Комплексный подход естественным образом повлек за собой изменения в выборе оборудования. Теперь при разработке решения все чаще учитывают не только соотношение цена/качество, но и корректную работу оборудования различных производителей при его интеграции в общую систему, а также возможность наращивания функционала в связи с новыми задачами и требованиями клиента.

Данный процесс оказался актуальным не только для оконечного оборудования, но затронул также и подходы к выбору способов передачи видеосигнала.

Основные критерии выбора способа передачи видеосигнала

При выборе способа передачи видеосигнала необходимо принимать во внимание следующие факторы:

• задачи, стоящие перед заказчиком;
• цена, которую заказчик готов заплатить за решение;
• необходимая скорость и объем передачи данных;
• вид передаваемого видеосигнала (цифровой или аналоговый);
• дальность передачи;
• месторасположение объекта (город, открытое пространство, лесистая местность и пр.);
• эксплуатационные особенности объекта (в том числе климатические условия: максимальная разница температур, уровень влажности, вероятность грозовых разрядов и пр.);
• уровень электромагнитных помех (в том числе наличие в непосредственной близости железных дорог, высоковольтных линий электропередач и т.д.);
• масштабируемость решения и прочие характеристики.

Зачастую ключевым критерием выбора того или иного устройства называют расстояние, на которое необходимо передать видеосигнал. Такие устройства даже иногда классифицируют по этой характеристике: "до 300 м", "до 1,5 км" и т.д. Однако данное разделение не совсем корректно, так как расстояние для каналов передачи является величиной не постоянной, а легко изменяемой. Она может быть увеличена с помощью дополнительных устройств усиления видеосигнала или, наоборот, уменьшена за счет воздействия существующих на объекте электромагнитных помех. Поэтому при выборе устройства не стоит ориентироваться только на указанное в описании расстояние передачи сигнала. Тем более, как правило, производитель приводит данные при работе оборудования в идеальных условиях, а на практике многие цифры выглядят гораздо скромнее.

Определяющими факторами при выборе, с одной стороны, являются финансовые возможности заказчика, с другой - его подходы к вопросам безопасности, существующие в компании стандарты качества и требования к техническим характеристикам оборудования.

Выбор того или иного устройства передачи зависит от тех задач, которые должен решать канал. Если речь идет только о передаче видео, то ключевым показателем является уровень качества получаемой на выходе "картинки" в дневное и (при необходимости) в ночное время. Так, например, в одном случае достаточно лишь видеть, что покупатель взял в руки коробку, в другом - необходимо знать, что это за коробка, как она промаркирована. Если заказчик выбирает камеры с высоким разрешением и исходно высоким качеством видеосигнала, то в дальнейшем при передаче по линии этот видеосигнал не должен быть ухудшен или искажен.

При выборе способа передачи необходимо также учитывать, какие камеры будут использоваться в системе видеонаблюдения: цифровые или аналоговые. Например, очевидно, что Wi-Fi-канал не подходит для передачи аналогового сигнала.

Немаловажные факторы при оснащении объекта системой видеонаблюдения - его месторасположение и эксплуатационные особенности. В частности, если речь идет о видеонаблюдении за периметром, то следует обратить внимание на устойчивость кабеля к перепадам температур, сохранение работоспособности оборудования в период длительных морозов и на защиту линий передачи сигнала и питания от грозовых разрядов. Еще одним важным критерием является уровень электромагнитных помех на объекте (общее количество различных излучающих устройств и расстояние от них), а также наличие в непосредственной близости высоковольтных линий передач.

Одной из самых распространенных проблем уличного видеонаблюдения является низкая освещенность зоны обзора камеры в ночное время. Качество изображения в этом случае не всегда зависит только от камеры - решающее значение здесь имеют все составляющие системы, в том числе и устройства передачи данных.

Кроме того, при проектировании системы нужно закладывать возможности для ее развития. Технологии прогрессируют очень быстро, и поэтому надо ориентироваться как на расширение и модернизацию оконечного оборудования, так и полную его замену на более совершенное.

Типы передачи видеосигнала

В настоящее время можно выделить два типа передачи видеосигнала: проводной, где используются коаксиальный кабель, кабель "витая пара", оптоволоконная линия связи, и беспроводной, работающий на базе стандартов сетей GSM/GPRS/EDGE, Wi-Fi, WiMAX, простого радиоканала.

Проводная передача видеосигнала

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель сегодня встречается в системах видеонаблюдения наиболее часто. Связано это не столько с его техническими характеристиками, сколько с тем, что он появился на рынке одним из первых. Это недорогой и относительно простой для монтажа способ передачи видеосигнала. Кроме видеоизображения по коаксиальному кабелю могут также передаваться аудиосигнал и данные телеметрии с целью управления функциями оптики и поворотным устройством телекамер.

В идеальных условиях по коаксиальной линии изображение без потери качества может быть передано на расстояние до 300 м, однако на реальном объекте такого показателя добиться невозможно. Одной из причин снижения технических характеристик по дальности передачи является высокая чувствительность коаксиального кабеля к электромагнитным помехам, а также такой нормируемый параметр линии, как затухание.

Для снижения влияния помех необходимо применение ряда мер, среди них:

• предотвращение или уменьшение искрообразования в стороннем оборудовании;
• использование в аппаратуре специальных фильтров для уменьшения паразитного высокочастотного излучения;
• устранение помех электрической сети;
• экранирование аппаратуры и др.

В помещениях следует производить прокладку кабелей в специальных коробах, трубах, за подвесными потолками и т.д., а в опасных с точки зрения вандализма помещениях - в металлических трубах и металлорукавах. Возможна также прокладка кабеля по существующим кабельным каналам, но при этом (согласно правилам эксплуатации электроустановок (ПУЭ) нельзя прокладывать в одном коробе или трубе коаксиальные кабели вместе с высоковольтными кабелями сети питания.

Вне помещений прокладка кабеля может осуществляться в воздушной среде, например, на столбах с креплением кабеля на трос, в земле, а также прикрепляться к стенам здания, забору и т.д. Для этих целей необходимо использовать только специальные кабели в броневой оплетке, выдерживающие большие колебания температур (от -40 до +70 °С), высокую влажность (100%), удар молнии, воздействие солнечного света, солей и грызунов.

Для эксплуатации на пожароопасных объектах, требующих соблюдения особого режима безопасности, желательно применять коаксиальные кабели с повышенными огнестойкими характеристиками.

Витая пара

Использование витой пары позволяет производить передачу различных сигналов - видео, аудио, управления, телефонии и пр. По данным некоторых производителей, возможна передача видеоизображения с использованием специальных приемопередатчиков на расстояние до 1,5 км, однако спецификацией стандарта 10Base-T - витая пара, UTР/STР/FTР, cat3, cat5, cat5e, cat6 -максимальная длина кабеля для передачи компьютерных данных ограничена 100 м. Правда, на практике те же данные можно передавать на расстояние максимум в 150 м. Тем не менее витая пара обладает рядом других качественных характеристик, которые обеспечивают данному способу передачи популярность и широкое применение на объектах различного масштаба и уровня сложности.

Например, одним из плюсов витой пары является возможность использования пар кабеля для передачи и сигнала и питания на устройство. Кроме того, по сравнению с коаксиальным кабелем, витая пара обладает более низкой чувствительностью к электромагнитным и электрическим помехам. Важно и то, что в случае обрыва заказчик до прибытия сотрудников сервисной службы может восстановить витую пару своими силами без применения специальных инструментов.

Передача данных по оптоволокну

В настоящее время оптоволоконные линии связи получают все большее распространение. По некоторым сведениям, в России количество используемого оптического волокна для организации новых каналов связи с 2005 по 2007 гг. увеличилось примерно в 2,5 раза. Интерес к оптоволоконным линиям связи обусловлен постоянно растущими требованиями к скорости передачи данных и качеству видеоизображения, а также необходимостью построения на объектах интегрированных систем безопасности.

Оптоволоконная система включает в себя передатчик, преобразующий электрические видеосигналы в оптическое излучение, приемник, преобразующий оптическое излучение в электрические видеосигналы, и, собственно говоря, оптическое волокно, соединяющее передатчик и приемник.

В свою очередь оптическое волокно состоит из центрального проводника света с высоким показателем преломления, окруженного оболочкой с низким показателем преломления. Таким образом, информация в виде световых импульсов распространяется с высоким разрешением и без потери качества на расстояние до десятков километров без промежуточного усиления.

Отличия оптоволоконной системы

Принцип передачи по оптоволокну заключается в том, что лучи света, распространяясь по сердцевине оптоволокна, не выходят за ее пределы, отражаясь от оболочки. Преимуществами, отличающими оптоволоконные системы от других способов передачи информации, являются:

• нечувствительность к электромагнитным и высокочастотным помехам;
• отсутствие излучения вовне;
• абсолютная защищенность от несанкционированного перехвата данных.

Большая пропускная способность оптоволоконных систем обусловлена высокой частотой колебаний световых волн. Скорость передачи видеосигналов через оптоволоконные системы ограничивается фактически только техническими ресурсами передающего и приемного модуля системы, и она может составлять около 10 Гбит/с.

Разновидности оптического кабеля и способы его соединения

Единственное, что может влиять на пропускные параметры оптоволокна -это качество соединений кабеля.

Сегодня самым распространенным способом обеспечения неразъемного соединения оптоволокна является сварка. Это достаточно сложная процедура, требующая внимательности и высокой точности, однако более десяти лет внедрения оптоволокна позволили специалистам многих монтажных организаций накопить хороший опыт для ее успешного проведения. Сварочный шов, выполненный с соблюдением технологии, вносит затухание до 0,1 дБ. Второй способ - склейка оптического волокна - представляет собой более простой процесс, но он имеет недостатки в виде менее прочного механического соединения и большего вносимого затухания (0,3 дБ).

Строгое соблюдение технологии прокладки и монтажа позволяет минимизировать показатели затухания сигналов до 0,1 дБ.

В зависимости от показателей преломления существуют две разновидности оптического кабеля:

• одномодовый - с одной траекторией распространения видеосигнала по ядру оптоволокна;
• многомодовый - с несколькими траекториями распространения световых волн по оптоволокну.

Согласно спецификации, многомо-довое оптоволокно обеспечивает передачу сигналов на расстояние 2 км, а одно-модовое - на 5 км. Это объясняется меньшими потерями при прохождении сигнала в одномодовом волокне.

В интегрированных системах безопасности, как правило, используется многомодовое оптоволокно. Это связано в первую очередь с тем, что многомодовый кабель обеспечивает передачу не только видеосигнала, но также и аудиосигнала, сигналов управления исполнительными устройствами и пр.

Преимущества оптоволокна

Бытует мнение, что оптоволоконные системы - "дорогое удовольствие". Однако данное суждение основано исключительно на стоимости самого кабеля, что в корне неправильно, так как при увеличении дальности передачи видеосигнала к стоимости, например, коаксиального кабеля добавляется цена целого ряда дополнительного оборудования (усилителей видеосигнала, корректоров частотных искажений и др.). К этому необходимо прибавить также и стоимость других элементов каналов связи, в том числе: средств заземления для защиты от поражения электрическим током и защиты от помех, от атмосферного электричества; закладных металлических труб или экранирующих лотков, препятствующих несанкционированному съему информации с кабелей, и прочего оборудования.

Кроме того, необходимо иметь в виду, что оптическое волокно делает возможным одновременную передачу большого числа независимых сигналов по одному каналу, что позволяет заменить десятки электрических кабелей одним оптико-волоконным. При этом оптоволокно характеризуется малым диаметром и небольшим весом, такой кабель отличается также высокой степенью гибкости.

Имеющее крайне малый диаметр оптическое волокно может выпускаться в прочной внешней оболочке, выдерживающей большие механические нагрузки, гарантирующей длительную стабильную работу при любых температурах, в сырой и/или агрессивной среде, чему способствует также тот факт, что оптическое волокно не окисляется. Благодаря своим свойствам некоторые типы оптических кабелей могут быть проложены непосредственно в земле, что резко удешевляет и ускоряет монтажные работы.

Сфера применения

Высокие технические характеристики оптоволокна обуславливают сферу его применения. Прежде всего, данный способ передачи используется для построения систем безопасности, в которых ключевыми требованиями являются объемы передаваемой информации и качество видеосигнала.

Оптимальным решением оптоволокно является также и для прокладки линий передач открытым способом (воздушной линией, в лотках, по оградам, стенам зданий и т.п.) при наличии источников помех (радиопередатчиков, линий электропередач, электростанций, трансформаторных подстанций, транспорта, энергоемкого оборудования и пр.).

Кроме того, оптоволокно - оптимальное решение для объектов с высоким уровнем электромагнитных помех техногенного и природного происхождения, для особо ответственных объектов видеонаблюдения, для защиты информации от несанкционированного доступа. Для подобных объектов характерно использование оптоволокна в системах видеонаблюдения в комплексе с периметральными волоконно-оптическими системами охранной сигнализации. В данном случае оптоволоконные кабели, используемые для передачи информации, могут применяться в качестве датчиков для измерения различных механических воздействий. Распределенные сенсорные устройства на основе оптоволокна позволяют получать и передавать информацию о температурных, гидродинамических, деформационных и других физических изменениях на большие расстояния с локализацией места воздействия.

Оптоволоконные технологии не имеют альтернативы на объектах с протяженными периметрами. Например, совсем недавно на одном из крупных складских комплексов была внедрена интегрированная система охраны периметра протяженностью около 3 км с использованием оптоволоконных сетей. В данном случае оптоволокно было выбрано в качестве среды не только для передачи видеоданных, но также и для обеспечения интеграции таких функций, как охранная сигнализация, контроль и управление доступом, диспетчерская связь, проверка работоспособности всех составных частей комплекса и пр. За счет использования оптоволокна удалось решить поставленные заказчиком задачи высокоскоростной передачи большого объема данных, а также обеспечить стабильную работу и возможность расширения функционала системы безопасности.

Беспроводные каналы

Можно много говорить о преимуществах беспроводных каналов связи, однако сегодня передача видеосигнала с помощью систем беспроводной связи (сети GSM/GPRS/EDGE, Wi-Fi, Wi-MAX, простой радиоканал) не имеет широкого распространения на более-менее крупных объектах, так как в этом случае в силу технических характеристик не может быть выполнено большинство требований, стоящих перед системой видеонаблюдения. Изображение, получаемое при таких способах передачи, не может быть высокого качества, а количество камер в системе и скорость передачи ограничены. Кроме того, передача по беспроводным каналам подвержена воздействию различного рода помех, и при этом высока степень вероятности перехвата видеосигнала. Также следует иметь в виду, что для осуществления передачи на определенных частотах необходимо получать соответствующую лицензию.

Как правило, беспроводные системы используются для решения конкретных задач, когда, например, необходимо создать мобильную систему для наблюдения за подвижными объектами, или в тех случаях, когда прокладка кабельных линий на объекте невозможна. Реальный опыт инсталляторов показывает, что данный способ имеет смысл применять в основном для локальных систем передач видеосигнала на небольшие расстояния. Расстояние передачи зависит не только от силы сигнала, но и от типа и количества препятствий между камерой и точкой доступа, для увеличения расстояния возможна установка дополнительных антенн.

В заключение хотелось бы отметить, что каждый из существующих сегодня способов передачи данных актуален, имеет свой спектр применения, а также перспективы развития и эксплуатации на различных объектах. Каждый из этих способов может быть эффективным, если его технические возможности соответствуют тем задачам, которые ставит заказчик перед системой безопасности.