет и передает соответствующий запрос, который управляет каждой станцией, центральным коммутатором и кодерами/декодерами, чтобы произвести переключение изображения и PTZ** операции для купольных камер на каждой станции.
Данная схема показывает конфигурацию сетевой системы видеонаблюдения на примере метрополитена.
Почему UTP уступает место для Ethernet?
UTP кабель часто выбирают вместо коаксиального или оптоволоконного кабеля благодаря легкости монтажа и подключения, невосприимчивости к помехам, а также из-за отсутствия паразитных токов. UTP кабель более легкий, более дешевый и проще монтируется, чем коаксиальный кабель RG-59U. В отличие от коаксиального кабеля, UTP кабель использует надежный симметричный режим передачи, благодаря чему защищен от электрических помех. Видеосигналы могут передаваться в той же трассе, в которой также передаются сигналы телефонных линий, Ethernet, питание 24 В, RS-422, RS-485 и другие видеосигналы (при условии, что они не передаются в обоих направлениях по одной паре проводников). UTP кабели также могут быть размещены в окружениях с большим количеством электрических помех, например, в кабельных сетях лифтов или находиться вблизи люминесцентных ламп, радиопередатчиков или электродвигателей.
Если EIP сети используют UTP кабель, тогда должен быть задан вопрос: «Как UTP может уступать место для EIP?» Ответ: «EIP – это не кабель. Это инфраструктура на основе кабеля».
В EIP системе UTP кабель передает целый ряд коммуникационных протоколов, таких как IP, TCP (протокол управления передачей) и различные протоколы компании Microsoft, например, NetBEUI. EIP сети используют все транспортные и управляющие протоколы традиционной Ethernet системы, включая TCP, IP, а также другие технологии доступа к мультимедиа и передачи сигнала, которые поддерживаются стандартными сетевыми картами Ethernet интерфейса.
В старых системах коаксиальный кабель передавал изображение к мониторам или к записывающему оборудованию. Цифровые и IP технологии определили приход высокоскоростных сетей Ethernet и кабелей Cat-5/UTP.
Таким образом, технология EIP прозрачно работает со всеми стандартными Ethernet устройствами, которые присутствуют сегодня на рынке. Это также означает, что технология EIP поддерживается на всех стандартных ПК и их производных. Технология EIP базируется на стандартной технологической платформе. Это гарантирует, что она будет двигаться вперед вместе с развитием базовых технологий в будущем. И, поскольку данная система уже установлена на многих объектах, нет необходимости в прокладке дополнительного UTP кабеля или в установке мультиплексоров/демультиплексоров. Это было бы лишним.
По сравнению с оптоволоконным кабелем, использование UTP значительно дешевле, начиная со стоимости кабеля и монтажа, и заканчивая инструментарием и трансиверами. Однако оптоволокно по-прежнему является хорошим решением при необходимости прокладки кабеля на большие расстояния (более 450 метров).
Кроме того, по-прежнему остаются проблемы и затраты при передаче аналогового видеосигнала по кабелю UTP. Такая передача требует преобразования несимметричного BNC выхода камеры в симметричный сигнал, который можно передать по одной паре проводников UTP кабеля. Когда сигнал достигает пульта управления или видеорегистратора, он должен быть преобразован обратно для передачи в стандартный BNC разъем. Это определяет необходимость использования согласующего устройства, которое позволяет сигналу из кабеля с одним значением сопротивления (по переменному току) быть переданным по кабелю с другим значением сопротивления.
Также для UTP инфраструктуры остается серьезное ограничение по расстоянию, что сдерживает размещение камер. Например, если камера находится на расстоянии 300 метров от пульта управления, без активного поддержания сигнала на определенном уровне около 37% информации будет потеряно при передаче. И это без учета необходимости и стоимости усиления сигнала, защиты от замыкания на землю и защиты от перенапряжения.
Без учета стоимости, оптическое волокно обладает большими преимуществами
Оптоволоконная технология, метод передачи информации на большие расстояния с использованием света в качестве носителя сигнала, имеет значительные преимущества, при использовании как в качестве магистрали, так и для организации всех участков системы. Среди преимуществ можно выделить следующие:
- Повышенное качество передачи.
- Отсутствие помех.
Ни одно из перечисленных явлений не оказывает воздействие на оптоволоконный кабель: удары молний, короткие замыкания, перекрестные помехи, электромагнитные помехи, радиочастотные помехи, высоковольтные люминесцентные лампы, срабатывание дверей, оснащенных системой контроля доступа, системы внешнего освещения.
- Малый вес.
- Стабильность в широком диапазоне температур.
- Длительный срок эксплуатации.
- Повышенная безопасность (сложное подключение и вмешательство).
- Чрезвычайно высокая пропускная способность.
- Развитие технологии (постоянное развитие повышает количество передаваемых данных).
Пропускная способность одной нити стандартного многомодового оптоволокна более чем в 45 раз превышает пропускную способность кабеля Cat-5, притом что, по мнению экспертов, максимальная пропускная способность одномодового оптоволокна еще не достигнута. Затухание сигнала в оптическом волокне, также известное как потери при передаче, намного меньше, чем потери в медных или UTP кабелях. Нет сомнений в том, что оптическое волокно может передавать большие количества цифровой информации на значительные расстояния, безопасно и без помех.
Только с помощью оптического волокна система безопасности может иметь собственные нити в общем оптоволоконном кабеле, получая, таким образом, независимое положение, и в то же время, являясь частью общей корпоративной инфраструктуры.
Во многих зданиях прокладывают вместе с необходимыми запасные «темные» линии оптоволокна. Это обусловлено тем, что стоимость отдельных линий оптоволокна достаточно мала, поэтому дополнительные линии не оказывают сильного влияния на бюджет. Часто во время установки линии оптического волокна ломаются, со временем изнашиваются, так что удобно иметь запасные, чтобы было доступно достаточное количество рабочих линий.
Выбранный метод передачи данных должен соответствовать требуемой функциональности камер по следующим параметрам: максимальная длина участков кабеля, требования к электропитанию, вопросы монтажа, время монтажа, качество видео, возможность интеграции с другими системами и стоимость.
Однако существуют проблемные аспекты, касающиеся и оптоволоконных кабелей, такие как высокая стоимость материалов и установки, сложность самой установки, текущее обслуживание. Умные дилеры и интеграторы, занимающие лидирующие позиции и думающие о своих клиентах, сделали инвестиции в обучение специалистов, а также в соответствующее оборудование и тестеры, чтобы работать с оптоволоконными линиями связи. И после установки они знают, как лучше всего устранить проблемы.
Думайте о будущем, чтобы принять окончательное решение
Сегодня переход от аналоговых технологий к цифровым во многом уже сделан. Аналоговые решения остаются популярными и оптимальными только для жилых помещений и для небольших коммерческих объектов. Но даже в этом случае средний покупатель привык к HD телевидению дома и не впечатлен четкостью аналогового изображения. Вместо этого он стремится получить четкость камеры с разрешением 1,3 Мп или большим. Обратив на это внимание, удобно посоветовать клиентам перейти на IP технологию, чтобы получить преимущества, которые этот переход даст в будущем. 99% систем, в которых присутствует более 32 камер, являются IP системами.
Сделайте ваш выбор технологии передачи данных. Узнайте, что уже установлено на объекте и проверьте, обеспечивает ли это решение наилучшую рентабельность. Но что бы вы ни делали, не планируйте только на сегодняшний день. Планируйте, ориентируясь на то, что должна будет делать система видеонаблюдения вашего клиента через 10 лет. Единственное на что можно полагаться, это то, что объемы передаваемых видеоданных не сократятся.
* UTP – неэкранированная витая пара.
** PTZ – решение с возможностями панорамного обзора, позиционирования и увеличения.
