Монтаж IP–видеонаблюдения

8. Aвтoмaтичeский выключaтeль внeшнeгo питaния 220В
Клeммныe кoлoдки 4.
4. Нo этo ужe будeт другaя истoрия. 3. Нa сeгoдняшний дeнь мaгистрaльнoe oбoрудoвaниe IP-систeм eщe нeдoстaтoчнo aдaптирoвaнo для зaдaч рынкa ТСБ, и при устaнoвкe в нeпoсрeдствeннoм кoнтaктe с aтмoс­фeрнoй срeдoй прaктичeски всe oнo нуждaeтся в дoпoлни­тeльнoй климaтичeскoй зaщитe. Кaждaя систeмa трeбуeт дeтaльнoй прoрaбoтки нa стa­дии прoeктирoвaния нa прeдмeт всeгo кoмплeксa мaгистрaль­нoй aппaрaтуры. Нa приeмнoм кoнцe будeм имeть нeкoтoрoe кoличeствo oптoвoлoкoнныx кaбeлeй в зaвисимoсти oт кoличeствa oптичe­скиx мoдулeй в кaждoм кaбeлe, в зaвисимoсти oт суммaрнoгo пoтoкa и прoпускнoй спoсoбнoсти кaждoгo oптoвoлoкoннoгo кaнaлa, кoтoрыe нeoбxoдимo чeрeз oптичeский крoсс пoдaть нa oптичeский кoммутaтoр и с нeгo нa кoмпьютeр. В oбщeм случae систeмa IP-видeoнaблюдeния сущe­ствeннo бoлee слoжнaя, трeбуeт для свoeгo пoстрoeния при­влeчeния пeрсoнaлa высoкoй квaлификaции и дoрoгoстoящeгo oбoрудoвaния, чтo нeизбeжнo скaзывaeтся нa высoкoй в срaв­нeнии с aнaлoгoвoй систeмoй стoимoсти. Нeсмoтря нa дoстaтoчнo бoльшoй кoмплeкс нeoбxoди­мoй мaгистрaльнoй aппaрaтуры, вeсь oн являeтся дoстaтoчнo типoвым при рeшeнии типoвыx жe зaдaч и мoжeт быть прeд­стaвлeн в видe oчeнь oгрaничeннoгo числa гoтoвыx мoнтaж­ныx мoдулeй, кoтoрыe, кaк пoкaзaл oпыт, мoгут сoздaвaться изнaчaльнo в гoтoвoм видe, и кoтoрыми рaзумнo oпeрирoвaть при прoeктирoвaнии и мoнтaжe систeмы во избежание прин­ципиальных ошибок. Поэтому при выборе IP-видеонаблюдения необходимо руководствоваться не поня­тиями современности и моды, а конечной потребительской задачей, которая физически не может быть решена в рамках системы аналоговой. 5.
Шина нулевая с изолятором нулевой шины на DIN-рейку 3.
Если устраивает низкое разрешение от 3. 1. Количество подключений будет определяться общим суммарным потоком на входах коммутатора и про­пускной способностью на выходе коммутатора, которая всег­да должна быть не ниже , чем суммарный поток на входах. А поток от каждой камеры будет определяться настройками самой камеры. По-прежнему актуальна защита по линии внешнего питания 220В, защищающая всю подключаемую через блок питания аппаратуру от перенапряжений в линии внешнего питания. 2. Оптический кросс для подключения магистрального оптического кабеля к порту коммутатора. 4. Требуется защита от внешней среды и несанкционированного доступа. Блок питания. Устройства защиты портов по всем подключенным к коммутатору линиям Ethernet, выполненных на витой паре (волоконно-оптическим линиям электромагнитные импульсы высоких энергий не страшны).
5. Устройства грозозащиты линии Ethernet – 2 шт. Устройство защиты линии питания 220В
(по количеству входящих протяженных линий связи) 5. Устройства защиты линии Ethernet – 2 шт.

В который раз повторюсь: наш рынок — не рынок ценовой конкуренции. И еще одно главное преимущество, тесно связанное с первым, — возможность передавать по одной физической линии сигналы от нескольких источников (сколько позволяет пропускная способность линии — как на дорогах могут одно­временно ехать несколько автомобилей, а сколько и с какой скоростью, определяется условиями самой дороги). По крайней мере, я знаю такую всего одну, так и ту аналоговую. 1. В то же время аналоговый видео­сигнал, переданный по витой паре, может быть восстановлен с неравномерностью амплитудно-частотной характеристики в пределах 1 дБ в частотном диапазоне 50 Гц — 6 МГц на расстоя­нии более 2-х км, что для абсолютно всех практических задач, решаемых системами видеоконтроля, более чем достаточно. До тех пор, пока «возможности» витой пары не закончатся и не при­дется переходить на оптоволоконные линии. А поскольку эта линия непосредственно связана с выходом камеры, вероятен и выход камеры из строя в результате появ­ления таких наведенных опасных напряжений. Но отнюдь не до бесконечности. Таким образом, в дополнение в блоку питания в обязательной «обвеске» к IP-камере появилось еще одно дополнительное устройство. Реклама имеет совершенно законное право не говорить всего. Защитные устройства, как правило, имеют диапазон рабо­чих температур от минус 400С. И далее этот кабель является совершенно полноценной линией передачи выходного сигнала от камеры для даль­ностей не более 100 метров. Таким образом, в дополнение к собственно видеокамере появилось немало обязательного всевозможного оборудова­ния, без которого не обойтись, которое надо разместить где-то в непосредственной близости к камере, защитить от непогоды. Запихивать источник питания внутрь гермобокса мы никогда правильным не считали для любой всепогодной камеры. Запихивать 30-40-ваттный источник внутрь гермо­бокса всепогодной IP-камеры будет неправильным вдвойне — мало того, что сама себя камера уже неплохо греет; даже при отключенном обогреве такой мощный источник потребует очень большого внутреннего объема гермобокса и мощной системы вентиляции, чтобы избежать перегрева, который для IP-камеры может оказаться губительным. Но бесспорно, существует целый ряд действительно серьез­ных задач, которые могут быть решены исключительно сред­ствами IP- технологий. Ее потребление может достигать и 10 Вт. IP-камера мало того, что очень восприимчива к отрицательным температурам, она не менее восприимчива и к перегревам. Пожалуй, ничто так активно не пропагандируется сегодня на рынке видеонаблюдения, как IP-решения. Для работы защитных устройств необходимо обеспечить их заземление, для подключения к линии внешнего питания, очевидно, необходимо установить клеммную колодку (не скру­чивать же провода в воздухе, заматывая места скруток изо­лентой). Как мы только что рассмотрели выше, камеру надо в любом случае обеспечить питанием. Если говорить о малых расстояниях, то тут ситуация несколько иная. Обратите внимание, где установлены видеокамеры, кон­тролирующие строительство жилых домов на месте сгорев­ших при лесных пожарах в центральной России. Причем, крайне желательно, чтобы он был металлический и с ключом. А мы как раз поговорим именно о том, что она старается замалчивать. Его тоже можно усиливать и передавать дальше в линию. Однако, появилась еще одна протяженная проводная линия. Для удаленного видео­наблюдения обеспечить внешнее питание по всей линии через каждые 100 метров — задача совершенно нереальная и нераз­умная. Так при передачи сигнала по кабелю витая пара предельно допустимое расстояние для цифрового сигнала от видеокамеры до точки приема или ретрансляции составляет в реальности около 100 метров. Одно автоматически тащит другое. Как правило, такая аппаратура совмещена «в одном флаконе» с коммутатором, позволяющим к уже имеющему­ся цифровому потоку в линии от камеры (камер) добавить дополнительные потоки от дополнительных камер или других устройств. Зна­чит, в месте установки следующей камеры можно будет сигнал от первой камеры полностью восстановить и отправить даль­ше совместно с сигналом от следующей камеры. На выходе IP-камеры имеем цифровой сигнал, который предстоит отправить в линию связи и обеспечить его прием в посту (постах) наблюдения без потерь и искажений. Гермобокс для IP-камеры — вещь достаточно специфическая и более слож­ная, нежели для камеры аналоговой. А это еще около 20 — 30 Вт, в зависимости от используемой камеры и гермобокса. Когда мы покупаем в салоне автомобиль, то подразу­меваем, что дороги для нас уже построены. Длины линий — не более, чем про­тяженность выставочного стенда, количество камер — какое в данном случае наиболее удобно для демонстрации, камеры все внутренние, никакой защиты от суровой непогоды не тре­буется, а с сервера, стоящего где-нибудь под столом, снята крышка и установлен бытовой вентилятор, выполняющий роль дополнительного кулера. Если речь идет о всепогодной камере, то вывод кабеля из гермобокса может быть обеспечен как через гер­моввод, так и через разъем РСГ, что существенно надежней обеспечивает герметизацию внутреннего объема. Напротив, с целью показать, что имеются законченные решения, готовые к непо­средственному применению. А вот если бы наш премьер-министр решил контролировать ситуацию восстановления после урагана на границе с Карелией, прежде чем устанавли­вать видеокамеры, ему бы пришлось сначала восстановить электроснабжение, которое обещали восстановить только через месяц. Раз говорим об основном пре­имуществе IP-систем — возможности передавать сигнал на дальние расстояния — резонно предположить, что основная масса камер в такой системе — всепогодные. Используемый при этом кабель — витая пара 5-й категории. Но и это еще не все. И тем не менее, вопреки прогнозам IP-пропагандистов, внедрение таких систем идет с очень большим «скрипом». Для наших всепогодных систем в параметрах «всепогодности» нижний отрицательный предел очень часто устанавливается в минус 500С, а то и минус 600С. В сравнении с аналоговой IP- камера «ест» существенно больше. Соотнесите стоимость километра дороги со стоимостью самого дорогого автомоби­ля, и все встанет на свои места. Естественно, посредством специальной аппаратуры ретран­сляции. В результате детальной проработки этого вопроса для зада­чи контроля периметра большой протяженности совместно с очень уважаемой проектно-монтажной организацией появи­лось решение, которое может быть рекомендовано как доста­точно типовое для применения в подобного рода системах. Надеемся, что передавать вторичное питание (12В или 24В) за сотни метров основная масса инсталляторов не будет, поскольку имеет представление о падении напряжения в линии. И хотя 100 метров кабеля не кажутся столь протя­женным участком, тем не менее, появление на нем опасных наведенных напряжений, возникающих из-за атмосферных разрядов и/или индустриальных помех, вполне вероятно. В детальную конструкцию монтажного термошкафа здесь вдаваться не будем. А «если нет разницы, то зачем платить больше?». Монтажный термошкаф Но, ни в коем случае не для того, чтобы кого-то отговорить или напугать дороговизной. Импульсный блок питания (а в данном случае разумно применение именно импульсного блока питания, прежде всего для того, чтобы избежать сбоев в работе системы при возможных провалах внешнего пита­ющего напряжения) имеет существенно меньший рабочий диапазон — от минус 100С. Даже рекламный лозунг появился: «All over IP». Собственно, в этом и состоит одно из главных преимуществ цифрового сигнала перед ана­логовым, проявляемое при передачи сигнала на большие рас­стояния. Переход же исключительно на оптоволоконные линии связи еще более усложнит технологичность монтажа, снизит живу­честь и надежность системы и повысит ее стоимость. И в первую очередь это касается пере­дачи видеосигнала на дальние и сверхдальние расстояния, исчисляемые десятками (а то и сотнями) километров. При каждом усилении соотношение сигнал/шум падает, и через некоторое количество таких ретрансляций наш полезный сигнал просто «тонет» в шумах и становится непригодным ни для визуаль­ного отображения на экране монитора, ни для какой-либо обработки аппаратурой приема. (Подробно см. Лирическое отступление. Широко рекламируемое преимущество IP-камер — их высокое разрешение — в данном случае оставляем без ком­ментариев, ибо считаем эту особенность не столь востребо­ванной в системах безопасности, для которых в основном и строятся системы видеонаблюдения, и задача которых — саму опасность предотвращать заблаговременно, а не наблюдать в высоком разрешении за ее реализацией или устранением последствий. Ну и чтобы было совсем правильно, на входе линии внешнего питания необходимо установить автоматический выключатель, как для безопасности, так и оперативности и удобства обслуживания. Естественно, все это отразится на цене. В свою очередь в этой линии питания могут возникать и остаточные броски напряжений, и наведенные перенапряжения, вызванные электромагнитными импульсами высоких энергий. Итак, в дополнение к IP видеокамере уже имеем достаточ­но мощный (и довольно приличных размеров) блок питания, который мы должны подключить к источнику внешнего пита­ния (подвести линию питания 220В, 50 Гц). Любая система начинается с определения мест, подле­жащих видеоконтролю. Расставили камеры. Причем так, чтобы все это работало. Цифровая система в этом случае неминуемо будет прои­грывать аналоговой по количеству необходимого магистраль­ного оборудования, сложности, надежности и стоимости. В соответствии с этим определяются количество и параметры камер и объективов. Что дальше? И т.д. Приобретая IP-видеокамеру для решения задач, в которых применение IP-наблюдения полностью оправдано, необходимо сознавать, что еще придется строить и «дороги». Значит, придется переходить на волоконно-оптические линии связи, дальность передачи по которым цифрового сиг­нала без промежуточных ретрансляций может достигать и 100 км (а дальше все равно потребуется ретрансляция и внешний источник питания). Это гото­вое серийное изделие, давно и успешно применяющееся для климатической защиты электронной аппаратуры. И все было бы замечательно, передача может идти на бесконечные расстояния, если бы не… закон сохранения энергии — к каждой такой точке ретрансляции и коммутации необходимо подать внешнее питание. Следующий момент. То есть напрашивается некий монтажный шкаф. На стенах домов в отдалении от места пожара. Да и не бывает практически исключительно оптоволоконных систем без «примеси» витой пары.
Настенный оптический кросс 7.
1. Рисунок 3. Шина нулевая с изолятором нулевой шины на DIN-рейку
Сетевой коммутатор 11.
Магнитоконтактный извещатель о вскрытии 9.
2. Блок питания
Если в кадре эпизодически появ­ляется один человек, поток будет сильно отличаться в сторону уменьшения в срав­нении с наблюдением толпы в вестибюле станции метро. При указанных условиях камеры могут быть установлены в пределах 100 метров друг от друга без использования допол­нительных ретрансляторов. В реальности каждая камера может иметь свои собственные настройки. 1), один промежуточ­ный модуль-термошкаф (рис. 4). Кабель «витая пара» 5-й категории + двухжильный кабель питания. Ну, и естественно, само опто­волокно в магистральном оптоволоконном кабеле. Но это только для примера. Если частота обновления может быть невысокой, например, уда­ленно наблюдаем за распусканием цвету­щего кактуса с частотой 1 кадр в 5 секунд, поток будет существенно меньше, нежели смотреть ситуацию с привычной частотой 25 к/с. 2. камеры (например, достаточно просто обнаружить человека на периметре), то поток будет очень существенно меньший, нежели если предлагается использовать мегапикселную камеру для разглядыва­ния автомобильных номеров на большом поле зрения. Камеры для примера возьмем одинаковые, рассмотрен­ные выше, — цветные, стандартного разрешения, с минималь­ным сжатием. Для сле­дующих четырех камер потребуется точно такой же набор. Все кабели показаны на рисунке. Итого для четырех камер нам потребуется два оконечных монтажных модуля-термошкафа (рис. 2) и один модуль-термошкаф для перехода на оптоволокно. То есть, для одного 100-мегабитного кана­ла с учетом запаса будем считать максимальное количество камер — четыре. А если есть вероятность установки в дальней­шем дополнительных камер, то этот запас должен быть еще больше. Соответственно, и количество их, подключаемое к коммутатору с выходом на оптоволоконную линию, будет разное. И дальности передачи по витой паре будут не предельными, а меньшими, и расстояния между камерами будут не по 100 метров, а короче, что, бесспорно, предпочти­тельней. Суммарный поток от четырех камер будем иметь около 80 Мбит/с. Для примера рассмотрим схему включения IP-камер на периметре через рассмотренные выше три вида монтажных модулей-термошкафов (рис. Но логика рассуждений от этого не изменится. И «свое собственное» оптоволокно. Сетевой кабель «витая пара» 5-й категории (физически используются 2 пары) Ну а если говорить о мегапикселных камерах, столь широко проповедуемых, как главное преимущество IP-видеонаблюдения, то тут уж точно «шибко не разгонишься» в их количестве, при этом очень прилично придется раскошелиться. 1. И/или подключены к промежуточным модулям и модулю перехода на оптоволокно будут, скорее всего, не одна, а две-три камеры. Собственно, для задачи полноцен­ного контроля периметра это расстояние является не только предельным с точки зрения передачи цифрового сигнала по витой паре, но и с точки зрения потребительской эффектив­ности системы — при больших дальностях либо удаленные объекты становятся неразличимыми, либо слишком узкий угол не позволяет полноценно контролировать зону возможного проникновения. Собственно, для периметраль­ной системы этот вопрос так детально и прорабатывался.
7. Всепогодная уличная IP видеокамера
Устройство грозозащиты линии Ethernet 3.
До этого мы разбирались с одной единственной камерой. Прежде всего, нам понадобится сетевой коммутатор, чрез который и произойдет суммирование потоков. С первой камеры на коммутатор приходит линия связи, которая может быть подвержена опасным напряжениям из-за атмосферных разрядов и/или индустриальных помех. Один порт используется как вход линии сети, один — выход, а к оставшимся можно подключать дополнительные IP-камеры или иные сетевые устройства. Заметим лишь, что для приличного разрешения при минимальной степени сжатия он вполне может составлять и 18 Мбит/с. Весь межблочный монтаж внутри термошкафа выполняет­ся заранее, и на объекте останется только подключить внеш­ние линии связи к соответствующим клеммам и подключить линию внешнего питания. Такой вариант на наш взгляд предпочтительней, поскольку типовой вариант с одним блоком питания всегда будет избыточен, так как должен быть рассчитан на макси­мальное число потребителей, а в действительности может быть подключена одна единственная камера, а то и просто использоваться коммутатор исключительно в качестве ретран­слятора. Первую IP-камеру мы защитили от этих опасных воздействий, устано­вив в линию устройство защиты информационных портов Ethernet. Монтажный термошкаф 2. Все так же, как и в первом случае: оборудование необхо­димо как-то разместить в непосредственной близости к каме­ре, защитить от непогоды и несанкционированного доступа к нему. Рисунок 2. Диапазон рабочих температур всего нашего комплекса определяется «самым теплолюбивым» оборудованием, а это все тот же импульсный блок питания и сетевой коммутатор, нижний допустимый предел для которых составляет всего минус 100С, который, естественно, придется расширить до требуемого для всепогодных систем за счет применения все того же монтажного термошкафа. Типовое исполнение такого промежуточного монтажно­го шкафа со всей необходимой «начинкой» представлено на рис. Это проще, чем потом строить дополнительные «подсистемы». Объединяя воедино все, не относящееся к собственно видеокамере, получаем отдельный совершенно стандартный монтажный модуль, обязательный для любой всепогодной IP-камеры в системе, представленный на рис. Теперь от этих же возможных воздействий необ­ходимо защитить сам коммутатор. Для примера мы решили подключить к нему еще две камеры. А для быстрых подсчетов «в уме» и общего понимания примем этот максимальный поток в 20 Мбит/с. На этот «человеческий фактор» тоже резонно закладывать запас. Витая пара 5-й категории при стандартном использовании двух пар способна передавать цифровой поток до 100 Мбит/с. Устанав­ливаем блок питания. Пусть, как в периметральной системе, есть некая следую­щая камера, удаленная от первой на расстояние не более 100 метров, цифровой сигнал от которой надо подать в общую с первой камерой линию. И конечно, подходит линия внешнего питания 220В, от которой можно ждать «своих отдельных» неприятностей. И все вышесказанное справедливо или для одной единствен­ной камеры в системе, если расстояние от камеры до компью­тера по кабелю не превышает 100 метров (чего практически не бывает), или для оконечной камеры, подключенной к линии связи по витой паре. Мы пошли вторым путем и установили два пятидесятиватт­ных блока. 1. То есть требуется еще одно устройство защиты. Таким образом, необходимо защитить еще коммутатор со стороны выхода. И монтажный термошкаф с начинкой, рас­смотренный выше, условно назовем оконечным монтажным модулем. Кроме того, сам коммутатор является активным оборудованием и тоже требует питания. Поэтому, устройство защиты от опасных напряжений в линии питания 220В остается актуальным.
4. Оптоволоконный кабель
7. При необходимости далее по трассе этот оптический модуль может быть вклю­чен в ретранслятор, тем самым увеличена дальность пере­дачи, если изначально дальности, обеспеченной конкретной моделью коммутатора и конкретной волоконно-оптической линии, недостаточно. Возможно, потребуется передача на большие дальности без применения ретрансляций (отсутствие внешнего питания на всем протяжении линии связи или по экономическим соображениям). Помимо собственно коммутатора нам в обязательном порядке понадобятся: К коммутатору могут быть подключе­ны IP-камеры непосредственно через порты 10/100 BaseT при расстоянии по кабелю не более 100 метров, а также сетевые линии, подобные рассмотренной выше, по топологии «звезда», при условии удаленности от последнего поста ретрансляции по кабелю не более 100 метров. Однако, в силу экономических соображений, наибольшее распространение на рынке получили коммутаторы с портом стандарта 100BASE-FX. Тогда необходимо переходить на волоконно-оптические линии связи. Однако, при использовании в качестве сетевого кабеля две пары 5-й категории весь ресурс сетевого канала (100 Мбит/с) закончится достаточно быстро, а насколько быстро, будет зави­сеть от количества подключенных к коммутатору (коммутато­рам) камер и их настроек. Точно так же будет подключена следующая промежуточ­ная камера. Для чего необходим соответствующий коммутатор. Конкретный тип коммутатора для перехода на волоконно-оптические линии выбирается, прежде всего, исходя из задачи. Если стоит задача расшире­ния пропускной возможности канала (на коммутатор сводятся сигналы от большого количества камер по топологии «звез­да»), необходима модель с портом стандарта 1000BASE-SX (используется многомодовое волокно, дальность прохожде­ния сигнала без ретрансляции до 550 метров), 1000BASE-LX (используется одномодовое волокно, дальность прохождения сигнала без ретрансляции до 5 километров) или 1000BASE-LH (используется одномодовое волокно, дальность прохождения сигнала без ретрансляции до 100 километров). На коммутатор сводятся линии (по витой паре), суммарный поток в которых не превышает предельный (100 Мбит/с), на оптическом кроссе, находящемся в непосред­ственной близости от коммутатора, оптоволоконный кабель раскроссируется, и один из оптических модулей через разъем SC подключается к выходу коммутатора.
4. Клеммные колодки
Устройство защиты линии питания 220В 6.
Всепогодная IP-видеокамера 10.
2. Блок питания (один или несколько по количеству подключаемых камер)
6. Устройство защиты линии питания 220В