Видеосигналы между устройствами преимущественно передаются по коаксиальному кабелю, который является, как самым распространенным, так и наиболее дешевым, надежным и удобным, а также простым способом передачи электронных изображений системами телевизионного наблюдения (коротко – СТН).
Коаксиальный кабель выпускают многие изготовители самых различных размеров, цветов, ферм, характеристик и параметров. Как правило, рекомендуется использование кабелей вида RG59/U, но данное семейство фактически включает в себя кабели самых разнообразных электрических свойств. Также СТН и иных областях, где используют видеоустройства и телекамеры, широко используют кабели RG6/U и RG11/U, похожие на кабель RG59/U.
Несмотря на общую схожесть всех этих кабелей между собой, каждый из них имеет свои собственные электрические и физические свойства, на которые следует обращать внимание.
Все упомянутые три вида кабеля в одно и то же общее семейство коаксиальных кабелей. RG означет «radio guide», то есть радиочастотны волновод, а числами обозначаются различные типы кабеля. Хотя каждый из них имеет свое числовое обозначение, свои размеры и характеристики, все эти кабели в принципе работают и устроены аналогично.
Устройство коаксиального кабеля
У самых распространенных кабелей RG11/U, RG6/U и RG59/U имеется круглое сечение. Любой кабель имеет центральную жилу, которая покрыта изоляционным диэлектрическим материалом, покрытым, в свою очередь экраном или токопроводящей оплеткой, защищающей от электромагнитных помех. Защитное наружное покрытие сверху экрана или оплетки называют оболочкой кабеля.
У коаксиального кабеля два проводника разделены посредством непроводящего диэлектрического материала. Внешний проводник, то есть оплетка, экранирует проводник центральный, то есть жилу, от каких-либо электромагнитных внешних помех. Защитным покрытием сверху оплетки проводники предохраняются от повреждений физического характера.
Центральная жила
Центральная жила является главным средством передачи видеосигналов. Центральная жила, как правило, имеет диаметр размерами в рамках 14-22 калибра по американским меркам проводов (AWG). Центральную жилу изготавливают или целиком из меди, или из стали, плакированной медным покрытием. Жила второго типа также носит название неизопированного омедненным проводом (Bare Copper Weld – BCW). Центральные жилы кабеля системы СТН должны быть медными. Кабели, у которых центральная жила не полностью состоит из меди а только их покрытие, имеют гораздо большую степень сопротивления контра а частотах видеосигналов, поэтому не допускается их применение в ТН системах. Для определения типа кабеля нужно посмотреть на сечение центральной жилы. Если жилы являются стальными с покрытием из меди, то центральная часть сечения будет иметь серебристый цвет, а не медный.
Диаметр центральной жилы влияет на степень активного сопротивления кабеля, а именно его сопротивления постоянному току. Чем больший диаметр имеет центральная жила, тем меньшее сопротивление она будет иметь. Кабель, имеющий центральную жилу большого размера, следовательно, меньшее сопротивление, способен передавать видеосигнал на большее расстояние с наименьшими искажениями. Хотя он менее гибок и дорог по цене.
Если кабель находится в таких эксплуатационных условиях, что его часто изгибают в горизонтальном или вертикальном направлении, лучше выбрать кабель центральным многожильным проводником, сделанным из множества проводов меньшего диаметра. Такой многожильный кабель имеет большую степень гибкости сравнительно с одножильным, к тому же более стойкий в плане усталости метала при изгибах.
Изоляционный диэлектрический материал
Центральную жилу равномерно окружает диэлектрический изоляционный материал, которым, как правило, бывает полиэтилен или полиуретан. Данный слой диэлектрического изолятора имеет толщину, одинаковую вдоль всей длины коаксиального кабеля. Благодаря этому эксплуатационные качества кабеля также одинаковы по всей длине. Диэлектрик из вспененного или пористого полиуретана меньше ослабляет видеосигнал, нежели диэлектрик из твердого полиэтилена. Рассчитывая потери по длине любого кабеля, предпочтительнее будут наименьшие потери по длине. К тому же, кабель получает большую гибкость от вспененного диэлектрика, облегчающую процесс работы для монтажников. Несмотря на то, что электрические качества кабеля с наличием вспененного диэлектрического материала более высокие, такой материал поглощает влагу, ухудшающую эти же качества.
Твердый полиэтилен лучше и жестче вспененного полимера сохраняет форму, более устойчив к сдавливанию и защемлению, хотя такой жесткий кабель несколько сложнее прокладывать. Кроме того, на единицу длины него больше потерь сигнала, чем у кабелей со вспененным диэлектриком, а это необходимо учесть, если кабель должен быть большой длины.
Экран или оплетка
Диэлектрический материал снаружи покрывает медная оплетка или экран, являющаяся вторым, как правило, заземленным, проводником для сигналов между монитором и телекамерой. Оплетка – это защитный экран от наводок или внешних нежелательных сигналов, обычно называемых электромагнитными помехами (коротко ЭМП). Они могут влиять на видеосигналы неблагоприятно.
На качество экранирования для защиты от электромагнитных помех влияет от количества меди, содержащейся в оплетке. В коаксиальных кабелях рыночного качества содержится неплотная медная оплетка с эффектом экранизирования около 80 процентов. Такие кабели можно покупать для обычного случая применения, когда мало электромагнитных помех. Они хороши тогда, когда их прикладывают в металлический кабелепровод или металлическую трубу, служащие в качестве дополнительного экрана.
Если эксплуатационные условия малоизвестны и кабель прокладывают без металлической трубы, служащей дополнительной защитой от помех, то рекомендуется выбрать кабель, имеющий максимальную защиту от помех либо кабель, имеющий плотную оплетку, которая содержит больше меди, чем коаксиальный кабель рыночного качества. Повышением содержания меди обеспечивается лучшее экранирование благодаря большому содержанию материала для экранирования с более плотной оплеткой. Для СТН систем требуются проводники из меди. Для них не пригодны кабели, у которых защитным экраном является алюминиевая фольга либо фольговый оберточный материал. Обычно такие кабели применяют, чтобы передавать радиочастотные сигналы в передающих системах, а также в системах, распределяющих сигнал с коллективной антенны. Кабели с экраном из фольги или алюминия могут настолько сильно искажать видеосигналы, что изображение будет иметь качество ниже уровня, который требуется для систем наблюдения, особенно если кабель имеет большую длину. По этой причине кабели из таких материалов нежелательно использовать для СТН систем.
Внешняя оболочка кабеля
Последний компонент коаксиального кабеля – это внешняя оболочка, для изготовления которой используют различные материала, а чаще всего ПВХ (поливинилхлорид). Кабели поставляют с оболочками различных цветов: серые, желтовато-коричневые, белые и черные. Они бывают как для внутренней установки в помещении, так и для наружной установки.
На выбор кабеля влияют также два следующих фактора, а именно максимальная длина кабеля и его расположение, то есть внутри или снаружи.
Видеокабель коаксиального типа предназначен для того, чтобы передавать сигнал от источника с минимальными потерями с волновым сопротивлением в 75 Ом к нагрузке, имеющей волновое сопротивление в 75 Ом. При использовании кабеля с д иным волновым сопротивлением, то есть не 75 Ом, то имеют место отражения сигналов и дополнительные потери. Свойства кабеля определяет ряд факторов, которые важно учесть, выбирая кабель для конкретного использования (конструкция оплетки, диэлектрический материал, материал центральной жилы. Помимо этого, на характеристики передачи сигналов влияют физические условия вокруг кабеля, а также метод его прокладки.
Рекомендуется использовать кабели высокого качества, внимательно выбирая его с учетом среды, в которой планируется его использование (снаружи или в помещении). Лучше всего для передачи видеосигналов подходят кабели с однопроводной медной жилой, кроме тех случаев, когда необходима повышенная гибкость у кабеля. Если эксплуатационные условия такие, что приходится часто изгибать кабель, к примеру, если он подключен к камере или сканирующему устройству, поворачивающемуся по вертикали и горизонтали, то требуется кабель специального вида, у которого центральный проводник многожильный то есть скручен из нескольких тонких жил.
Кабельные проводники должны быть изготовлены из чистой меди. Не стоит брать кабель с проводниками из плакированной медью стали, так как такие кабели плохо передают сигналы на частотах, которые используются в СТН системах.
В качестве диэлектрика между оплеткой и центральной жилой больше всего подойдет вспененный полиэтилен, у которого электрические свойства лучше твердого сплошного полиэтилена, хотя он больше подвергается воздействию влаги. Следовательно, если наблюдаются условия повышенной влажности, то предпочтительнее будет твердый полиэтилен,
Для типовой СТН системы применяют кабели, имеющие длину не больше 200 метров, желательно вида RG59/U. Если кабель имеет внешний диаметр приблизительно 0,25 дюйм, то есть 6,35 миллиметров, то его поставляют катушками по 500 или 1000 фут. Если требуется кабель покороче, то лучше взять кабель RG59/U, который имеет центральную жилу калибра 22 с активным сопротивлением приблизительно 16 Ом на 300 метров. Когда требуется кабель подлиннее, то подойдет кабель, имеющий центральную жилу калибра 20 с сопротивлением по постоянному току около 10 Ом на 300 метров.
В любой ситуации можно просто приобрести кабель с диэлектрическим материалом из полиэтилена или полиуретана. Если нужен кабель 200-1500 футов длиной, то лучше всего отдать предпочтение кабелю RG/U. Имея те же характеристики, как у кабеля RG59/U, его диаметр снаружи равен также диаметру кабеля RG59/U. Кабели RG6/U поставляют катушками длиной в 500, 1000 или 2000 фут, то есть 152, 304 или 609 метра соответственно. Их производят из различных материалов: диэлектрических и для внешней оболочки. Однако, у него диаметр центральный жилы больше, 18-го калибра, а значит, меньше сопротивление постоянному току, и оно равняется 8 Ом на 1000 фут, то есть 304 метра. Это означает, что по такому кабелю сигналы можно передавать на большие расстояния, нежели по кабелю вида RG59/U.
У кабеля RG11/U параметры вше, чем у РГ6/У. Но в то же время его электрические свойства преимущественно такие же, как у остальных видов кабеля. Таким образом можно заказать кабель, имеющий центральную жилу калибра 14 либо 18 и сопротивление постоянному току в 3-8 Ом на 300 метров. Так как у этого кабеля наибольший диаметр из всех трех видов – 0,405 дюйм или 10,3 миллиметра, то его прокладку труднее выполнять. Кабели RG11/U поставляют катушками длиной в 500 футов или 152 метра, 1000 фут или 304 метра и 2000 фут или 609 метров. Для особых условий эксплуатации производителями часто изготавливаются модификации кабелей RG11/U, RG6/U и RG59/U.
Итак, ознакомившись с основными свойствами кабеля, можно выбрать наиболее подходящий по всем параметрам для конкретного случая. При этом следует заньт, что весь многообразный ассортимент, который представлен на рынке, имеет специальную маркировку по буквам и цифрам. Такая маркировка и отражает все вышеуказанные показатели кабелей.
