CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии - Владо Дамьяновски

Роль усилителя-эквалайзера проста: он усиливает и корректирует видеосигнал так, чтобы поступающий на видеомонитор сигнал уже был (более или менее) восстановлен до такого уровня, который сигнал имел бы при непосредственном соединении телекамеры с видеомонитором.

Если при дистанционном соединении не используется усилитель, то общее сопротивление и емкостное сопротивление кабеля существенно влияет на качество видеосигнала как по уровню, так и по полосе частот. Если в системе используется пара сотен метров коаксиального кабеля (RG-59), то уровень видеосигнала может упасть от нормального с размахом 1 В до 0.2 В или 0.3 В.

Такие уровни уже нераспознаваемы с помощью видеомонитора (или видеомагнитофона). В результате получаем очень низкую контрастность, неустойчивую синхронизацию, на изображении появляются изломы, оно перемещается по вертикали. Кроме того, высокие частоты ослабляются больше, чем низкие, что отражается на потере мелких деталей в видеосигнале. Из фундаментальной электроники известно, что более высокие частоты всегда ослабляются больше из-за различных эффектов: поверхностного эффекта или изменения полного сопротивления от частоты, и это еще не все.

Поэтому необходимо не только усиливать видеосигнал, но и корректировать его спектр. Понятно, что в каждом усилительном каскаде шум тоже усиливается. Поэтому при работе с каждым усилителем-эквалайзером в линии следует придерживаться определенных правил. Теоретически лучше всего устанавливать усилитель-эквалайзер на середине длинного кабеля, там, где уровень сигнала относительно уровня шума еще довольно высок. Однако, середина кабеля — это не самое удобное место, главным образом потому, что понадобится подводить питание и монтировать устройство где-то посреди поля или под землей.

Именно поэтому многие производители предлагают одну из двух альтернатив.

Рис. 12.25. Видеоэквалайзер-усилитель

Первый и наиболее распространенный вариант — это установка усилителя на том конце линии, где находится телекамера, нередко в самом кожухе. В этом случае фактически происходит предусиление и предкоррекция, то есть видеосигнал усиливается и корректируется с предыскажениями, так что ко времени попадания на приемник (расстояние должно быть известно), он достигнет уровня размахом 1 В.

Второй вариант — установка на том конце линии, где находится видеомонитор, при этом больше шума будет аккумулировано «по пути», но усиление лучше контролируется и должно быть поднято от пары сотен милливольт до стандартного уровня в 1 В. Это может оказаться более практично при таких инсталляциях, когда нет доступа к самой телекамере.

На передней панели устройства имеется регулятор с калиброванными положениями для компенсируемой длины кабеля, это касается обоих вариантов установки. В любом случае важно знать длину компенсируемого кабеля.

Несколько усилителей могут быть соединены каскадно, то есть если максимальная рекомендуемая длина кабеля RG-59/U для черно-белого сигнала составляет 300 м, то при помощи двух усилителей (а иногда и трех) можно увеличить протяженность линии до 1 км (некоторые производители могут предложить один усилитель для расстояний более километра). При этом следует помнить, что невозможно избежать наличия шума, который при этом всегда накапливается.

Кроме того, при наличии в линии нескольких усилителей (двух или трех) еще более усиливается риск образования «земляных петель», влияния молний и других наводок.

Рис. 12.26. Усиление и коррекция видеосигнала

И опять же, если вы заранее знаете, что установка системы предполагает расстояния более полукилометра, то лучшее решение — использовать оптоволоконный кабель. Вместо этого может быть предложен коаксиальный кабель RG-11/U, в этом случае длина кабеля без усилителя может составлять 600–700 метров, однако стоимость оптоволоконного кабеля в наши дни сопоставима со стоимостью кабеля RG-11/U (если не меньше). Мы уже перечисляли многочисленные преимущества оптоволоконного кабеля.

Довольно часто видеосигнал должен быть передан на различные устройства: на видеокоммутатор, видеомонитор и другой коммутатор или видеоквадратор (разделитель экрана), например. Это может оказаться невозможным, если не все устройства имеют сквозной видеопроход. Наиболее распространены BNC-разъемы со сквозным видеопроходом на видеомониторах. Обычно рядом с BNC-разъемом имеется переключатель с положениями «75 Ом» и «High». Это так называемое пассивное согласование входного сопротивления. Если вы хотите передать сигнал на другое устройство, например, на видеомонитор, то следует переключить первый видеомонитор на «High» и подключить коаксиальный кабель ко второму видеомонитору, на котором переключатель входного сопротивления должен быть установлен на 75 Ом.

Как говорилось ранее, это очень важно, так как телекамера представляет собой источник сигнала с сопротивлением 75 Ом и должна «видеть» на конце линии 75 Ом, чтобы происходила корректная, со 100-процентным переносом энергии передача видеосигнала, то есть без отражений.

Рис. 12.27. Видеоусилитель-распределитель

А теперь представьте себе такую картину (обычный случай для видеонаблюдения): пользователь хочет, чтобы два видеокоммутатора, расположенные в разных местах, независимо друг от друга переключали одни и те же телекамеры. Эту проблему легко решить при помощи двух видеокоммутаторов, одного сквозного и одного оконечного, и в этом случае мы можем использовать ту же логику, что и с видеомониторами.

Однако на практике простые и дешевые видеокоммутаторы имеют только один BNC-разъем на видеовход, это означает, что они представляют собой согласованный вход, то есть вход с сопротивлением 75 Ом.

Было бы неправильно использовать адаптер ВNС-Т (Так называемый «тройник». Прим. ред.) для подсоединения второго видеокоммутатора, как делают многие установщики систем. Это некорректно, потому что в этом случае мы получим два 75-омных оконечных устройства на один канал, и телекамера будет «видеть» несоответствующую нагрузку, что приведет к частичному отражению сигнала, а в этом случае при воспроизведении на изображении проявятся повторы и уменьшится контрастность.

Решить проблему можно при помощи видеоусилителя-распределителя. Эти устройства делают именно то, о чем говорит их название — перераспределяют один видеовход на несколько выходов, сохраняя необходимое согласование полных сопротивлений. Это достигается за счет использования транзисторов или операционных усилителей. Поскольку используется активная электроника (к цепи должно быть подключено питание), то этот процесс называется активным согласованием сопротивления.

Типичный усилитель-распределитель обычно имеет один вход и четыре выхода, но бывают и модели с шестью, восемью или более выходами. На каждый видеосигнал нужен один усилитель-распределитель, даже если не все его четыре выхода будут задействованы.

Матричные видеокоммутаторы при распределении одного видеосигнала на несколько выходных каналов опираются на ту же концепцию, что и усилители-распределители. В этом случае существует ограничение на число каскадов усилителей-распределителей, которые могут использоваться в больших матричных системах. Это объясняется тем фактом, что каждый новый каскад привносит определенное количество шума, чего в аналоговой системе избежать невозможно.

12.28. ВNC-тройник

13. Проектирование систем видеонаблюдения

Разработка системы видеонаблюдения — очень сложная задача. Чтобы ее выполнить, мы должны обладать, как минимум, базовыми знаниями всех уровней системы, а также ее компонентов. Но еще более важно то, что до проектирования системы мы должны четко знать, что ожидает от нее потребитель.

Первое, и самое важное, без чего нельзя начинать проектирование системы видеонаблюдения — знание и понимание запросов потребителя. Потребители могут быть технически грамотными и многие из них могут разбираться в системах видеонаблюдения так же хорошо, как и вы. Но чаще всего они не знакомы с последними техническими достижениями и возможностями каждого компонента.

Прежде всего следует уяснить общую концепцию контроля и видеонаблюдения, которые требуются потребителю: будет ли вестись постоянный мониторинг телекамерами и 24-х часовая работа персонала безопасности, или планируется работа в автоматическом режиме (обычно с постоянной записью), или же предполагается сочетание обоих вариантов наблюдения. Как только вы поймете, чего хочет заказчик, было бы неплохо разъяснить ему, чего можно добиться с помощью предлагаемого оборудования. Работать с небольшими и простыми системами достаточно легко, но как только они увеличиваются до 10 телекамер и более (некоторые из которых могут быть установлены на поворотных устройствах), нескольких видеомониторов, более одного места видеонаблюдения, нескольких датчиков тревоги и цифровых видеорегистраторов — задача намного усложнится.