ОБЗОР: Активные приёмники и передатчики по витой паре

Собственно, способов передачи видеосигнала и телеметрии, используемых сегодня в системах ТСБ, не так уж много. В зависимости от поставленной заказчиком задачи инсталлятор выбирает либо коаксиальный кабель, либо витую пару, либо оптическое волокно. Этот выбор может быть обусловлен несколькими параметрами (особенностями объекта, бюджетом), но определяющим, как правило, является расстояние, на которое предстоит передавать видеосигнал.
Применение коаксиального кабеля или витой пары наиболее эффективно, если расстояние, которое предстоит преодолеть сигналу, небольшое. При средних расстояниях опытные инсталляторы отдают предпочтения витой паре. При дальних выбирают оптоволокно.
В данной статье речь пойдет о способах решения задачи передачи видеосигнала на расстояния в среднем от 250 до 2000 м. С полной уверенностью заявляю, что оптимальным решением для данной задачи являются активные приемники и передатчики по витой паре.
Источником передачи сигнала в системе, как правило, является видеокамера. От нее сигнал передается к приемному устройству (монитор, цифровой видеорегистратор и т. п.). При этом передатчик преобразует поступающий на его вход однополярный несимметричный композитный видеосигнал в два симметричных противофазных. Они передаются по двухпроводной линии связи, которую специалисты и назвали витой парой. Передатчики и приемники, применяемые в подобных системах, могут быть пассивными или активными.
Существует 3 основных решения передачи видеосигнала по витой паре:
пассивно-пассивное (расстояние передачи видеосигнала до 200–250 м), рис. 1;
пассивно-активное (250–1000 м), рис. 2;
активно-активное (1000–2000 м), рис. 3.

Отмечу, что речь идет о качественном цветном видеосигнале. Дистанции могут варьироваться в зависимости от производителя.
Необходимо учитывать, что при выборе пассивно-активного решения активным всегда будет приемник, а пассивным – передатчик. В пассивно-пассивном решении приемник обладает теми же характеристиками, что и передатчик, поэтому их часто называют приемопередатчики. Активные же приборы строго разделяются на принимаюшие и передающие из-за особенности их внутреннего устройства.
Таким образом, активные приемники и передатчики применяются в качестве сознательного проектного решения для передачи на расстояния, которые выше нормативных для коаксиального кабеля.
Вашему вниманию представляется обзор оборудования нескольких производителей. Я же расскажу об основных принципах работы активных передатчиков по витой паре и выгоде, которую их использование сулит инсталлятору и в конечном счете пользователю.
По мере того как сигнал проходит по проводу, его амплитуда уменьшается. Зачастую при длине кабеля свыше 225 м пассивный передатчик уже не может обеспечить нормальное качество сигнала. Причем это не следствие влияния симметрирующего трансформатора, это влияние кабеля. Чтобы решить проблему, нужно использовать активные приемники. Эти устройства усиливают сигнал, обеспечивают компенсацию потерь и могут вернуть уровень сигнала к величине размаха до 1 В.
Некоторые устройства имеют плавно регулируемый коэффициент усиления, что позволяет обеспечить точную компенсацию на расстоянии до 1,6–2 км при использовании активных передатчиков на стороне камеры.
На рынке можно найти приемники и передатчики, которые имеют дифференцированный вход для разрыва цепи заземления и обеспечивают тем самым помехоустойчивость по отношению к паразитным контурам с замыканием через землю.
Обеспечение гальванической изоляции земли чрезвычайно важно для длинных линий, соединяющих оборудование, установленное в разных зданиях или на длинном периметре.
Итак, основные преимущества использования активных приемников и передатчиков по витой паре.
Преимущество первое – помехоустойчивость. Когда кабели прокладываются вблизи потенциального источника помех (кабелей электропитания низкого напряжения, передачи данных или связи и т. д.), приемопередатчики симметрируют сигнал и обеспечивают помехоустойчивость. Если измерять помехоустойчивость по коэффициенту ослабления синфазного сигнала, то в основном приемопередачтчики обеспечивают помехоустойчивость на уровне 30 дБ. Можно найти технологии с коэффициентом ослабления синфазного сигнала 60 дБ в широком диапазоне частот видеосигнала (от 15 кГц до 5 МГц)
Преимущество второе – возможность использования вместо коаксиального или волоконно-оптического кабеля относительно дешевой неэкранированной витой пары большого сечения.
Преимущество третье – возможность использования в системах видеонаблюдения высококачественных аналоговых видеокамер вместо более дорогих IP-камер с низкими эксплуатационными характеристиками.
Преимущество четвертое – в будущем вы легко можете перейти от данной системы к структурированным кабельным системам и IP-сетям.
Преимущество пятое – выбрав автоматический активный приемник, инсталлятор обеспечивает себе существенную экономию времени на пуско-наладочные работы и настройки видеосигнала.
Преимущество шестое – использование некоторых устройств позволяет передавать видео и телеметрию по одному кабелю, отпадает необходимость в прокладке дополнительного кабеля, что иной раз обеспечивает весьма существенную экономию.
Преимущество седьмое – многие производители встраивают в активные приемники и передатчики грозозащиту и защиту от скачков напряжения.
Преимущество восьмое – некоторые активные приемники с высоким уровнем подавления помех и низким уровнем излучения позволяют передавать сигнал на большие расстояния в том же пучке кабелей, что и телеметрия, и низкое напряжение электропитания. Речь идет об активных приемниках со встроенным концентратором питания.
Список преимуществ использования активных приемников и передатчиков по витой паре можно продолжить. Но давайте лучше еще раз отметим основные: помехоустойчивость, хорошее соотношение цена/качество, простота установки и доступность миграции системы видеонаблюдения в будущее.

NV-653T (NVT)
Передатчик видеосигналов модели NV-653T является активным (с усилением) прибором, который позволяет вести передачу видеосигнала черно-белых или цветных изображений на расстояние до 1,6 км (1 миля) при использовании кабеля категории 5 в виде неэкранированных витых пар.
Непревзойденное подавление помех и низкий уровень излучения аппаратуры модели NV-653T позволяют передавать видеосигналы через тот же жгут проводов, что и телефонные сигналы, сигналы данных или низкое напряжение электропитания. Это обеспечивает совместное использование кабельного оборудования или использование существующего кабельного оборудования. Разрыв заземления обеспечивает подавление надоедливых «фоновых полос», когда существует разность потенциалов в цепи заземления. Наличие встроенной схемы защиты решает проблему опасных выбросов напряжения.
Передатчик имеет переключатель диапазона расстояния на три положения, синий светодиод индикации электропитания, зеленый активный светодиод. До 10 NV-653T могут монтироваться в аппаратную стойку при использовании комплекта панели стоечного типа.


Одноканальный пассивный трансивер GEC-1PVTC-F (IFS)
Одноканальные пассивные приемопередатчики по витой паре являются многофункциональными устройствами. Эти приемопередатчики способны передавать видеосигналы на расстоянии до 228 м, а также обмениваться сигналами с активными приемниками на расстоянии до 1,067 м. Они поддерживают все основные форматы
видеофайлов, включая NTSC, PAL и SECAM, а также сигналы коаксиального типа для передачи видеофайлов и двунаправленные PTZ-сигналы. Благодаря компактным размерам и отсутствию необходимости питания эти трансиверы легко устанавливаются, а перекрестные помехи не менее 60 дБ и помехоустойчивость позволяют использовать устройство в связке с данными, аудиофайлами и другими низковольтными сигналами.


NV-1672 (NVT)
Модель NV-1672 представляет собой 16-канальный активный (с усилением) концентратор, который позволяет вести передачу монохромного или цветного видеосигнала в реальном масштабе времени на расстояние до 1,6 км (1 миля) с использованием неэкранированной витой пары категории 2. Концентратор с приемником DigitalEQ™ непрерывно и автоматически компенсирует влияние затухания в кабеле, паразитных контуров с замыканием через землю и полярности монтажа проводов независимо от сигнала изображения. Концентратор с высотой 1U имеет два выхода на каждый канал для применения усилителей-распределителей высокой плотности и оснащен многоступенчатой защитой от переходных помех. Имеет входы видеосигнала с винтовыми зажимами или разъемами RJ45 для неэкранированной витой пары (NV-RJ45A). Совместим с сертифицированными видеокамерами для работы через неэкранированную витую пару.

TW3000 (Pelco)
Системы передачи видеосигнала по витой паре, как активные, так и пассивные, достаточно широко представлены в палитре продукции Pelco. Есть одноканальные активные передатчики и 1-, 4-, 16- и 32-канальные приемники. Среди них серия TW3000 является наиболее востребованной.
Передатчик серии TW3001АТ представляет собой компактное устройство с габаритами 5,7 x 7,6 x 2,8 см, что позволяет размещать его в уличных кожухах. Температурный диапазон от 0 до +75 градусов.
Активные приемники выпускаются в исполнении для 19-дюймовой rack-стойки. Для удобства монтажа существуют специальные корзины для крепления в стойку, специальные блоки питания, крепежи и др. элементы.
Связка «активный передатчик – активный приемник» позволяет достичь расстояния передачи до 1524 м, «пассивный передатчик – активный приемник» – 915 м, «пассивный передатчик – пассивный приемник» – только 230 м.

TTA111VH (SC&T)
Помехозащищенный активный приемник сигнала применяется в системах передачи видеосигнала на большие расстояния, обеспечивает высокое качество изображения за счет минимизации вносимых искажений. Передача видеосигнала производится по недорогому и широкораспространенному кабелю витой пары 5-й категории.
Расстояние передачи видеосигнала зависит от типа передатчика: при работе с пассивным передающим устройством дальность передачи черно-белого сигнала составит 2400 м, цветного – 1500 м; при работе с активным передатчиком дальность передачи составит соответственно 3000 м и 2400 м. Если использовать 3 последовательно соединенные пары пассивных передатчиков (TTP111VT) и активных приемников, то дальность передачи цветного видеосигнала составит до 3000 м.
Приемник TTA111VH обладает встроенным устройством согласования, фильтром помех, системой компенсации зернистости сигнала цветности на разных частотах.
Встроенная грозозащита защитит оборудование от статического электричества и воздействия грозовых разрядов.


VT-1500N/VRD («БИК-Информ»)
Аппаратура для передачи видеосигнала предназначена для передачи полного (цветового) видеосигнала на расстояние до 1800 м по симметричным линиям связи типа «витая пара», к которым относятся кабели марки ТППэп, UTP и проч.
Комплект аппаратуры передачи состоит из передающего (передатчика) и приемного устройств (приемника), которые подключаются к симметричной линии связи.
Крепление на DIN-рейку. Диапазон частот полосы пропускания от 50 Гц до 6,5 МГц. Номинальный размах входного полного видеосигнала на нагрузке – 75 Ом 1 В.
Максимальный размах выходного симметричного сигнала – ± 5 В. Приемник имеет защиту линии от перегрузок и наведенных напряжений. Количество ступеней частотного корректора: у передатчика – 3, у приемника – 16. Напряжение питания постоянного тока стабилизированное – 12  1,2 В. Рабочая температура эксплуатации – от минус 35 °С до плюс 50 °С.

Источник: Журнал ТЗ № 5 2010