Ενσύρματη Μετάδοση Video: 3 επιλογές – Χαρακτηριστικά και εφαρμογές

Η ποιότητα του σήματος video που θα εμφανίζεται σε μία οθόνη παρακολούθησης ή που θα καταγράφεται, είναι άμεσα συνυφασμένη με το φυσικό μέσο μετάδοσης. Το σημαντικότερο στοιχείο κατά τη σχεδίαση ενός ενσύρματου συστήματος CCTV είναι η επιλογή του κατάλληλου μέσου μεταφοράς της πληροφορίας. Ειδικά στις περιπτώσεις όπου η μελέτη και ο σχεδιασμός γίνεται για πρώτη φορά, πρέπει να γίνει σωστή επιλογή ώστε να εξυπηρετεί όχι μόνο τις παρούσες αλλά και τις μελλοντικές ανάγκες μιας επιχείρησης, ενός Οργανισμού, μιας στρατιωτικής μονάδας κ.ά.

Πολλές φορές είναι πολύ εύκολο να αντικαταστήσουμε μία κάμερα που δεν μας παρέχει την απαιτούμενη ποιότητα, αλλά είναι πολύ δύσκολο (τεχνικά και οικονομικά) να αντικαταστήσουμε την καλωδιακή υποδομή. Στο άρθρο αυτό θα εξετάσουμε τη συμπεριφορά του σήματος video καθώς μεταδίδεται μέσα από διαφόρων τύπων καλώδια και θα εξηγήσουμε τους περιορισμούς που τίθενται σε κάθε μέσο μεταφοράς. Οι κύριοι τρόποι ενσύρματης μετάδοσης σημάτων video που χρησιμοποιούνται σήμερα, είναι η μετάδοση με ομοαξονικό καλώδιο (αναλογικά σήματα), η μετάδοση με καλώδιο σύστροφου (ή συνεστραμμένου) ζεύγους (αναλογικά και ψηφιακά) και η μετάδοση με χρήση οπτικών ινών (αναλογικά και ψηφιακά).

Ομοαξονικό καλώδιο (coaxial cable)
Ένα σήμα video CCTV περιέχει μια ευρεία ζώνη συχνοτήτων που ξεκινάει από 0Hz έως 10 MHz περίπου. H συμπεριφορά ενός χάλκινου αγωγού στα σήματα υψηλής συχνότητας είναι πολύ διαφορετική από τη συμπεριφορά του ίδιου αγωγού στα σήματα χαμηλής συχνότητας (σήματα 50/60 Hz, σήματα ήχου κ.ά.). Επιπλέον τα RF σήματα έχουν μια τάση να βλέπουν κάθε χάλκινο αγωγό ως μία δυναμική κεραία λήψης. Για το λόγο αυτό οι εκπομπές από εξωτερικές πηγές όπως ραδιοεκπομπές, ηλεκτρικοί κινητήρες, φώτα φθορισμού κ.ά. επηρεάζουν τη μετάδοση του σήματος video. Τα ομοαξονικά καλώδια που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση σήματος video για τα συστήματα CCTV, κατασκευάζονται με τέτοιο τρόπο ώστε να παρουσιάζουν μια σταθερή εμπέδηση (σύνθετη αντίσταση) σε μια ευρεία ζώνη συχνοτήτων και να προσφέρουν προστασία από τις εξωτερικές πηγές θορύβου.
Η κατασκευή ενός ομοαξονικού καλωδίου ορίζει και τα χαρακτηριστικά για ένα συγκεκριμένο τύπο καλωδίου. Στο σχήμα 1 φαίνονται τα βασικά κατασκευαστικά χαρακτηριστικά ενός ομοαξονικού καλωδίου, όπως:
Α. Το εξωτερικό περίβλημα προστασίας του καλωδίου.
Β. Ο εξωτερικός αγωγός.
C. Το διηλεκτρικό (μόνωση μεταξύ των αγωγών).
D. Ο εσωτερικός αγωγός.

Ο αγωγός που μεταφέρει το σήμα είναι ο χάλκινος πυρήνας που μπορεί να είναι είτε ένας συμπαγής χάλκινος αγωγός (μονόκλωνος αγωγός) ή ένα σύνολο από λεπτούς αγωγούς (πολύκλωνος αγωγός) που είναι συστρεμμένοι μεταξύ τους (stranded wire). Το μειονέκτημα που υπάρχει όταν χρησιμοποιείται πολύκλωνος αγωγός είναι ότι εμφανίζει απώλειες έως 30% περίπου, παραπάνω, σε σχέση με το μονόκλωνο αγωγό. Ο πολύκλωνος αγωγός όμως είναι πιο ανθεκτικός στη μηχανική καταπόνηση από τον αντίστοιχο μονόκλωνο αγωγό.
Ο εξωτερικός αγωγός αποτελείται από πολλούς μικρούς και λεπτούς χάλκινους αγωγούς πλεγμένους μεταξύ τους. Εκτός από το ρόλο του να μεταφέρει σήμα (συνδέεται με τη γείωση του συστήματος) θωρακίζει το καλώδιο από τις εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές.
Ανάμεσα στους δύο αγωγούς βρίσκεται το διηλεκτρικό (ή μόνωση) που εξασφαλίζει την απομόνωση των αγωγών μεταξύ τους, την προστασία από την υγρασία και την καλή μηχανική αντοχή. Το πιο σημαντικό όμως είναι ότι με την εισαγωγή του διηλεκτρικού ανάμεσα στους δύο αγωγούς, παράγεται ένα στοιχείο χωρητικότητας στο καλώδιο. Αυτή η χωρητικότητα σε συνδυασμό με την αντίσταση και την επαγωγή που έχουν οι αγωγοί, παράγουν τη χαρακτηριστική εμπέδηση που εμφανίζουν τα καλώδια (σχήμα 2).
Έτσι ένα καλώδιο για να λειτουργεί ως μία γραμμή μεταφοράς με τις ελάχιστες απώλειες, θα πρέπει η εμπέδηση που εμφανίζεται στην είσοδο και την έξοδο της γραμμής μεταφοράς να έχει την ίδια τιμή με την εμπέδηση του καλωδίου. Οι συσκευές των συστημάτων CCTV έχουν σχεδιαστεί ώστε να παρουσιάζουν εμπέδηση εισόδου και εξόδου 75Ω. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να χρησιμοποιείται πάντα ομοαξονικό καλώδιο 75Ω (όπως π.χ. το RG-59) και όχι ομοαξονικά καλώδια που έχουν διαφορετική εμπέδηση (όπως π.χ. το RG-58 που μοιάζει με το RG-59 αλλά έχει εμπέδηση 50Ω).
Τα παραπάνω έχουν σημαντική πρακτική αξία. Όταν ένα καλώδιο δεν έχει τερματιστεί στη χαρακτηριστική εμπέδησή του, τότε δεν απορροφάται όλη η ενέργεια του σήματος video από το φορτίο, αλλά μέρος της ανακλάται πίσω στη γραμμή μεταφοράς. Έτσι, στο καλώδιο συνυπάρχουν δύο σήματα video. To επιθυμητό σήμα μετάδοσης και το ανακλώμενο σήμα. Στα συστήματα CCTV, τα ανακλώμενα σήματα θα δημιουργήσουν είδωλο, picture roll και απώλεια των σημάτων τηλεμετρίας (όταν αυτή πραγματοποιείται μέσα από το ομοαξονικό καλώδιο). Τα συμπτώματα αυτά πολλές φορές δεν εμφανίζονται συνέχεια αλλά σποραδικά, με αποτέλεσμα οι τεχνικοί να μην μπορούν να αντιληφθούν άμεσα τον πραγματικό λόγο του προβλήματος.
Ένα άλλο σημείο που πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή από τους τεχνικούς εγκατάστασης, είναι να μην κάμπτεται το καλώδιο, γιατί τότε θα κοπεί το διηλεκτρικό. Αυτό σημαίνει ότι θα αλλάξει η χωρητικότητα και κατά συνέπεια η εμπέδηση του καλωδίου, με άμεσο επακόλουθο την κακή προσαρμογή γραμμής μεταφοράς και των συνδεδεμένων σε αυτή συσκευών. Έτσι θα εμφανιστούν πάλι τα φαινόμενα που προαναφέραμε. Ένας πρακτικός κανόνας είναι ότι η ακτίνα των κάμψεων δεν πρέπει να είναι μικρότερη από το πενταπλάσιο της διαμέτρου του ομοαξονικού καλωδίου. Αν για παράδειγμα το καλώδιο έχει διάμετρο 6.5 mm, η ακτίνα πρέπει να είναι τουλάχιστον 32.5 mm.
Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή χρήσης ή όχι του ομοαξονικού καλωδίου για μετάδοση εικόνας σε ένα σύστημα CCTV είναι η απόσταση μεταξύ των συνδεδεμένων συσκευών, που σχετίζεται άμεσα με την εξασθένηση του σήματος. Σε μικρές αποστάσεις, η εξασθένηση του σήματος είναι μικρή και την αγνοούμε. Καθώς όμως αυξάνεται το μήκος του καλωδίου, αυξάνεται και η εξασθένηση του σήματος. Οι κατασκευαστές στα τεχνικά εγχειρίδιά τους, συχνά δίνουν την εξασθένηση σε dB/100m για μια δοσμένη συχνότητα του σήματος. Στον πίνακα 1 φαίνονται ορισμένοι τύποι ομοαξονικού καλωδίου που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία CCTV. Όταν οι αποστάσεις υπερβαίνουν το μέγιστο καθορισμένο μήκος, τότε θα πρέπει να χρησιμοποιούνται ενισχυτές σε κατάλληλα σημεία για την αναζωογόνηση του σήματος video.

Σε μια μελέτη εγκατάστασης συστήματος CCTV θα πρέπει να ληφθεί πρόνοια ώστε τα ομοαξονικά καλώδια μετάδοσης του σήματος video να μην οδεύουν παράλληλα με τα καλώδια παροχής ρεύματος. Κάθε αγωγός που μεταφέρει ρεύμα, δημιουργεί γύρω του ηλεκτρομαγνητικό πεδίο σε όλο το μήκος της διαδρομής του. Οι απότομες διακυμάνσεις στο ρεύμα – που συμβαίνουν πολλές φορές – παράγουν ηλεκτρομαγνητικούς παλμούς υψηλής συχνότητας, που διαπερνούν τη θωράκιση του ομοαξονικού καλωδίου και προσθέτουν ένα σήμα θορύβου στο σήμα video. Το αποτέλεσμα αυτού του φαινομένου γίνεται αντιληπτό από την εμφάνιση στην εικόνα οριζόντιων ριπών, rolling up & down της εικόνας ή κάποιων αναλαμπών όταν ανάβουν τα φώτα ή ξεκινούν τη λειτουργία τους κάποιες συσκευές.
Ακόμα δεν πρέπει να διαφεύγει της προσοχής ότι για κάθε σύνδεσμο BNC (ή άλλου τύπου) τον οποίο χρησιμοποιείτε, υπάρχει εξασθένηση και ανάκλαση του σήματος. Έτσι πρέπει να γίνεται η ελάχιστη δυνατή χρήση των συνδέσμων BNC.

Σχήμα 1. Ομοαξονικό καλώδιο RG-59

Καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους (Twisted pair)
Το καλώδιο συνεστραμμένου (ή σύστροφου) ζεύγους (εν συντομία θα το αναφέρουμε ως ΤΡ) όπως λέει και το όνομά του, αποτελείται από ζεύγη αγωγών, όπου οι αγωγοί του κάθε ζεύγους έχουν συστραφεί μεταξύ τους για όλο το μήκος του καλωδίου. Ο αριθμός των συστροφών ανά μέτρο μεταβάλλεται και εξαρτάται από την ποιότητα του καλωδίου. Για ένα CCTV σήμα video απαιτούνται τουλάχιστον δέκα συστροφές ανά μέτρο. Ο τύπος αυτός του καλωδίου προσφέρει μετάδοση ισοσταθμισμένου σήματος (balanced signal transmission). Όπως φαίνεται και στο σχήμα 3, σε αυτού του είδους τη μετάδοση οι αγωγοί έχουν συστραφεί μαζί και είναι το ίδιο εκτεθειμένοι σε οποιαδήποτε πηγή ηλεκτρικής ή μαγνητικής παρεμβολής. Επομένως το σήμα θορύβου που επάγεται, οδεύει στην ίδια κατεύθυνση και στους δύο αγωγούς (σε αντίθεση με το σήμα video). Μια μονάδα δέκτη που τοποθετείται στα άκρα του καλωδίου περιέχει ένα κύκλωμα τελεστικού ενισχυτή, όπου τα σήματα που οδεύουν προς την ίδια κατεύθυνση αλληλοαναιρούνται και απομένει μονάχα το σήμα video. Επειδή τα καλώδια αυτά δεν χρειάζονται θωράκιση για να μην επηρεάζονται από το θόρυβο, αναφέρονται ως Unshielded Twisted Pair. Παρόλα αυτά, σε περιπτώσεις όπου εμφανίζεται έντονη ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή απαιτείται θωράκιση για να προσφέρει επιπλέον προστασία κατά του επαγόμενου θορύβου. Ο τύπος αυτός του καλωδίου ονομάζεται Shielded Twisted Pair.
Στην περίπτωση που χρησιμοποιούμε καλώδιο TP δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε συνδέσμους BNC. Επιπλέον, το TP καλώδιο παρουσιάζει μια εμπέδηση της τάξης των 100Ω-150Ω. Αυτό το κάνει μη συμβατό με τις συσκευές που χρησιμοποιούνται στα συστήματα CCTV και έχουν 75Ω εμπέδηση εισόδου και εξόδου. Για να ξεπεραστούν αυτές οι δυσκολίες, το σήμα video που εξέρχεται από το BNC σύνδεσμο που διαθέτει η κάμερα, οδηγείται πρώτα σε έναν TP πομπό, ο οποίος τοποθετεί το σήμα video στους δύο αγωγούς (το σήμα τώρα έχει απομονωθεί από τη γείωση) και κάνει την απαραίτητη προσαρμογή μεταξύ της εμπέδησης 75Ω που εμφανίζει το ομοαξονικό καλώδιο, με την εμπέδηση 100Ω-150Ω του ΤΡ καλωδίου. Στην άλλη άκρη του ΤΡ καλωδίου υπάρχει ένας δέκτης που κάνει επίσης προσαρμογή των εμπεδήσεων και τοποθετεί το σήμα video στο ομοαξονικό καλώδιο για να οδηγηθεί στην κατάλληλη συσκευή. Για τους πομπούς και δέκτες ΤΡ υπάρχουν εμπορικά διαθέσιμες, τόσο ενεργές όσο και παθητικές συσκευές. Αν είναι επιθυμητό να έχουμε μετάδοση σήματος video σε μεγάλες αποστάσεις, τότε πρέπει να χρησιμοποιήσουμε ενεργές συσκευές (δηλαδή συσκευές που απαιτούν τροφοδοσία). Σε μια εγκατάσταση CCTV μπορούν να συνυπάρχουν TP και ομοαξονικά καλώδια. Για τις μικρότερες διαδρομές μπορούν να χρησιμοποιούνται ομοαξονικά καλώδια και για τις μεγαλύτερες ΤΡ καλώδια. Όταν έχουμε συστήματα που απαιτούν τηλεμετρία (π.χ. κάμερα PTZ) και τα δεδομένα της τηλεμετρίας μεταδίδονται με ΤΡ καλώδιο, τότε μπορούμε να επιλέξουμε να μεταδώσουμε και το σήμα video με το ίδιο καλώδιο (χρησιμοποιώντας βέβαια διαφορετικό ζευγάρι αγωγών).

Σχήμα 2. Ισοδύναμο κύκλωμα ομοαξονικού καλωδίου – Γραμμή μεταφοράς

Το κυριότερο πλεονέκτημα της χρήσης ΤΡ καλωδίων είναι η επίτευξη μετάδοσης του σήματος video σε μεγαλύτερες αποστάσεις, από ότι αν χρησιμοποιούσαμε ομοαξονικά καλώδια – και μάλιστα χωρίς τη χρήση ενισχυτών. Οι ενισχυτές σήματος video απαιτούν να υπάρχει παροχή ρεύματος στο σημείο που θα τοποθετηθούν, που δεν είναι πολλές φορές εφικτό είτε γιατί υπάρχει δυσκολία στην εγκατάσταση είτε γιατί το κόστος είναι δυσανάλογα μεγάλο. Ακόμη, πολλές φορές μπορεί να απαιτηθεί η χρήση εξισωτή σήματος video, αυξάνοντας επιπλέον το κόστος εγκατάστασης. Όταν χρησιμοποιείται καλώδιο CAT5 ή καλύτερο με ενεργούς πομπούς και δέκτες, μπορεί να επιτευχθεί μετάδοση έγχρωμου σήματος video σε αποστάσεις μεγαλύτερες από 1Km.
Ένα άλλο συγκριτικό πλεονέκτημα που έχουν τα καλώδια TΡ σε σχέση με τα ομοαξονικά καλώδια είναι ο μικρότερος χρόνος εγκατάστασης καθώς και ο πολύ μικρότερος όγκος των καλωδίων. Αυτό αποτελεί ένας σημαντικό παράγοντα, ειδικά σε μεσαίου και μεγάλου μεγέθους εγκαταστάσεις. Συνήθως ο χώρος που διατίθεται για την εγκατάσταση των τερματικών συσκευών είναι περιορισμένος και χρειάζεται να γίνει μια καλή κατανομή του χώρου ώστε να υπάρχει ευκολία στην εγκατάσταση, συντήρηση αλλά και στη γρήγορη αντιμετώπιση των προβλημάτων. Ένα ομοαξονικό καλώδιο RG-59 που μεταφέρει ένα σήμα video, έχει μία διάμετρο περίπου 6mm, περίπου όμοια με τη διάμετρο ενός καλωδίου UTP 4 ζευγών, που μεταφέρει τα σήματα video από 4 κάμερες. Φανταστείτε πόσο πιο εργονομικός γίνεται ένας χώρος στον οποίο αντί να καταλήγουν 50 ομοαξονικά καλώδια, καταλήγουν δύο καλώδια ΤΡ με 25 ζεύγη το καθένα.
Με χρήση TP καλωδίων κατηγορίας CAT5 ή καλύτερης, μπορούμε να σχεδιάσουμε μια καλωδιακή υποδομή που να εξυπηρετεί τις παρούσες ανάγκες με χρήση αναλογικών καμερών και ταυτόχρονα η ίδια υποδομή να μπορεί στο μέλλον να υποστηρίξει ένα πλήρες ψηφιακό σύστημα με ΙΡ κάμερες. Επίσης, δεν πρέπει να αγνοείται το γεγονός ότι σε πολλά κτήρια σήμερα υπάρχει δομημένη καλωδίωση για να εξυπηρετεί ανάγκες όπως τηλεφωνία, μετάδοση δεδομένων κ.ά. Με το σωστό σχεδιασμό μπορεί η υποδομή αυτή να χρησιμοποιηθεί και για τη μετάδοση των σημάτων video του συστήματος CCTV.
Το κύριο μειονέκτημα της χρήσης ΤΡ καλωδίων είναι η ανάγκη για κάθε σήμα video να χρησιμοποιείται ένας πομπός και ένας δέκτης, με αποτέλεσμα να αυξάνεται το κόστος της εγκατάστασης. Για το λόγο αυτό οι κατασκευάστριες εταιρείες διαθέτουν δέκτες πολλαπλών καναλιών, ώστε να μειωθεί το κόστος αλλά και ο όγκος των συσκευών που υπάρχουν στο χώρο εγκατάστασης των τερματικών συσκευών. Σήμερα υπάρχουν κάμερες που διαθέτουν έξοδο σήματος video ΤΡ αλλά και κάποιοι κατασκευαστές συστημάτων διαχείρισης / καταγραφής έχουν προϊόντα με ενσωματωμένες εισόδους TP.

Σχήμα 3. Καλώδιο UTP

Οπτικές Ίνες
Οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνταν για πολλά χρόνια αποκλειστικά και μόνο από τη βιομηχανία των τηλεπικοινωνιών. Οι λόγοι ήταν το υψηλότερο κόστος των οπτικών ινών σε σχέση με τα χάλκινα καλώδια, αλλά και το εκπαιδευμένο προσωπικό και οι ειδικές συσκευές που απαιτούνταν για τις εργασίες συγκόλλησης και τερματισμού των οπτικών ινών. Έτσι, η βιομηχανία των CCTV ενσωμάτωσε με αργούς ρυθμούς την τεχνολογία των οπτικών ινών, για τη μετάδοση του σήματος video σε μεγάλες αποστάσεις.
Στην περίπτωση της οπτικής ίνας, το σήμα που μεταδίδεται δεν είναι μια τάση αλλά φως κατάλληλα διαμορφωμένο. Αυτό το γεγονός κάνει την οπτική ίνα κατάλληλη για μετάδοση σήματος video σε μεγάλες αποστάσεις, για αρκετούς και σημαντικούς λόγους.
Το σχήμα 4 δίνει τη δομή μιας οπτικής ίνας. Οι ίνες αποτελούνται συνήθως από τρεις ομόκεντρες κυλινδρικές οντότητες διηλεκτρικού υλικού, που είναι ο κεντρικός πυρήνας (core), ο μανδύας (cladding) που περιβάλλει τον πυρήνα, ο οποίος με τη σειρά του περιβάλλεται από το προστατευτικό περίβλημα(jacket), ενδεχομένως δε και από ένα ή περισσότερα στρώματα προστατευτικών θηκών ή μονωτικού (buffer).Ο πυρήνας και ο μανδύας είναι κατασκευασμένοι από γυαλί, ενώ το περίβλημα και το μονωτικό από πλαστικό. Η φωτεινή δέσμη οδεύει με τις διαδοχικές ανακλάσεις από το ένα άκρο στο άλλο. Στο ένα άκρο υπάρχει ο πομπός, που έχει ένα Laser ή Led για την παραγωγή του φωτός, που διαμορφώνει το εκπεμπόμενο φως με το σήμα video που του δίνουμε εμείς για μετάδοση. Στην άλλή άκρη υπάρχει ο δέκτης που αποτελείται από μία φωτοδίοδο και μετατρέπει το οπτικό σήμα στο τηλεοπτικό μας σήμα.. Το μήκος κύματος του φωτός που χρησιμοποιείται είναι στις φασματικές περιοχές των 850nm, 1300nm και 1550nm. Συνήθως για τις πιο κοντινές αποστάσεις χρησιμοποιούνται πομποί Led στα 850 nm, ενώ για μεγαλύτερες αποστάσεις και ρυθμούς μετάδοσης χρησιμοποιούνται πηγές Laser ή Led στα 1300nm ή ακόμα καλύτερα πηγές Laser στα 1550nm. Οι πηγές Led προτιμώνται για αναλογικά σήματα, ενώ οι πηγές Laser για ψηφιακές μεταδόσεις με υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης.
Μια κατηγοριοποίηση των οπτικών ινών γίνεται ανάλογα με τον τρόπο διάδοσης του φωτεινού σήματος μέσα στην οπτική ίνα. Μία ίνα χαρακτηρίζεται ως πολύτροπη (multimode) όταν υπάρχουν πολλοί δρόμοι διάδοσης για να φτάσει ένα φωτεινό σήμα από το ένα άκρο της ίνας στο άλλο. Αντίθετα, αν υπάρχει μόνο ένας, τότε η ίνα χαρακτηρίζεται μονότροπη (singlemode).
Ο κάθε δρόμος διάδοσης στην πολύτροπη ίνα έχει και διαφορετικό μήκος, με αποτέλεσμα η κάθε ακτίνα να φθάνει σε διαφορετικές χρονικές στιγμές στο δέκτη, δημιουργώντας παραμόρφωση στο αρχικό σήμα. Η μονότροπη ίνα έχει καλύτερα χαρακτηριστικά και επιτυγχάνει υψηλότερους ρυθμούς μετάδοσης. Έτσι, με τη μονότροπη ίνα μπορούμε να επιτύχουμε μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις, ενώ με την πολύτροπη η μετάδοση περιορίζεται σε μικρότερες αποστάσεις. Στις εφαρμογές CCTV χρησιμοποιούνται πολύτροπες ίνες, αφού η πλειονότητα των έργων CCTV περιορίζονται σε σχετικά μικρές αποστάσεις (εξαίρεση αποτελούν κάποια μητροπολιτικά δίκτυα CCTV).

Σχήμα 4. Δομή οπτικής ίνας

Στα πλεονεκτήματα της χρήσης των οπτικών ινών μπορούμε να αναφέρουμε:

• Το πολύ μεγάλο εύρος ζώνης που διαθέτουν, με αποτέλεσμα να έχουμε τη δυνατότητα να περάσουμε όχι μόνο ένα αλλά περισσότερα σήματα video μέσα από μία οπτική ίνα, χωρίς συμπίεση.
• Το γεγονός ότι δεν επηρεάζονται από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία και άρα είναι κατάλληλες για τη μετάδοση σημάτων video σε βιομηχανικούς χώρους με υψηλά επίπεδα θορύβου.
• Επειδή η οπτική ίνα δεν μεταφέρει ηλεκτρικό σήμα, είναι ιδανική για χρήση σε χώρους όπου υπάρχει κίνδυνος εκρήξεων από σπινθήρες (χώροι καυσίμων, εύφλεκτων αερίων κ.λπ.).
• Προξενούν πολύ μικρότερη εξασθένηση στα σήματα σε σχέση με τα ομοαξονικά και τα ΤΡ καλώδια. Έτσι, οι αποστάσεις που μπορούμε να μεταδώσουμε ένα σήμα video χωρίς χρήση ενδιάμεσου ενισχυτή, είναι ασύγκριτα μεγαλύτερες από αυτές που μπορούμε να επιτύχουμε χρησιμοποιώντας τις προηγούμενες δύο τεχνολογίες.
• Το μεγάλο επίπεδο ασφάλειας που έχει. Είναι αδύνατο να παρέμβει κάποιος και να υποκλέψει ένα σήμα ή να δημιουργήσει οποιαδήποτε παρεμβολή, χωρίς να γίνει αντιληπτός.
• Μπορούν να διαχειριστούν τόσο αναλογικά όσο και ψηφιακά συστήματα CCTV.

Ως μειονεκτήματα της χρήσης των οπτικών ινών στα συστήματα CCTV, μπορούμε να ανaφέρουμε:

• Το υψηλό κόστος όχι μόνο του καλώδιου της οπτικής ίνας αλλά και των μονάδων εκπομπής και λήψης του φωτεινού σήματος που συνοδεύουν απαραίτητα κάθε σήμα video.
• Το υψηλό κόστος εγκατάστασης των οπτικών ινών αλλά και των υπηρεσιών. Η κλήση τεχνικών, ειδικευμένων στις οπτικές ίνες για να κάνουν εργασίες όπως το κόψιμο, η συγκόλληση και ο τερματισμός των καλωδίων και η χρήση εξειδικευμένων εργαλείων που χρησιμοποιούν, αυξάνει το κόστος της εγκατάστασης..

Συμπεράσματα
Συνοψίζοντας για τις κύριες τεχνολογίες ενσύρματης μετάδοσης σήματος video στα συστήματα CCTV μπορούμε να κάνουμε τις ακόλουθες γενικές παρατηρήσεις:

• Για μια μικρή εγκατάσταση (ως 16 κάμερες) και για αποστάσεις έως 100m, η χρήση των ομοαξονικών καλωδίων είναι η πιο οικονομική λύση και στην πλειονότητα των περιπτώσεων είναι η καταλληλότερη επιλογή. Στην περίπτωση όμως όπου η εγκατάσταση γίνεται σε κτήριο και υπάρχει δομημένη καλωδίωση, τότε θα πρέπει να διερευνηθεί αν μπορεί να γίνει χρήση αυτής, ώστε να αποφευχθεί το κόστος της νέας καλωδίωσης. Με τη χρήση των ομοαξονικών καλωδίων υπάρχει το μειονέκτημα ότι αν χρειαστεί μελλοντικά αναβάθμιση του συστήματος, με χρήση καμερών ΙΡ, θα απαιτηθεί νέα καλωδίωση.
• Για μεσαίου και μεγάλου μεγέθους εγκαταστάσεις όπου οι αποστάσεις δεν υπερβαίνουν το 1Km, τα καλώδια ΤΡ μπορούν να προσφέρουν τη βέλτιστη λύση. Έτσι μειώνεται ο όγκος των καλωδίων, δεν χρειάζονται ενδιάμεσοι κόμβοι για ενίσχυση του σήματος και με κατάλληλο σχεδιασμό το αναλογικό σύστημα μπορεί να ανταποκριθεί σε μελλοντική αναβάθμισή του σε ΙΡ.
• Για μεσαίου και μεγάλου μεγέθους εγκαταστάσεις με αποστάσεις σχετικά μεγάλες ώστε να μην είναι δυνατή η χρήση ΤΡ καλωδίων, η χρήση οπτικών ινών είναι επιβεβλημένη. Οι οπτικές ίνες είναι επίσης κατάλληλες σε εφαρμογές όπου απαιτείται διασύνδεση συστημάτων μεταξύ κοντινών κτηρίων. Επιπλέον, όπως αναφέρθηκε και πριν, σε εγκαταστάσεις υψίστης ασφαλείας (π.χ. στρατιωτικές εφαρμογές, κυβερνητικά κτήρια κ.λπ.) και σε εγκαταστάσεις σε περιβάλλοντα που πρέπει να αποφεύγονται κάθε είδους σπινθηρισμοί (π.χ. διυλιστήρια κ.λπ.) θα πρέπει να χρησιμοποιούνται οι οπτικές ίνες, ανεξάρτητα από το κόστος εγκατάστασής τους.

Του Γιώργου Βελντέ
Φυσικός – Ραδιοηλεκτρολόγος