Увеличение дальности сигнала с помощью антенн в беспроводных системах видеонаблюдения
Увеличение дальности сигнала с помощью антенн в беспроводных системах видеонаблюдения
Антенны применяются в качестве дополнительного оборудования для радиоканальных беспроводных систем видеонаблюдения.
Их основным предназначением является усиление радиосигнала, благодаря которому увеличивается площадь для использования беспроводных камер видеоконтроля.
Их применение необходимо там, где место установки камер ограждено бетонными стенами, находится в подвальных помещениях, а так же существенно удалено от места установки роутера или модема.
Использование дополнительных антенн дает возможность значительно увеличить зону действия систем беспроводного видеонаблюдения. Это происходит вследствие выноса антенны из помещения и подъема её относительно приемника/передатчика, а также благодаря коэффициенту усиления самой антенны.
Так использование только одной направленной антенны в канале приемника увеличивает радиус действия системы в 4-6 раз, в зависимости от условий приема.
Но при этом надо помнить, что при большой длине кабеля от антенны к приемнику, можно потерять все преимущества использования внешней антенны.
Использование антенн можно с одной камерой наблюдения, так и сразу с несколькими.
Как известно, дальность передачи аудио и видеосигнала зависит от мощности передатчика. В беспроводных камерах его мощность варьирует от 5 до 200 мВт:
Передатчиком мощностью 5 мВт оснащены все цифровые и аналоговые беспроводные камеры видеонаблюдения, работающие на частоте 2400 МГц. Такая мощность соответствует расстоянию примерно 10-30 метров от камеры-передатчика до ресивера.
мВт – это все беспроводные аналоговые камеры, работающие на частоте 1200 МГц.
Мощность в 200 мВт соответствует расстоянию 20-200 м.
Как мы уже говорили, расстояние прохождения аудио и видео сигнала значительно зависит от наличия препятствий (стен и прочих перекрытий) на пути от камеры до приемного устройства. Нижняя граница, как правило, соответствует расстоянию действия сигнала, на пути которого есть препятствие, а верхняя граница соответствует дальности беспрепятственного действия сигнала на открытой местности.
Дальность действия сигнала может быть увеличена исключительно благодаря специальным приемо-передающим комплектам и направленных миниатюрных антенн.
На сегодня возможно предложить три варианта решения проблемы:
Заменить антенну на приемнике на более мощную (накрутить на ресивер направленную антенну вместо штатной). Дальность сигнала может быть увеличена таким образом в 4-6 раз. Такая антенна за счет компактных размеров может быть использована и для уличного наблюдения и для видеонаблюдения в помещениях.
Если требуется незначительное увеличение дальности сигнала, можно удлинить антенну на камере.
Использовать проводную видеокамеру вместо беспроводной. Так как проводная камера не имеет своего встроенного передатчика, ее необходимо подключить при помощи низкочастотного AV кабеля к передатчику из приемо-передающего комплекта (видеосендера).
В итоге Вы получите беспроводную систему видеонаблюдения с радиусом действия до 5 км. Величина дальности передачи аудио, видео сигнала будет зависеть от мощности передатчика из комплекта видеосендера.
Беспроводные видеокамеры работают на двух частотах: 1200 МГц или 2400 МГц.
Если Вы столкнулись с вопросом приобретения системы видеонаблюдения впервые, то при покупке камеры нужной частоты нужно определить необходимый радиус действия сигнала.
Камеры наблюдения, работающие на частоте 1200 МГЦ, имеют радиус действия до 200 м. Камера с частотой в 2400 МГЦ сможет обеспечить устойчивый сигнал в пределах 50 м. При этом качество видео и звука у них схожие.
Антенны для систем видеонаблюдения выполняются из специальных сплавов, таких как медь и латунь, повышающих их проводимость и восприимчивость к радиосигналу.
Покрытие антенн выполняется из специальных антикоррозийных видов эмали. Благодаря использованию которой, антенны для видеонаблюдения можно применять как в помещениях, так и выставлять на улицу.
Такие антенны имеют долгий срок службы, стоят сравнительно недорого, порядка 200 рублей и при этом дают значительное усиление радиуса приема сигнала.
Использовать антенны в беспроводных системах видеонаблюдения можно несколькими способами:
1. Направленная антенна на приемнике
Увеличение дальности в 4-6 раз
2. Круговая антенна на приемнике
Увеличение дальности в 2-3 раза
3. Направленная антенна на передатчике – направленная антенна на приемнике
Увеличение дальности в 5-10 раз
Таким образом, использование дополнительных антенн в беспроводных системах видеонаблюдения позволит значительно увеличить расстояние приема сигнала с камер видеонаблюдения невзирая на любые препятствия, существующие на пути распространения радиосигнала.
Наша компания «Запишем всё» с 2010 года занимается монтажом, модернизацией и обслуживанием любых систем видеонаблюдения в Москве и Подмосковье. Мы работаем быстро, качественно и по доступным ценам. Перечень услуг и цены на их вы можете посмотреть здесь.
Звоните +7 (499) 390-28-45 с 8-00 до 22-00 в любой день недели, в том числе и в выходные. Мы будем рады Вам помочь!
Беспроводная технология WI-FI в системах видеонаблюдения.
Общие сведения
Наряду с проводными IP системами видеонаблюдения в настоящее время получили широкое применение и так называемые Wi-Fi IP видеокамеры и системы.
Рассмотрим технологию беспроводной передачи видеопотока для технологий WI-Fi.
Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность», по аналогии с Hi-Fi) представляет собой стандарт на оборудование Wireless LAN. Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11. Wi-Fi — торговая марка Wi-Fi Alliance.
Что такое цифровой поток?
Набор единиц и нулей «говорит» о цвете того или иного сегмента на матрице видеокамер, о движении, размере и цвете объекта и обо всем том, что мы видим на экране монитора. Передача осуществляется с помощью пакетной технологии. Если у IP видеокамер практически отсутствуют потери при передаче данных, то у беспроводных (Wi-Fi) IP видеокамер могут отмечаться существенные задержки и потери пакетов. Почему так происходит и при каких условиях? Все это и многое другое рассмотрим более подробно ниже.
На рис. 1 представлена схема пакетной передачи данных:
Рис. 1
- заголовок — часть пакета, содержащий следующую информацию:
- адрес источника;
- адрес местоназначения;
- информация, синхронизирующая передачу.
- данные — это часть пакета, содержащая собственно передаваемые данные;
- трейлер (или концевик) — это часть пакета, содержащая информацию для проверки ошибок при приеме пакета.
В беспроводном видеонаблюдении используется диапазон частот 2.4 или 5 ГГц. Согласно свойствам данного диапазона волн ВЧ и КВЧ, дифракция радиоволн существенна мала, а сигнал может передаваться лишь в зоне прямой оптической видимости. В закрытых помещениях или при насыщенной постройками территории объекта происходит многократное отражение волн, что влияет на уровень и качество сигнала, и соответственно на пропускную способность канала в целом. Передача сигнала сквозь твердые поверхности здания (межэтажные перекрытия и стены), на частоте 5ГГц и более, существенно затруднены. С помощью физических свойств можно это описать так: чем больше частота, тем меньше длина волны и тем меньше проникающая способность радиосигнала, применительно к выше указанным условиям. Длина волны на частоте 2,5ГГц составляет 120мм, на частоте 5ГГЦ – 60милиметров, что сравнимо с толщиной перекрытий и стен, отсюда и большое затухание сигнала.
Внимание! Для работы любой Wi-Fi видеокамеры требуется прямая оптическая видимость между точкой доступа и видеокамерой. Трасса прохождения радиосигнала должна быть свободна от любых помех — деревьев, кустов, зданий и т.д.
Решением данной проблемы является использование кодирования с помощью технологии OFDM (Orthogonalfrequency-divisionmultiplexing — мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов). Данное кодирование разработано для оборудования, работающего вне помещений. Основным преимуществом OFDM, по сравнению со схемой с одной несущей частотой, является её способность противостоять сложным условиям в канале. Например, бороться с затуханием в области ВЧ в длинных медных проводниках, узкополосными помехами и частотно-избирательным затуханием, вызванным многолучевым характером распространения, без использования сложных фильтров-эквалайзеров. Канальная эквализация упрощается вследствие того, что OFDM сигнал может рассматриваться как множество медленно модулируемых узкополосных сигналов, а не как один быстро модулируемый широкополосный сигнал. Низкая символьная скорость делает возможным использование защитного интервала между символами, что позволяет справляться с временным рассеянием и устранять межсимвольные искажения (МСИ), а соответственно, сократить потери пакетов и информации в целом.
Данное кодирование реализовано за счет разнесенных друг от друга приемной и передающей антенн точки доступа. Такая технология хорошо зарекомендовала себя в построении сетей сотовых операторов связи и в сети WI- MAX.
Выбор месторасположения
Чтобы избежать взаимного влияния оборудования, следует располагать беспроводное оборудование (точки доступа, беспроводные адаптеры) подальше от трансформаторных подстанций, микроволновых печей и любых других приборов микроволнового излучения с различной мощностью. Обычная офисная гипсокартонная перегородка может сильно ослабить сигнал, а капитальная кирпичная или бетонная стена и вовсе стать преграждающим экраном на пути прохождения сигнала. Для обеспечения равномерной зоны покрытия необходимо использовать несколько точек беспроводного доступа. Кроме того, на беспроводную сеть влияет множество факторов (соседствующие беспроводные сети, климатическое состояние погоды, большие расстояния, расположение и тип используемых антенн, количество используемых беспроводных каналов и количество одновременно подключенных видеокамер к точке доступа, различные преграды на пути распространения сигнала и множество других факторов). При проектировании и инсталляции беспроводной сети очень сложно предугадать, как она будет работать в реальных условиях и на реальной местности. Каждое место установки точки доступа уникально количеством препятствий, материалами, из которых они (препятствия) состоят, погодными условиями (для внешней сети) и т.д. Поэтому на практике необходимо разворачивать некий стенд (точку доступа) с каналообразованием для WI-Fi IP видеокамер и смотреть, как себя будет вести сигнал в той или иной ситуации.
Беспроводные IP видеокамеры, а также другое беспроводное оборудование, работают в соответствии с международными стандартами семейства 802.11. Наиболее важные и распространенные из них — 802.11 а, 802.11b, 802.11g, 802.11n.
Стандарты WI-FI
Стандарты и семейства
802.11
Стандарт технологии IEEE 802.11 представляет собой набор стандартов связи, для коммуникации в беспроводном локальном сегменте локальной сети с частотным диапазоном 2,4; 3,6 и 5 ГГц. Он наиболее известен под названием Wi-Fi.
Стандарт диапазона работы — 2.4 ГГц. Изначально предполагалось, что стандарт IEEE 802.11 будет использован для передачи данных по радиоканалу на скорости не более 1 Мбит/с и опционально на скорости 2 Мбит/с. В настоящее время он не используется. Ширина канала — 11 МГц.
802.11а
Стандарт, использующий диапазон 5ГГц, обеспечивает скорость работы от 54 до 6 Мбит/с. Ширина канала — 20МГц.
Стандарт 802.11а определяет следующие каналы: