ПЕРЕДАЧА ВИДЕОИЗОБРАЖЕНИЯ ПО КОАКСИАЛЬНЫМ ЛИНИЯМ СВЯЗИ

Рекомендации по выбору дополнительного оборудования
Ноябрь 2009 г.

Александр Кисельков

НПО "Защита Информации"

В настоящей статье приводятся рекомендации по выбору видеооборудования, выпускаемого НПО "Защита информации", в зависимости от конкретных задач, стоящих перед потребителями.

При передаче видеосигналов по протяженным коаксиальным линиям связи, как правило, невозможно обойтись без дополнительного оборудования. Его использование обусловлено необходимостью корректировки поступающего от видеокамеры сигнала с целью получения неискаженного изображения на экране монитора. Искажения видеоизображения при передаче видеосигналов по протяженным  линиям связи могут носить различный характер. Это может быть снижение контрастности, яркости и четкости изображения, искажение и пропадание цвета, нарушение кадровой или строчной синхронизации, появление фоновых помех, вызванных паразитными токами сетевой частоты 50 Гц и отсутствием на объекте системы защитного заземления видеооборудования. Причиной более высокочастотных помех могут быть работающие вентиляторы, электродвигатели, электросварка и др. Все эти негативные явления  возникают при передаче видеоизображения по коаксиальным линиям связи на значительные расстояния (100 м и более). При этом на качество изображения может влиять тип используемого коаксиального кабеля, схема подводки электропитания и заземления к передающему и приемному оборудованию, место прокладки кабелей и их ориентация относительно источников электромагнитных полей и т. д.
При передаче видеосигнала по протяженному коаксиальному кабелю возникают амплитудные и фазовые искажения видеосигнала. Эти искажения обусловлены не идеальными электрическими параметрами коаксиального кабеля. Омическое  сопротивление центральной жилы кабеля и его оплетки вызывают уменьшение амплитуды видеосигнала на выходе кабеля и, соответственно, яркости видеоизображения, а распределенные емкостные составляющие кабеля, совместно с распределенным омическим сопротивлением, вызывают резкое уменьшение сигнала на высших частотах, причем ослабление составляющих спектра видеосигнала тем больше, чем выше частота сигнала. Кроме этого, емкостные составляющие импеданса коаксиального кабеля вызывают фазовые частотнозависимые искажения видеосигнала на выходе кабеля. Все это приводит к резкому ухудшению параметров видеоизображения, уменьшению контрастности, четкости, искажениям цветопередачи вплоть до потери цвета вообще. При значительной длине кабеля (т. е. больших значениях удельного сопротивления и емкости) может произойти срыв синхронизации или возникнуть искажения видеосигнала из-за шумов и наводок. Для нормальной работы видеооборудования, в этом случае, требуется использование специальных видеоусилителей, предназначенных для компенсации потерь видеосигнала, а также для коррекции амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик передаваемого видеосигнала. Не секрет, что для передачи видеосигнала  на большие дистанции кабель должен быть медным. Применение стальных или омедненных марок коаксиального кабеля, например RG-6, RG-59 приведет к резкому сокращению максимальной дистанции линии связи до нескольких десятков метров.

Ориентировочные электрические параметры некоторых типов коаксиальных кабелей приведены для сравнения в таблице 1.

Таблица 1

1. Видеоусилители

Основные параметры видеоусилителей приведены в таблице 2.

Таблица 2

Видеоусилители условно можно разделить на следующие группы:

1.1. Малогабаритный видеоразветвитель Si-103

Обеспечивает разветвление одного входного видеосигнала на три выхода. Прибор имеет один  общий регулятор коэффициента передачи. Допускается питание от нестабилизированного источника. Разрешение передаваемого изображения 560 ТВЛ.

1.2 Малогабаритные видеоусилители Si-105M/F, Si-106M/F

Видеоусилители отличаются миниатюрной конструкцией, позволяющей устанавливать их непосредственно на видеооборудование. Питание от нестабилизированного источника 11…18 В. Видеоусилители предназначены для использования в системах охранного видеонаблюдения высокой четкости. Они позволяют обеспечить разрешение системы видеонаблюдения до 550 ТВЛ.
Si-105M/F имеет плавную регулировку АЧХ, позволяющую корректировать параметры видеотракта в зависимости от длины коаксиального кабеля.

1.3. Многоканальные видеоусилители для монтажа в 19" стойку Si-190, Si-191, Si-196

Видеоусилители предназначены для многоканальных систем охранного телевидения. Могут монтироваться в 19" стойку или автономно. Высота корпуса усилителей 2U. Питание от сети переменного тока ~220 В / 50 Гц. Видеоусилители имеют плавные регуляторы четкости и контрастности изображения отдельно в каждом канале.
Si-190 – 16-ти канальный видеоусилитель для систем охранного телевидения с максимально высокими требованиями к качеству изображения. Компенсирует потери в кабеле при сохранении разрешающей способности изображения в системе 560 ТВЛ.

Паспорт прибора Si-190.

Si-191 – 16-ти канальный изолирующий видеоусилитель для систем видеонаблюдения промышленных предприятий.  Видеотрансформатор включен по каждому входу прибора. Компенсирует затухание видеосигнала в кабеле при сохранении разрешения в 560 ТВЛ на дистанции до 500 м и 400 ТВЛ на дистанции до 1000 м. Далее приведен пример передачи видеоизображения c помощью прибора Si-191. В качестве источника видеосигнала использовался генератор телевизионных испытательных таблиц TPG-8. Между генератором и прибором Si-191 подключалась линия передачи на основе коаксиального кабеля марки РК75-3-32 длинной 750 м. На фото 1а, 2а, 3а представлены осциллограммы, а на фото 1b, 2b, 3b соответствующие им изображения на выходе прибора Si-191 при недостаточной, оптимальной и избыточной частотной коррекции видеосигнала.

1a	2a	3a
1b	2b	3b

Паспорт прибора Si-191.

Некоторые примеры включения прибора Si-191 и полученные результаты.

Si-196 – 16-ти канальный изолирующий видеоусилитель для систем видеонаблюдения промышленных предприятий. Прибор предназначен для многоканального приема аналоговых видеосигналов в условиях сложной электромагнитной обстановки.
Особенностью прибора является автоматическая фиксация уровня «черного» (восстановление постоянной составляющей видеосигнала) в каждом из шестнадцати каналов, что позволяет уменьшить влияние наводок и помех любого происхождения.

Из выпускаемого оборудования для передачи видеоизображения по коаксиальным  линиям связи прибор Si-196 имеет наилучшую помехозащищенность.

По каждому входу прибора включены изолирующие видеотрансформаторы.

Компенсирует затухание видеосигнала в кабеле при сохранении разрешения изображения в 560 ТВЛ на расстоянии до 500 м и 400 ТВЛ на расстоянии до 1000 м. Эффективная защита каждого канала от воздействия импульсных наводок и помех как по входу, так и по выходу. Защита от импульсных помех по цепи питания. Расширенный диапазон напряжения питания 160-260 В, 50 Гц.

Паспорт прибора Si-196.

Некоторые примеры включения прибора Si-196 и полученные результаты.

1.4. Усилитель-распределитель Si-193

Прибор предназначен для многоканального приема аналоговых видеосигналов и распределения их на удаленные посты наблюдения.

Состав прибора:

• четыре канала приема изображения;
• в каждом канале распределитель видеосигнала на три выхода;
• по каждому выходу распределителя независимые регуляторы контрастности и четкости изображения, гальваническая развязка и схема грозозащиты;
• по каждому входу распределителя схема грозозащиты.

Особенности прибора:

• компенсация затухания видеосигнала в длинных линиях связи;
• максимальная дистанция передачи видеоизображения от источника сигнала (видеокамеры) до видеорегистратора – 1000 м по коаксиальному кабелю;
• возможность включения прибора для передачи видеоизображения по экранированной витой паре (с дополнительным оборудованием) на дистанцию до 1700 м;
• эффективная многоступенчатая схема защиты от перенапряжений, грозовых разрядов, коммутационных импульсных помех по электросети 220 В, входным и выходным цепям;
• гальваническая развязка по линиям связи с постами видеонаблюдения. Уменьшение помех на изображении от удаленных видеорегистраторов, выполненных на базе персональных компьютеров.

Паспорт прибора Si-193.

1.5. Шестнадцатиканальный усилитель разветвитель Si-197

• Предназначен для многоканального приема аналоговых видеосигналов и разветвление каждого из них на два выхода.
• Компенсирует затухание видеосигнала в линиях связи при обеспечении разрешения изображения не менее 560 ТВЛ на расстоянии до 500 м.
• Прибор имеет независимые регуляторы по каждому выходу.
• Прибор обеспечивает защиту от импульсных помех по цепи питания 220 В/50 Гц.

Паспорт прибора Si-197.

Некоторые примеры включения прибора Si-197 и полученные результаты.

2. Приборы защиты видеооборудования

Si-130M/F. Изолирующий трансформатор по цепи передачи видеосигнала. Обеспечивает  уменьшение фоновых помех на изображении. Полоса пропускания 7 МГц. Разрешение передаваемого изображения 560 ТВЛ.

Si-130АM/АF. Изолирующий трансформатор по цепи передачи видеосигнала. Аналог Si-130M/F. Отличается наличием разделительного конденсатора 470 мкФ, включенного в первичную цепь видеотрансформатора.

Si-133M/F. Изолирующий трансформатор с грозозащитой по цепи передачи видеосигнала. Обеспечивает уменьшение фоновых помех на изображении, а также защиту видеооборудования от воздействия перенапряжений, импульсных помех и наводок.

Si-140M/F. Прибор грозозащиты. Защита видеооборудования по цепи передачи видеосигнала от воздействия перенапряжений, импульсных помех и наводок.

Si-145. Прибор обеспечивает защиту видеокамеры по электросети 220 В/50 Гц (модификация 24 или 12 В), по видеосигналу и по телеметрии.

Паспорт прибора Si-145.

Si-146. Прибор обеспечивает защиту оборудования по видеосигналу в четырех каналах.

Паспорт прибора Si-146.

Si-147. Прибор обеспечивает защиту оборудования по видеосигналу и телеметрии в двух каналах.

Паспорт прибора Si-147.

Некоторые примеры включения приборов Si-130M/F, Si-133M/F, Si-140M/F и полученные результаты.

НПО «Защита информации» выпускает серию приборов, предназначенную для передачи видеосигнала и питающего напряжения по одному коаксиальному кабелю. Подробнее смотрите статью: «ПЕРЕДАЧА ВИДЕОСИГНАЛА И ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПО ОДНОМУ ДВУХПРОВОДНОМУ КАБЕЛЮ».

Выпускается также 16-ти канальный блок питания Si-199. Прибор предназначен для использования в многоканальных системах видеонаблюдения в качестве источника питания видеокамер. Прибор защищен от воздействия импульсных помех по цепям электропитания и линиям связи с видеокамерами; имеет защиту от перегрузки, термозащиту. По каждому каналу формируется плавно регулируемое напряжение питания в диапазоне от =12 В до =14 В. Прибор отличается повышенной выходной мощностью. Максимальный ток потребления каждой видеокамеры может достигать 0,5 А, а суммарный ток, отдаваемый прибором в нагрузку для 16-ти видеокамер может быть равен 8 А. Диапазон напряжения электросети 90-265 В/50 Гц.

Паспорт прибора Si-199.

Габаритно-установочные размеры приборов
Si-105M/F, Si-106M/F, Si-116RM/F, Si-130M/F, Si-133M/F, Si-140M/F, Si-170M/F, Si-171M/F