Аналоговые видеокамеры "AHD" и 500 метров радиочастотного кабеля

Как написано во многих статьях, при передачи аналогового DH сигнала с разрешением 1280 х720р полоса спектра линии связи должна быть не менее 12 … 14 МГц, а при передаче аналогового HD видеосигнала с разрешением Full HD максимальный спектр порядка 25… 28 МГц (1920 х1080p).

Полоса пропускания в линии связи должна иметь значение превышающим ширину спектра передаваемого сигнала или, по меньшей мере, должна быть равна ширине спектра передаваемого по ней сигнала. В противном случае выходной сигнала от линии связи не будет соответствовать подаваемому в линию связи сигналу и, в первую очередь, в его высокочастотной части, которая и «отвечает» за разрешающую способность. АЧХ линии связи в полосе пропускания должна иметь отклонения не более -+0.5… -+2 дБ.

Ширина полосы пропускания определяется вносимым ей затуханием по уровню – 3 дБ. Если передаваемый видеосигнал имеет полосу 26 МГц, а линия связи имеет полосу 18 МГц (как пример), то на входе видеорегистратора разрешение видеосигнала уже не будет таким, которое есть на выходе той или иной видеокамеры.

Любая линия связи с применением радиочастотного кабеля или при использовании кабеля UTP, вносит те или иные затухания в передаваемый сигнал по данной линии. Например, радиочастотный кабель РК 75-3,7-330 вносит затухание в передаваемый сигнал на частоте 30 МГц порядка -4,2…4,5 дБ/100 метров. Следовательно, при длине кабеля в 500 метров вносимое данным кабелем затухание на частотах 30 МГц будет ориентировочно составлять – 22 дБ. А линия связи с применением кабеля UTP-5E вносит затухание на частоте 30 МГц порядка -10 дБ/100 метров. При длине линии связи 500 метров затухание в линии связи составит уже -50 дБ.

Задача любой линии связи (или канала связи), которая состоит из той или иной аппаратуры, компенсирующей затухание сигналов в линии связи, самой линии связи с тем или иным кабелем, состоит в том, что бы обеспечить выходной сигнал таким, какой есть на ее входе, без потерь.

Только в этом случае можно утверждать, что входной сигнал на входе видеорегистратора соответствует выходному сигналу той или иной видеокамеры в полном объеме и по разрешающей способности в частности. Задача аппаратуры, включаемой в линию связи, призвана обеспечить компенсацию затухания сигнала в кабеле связи. При построении систем видеонаблюдения с использованием аналоговых видеокамер системы PAL/NTSC или систем AHD необходимо этот фактор учитывать и производить элементарный расчет.

При использовании в качестве линии связи радиочастотный кабель РК 75-3,7-330 и включенных в систему видеокамер AHD с разрешением 1920 х 1080 надо учесть, что ширина спектра сигнала с видеокамеры порядка 26…28 МГц. Вносимое затухание этим кабелем на этой частоте ориентировочно составляет -4,5 дБ/100 метров. При длине кабеля 500 метров вносимое затухание линией связи составит – 22 дБ. Следовательно, с выхода видеокамеры видеосигнал должен поступать на видеоусилитель, который бы обеспечивал подъем АЧХ сигнала на частоте 30 МГц на уровень порядка + 23… +24 дБ. В этом случае затухание, вносимое на этих частотах кабелем связи, будет компенсировано таким усилителем и сигнал на входе видеорегистратора будет идентичен по свои параметрам выходному видеосигналу от устанавливаемой видеокамеры формата или системы AHD.

При использовании в качестве линии связи кабеля UTP-5E, и его длине 500 метров, устанавливаемой видеокамеры системы AHD с разрешающей способностью 1920 х 1080p, надо помнить, что на частотах порядка 28…30 МГц данный кабель внесет затухание в передаваемый видеосигнал на этих частотах порядка -50 дБ. Данное затухание необходимо компенсировать подъемом АЧХ тем оборудованием, которое позволяет передавать данный видеосигнал по симметричной линии связи класса UTP. Следовательно, передатчик совместно с приемников должны обеспечивать подъем АЧХ на этих частотах на уровень + 50 дБ. И только в этом случае достоверно можно утверждать, что входной видеосигнал на входе видеорегистратора будет идентичен выходному видеосигналу от устанавливаемой видеокамеры.

Исходя их вышесказанного, можно сделать вывод, что все «разговоры» о том, что видеооборудование класса или формата AHD можно включать в линии связи без дополнительного оборудование, т.е. напрямую, или для передачи видеосигнала системы AHD по симметричному кабелю допускается использование пассивных приемников и передатчиков - такие утверждения можно считать по крайней мере несколько несостоятельными.

Видеоизображение можно увидеть на экране видеомонитора при более длинных линиях связи с оборудованием системы AHD, чем с оборудованием системы PAL, но это происходит из-за более расширенного динамического диапазона микросхем обработки сигнала в видеорегистраторах и возможно встроенной системы АРУ для входных сигналов с линии, но какое это имеет отношение к завалу АЧХ в линии связи и потерей видеосигнала разрешающей способности?

Система АРУ, как правило, стандартизирует входной видеосигнал по общему уровню амплитуды и по уровню амплитуды строчных и кадровых видеоимпульсов и только.

Увеличение длины кабеля и в данном случае длины радиочастотного кабеля в системах аналогового видеонаблюдения связана с тем, что новые современные аналоговые видеокамеры имеют увеличенное соотношение Сигнал / Шум сигнала на выходе видеокамеры. В стандартных видеокамерах формата или системы PAL данное отношение в средних своих значениях составляет порядка 45…46 дБ. В современных аналоговых видеокамерах данное отношение составляет уже значение порядка 52 … 55 дБ.

Таблица 1. В таблице приведены полосы ширины спектра (взятые из статей в Интернете) передаваемого по линии связи видеосигналов и расчетно-ориентировочные параметра затухания ВЧ сигналов в линии связи.

https://www.youtube.com/watch?v=5Ag-Le2kpo0

https://www.youtube.com/watch?v=CupyCS_nVZ4

https://www.youtube.com/watch?v=yKMPRWwl2iw

Продолжение:

В таблице номер 2 приведены данные ориентировочного соответствия максимальной длины линии связи и стандарта аналоговых видеосистем, позволяющей получать на входе видеорегистратора видеосигнал с разрешающей способностью видеокамеры без введения в линию связи усилителей-корректоров. При трансляции видеосигнала по двухпроводной линии UTP-5E не учитывалось затухание видеосигнала в пассивных приемниках и передатчиках.

Таблица 2.

В таблице № 2 указаны ориентировочные предельно-допустимые длины линий связи с учетом ограничения полосы пропускания самой линии связи по уровню -3 дБ. При увеличении длины линии связи высокочастотная составляющая передаваемого видеосигнала затухает на большую величину, что снижает разрешение получаемого от линии связи видеосигнала на входе видеорегистратора.

Современные видеорегистраторы оснащены устройствами АРУ. Возможно по этой причине на многих сайтах указывается, что для современных аналоговых видеокамер высокой четкости (или высокого разрешения) допускается применение увеличенных длин радиочастотного кабеля до 500 метров без применения специальных усилителей –корректоров. К сожалению это не так. Система АРУ работает по приведению к стандартному значению по амплитуде кадровых и строчных синхроимпульсов при разбросе входного сигнала -+6 дБ. И система АРУ никакого отношения к компенсации затухания в линии связи ВЧ составляющих видеосигнала не имеет.

Для менеджеров компаний, которые устанавливают или продают видеокамеры с высоким разрешением (AHD), предлагаю ответить на простой вопрос:

- длина линии связи с использованием радиочастотного кабеля типа РК 75-4,8-31ф составляет 200 метров. Затухание, вносимое самим кабелем на частотах 8 - 9 МГц составит ориентировочно порядка -3,2 дБ. Ширина полосы пропускания определяется по уровню затухания верхней частоты спектра -3 дБ. При использовании видеокамеры формата PAL с разрешающей способностью 600 ТВЛ и минимальной освещенность. 0.001 лк на экране монитора можно будет видеть видеоизображение с разрешением, которое оговорено в параметрах этой видеокамеры, т.е. 600 ТВЛ. Если включить видеокамеру (как пример) с высоким разрешением 1080p SR-D200F36IRA и чувствительностью так же 0.001 лк, полоса спектра видеосигнала составляет порядка 25…26 МГц, то какое разрешение видеосигнала можно увидеть на видеомониторе при этой же длине линии связи и той же освещенности объекта видеонаблюдения? Или кто-то может утверждать, что ширина спектра видеосигнала на входе видеорегистратора не влияет на параметр разрешающей способности передаваемого видеоизображения и можно использовать радиочастотный кабель до 500 метров? В результате получается, что заявленные характеристики у той или иной видеокамеры высокого разрешения не поступают на вход видеорегистратора, что приводит к ухудшению параметра по разрешающей способности отображаемого видеоизображения в системе видеонаблюдения. При этом визуально изображение от такой видеокамеры смотрится на мониторе несколько лучше, чем от видеокамер формата PAL.

Визуально видеоизображение от видеокамер формата AHDсмотрится несколько лучше, чем от видеокамер формата PALпри длинных линий связи, но скорее всего это впечатление лишь от того, что в видеокамерах формата AHDотношение параметра Сигнал / Шум на 8…10 дБ лучше, чем у стандартных видеокамерах формата PAL и за счет этого мелкие детали статических объектов более отчетливо видны на изображении и при хорошем освещении. Но это опять не имеет никакого отношения к разрешающей способности и, в особенности, при слабом освещении объекта и при динамическом видеоизображении.

окончание и вопрос:

Так откуда и на каких основаниях на тех или иных сайтах, продающих видеокамеры AHD, есть запись:

"Камеры видеонаблюдения формата AHD способны предавать видеосигнал с высокой детализацией в разрешении HD 1280x720 и Full HD 1920х1080 Пикселей, по обычному коаксиальному кабелю до 500 метров, без использования дополнительного оборудования для усиления, а так же по витой паре при, использовании приемников-передатчиков".

Если полоса видеосигнала (как пример) равна 26 МГц, а на входе мы получаем полосу (из-за ограничения полосы самой линией связи) с F верх. = 10 МГц, то какое разрешение будет иметь видеосигнал на входе видеорегистратора, если на выходе видеокамеры он имеет разрешение 1920 х 1020 ???

olegskr - спасибо.

К сожалению 90% (цифра условная) если не больше объектов сделаны кабелем UTP с применением так называемых пассивных "приёмников" и "передатчиков".

Пара уточнений.

1. По терминологии. У сигнала - ширина спектра, у канала передачи сигнала - полоса пропускания.

2. AHD 1.0 (1 Мпикс): ширина спектра до 26 МГц

AHD 2.0 (2 Микс): ширина спектра 52 МГц

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=5Ag-Le2kpo0 (смотреть и слушать с 27:24)

Можно преположить (а что еще остается? я много раз предлагал выложить на "Мосту" изображения с экрана анализатора спектра на выходе AHD-видеокамеры) - так вот, остается предположить, что в сигнале на выходе AHD-камеры изначально введена предкоррекция (заранее подняты высокие частоты) - в расчете на компенсацию этого подъема неким усредненным кабелем какой-то длины (для этой длины еще не нужны активные передатчики).

Спасибо за поправку - Вы правы, я описался.

По поводу ширины спектра - не знаю, данные взял какой-то статье Интернета. Сначала была цифра в 48 МГц, но пготом автор принес извинения и назвал цифру между 25 и 26 МГц. Но мне кажется, что цифра в 26 МГц - более реальна. Если люди без всяких усилителей - корректоров АЧХ используют для передачи чистый РК кабель типа RG-6, то на частоте 52 МГц он имеет затухание порядка -4,5 дБ на 100 метрах. Следовательно, при 500 метров затухание уже составит порядка -23...-24 дБ. Еще надо учесть и затухание в разъемах. И если не использовать усилители корректоры АЧХ с подъемом характеристики на + 25дБ на частоте 52 МГц - то о какой разрешающей способности можно рассуждать? Хотя и на частоте 26 МГц - затухание так же велико. И все заявления, что камеры AHD и голых 500 метров кабеля .... "в пользу безных". А в связи с этим, меня всегда веселили рассуждения продавцов, что вот пассивный передаотчик и активный приемник для передачи видеосигнала по витой паре и качество (ширина спектра видеосигнала PAL порядка 7 - 8 МГц) при длине кабеля UTP на 1500 метров - великолепное! И при этом активный приемник осуществляет подъем ВЧ на +8..+9 дБ, но на какой частоте просто умалчивается. Бог с ними, пусть это будет на совести таких продавцов.

Мы делали приемники и передатчики видеосигнала по виттой паре - наилучший подъем АЧХ видеосигнала на частоте 8 МГЦ (приемник + передатчик) порядка + 58 дБ. Ну да ладно, надо футбол смотреть...

Не думаю, что это так!!!

1. Камера должна работать и обеспечивать свои параметры при длине кабеля в 1 метр.

2. Если бы камера работала бы на кабель длиной 500 метров, то любой производитель огромными буквами в парамертах камеры писал - Это уникальная камерар может работать на кабель длиной 1 метр и 500 метров с сохранением всех ее технических характеристик! Но такой записи я в характеристиках ни одной камеры не видел.

3. Чудес не бывает - чем больше разрешающая способность у камеры - тем ширее спектр ее сигнала.

olegskr - спасибо.

К сожалению 90% (цифра условная) если не больше объектов сделаны кабелем UTP с применением так называемых пассивных "приёмников" и "передатчиков".