ТЕЛ. (4232) 43-78-68
header
Высоконадежные оптоволоконные системы для передачи видеосигналов и данных на большие расстояния

оптоволокноВ последние годы оптоволоконные системы стали чаще применяться для высокоскоростной передачи аналоговых и цифровых видеосигналов не только в системах кабельного телевидения, но и в территориально-распределенных системах видеонаблюдения. Обладая низкими потерями, оптоволоконная линия связи способна транслировать видеосигналы на расстояния до десятков километров без использования промежуточных усилителей. Как правило, частота передачи видеосигнала через оптоволоконные системы составляет более 10 миллиардов бит/с и, в ряде случаев, может превышать потребности в скорости и объеме передаваемой информации, необходимой для решения конкретных задач видеонаблюдения. Поэтому оптоволоконные системы чаще всего используются на особо ответственных объектах видеонаблюдения, либо для передачи больших объемов информации, в том числе и видеосигналов.

Коротко об оптоволокне
Современное оптоволокно, используемое в оптоволоконных системах,  представляет собой прозрачные стеклянные волокна, которые проводят свет от одного конца до другого с минимальными потерями, благодаря эффекту полного внутреннего отражения. Конструктивно, такое оптоволокно состоит из ядра, оптической оболочки и защитной оболочки. Ядро и оптическая оболочка обычно выполнены из стекла, реже - пластика,  защитная оболочка, как правило, из пластика. Ядро оптоволокна пропускает световой сигнал, а оптическая оболочка обеспечивает полное внутреннее отражение света в ядре и его прохождение по всей длине. Защитная оболочка предназначена для защиты ядра и оптической оболочки от внешних воздействий. Толщина оптоволокна сопоставима с толщиной человеческого волоса (125 мкм – оптоволокно, 85 мкм – волос).

Одномодовое и многомодовое оптоволокно для оптоволоконных систем
В настоящее время промышленность выпускает два типа оптоволокна: одномодовое оптоволокно - с одной траекторией распространения видеосигнала по ядру оптоволокна и многомодовое оптоволокно – с несколькими траекториями распространения световых волн по оптоволокну. При этом многомодовое оптоволокно обеспечивает передачу сигналов на расстояния 1-5 км, а одномодовое оптоволокно – на десятки километров. Это объясняется меньшими потерями при прохождении сигнала в одномодовом волокне по сравнению с многомодовым. В то же время одномодовое волокно стоит намного дороже, чем многомодовое оптоволокно. Однако, оптоволоконные системы видеонаблюдения используют чаще всего многомодовое оптоволокно, поскольку в них необходимо осуществлять не только передачу видеосигнала, но и аудиосигнала и сигналов управления. 

Состав оборудования оптоволоконной системы
Как правило, оптоволоконная система включает передатчик видеосигнала,  преобразующий электрические видеосигналы в оптическое излучение, приемник видеосигнала, преобразующий оптическое излучение обратно в электрические видеосигналы и собственно оптическое волокно, соединяющее передатчик и приемник. Обладая чрезвычайно низкими потерями, оптоволоконные системы могут передавать  видеосигналы на расстояния до нескольких десятков километров без использования промежуточных усилителей, намного превосходя по этому параметру коаксиальные и проводные системы передачи видеосигналов. Другой особенностью оптоволоконных систем  является их высокая пропускная способность, которая обусловлена высокой частотой колебаний световых волн, распространяющихся по оптоволокну. Скорость передачи видеосигналов через оптоволоконные системы ограничивается только пропускной способностью передающего и приемного модуля системы, и может составлять более 10 миллиардов бит/с.

                                  оптоволоконные системы

Оптоволоконные системы на оборудовании IFS

Работа оптоволоконной системы видеонаблюдения
Все оптоволоконные системы имеют примерно одинаковую структуру.  На передающем конце оптоволоконной линии находится светодиод или лазерный диод, излучение которого модулируется по амплитуде передаваемым сигналом, поступающим от источника информации. В качестве передаваемого сигнала может выступать видеосигнал от телекамеры, сигнал управления поворотным устройством телекамеры, аудиосигнал и другие сигналы, подлежащие передаче. Прежде чем направить такой сигнал на излучающий светодиод, он предварительно модулируется в амплитудном, частотном или импульсном модуляторе. Использование в оптоволоконной системе такого модулятора в передатчике в паре с демодулятором приемника позволяет одновременно передавать по оптоволокну несколько сигналов различного типа.

При передаче световое излучение лазерного диода модулируется по яркости в такт с передаваемым сигналом модулятора. Оптическое излучение передается по оптоволоконной линии на приемный модуль, где установлен фотодиод, преобразующий модулированный по яркости свет в электрические колебания. После детектирования модулированного оптического видеосигнала он поступает на демодулятор, который разделяет принятый комбинированный сигнал на сигналы отдельных передаваемых каналов. Вид модуляции оптического сигнала и количество одновременно передаваемых по оптоволоконной линии сигналов выбирается, исходя из решения конкретных технических задач.

Защищенность оптоволоконных систем от помех и несанкционированного доступа
Одним из преимуществ, отличающих оптоволоконные системы, является абсолютная защищенность оптоволокна от электрических помех, наводок и полное отсутствие  излучения во вне. Это объясняется тем, что в оптическом канале связи для передачи информации используется световой сигнал, никак не взаимодействующий с электромагнитными полями, а само оптоволокно является диэлектриком и по своей природе не может никак взаимодействовать с электрическими и магнитными полями. Несмотря на чрезвычайно малый диаметр, оптическое волокно может выпускаться в прочной внешней оболочке, выдерживающей большие механические нагрузки, а также гарантирующей длительную работу в сырых помещениях и агрессивных средах. Некоторые типы оптических кабелей допускают их прокладку непосредственно в земле, что резко удешевляет и ускоряет монтажные работы. Все оптоволоконные системы отличаются повышенным уровнем безопасности, так как передаваемый сигнал не излучается за пределы оптического волокна и к нему невозможно подключиться для несанкционированного перехвата.

Типы модуляции в оптоволоконных системах 
Для передачи по одному оптоволокну одновременно нескольких независимых сигналов применяются методы временного и частотного уплотнения сигналов. Для этого в оптоволоконные системы наиболее часто устанавливают оптические мультиплексоры с частотным (спектральным) разделением каналов, которые объединяют несколько передаваемых сигналов в один. Каждый источник сигнала передается лучами с различными длинами волн. Эти лучи проходят по оптоволоконной линии независимо и не взаимодействуют друг с другом. Такой вид модуляции называется WDM (wavelength division multiplexing). Он повышает пропускную способность оптоволоконной системы и позволяет осуществлять одновременную двунаправленную передачу информации.

Другие виды модуляции оптического сигнала, которые используют оптоволоконные системы:

  • частотно модулированное частотное мультиплексирование FM-FDM (frequency-modulated frequency division multiplexing),
  • амплитудная модуляция с частично подавленной боковой полосой, частотное мультиплексирование AVSB-FDM (amplitude vestigial sideband modulation, Frequency division multiplexing) - обеспечивает одновременную передачу по одной оптоволоконной линии до 80 каналов.
  • Импульсно кодовая модуляция, частотное мультиплексирование PCM-FDM
  • Комбинации вышеперечисленных методов модуляции.



Logo_SE_Green

 

       Pelco by Schneider Electric 

APC Logo