Сколько камер можно подключить по витой паре?

Видеонаблюдение по витой паре: схема работы и скорость передачи сигнала

Видеонаблюдение получило широкое практическое применение в различных комплексах безопасности.

Чтобы организовать эффективное наблюдение на объекте, важно обеспечить качественную передачу видеосигнала в пределах охраняемого объекта.

В процессе передачи видеосигнала он терпит ослабление и затухание, что может привести к невозможности трансляции видеопередачи от камеры к приемнику.

Чтобы это исключить применяется витая пара, которая представляет собой симметричную линию передачи сигнала, в которой помехи взаимоуничтожаются, исключая ослабление транслируемого сигнала.

Видеонаблюдение по витой паре может использоваться в системах, которые транслируют видеокартинку как с помощью цифровых IP камер, так и посредством аналоговых видеокамер.

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.

Принципы передачи данных по витой паре

Аналоговое видеонаблюдение по витой паре предусматривает, что композитный сигнал, который поступает от видеокамеры к линии передачи, выполненной с помощью витой пары.

Он является несимметричным и однополярным. Чтобы преобразовать этот сигнал для передачи, изначально осуществляется его загрузка в специальный электронный блок-преобразователь.

Он может входить как в состав камеры наблюдения, так и использоваться в качестве отдельного внешнего устройства.

С помощью этого преобразователя происходит трансформация сигнала на два симметричных, которые имеют противоположные фазы.

Именно этот сигнал и используется для передачи по витой паре. Для него характерны меньшие помехи и влияние как внутренних, так и внешних электромагнитных наводок.

На принимающей стороне подключается витая пара посредством использования оборудования, которое осуществляет обратную конвертацию дифференцированного сигнала обратно, а также усиливает его.

Таким образом к входу видеорегистратора или другого принимающего устройства поступит аналоговый сигнал, который уже отфильтрован от помех и усилен, что позволит проводить качественное видеонаблюдение.

Аналогичная процедура передачи сигнала происходит и в случае, когда используются цифровые IP камеры. В данной ситуации на выходе будет приниматься цифровой сигнал.

Усилители, приемники и передатчики сигнала

Качественная передача видеосигнала с требуемым усилением, когда используется,витая пара, возможна в случае использования целого ряда дополнительных устройств. К ним относятся усилитель, приемники и передатчики сигнала. Перечисленное оборудование может быть пассивным и активным.

Для сетей, дальность которых не превышает 500 м, и загрузка которых небольшая, используют пассивные устройства, а в случае потребности передачи сигналов по витой паре на большие расстояния, устанавливаются активные устройства, поскольку на таких расстояниях видео сигнал затухает сильнее и качество трансляции может снизиться.

В качестве примера используемых устройств для подсоединения аналоговой или цифровой видеокамеры по витой паре можно привести следующие: NV-653T, RA-CD, AL-208.

NV-653T относится к активным передатчикам видеосигнала, который владеет встроенным усилителем.

С его помощью можно подключить уличные или внешние видеокамеры, обеспечивая высокое качество передаваемого черно-белого или цветного изображения.

Загрузка видеосигнала с помощью этого устройства может осуществляться на расстояния до 1,5 км. Прибор владеет встроенной грозозащитой и переключателем диапазонов расстояний передачи. Может использоваться в системах CCTV как самостоятельное устройство или в паре с активными приемниками.

RA-CD представляет собой активный приемник, который может применяться в тех случаях, когда подключение и загрузка видеосигнала происходит с помощью витой пары или коаксиального кабеля.

Устройство может применяться с пассивным передатчиком при подключении видеосистем с продолжительностью кабельной трассы до 500 м или с активными передатчиками, если длина линии составляет до 1,2 км.

AL-208 является пассивным устройством, которое может выполнять двойную функцию, когда подключаются уличные или внутренние камеры. Он успешно выполняет прием и передачу видео сигнала в пределах до 350 м.

Виды используемых кабелей

Чтобы подключать внешние и уличные камеры могут использоваться различные варианты витой пары. Ниже будут рассмотрены особенности каждой из них.

Это незащищенный кабель, который не имеет экранирования, а в качестве внешней защитной оболочки используется ПВХ-пластикат.

Этот тип кабеля может использоваться для аналоговой камеры в условиях отсутствия внешних электромагнитных помех.

Это кабель с хорошей электромагнитной защитой. Он владеет общим экраном, а каждая из его 4-х пар-скруток владеют еще и дополнительным экранированием.

Дополнительная общая оплетка может быть медной или стальной и располагается под внешним изоляционным слоем поверх всех скруток.

Кабель подойдет в тех случаях, когда загрузка видеосигнала происходит в условиях со значительными электромагнитными помехами.

Витая пара имеет 4 скрутки проводников, которые защищены общим экраном, располагаемым под ПВХ-изоляцией.

SF/UTP

Этот тип витой пары не имеет для отдельных скруток индивидуальных экранов. Экранирование осуществляется за счет общего экрана в виде фольги и оплетки, которые расположены под внешним изоляционным слоем. Кабель подойдет для подключения аналоговой и IP камеры, обеспечивая качественную передачу видеосигнала.

Все, кто подключал витую пару, знает, что кроме скрученных пар в кабеле может присутствовать также и неизолированный металлически проводник, который обеспечивает контакт между элементами экрана при его повреждении, которое может иметь место в случае надменного изгиба или растяжения.

Представленные выше кабели могут производиться в одножильном или многожильном исполнении. Одножильный кабель не применяют для прокладывания длинных трасс, обеспечивающих загрузку видео от камер видеонаблюдения.

Для этой задачи лучше подойдет многожильная витая пара, но при условии того, что будет использован усилитель видеосигнала, который нивелирует потери сигнала, когда идет загрузка на большие расстояния.

Достоинства от использования витой пары при видеонаблюдении

Видеонаблюдение, построенное с помощью витой пары, существенно превосходит аналогичные системы, созданные с помощью коаксиального кабеля.

Дальность и скорость передачи сигнала

Витая пара отличается возможностью передачи сигналов на большие расстояния и с более высокой скоростью. При условии того, что будет использован специальный усилитель, потери сигнала вообще может и не быть.

Что касается коаксиальных линий передачи, то на их работу, а соответственно и коэффициент затухания сигнала будет влиять множество факторов, действие которых исключить невозможно. Это и качество используемого металла, и сечение проводника, и внешняя температура, электромагнитные помехи и пр.

Удобство монтажа

Несмотря на то, что коаксиальный кабель отличается повышенной прочностью и устойчивостью к механическим нагрузкам, его монтаж существенно сложнее.

Используя витую пару можно осуществлять соединение устройств с минимальным радиусом изгиба на поворотах. Также витая пара более просто укладывается в монтажные короба.

Помехи

Коаксиальный кабель весьма неустойчив к электромагнитным помехам, которые создаются различными работающими приборами. Поэтому видеонаблюдение и загрузка видео с помощью этого кабеля является весьма проблематичной задачей.

Что касается витой пары, то в ее конструкции специально предназначены экраны для защиты от радиопомех. Используются как общие экраны, так и отдельные для каждой пары скруток.

Подведение питания по одному и тому же кабелю

Много современных видеокамер не имеют специального выхода, через который может осуществляться подключение источников питания.

В таком случае использование витой пары будет оптимальным вариантом. Кроме того, что через него может осуществляться загрузка видеосигнала также может и передаваться питание для работы видеокамер.

Для этого используется технология Power over Ethernet, которая включает несколько стандартов передачи электропитания к устройствам.

Это может быть стандарт 802.3af, поддержку общей мощности подключенных устройств равную 15 Вт, а также стандарт 802.3at, поддерживающий 24 Вт.

Применение витой пары позволит существенно сэкономить на монтажных работах и кабеле, поскольку не придется прокладывать отдельную линию для электропитания.

Еще одним преимуществом подключения с помощью витой пары является то, что с ее помощью можно параллельно передавать сигнал с 4- видеокамер, в то время, как для коаксиального кабеля поддерживается работа только с одной камерой.

Также применение витой пары позволит выполнять процедуры масштабирования сетей. Достаточно будет на удаленной точке установить коммуникатор или концентратор и можно будет осуществить разветвление сети в этом месте, подключив дополнительные устройства.

Заключение

Видеонаблюдение по витой паре на порядок превосходит коаксиальные системы.

Кроме технических преимуществ, витая пара отличается более простым монтажом и функциональностью, предоставляя возможность решения поставленной задачи разными способами.

Благодаря различному выбору кабелей витой пары, можно подобрать оптимальный вариант для реализации конкретного проекта видеонаблюдения, экономя при этом существенные средства на покупке кабеля и монтажных работах.

Видео: Подключаем камеру по кабелю витая пара своими руками

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.

Видеонаблюдение по витой паре: принцип передачи сигнала, приемники и передатчики, типы, категории UPT, преимущества

Видеонаблюдение по витой паре – что это такое и с чем его едят? Витая пара – это кабель, в котором каждый проводник индивидуально изолирован, а их пары скручены, с определенным числом витков на единицу длинны. Скручивание осуществляют для уменьшения влияния внешних и перекрестных (внутренних) наводок.

Кабель применяется во многих отраслях производства и строительства, в том числе и при монтаже сетей видеонаблюдения.

Благодаря специальным устройствам-переходникам его можно использовать для передачи сигнала как с цифровых IP камер, так и с аналоговых устройств.

Видеонаблюдение по витой паре: Принцип передачи видеосигнала

Входящий композитный видеосигнал, поступающий на витую пару, является однополярным и несимметричным.

С помощью специальных устройств, внешних или интегрированных в камеру, он преобразовывается в два симметрично противофазных сигнала.

Как и при передаче по коаксиальному кабелю видеосигнал с расстоянием слабеет, на него влияют электромагнитные излучения силовых кабелей и приборов, хоть и в меньшей мере.

С принимающей стороны линии ставится аппаратура, конвертирующая дифференцированный видеосигнал обратно. То есть на композитный вход устройства записи и/или отображения поступает композитный – аналоговый сигнал, усиленный и отфильтрованный от помех.

Уличное видеонаблюдение – это совокупность аппаратных и программных средств, которые используются вне помещения и обеспечивают мониторинг открытого пространства при любых климатических и погодных условиях.

Если говорить об эффективности скрытого видеонаблюдения, то она весьма высока. Современные технические средства позволяют руководителю компании видеть, чем занимаются его сотрудники на рабочих местах, даже находясь за сотни километров от офиса. Подробнее о системах скрытого видеонаблюдения читайте на нашем сайте.

Приемно-передающее оборудование, которое используют в сетях витой пары для видеонаблюдения, может быть пассивным и активным. Обычно для сетей с дальностью передачи до 600 м используются пассивные пары устройств, имеющие только согласующий трансформатор.

На таком расстоянии сигнал слабеет незначительно и качество видеозаписи не снижается.

Видеонаблюдение по витой паре: Приемники и передатчики

NV-653T

Активный, с усилителем, передатчик видеосигнала. Обеспечивает передачу качественного цветного и черно-белого изображения на расстояние до 1,6 км.

Имеет встроенную грозозащиту, переключатель диапазонов расстояния. Может использоваться как в паре с активным приемником, так и самостоятельно.

Видеонаблюдение по витой паре: Типы кабеля

Кабель витая пара, использующийся для видеонаблюдения, различают по наличию и виду экранирования скрученных пар.

Это может быть фольга из алюминия, полимерная пленка, заземленная оплетка из меди и стали.

UTP –незащищенный кабель, у которого полностью отсутствует экранирование. Покрыт ПХВ оболочкой.

FTP альтернативная маркировка F/UTP или S/STP – под ПВХ изоляцией есть экран из фольги, защищающий все 4 пары скруток.

STP альтернативная маркировка S/FTP – кабель защищен и экранирован. Каждая из 4 пар скруток защищена собственным экраном из фольги. Дополнительная медная или стальная оплетка располагается поверх всех пар, под внешней изоляцией.

SF/UTP – каждая отдельная скрутка не имеет индивидуальной защиты. Кабель защищен парой экранов – фольга, оплетка, общими для всех пар.

Под ПВХ изоляцией размещается неизолированный дренажный провод из металла. Его задача обеспечить контакт между частями экрана, если произойдет разделение вследствие излишнего перегиба или растяжения.

Каждый из представленных типов кабелей может иметь одножильную и многожильную структуру проводников. Применение одножильного кабеля не предусматривает непосредственного подключения к удаленным устройствам. Его используют для прокладки статичных сетей в коробах оканчивающихся розетками.

Многожильная витая пара лучше переносит скручивание и имеет меньший радиус допустимого изгиба. Но обладает большим коэффициентом затухания сигнала, благодаря чему не используется для подсоединения устройств находящихся на большом расстоянии.

Обычно используется для патчкордов, соединяющих устройства с розетками.

Толщина кабеля может составлять от 5 до 9 мм, это зависит от толщины жил, оплеток и внешней изоляции. Цвет внешней оболочки кабелей используемых внутри помещения белый или серый.

Оранжевый цвет внешнего покрытия означает использование негорючих материалов.

Такие кабеля при нагреве не выделяют дыма, их прокладка допускается возле воздуховодов вентиляции и кондиционерных систем.

Категории UPT

Международный стандарт ISO 11801 регламентирует производство UPT кабеля по 7 категориям. Категория 1 и 2 имеют частоту передачи сигнала 0,1 МГц и 1 МГц.

Используются исключительно для трансляции звука в телефонных коммуникациях или информации посредством модема. Категория 3 и 4 передают сигнал в полосе 16 МГц и 20 МГц и при скорости передачи данных, не превышающих 10 Мбит/с и 16 Мбит/с соответственно.

Категория 5 и 5е – устаревшие виды кабелей. Используемые диапазоны частот 100 МГц и 125 МГц дают возможность транслировать видео со скоростью от 100 до 1000 Мбит/с.

Кабель 5е более устойчив к наведенным электромагнитным воздействиям. Пригодны для трансляции видеосигнала с аналоговых камер.

Категория 6 и 6А – используется в перечне стандартов с 2008 года. Используемые диапазоны частот 250 МГц и 500 МГц. Применимы для прокладки скоростных и мегабитных локальных сетей. Подходящая витая пара для видеонаблюдения в системах с большим количеством цифровых камер, объединенных коммуникатором или концентратором.

Категория 7, учитывая, что согласно ISO 11801 в этом кабеле экранирована каждая пара и общая оплетка, фактически это S/FTP. Частота 600—700 МГц при скорости передачи до 100 Гбит/с.

Применять его в системах видеонаблюдения нецелесообразно из-за высокой стоимости и помех, которые может создать экранирование.

Преимущества использования витой пары в видеонаблюдении

Сети, построенные на витой паре, превосходят коаксиальные практически по всем показателям.

Дальность передачи.

На реальный коэффициент затухания сигнала в коаксиальном кабеле влияет множество параметров, начиная от производителя, площади сечения и температуры окружающей среды, и заканчивая годом выпуска кабеля и условиями его хранения, которые могут ухудшить эксплуатационные параметры в 1,5-2 раза.

На практике это может составлять от 0,5 дБ/м до 5 дБ/м.

Максимальный коэффициент затухания сигнала витой пары зависит от часто передаваемого сигнала и по стандарту ISO/IEC 11801 должен составлять.

Частота, МГц	Затухание дБ/м
	CAT4	CAT5	CAT6
1	0.022	0.02	0.029
10	0.0696	0.065	0.06
16	0.089	0.082	0.077
20	0.1	0.093	0.088
60	—	0.17	0.157
100	—	0.22	0.2
200	—	—	0.29

Помехи. Витая пара изначально была разработана для устойчивости к внешним и внутренним наводкам. В отличие от нее коаксиал представляет собой несимметричную линию очень чувствительную к электромагнитным полям.

Удобство монтажа. Хоть коаксиал более прочный, витая пара имеет меньший радиус изгиба и тоньше, что упрощает укладку в короба.

Параллельная передача. По витой паре можно подать видеосигнал 4х аналоговых камер, по коаксиалу только одной.

Возможность масштабирования сети. Если на удаленной точке наблюдения понадобится установить дополнительные устройства, достаточно добавить к ним сетевой концентратор или коммуникатор. Количество подключаемых камер можно увеличить до количества портов -1.

Используемые камеры видеонаблюдения с микрофоном не смогут обеспечить запись и передачу чистого звука.

При монтаже сети многоабонентских видеодомофонов наиболее удачны модульные системы. Их можно разделить на два типа: цифровые системы и системы прямого вызова. Подробнее о многоквартирном видеодомофоне для повышения коллективной безопасности читайте в этой статье.

Подача питания по тому же кабелю. Многие новые IP камеры выпускаются без специального выхода для подключения источника питания.

Электричество для работы они получают по витой паре, используя технологию POE (Power over Ethernet). Она включает в себя несколько стандартов передачи энергии.

Наиболее распространенными, на данный момент, являются стандарт 802.3af, передающий 15 Вт, и стандарт 802.3at передающий 24 Вт.

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Распиновка кабеля IP камер видеонаблюдения

В справочном материале приводятся схемы распиновки и подключения IP камер по витой паре с питанием к компьютеру, коммутатору или регистратору. Предупреждаем сразу, что это подходит на расстояние не более 100 метров, далее надо ставить усилитель сигнала.

Обычно для передачи данных по витой паре на скорости 100 мб необходимо всего 4 провода, остальные 4 надо использовать на подачу питания, 2 жилы на плюс и 2 на минус. Всё это включает в себя стандарты 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.

Инструменты и материалы для подключения

Для подключения понадобятся такие вещи:

• Сама IP видеокамера
• Источник питания, либо коммутатор с поддержкой стандарта PoE (опционально)
• Отрезок двужильного кабеля требуемой длины и сечения (для подачи питания)
• LAN кабель 5й категории (витая пара UTP Cat 5e)
• Сплиттер PoE (опционально)
• Штекер питания
• Разъемы RJ-45

А также набор специального инструмента.

Есть 2 основных вида сетевых кабелей:

1. прямой – используется для подключения коммутаторов и модемов к компьютеру. В данном случае используется подключение контактов разъемов с каждым определенным контактом на других разъемах.
2. нуль-хабный – применяется для подключения двух компьютерных устройств с помощью сетевой карты. Схема максимально проста и не нуждается в использовании дополнительных вариантов инструмента, например, коммутатора. С целью подключения контактов в данном случае используют другой метод.

Всегда можно купить готовый кабель с RJ45, но в этом случае обязательно нужно уточнять продавцам, с какими целями вы планируете использовать данные кабели. От этого напрямую зависит выбор кабеля. Например, для IP-камер обычно используется тип кабеля UTP – он состоит из 8 жил, называется витая пара, которая обладает специальным разъемом.

Если планируете установить камеру видеонаблюдения на небольшом объекте и расстояние к коммутатору составляет не более 20 метров, тогда можно отказаться от подобного кабеля, используя свободные жилы UTP. Это связано с тем, что во время простого подключения к интернету со скоростью не более 100 мегабайт, используется только 1,2, 3 и 6 проводник. А остальные применяются для питания камеры, например, коричневый и синий. Если дистанция больше, тогда оптимально применять РоЕ.

Сама процедура обжатия максимально простая, основное – вы должны помнить о том, что разъем RJ45 должен иметь жилы в правильном порядке.

Синий и коричневый, которые выбираются для питающего напряжения, надо подключить в разъем питания. Проводник коричневого типа зажимается в клемму штекера питания и имеет пометку «+», а синий в клемму и имеет пометку «-».

Если говорим о IP-камерах с Wi-Fi, тогда во время монтажа применяется только один кабель питания. После этого обрезает проводник до 1 сантиметра, вставляя в них, не меняя последовательность цветов, в разъем RJ45, расположив его контактной группой вверх.

Подключение IP-камеры по витой паре

После проводится обжим при помощи кримпера, вторая сторона остается неизменной. Далее вставляется разъем питания и LAN в соответствующее гнездо ранее установленной камеры и проводится протяжка провода к месту, где будет находиться коммутатор, компьютер или регистратор, в зависимости от схемы подключения. Когда подключение камеры будет завершено, подключается провод питания к блоку питания с соблюдением полярности, естественно.

Вторая сторона кабеля UTP также обжимается по вышеприведенной схеме и подключается к регистратору, коммутатору или напрямую к персональному компьютеру.

Коммутатор обычно используется в том случае, если необходимо подключить несколько камер наблюдения. После того как будет проверена правильность обжима и соблюдена полярность, можете включать блок питания в сеть.

В LAN кабеле зачистим внешнюю оболочку с одной стороны на расстояние 2 сантиметра и расположим в следующем порядке слева направо:

После этого производим обжим кримпером, вторую сторону кабеля пока оставляем как есть.

Далее вставляем разъемы питания и LAN в соответствующие гнезда ранее установленной видеокамеры и производим протяжку проводов до места, где будет установлен коммутатор либо видеорегистратор, ну или персональный компьютер, если было принято решение использовать его в качестве устройства регистрации.

Обжимаем разъем RJ45 на вторую сторону кабеля UTP согласно вышеприведенной методике и подключаем его к видеорегистратору, либо к персональному компьютеру напрямую, либо используя коммутатор, если видеокамер несколько. После проверки соблюдения полярности и правильности обжима UTP кабеля можно включать источник питания в сеть 220 В.

PoE в камерах видеонаблюдения

Возможно кто-то не знает что такое PoE. Power over Ethernet это технология, которая позволяет одновременно питать удаленное устройство и обмениваться с ним данными посредством кабеля витая пара. Основное преимущество заключается в отсутствии потребности протяжки отдельного кабеля блока питания до устройства. Только один кабель витая пара.

Вот схемы подключения с PoE и без, для сравнения.

Максимальная длина кабеля для видеонаблюдения.

Советы по выбору провода и расчетам питания.

Для всех камер видеонаблюдения: будь то цифровые ip, аналоговые, ahd, tvi, cvi камеры требуются две вещи: кабель для передачи видео (аудио) сигнала и провод питания. В случае беспроводных Wi-FI камер потребуется только электропитание, сигнал будет передаваться по wi-fi.

Для передачи цифрового сигнала потребуется как минимум 4 жилы (100 Мбит). Самый распространенный кабеля для цифрового ip оборудования: utp «витая пара». Также не забывайте про обеспечение устройства питанием, еще как минимум 2 жилы. Для обжима такого кабеля используются коннекторы RJ-45, для которых потребуется обжимной инструмент: кримпер.

Для передачи AHD, TVI, CVI, аналогового сигнала существует несколько типов провода:

Коаксиальный. Преимущества: прочный, недорогой, позволяет использовать длинные кабельные трассы. Провод содержит центральную жилу и оплетку.
Витая пара. Обычно это cat 5e или cat 6. Для уменьшения шумов и увеличения дальности передачи сигнала по витой паре используются приемопередатчики (для их подключения не потребуются коннекторы rj-45 и обжимной инструмент).
Комбинированный. Для видеонаблюдения (провод для видеонаблюдения с питающими жилами).
Кабель с питанием используется для решения сразу двух задач: передачи видео сигнала и обеспечения питания. Такое решение очень удобно: к каждой камере достаточно подвести один такой провод.

Преимущества комбинированного кабеля:

— Провод незначительно увеличивается в диаметре, потому как находится в общей изоляции. Диаметр такого кабеля будет меньше, чем использовать два отдельных: для передачи сигнала и электричества.
— Прочность. Центральный проводник, оплетка и жилы электропитания надежно защищены внешней оболочкой. Такой кабель не порвется при протяжке. При монтаже больших пролетов воздухом вы можете подцепить к проводу трос или использовать комбинированный с тросом.
— Удобство монтажа. Потребуется протяжка всего одного кабеля до каждой камеры.
— Обеспечивает отличные дистанционные параметры.

Длина кабеля видеонаблюдения в зависимости от питания.

Максимальное расстояние, на которое мы можем пустить питание, зависит от силового кабеля. Чем длиннее трасса, тем больше сопротивление! Использование увеличенного сечения питающих жил снижает сопротивление и позволяет использовать более длинные трассы. Ниже приводим ориентировочные данные по зависимости размера сечения от максимального расстояния.

Тип кабеля	Материал токопроводящих жил	Кол-во токопроводящих жил	Сечение (мм2)	Максимальная длина трассы, м
Комбинированный	Омедненный	2 (одна на плюс, другая на минус)	0,5	100
Комбинированный	Омедненный	2 (одна на плюс, другая на минус)	0,75	150
Комбинированный	Омедненный	2 (одна на плюс, другая на минус)	1	200
Комбинированный	Омедненный	2 (одна на плюс, другая на минус)	1,5	300
Комбинированный	Медь	2 (одна на плюс, другая на минус)	0,5	160
Комбинированный	Медь	2 (одна на плюс, другая на минус)	0,75	240
Комбинированный	Медь	2 (одна на плюс, другая на минус)	1	320
Комбинированный	Медь	2 (одна на плюс, другая на минус)	1,5	480
Витая пара, диаметр жилы 0,46мм	Медь	2 (одна на плюс, другая на минус)	0,17	55
Витая пара, диаметр жилы 0,46мм	Медь	4 (две на плюс, две на минус)	0,33	110
Витая пара, диаметр жилы 0,46мм	Медь	6 (три на плюс, три на минус)	0,5	130
Витая пара, диаметр жилы 0,46мм	Медь	8 (четыре на плюс, четыре на минус)	0,66	160

Данная таблица была составлена для своих сотрудников, и многократно подтверждена практикой. С нашей точки зрения, это оптимальные расстояния: на максимальных длинах напряжение тока может проседать с 12 В до 9.5 В (минимальное значение, ниже которого лучше не опускаться). Так же стоит учесть, что при недостатке напряжения проседает мощность свечения ИК подсветки, а определенные модели камер могут не стартовать или постоянно перезагружаться.

Таблица справедлива для питания одной 12 вольтовой камеры видеонаблюдения, потребление 4 — 6 Вт (сила тока 0.3 — 0.5А).
Для поворотных PTZ камер или цифровых камер потребление будет выше, обычно производитель указывает это значение в техническом паспорте или на упаковке изделия.

Идеальным вариантом остаются, конечно же, собственные замеры проседания вольтажа под полной нагрузкой с включенными инфракрасными диодами (ИК подсветкой).

Передача видеосигнала.

Длина кабеля видеонаблюдения в зависимости от типа кабеля и способа передачи видеосигнала.

Тип кабеля	Модель	Рекомендуемое расстояние, м	Максимальная длина трассы, м	Примечание
Коаксиальный	RG59, РК, КВК, 3C-2V	200-250	450	От 250 м с увеличением длины кабеля изображение теряло резкость.
Коаксиальный	RG6	400	600	От 400-600 м с увеличением длины кабеля изображение теряло резкость.
Витая пара	Без передатчиков	100-150	200	От 100м возникли цветовые горизонтальные полосы. С увеличение длинны кабельной трассы теряется резкость и помехи становятся еще более заметными.
Витая пара	С пассивными приемопередатчиками	200-250	300	На 300 метрах по качеству сопоставимо с 600 метрами коаксиального кабеля RG6.
Витая пара	С активными приемопередатчиками с обеих сторон	500-600	900	От 600м с увеличением длины кабеля наблюдалась потеря резкости.

Рекомендации:

Для правильного подбора коаксиального кабеля учитывайте диаметр и материал центрального проводника, коэффициент затухания и плотность оплетки.
Для минимизации помех и наводок лучше использовать провод с экраном: как коаксиальный, так и витую пару.
Для передачи видеосигнала по витой паре используйте одну жилу на плюс, другую на минус, причем это должны быть витые пары одного цвета: например зеленая и бело-зеленая. Остальные свободные пары можно объединить и пустить по ним питание. Или использовать комбинированную витую пару.
Как видно из наших двух таблиц: сигнал можно пустить на большие расстояние, чем питание. Учтите это при проектировании вашей системы видеонаблюдения. Как вариант, можно запитать камеры на месте (вблизи их установки) или по комбинированному проводу пустить 220 В.

Автор: Дмитрий Самохвалов, технический редактор компании Rucam-Video.

Передача видеоинформации и питания IP-камер на большие расстояния по витой паре и коаксиалу Современное положение дел

Николай Чура
Технический консультант компании «Фирма «Видеоскан»

Появление IP-видеонаблюдения было ознаменовано надеждами, что все заботы по передаче изображения возьмет на себя «Ее величество Сеть». Надо просто взять камеру и подключить ее к цифровой сети, а дальше весь мир перед твоими ногами. Потом уже выяснилось, что лучше всего иметь отдельную сеть для видео, по крайней мере, для отдельного охраняемого объекта. Но типовая сетевая структура на кабелях «витая пара» предполагает максимальную дальность сегмента 100 м. А это даже несколько меньше типовых коаксиальных линий на относительно низкокачественных комбинированных кабелях КВК-2 и КВК-3.

Здесь, в дополнение ко всему, если забыть о комбинированных кабелях с проводами питания, существенным достоинством можно считать возможность подачи питания PoE. Причем в этом случае, учитывая интеллектуальность источника питания PoE, от инсталлятора требуется только правильно смонтировать (обжать) разъемы. К сожалению, пресловутая многоканальность IP-систем по одному кабелю появляется только после первого узла сети, выполненного на переключателе (Switch) или маршрутизаторе (Router).

Увеличение дальности передачи Ethernet + PoE по витой паре

В настоящее время различными компаниями предлагается широкий выбор оборудования для поэтапного увеличения дальности передачи Ethernet + PoE с дискретом в 100 м. В таком случае поступающее питание используется в этих устройствах (удлинителях Ethernet + PoE) для восстановления уровня сигнала и питания до номинального значения. Естественно, на это тратится часть передаваемой питающей мощности. Сейчас базовым стандартом уже можно считать систему PoE+ с выходной мощностью 25,5 Вт. В табл. 1 приведены примерные значения увеличения дальности передачи и доступной мощности при каскадном применении подобных устройств для одного из производителей.

При каскадном увеличении дальности обеспечивается передача информации с типовой скоростью 10/100 Мбит/с, а в более совершенных моделях и до 1000 Мбит/с . Некоторые «отчаянные» производители обещают увеличение единичной дальности (дискрета) до 120 м. На рис. 1 представлена обобщенная схема увеличения суммарной дальности до 500 м. Понятно, что эта дальность ограничена постепенным уменьшением питающей мощности, расходуемой на восстановление уровней сигнала и питающего напряжения. Выпускаются также влагозащищенные удлинители для наружного применения.

Предлагаются и приемо-передающие комплекты с использованием технологии сверхвысокоскоростной цифровой абонентской линии VDSL (Very-high Data Rate Digital Subscriber Line). В этом случае передача видеосигнала может осуществляться единым шлейфом до 3000 м. В качестве кабельной линии могут использоваться витые пары (UTP/FTP, телефонная сеть), коаксиальный кабель и даже любые двухпроводные линии, включая питающие сети.

Для примера в табл. 2 приведены средние значения скоростей передачи удлинителей Ethernet по витой паре телефонного кабеля.

Однако подобные системы могут обеспечить одновременную передачу PoE не более чем на 500 м.

Конечно, несколько увеличить дальность подачи питания PoE можно увеличением напряжения с 48 до 56 В (предельное значение безопасности 60 В). Что касается информационного сигнала, простое увеличение дальности при сохранении типовых технических решений неизбежно приводит и к падению скорости передачи. Это и показано в табл. 2.

На рис. 2 приведен подобный комплект, обеспечивающий передачу Ethernet + PoE на 500 м (витая пара/коаксиальный кабель); 200 м (телефонный/силовой кабель); 1000 м (без подачи питания PoE). Рисунок показывает это комплект с двух сторон.

Вышепредставленные устройства предлагаются по ценам в 50–100 долларов за устройство при каскадном методе увеличения дальности передачи Ethernet + PoE. Для комплектов технологии VDSL цена лежит в пределах 180–220 долларов.

«Суррогатный» метод подачи Ethernet + PoE

В заключение рассмотрения методов передачи Ethernet + PoE по витым парам хочется упомянуть «эксклюзивный» способ использования IP-камер, все еще распространенный на постсоветском пространстве. По всей видимости, он распространен, поскольку не перевились еще на этой территории «автомото-велофото-телерадио-монтеры». Часто потребитель, «обольщенный» рекламой, безусловно желает использовать IP-камеру и одновременно не желает оплачивать дополнительные расходы на PoE. В этом случае две свободные пары UTP-кабеля выводятся из кабеля и по ним на камеру напрямую подается типовое питание 12 В. Такая незатейливая технология, совершенно недоступная «забугорным» специалистам, позволяет обеспечить успешную передачу цифрового видеосигнала и питания на дальность до 100 м, что и требуется для типовой IP-технологии.

Это утверждение основано на допустимости снижения питания камеры на 1,5–2 В, погонном сопротивлении типовой витой пары с диаметром жил 0,5 мм и сдвоенными проводами в 4,3 Ом/100м. Потребляемый ток камеры при этом не должен превышать 200 мА. Естественно, в этом случае невозможен какой-либо серьезный подогрев камеры или мощная ИК-подсветка.

Коаксиальный кабель и витая пара в передаче видеосигнала

Многие годы и даже десятилетия коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом был практически безальтернативным средством для трансляции видеосигнала в системах видеонаблюдения. В последние 10–15 лет для передачи стандартного композитного видеосигнала достаточно широкое применение нашла витая пара. Можно сказать, что это несколько поколебало монополию коаксиального кабеля, чемму способствовало широкое распространение типовых кабелей UTP/FTP для цифровых структурированных сетей, снижение их стоимости и рост доступности. Существенным преимуществом этого метода является симметричность сигнала, а следовательно высокая помехозащищенность, особенно на низких, наиболее информационных частотах видеосигнала. Данный метод нашел широкое применение на промышленных объектах с большими длинами кабелей и обилием электромагнитных полей. И это несмотря на обязательное применение корректирующего и симметрирующего приемопередающего оборудования, а также неизбежного обилия артефактов от коррекции. Вместе с тем коаксиальный кабель до сих пор можно считать наиболее высококачественным средством передачи видеосигнала ввиду широкополосности и максимальной линейности амплитудочастотных и фазочастотных характеристик.

Только появление IP-систем наблюдения однозначно исключило коаксиальный кабель из списка интересов разработчиков и инсталляторов этих систем. К этому времени коаксиальные цифровые кабельные сети (10BASE5/10BASE2) с волновым сопротивление 50 Ом уже были прочно забыты.

Возврат коаксиальных кабелей

Попытка реабилитации «чести и достоинства» коаксиальных систем произошла при появлении видеонаблюдения на основе стандарта HD-SDI, а затем повторилась с появлением аналоговых HD-стандартов – AHD, HD-TVI и HD-CVI. Оживление интереса шло под флагом замены оборудования на HD-формат с использованием существующих коаксиальных кабельных сетей действующих систем видеонаблюдения. Такая замена обещала дополнительную прибыль от модернизации существующих объектов. Подобные надежды практически не оправдались в основном по причине низкого качества существующих систем, где из экономии часто применялись комбинированные кабели уровня КВК-2 и КВТ-2, а иногда и уровня экранированных проводов класса ШЭГС 2/4.

Передача Ehternet + PoE по коаксиальному кабелю

По всей видимости, аналогичные резоны послужили основанием создания оборудования для передачи Ethernet + PoE по коаксиальному кабелю. Кроме того, применяя кабель высокого качества, можно увеличить дальность передачи до 1 км. Во всяком случае, лучшие образцы это обещают.

Комплекты для передачи Ethernet + PoE по коаксиальному кабелю до 1000 м некоторых производителей практически не представлены на российском рынке из-за высокой цены. Кроме того, передача PoE до 12 Вт и битрейтом в 75–90 Мбит/с (при физическом пределе в 200 Мбит/с) реализуется по кабелю 5C-HFBT. Хотя его класс определен как RG6, на самом деле из отечественных кабелей ему уступает даже «безусловный» RG6-кабель РК75-4,8-321, во всяком случае, по погонному активному сопротивлению в 4 Ом/100 м против 3,3 Ом/100 м. Возросшие потери на активном сопротивлении кабеля могут сократить дальность передачи при максимальной потребляемой мощности.

Устройств, передающих цифровые данные (Ethernet) по коаксиальному кабелю, предлагается достаточно много. От пассивных комплектов с дальностью до 200 м (но со скоростью лишь 10 Мбит/с) до активных устройств с дальностью предачи до 2000 м при скорости от 20 до 50 Мбит/с. Естественно, максимальная скорость обеспечивается на меньшей дальности (до 300 м). В основном подобные активные изделия работают по технологии VDSL.

Устройств, обеспечивающих передачу Ethernet совместно с PoE, а следовательно и удлинение линии коаксиальным кабелем, предлагается существенно меньше.

Один из доступных комплектов, обеспечивающих подобную передачу по коаксиальному кабелю RG11 на дальность 250 м и кабелю RG6 – на 180 м, представлен на рис. 3. Максимальная скорость передачи до 200 Мбит/с, полный дуплекс. Максимальная мощность передачи PoE – 18 Вт. Питание комплекта производится также от источника PoE.

Комплект другого производителя обеспечивает похожие характеристики. Дальность передачи по коаксиальному кабелю уже до 500 м, однако со скоростью до 47 Мбит/с. Максимальная мощность передачи питания до 12 Вт. Питание передатчика и приемника осуществляется от PoE.

Пример технической реализации передачи цифрового потока по коаксиальному кабелю

Для передачи цифровых данных по коаксиальной линии обычно используется цифро-аналоговое преобразование с последующим усилением, частотной коррекцией и обратным аналого-цифровым преобразованием.

При прохождении аналогового сигнала через кабель его высокочастотные составляющие затухают больше, чем низкочастотные, в результате чего принятые данные могут оказаться искаженными. Для коррекции аналогового сигнала используется технология выравнивания спектра (Multi-Rate Аdaptive Еqualization), позволяющая восстановить сигнал на приемной стороне, обеспечив тем самым корректный прием данных. На рис. 4 представлена структура подобной обработки для передачи цифровых данных по коаксиальному кабелю. Подобная технология используется для передачи аналогового HD.

Заключение

Из приведенного материала видно, что в настоящее время вполне возможно вдвое и даже впятеро удлинить сетевой сегмент до IP-видеокамеры с использованием как типовой витой пары, так и коаксиального кабеля. Естественно, для этого потребуются дополнительные средства.

Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #2, 2018