CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии - Владо Дамьяновски

РЧ-передатчики обычно снабжены видео- и звуковыми входами, а методы модуляции напоминают методы модуляции микроволн, то есть, для видеосигнала используется амплитудная модуляция, а для звукового сигнала — частотная. Передаваемый спектр зависит от модели передатчика, но вообще он уже, чем при микроволновой связи. Обычно это 5.6 МГц, что достаточно для объединения звука и видео в один сигнал.

Подобными характеристиками обладает бытовая аппаратура — это так называемые «РЧ-отправители» или беспроводные модули связи с видеомагнитофоном (VCR). В РЧ-модулятор с выходов видеомагнитофонов подаются аудио- и видеосигналы, которые он перемодулирует и затем передает на другой видео магнитофон, находящийся в доме. Подобные устройства изготавливаются без расчета на видеонаблюдение, поэтому сигнал передается на расстояния в непосредственной близости от дома. Если требуется беспроводная передача на короткое расстояние, то это самый дешевый и удобный способ.

Так как ОВЧ и УВЧ диапазоны предназначены для приема обычного сигнала телевещания, то вы должны (с разрешения местных властей) использовать каналы, не мешающие телевещанию.

В большинстве стран УВЧ-каналы с 36 до 39 преднамеренно не используются телевизионными станциями — они оставлены для VCR-TV связи, видеоигр и т. п.

Существенным недостатком использования радиочастоты в видеонаблюдении является то, что сигнал может быть получен любым ТВ-приемником, находящимся на незначительном расстоянии. Правда, иногда это и требуется. Например, для работы системы в больших комплексах, где телекамеры, наблюдающие за главным входом, подсоединены через коллективную антенну, так что арендаторы могут просматривать телекамеру на определенном канале своих ТВ-приемников.

Радиочастотная связь, в отличие от микроволновой связи, не требует прямой видимости, поскольку РЧ-излучение (в зависимости от того, УВЧ это или ОВЧ) может проходить через кирпичные стены, дерево и другие неметаллические объекты. Расстояние распространения радиосигнала зависит от многих факторов, и лучше всего проверять это в конкретных условиях (там, где будет использоваться РЧ-передатчик).

Рис. 10.26. Беспроводная (РЧ) передача видеосигнала

Рис. 10.27. РЧ-модулятор

Из заголовка понятно, что инфракрасная передача использует для передачи видеосигнала оптические средства. Источником света является инфракрасный светодиод. Яркость световой несущей модулирована видеосигналом. Данный тип передачи напоминает нечто среднее между микроволновой передачей и оптоволоконной (которая рассматривается ниже). Вместо микроволновых частот используются инфракрасные частоты (ИК-частоты выше). И вместо оптоволоконного кабеля (что имеет место в волоконной оптике, опирающейся на принципы полного внутреннего отражения), используется открытое пространство. Следовательно, для этой передачи необходима линия прямой видимости. Для передачи на ИК-частотах особого разрешения не требуется — в этом очевидное преимущество этого типа связи.

Чтобы сконцентрировать инфракрасный свет в узкий пучок и минимизировать потери при передаче, требуется смонтировать систему линз на передатчике. Потребуется также система линз на принимающем конце линии, чтобы сфокусировать свет на фоточувствительный детектор.

Цветные и ч/б видеосигналы, а также аудиосигнал можно передавать на расстояние более 1 км. Более мощные системы линз и светодиоды, а также чувствительный приемник, позволят передавать сигнал на большие расстояния.

Необходимо принять специальные меры предосторожности для обеспечения благоприятного температурного режима в зоне передатчика, иначе на приемник могут попасть инфракрасные частоты, излучаемые горячими стенами, раскаленными крышами и металлическими объектами.

Понятно, что такие погодные условия, как дождь, туман и ветер влияют на инфракрасный канал связи больше, чем на ультракоротковолновую передачу.

Рис. 10.28. Инфракрасная (эфирная) передача видеосигнала

Рис. 10.29. Инфракрасный видео Tx/Rx

Рис. 10.30. Инфракрасная видеосвязь между поездом и телекамерами на станции

Вначале были системы slow-scan TV (ТВ медленного сканирования). Такая система передавала видеоизображение по телефонной линии с очень маленькой скоростью — один полный кадр черно-белого изображения передавался десятки секунд. Затем появились системы fast scan TV, которые стали популярной альтернативой системам slow-scan. Когда готовилось это издание книги, практически вся индустрия видеонаблюдения перешла на использование сети Интернет, которая оказалась прекрасной заменой телефонным коммуникациям при передаче видеоизображения, поскольку Интернет-коммуникации в большинстве случаев стали настолько же хорошими, как и телефонные. Большинство организаций и частных лиц сейчас имеют высокоскоростные линии связи для подключения к сети Интернет. Как правило, для этого используется уже проложенная телефонная пара проводов (DSL, цифровая абонентская линия). В этом случае скорость передачи выше, чем в системах fast scan. Впрочем, для того чтобы полностью осветить тему, мы немного расскажем и об использовании телефонной линии для передачи изображения в системах видеонаблюдения. Кроме того, возможно, вам еще придется столкнуться с такой ситуацией, когда телефонная линия имеется, а Интернет не подключен.

Концепция медленного сканирования родилась в конце 1950-х, тогда ею воспользовались операторы радиолюбительской связи. Позже она начала использоваться в видеонаблюдении. Концепция очень проста.

На обоих концах линии связи (как и при любой другой передаче) находятся вполне определенные устройства — передатчик и приемник. Аналоговый видеосигнал, поступающий с телекамеры, преобразуется в цифровой формат. Затем он сохраняется в ОЗУ (RAM) передатчика. Обычно это происходит по внешнему сигналу тревоги или по запросу с приемника. Сохраненное изображение (на этом этапе оно в цифровом формате) частотно модулируется аудиочастотой, которую «слышит» принимающий телефон. Эта частота обычно лежит в пределах 1–2 кГц — на этой частоте ослабление сигнала в телефонной линии минимально. Приемник, получив сигнал, разбирает изображение строка за строкой, начиная с верхнего левого угла, пока изображение на принимающем конце линии не будет преобразовано в аналоговое представление (стоп-кадр).

Вначале эта концепция была очень медленной, но, учитывая неограниченные расстояния, обеспечиваемые телефонной линией (при наличии совместимого с приемником передатчика), идея стала привлекательной для удаленного мониторинга в системах видеонаблюдения.

Передатчики «slow-scan» обычно подсоединяются к нескольким телекамерам, так что зритель может просматривать изображения с любой из них. К тому же, любая телекамера может передавать изображение автоматически по сигналу тревоги. Передавать изображение на принимающую станцию могут несколько передатчиков, каждый из которых защищен паролем от несанкционированных зрителей.

Один из способов увеличения скорости передачи заключается в уменьшении разрешения оцифрованного изображения или в использовании только одной четвертой части экрана для изображения с каждой телекамеры. Тогда изначальные 32 секунды можно понизить до 8 секунд для обновления изображения, или те же 32 секунды понадобятся для обновления изображения на полном экране, разделенном на блоки от четырех телекамер. Учитывая, что к этому могут быть добавлены и другие сигналы — аудио или управляющие сигналы для дистанционной активации реле — можно сказать, что исторические начинания становятся все более совершенны.

Системе медленного сканирования, принадлежащей к старому поколению, потребуется 32 секунды, чтобы передать простое, низкого качества изображение с тревожного пункта на станцию слежения. К этому времени надо добавить время дозвона и соединения, в результате более минуты уйдет на передачу первого изображения. Однако медленное сканирование было очень популярно и опережало свое время. Сегодня существуют гораздо более прогрессивные способы передачи видеосигналов по телефонной линии.

Новая технология — Fast Scan (быстрое сканирование) — исходит из той же концепции, но опирается на гораздо более мощные методы обработки изображений и алгоритмы сжатия, что позволяет менее чем за 1 с передать полноцветное изображение. Манипулирование изображением осуществляется в цифровой форме, при этом используются различные методы сжатия, что позволяет еще больше увеличить скорость передачи, сохраняя при этом качество изображения на должном уровне.