Огляд обладнання для передачі сигналів
Артем Савельєв
Коаксіальний кабель
Фольгований коаксіальний кабель, як правило, не застосовується в охоронному телебаченні, тому що схильний до низькочастотних перешкод. Такі кабелі широко застосовуються в кабельному телебаченні, де сигнал передається на частотах, що піднесуть. При монтажі коаксіального кабелю необхідно пам'ятати про можливість появи наведень від прокладених в безпосередній близькості електричних кабелів. Також необхідно враховувати можливість появи паразитних земляних струмів під час проходження сигналів центральною жилою. Це буває при підключенні приймальної та передавальної апаратури до різних фаз електроживлення або до різних точок заземлення. Ця неполадка виявляється у спотворенні зображення внаслідок впливу фонових перешкод, більше, можуть мати місце зриви синхронізації зображення.
Фонові перешкоди можна усунути досить простим способом – встановленням ізолюючого трансформатора. Він ставиться у розрив коаксіальної лінії на приймальній стороні. Ефект розвивається внаслідок розриву ланцюга перешкод центральним провідником і екранованою частиною. Паразитний земляний струм уривається, а фонові перешкоди зникають. Але все-таки ізолюючі трансформатори мають недоліки: смуга частот пропускання сигналу у них нерівномірна. Тому найефективнішим способом усунення частотних перешкод є встановлення пристроїв гальванічної розв'язки, що використовуються з урахуванням оптоелектронних перетворювачів. До того ж, дані пристрої здатні нейтралізувати електромагнітні наведення з мережевою частотою 50 Гц.
Фонові перешкоди – не єдина проблема для коаксіального кабелю. При проходженні грозового фронту можливе виникнення статичних розрядів на екрані та центральній жилі кабелю. Між металевими елементамиприймально-передавального обладнання та обплетенням кабелю різниця потенціалів може наблизитися до значення в кілька сотень вольт. Це явище хоч і короткочасне, але легко може призвести до непридатності обладнання, яке, як правило, коштує чималих грошей. Щоб уникнути таких випадків, доцільно впровадження систем грозозахисту. Вони встановлюються на приймальних та передаючих сторонах кабелю і відіграють роль шунта до заземлення для паразитних імпульсів, що виникають на екрані кабелю та на центральній жилі.
У ході передачі сигналу коаксиальному кабелю великої протяжності утворюються амплітудно-фазочастотні спотворення. Ступінь цих спотворень залежить від параметрів кабелю. Сумарний омічний опір центральної жили кабелю та його екрану зменшує амплітуду сигналу на виході кабелю. Це разом із впливом ємнісної складової коаксіального кабелю веде до істотного зменшення сигналу на вищих частотах. Крім того, ємнісні складові імпедансу кабелю призводять до фазового спотворення сигналу на виході кабелю. В результаті відбувається зменшення чіткості зображення та контрастності, значно спотворюється передача кольору, колір може зникнути зовсім. При використанні коаксіального кабелю великої протяжності у разі впливу зовнішніх електромагнітних полів та шумів велика ймовірність спотворення сигналу. В цьому випадку, як правило, неможливо уникнути додаткового обладнання. Зокрема, для стабільної та якісної роботи обладнання використовуються підсилювачі, які компенсують втрати сигналу та коригують амплітудно-частотну та фазочастотну характеристики сигналу.
Кабель типу кручена пара
Найбільш важливим моментом при передачі ТВ-сигналу по витих парах є точне налаштування приймально-передавального обладнання, відякої залежить якість одержуваного сигналу. Як правило, для налаштування використовуються спеціальні тест-генератори телевізійного сигналу, що формують випробувальні телевізійні таблиці, за допомогою яких можна точно скоригувати амплітудно-частотну характеристику кручений пари та усунути частотні спотворення.
При виборі обладнання для приймання-передачі ТБ-сигналу по кручений парі з усього різноманіття моделей, представлених на ринку, не варто забувати про наявність вбудованого грозозахисту. Вихідні каскади передавачів та вхідні каскади приймачів можуть вийти з ладу під впливом грозових імпульсних наведень. Тому грозозахист є обов'язковим фактором, щоб уникнути постійного ремонту обладнання, що згоріло. При монтажі систем грозозахисту приймальний і передавальний пристрій слід підключати до заземлюючих елементів з метою відведення статичних розрядів, що виникають на кабелях.
Волоконно-оптичний кабель (ВОК)
Даний вид кабелю є найефективнішим середовищем передачі. Порівняно з іншими лініями зв'язку ВОК має суттєві переваги:
- значна дальність передачі сигналу за невеликих втрат;
- має широку частотну смугу передачі сигналів;
- на нього не впливають так звані земляні струмові петлі;
- не схильний до впливу електромагнітних перешкод;
- добре захищений від стороннього доступу;
- його фізична структура забезпечує високий рівень безпеки під час використання у пожежо- та вибухонебезпечних приміщеннях.
ВОК складається із центрального силового елемента, навколо якого розташовані оптичні волокна. Зовні він поміщений у захисну оболонку та має силову конструкцію. Прокладання ВОЛЗ може проводитися в різних умовах,тому є різні конструктивні варіанти ВОК:
- Для повітряних ліній використовується тросовий варіант;
- для підземного прокладання застосовується броньований кабель;
- для прокладання у водному середовищі -ВОК з вологонепроникним каркасом і т.д.
При веденні будівельно-монтажних робіт з прокладання волоконно-оптичного кабелю необхідно чітко виконувати технічні вимоги щодо інструкції виробника ВОК, особливо щодо радіусу вигину та максимального розтягування кабелю.
Саме оптичне волокно має у своєму складі центральний провідник світла із високим показником заломлення. Зовні провідник укладено в оболонку з низьким показником заломлення. Це дозволяє світловому променю, що проходить волокном, відбиватися від оболонки і виходити її межі. Усі оптичні волокна діляться залежно від показника заломлення на дві основні групи: багатомодові та одномодові. По внутрішньому провіднику багатомодового кабелю одночасно проходять кілька світлових променів, які під різними кутами відбиваються від зовнішнього провідника. Внутрішній провідник одномодового кабелю має невеликий діаметр, порівнянний з довжиною хвилі, що передається. Тому світлові промені йдуть уздовж поздовжньої осі світловода і від зовнішнього провідника не відбиваються.
Будь-яка волоконно-оптична схема передачі інформації складається з наступних структурних елементів:
- підсилювач-модулятор у сукупності з лазерним або світлодіодним випромінювачем. Світлодіод під великим кутом подачі світла у волокно випромінює світло широкого спектру в декількох напрямках та використовується у багатомодових кабелях. Лазерний випромінювач має велику потужність, вузький кут подачі світла та генерує світло однієї довжини хвилі;
- волоконно-оптичний кабель як середовище передачі сигналу;
- фотодіод на приймальній стороні та підсилювач.
Одномодовий кабель має значні переваги перед багатомодовим. Його робоча смуга частот вдвічі ширша, дальність передачі сигналу більша, а втрат менше. Натомість і вартість обладнання набагато вища, тому на ділянках ВОЛЗ завдовжки менше 10 км рекомендується використовувати багатомодовий кабель. Виконуючи розрахунки при проектуванні кабельних трас, слід не зважати на втрати в місцях підвідних роз'ємів і оптичних зварок, тому що будь-який стик несе в собі загасання сигналу, величина якого залежить від професійності персоналу, що проводить монтаж. Волокно, як відомо, має зовсім однорідну структуру, що також треба враховувати при розрахунках дальності.
Бездротові лінії зв'язку
Іноді прокладка наземного каналу передачі сигналу викликає труднощі, а деяких випадках (наприклад, в гористої чи малонаселеної місцевості) це взагалі економічно недоцільно. У таких випадках якнайкраще підходить радіорелейне обладнання, необхідною умовою роботи якого є пряма видимість приймальної та передавальної антен. Дальність передачі сигналу залежить від його частоти: що вище частота, то менше дальність. Комплект радіорелейного обладнання зазвичай включає модулі частотного ущільнення, які забезпечують передачу декількох сигналів по одній лінії зв'язку.
Якщо дальність передачі невелика, можливе застосування оптичних атмосферних ліній. Телевізійний сигнал, перетворений передавальним обладнанням, трансформується на потужний світловий потік, який надходить на приймальне обладнання через атмосферу. Принцип дії такої системи схожий принцип роботи ВОЛЗ. Але для передачі сигналу тут використовується високопрецизійна оптика з метоюформування вузькоспрямованого оптичного пучка. Це дозволяє значно знизити втрати прийому. Дальність передачі сигналу в системі зв'язку порівняно невелика -1500 м, а надійність роботи безпосередньо залежить від атмосферних явищ. Тому, наприклад, при сильному тумані сигнал може бути відсутнім.