Выбор кабеля для систем видеонаблюдения

Что нужно знать чтобы выбрать коаксиальный кабель для системы видеонаблюдения.

В большинстве случаев видеосигналы передаются между устройствами по коаксиальному кабелю. Коаксиальный кабель – это и самый распространенный и самый дешевый, самый надежный, самый удобный способ передачи видео в системах телевизионного наблюдения (СТН).

Коаксиальный кабель выпускается многими изготовителями с самыми разнообразными размерами, формами, цветами, характеристиками и параметрами. Чаще всего рекомендуют использовать кабели типа RG59/U; но фактически это семейство включает в себя кабели с самыми разнообразными электрическими характеристиками. В системах видеонаблюдения и в других областях, где применяются телекамеры и видеоустройства, также широко используются подобные кабелю RG59/U кабели RG6/U и RG11/U.

Хотя эти группы во многом похожи друг на друга, у каждого кабеля есть свои собственные физические и электрические характеристики, которые необходимо принимать во внимание.

Все три упомянутые группы кабелей относятся к одному и тому же общему семейству коаксиальных кабелей. Буквы RG означают «radio guide» (радиочастотный волновод), а числа обозначают различные виды кабеля. В принципе все эти кабели устроены и работают одинаково, хотя у каждого кабеля есть свой номер, свои характеристики и размеры.

Как сделан коаксиальный кабель

Наиболее распространенные кабели RG59/U, RG6/U и RG11/U имеют круглое сечение. В любом кабеле есть центральная жила, покрытая диэлектрическим изоляционным материалом, который, в свою очередь, покрыт токопроводящей оплеткой или экраном с целью защиты от электромагнитных помех (ЭМП). Внешнее пластиковое покрытие поверх оплетки (экрана) называется оболочкой кабеля.

Два проводника коаксиального кабеля разделены непроводящим диэлектрическим материалом. Внешний проводник (оплетка) экранирует центральный проводник (жилу) от внешних электромагнитных помех. Защитное покрытие поверх оплетки предохраняет проводники от физических повреждений.

Центральная жила

Центральная жила – по ней в основном и передаётся сигнал. Диаметр центральной жилы обычно находится в пределах от 14 до 22 калибра в соответствии с американским стандартом проводов (AWG). Центральная жила либо медная целиком, либо стальная с медным покрытием (сталь, плакированная медью); в последнем случае жилу также называют неизолированным омедненным проводом (BCW, Bare Copper Weld). Центральная жила кабеля для систем видеонаблюдения должна быть медной. Кабели, центральная жила которых не полностью медная, а только покрыта медью, имеют намного большее сопротивление

контура на частотах видеосигнала или затухание, поэтому их нельзя применять в системах видеонаблюдения. Чтобы определить к какому типу относится ваш кабель, посмотрите на сечение его центральной жилы. Если она стальная с медным покрытием, то ее центральная часть будет серебристого цвета, а не медного. От диаметра центральной жилы зависит активное сопротивление кабеля, то есть его сопротивление постоянному току. Чем больше диаметр центральной жилы, тем лучше. Кабель с центральной жилой большого диаметра (а значит с меньшим сопротивлением) может передавать видеосигнал на большее расстояние с меньшими искажениями, но к сожаления он и более дорогой.

Если условия эксплуатации кабеля таковы, что он используется в условиях постоянных изгибов, то необходимо использовать в системах монтажа видеонаблюдения кабель с многожильным центральным проводником, который сделан из большого количества проводов малого диаметра. Многожильный кабель более гибкий по сравнению с одножильным и более стойкий с точки зрения усталости метала при изгибе.

Диэлектрический изоляционный материал, что расположен как оболочка центральной медной жилы.

Материал её чаще всего из полиуретана или полиэтилена. Толщина слоя этого диэлектрического изолятора одинакова по всей длине коаксиального кабеля, благодаря чему эксплуатационные характеристики кабеля по всей его длине одинаковы. Диэлектрики из пористого или вспененного полиуретана меньше ослабляют видеосигнал, чем диэлектрики из твердого полиэтилена. При расчете потерь по длине для любого кабеля желательны меньшие потери по длине. Кроме того, вспененный диэлектрик придает кабелю большую гибкость, которая облегчает работу монтажников. Но хотя электрические характеристики кабеля с вспененным диэлектрическим материалом более высоки, такой материал может поглощать влагу, которая ухудшает эти характеристики.

Твердый полиэтилен жестче и лучше сохраняет свою форму, чем вспененный полимер, более устойчив к защемлению и сдавливанию, но прокладывать такой жесткий кабель несколько труднее. Кроме того, потери сигнала на единицу длины у него больше, чем у кабеля с вспененным диэлектриком, и это нужно учитывать, если длина кабеля должна быть большой.

Оплетка, или экран

Снаружи диэлектрический материал покрыт медной оплеткой (экраном), которая является вторым (обычно заземленным) проводником сигналов между видеокамерой и монитором. Оплетка служит экраном от электромагнитных полей или наводок, которые неблагоприятно влияют на качество передаваемого видеосигнала.

Качество защиты и экранирования от электромагнитных помех зависит от содержания меди в оплетке и в конечном смысле сопротивления её. Чем оно меньше тем как обычно и лучше «закорачивания» помех на «землю». В большинстве случаев Коаксиальные кабели рыночного качества содержат неплотную медную оплетку с экранирующим эффектом приблизительно 80%. Такие кабели пригодны для обычных случаев применения, когда электромагнитные помехи малы. Эти кабели хороши в тех случаях, когда они проложены в металлическом кабелеводе или металлической трубе, которые служат дополнительным экраном.

Если же условия эксплуатации не известны и кабель точно не прокладывается в металлической трубе, то лучше выбрать кабель с максимальной защитой от помех или кабель с плотной оплеткой, содержащей больше меди по сравнению с коаксиальными кабелями рыночного качества. Повышение содержания меди обеспечивает лучшее экранирование за счет большего содержания экранирующего материала в более плотной оплетке. Для систем видеонаблюдения требуются кабели именно этого типа, если не хотите проблем в настройке.

Кабели, в которых экраном служит алюминиевая фольга или оберточный фольговый материал, не пригодны для систем телевизионного наблюдения и не желательны в системах видео наблюдения.

Такие кабели обычно применяются для передачи радиочастотных сигналов в передающих системах и в системах распределения сигнала с коллективной антенны. Там где условия не сложные и расстояния небольшие. Кабели, в которых экран сделан из алюминия или фольги, могут искажать видеосигналы настолько сильно, что качество изображения упадет ниже уровня, требуемого в системах видеонаблюдения.

Внешняя защитная оболочка

Последним компонентом коаксиального кабеля видеонаблюдения является внешняя оболочка. Для ее изготовления используются различные материалы, но чаще всего поливинилхлорид (ПВХ). Поставляются кабели с оболочкой различных цветов (черные, белые, желтовато-коричневые, серые) – как для наружной установки, так и для установки в помещениях.

Выбор кабеля определяется также следующими двумя факторами: расположение кабеля (внутри помещения или снаружи) и его максимальная длина.

Коаксиальный видеокабель предназначен для передачи сигнала с минимальной потерей от источника с волновым сопротивлением 75 Ом к нагрузке с волновым сопротивлением 75 Ом. Если используется кабель с другим волновым сопротивлением (не 75 Ом), то возникают дополнительные потери и отражения сигналов. Характеристики кабеля определяются рядом факторов (материал центральной жилы, диэлектрический материал, конструкция оплетки и др.), которые следует тщательно учитывать при выборе кабеля для конкретного применения. Кроме того, характеристики передачи сигнала по кабелю зависят от физических условий вокруг кабеля и от метода прокладки кабеля.

В типовой системе видеонаблюдения применяются кабели длиной не более 750 фут. (228 м), обычно это кабели RG59/U. Если внешний диаметр кабеля около 0,25 дюйм. (6,35 мм), то он поставляется в катушках по 500 и1000 фут. Если нужен более короткий кабель, используйте кабель RG59/U с центральной жилой калибра 22, активное сопротивление которого составляет около 16 Ом на 1000 фут. (304 м). Если нужен более длинный кабель, то подойдет кабель с центральной жилой калибра 20, сопротивление которого по постоянному току равно приблизительно 10 Ом на 1000 фут. (304 м). В любом случае можно приобрести кабель, в котором диэлектрическим материалом является полиуретан или полиэтилен. Если требуется кабель длиной от 800 фут. (244 м) до 1500 фут. (457 м), лучше всего подойдет кабель RG6/U. При тех же электрических характеристиках, что у кабеля RG59/U, его наружный диаметр также примерно равен диаметру кабеля RG59/U. Кабель RG6/U поставляется в катушках длиной 500 фут. (152 м), 1000 фут. (304 м) и 2000 фут.(609 м) и изготавливается из различных диэлектрических материалов и различных материалов для внешней оболочки. Но диаметр центральной жилы кабеля RG6/U больше (калибр 18), поэтому его сопротивление постоянному току меньше, оно равно приблизительно 8 Ом на 1000 фут. (304 м), а это означает, что сигнал по этому кабелю можно передавать на большие расстояния, чем по кабелю RG59/U.

Параметры кабеля RG11/U выше параметров кабеля RG6/U. В то же время электрические характеристики этого кабеля в основном такие же, как у других кабелей. Можно заказать кабель с центральной жилой калибра 14 или 18 с сопротивлением постоянному току 3-8 Ом на 1000 фут. (304 м). Т.к. этот кабель из всех трех кабелей имеет наибольший диаметр (0,405 дюйм. (10,3 мм)), то работы по его прокладке выполнять труднее. Кабель RG11/U обычно поставляется в катушках по длиной 500 фут. (152 м), 1000 фут. (304 м) и 2000 фут. (609 м). Для применения в особых условиях производители обычно изготавливают модификации кабелей RG59/U, RG6/U и RG11/U.

В результате изменений правил пожарной безопасности и техники безопасности все большую популярность в качестве материала для диэлектрика и оболочки приобретает фторопласт (тефлон, или Teflon®) и другие огнестойкие материалы. В отличие от ПВХ, эти материалы не выделяют ядовитых веществ при пожаре и поэтому считаются более безопасными.

Для прокладки под землей рекомендуется специальный кабель, укладываемый непосредственно в грунт. Внешняя оболочка такого кабеля содержит влагостойкие и другие защитные материалы, поэтому его можно укладывать прямо в канаву. При большом разнообразии видеокабелей для камер всегда можно подобрать наиболее подходящий для конкретных условий. После согласования технического задания и согласования проекта по системе видеонаблюдения вам необходимо рассчитать что необходимо для выполнения данного проекта. А именно, какова длина и качество видеокабеля. Мощность блоков питания для питания видеокамер.

Длина кабеля

Сигнал ослабляется в каждом коаксиальном кабеле, и это ослабление тем больше, чем кабель длиннее и тоньше. Кроме того, ослабление сигнала увеличивается с ростом частоты передаваемого сигнала. Это одна из типичных проблем охранных систем и видеонаблюдения в целом.

К слову, если монитор находится на расстоянии 300 метров от видеокамеры, то сигнал будет снижен примерно на 37%. Самое плохое в этом то, что потери могут быть незаметны. Поскольку вы не видите потерянную информацию, то можете даже не догадываться о том, что такая информация вообще была. Во многих видеосистемах и охранных системах есть кабели длиной порядка сотен и тысяч метров, и если потери сигналов велики, то изображения на видеомониторах будут сильно искажены. Если расстояние между видеокамерой и монитором превышает 230 м., то уже нужно предпринимать дополнительные усилия для обеспечения хорошей передачи видеосигнала. Необходимо согласование нагрузок и устройств для передачи видеосигнала, и волнового сопротивления видеокабеля.

Оконечная нагрузка кабеля

В системах видео и охранного наблюдения сигнал передается от камеры к монитору. Чаще всего передача идет по коаксиальному кабелю. Правильная оконечная нагрузка кабеля существенно влияет на качество изображения.

Волновое сопротивление (импеданс) коаксиального кабеля находится в диапазоне от 72 до 75 Ом; необходимо, чтобы сигнал передавался по однородной линии в любой точке системы для предотвращения искажения видеоизображения и обеспечения надлежащей передачи сигнала от телекамеры к видеомонитору. Волновое сопротивление кабеля должно быть постоянным и равным 75 Ом на всей его длине. Чтобы видеосигнал передавался от одного устройства к другому правильно и с малыми потерями, выходной импеданс видеокамеры должен быть равен импедансу (волновому сопротивлению) кабеля, который, в свою очередь, должен быть равен входному импедансу видеомонитора. Оконечная нагрузка любого видеокабеля должна быть равна 75 Ом. Обычно кабель подсоединен к монитору, и одно это уже обеспечивает соблюдение указанного выше требования.

Обычно импеданс видеовхода монитора регулируется переключателем, расположенным около сквозных разъемов (вход/ выход), предназначенных для подсоединения дополнительного кабеля к другому устройству. Этот переключатель позволяет включить нагрузку величиной 75 Ом, если монитор является конечной точкой передачи видеосигнала, или включить высокоомную нагрузку (Hi-Z) и передать сигнал на второй видеомонитор.

Ознакомьтесь с техническими характеристиками оборудования и инструкциями к нему, чтобы определить требуемую оконечную нагрузку. Если оконечная нагрузка будет выбрана неверно, изображение обычно бывает слишком контрастным и слегка зернистым. Иногда изображение двоится, бывают и другие искажения.

Типовые требования к коаксиальному видеокабелю

Тип кабеля* Максимальная длина

RG59/U (228 м)

RG6/U (304 м)

RG11/U (457 м)

* Минимальные требования к кабелю:

•Полное сопротивление 75 Ом

•Медный центральный проводник

•Медный плетеный экран с коэффициентом покрытия

изолятора оплеткой 95%

Рекомендации при передаче сигналов по стандарту RS-485

Максимальная длина кабеля (с проводами калибра 24) для связи по стандарту RS-485 составляет 4000 фут. (1219 м). Компания Pelco рекомендует использовать кабели с экранированными скрученными парами, такие как Belden 9843 или эквивалентные, которые, как минимум, отвечают базовым требованиям стандарта RS-485 Ассоциации изготовителей электронного оборудования (EIA).

Формулы преобразования напряжений

В технических паспортах приборов указываются так называемые паспортные данные где мы видим какая будет потребляемая мощность и напряжение питания.

Чтобы выполнять необходимые расчеты источников питания, пользуйтесь следующими формулами.

Как перевести Ваты в амперы, зная напряжение питания = пример: 85,5 Вт/24 В = 3,56 А

Тоже если нужен ток (амперы) (по мощности (вольт-амперам)):вольт-амперы / вольты = амперы (пример: 75 ВА/24 В = 3,12 А 75 ВА / 115 В = 0,64 А)

Если известна мощность (ватты) (по току (амперам)):вольты x амперы = ватты (пример: 24 В x 3,56 А = 85,44 Вт)

Если нужно понять какова мощность потребления (вольт-амперы) (по току (амперам)):амперы x вольты = вольт-амперы (пример: 3,12 А x 24 В = 74,88 ВА 0,64 А x 115 В = 73,6 ВА)

* Ватты и ВА не отличаются в случае постоянного тока, но отличаются в случае переменного тока. Вольт-амперы, которые больше ваттов в случае переменного тока, используются для расчета потребляемой мощности в цепи переменного тока. Но вычисления в обоих случаях выполняются по одним и тем же формулам.

В итоге

Мы дали вам необходимые рекомендации к тому как нужно подходить к выбору кабеля для монтажа систем охранного наблюдения и видеонаблюдения. Выбор всегда за вами, но если вы хотите избежать лишних затрат, проблем, перемонтажа и перенастройки систем видеонаблюдения мы рекомендуем обратиться к специалистам в этом вопросе.

Мы рады помочь вам в пуско-наладке и монтаже систем видеонаблюдения. Сделаем быстро, качественно и за разумные деньги. Подберём необходимые видеокамеры , видеорегистраторы, программное обеспечение и стыковку различных систем видеонаблюдения с охранной системой и прочими внутренними системами предприятия. В вашем распоряжении будут опытные (более 8 лет работы компании и сотни выполненных проектов) сертифицированные специалисты.

Обращайтесь к нам с любыми вопросами по слаботочным сетям и системам — мы будем рады вам помочь.