Читать онлайн «CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии». Страница 100

Самое главное при прокладывании кабеля под землей — это предотвращение повреждений, связанных с чрезмерными нагрузками в локальных точках (сосредоточенными нагрузками).

Такие нагрузки могут возникать в местах контакта кабеля с неоднородным материалом засыпки или неровностями траншеи. Повреждения могут проявиться сразу, а могут некоторое время оставаться незамеченными. Так или иначе, затраты на откапывание и ремонт кабеля очень велики, и лучше сразу постараться сделать все возможное для хорошей укладки.

При прокладывании кабеля в траншеях следует предпринять меры предосторожности от повреждения кабеля и снижения его срока службы.

Рис. 10.56. Оптоволоконные приемные модули

Главная защита от повреждений — укладка кабеля на слой песка толщиной 50-150 мм и засыпка сверху слоем песка 50-150 мм. Особое внимание следует уделить выкапыванию траншеи, дно которой должно быть ровным, без выступов. При закапывании траншеи следите за тем, чтобы в засыпке не было камней, которые могут повредить кабель.

Глубина траншеи зависит от типа почвы и от ожидаемой нагрузки на поверхности. В твердой породе понадобится траншея глубиной всего в 300 мм, а если почва мягкая и траншея пересекает дорогу, то траншея должна иметь глубину 1 м. Траншея в обычных условиях должна иметь глубину 400–600 мм и песчаную подстилку толщиной 100–300 мм.

Самая простая техника — это укладка кабеля прямо с барабана в траншею или в кабельный лоток (желоб). При прокладке очень длинных кабельных линий барабан помещается на транспортное средство, при этом он может свободно вращаться вокруг оси; барабан можно держать в руках, оперев его на металлическую ось. По мере продвижения машины (или человека) кабель сматывается с барабана прямо на свое место. Не торопитесь слишком и убедитесь в том, что кабель можно временно закрепить на регулярных интервалах до его конечного закрепления.

Укладка оптического кабеля в кабельный лоток ничем особенным не отличается от такой же операции с обычным кабелем того же диаметра. Но главное, за чем надо следить — это минимальный радиус изгиба и механическая нагрузка.

Минимальный радиус изгиба нужно проверять даже тогда, когда кабельный лоток, казалось бы, этого и не требует. Не следует стремиться к аккуратности и изгибать оптический кабель, пытаясь уложить его рядом с другими кабелями.

Критичным фактором могут стать механические нагрузки на кабельный лоток, если оптический кабель проходит рядом с острыми выступами или пересекает другой кабель. Тогда оптический кабель испытывает большую нагрузку от веса вышележащих кабелей или веса персонала, наступающего на лоток.

Постарайтесь укладывать кабель в одной плоскости и не создавать точек сосредоточенных нагрузок.

Протяжка оптического кабеля через кабельный канал ничем не отличается от протяжки обычного кабеля.

Всегда используйте требуемое усилие, но не превышайте спецификаций производителя.

В общем, обычно используемые кабельные крепления — скобы и хомуты — вполне удовлетворительны, но помните, что нагрузку должна принимать не внешняя оболочка, а силовые конструкции.

Если требуется использовать смазку, обратитесь за рекомендацией к производителю кабеля. Для уменьшения трения можно использовать также тальк или гранулы из полистирола.

В некоторых случаях кабель уже имеет концевую заделку. Будьте осторожны с разъемами при протяжке кабеля. Не повредите разъемы, не загрязняйте их, не подвергайте кабель чрезмерной нагрузке в зоне соединения с разъемом.

Обычно после укладки кабеля необходимо его закрепить. В лотке кабель может закрепляться нейлоновыми стяжками. Особенно позаботьтесь о закреплении кабеля в тех местах, где он может сползать или провисать. Если невозможно использовать кабельные крепления из-за особенностей поверхности, рекомендуется использовать специальные хомуты. Следует осторожно применять подобные приспособления, чтобы не нарушить механическую целостность кабеля и не повредить соседние оболочки острыми краями. Лучше использовать хомуты с пластиковым защитным слоем, при этом для каждого кабеля следует использовать отдельный хомут. Между конечными точками крепления кабеля лучше оставить небольшую слабину, а не класть кабель в натяг, в случае чего он будет плохо «реагировать» на колебания температуры и вибрацию.

Если кабель все же был поврежден при укладке, то оставьте около поврежденной точки достаточный запас кабеля для сращивания.

Заключение: прокладка оптоволоконного кабеля не многим отличается от прокладки обычного кабеля, и если придерживаться нескольких основных принципов, то проблем при установке кабеля не будет.

Теперь, познакомившись с отдельными элементами оптоволоконных систем — источниками, кабелями, детекторами и техникой прокладки кабеля — мы можем обратиться к полной системе. Перед прокладкой кабеля необходимо провести анализ линии передачи, который покажет потери или усиления сигнала на каждом каскаде системы. Такой анализ не будет излишним и для других передающих сред, но для оптоволоконных линий передачи он особенно важен, так как в этом случае мы имеем дело с очень низкими уровнями мощности. Эти уровни достаточны для распространения на многие километры, но если мы не позаботимся о микроскопических соединениях, то на линии могут возникнуть потери.

Цель анализа линии передачи заключается в определении силы сигнала в каждой точке полной системы и расчете мощности на приемнике (детекторе) — достаточна ли она для приемлемого функционирования системы. Если нет, то следует исследовать все каскады и какие-то из них заменить (обычно на более дорогие), в противном случае будут снижены гарантированные характеристики системы (расстояние, скорость, ошибки).

10.57. Очень важно провести анализ линии до прокладки оптоволоконного кабеля

Для оптоволоконных систем анализ линии передачи должен также включать неизбежные вариации характеристик линии, связанные с изменениями температуры и старением компонентов, а также с разницей характеристик почти идентичных устройств, выпущенных разными производителями. В этом отношении оптоволоконные системы нуждаются в более тщательном исследовании, чем любые другие электронные системы, так как в первом случае более велики различия между устройствами одного типа и больше изменений в характеристиках системы, связанных со старением и температурой.

В качестве практического примера на рис. 10.57 приведена «поточечная» схема базовой оптоволоконной системы, состоящей из входного электрического сигнала, возбудителя источника (задающее устройство), оптического источника, километрового оптического кабеля с максимальным ослаблением сигнала в 4 дБ/км, фотоприемником (оптическим детектором) и приемником оптического излучения.

Мы предполагаем, что система обрабатывает цифровой сигнал, как в случае PTZ-блока, но логика тут такая же, как и в случае аналогового сигнал.

Расчеты начинаются с выходной оптической мощности источника (-12 дБм в этом случае) и заканчиваются оценкой мощности, видимой детектором.

В процессе анализа рассматривается каждая часть системы и для каждого звена два варианта — наилучший и наихудший — потери (или усиления) мощности, определяемой различными факторами: потерями в соединениях, ослаблением сигнала на трассе, допустимыми отклонениями обычных частей системы (наилучшее и наихудшее для данной модели), температурой и временем.

Анализ также позволяет учесть дополнительные потери в 5 дБ на случай, если в течение времени жизни системы будут проделаны дополнительные работы по ремонту или сращиванию кабеля.

Вывод: в этом примере выходная оптическая мощность, обеспечивающая распознаваемый сигнал, должна лежать в пределах от +7 дБ (в лучшем случае) до -23 дБ (в худшем случае) относительно значения номинального источника. С технической точки зрения 7 дБ означают усиление, чего мы на самом деле не имеем, скорее это относится к возможными допустимым вариациям компонентов. Поэтому приемный детектор должен обрабатывать динамический диапазон оптических сигналов от -5 дБм (-12 дБм + 7 дБм = -5 дБм) до -35 дБм (-12 дБм -23 дБ = -35 дБм), представляющих двоичную 1.

Конечно, когда источник затемнен (нет света, что дает двоичный 0), то получаемый сигнал тоже равен нулю (не считая шумов).

Понятно, что при той же электронике и том же оптоволоконном кабеле цифровой сигнал может быть передан на большие расстояния, чем аналоговый видеосигнал — благодаря большим допускам на ошибку, свойственным цифровым сигналам. Можно проделать такой же анализ и для аналогового сигнала.