Как передать видеосигнал на большие расстояния в системах видеонаблюдения? Видеонаблюдение на большом расстоянии.

Достаточно часто возникает необходимость осуществлять видеонаблюдение на больших удалениях от контролируемого объекта. Причем расстояния могут быть от нескольких сот метров до десятков и сотен километров. Скажу сразу, принципиального значения это не имеет. Вопрос только в том, каким образом организовать систему видеонаблюдения.

Среди задач, требующих передачи видеосигнала на значительные расстояния можно выделить следующие:

• контроль за дачей, загородным домом, квартирой;
• видеонаблюдение на протяженных периметрах ;
• контроль больших территорий .

В первом случае речь идет о расстояниях, на которые можно передать сигнал исключительно с помощью интернет технологий, как наиболее доступных массовому пользователю. Два оставшихся варианта могут использовать проводную или беспроводную передачу данных по специально выделенным для этого каналам связи.

Следующий момент - какую видеокамеру можно использовать для дальнего видеонаблюдения аналоговую или IP?

ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ НА РАССТОЯНИИ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ

Если говорить про организацию видеонаблюдения на расстоянии через интернет, то при использовании ВИДЕОРЕГИСТРАТОРА можно применять и аналоговые и IP камеры. Проводной интернет предоставляет для этого множество возможностей и вариантов.

Поскольку тема интернет видеонаблюдения становится все более популярной, наряду с "классическими" вариантами подключения появляются всевозможные сервисы удаленного доступа к системам видеоконтроля. Из наиболее популярных стоит отметить:

С ними вы можете ознакомиться, перейдя по указанным ссылкам. Каждый из этих способов позволяет осуществлять беспроводное подключение, но, повторюсь - как правило, скоростей беспроводного интернета для построения полноценной системы видеонаблюдения не хватает.

В заключение - небольшой кейс из собственного опыта.

Беспроводной интернет для дачи.

Сразу скажу - устанавливать у себя на даче видеонаблюдение через интернет не собирался. Но поскольку удаленный доступ к сети мне был нужен для других целей я:

• уточнил место расположения ближайшей базовой станции, направление и расстояние до нее (4-5 километров, кстати);
• приобрел репитер с направленной антенной;
• все это дело установил и измерил скорости 3G интернета.

Результат: средняя скорость на прием 2-3 мегабита/сек, на передачу - больше 1 Мбит/сек не поднимается. Чаще 300-500 кбит/с.

Таким образом, не вижу смысла даже пробовать установить хотя бы одну камеру. Конечно, 1 кадр в секунду я увижу, но не более того. К тому же скорость передачи данных нестабильна.

* * *

© 2014-2019 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют исключительно ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Процесс передачи электрической энергии уже давно не вызывает у нас удивления. Электричество настолько прочно вошло в нашу жизнь, что представить себе ситуацию, когда его нет, для большинства из нас почти не возможно. За последние десятилетия были проложены миллионы километров проводов. Стоимость работ по вводу их в работу и эксплуатации составляет триллионы рублей. Но зачем строить протяженные ЛЭП, когда можно у каждого потребителя поставить генератор? Есть ли зависимость между длиной ЛЭП и качеством передаваемой электроэнергии? На эти и другие вопросы я и попытаюсь ответить.

Провода и генераторы

Сторонники распределенной генерации полагают, что будущее энергетики состоит в использовании небольших генерирующих устройств каждым потребителем. Можно подумать, что столь привычные нам опоры ЛЭП доживают свои последние деньки. Попробую встать на защиту «старушек» ЛЭП и рассмотреть те плюсы, которые получает энергосистема при строительстве протяженных линий электропередачи.

Во-первых, транспорт электрической энергии напрямую конкурирует с транспортом топлива по железной дороге, нефте- и газопроводам. При их удаленности или отсутствии строительство линий электропередачи является единственным оптимальным решением для энергоснабжения.

Во-вторых, в электротехнике уделяется пристальное внимание резервированию мощности. Согласно правилам проектирования энергосистем, резерв должен обеспечивать работу энергосистемы при потере любого ее элемента. Сейчас этот принцип называется «N-1». Для двух изолированных систем суммарный резерв будет больше, чем для связанных, а меньший резерв — это меньшее количество денег, потраченных на дорогостоящее электрооборудование.

В-третьих, экономия достигается за счет более грамотного управления энергоресурсами. Атомные электростанции, гидроэлектростанции (за исключением малой генерации) по понятным причинам зачастую расположены в отдалении от крупных городов и поселений. Без линий электропередачи «мирный атом» и гидроэлектроэнергия не были бы использованы по их прямому назначению. Разветвленная энергосистема также позволяет оптимизировать загрузку и прочих видов электростанций. Ключ к оптимизации — управление очередью загрузки. Вначале загружаются электростанции с более дешевым производством каждого кВт*ч, затем уже электростанции с более дорогим. Не стоит забывать и о часовых поясах! Когда в Москве пик энергопотребления, в Якутске этот показатель невелик. Отдавая дешевую электроэнергию в разные часовые пояса, мы стабилизируем загрузку генераторов и сводим к минимуму издержки производства электричества.

Не стоит забывать и о конечном потребителе — чем больше у нас возможностей доставить до него электрическую энергию от разных источников, тем меньше вероятность, что когда-нибудь его энергоснабжение прервется.

К минусам построения разветвленной электросети можно отнести: сложное диспетчерское управление, трудную задачу автоматического управления и работы релейной защиты, появление необходимости дополнительного контроля и регулирования частоты передаваемой мощности.

Однако отмеченные недостатки не могут нивелировать положительный эффект от построения разветвленной энергосистемы. Развитие современных систем противоаварийного управления и компьютерных технологий постепенно упрощают процесс диспетчерского управления и увеличивают надежность электросетей.

Постоянный или переменный?

Существует два принципиальных подхода к передаче электроэнергии — использование переменного или постоянного тока. Не вдаваясь в подробности, отметим, что для небольших расстояний гораздо эффективнее использовать переменный ток. Но при передаче электроэнергии на расстояния свыше 300 км практичность использования переменного тока уже не так очевидна.

Связано это в первую очередь с волновыми характеристиками передаваемой электромагнитной волны. Для частоты 50 Гц длина волны составляет примерно 6000 км. Оказывается, что в зависимости от протяженности ЛЭП существуют физические ограничения на передаваемую мощность. Максимум мощности можно передать при длинах ЛЭП порядка 3000 км, что составляет половину длины передаваемой волны. К слову, этот же объем мощности передают по ЛЭП протяженностью в 10 раз меньше. При прочих размерах линий объем мощности может достигать всего лишь половины от данного значения.

В 1968 году в СССР был осуществлен уникальный и пока единственный в мире эксперимент по передаче мощности на расстояние 2858 км. Была собрана искусственно схема передачи, включающая в себя участки Волгоград-Москва-Куйбышев (ныне Самара)-Челябинск-Свердловск (ныне Екатеринбург) на напряжении 500 кВ. Опытным путем были подтверждены теоретические исследования длинных линий.

Из рекордсменов по протяженности можно выделить проложенную в Китае ЛЭП в 2200 км от восточной провинции Хами до города Чженчжоу (столица провинции Хэнань). Стоит отметить, что полный ее ввод в эксплуатацию намечен на 2014 год.

Также не стоит забывать о напряжении линий. Со школы нам знаком закон Джоуля-Ленца P = I? R , который постулирует, что потери электрической энергии зависят от значения электрического тока в проводе и от материала, из которого он изготовлен. Мощность, передаваемая по линиям электропередачи, есть произведение тока на напряжение. Чем выше напряжение, тем меньше ток в проводе и тем самым меньше уровень потерь электроэнергии при передаче. Отсюда следствие: если мы хотим передавать электроэнергию на большие расстояния, необходимо выбирать как можно большее напряжение.

При использовании переменного тока в протяженных ЛЭП возникает ряд технологических проблем. Главная проблема связана с реактивными параметрами линий электропередачи. Емкостное и индуктивное сопротивление проводов оказывают существенное влияние на потери напряжения и мощности при передаче, возникает необходимость поддержания уровня напряжения на должном уровне и компенсации реактивной составляющей, что достаточно ощутимо увеличивает стоимость прокладки километра провода. Высокое напряжение заставляет использовать большее количество гирлянд изоляции, а также накладывает ограничение на сечение провода. Все вместе увеличивает суммарный вес всей конструкции и влечет за собой необходимость использовать более устойчивые и сложные по своей конструкции опоры ЛЭП.

Этих проблем можно избежать, используя линии постоянного тока. Провода, используемые в линиях постоянного тока, дешевле и дольше служат при эксплуатации в связи с отсутствием частичных разрядов в изоляции. Реактивные параметры электропередачи не оказывают существенного влияния на потери. По линиям постоянного тока наиболее эффективно передавать мощность от генераторов, так как возможен выбор оптимальной скорости вращения ротора генератора, что повышает КПД его использования. Минусами использования линий постоянного тока является высокая стоимость выпрямителей, инверторов и различных фильтров для компенсации неизбежно появляющихся высших гармоник при преобразовании переменного тока в постоянный.

Но чем выше длина линии электропередачи, тем эффективнее использовать линии постоянного тока. Существует некоторая критическая длина ЛЭП, которая позволяет оценить целесообразность использования постоянного тока при прочих равных условиях. По данным американских исследователей для кабельных линий эффект ощутим при длинах более 80 км, но величина эта все время уменьшается при развитии технологий и удешевлении необходимых комплектующих.

Самая длинная линия постоянного тока в мире опять же расположена в Китае. Соединяет она ГЭС Сянцзяба (Xiangjiaba Dam) с Шанхаем. Ее длина составляет почти 2000 км при напряжении 800 кВ. Достаточно много линий постоянного тока находится в Европе. В России можно выделить отдельно вставку постоянного тока Выборг, соединяющую Россию и Финляндию, и высоковольтную линию постоянного тока Волгоград-Донбасс протяженностью почти 500 км и напряжением 400 кВ.

Холодные провода

Принципиально новый подход к передаче электрической энергии открывает явление сверхпроводимости. Вспомним, что потери электрической энергии в проводе зависят помимо напряжения еще и от материала провода. Сверхпроводящие материалы обладают почти нулевым сопротивлением, что теоретически позволяет передавать электрическую энергию без потерь на большие расстояния. Минусом использования данной технологии является необходимость постоянного охлаждения линии, что иногда приводит к тому, что стоимость системы охлаждения значительно превышает потери электрической энергии при использовании обычного не сверхпроводимого материала. Типовая конструкция подобной ЛЭП состоит из нескольких контуров: провод, который заключен в кожух с жидким гелием, опоясывающий их кожух из жидкого азота и менее экзотичная тепловая изоляция снаружи. Проектирование таких линий ведется ежедневно, но до практической реализации доходит не всегда. Самым успешным проектом можно считать линию, построенную American Superconductor в Нью-Йорке, а самым амбициозным проектом — ЛЭП в Корее, протяженностью около 3000 км.

Прощайте, провода!

Идеи не использовать провода вообще для передачи электрической энергии возникли уже достаточно давно. Разве не могут вдохновлять опыты, которые проводил Никола Тесла в конце XIX — начале XX века? По свидетельствам его современников, в 1899 году в Колорадо-Спрингс Тесла смог заставить загореться две сотни лампочек без использования каких-либо проводов. К сожалению, записей о его работах почти не осталось, и повторить подобные успехи смогли лишь спустя сотню лет. Технология WiTricity, разработанная профессором MIT Марином Солячичем, позволяет передавать электрическую энергию без использования проводов. Идея заключается в синхронной работе генератора и приемника. При достижении резонанса возбуждаемое переменное магнитное поле излучателем в приемнике преобразуется в электрический ток. В 2007 году был успешно проведен эксперимент подобной передачи электроэнергии на расстояние в несколько метров.

К сожалению, современный уровень развития технологий не позволяет эффективно использовать сверхпроводящие материалы и технологию беспроводной передачи электрической энергии. Линии электропередачи в привычном для нас виде будут еще долго украшать поля и окраины городов, но даже их правильное использование позволяет принести существенную выгоду для развития всей мировой энергетики.

30.07.2018, 22:05

Мальцев Владимир Владимирович, ведущий инженер поддержки проектировщиков компании «Видеомакс»

Вопрос, которому посвящена статья, регулярно возникает при проектировании линий связи для систем IP-видеонаблюдения. Особенно он актуален при подключении уличных IP-камер.

Сразу уточним, что речь идет не просто о каких-то расстояниях между оборудованием, а о конкретной задаче подключения IP-камеры к порту коммутатора при удалении ее свыше 100 м.

Вопрос о максимальном расстоянии такого подключения возникает при проектировании уличного видеонаблюдения, когда требуется разместить камеры на фасадах зданий, вдоль периметра и т.д. Размеры объектов и, соответственно, расстояния от серверного оборудования до камер могут достигать нескольких км - максимальная же длина «медной» линии связи не может быть более 100 м. Естественно, встает вопрос - как спроектировать подключение к камере, удаленной от коммутатора более чем на 100 м?

Существует немало способов решения это задачи. Далее мы рассмотрим их по порядку, постараемся выявить «плюсы» и «минусы» и попробовать очертить границы применимости. Еще раз уточним, что мы говорим не о построении какого-то фрагмента локальной сети, а конкретно о соединении IP-камер с коммутатором.

Экскурс в историю

Откуда вообще взялись эти пресловутые «100 метров»? Дело в том, что все существующие на сегодняшний день IP-камеры могут работать только в сетях стандарта Ethernet. В частности, порты подключения IP-камер поддерживают на канальном уровне модели OSI стандарты IEEE 802.3i (10Base-Т) и IEEE 802.3u (100Base-Т/100Base-ТХ). И, согласно спецификациям этих стандартов, максимальная длина одной линии - кабеля между двумя активными устройствами - не должна превышать 100 м (включая патч-корды). Это объясняется, прежде всего, разного рода неизбежными ухудшениями сигнала, возрастающими по мере увеличения длины кабеля: затухание сигнала в кабеле, перекрестные наводки, внешние наводки, фазовые дрожания и т.д. Ну а теперь давайте представим себя на месте проектировщика, вычерчивающего очередную линию от коммутатора до IP-камеры и обнаружившего, что расстояние по старому доброму «медному» Ethernet-кабелю превышает 100 м. И что теперь с этим делать?

Подключение с нарушением стандарта

А почему бы и нет? Найдется немало монтажников, которые расскажут о подключении камеры кабелем на 100, 120, 150 и т.д. метров, после чего «все нормально было». И, в общем, ничего удивительного в этом нет - характеристики любого серийно выпускаемого оборудования колеблются в некоторых, разрешенных стандартами и ТУ производителя допусках и при счастливом стечении обстоятельств могут «приподнять» электрические параметры получившейся линии связи. Ограничение в 100 м вообще-то является довольно искусственным - с точки зрения теории ничто не мешает идеально изготовленному оборудованию (камера, коммутатор, кабели) работать на длине кабеля в несколько сотен метров. Но тут нужно понимать, что примеры такой «нормальной» работы - не более чем случайность. И при возникновении любых проблем первое, на что укажут вендоры или аудиторы - несоблюдение стандартов.

Так что такой вариант годен для обсуждения в «курилках», для домашних экспериментов, но не более того.

«Дальнобойные» коммутаторы

Вариант одновременно и простой, и не очень. Простота заключается в том, что у производителя IP-камер могут быть в ассортименте коммутаторы, у которых заявлено подключение камер по кабелям длиною более 100 м (рис. 1).

Рис. 1. Коммутатор с расширенной дальностью подключения

И получается, что в проект достаточно заложить соответствующие коммутаторы и камеры, после чего вопрос с расстоянием считать решенным. Преимущество налицо:

• увеличение дальности до 250 м.

Недостатки же в том, что:

• ассортимент подобных изделий невелик;
• не рекомендуется использовать оборудование от разных производителей, т.е. привязка к конкретному бренду;
• пропускная способность линии связи будет снижена до 10 Мбит/с.

Обращаем внимание: увеличение длины линии свыше 100 м не является каким-то новым стандартом или новой технологией! Нередко это всего лишь результат опыта по подключению оборудования высококачественным кабелем при ограничении скорости в 10 Мбит/с (напомним, что изначально 10BASE-T разрабатывался для кабеля т.н. 3 категории - Cat.3).

В результате имеем весьма узкую область применения таких изделий: с камерами либо небольшой разрешающей способности (порядка 1 Мпикс), либо невысокой скорости передачи видео (1–2 к/с). Что ж, может быть, кому-то достаточно и этого. И если поставщик гарантирует работоспособность такого варианта и готов помогать с настройкой и эксплуатацией, то можно применить для задач наблюдения со «скромными» требованиями к изображению.

«Станции пересадки» (промежуточные коммутаторы)

Идея проста: если нельзя использовать один длинный кабель, то используем несколько коротких, соединенных через промежуточные коммутаторы. В таких случаях иногда используют термин «цепочка».

Перечислим преимущества и недостатки. Начнем с преимуществ:

• пропускная способность не зависит от расстояния;
• допустимо большое количество промежуточных коммутаторов.

И недостатки такого подхода:

• требуется организовать питание каждого из промежуточных коммутаторов;
• требуется место для установки каждого промежуточного коммутатора (что не всегда возможно);
• увеличивается стоимость решения пропорционально количеству дополнительных коммутаторов, необходимых для формирования линии связи;
• ухудшается надежность системы - любое активное оборудование имеет свойство время от времени выходить из строя.

Да, таким образом действительно можно обеспечить надежную передачу данных, но придется потратиться на дополнительные коммутаторы, их установку, подведение питания к каждому из них и пр. Это наглядно видно из рисунка 2. Такой вариант может быть применим в небольших системах видеонаблюдения, с небольшим трафиком, при условии, что уже есть места, где можно расположить коммутаторы и без особых усилий подать на них питание. И если в помещении чаще всего нет сложностей с подводом питания, то вне помещений это может стать большой проблемой. Специально рекомендовать вариант с промежуточными коммутаторами мы не станем, т.к. есть более удобное, более простое, ну и более красивое решение, о котором идет речь дальше.

Рис. 2. Подключение IP-камеры через промежуточные коммутаторы

«Удлинители» (экстендеры)

Можно сказать, что это предыдущий вариант, оптимизированный и предназначенный для подключения одного достаточно далеко расположенного устройства. Экстендер (от англ. «extender»), по сути, является этаким сильно упрощенным коммутатором - только с одним входом и одним выходом (рис. 3). Питание может требоваться от внешнего источника питания (т.е. к месту установки экстендера нужно подводить линию питания), но большинство экстендеров работают по PoE. Фактически использование экстендеров с внешним питанием ничем не отличается от варианта с промежуточными коммутаторами - и далее говорим только об экстендерах, питающихся по PoE.

Заметим, что экстендеры можно подключать друг за другом (рис. 4). Как и коммутаторы.

Как видно из рисунков 4 и 5, экстендер размещается не реже чем через каждые 100 м «медного» Ethernet (причины этого - в начале статьи): проектировщику достаточно выбрать место установки и герметичную коробку для размещения экстендера внутри (в случае уличной установки).

Рис. 3. Подключение IP-камеры через экстендер

Рис. 4. Подключение IP-камеры через несколько экстендеров

Рис. 5. Увеличение длины линии на специализированном оборудовании (правый столбец)

В итоге имеем неоспоримые «плюсы»:

• увеличение расстояния без потери пропускной способности;
• передача не только данных, но и питания;
• простота подключения и использования.

«Минусы» такого решения тоже есть:

• использование части передаваемой по PoE энергии для питания самого экстендера. Камера требует 15 Ватт? Значит, коммутатор должен отдавать все 30, т.к. часть заберет экстендер;
• количество экстендеров в «цепочке» ограничено отдаваемой на порт по PoE мощностью, потреблением питания экстендерами и требованиями к питанию со стороны камеры.

Соотнесение потребляемой мощности камеры и экстендеров в данном варианте подключения является ключевым вопросом для проектировщиков.

Обратим внимание, что некоторые IP-камеры (большей частью - поворотные управляемые) потребляют мощность до 60 Ватт, т.е. максимум, что могут отдавать современные PoE-коммутаторы и PoE-инжекторы. Использовать экстендеры с такими камерами невозможно.

Ряд производителей IP-камер имеют в линейке не только экстендеры, но и PoE-инжекторы, специально спроектированные выдавать в линию PoE с «запасом» для возможного подключения экстендера (рис. 5). Это может помочь в случаях, когда мощность стандартного PoE-коммутатора или инжектора недостаточна для питания и камеры, и экстендера.

В общем, неплохой вариант для не самых «прожорливых» камер в случае, когда дальность линии ненамного превышает границу в 100 м - и его смело можно рекомендовать к применению.

Приемники- передатчики, преобразователи, модуляторы, …

Такого рода оборудование начало применяться еще в эпоху господства аналогового видеонаблюдения. Специалисты помнят надежные и недорогие преобразователи коаксиала в витую пару. В наши дни производители переориентировались на IP-технологии, Ethernet и PoE, общий же подход остался прежним… Итак, берется пара устройств - передатчик и приемник. Передатчик ставится рядом с камерой, приемник - рядом с коммутатором. Линия связи между передатчиком и приемником может быть как «витая пара», так и коаксиальный кабель (рис. 6).

Рис. 6. Подключение IP-камеры через приемник и передатчик с поддержкой PoE

Отдельные модели приемников-передатчиков поддерживают питание по PoE и передачу питания на камеру. Именно такие устройства нас интересуют для систем видеонаблюдения

Существует немало оборудования такого рода: с разной максимальной дальностью, для разного типа кабеля и т.д. Наиболее широко декларируемое применение - это использование существующей кабельной инфраструктуры в случае замены аналоговой системы видеонаблюдения на IP, т.к. может использовать уже проложенные аналоговые кабели. Но на практике же состояние уже имеющихся кабелей не позволяет применять такого типа приемники-передатчики: за годы эксплуатации в кабелях могут появиться внутренние изломы, может нарушиться изоляция, да и сам кабель изначально может не отвечать как требуемым (со стороны приемников-передатчиков), так и заявленным электрическим характеристикам (быть бракованным, проще говоря). Так что считаем, что линию все равно надо прокладывать заново и переходим к «плюсам» и «минусам».

Преимущества такого способа:

• возможность использования имеющейся кабельной структуры;
• меньшее (по сравнению с экстендерами) потребление передаваемой по PoE мощности;
• реально использовать кабель длиной в несколько сотен метров;
• передача как сигнала, так и питания.

Недостатков, к сожалению, тоже хватает:

• несовместимость между собой устройств разных марок в паре «приемник - передатчик» (нет единых стандартов);
• пропускная способность зависит от расстояния;
• максимальная передаваемая мощность питания зависит от расстояния.

И еще один момент, который является следствием большой длины кабеля, - влияние помех, наводок, статического электричества гораздо более ощутимо, чем при разделении линии на 100-метровые сегменты. Как минимум, стоит задуматься о защищенности линии связи.

Обращаем внимание: большинство производителей комплектов «приемник и передатчик» настоятельно рекомендуют дополнительно устанавливать устройства грозозащиты, специально разработанные для работы с такими комплектами (подробнее о грозозащите - в статье «Грозозащита Ethernet для IP-видеонаблюдения» на нашем сайте).

В итоге мы имеем вариант, который действительно позволяет преодолеть 100-метровое ограничение и может быть рекомендован в случаях, когда оборудования можно установить только непосредственно рядом с коммутатором и IP-камерой (и невозможно установить где-то «на линии»). Однако проектировщику обязательно нужно будет уточнить пропускную способность и передаваемую приемо-передатчиками мощность на камеру (PoE) для каждого конкретного случая применения - для конкретной длины кабеля.

В принципе, на этом «медную» часть статьи можно и закончить. Да! Мы не рассказали про передачу через RS-422/RS-485, про использование SHDSL- и VDSL-оборудования, про передачу данных по силовым линиям и прочую экзотику, так как считаем, что принципиально такие виды связи мало чем отличаются от использования комплектов «приемник-передатчик». Ну, разве что применением стандартизированных протоколов, что позволяет не привязываться к конкретной марке оборудования, уменьшить влияние помех и зависимость от качества кабельной инфраструктуры.

Казалось бы - раз есть проблемы с «медью», так переходи на другие среды! Наиболее очевидными решениями будут «оптика» и «радиоканал».

Оптические линии связи

Этот способ пользуется все большей популярностью. Оборудование, работающее с оптическими линиями связи, может обеспечить длину линии связи в несколько десятков километров! Способ же построения линии связи показан на рисунке 7.

Рис. 7. Подключение IP-камеры по оптоволокну

Наверняка сразу вспоминается вариант с приемниками/передатчиками по «меди». Да, медиаконвертер можно считать разновидностью таких устройств. Вместо медиаконвертера можно использовать коммутатор с SFP-модулем, и даже найти камеру с возможностью установки SFP-модуля и подключать «оптику» напрямую.

Преимущества очевидны:

• высокая пропуская способность, не зависящая от расстояния;
• нечувствителен к помехам и наводкам от электромагнитного воздействия;
• огромный ассортимент оборудования, кабельной продукции и аксессуаров.

Недостатки тоже есть, однако их критичность снижается со временем в связи с широким распространением оптоволоконных технологий:

• требуется специализированное оборудование для монтажа и тестирования;
• требуется более высокий уровень квалификации проектировщика и инсталлятора;
• невозможно передать питание.

На ценовую сторону вопроса, думаем, можно не обращать особого внимания. Да, сами по себе кабели дороже «медных», но итоговая стоимость «оптической» системы может быть даже ниже стоимости системы, построенной целиком на «меди» (с учетом стоимости экстендеров, передатчиков, промежуточных коммутаторов и аксессуаров к ним), особенно если сравнивать линии одинаковой пропускной способности.

Радиоканал

Помимо сопоставимой с «оптикой» дальностью этот вариант обладает еще одним преимуществом - для передачи сигнала вообще никакие кабели не нужны (рис. 8). Нередко, кстати, радиоканальный вариант является единственным, безальтернативным вариантом. Пропускная способность при этом составляет от 11 до 54 Мбит/с, что вполне позволяет пропустить «живое» мегапиксельное видео.

Рис. 8. Подключение IP-камеры по радиоканалу

Перейдем к преимуществам и недостаткам.

Итак, преимущества:

• длина линии до нескольких десятков километров;
• оборудование стандартизировано;
• не требуется прокладка магистрального кабеля.

И, соответственно, недостатки:

• требуется прямая видимость между антеннами;
• пропускная способность ниже, чем у «медного» Ethernet;
• высокая чувствительность к помехам и наличию других сетей радиосвязи (работающих в этом же диапазоне).

Как видим, задача построения длинной линии связи с камерой, отстоящей от коммутатора на большом расстоянии, может успешно решаться разными способами. Какой же способ выбрать? Думаем, что выбор зависит, прежде всего, от требуемой дальности (при этом не забываем про питание камеры и размер потока). Отсюда советы:

1. Если от коммутатора до камеры от 200 до 300 м, то сначала рассмотреть вариант с PoE-экстендерами.

2. Если от коммутатора до камеры расстояние от 300 до 600 м, то начать стоит с поиска подходящей пары приемника и передатчика по «витой паре» или коаксиальному кабелю.

3. Если же расстояние более 600 м, то прежде всего следует изучить вариант с «оптикой».

4. Если кабель вообще невозможно проложить - смотрим радиоканальное оборудование.

И еще раз скажем: всегда! В любом случае! В любом варианте! Обязательно уточнить пропускную способность получающейся линии и (для PoE-оборудования) получение/потребление питания камерой, коммутатором и выбранным оборудованием связи.

Тушение распыленной водой горючих материалов с произвольным начальным распределением температуры / Совершенствование нормативных правовых актов для оперативного реагирования сил и средств МЧС России на пожары и чрезвычайные ситуации / Оценка целесообразности применения и проблемы создания образцов автономных беспилотных воздушных судов для проведения мониторинга и разведки в зонах ЧС

С вступлением новых межгосударственных стандартов на приборы пожарные, а потом, как следствие, новых сводов правил, вся практика проектирования изменится. ЗКПС будет точкой отсчета во всей логике работы систем противопожарной защиты. И теперь эти ЗКПС необходимо каким-то образом увязать с зонами противопожарной защиты, к которым относятся зоны оповещения, пожаротушения и/или противодымной вентиляции. Необходимо в своде правил по проектированию предусмотреть обязательность отражения в проектной документации не только алгоритмов этого взаимодействия, но и условия активации исполнительных устройств.

• Все объекты, подлежащие оснащению системами противопожарной защиты (СПЗ), проходят три стадии: проектирование, реализация (монтажные и пуско-наладочные работы), обслуживание. Есть очень плохой вариант для заказчика - эти три стадии выполняются разными компаниями. Такое бывает очень часто, так как заказчик сам выбирает проектировщика, чтобы быстрее получить спецификации и оценить затраты на СПЗ в том числе. С точки зрения реализации - заказчик выбирает генерального подрядчика, который в свою очередь, выбирает себе подрядчика на СПЗ. Ну а обслуживать это все приходится компании, которая, к примеру, обслуживает данный бизнес-центр. Автор в статье показал основные минусы при данном подходе на всех стадиях: проектирования, монтажа и обслуживания систем СПЗ. И дал свои рекомендации.

Как описывалось в Блоке 7, мощность представляет собой коэффициент проделанной работы (например, насколько быстро ученик может нести рюкзак, нагруженный книгами весом 15 фунтов, вверх по лестнице). Мощность также может пониматься как коэффициент преобразования энергии (например, насколько быстро ученик может преобразовать химическую энергию мышц в механическую энергию для подъема рюкзака вверх по лестнице).

Передача мощности определяется как передача энергии из источника ее генерирования или хранения в точку ее рабочего применения. Посмотрите на электричество: электрическая энергия хранится в батарее, затем передается по проводам к электромотору, где преобразуется в механическую энергию работы.

Механическая мощность может быть передана на большие расстояния различными способами. В данном блоке основной акцент будет сделан на передачу механической энергии в форме вращательного движения (например, если присутствует ввод от стороны вращения при определенном крутящем моменте, мощность которого необходимо преобразовать в другую форму на выходе).

Ось передает движение от точки к точке по оси движения. Одним из распространенных примеров этого процесса является ведущая ось автомобиля. В осях мощность передается через шпонки, шлицы и многоугольные оси.

В VEX в качестве элемента системы движения используются четырехсторонние многоугольные (квадратные) оси. Это означает, что ось будет передавать крутящий момент непосредственно к любому элементу с квадратным отверстием, соответствующем форме оси. Квадратная ось имеет скругленные грани, что позволяет использовать ее также в конструкциях с круглыми отверстиями.

Еще одним способом передачи механической мощности являются зубчатые передачи (ЗП). Существует множество различных зубчатых передач, часто встречающихся в мире.

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПРЯМОЗУБЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Наиболее распространенным типом передач являются цилиндрические прямозубые передачи. Когда люди думают о передачах, они представляют именно их.

Цилиндрические прямозубые шестерни передают движение между двумя валами, вращающимися параллельно друг другу. Эти шестерни характеризуются формой зубьев, расположенных прямо и параллельно оси, на которой вращаются. Эти основная форма передачи механической мощности в системе проектирования VEX Robotics Design System. Помимо прочего, цилиндрические прямозубые передачи встречаются практически во всех существующих в мире механизмах, от автомобилей до механизмов, открывающих лотки DVD-плееров.

КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Конические шестерни имеют форму конуса и передают мощность между валами, оси движения которых пересекаются.

Конические передачи могут передавать мощность между валами при разных углах, но наиболее распространенным типом конической передачи является передача с углом 90 градусов, как показано в примере выше.

КОРОННЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Коронные шестерни представляют собой разновидность конических шестерен, где зубья располагаются перпендикулярно торцу шестерни.

Коронные шестерни могут зацепляться с коническими и цилиндрическими прямозубыми шестернями (как показано в примере выше) таким образом, чтобы движение передавалось между валами с пересекающимися осями вращения..

ЧЕРВЯЧНЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Червячные передачи всегда состоят из червячной шестерни (червяка) и червячного колеса, зацепляющихся друг с другом для передачи мощности между перпендикулярными валами, оси вращения которых располагаются на удалении друг от друга.

.

Червячная шестерня по форме напоминает винт. При вращении она поворачивается, зацепляясь с червячным колесом. Данный тип парной передачи используется для создания большого механического преимущества в пределах малого пространства. В этой парной передаче, червячная шестерня может направлять червячное колесо, но червячное колесо не может управлять движением червячной шестерни. Поэтому червячные передачи полезны в механизмах, где необходимо исключить возможность обратного хода.

КОСОЗУБЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ:

Косозубые шестерни напоминают по форме цилиндрические, но их зубья закручены по форме спирали. Эти шестерни могут использоваться для передачи мощности между двумя параллельными либо между двумя перпендикулярными не пересекающимися осями движения.

ЭПИЦИКЛИЧСКИЕ (ПЛАНЕТАРНЫЕ) ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Комплект эпициклических, или планетарных, шестерен состоит из одной или нескольких планетарных шестерен (Planet), вращающихся по шестерне внешнего кольца и приводимых в движение центральной шестерней (Sun). Перемещаясь, планетарные шестерни обычно одновременно двигают водило планетарной передачи.

Интересно то, что планетарные передачи могут использоваться несколькими способами, при этом разные шестерни будут выполнять функции входов и выходов. Например, центральная шестерня (Солнце) может использоваться в качестве входа, а водило - в качестве выхода, если кольцевая шестерня находится в неподвижном положении, либо кольцевая шестерня может использоваться в качестве входа и центральная - в качестве выхода, если водило находится в неподвижном положении. Суммарное механическое преимущество планетарной передачи изменяется в зависимости от используемой конфигурации.

РЕЕЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Реечная передача - это передача, монтируемая на прямой рейке таким образом, чтобы при приложении крутящего момента со стороны цилиндрической шестерни (шестерни зубчатой рейки) она перемещалась линейно.

Реечные передачи часто используются для преобразования вращательного движения в линейное движение. В автомобилях данный тип передач используется для преобразования вращательного движения рулевого колеса в линейное движение влево и вправо для управления направлением движения автомобиля. Поэтому тип управления автомобилем называется «реечным».

В соревновательной робототехнике существует множество применений реечной шестерни для создания линейных исполнительных механизмов для приводов.

Бывают ситуации, когда нужно подключить камеру видеонаблюдения на большое расстояние. Передача цифрового сигнала для ip-камер, как правило происходит по неэкранированной витой паре. Он состоит из одного или нескольких пар медных проводников в цветной изоляции. Если говорить про провод, то он стандартный, сетевой пятой категории UTP, в народе «витая пара».

Витая пара подключается к сетевому интерфейсу c разъемом rj45. Один конец подключается к камере, другой к оборудованию, роутеру или коммутатору.

Как же подключить ip-камеру на большое расстояние?

Дело в том, что у неэкранированной витой пары, есть ограничение — расстояние в сто метров, cогласно стандарту IEEE 802.3u, то есть длина кабеля не должна превышать 100 м.

Это связано прежде всего с тем, что в этом отрезке провода корректно работает half duplex (определение коллизий) принятый для сетей Ethernet на основе витой пары. Здесь нужно немного погрузиться в теорию, а именно модели взаимодействия OSI. Кадры перемещаются со скоростью света. Если длина будет больше 100 м, то они не успеют достичь конца провода. Пакеты будут теряться.

Способы преодоления расстояния 100 метров

Выделим способы преодоления расстояния 100 метров:

• • При подключении ip-камеры использовать более качественную витую пару, а именно UTP без меди, это позволит увеличить длину до 150 м;
  • Использовать специальный коммутатор с увеличенной дальностью связи. До 250 м. Обычно такие устройства используются для ip-видеонаблюдения.

1. падение пропускной способности до 10 Мбит/c;
2. не соответствует стандарту IEEE;
3. зависимость от вендора оборудования. IP камеры и свитч должны быть одного производителя.

1. простейший способ увеличить дистанцию;
2. не требует разрывать линию;
3. передача данных и питание.

1. к каждому устройству требует подведения питания:
2. требует разрывать линию.

1. простая и понятная схема;
2. сохранения пропускной способности;
3. передача данных и питания.

Медиаконвертер — это устройство, передает информацию из одной среды в другую. Позволяет соединять оптиволоконные соединения.

Медиаконверторы их еще называют преобразователей среды можно разделить на два вида:

Смотрим видео подключение ip-камеры на дистанции свыше ста метров.