В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Область применения цифрового оптического оборудования для передачи сигналов в системах безопасности довольно широка: CCTV, системы контроля и управления дорожным движением, охраны государственных и стратегически важных объектов. Статья посвящена принципам работы и преимуществам данного вида оборудования.
А.Г. Сиротченков
Главный специалист ЗАО "Эскорт-Центр"
Для передачи видеосигнала по оптоволоконному кабелю используется оптическое оборудование с различными видами модуляции сигнала (амплитудная, частотная модуляции) и цифровым кодированием аналогового сигнала. Процесс передачи видеоинформации характеризуется тремя основными параметрами: отношение сигнал/шум, дифференциальная фаза и дифференциальное усиление.
Необходимо упомянуть о некоторых существенных недостатках, присущих аналоговым системам с амплитудной и частотной модуляцией, которые способствовали появлению систем с цифровым преобразованием. Оборудование с амплитудной модуляцией обычно работает в многомодовом режиме и, как следствие, ограничено дальностью передачи видеосигнала в несколько километров. Отношение сигнал/шум АМ-оборудования линейно снижается с ростом длины оптического кабеля, а нелинейность модуляционной характеристики оптического излучателя приводит к заметным искажениям дифференциальной фазы и дифференциального усиления.
Оборудование с частотной модуляцией работает уже и в одномодовом, и во многомодовом режимах. Дальность передачи видеосигнала в ЧМ-устройствах достигает десятков километров, но зависимость отношения сигнал/шум от дальности передачи существенно нелинейна.
Поэтому стабильная работа ЧМ-оборудования на расстояниях, близких к максимальным, не гарантирована. Кроме того, модули ЧМ могут обладать повышенной чувствительностью к внешним электромагнитным полям. Широкое распространение объективов и телекамер с повышенным разрешением на рынке охранного теленаблюдения потребовало от оптических систем передачи повышения качества и стабильности передаваемого изображения. Разработка оборудования, использующего цифровые методы передачи видеосигнала и лишенного недостатков предшественников, кардинально изменила ситуацию в лучшую сторону.
Забегая вперед, отметим, что в результате разработки цифровых систем удалось в 2-3 раза снизить искажения типа "дифференциальная фаза" и "дифференциальное усиление" по сравнению с аналоговыми методами.
Принцип работы модуля, использующего оцифровывание поступающего видеосигнала, во многом схож с принципом работы аналоговых систем.
Модули цифрового оптического оборудования нового поколения используют цифровое кодирование входящего аналогового видеосигнала основной полосы частот (от камеры охранного теленаблюдения) через внутренний аналого-цифровой конвертер, расположенный внутри модуля оптического передатчика. Далее оцифрованный сигнал преобразуется светодиодным или лазерным излучателем в световой поток, распространяющийся по оптическому кабелю до модуля оптического приемника. Полученный цифровой сигнал обратно преобразуется внутренним цифроаналоговым конвертером в аналоговый видеосигнал основной полосы частот. Следует отметить, что оптическая система полностью электрически прозрачна от разъема модуля оптического передатчика (включая оптическую среду передачи видеоинформации) до разъема модуля оптического приемника и совместима с любой NTSC-, PAL- или SECAM-телекамерой CCTV, доступной на данный момент. Важно понимать, что видеосигнал при оцифровке не подвергается какой-либо компрессии. Сигнал оцифровывается, но не сжимается видеокодеком, поэтому на выходе оптического приемника пользователь получает 100-процентный аналоговый сигнал без прореживания, потери информации и качества.
Показатель качества передачи цифрового изображения преимущественно определяется количеством бит, используемых в системе. Число бит, в конечном счете, определяет электрический динамический диапазон системы и отношение сигнал/шум, оказывающее существенное влияние на характеристики передачи сигнала. На сегодняшний день любая система с 6-бит-ным разрешением считается технической системой нижнего уровня и не отвечает современным требованиям. Такая система, как следует ожидать, будет вносить в изображения значительные артефакты, что приведет к ухудшению передаваемого видеосигнала. Поэтому минимальное число бит, которое должно использоваться в системе передачи цифрового видеосигнала - 8. Такое разрешение обеспечивает качество передачи видеосигнала, которое соответствует требованиям ГОСТ Р 50725-94 и международного стандарта RS-250C средней протяженности и даже превышает их, а 10-битное разрешение имеет характеристики, которые заведомо превышают требования по передаче стандарта RS-250C малой протяженности, обеспечивая студийное качество передачи видео.
Настоящее студийное качество сигнала, превышающее параметры, определяемые российскими ГОСТ и международными стандартами RS-250C в защищенных системах, разработанных для инсталляций практически на любом объекте и в системах наблюдения за дорожным движением. Изображение высокого качества, предлагаемое 8- и 10-битными цифровыми системами, легко достигается при использовании данного типа оборудования.
Отношение сигнал/шум, дифференциальное усиление и дифференциальная фаза, а также другие параметры передачи видеосигнала являются постоянными независимо от расстояния (рис. 1): начиная от самого короткого (с минимальными оптическими потерями) и заканчивая самым длинным (с максимально допустимыми потерями).
Необходимо отметить существенные отличия и преимущества 10-битных систем перед 8-битными, в том числе по отношению "сигнал/шум", дифференциальному усилению и дифференциальной фазе.
Вышеперечисленные преимущества отчетливо обозначают области применения цифрового оборудования в системах безопасности. Это системы охранного теленаблюдения, контроля и управления дорожным движением, комплексной охраны государственных и стратегически важных объектов.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #1, 2010
Посещений: 13416
Автор
| |||
В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций