Сюрпризы кабельного рынка видеонаблюдения

Уважаемые коллеги!

В очередной раз я утверждаюсь в мысли, что именно сообщество специалистов, как говорится, "коллективный разум" и способен решить любые задачи, исправить любые ошибки. Задумайтесь - насколько мы бы жили лучше, если бы мы могли свободно и всюду высказывать свою точку зрения (пусть ошибочную! не важно - вместе разберемся!), а нас бы слышали и делали бы так, чтобы всем нам было лучше.

Но, политика политикой, а вот имеется реальный пример из жизни, который мы здесь обсуждаем.

И здесь свободное обсуждение проблемы свободных людей, которое позволяет исправлять ошибки.

Должен сознаться, что я, действительно, поторопился и ошибся; спасибо Вадиму Портнову, который помог исправить ошибки.

Но прежде отвечу Олегу.

И все расчёты бесполезны.

Олег!

Вот с этим я не соглашусь (ну, как без математики?). Не соглашусь, что медь идеальна (Вы никогда не видели, как медь контактов и проводов рассыпается зеленоватым порошком?). Тем не менее, медь, конечно, лучше аллюминия или меднёной стали. Но русская буква "Х" для маркировки здесь все же едва ли подойдет - ведь существует масса присказок о двойном значении этой буквы, соответствующему как слову "хороший", так и недавно запрещенному нашими законодателями для печати и произношения антониму этого слова.

Теперь относительно расчетов. Я буду основываться на классических положениях электротехники, поэтому чтобы согласиться со мной или опровергнуть то, о чем я сейчас буду говорить, советую прочесть положения, изложенные в моей книге.

Итак, поехали.

У меня нет принципиальных электрических схем конкретных видеокамер, но в общем виде видеокамера может соединяться коаксиальным кабелем с входом приемника видеосигнала как-то так:

Сначала рассмотрим иделальный случай, когда используется коаксиальный кабель без потерь.

Итак на входе коаксиального кабеля имеется выходное напряжение видеокамеры (стандартный видеосигнал размахом):

Uвых = 1 В

На выходе коаксиального кабеля напряжение Uн тоже размахом 1 В.

Преобразуем принципиальную электрическую схему в эквивалентную электрическую схему:

На схеме показано:

Е - ЭДС сигнала,

Ri - внутреннее сопротивление источника сигнала (стандартное значение Ri = 75 Ом - оно необходимо для согласования кабеля),

Rн - сопротивление нагрузки, по сути - входное сопротивление приемника видеосигнала (также нужно для создания в кабеле режима бегущей волны, для передачи максимума энергии, для отсутствия отражений от конца кабеля, а значит, повторов на изображении; кабель нагружен суммарным активным сопротивлением, равным волновому или характеристическому сопротивлению кабеля, в данном случае, тоже 75 Ом).

Чему равно напряжение на выходе коаксиального кабеля в этом случае?

Uн₁ = E * Rн / (Ri + Rн) = E / 2 = 1 В

То есть, как и записано в паспорте видеокамеры, она обеспечивает на своем выходе видеосигнал размахом 1 В на нагрузке 75 Ом.

Да, при желании (а многое у нас делается не по правилам, а по желаниям; клиент может и не заметить), в ряде случаев можно отключить нагрузочное сопротивление Rн - при этом, естественно, напряжение на выходе кабеля возрастет:

можно смело рекомендовать ставить приемники видео на "высокий импеданс" - оконтуривания будут, имхо, малы.

Повторюсь: хозяин - барин. Но тогда не следует пытаться добиваться и высокой разрешающей способности:

считаю, что эти два параметра важны оба

Здесь уж надо определиться.

Хорошо, идем дальше: рассмотрим вариант реального коаксиального кабеля, то есть с потерями, у которого есть некое сопротивление центральной жилы Rцентр и некое сопротивление оплетки Rопл:

Для упрощения учтем их в виде суммарного активного сопротивления кабеля Rкаб:

если оперируем петлевым погонным сопротивлением на постоянном токе (R ц.жилы + оплетки), то, имхо, цифра 2 лишняя:

Согласен, это моя ошибка.

В этом случае напряжение на выходе коаксиального кабеля

Uн₂ = E * Rн / (Ri + Rкаб + Rн)

Необходимо задаться допустимым значением потерь. Я бы посчитал, что 6 дБ - это еще приемлемая величина потерь при передаче видеосигнала, иначе говоря, при снижении видеосигнала вдвое синхронизация у последующих приборов срываться вроде как не должна.

Я видел, как видеосистемы работали устойчиво при видеосигнале 0,5 В и даже 0,3 В.

Но для надежности я выбираю 0,5 В (то есть уменьшение напряжения на нагрузке в 2 раза по сравнению со стандратным 1 В, по напряжению это соответствует 6 дБ). В принципе, каждый может задаться данным значением самостоятельно.

Итак,

Uн₁ / Uн₂ = 2 = [E * Rн / (Ri + Rн)] / [E * Rн / (Ri + Rкаб + Rн)] = (Ri + Rкаб + Rн) / (Ri + Rн) =

= (75 + Rкаб + 75) / (75 + 75) = (150 + Rкаб) / 150

Упрощаем:

150 + Rкаб = 300

Отсюда следует, что для допустимого уменьшения размаха видеосигнала на нагрузке не более, чем в 2 раза, предельное значение суммарного активного сопротивления коаксиального кабеля не должно превышать Rкаб = 150 Ом.

Можно замкнуть центральную жилу с оплеткой с одной стороны коаксиального кабеля, а сдругой стороны измерить омметром входное сопротивление кабеля - если оно окажется близким к 150 Ом, то это повод серьезно задуматься.

Таким образом, окончательная формула для максимально допустимой длины кабеля по критерию надежной синхронизации:

L = 150 / Rпог

, где Rпог - суммарное погонное сопротивление центральной жилы и оплетки [Ом/м].

Конечно, это упрощенная оценка (она даже не учитывает возможный завал фронтов у импульсов синхросмеси).

Персчитаем предельные длины для указанных в статье кабелей.

Кабель CV-K

"жила 14,8 Ом/100м и оплетка 5,26 Ом/100м".

Определяем погонное сопротивление:

R = 0,148 + 0,0526 = 0,2006 Ом/м

L = 150 : 0,2006 = 747 м

Кабель Rexant

"сопротивление жилы 90 Ом/100м и оплетки в 13 Ом/100м"

R = 0,9 + 0,13 = 1,03 Ом/м

L = 150 : 1,03 = 145 м

Кабель КВК-П-2

"с жилой 23 Ом/100м и оплеткой 2,7 Ом/100м"

R = 0,23 + 0,027 = 0,257 Ом/м

L = 150 : 0,257 = 583 м

Если честно, цифры оказались не слишком убедительными. Но ведь они учитывают лишь один из параметров - уменьшение коэффициента передачи на самых низких частотах спектра. А на верхних частотах лучше не будет - будет хуже.

Согласен с Вами, и работать будет. Но как, и как долго?

Где же тройной запас прочности по напряжению, току, частоте и т.д. Для примера, какую гарантию можно дать объекту, кабеля которого из алюминия покрытого медью. Фирмы установщики, уже эти цены взяли на вооружение. Остановить их теперь практически невозможно. Через несколько лет, кабель из чистой меди и делать никто не будет, так как не будет на него спроса.

В электрике происходит всё вплоть до наоборот, почему же тогда в нашей сфере так?

Я так думаю, просто никто не работает с заказчиком. Уверен, если заказчику правильно и честно всё обьяснить, то он согласиться с разницей в цене, в пользу меди. А при этом, насколько уменьшается головных болей у подрядчика.

Мы сейчас пользуемся благами того, что наши предки сделали с огромным запасом прочности. А что оставим мы? Согласен какие то датчики в нашей сфере обновляются каждые несколько лет. Но кабеля, это же инфраструктура, она не должна меняться по крайней мере лет 50. И если она меняется, значит она не правильно, изначально была расчитана.

Повторюсь: хозяин - барин. Но тогда не следует пытаться добиваться и высокой разрешающей способности:

ранее же был сформулирован критерий:

Здесь я исхожу из того, что потери разрешающей способности заказчик может и не заметить (или для него это не особо критично), а вот если синхронизация срывается, то такое изображение смотреть вообще невозможно.

так что, если "не критично" - почему бы не снять перемычку с 75 Ом? Юрий, это сарказм.

считаю, что эти два параметра важны оба

Здесь уж надо определиться.

тогда я - за "тв-линии".

Если честно, цифры оказались не слишком убедительными.

Почему? Rист=75 Ом, Rнагр=75 Ом, Uвых/Uнагр=2 - по постоянному току "все железно" и нормально соотносится с практикой.

Наверное, сомнения вызывает стереотип, созданный на рынке "витопарщиками", что "де-мол коаксиал - это для коротких расстояний"? - так он неверен.

А на верхних частотах лучше не будет - будет хуже.

Чтобы определить, "как будет на верхних частотах" следует задать "сколько линий" (или, чтоб не мусолить пресловутые 6,5 МГц, упрощенно принять fверх=20 МГц) и на сколько допустим завал, а далее - смотрим на затухание:

Таблица 1. (начало)

Таблица 1 (окончание)

Для сравнения - параметры витой пары. Таблица 2. (начало)

Таблица 2 (окончание)

Это первое видео по подбору коаксиального кабеля для систем видеонаблюдения:

Юрий Михелевич, внимательно следя за данной веткой и посмотрев вашу очередную работу "Видеонаблюдение: как не ошибиться при выборе коаксиального кабеля" у меня возникает вопрос:

- А почему ВЫ (множественной число), рассматриваете проблемы подбора РК-75 - только под системы аналогового видеонаблюдения?!

Ведь сегодня, более интересно (да и более своевременно) рассматривать вопрос именно цифрового способа передачи, или же переход - с аналогового способа передачи на цифровой и пусть даже если не с "аналога" - на HD-SDI, то хотя бы с "аналога" - на HD-CVI!

Ну а это значит, - что пора уже решать проблемы с подбором РК-75 с частотами среза АЧХ близкими к 1 гГц.

PS

Ну и по поводу того что: - "Качество работы всей системы - определяет самое слабое звено", то сегодня, в условиях того что, в качестве устройства визуализации, в основном используются матричные дисплеи, с числом писклей на матрице - не то что соответствующих пиксель в пиксель, а даже просто - не кратных количеству писклей матрицы аналоговой видеокамеры PAL-50i, да еще к тому же отображающихся в виде 60-ти прогрессивных кадров за секунду, но на дисплеях с матрицей пикселей 640х480, 1024х720, 1920х1080 и т.д.

- Так вот: ныне разговоры про: - третьи, пятые и любые другие гармоники, разговор про: - частоты спектра (причем выше чем 5 мГц), - лишены всякого смысла, потому как:

- если даже умудриться передать все спектр меандра с Вашей картинки:

- то его все равно не на чем будет отобразить, ну а про возможность ныне корректно "оцифровать" и "записать", а затем еще и корректно визуализировать аналоговый чересстрочный сигнал, - я вообще "умолкаю в тряпочку"

:-(.

Вадим Викторович!

Спасибо за Ваше мнение.

На Ваши вопросы отвечу так.

1. Пишу лишь о том, о чем знаю (насколько хорошо - это другой вопрос :-).

2. Мне, как и Вам, "хочется дойти до самой сути". Я высказался про коаксиальные кабели в аналоговом видеонаблюдении (которое еще вполне себе живет). Самое главное, мне хотелось коснуться вопроса физики таких, казалось бы, простых и очевидных процессов, и которые большинство специалистов игнорировало и игнорирует.

3.

Так вот: ныне разговоры про: - третьи, пятые и любые другие гармоники, разговор про: - частоты спектра (причем выше чем 5 мГц), - лишены всякого смысла

Возможно. Хотя мне так не кажется.

все равно не на чем будет отобразить

Но ведь это не единственный критерий, если мы полагаем возможной компьютерную обработку, как одну из целей для переданного видеосигнала.

Следующий ролик намереваюсь записать по ограничению для коаксиальных кабелей, вызванные их омическим сопротивлением.

Буду рад, если выскажетесь заранее, чтобы я это учел.

Тюрин Вадим 18.04.2014 13:42 : До каких поры мы будем барахтаться и тонуть в этом IP-дерьмище, под "предводительством" выпускников лучших вузов столицы?

Тюрин Вадим 05.06.2014 13:48 : Ведь сегодня, более интересно (да и более своевременно) рассматривать вопрос именно цифрового способа передачи

Вот это метаморфоза! Дорогой Вадим Викторович, всё-таки вы прозрели и созрели, чтобы окунуться и подгрести в наш безбрежный бурливый хрустально-прозрачный поток современных цифровых технологий!

Всё. Жизнь прожита не зря.

Вокор"дУшка" ?-(

- а какое отношение ужатое и пусть даже до 1000 мбит/сек - IP слайд шоу,

- имеет отношение к цифровым способам передачи аналогового, да еще и несжатого видеосигнала, да еще и в спектре до 1 гГц?!

;-))

Да и про HD-SDI пониматься кто-то 14.09.2013 10:16 писал что:

1) По IP можно передать видеоданные любого ничем не ограниченного качества, а в SDI качество ограничено стандартом - и точка. 2) В IP можно первичную обработку видеоконтента разместить в самой видеокамере, и передавать произвольные области изображений и мета-информацию. А в SDI это сделать в принципе невозможно, потому что форматы и типы данных жёстко регламентированы стандартом SDI.

Особенно улыбнуло: - "По IP можно передать видеоданные любого ничем не ограниченного качества"

Не помните кто же это написал?!

;-)

Наверно это был слоненок!

Так вот: ныне разговоры про: - третьи, пятые и любые другие гармоники, разговор про: - частоты спектра (причем выше чем 5 мГц), - лишены всякого смысла, потому как:

Вот тут Вадим я с тобой не согласен.

Сами гармоники если они на своих частотах никому не мешают, то пусть себе живут. Но проблема с гармониками заключается совсем в другом. С их участием образуются комбинационные и интермодуляционные частоты. Вот эти паразитные частоты попадают в основной спектр полезного сигнала и ухудшают его.

Правда возникновение этих паразитных частот процесс вероятностный и не всегда они присутствуют, но там где нужно гарантированное качество их учитывают как минимум до 3-й гармоники.

Если посмотреть на распределение частот телевизионных каналов, то это и есть решение задачи минимизации паразитного влияния интермодуляций на качество TV канала.

Особенно улыбнуло: - "По IP можно передать видеоданные любого ничем не ограниченного качества"

Опровергайте, дорогой Вадим Викторович, аргументировано. Улыбка - это отлично, но всё-таки одной улыбки здесь не достаточно.