Читать онлайн «CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии». Страница 88

Рис. 9.68. Кабели Serial АТА

Концепция использования на одном шлейфе нескольких устройств (master-slave) тоже осталась в прошлом, что не может не радовать, так как теперь можно забыть о многочисленных комбинациях перемычек на жестком диске. Теперь на одном кабеле может находиться только одно устройство. Все разъемы должны быть выполнены таким образом, чтобы их нельзя было подключить неправильно, а эта проблема существовала при подключении жестких дисков АТА.

Настоящие жесткие диски SATA также имеют другой разъем электропитания, который невозможно спутать с чем-либо еще. В нем имеется 15 контактов с различным напряжением (3.3, 5 и 12 В). Во время перехода от параллельного к последовательному интерфейсу АТА планируется использовать различные адаптеры для подключения одного интерфейса к другому, что, впрочем, будет сказываться на быстродействии. В начале 2003 года проводились тесты, которые показали, что потери в быстродействии составляют от 30 до 50 %. В настоящее время многие производители жестких дисков уже выпускают накопители с полноценным интерфейсом Serial.

Среднее время наработки на отказ (MTBF)

Большинство производителей жестких дисков приводят для своей продукции такое значение, как среднее время наработки на отказ (MTBF, Mean Time Between Failure). Обычно оно варьируется от 300,000 до 1,000,000 часов. С точки зрения обычного человека это немало (примерно 30-100 лет). Впрочем, эти значения относятся больше к миру теории, чем гарантируют практическое применение. Развитие технологий не позволяет эффективно использовать жесткие диски на протяжении более чем двух лет: они раньше устаревают. Впрочем, статистика и математические расчеты позволяют получить важные данные о качестве жестких дисков и предполагаемом времени бесперебойной работы.

Практика показывает, что жесткие диски выходят из строя значительно раньше, чем истечет среднее время наработки на отказ. Это связано во многом с неадекватными условиями эксплуатации (удары, вибрации, сотрясения, перегрев вследствие недостаточного охлаждения, пыль), о чем мы уже говорили, но это всегда имеет смысл повторить.

Среднее время наработки на отказ основывается на простом экспоненциальном распределении вероятности сбоя, при этом вероятность сбоя равна (47)

где е = 2.71, t — время, для которого вычисляется вероятность сбоя, а М — средняя наработка на отказ.

Так, например, при 500,000 часов наработки на отказ жесткого диска имеется 1 % вероятности того, что он выйдет из строя в течение 7 месяцев, 5 % — в течение 3 лет, 10 % — в течение 6 лет, и 50 % — в течение 40 лет.

Изображение, зафиксированное объективом и телекамерой и затем преобразованное в электрический сигнал, поступает на коммутатор, видеомонитор или записывающее устройство.

Для того чтобы видеосигнал попал из пункта А в пункт Б, он должен пройти через передающую среду. Тоже самое относится к сигналу управляющих данных.

Самыми распространенными средствами передачи видеоинформации в видеонаблюдении являются:

— Коаксиальный кабель

— Кабель витой пары

— Микроволновая связь

— Радиочастотная передача (эфирная)

— Связь с помощью инфракрасного излучения

— Телефонная линия

— Оптоволоконный кабель

— Компьютерная сеть

Для видеопередачи чаще всего используется коаксиальный кабель, но все большую популярность приобретает волоконная оптика — благодаря ее превосходным характеристикам. Также можно использовать смешанные средства передачи, например, микроволновую передачу видеосигнала и передачу управляющих поворотным устройством и трансфокатором данных (PTZ-данных) через витую пару.

Мы рассмотрим все эти средства передачи по отдельности, но особое внимание обратим на передачу при помощи волоконной оптики и коаксиального кабеля.

Концепция

Коаксиальный кабель — самое распространенное средство передачи видеосигналов, а иногда видео и PTZ-данных вместе. Такую передачу называют несимметричной передачей, исходя из концепции коаксиального кабеля.

Поперечное сечение коаксиального кабеля показано на рис. 10.1. Кабель имеет симметричное и соосное строение. Видеосигнал проходит через центральную жилу, в то время как экран используется для уравнивания нулевого потенциала концевых устройств — телекамеры и видеомонитора, например. И не только для этого, экран также защищает центральную жилу от внешних нежелательных электромагнитных помех (ЭМП).

Рис. 10.1. Разнообразные оптоволоконные кабели

Идея соосного строения кабеля состоит в том, что все нежелательные ЭМП индуцируются только в экране. Если он должным образом заземлен, то наведенный шум разряжается через заземления телекамеры и монитора. С точки зрения электричества коаксиальный кабель замыкает контур между источником и приемником, где центральная жила кабеля является сигнальным проводом, а экран — заземляющим. Поэтому передачу по коаксиальному кабелю и называют несимметричной передачей.

Рис. 10.2. Поперечное сечение коаксиального кабеля

Шум и электромагнитные помехи

То, насколько хорошо экран коаксиального кабеля защищает центральную жилу от шума и ЭМП, зависит от процента экранирования. Как правило, производители указывают в спецификациях цифры от 90 до 99 %. Но имейте в виду, что даже если обещано 100 % экранирование, невозможно получить защиту от внешних наводок на все 100 %. Проникновение ЭМП внутрь коаксиального кабеля зависит от используемой частоты.

Теоретически, успешно подавляются только частоты выше 50 кГц — главным образом, из-за ослабления скин-эффекта. Все частоты ниже этой индуцируют электроток, в меньшей или большей степени.

Насколько силен электроток — зависит от силы магнитного поля. Понятно, что нас, прежде всего, интересует излучение промышленной частоты (50 или 60 Гц), окружающее почти все искусственные объекты.

Вот почему возникают проблемы, если коаксиальный кабель проведен параллельно электросети. Величина наведенного электромагнитного напряжения в центральной жиле зависит, во-первых, от электротока, текущего через электрический кабель сети, что, в свою очередь, зависит от расхода тока на данной линии.

Во-вторых, она зависит от того, насколько далеко коаксиальный кабель пролегает от силового кабеля. И, наконец, она зависит от того, на какой протяженности эти кабели пролегают вместе. Иногда соседство на протяжении 100 м не оказывает никакого влияния, но если по силовому кабелю течет сильный ток, то даже 50 м могут сказаться на качестве сигнала. При монтаже постарайтесь (всегда, когда это возможно) сделать так, чтобы силовые и коаксиальные кабели не проходили очень близко друг к другу. Для ощутимого уменьшения ЭМП необходимо, чтобы расстояние между ними составляло хотя бы 30 см.

На экране монитора наводки (нежелательные) электросети имеют вид нескольких жирных горизонтальных полос, медленно сползающих вверх или вниз. Частота сползания определяется разницей между частотой полей видеосигнала и промышленной частотой и может составлять от 0 до 1 Гц. В результате на экране появляются неподвижные или очень медленно перемещающиеся полосы.

Другие частоты проявляются в виде различных — в зависимости от источника — картин распределения шумов. Главное правило заключается в том, что, чем выше частота наведенного нежелательного сигнала, тем тоньше детали шумовой картины. Повторно-кратковременные наводки, вроде молнии или проезжающего автомобиля, будут давать нерегулярную картину шумов.

Характеристический импеданс (полное сопротивление)

Короткие провода и кабели, используемые в обычных электронных блоках оборудования, имеют незначительные сопротивление, индуктивность и емкость и не влияют на распределение сигнала. Однако если сигнал должен быть передан на довольно большое расстояние, в сложную картину передачи информации включается множество разных факторов. Особенно подвержены влиянию высокочастотные сигналы.

Тогда сопротивление, индуктивность и емкость начинают играть значительную роль и ощутимо влияют на передачу сигнала.

С точки зрения электромагнитной теории такое простое средство как коаксиальный кабель можно представить в виде схемы, состоящей из сопротивлений (R), индуктивностей (L), конденсаторов (С) и проводников (G) на единицу длины (как показано на рис. 10.3).