Особенности передачи сигнала в системах HDcctv

Видеонаблюдение HDcctv как бы развивается уже более 3 лет. В настоящее время это направление очень часто, видимо с легкой руки китайских производителей, называют просто HD-SDI, практически по названию цифрового сигнала HD разрешения. Против этого варианта наименования протестует основатель Альянса HDcctv Тед Рокоф, доказывая, что только оборудование сертифицированное в Альянсе адекватно работает друг с другом.

Конечно в России, в ввиду неразвитости вещательного варианта HDTV и Full HD, а также некоторой общей отсталости и недостатка средств, это направление находится все еще "на старте". Видимо, от этого в массах специалистов по видеонаблюдению до сих пор бытует мнение, что в HDcctv используется какой то другой, но аналоговый способ передачи изображения. С другой стороны, огромные массы "компьютерной и сетевой общественности", очевидно вспоминая первые 10-мегабитные цифровые сети на коаксиальном кабеле RG-58, считают подобные кабели чем то недостойным и сильно уступающим даже витой паре. Вместе с тем потери коаксиального кабеля на высоких частотах существенно меньше, чем у типовой витой пары. Во всяком случае, типовой коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом нормируется начиная с 10 МГц и выше.

И так, в системах видеонаблюдения HDcctv изображение передается в несжатом виде с помощью цифрового последовательного импульсного сигнала. Общий информационный поток SDI сигнала достигает 1,435 Гбит/с (SMTPE 292М) для HD с частой кадров до 60 кадр/с и Full HD с частотой кадров до 30 кадр/с. При этом несущая частота повторения импульсов около 750 МГц. Для систем Full HD с повышенной частотой кадров (50-60 кадр/с) используется спецификация 3G-SDI с информационным потоком до 2,97 Гбит/с (SMTPE 424М) и с соответственно с большей тактовой частотой.

Наиболее распространенным, сейчас, средством передачи подобных сигналов является коаксиальный кабель. Дальность передачи зависит от потерь кабеля на частотах равных несущей частоте и более. Система передачи сигнала работает по принципу самосинхронизации. В типовых системах синхронизация обеспечивается до снижения сигнала на 20 дБ (около 10 раз). Поскольку сигнал цифровой, и качество изображения при надежной синхронизации не зависит от амплитуды и спектра сигнала. Но при снижении уровня и крутизны фронта импульсов наступает момент, когда синхронизация нарушается. В этом случае изображение пропадает сразу. При этом зона неуверенной синхронизации очень небольшая. При увеличении длины кабеля этот момент наступает буквально на единицах метров.

На трех приведенных изображениях кадров с фото 1 показаны последовательные изменения изображения на пороге срыва синхронизации.

Нижнее изображение демонстрирует даже заворачивание правой части кадра на левую.

В таблице 1 приведены расчетные и экспериментальные длины российских кабелей для передачи сигнала HD-SDI (SMPTE 292)

Таблица1

Производитель

Тип кабеля

Погонные потери, 750МГц дБ/100м

Длина, м

Расчет

Опыт

Паритет

(RG-6) РК75-4,8-315/316/ 321/322

15,18

132

170

Спецкабель

РК75-4,8-33ф/34ф

15,46

129

-

Паритет

(RG-6) РК75-4,8-312/313/318 /319

16,28

123

-

Спецкабель

РК75-4,8-31ф /32ф

16,58

121

-

Паритет

(RG-6) РК75-4-351/361

17,1

117

-

Паритет

(RG-6) РК75-4-322/312

18,7

107

-

Паритет

(RG-59) РК75-3,7-351/361

21,9

91

130

Спецкабель

(RG-59) РК75-3,7-311ф

23

87

-

Одним из привлекательных моментов перехода с CCTV на HDcctv считается возможность использовать существующую коаксиальную кабельную сеть. Это бы существенно снизило затраты на переход к сверхвысокому качеству изображения. Это очевидно для зарубежной реальности безусловного следования техническим условиям и инструкциям, где в системах видеонаблюдения практически повсеместно применяется кабель RG-6 или как минимум RG-59. В российских условиях сплошной "рационализации и смелого изобретательства" для систем видеонаблюдения очень часто используются кабели низкого качества, включая суррогатные варианты экранированных проводов типа ШГЭС 4 или 2. При этом дальность распространения сигнала SDI может сильно сократится. В таблице 2 приведены расчетные и экспериментальные результаты дальности передачи сигнала SDI для популярных в CCTV комбинированных кабелей.

Таблица 2

Тип кабеля

Потери, 750 МГц, дБ/100м

Длина кабеля, м

Расчет

Опыт

КВТ-2-В(П) (РК75-2-111)

63

32

30

КВК-В(П)-2 (РК75-2-13м)

60

33

35

КВК-В(П)-3ф (РК75-3-32)

33

61

-

ККСВ(П)-3 (РК75-3-32)

33

61

-

ККСВ(П)Г (РК75-3-34м)

38

53

70

ККСВ(П)-3,7 (РК75-3,7-35ф)

25

80

-

ККСЭВ-3 (РК75-3-32)

33

61

-

Увеличение дальности передачи сигнала SDI по коаксиальному кабелю обеспечивается путем установки повторителей (repiter), которые синхронизуются ослабленным сигналом и выдают цифровую последовательность с номинальным уровнем (0,8 В).

В профессиональном студийном телевидении широко используются повторители для пересинхронизации сигнала SDI, ослабленного на 40 дБ, а также устройства для передачи этого сигнала по оптоволокну и витой паре. В видеонаблюдении пока подобная аппаратура не замечена. Очевидно, этому препятствуют не технические, а лицензионные проблемы.

В 2012 году компания SEMTECH, член альянса HDcctv, стала предлагать элементную базу технологии eXtended Reach ™ . Благодаря специальным усилителям-корректорам на входе и выходе линии передачи удалось существенно увеличить дальность передачи сигнала SDI по коаксиальному кабелю. На рис.1 приведена структура начальной спецификацииHDcctv 1.0 XR™ для увеличения дальность передачи со 100 до 125, 175 и даже 200м (для RG59).

Рис. 1

Спецификация HDcctv 1.0 CX™ представленная на рис. 2 обеспечивает передачу SDI сигнала по витой паре категории 5е/6е уже до 100 м.

Рис. 2

В предполагаемой спецификации HDcctv 2.0 уже будет реализована полная дуплексная связь более 100 м. При этом предполагается передача сигнала SDI, двухсторонняя передача аудиосигнала (интерфон), передача метаданных, телеметрии и управление PTZ камерой. Усовершенствованный вариант этой технологии HDcctv XR 2.0 , приведенный на рис.3 позволит увеличить дальность передачи этих же сигналов до 250 м. Но это пока перспективы.

 

Источник: портал сек.ру