Файл: ВВЕДЕНИЕ.doc

У любого трансформатора КПД не равно 100%. Следовательно, видеосигнал от входа пассивного передатчика до выхода пассивного приемника, на соответствующих нагрузках, теряет свою мощность, а, следовательно, и амплитуду. Фактически, на средних частотах спектра видеосигнала пассивный приемник и пассивный передатчик вносит потери в передаваемый видеосигнал. А какие потери вносят пассивные приемники и передатчики в высокочастотной области видеосигнала (1 ... 7 МГц), в своем большинстве, остается загадкой. Если у пассивного передатчика (он же и приемник) указана полоса частот (как пример) 5 МГц, то это, в лучшем случае, означает, что полоса передачи таким передатчиком сигнала составляет полосу 5 МГц по уровню затухание сигнала на частоте 5 МГц равным -3 дБ. Следовательно, суммарное затухание сигнала на частоте 5 МГц, которое вносит такой пассивный передатчик и приемник, составит уже -6 дБ. Не зная АЧХ такого пассивного передатчика и приемника, можно предположить, что по уровню затухания -3 дБ общая их полоса сузится и составит всего 4 МГц вместо указанного значения 5 МГц только для пассивного передатчика. И если даже между таким пассивным передатчиком и приемников включить симметричный кабель связи длиной всего 1 метр, то вне зависимости с какой разрешающей способностью мы подключим на вход передатчика видеокамеру (480 твл, 570 твл или 650 твл), на выходе пассивного приемника и на нагрузке 75 Ом мы будем иметь видеосигнал с разрешающей способностью не более 320 твл. А если мы соединим выход видеокамеры со входом видеорегистратора кабелем "витая пара" (без пассивного передатчика и приемника), то "витая пара" с применением кабеля "UTP-CAT-5e" ограничит полосу передаваемого видеосигнала с шириной спектра в 4 МГц по уровню -3 дБ при длине кабеля связи в 40 ...60 метров (а не 1 метр).

В справочных материалах присутствует информация о том, что для обеспечения качественной передачи видеосигнала по "витой паре" лучше применять пассивный передатчик с активным приемником. И даже указываются расстояния до 1000 метров и более. У видеосигнала достаточно много параметров. К примеру отношение "Сигнал/Шум" и "разрешающая способность видеосигнала". Возьмем линию связи длинной 1000 метров с кабелем "UTP-CAT-5e". И если среднее затухание видеосигнала в кабеле связи на частотах 50...100 кГц составит примерно -10 ... -12 дБ, то на частотах 7 МГц (570 твл) затухание сигналов составит уже -52 ... -56 дБ. И если представить себе, некий активный приемник компенсировал затухание кабеля связи на частоте 7 МГц (т.е. поднял АЧХ входного сигнала на частоте 7 МГц на уровень +56 дБ), то, следовательно, он увеличил входные сигналы на этой частоте примерно в 1000 раз. Следовательно, он увеличил и шумы также в 1000 раз. И если на выходе видеокамеры было соотношение "Сигнал/Шум" по уровню - 48 дБ, то, в этом примере, соотношение "Сигнал/Шум" на выходе приемника будет несколько хуже. Следовательно, мы уже теряем в качестве сигнала при его передаче с такой аппаратурой по кабелю связи. Но в параметрах активного приемника (рекламируемого вместе с пассивным передатчиком) редко указывается параметр подъема АЧХ приемника на той или иной частоте. В большинстве случаев в параметрах активного приемника указывается подъем ВЧ входного сигнала + 8 ... + 12 дБ. Но на какой частоте происходит подъем АЧХ приемника - непонятно. Но допустим, что подъем АЧХ приемника происходит на частоте 7 МГц. Производим простой расчет: линия связи с кабелем UTP-CAT-5e при ее длине в 1000 метров вносит затухание в передаваемый видеосигнал на частотах 7 МГц - 52 дБ. Если учесть скрутки проводов в кабеле связи, то можно предположить, что вносимое таким кабелем связи общее затухание на частоте 7 МГц составит -54... -56 дБ. Возникает закономерный вопрос - каким образом пассивный передатчик + активный приемник с коррекцией АЧХ в области высоких частот всего + 12 дБ (как пример) может обеспечить качественную передачу видеосигнала по линии связи с кабелем UTP-CAT-5e при длине линии связи в 1000 метров? Или возникает попутный вопрос - кто и как понимает «качественную» передачу видеосигнала по симметричной линии связи?

В параметрах многих активных передатчиков и активных приемников видеосигнала по «витой паре» указывается параметр – «полоса пропускания 7 МГц» (как пример). О чем говорит данный параметр? Данный параметр говорит только о том, что такой активный передатчик или активный приемник имеет ограничение спектра входного сигнала по уровню – 3 дБ на частотах 7 МГц. Следовательно, при применении такой пары (активных передатчика и приемник видеосигнала), частотный спектр видеосигнала по уровню – 3 дБ будет уже ограничен верхней частотой порядка 6 МГц. И если на вход передатчика будет поступать видеосигнал с разрешением 570 твл, то при длине кабеля всего 1 метр с выхода приемника будет поступать на видеорегистратор видеосигнал с разрешением всего 480 твл.

Для обеспечения действительно качественной передачи видеосигнала по симметричной линии связи необходимо и применение достаточно качественной аппаратуры. При подборе аппаратуры необходимо знать некоторые ее технические параметры, а именно:

1. Полоса пропускания передатчика и приемника по уровню -3 дБ должна составлять не менее 8…9 МГц для видеосигнала с разрешением 570 твл.

2. Уровень подъем АЧХ передатчика и приемника на граничной частоте спектра видеосигнала с заданным разрешением.

3. Рассчитанное затухание сигнала в кабеле связи на граничной частоте видеосигнала заданного разрешения.

4. Нелинейные искажения активного передатчика и активного приемника видеосигнала.

5. Значение (сумма) суммарного подъема АЧХ приемника и передатчика на граничной частоте спектра видеосигнала для того или иного разрешением должен быть больше вносимого затухания кабелем связи на этой же частоте. Это связано с дополнительным затуханием передаваемого сигнала в соединительных разъемах или в «скрутках» жил кабеля связи.

В идеальном варианте подъем суммарной АЧХ передатчиком и приемником должен полностью компенсировать вносимое затухание сигнала линией связи. И если, условно, затухание сигналов в линии связи в зависимости от частоты имеет вид, как показано на рисунке 1,

Рис. 1

то суммарный подъем АЧХ передатчика и приемника видеосигнала по кабелю связи должен иметь вид, показанный на рисунке 2

Рис. 2

Получить характеристики подъема АЧХ передатчика и приемника полностью соответствующую зеркальному отражению характеристики АЧХ кабеля связи практически нереально. Суммарная характеристика подъема АЧХ сигнала приемником и передатчиком будет только похожа на характеристику затухания сигнала в линии связи, но не более. И это несоответствие характеристик АЧХ кабеля связи и аппаратуры передачи видеосигнала так же внесет некоторые искажения в выходной видеосигнал, поступающий с выхода приемника на вход видеорегистратора. Потерь в качестве видеосигнала, передаваемого по кабелю связи, избежать невозможно, но задача аппаратуры и оборудования свести эти потери к разумному минимуму.

Многие могут возразить данному материалу и выразить некое недоразумение – а зачем применять достаточно дорогую аппаратуру для передачи видеосигнала от удаленной видеокамеры до входа видеорегистратора с разрешением более, чем 480 твл? Все равно большинство видео регистраторов записывают поступающую информации от видеокамеры с разрешением не более 480 твл. Тут можно сказать следующее:

• уже достаточно много видеорегистраторов, которые производят запись видеоизображения с разрешением 576 твл (4CIF (D1)   704x576   0,405 Mpixel   до 576 ТВЛ);

• появились видеорегистраторы с возможностью записи видеосигнала с большим разрешением, чем 576 твл;

• за последнее время появилось много аналоговых видеокамер с разрешением 600, 650 и даже 700 твл и от этих видеокамер необходимо по линии связи передавать видеосигнал до видеорегистратора или видеомонитора с разрешением видеосигнала, выдаваемого данной видеокамерой.

В любом случае, если для системы видеонаблюдения с применением аналоговых видеокамер приобретаются достаточно дорогие видеокамеры с разрешением 570, 600, 700 твл, то какой смысл для трансляции видеосигнала от этих видеокамер по симметричной линии связи класса «UTP-CAT-5e» (как пример) и длиной 200 – 400 метров применять пассивный передатчик и пассивный приемник, с выхода которого на вход видеорегистратора будет поступать видеосигнал с разрешением 300 твл, а то и менее. Какой смысл в приобретении таких видеокамер для системы видеонаблюдения с высоким разрешением (большим, чем 480 твл)? Но и видеосигнал с разрешением 480 твл надо передавать по линии связи с таким условием, что бы на вход видеорегистратора или видеомонитора поступал видеосигнал с тем же разрешением, а не (как пример) 240 твл.

Правильный подбор оборудования и несложный расчет позволит передавать в системе видеонаблюдения выходной сигнал от удаленной видеокамеры до входа на видеорегистратор с минимальными потерями в качестве и с минимальной потерей разрешения видеосигнала.

Сетевой коммутатор или свитч - устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались. Свич работает на канальном уровне модели OSI, и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.

Коммутатор хранит в памяти специальную таблицу (MAC-таблицу), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении свитча эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом свитч анализирует пакеты данных, определяя MAC-адрес компьютера-отправителя, и заносит его в таблицу. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит пакет, предназначенный для этого компьютера, этот пакет будет отправлен только на соответствующий порт. Если MAC-адрес компьютера-получателя еще не известен, то пакет будет продублирован на все интерфейсы. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, и в результате трафик локализуется.

Свичи подразделяются на управляемые и неуправляемые (наиболее простые). Более сложные свичи позволяют управлять коммутацией на канальном (втором) и сетевом (третьем) уровне модели OSI. Обычно их именуют соответственно, например Layer 2 Switch или просто, сокращенно L2. Управление свичем может осуществляться посредством протокола Web-интерфейса, SNMP, RMON и т.п. Многие управляемые свичи позволяют выполнять дополнительные функции: VLAN, QoS, агрегирование, зеркалирование. Сложные коммутаторы можно объединять в одно логическое устройство - стек, с целью увеличения числа портов.

NanoStation M5 организовывает сети беспроводного доступа на скорости до 300 Мбит/с. Является вторым поколением точек доступа Nanostation от Ubiquiti и работает в WiFi-диапазоне 5 ГГц. Основные отличия заключаются в применении абсолютно новой технологии airMAX и использовании антенн MIMO 2х2, что позволяет передавать большее количество данных, а также расширенный технический функционал. Кроме того, у NanoStation M5 появился дополнительный порт Ethernet, позволяющий подключать напрямую к устройству второстепенное оборудование, такое как IP-камеры, коммутаторы и другие устройства. Двухполяризационная антенна MIMO 2х2 усилением 16 dBi имеет широкую диаграмму направленности в обеих плоскостях.

В комплект устройства входит блок питания POE-24 и крепление на мачту. Nanostation M5 можно использовать как точку доступа для подключения клиентов 802.11 a/n и airMAX, а также как клиентское устройство в беспроводных сетях точка–многоточка.

По результатам проведенных энергетических расчетов мы рекомендуем устанавливать Nanostation M5 в режиме точка–точка на 3 километра, в режиме точка–многоточка, как клиентское устройство на 4 километра если в качестве базовой станции используется Rocket M5 и AirMax 5G-16-90. На этих расстояниях можно получать максимальную полезную пропускную способность в 80 Мбит/c (UP/DL).

Ubiquiti  NanoStation  M5 — одно из самых удачных решений для передачи трафика на большие расстояния. Благодаря производительному процессору и большому объему оперативной памяти, точка доступа на базе устройства способна без труда обслуживать клиентов небольшой сети. При помощи Ubiquiti  NanoStation  M5 легко доставить интернет-траффик абонентам расположенным на расстоянии 5 км. Точка легко конфигурируется и настраивается при помощи наглядного и удобного интерфейса.

Типовый сферы применения Ubiquiti  NanoStation  M5 — системы видеонаблюдения, телеконференцсвязь, поддержка телеметрического оборудования. Точка отлично подходит для трансляции потокового аудио- и видео- сигнала на дальние расстояния. Ubiquiti  NanoStation  M5 легко монтируется на любую вертикальную поврехность (столб, стену и т. д.) при помощи универсального монтажного блока, оригинальной конструкции и небольшим размерам корпуса устройства.

Один из важнейших элементов Ubiquiti  NanoStation  M5 — компактная, четырехсекционная антенна. Последнее слово мирового антенностроения — универсальный компонент с углом развертки 43° и минимальным размером обратного сектора. Благодаря таким характеристиками Ubiquiti  NanoStation  M5 легко настраивается на работу с несколькими клиентами или без проблем взаимодействует с тремя-пятью базовыми станциями. Более того, точка доступа может быть установлена как на железобетонную, так и металлическую поверхность без существенного влияния на качество поддерживаемого линка.