Аналаговое видеонаблюдение по витой паре: принцип передачи сигнала

Видеонаблюдение » Камеры » Установка » Подключение

АНАЛОГОВОЙ ПО ВИТОЙ ПАРЕ

Существуют два варианта подключения камер видеонаблюдения:

• беспроводной;
• проводной.

Беспроводное подключение может выполняться несколькими способами. Чаще всего применяются соединения по WiFi каналу и через 3G или 4G интернет. Такие действия правильнее было бы назвать настройками, поскольку, в большей степени они предусматривают установку режимов работы видеокамеры и согласования ее с приемной частью оборудования.

Во втором случае для передачи информации используются:

• коаксиальный кабель;
• провод типа «витая пара».

Достаточно часто на просторах интернета можно прочитать, что «коаксиал» применяется исключительно для подключения аналоговых телекамер.

Это не совсем корректно, поскольку существуют варианта подключения по нему и IP камер. Другое дело, что встречается такой способ достаточно редко и требует применения дополнительного оборудования (об этом ниже).

Витая пара используется как в аналоговом, так и IP видеонаблюдении. Хочу заметить, что это не всегда хорошо всем знакомый кабель типа UTP. Существует еще так называемая «полевка» – П274. Это два многожильных провода, скрученных между собой.

Для передачи аналогового сигнала на большие расстояния он подходит лучше, чем UTP:

• ниже удельное сопротивление, а значит меньше потери сигнала;
• выше механическая прочность и защита от воздействий окружающей среды, что актуально в условиях уличной прокладки.

Выбор способа соединения определятся в зависимости от требований к системе и особенностей эксплуатации.

Немного об истории передачи видео по витой паре

Иногда приходится слышать, как та или иная современная компания объявляет себя «родоначальницей» принципа передачи видео.
Для прояснения этого вопроса хочется сообщить известную нам информацию: еще в 80-е годы прошлого века новгородское НПО «ВОЛНА» серийно использовало принцип передачи видеосигнала при производстве ПТУ (промышленных телевизионных установок). При настройке аппаратуры использовались эквиваленты витой пары. Комплектация была другой, но принцип уже был известен.

Так что тот, кто пытается убедить Вас в том, что именно он «изобрел» принцип передачи видео по витой паре, либо пытается ввести Вас в заблуждение, либо заблуждается сам…

Преимущества и недостатки аналоговых камер

Преимущества

• Доступная стоимость по сравнению с цифровыми устройствами, моделей с сопоставимым уровнем разрешения;
• Большая номенклатура продукции, а также разнообразные модельный ряд аналоговых видеокамер с различными техническими и эксплуатационными характеристиками. Проще сделать выбор устройства с оптимальными характеристиками для решения определенной задачи;
• В большинстве случаев, функциональная совместимость оборудования выпущенного различными производителями;
• Простота подключения аналоговой камеры и настройки. Аналоговые видеокамеры легко запрограммировать из-за небольшого количества выполняемых функций;
• Доступность расходных материалов и сопутствующих товаров.

Недостатки

• Большинство производимых камер и практически все устройство старого образца имеют довольно ограниченный функционал, но эта проблема решается в новых моделях которые получили аппаратный Вектор движения, встроенные микрофон и динамики, или разъем для их подключения;
• Существуют определенные ограничения для интеграции с цифровыми охранными системами и СКУД;
• Видеосигнал не шифруется при передаче.
• Сложности в масштабировании и переходе системы на цифровые технологии.

РАЗЪЕМЫ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ КАМЕР

Для аналоговых камер используются разъемы типа BNC. Различные конструктивные исполнения могут предусматривать наличие гнезда BNC для видеосигнала, плюс- отдельного коннектора для подачи напряжения питания (непосредственно на корпусе или на гибком выводе)- вариант 1.

При отсутствии специальных соединителей (выводятся 3 гибких провода), используется схема подключения варианта 2. Цветовая гамма проводов приводится в паспорте, чаще всего используются

• черный- общий
• красный- «+» питания
• желтый (зеленый, синий)- видеосигнал.

Обратите внимание, если общий провод один- он является общим для сигнала и напряжения питания. Напряжение питания может быть 12 Вольт постоянного тока- чаще, 220 Вольт переменного тока- реже или 24 В постоянного напряжения.

BNC разъемы для камер конструктивно по способу соединения бывают: резьбовые, под пайку, обжим, винт. Самые сложные в монтаже разъемы- под пайку, гораздо проще под винт(оправдано если центральная жила гибкая), обжим- требует специального инструмента. Оптимальным считаю резьбовое соединение разъема, правда, соединение под пайку более надежно.

Несколько фотографий процесса подключения камер видеонаблюдения можно посмотреть здесь.

Последний рисунок условно показывает основные элементы кабеля и разъема, их взаимное сопряжение.

Что собой представляет витая пара

В отличие от коаксиального кабеля, витая пара имеет в своем составе несколько проводников, которые индивидуально изолированы и скручены в пары.

Благодаря этому удается существенно уменьшить внутренние и внешние наводки, обеспечивая загрузку и высокое качество транслируемого видеосигнала на достаточно большие расстояния.

Кроме этого, использование витой пары может позволить подавать электропитание к подключенным устройствам, например, одна пара может поддерживать загрузку видеосигнала, а другая применяться для подачи питания.

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.

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.

Зачем нужны приемники и передатчики?

• 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

• 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.

Подключение IP камеры к компьютеру напрямую или через коммутатор

Первоначально нам необходимо ввести адреса видеокамеры и ПК в одну подсеть и тут возможны два варианта. Вариант первый — компьютер был ранее установлен, он включен в существующую локальную сеть и возможно имеет доступ к сети интернет. И второй вариант — компьютер ранее не имел подключения к локальной сети, и был только что установлен. Начнем подключение IP камеры к компьютеру со второго варианта, так как он наиболее простой. Рассмотрим настройку на примере операционной системы Windows 7 (ну потому, что она есть под рукой =)).

Компьютер не имеет подключения к сети

Современный ПК или ноутбук имеют сетевую карту, что позволяет произвести подключение IP камеры к компьютеру напрямую или через коммутатор. Первым делом подключаем видеокамеру в LAN интерфейс сетевой карты, либо же к LAN подключаем коммутатор, а видеокамеры к коммутатору, если у нас их используется несколько.

После того как мы это сделали, в правом нижнем углу экрана должен появится значок сетевого подключения.

Кликаем на него правой кнопкой мыши и выбираем пункт «Центр управления сетями и общим доступом»

В появившемся окне выбираем «Изменение параметров адаптера».

Далее правой кнопкой жмем значок «Подключение к локальной сети» и выбираем пункт меню «Свойства», вот так.

Затем, жмем на «Протокол интернета версии 4 и опять, а что делать, жмем «Свойства».

И видим примерно следующую удручающую картину, которая нам намекает, что адрес для данного ПК в общем-то и не назначен и есть вариант получить его автоматически, что нас немного не устраивает, так как выдавать его собственно нечему. Исправим это недоразумение.

Первым делом ставим крыжик напротив «Использовать следующий IP-адрес»

и нам становятся доступны для правки данные поля:

В которые мы, помятуя, что видеокамера имеет адрес по умолчанию 192.168.1.10, то бишь находится в первой подсети (о чем говорит предпоследняя цифра адреса), незамедлительно вписываем следующие значения:

В строку IP-адрес вводим значение 192.168.1.2 (ну потому, что 2й адрес у нас свободен, в принципе последним числом может быть любой незанятый адрес в пределах 1й подсети) получается что-то подобное:

Далее банально кликаем левой кнопкой по полю «Маска подсети» и данное значение получаем (и это не может не радовать на самом деле) автоматически:

Остался пункт «Основной шлюз», но в данный момент у нас к нему интереса нет, за сим можно вписать туда любой адрес, ну скажем 192.168.1.1 и на выходе будем иметь вот такую картину:

Жмем «ОК» в нижней части окна и считаем, что настройки сетевого интерфейса, для данного варианта окончены.

Компьютер имеет подключение к сети и IP адрес

Но возможен и первый вариант, когда ПК уже имеет подключение к локальной сети и присвоенный IP-адрес и тогда нам необходимо поступить следующим образом:

Ровно так, как и было описано выше, добираемся до сетевого адаптера и правой кнопкой выбираем пункт «Состояние».

Затем, жмем кнопку «сведения».

И видим следующее: здесь нас интересуют выделенные мной значения, у вас они будут другие, но суть от этого не меняется, переписываем их, ибо лучшая память — это карандаш.

Затем выходим из данного меню вышеописанной процедурой (не буду повторяться), добираемся до вот этого окна, которое мы уже видели.

В нем, с большей вероятностью, будет либо так, как в примере, либо же будет фигурировать какой-то адрес.

Если в нем все пункты доступны для редактирования и в них уже вписаны адреса, то подключение ip камеры видеонаблюдения к компьютеру закончено и дальше можно не читать. Если же все как в примере, то поступаем следующим образом: ставим крыжики напротив «Использовать следующий IP адрес» и «Использовать следующие адреса DNS серверов», и вписываем значения которые мы сохранили на листе бумаги. В качестве альтернативного DNS сервера можно указать четыре восьмерки. Готово.

Далее выполним настройки, которые необходимы в независимости от того, были ли уже введены ранее данные IP адреса, маски подсети и DNS серверов, либо мы сделали это самостоятельно только что.

В этом же окне кликаем по кнопке «дополнительно» и в появившемся окне жмем «добавить».

В открывшимся окошке вводим свободный адрес в пределах первой подсети, например, 192.168.1.3

Маска подсети пропишется автоматически, достаточно кликнуть по данному полю, после чего жмем кнопку «Добавить» и «ОК» на всех предыдущих окнах. Готово.

Данные действия были необходимы для того, чтобы ПК имел возможность работать в двух подсетях одновременно, что необходимо для дальнейшей смены IP адреса видеокамеры и ее добавления в программное обеспечение, которым мы сейчас и займемся.

Пришло время скачать и установить программное обеспечение. Несмотря на то, что оно поставляется в комплекте с оборудованием на компакт диске, я рекомендую скачать его с официального сайта .

Почему?

Во-первых, компакт диск на сегодняшний день уже является анахронизмом и привод компакт дисков присутствует далеко не везде, а во-вторых, имеющаяся на нем версия наверняка морально устарела и почему бы нам не разжиться свежей версией.

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.

Питание автономных камер

В некоторых случаях при отсутствии постоянного электроснабжения или временном неустойчивом электроснабжении удаленных или строящихся объектов применяют автономные ip камеры для организации видеонаблюдения. В таких случаях необходим расчет емкости аккумуляторов блока питания для обеспечения необходимого времени работы. Имеет также смысл подключить датчик движения для экономии электроэнергии, что немаловажно при отсутствии электроснабжения объекта.

Подходящий блок питания ip камер лучше всего выбрать по каталогу фирмы производителя камеры, что обеспечит готовое решение или поручить подбор оборудования соответствующего техническому заданию специалистам.

В заключение следует сказать, что выбор ip камер сегодня вполне обоснован, так как по техническим характеристикам и технологическим решениям они намного превосходят аналоговые устройства. Начальная высокая цена одного изделия окупается из-за отсутствия многих неизбежных затрат при монтаже и эксплуатации аналоговых систем, а преимущества нового класса устройств неоспоримы.