Передача кабельного ТВ по витой паре

Нас часто спрашивают: «Какую длину кабеля можно использовать для конкретной задачи?» Вопрос кажется довольно простым, однако ответ бывает достаточно сложен. В основном, кабели, соединяющие различные типы оборудования, должны в идеале вести себя как «перемычки», это означает, что вход приемного устройства должен работать так, как будто он присоединен непосредственно к передающему устройству.

К сожалению, это далеко не так. У соединительных кабелей есть свои характеристики, которые влияют на передаваемые по кабелям сигналы. Идеальный кабель должен работать как идеальная «линия передачи», не влияя на сигнал. Тем не менее, кабели ведут себя по-другому. В ухудшении сигнала из-за низкого качества кабеля играют важную роль два основных фактора:

Во-первых, кабели не работают как идеальные линии передачи с известным волновым сопротивлением из-за дефектов в конструкции кабеля и при его производстве. Иногда волновое сопротивление кабеля просто не совпадает с маркировкой на нем.

Как не стать жертвой обмана. ТВ-кабели и витая пара. Почему нельзя применять алюминиевые кабели.

Во-вторых, из-за недостатков в конструкции вдоль кабеля возникают паразитные емкости и индуктивности, которые неблагоприятно влияют на качество сигнала. Чем длиннее используемые кабели, тем больше неблагоприятное воздействие на передаваемый по ним сигнал.

Использование кабелей лучшего качества позволяет уменьшить эту проблему. Очень популярным типом кабеля, используемого для передачи видеосигнала, является RG-59. Такой кабель хорошо подходит для коротких расстояний, метр или два, тогда выходные сигналы выглядят так, будто передатчик и приемник соединены непосредственно с помощью идеальной перемычки.

На частотах композитного видео до 10 МГц высокочастотное затухание сигнала в этом кабеле составляет около 3 дБ на 100 метрах. Поэтому ухудшение не столь очевидно даже на 20 метрах. Однако на частоте 300 МГц (частоты, встречающиеся при работе с высоким разрешением или цифровым видео) затухание на 100 метрах уже около 20 дБ, что гибельно для сигнала. При работе с цифровым потоковым видео (формат SDI) на скорости передачи 270 Мбит/с затухание порядка 40 дБ может иметь место на 300 метрах. Это означает ухудшение сигнала на 99% (т.е. вплоть до того, что останется только 1% от исходного сигнала!)

Эмпирические правила предотвращения проблем с кабелем:

• используйте лучшие кабели, какие можете себе позволить;
• используйте по возможности более короткие кабели;
• проверьте, что волновое сопротивление кабеля на самом деле соответствует вашим задачам;
• проверьте разъемы на кабелях. Разъемы плохого качества могут привести к большим проблемам, чем сами кабели;
• используйте соответствующие усилители по необходимости;
• прокладывайте кабели подальше от источников электромагнитных полей: электродвигателей, силовых кабелей, передатчиков, оборудования, управляемого триодными тиристорами (регуляторы освещенности) и др.

Длина и качество кабеля

Для композитного видео системы PAL или NTSC можно использовать кабель типа RG-59 при расстоянии от источника видео до приемника не более 20 метров. На экране не должно быть никакого видимого ухудшения сигнала. При больших расстояниях, до 30 метров, следует использовать кабель типа RG-11. Если расстояние больше 30 метров, требуются кабели лучшего качества, которые также подходят для сигналов цифрового потокового видео в формате SDI. Использование лучших кабелей позволяет увеличить максимально возможное расстояние на 50% и больше.

Полная структурная схема кабельного телевидения (от приёмной антенны, до абонентского телевизора)

Для s-Video (системы Y/C, Super-VHS и Hi-8) допускается применение стандартных, недорогих кабелей при расстояниях 5-7 метров. При этом наблюдается совсем небольшое видимое ухудшение сигнала: «размытие» цвета и расплывчатое изображение. При использовании кабелей качества выше среднего не будет никакого ухудшения сигнала. Качество разъема s-Video, на что часто не обращают внимания, играет важную роль в конечном качестве сигнала.

С аналоговыми смешанными видеосигналами типа Y, R-Y и B-Y или RGB необходимо обращаться очень осторожно. Если источник смешанного видеосигнала — видеомагнитофон или видеокамера, на расстояниях до 10 метров можно использовать кабель типа RG-59 для того, чтобы сохранить хорошее качество (особенно для сигнала «Y»). При больших расстояниях, до 20- 25 метров, следует использовать кабель лучшего качества. Со смешанными сигналами типа сигналов RGB с видеокарты компьютера следует обращаться как с компьютерными источниками сигналов (см. ниже).

Компьютерные видеокарты с выходными сигналами VGA, Super-VGA или XGA требуют различных подходов в зависимости от рабочего разрешения. Стандартные, общедоступные кабели VGA можно использовать при разрешении 640×480 на расстоянии до 1,5 метров. При разрешении 800×600 такие кабели можно использовать на расстояниях не больше 80 сантиметров. Для более высоких разрешений они не подходят.

При разрешении 1024×768 и выше следует использовать специальные кабели VGA/XGA. Кабели наилучшего качества типа уплотненных кабелей с общей изоляцией можно использовать на расстояниях до 10 метров, хотя и с некоторым видимым ухудшением качества сигнала. Когда речь идет о сигналах с видеокарты компьютера или о других высокочастотных сигналах, составной выходной сигнал следует передавать по коаксиальным кабелям, при этом он разделяется на индивидуальные, отдельно изолированные кабельные линии с кабелем одного из типов упомянутых выше. Для сигналов VGA/XGA необходимо использовать пять кабелей для передачи сигналов цветности Red, Green и Blue, а также синхросигналов строчной и кадровой развертки, четыре кабеля необходимы для передачи сигналов Red, Green, Blue и композитного синхросигнала. Три кабеля требуются в случаях, когда передаются сигналы Red, Blue и Green+синхросигнал, или композитный синхросигнал накладывается на все сигналы цветности (Red, Green и Blue).

Решение проблем, связанных с кабелем

Проблемы из-за кабеля, полностью или частично решаемые, подразделяются на несколько категорий:

• Общее затухание и ослабление сигнала из-за плохо подобранных волновых характеристик. Если Вы запитываете длинный кабель композитным видеосигналом напряжением 1 В, то можете получить на дальнем конце кабеля только около 0,9 В.
• Высокочастотные потери из-за неправильной емкости или индуктивности. Подобное высокочастотное затухание при передаче видеосигнала может привести к ухудшению цветности от «размытия» до полной ее потери, уменьшению разрешения изображения и ухудшению четкости.
• Эффекты стоячей волны и отражения из-за несогласованного волнового сопротивления между схемой и кабелем. Видимым результатом подобного эффекта является «звон», когда на кадровой развертке изображения появляются побочные линии, влияя, таким образом, на чистоту изображения.

Когда необходимы большие расстояния

Как мы видели ранее, длины кабеля вносят ограничения во всех форматах. Далее следуют возможные решения данной проблемы, которые подразумевают использование лучших кабелей и разъемов:

• используйте линейные усилители для расширения диапазона;
• используйте передатчики и приемники на витой паре для увеличения расстояния;
• используйте оптоволоконные приемопередатчики для еще большего увеличения расстояния;
• используйте передачу на радиочастоте (СВЧ или ВЧ) или спутниковый канал связи для очень больших расстояний.

Линейные усилители

Линейные усилители устраняют следующие недостатки использования длинных кабелей:

• затухание общего уровня сигнала;
• затухание высокочастотных сигналов из-за паразитной емкости и индуктивности;
• несогласованность волнового сопротивления кабеля.

Линейные усилители должны устанавливаться как можно ближе к источнику видеосигнала для получения лучшего соотношения сигнал/шум. Линейные усилители оснащены несколькими органами управления или регулировкой на подстроечных конденсаторах для управления уровнем сигнала.

Некоторые из них используются для усиления и компенсации полного затухания сигнала, другие — для управления высокочастотными затуханиями, и называются компенсаторами или высокочастотными регуляторами. В компенсаторах применяется переменное усиление сигнала, зависящее от частоты, для «выпрямления» наклона частотной характеристики кабеля. Таким образом могут быть устранены искажения в кабеле. Линейные усилители помогают при несогласованности волнового сопротивления источника путем возбуждения в кабеле точного волнового сопротивления.

Линейные усилители различаются по своим функциям в зависимости от их использования:

• Линейные усилители для композитного видеосигнала имеют простое управление, как упомянуто выше.
• Линейные усилители для сигналов S-Video (Y/C) имеют отдельное управление для Y и C. Иногда линейные усилители Y/C сигналов имеют дополнительное управление, например, регулировку фазы сигнала цветности.
• Линейные усилители для соединения на витой паре имеют простое управление, как у линейных усилителей композитного сигнала.
• Линейные усилители для видеосигнала смешанного типа, сигналов RGB или VGA/XGA более сложные. Например, в случае с сигналами VGA/XGA, один регулировочный орган может управлять тремя различными сигналами.
• Линейные усилители для цифрового потокового видео формата SDI имеют встроенную схему двойной коррекции: компенсации и повторной синхронизации кабеля. Цифровые сигналы, кроме затухания, еще и становятся неровными при использовании длинных кабелей, в этом случае временная развертка схемы повторной синхронизации корректирует их.

С линейным усилителем приемлемого качества эффективный рабочий диапазон может увеличиться от 2 до 10 раз в зависимости от формата и используемого кабеля. Очень редко можно даже встретить системы с линиями видеосигнала длиной 300 метров, в которых используются высококачественные кабели и один или больше последовательно включенных линейных усилителей.

Линейные усилители можно включать каскадом. Включение в цепь линейных усилителей последовательно, один усилитель на каждые 80 метров при передаче композитного видеосигнала, довольно обычное дело. При передаче смешанного сигнала или сигнала Y/C, линейные усилители должны включаться ближе друг к другу, на расстоянии 40 метров или около того, несмотря на то, что использоваться должны достаточно хорошие кабели.

Для передачи сигналов высокого разрешения с видеокарты компьютера на длинные расстояния наилучший способ — разделить составной кабель VGA/XGA на коаксиальные кабели RGB, как описано выше, и использовать коаксиальные линейные усилители. Если это невозможно, примите во внимание, что линейный усилитель должен включаться в цепь сигнала максимум каждые 10 метров, и это только при условии использования кабелей высокого качества.

Когда используется линейное усиление на больших расстояниях, часто возникают проблемы с заземлением, например, помехи от сети переменного тока и паразитные заземляющие контуры. Это происходит из-за различных потенциалов заземления между локальным и удаленным местоположением. Чтобы решить проблемы с заземлением, часто необходимы изоляция заземления и дифференциальное усиление.

Метод витой пары

Витая пара может быть самым подходящим методом передачи композитных видеосигналов на большие расстояния от 100 метров до 1 км. Подобная система включает в себя видео или аудио-видео передатчик на витой паре, который преобразует видеосигнал в сбалансированный формат с дифференциальным входом на витой паре. На конце получателя, приемник на витой паре преобразует сигнал с витой пары обратно к стандартному видеосигналу.

Можно использовать любой тип витой пары или двухпроводных кабелей, так как в большинстве случаев передатчик может увеличивать волновое сопротивление кабеля на витой паре для согласования с собственным волновым сопротивлением передатчика. Однако метод передачи с помощью витой пары зависит от качества кабеля. Низкокачественные провода витой пары, которые имеют высокую емкость или чрезмерно экранированы, ограничивают эффективный диапазон системы. Витая пара также менее склонна к проблемам с заземлением.

Системы на витой паре, работающие на расстояниях порядка 500 метров между источником и приемником, довольно обычны. Линейные усилители, специально разработанные для применения с витой парой, расширяют рабочий диапазон применения. Эмпирическое правило гласит, что если система хорошо работает на расстоянии 500 метров, линейный усилитель, включенный в эту точку, эффективно удваивает рабочее расстояние.

Витая пара хорошо работает для композитного видео, где полоса пропускания приблизительно 5 МГц. На дальнем конце принимается сигнал хорошего качества, с насыщенной цветопередачей. Такая система не подходит для сигналов Y/C, смешанного видео или VGA, из-за высокочастотной природы таких сигналов.

Метод оптоволокна

Для рабочих расстояний свыше 1 км рекомендуется использование оптоволоконных линий связи. Для этого электрические сигналы преобразуются в лучи света и передаются по оптоволокну. Луч света обычно инфракрасный и имеет различную длину волны. Оптоволоконная система включает в себя передатчик и приемник. Передатчик преобразует электрический сигнал в луч света, а приемник преобразует луч света обратно в электрический сигнал, например, видео.

Существуют два типа оптоволокна, многомодовый и одномодовый. Использование многомодовых систем с передатчиком, оптоволокном и приемником увеличивает полезное расстояние для аналогового композитного видео до 5 км. Используя одномодовое оптоволокно, можно увеличить этот диапазон до 25 км. Для передачи на расстояния больше 25 км специальные передающие элементы создают интенсивный лазерный луч, который можно передавать по соответствующему оптоволокну на расстояние 50 км и более. С оптоволокном также можно использовать линейные усилители, но они гораздо сложнее.

Метод передачи на радиочастоте

Передатчики и приемники сигнала СВЧ или спутниковые системы приема-передачи данных могут расширить диапазон передачи на многие километры, но это совсем другая технология, и поэтому данные методы здесь не рассматриваются.

Проблемы, связанные с передачей аудиосигналов

Как было упомянуто выше, передача аудиосигналов на большие расстояния также может породить массу проблем. Система передачи аудио может передавать сигналы малой мощности (линейные, с микрофона или сбалансированные) или сигналы большой мощности, которые используются в стандартных акустических системах. Системы передачи аудиосигналов и их конструкции гораздо менее чувствительны к проблемам согласования волнового сопротивления, чем системы передачи видео. Основные затруднения, возникающие при передаче аудио, следующие:

• высокоемкостные аудиокабели могут перегрузить возбуждающий усилитель, и таким образом вызвать нестабильность и колебания;
• на аудиокабели могут влиять шум и помехи, что приведет к плохому качеству сигнала и низкому соотношению сигнал/шум;
• проблемы с согласованием волнового сопротивления кабеля вызывают потерю и ухудшение сигнала.

Качество выхода усилителя может деградировать из-за сопротивления кабеля и снижения высокого коэффициента демпфирования усилителя. Все эти проблемы более или менее решаемы.

Высокоемкостные аудиокабели

Высокоемкостные аудиокабели могут вызвать ухудшение сигнала и нестабильность каскадов выходного усилителя. Чтобы избежать этих проблем, в каскадах выходного усилителя необходимо использовать стабильные микросхемы усиления, с соответствующими выходными резисторами, изолирующими усилитель от неблагоприятного воздействия кабеля.

Нагрузка на кабель должна быть высокой (низкое волновое сопротивление) и возбуждающий усилитель должен быть способен «накачивать» ток в кабель. Конструкция печатной платы вокруг усилителя должна устранить нестабильность, индуцированную печатной платой.

Влияние шума

Электрический шум может накапливаться в длинных проводах, вызывая тем самым ухудшение качества аудиосигнала. Проблема становится более серьезной при передаче сигналов малой мощности, например, с микрофона.

Существуют два решения данной проблемы:

1. Первое решение заключается в использовании кабелей хорошего качества с соответствующей экранировкой. Экранировка существенно понижает накопление шума. Такой метод применим для сигналов линейного уровня на расстояниях до 10 метров с использованием кабелей, не прилегающих к источникам электрического шума (см. выше).
2. Другое решение, обычно используемое в широковещательных системах, состоит в использовании системы сбалансированных проводов. В типичной системе используется трехпроводная конструкция — два провода для сигналов противоположной полярности и третий, заземляющий и/или экранирующий провод. Таким методом на выходе достигается очень чистый сигнал, хотя такая система и стоит дороже из-за более сложной электронной схемы. При использовании балансной схемы расстояние уверенной передачи сигнала линейного уровня может быть эффективно увеличено до 100 метров, опять же с использованием кабелей, не прилегающих к источникам электрического шума (см. выше).

Сигналы с микрофона напряжением несколько милливольт более чувствительны к внешнему влиянию. Эффективное расстояние передачи микрофонных сигналов низкого уровня при использовании системы сбалансированных проводов составляет 10–15 метров (в десять раз больше, чем при использовании простых несбалансированных экранированных проводов).

Очень часто в наши дни для того, чтобы улучшить соотношение сигнал/шум, применяется хитрый метод. Уровень сигнала приподнимается для того, чтобы увеличить соотношение сигнал/шум. Этот хитрый метод основывается на предположении, что внешнее воздействие постоянно. В прошлом, уровни аудио/видеосигнала величиной 1 В были нормой. Сегодня, уровни сигнала 6–30 В, передающиеся по системе сбалансированных аудиопроводов, стали обычным делом.

Затухание и ухудшение сигнала из-за волнового сопротивления кабеля

Кабели вносят определённое сопротивление в цепь прохождения сигнала. Иногда резистивная часть этого составного волнового сопротивления очень велика, что создает делитель напряжения с сопротивлением нагрузки. В результате имеем ухудшение уровня сигнала.

Схема активного усиления компенсирует изменения уровня сигнала, в ней сигнал усиливается, и или на приемнике, или, что предпочтительней, на передатчике, он может быть точно отрегулирован пользователем с помощью внутреннего или внешнего управления. В некоторых случаях определенные полосы пропускания в пределах спектра аудиосигнала ослабляются из-за емкости кабеля. Это обычно влияет именно на высокочастотный диапазон. Чтобы преодолеть эту проблему, в цепь сигнала должен быть включен полосовой усилитель или эквалайзер.

Деградация качества выхода усилителя из-за сопротивления кабеля

В акустической системе с усилителем кабели, ведущие к усилителю, если они имеют недостаточное сечение, создают с сопротивлением динамика делитель напряжения, уменьшая уровень сигнала. С этой проблемой можно разобраться с помощью регулятора громкости на усилителе. Гораздо более серьезная проблема состоит в снижении коэффициента демпфирования усилителя из-за сопротивления кабеля. В результате имеем ухудшение качества и звук «как из бочки». Использование проводов с большой проводимостью и низкой емкостью помогает преодолеть эту проблему.

Заключение

Кабели и передача сигналов на большие расстояния могут быть серьезной проблемой, но понимание физической природы таких проблем, точное определение своих задач и использование приемов, описанных выше, помогут хорошо сделать любую работу, даже на больших расстояниях.

• Расчет мощности кабеля по сечению кабеля
• Расчет сечения токопроводящей жилы в кабеле
• Расчет массы металла в кабеле
• Расчет потерь напряжения в кабельной линии
• Расчет длины кабеля на барабане
• Расчёт нагревательного провода ПНСВ
• Расчет мощности греющего (нагревательного) кабеля для «Тёплого пола»
• Расчет мощности греющего (нагревательного) кабеля для стаивания льда
• Расчет подогрева грунта в теплице
• Расчет греющего кабеля для затвердевания бетона
• Расчет мощности греющего (нагревательного) кабеля для защиты от замерзания и для обогрева трубопроводов в зимнее время
• Расчет тепловой мощности инфракрасных обогревателей для вашего помещения
• Расчет освещения вашего помещения и подбор светильников

Источник: promkabel.su

Витая пара против коаксиального кабеля. Финальный раунд

Несмотря на то, что коаксиальному кабелю уже пошла вторая сотня лет он до сих пор остается в строю. Достаточно взглянуть на категорию спутникового телевидения, чтобы понять — коаксиал и не думал сдаваться. Нынешнюю ситуацию мы рассмотрим с точки зрения построения сетей. Предвещая финал схватки всё же сообщу — это будет скорей ретроспектива их отношений, так как повсеместное использование оптики и кабелей с RJ-45 на концу, практически искоренила коаксиал из компьютерных сетей.

Сейчас, во времена, когда купить силовой кабель не является проблемой, мы вольны выбирать самое лучшее по соотношению цена-качество. А в далекие советские времена коаксиальный кабель использовался в каждой сфере,где мало-мальски была задействована электроника — антенны, сигнализация, компьютерные сети, автоматизированные системы управления, бытовая техника и т.д.

Чем же не устроил инженеров коаксиальный кабель? Для построения сетей он плох, в первую очередь, из-за того, что при повреждении одного сегмента — «ляжет» вся сеть. Произвести модернизацию сети, построенной на витой паре на порядок легче — сеть получается «гибкой». Подведя промежуточный итог выделим основные плюсы «витухи» над коаксиалом:

1. Лучшая помехоустойчивость (и соответственно лучше показатель «полезного» сигнала). Коаксиал — это передача данных по одному проводу, что накладывает определенные ограничения на технологию.
2. Упрощенный монтаж. Обжимать RJ-45 может научиться даже бабушка.
3. Большее расстояние между узлами в сети. Вытекает из первого пункта.

У читателя, возможно, возникнет вопрос, а где же сохранился коаксиальный кабель и где его используют. Как было написано выше, коаксиальным кабелем соединяют ресивер и тарелку от спутникового телевидения. «Толстый» коаксиал часто идет до видео-терминалов и камер наружного наблюдения.
Так же его можно до сих пор встретить в подъездных КРТ, вместо лапши. И хотя, в большинстве случаев, линейные показатели не менялись — для профилактики это было не самым плохим решением. Но время не стоит на месте — эпоха коаксиального кабеля неизбежно близиться к своему логическому концу.

Источник: www.2dsl.ru

Тв по витой паре или коаксиальному проводу

Эра создания кабельных линий связи началась с изобретения телеграфа и телефона. С помощью электрического сигнала уже в 19 веке стало возможным передавать текстовые, голосовые сообщения и фотоизображения на большие расстояния. Вместе с совершенствованием коммуникационного оборудования появлялись и новые конструкции кабеля связи.

Это связано с необходимостью улучшения качества передачи сигнала, изобретением телевизора и Интернета. Сегодня медные кабели связи используется в телекоммуникационных и компьютерных сетях, продолжая усовершенствоваться. По конструкции проводников выделяют 2 основные группы кабелей – коаксиальный и витая пара. Каждый из них обладает достоинствами и недостатками, но сделать оптимальный выбор в категории цена/качество поможет сравнительный анализ.

Коаксиальный кабель

Кабель состоит из центрального проводника и экрана из алюмопропиленовой пленки. Они расположены соосно, отделены друг от друга изоляционным материалом и воздушной прослойкой. Экран играет роль внешнего проводника. Кабель покрыт оболочкой из стойкого к УФ полиэтилена черного цвета.

Применяется для передачи высокочастотного сигнала в компьютерных сетях, кабельном телевидении, различных отраслях электроники, системах видеонаблюдения. Принцип работы коаксиального кабеля связи основан на идеальном совпадении осей внешнего и внутреннего проводников. Оболочка должна точно обжимать всю конструкцию и удерживать проводники в правильном положении.

В этом случае электромагнитное поле удерживается в воздушной прослойке и не выходит наружу. Сигнал передается по основному проводнику. В реальности добиться точной геометрии не удается, поэтому происходит выход энергии наружу и влияние внешних электромагнитных помех. Для увеличения помехозащищенности активно применяют двойное экранирование. Монтажное соединение кабеля и подключение его к устройствам происходит с помощью специальных дополнительных элементов.

К недостаткам можно отнести:

• Плохая гибкость.
• Высокая цена коннекторов.
• Повышенная сложность изготовления, монтажа и ремонта. В случае повреждения необходимо менять всю секцию, при этом вся сеть не будет работать.

На сегодняшний день коаксиальный кабель в основном используется для сетей телевещания. Если вам необходимо телевизионное подключение, то на сайте компании ООО «Кабель Центр» можно посмотреть торговые марки, технические характеристики и стоимость кабеля связи.

Витая пара

По сравнению с коаксиальным кабелем витая пара обладает рядом преимуществ:

• Удобство монтажа и ремонта.
• Использование недорогих унифицированных разъемов для подключения.
• Лучшая помехозащищенность из-за попарного свивания проводов с определенным шагом.
• Большое количество разновидностей кабеля, которые можно подобрать в зависимости от необходимого назначения, условий монтажа и эксплуатационных возможностей.

Развитие локальных сетей, усовершенствование сетевого оборудования и повышение скорости передачи данных является причиной непопулярности коаксиального кабеля, который достиг своего функционального «потолка» в плане модернизации (в отличие от витой пары). Удачи!

Подпишитесь на обновление Блога, чтобы не пропустить ничего интересного!

получать новости на E-mail (щелкните по картинке и следуйте инструкциям)

Передача сигнала по кабелю витой пары: все pro et contra

Витая пара как средство от головной боли

Специалисты в области мультимедиа знают, что получить качественный видео- и аудио сигнал – это еще полдела. Сложности возникают, если необходимо передать этот сигнал на десятки и сотни метров без искажений и помех, да еще, если аппаратура-приемник находится в неудобном или труднодоступном месте.

В настоящее время многие информационные, презентационные и рекламные системы являются мультимедийными, то есть способными воспроизводить изображение и звук, самых разных форматов от обычного видео до ультрасовременной компьютерной графики. Поэтому главным инструментом, находящимся на рабочем столе рекламщика, становится компьютер. Естественно, что воспроизводить созданное на компьютере видео и звук гораздо проще и экономичнее тоже с помощью компьютера с монитором VGA/XGA, хотя бы потому, что в этом случае не требуется преобразование форматов. Это экономит время, а в рекламном бизнесе время – деньги!

Но подключить компьютер «напрямую» к существующим информационным и рекламным системам иногда бывает не так-то просто. И в первую очередь возникает проблема, связанная с ограниченной длиной компьютерных кабелей. Дело в том, что все стандарты низкочастотной (не модулированной) связи двух устройств (как аналоговых, так и цифровых) проектировались исходя из предположения о размещении источника и приемника, так сказать, «на одном столе», поэтому длина стандартного соединительного кабеля обычно составляет 1,5-3 м. Если же устройство-приемник сигнала находится на большем расстоянии, возникает потребность в специализированном оборудовании – так называемых удлинителях интерфейса. Устройства этого класса помогают устранить изначальное ограничение на длину линии связи между компьютером и элементами информационной сети.

Коаксиальный кабель или витая пара?

На сегодняшний день одними из самых распространенных средств передачи видеоинформации являются коаксиальный кабель и кабель витой пары.

С помощью коаксиального кабеля осуществляется несимметричная передача сигнала, а витая пара обеспечивает симметричную передачу. Передачу сигналов по коаксиальному кабелю называют несимметричной передачей, так как коаксиальный кабель замыкает контур между источником и приемником, где центральная жила кабеля является сигнальным проводом, а экран – заземляющим. Несмотря на хорошее экранирование, коаксиальный кабель подвержен воздействию помех, поэтому передача с его помощью композитного сигнала и компо- нентного видеосигналов на значительные расстояния невозможна. Кроме того, коаксиальный кабель требует согласования выходного импеданса источника и входного импеданса приемника со своим характеристическим импедансом, особое внимание приходится уделять раскладке кабеля и заделке разъемов.

Альтернативой коаксиальному кабелю является витая пара. В отличие от коаксиального кабеля, при помощи витой пары осуществляется симметричная видеопередача, при которой все электромагнитные помехи и шум, в конечном счете, одинаково воздействуют на оба провода. Когда сигнал достигает приемного конца линии, он попадает на вход дифференциального усилителя с хорошо сбалансированным фактором коэффициента ослабления синфазного сигнала (КОСС).

Если два провода имеют схожие характеристики и достаточно закруток на метр (чем больше, тем лучше), на них будут одинаково воздействовать шумы, падение напряжения и наводки. Усилитель с хорошим КОСС на приемном конце линии устранит большую часть нежелательных шумов.

Витая пара обычно дешевле коаксиального кабеля, ее легче раскладывать, а разделка разъемов не представляет никаких проблем.

Симметрирование

Симметричными являются двухпроводные схемы, в которых оба проводника и все подключенные к ним цепи имеют одинаковый импеданс относительно земли и любого другого проводника.

Цель симметрирования состоит в том, чтобы сделать равными шумы, наводимые в обоих проводниках; в этом случае они будут представлять собой продольный, или синфазный, сигнал, который можно скомпенсировать в нагрузке.

Симметрирование – метод подавления шумов, который можно использовать в сочетании с экранированием там, где уровень шумов должен быть ниже уровня, достижимого при использовании только экранирования, или даже вместо экранирования.

Использование дифференциального усилителя явилось первым шагом на пути к созданию симметричной системы. Усилитель обеспечивает симметричную нагрузку, но источник остается несимметричным из-за наличия внутреннего сопротивления источника сигнала Rr. (рис. 1).

Рисунок 1. Уменьшение эффекта синфазных шумов

При симметрировании источника относительно земли (рис. 2) получается полностью симметричная система. В общем случае последовательно с проводниками оказываются включенными два синфазных напряжения шумов Uш1 и Uш2, которые вызывают появление токов шумов IШ1 и IШ2. Источники UГ1 и UГ2 совместно создают сигнальный ток Iг. При этом суммарное напряжение на нагрузке составит:

Первые два члена в правой части уравнения представляют собой напряжения шумов, а третий член – напряжение полезного сигнала. Если IШ1 равен IШ2 и RH1 равно RН2, то напряжение шумов на нагрузке равно нулю. Уравнение при этом упрощается:

т. е. напряжение на нагрузке создает только сигнальный ток IГ.

Рисунок 2. Симметрирование источника сигнала

В качестве проводников в симметричных схемах обычно применяют неэкранированные или экранированные витые пары, так как они симметричны. Коаксиальный кабель, напротив, имеет несимметричную форму, поэтому для симметричной системы следует брать два коаксиальных кабеля.

Степень симметрии схемы, или коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС), определяется как отношение синфазного (продольного) напряжения шумов к вызванному им дифференциальному (или поперечному) напряжению шумов и выражается обычно в децибелах (дБ). Преобразование синфазного напряжения в дифференциальное является следствием несимметрии системы.

Чем лучше симметрия схемы, тем большее подавление шумов можно получить. Если было бы возможно достичь совершенной симметрии, шумы не могли бы проникать в систему. От хорошо спроектированной системы можно ожидать симметрию 60 – 80 дБ. Можно получить и лучшую симметрию, однако для этого обычно требуются специальные кабели, и может понадобиться индивидуальная подстройка схемы.

Симметрия системы зависит от симметричности источника, сигнальных проводов и нагрузки, а также от симметрии любых паразитных импедансов. Между двумя входными проводниками должна быть обеспечена симметрия, как по активным, так и по реактивным сопротивлениям, т. е. активные и реактивные сопротивления каждого из проводников относительно земли должны быть равны. Величина любых шумов, проникающих в симметричную схему, является функцией степени ее несимметрии и прямо пропорциональна синфазному напряжению шумов. Симметрия никогда не бывает совершенной, и при наличии синфазных напряжений шумов некоторое напряжение шумов поступает в схему. Синфазное напряжение шумов можно уменьшить соответствующим экранированием и заземлением.

Экранирование можно использовать для уменьшения величины синфазного напряжения, наводимого на проводники, а симметрирование уменьшает долю синфазного напряжения, поступающего в нагрузку. Симметрия системы зависит от частоты сигнала. Обычно, чем выше частота, тем труднее получить точную симметрию, поскольку на высокой частоте большое влияние на работу схемы оказывает паразитная емкость.

Знание симметрии, обеспечиваемой отдельными компонентами, из которых строится система, не позволяет предсказывать степень симметрии всей системы. Например, отклонения в симметрии двух компонентов могут компенсировать друг друга таким образом, что суммарный баланс комбинации компонентов будет выше, чем от каждого из них. С другой стороны, компоненты могут быть такими, что суммарный баланс может оказаться меньше, чем от каждого компонента в отдельности.

Одним из способов гарантии хорошей симметрии всей системы является задание на каждый компонент допуска, существенно меньшего, чем величина общего допустимого разбаланса системы. Однако этот метод может привести к тому, что разработка будет не самой экономичной.

Удлинители интерфейса

Недостаток симметричной передачи сигнала по витой паре состоит в том, что в дополнение к кабелю необходимы одно передающее и одно приемное устройство. Они увеличивают не только стоимость системы, но и риск потерять сигнал, если какой-либо из этих двух компонентов выйдет из строя.

Рассмотрим простейший случай, когда информацию от компьютера нужно воспроизводить с помощью видеопроектора или плазменной панели, находящейся на значительном удалении (скажем, 50-100 м) от системного блока компьютера. На первый взгляд, очевидным кажется решение о создании локальной сети из двух компьютеров и подключении устройства отображения вместо монитора второго компьютера, но как быть, если проектор должен крепиться к потолку или устанавливаться в таком месте, где обслуживать его станет, мягко говоря, неудобно?

Правильное решение заключается в использовании удлинителей интерфейса (extender или line transmitter) компьютерного монитора, современные модели которых обеспечивают передачу сигнала на требуемую дальность с малым уровнем помех по витой паре. Такое эффективное и недорогое техническое решение найдет применение во многих областях: в информационных системах на транспорте, в учебных заведениях или больницах.

Как и удлинители видеоинтерфейсов, удлинитель сигналов VGA действует на аппаратном уровне, поэтому он свободен от каких-либо проблем с совместимостью программного обеспечения, согласованием кодеков или преобразованием форматов.

До недавних пор по витой паре удавалось передавать без потери качества сигналы на сравнительно небольшие расстояния, однако в истекшем году ситуация коренным образом изменилась после того, как на рынке появилась новая линейка удлинителей для работы с витой парой. Благодаря новой элементной базе, а также новым аппаратным и схемным решениям удалось достичь настоящего прорыва: теперь сигналы без потери качества можно передавать на расстояния, превышающие 300 метров. Оборудование способно устойчиво работать с обычной неэкранированной витой парой категории 5, но гораздо лучшие результаты можно получить при использовании кабелей более высокого качества.

В новую линейку оборудования входят передатчики XGA сигнала в витую пару, усилители-распределители, коммутаторы, приемники сигналов из витой пары.

Возможности оборудования удовлетворят потребностям самых взыскательных пользователей.

Что и на какое расстояние передает удлинитель

Пассивная линия (без усилителей/преобразователей):

• Кабель типа RG-59 или RG-6 способен передать без видимых на экране искажений композитное видео, телевизионный сигнал стандартов PAL или NTSC на 20-40 м.
• Кабель типа RG-11 работает до 50-70 м.
• Специализированные кабели, например Belden 8281 или Belden 1694A, позволят увеличить дальность передачи примерно на 50%.

Для сигналов VGA, Super-VGA или XGA:

• Обычный кабель VGA обеспечивает передачу изображения с разрешением 640×480 на расстояние 5-7 м.
• При разрешении 1024×768 и выше такой кабель не должен быть длиннее 3 м.
• Высококачественные промышленные кабели VGA/XGA обеспечивают дальность до 10-15, редко до 30 м.

Линия связи подвержена потерям на высоких частотах (High frequency loss), которые проявляются в снижении яркости до полного исчезновения цвета, ухудшении разрешения и четкости. Для устранения этой проблемы в удлинителях VGA/XGA используется схема управления потерями на высоких частотах, именуемая EQ (Cable Equalization, коррекция кабеля) или управление высокочастотной составляющей – HF (High Frequency) control.

Схема EQ обеспечивает частотнозависимое усиление сигнала для «спрямления» амплитудно-частотной характеристики.

Итак, удлинитель должен быть оснащен усилителем сигнала (желательно регулируемым) и системой EQ, а в качестве среды передачи лучше выбрать витую пару, как наиболее массовое и недорогое кабельное изделие.

Линии на основе витой пары

• Способны передать композитный видеосигнал на расстояние до 300-1000 м (при передаче композитного сигнала на расстояние менее 100 м нет особого смысла переходить на витую пару).
• Компонентный и s-Video сигналы (для стандартного ТВ) можно передавать на расстояния, не намного меньшие, чем композитный сигнал.
• Компонентные сигналы для телевидения высокой четкости (ТВЧ, HDTV) требуют большей полосы пропускания и хорошо передаются на 100-500 м.
• Сигналы класса VGA можно передавать на расстояния до 100-300 метров. Пример системы передачи такого сигнала на 100 м приведен на рисунке 3, а разветвленной системы распределения сигнала до 250 м — на рисунке 4.

Передающее устройство удлинителя обычно преобразует видеосигнал(ы) в дифференциальный симметричный формат, наиболее подходящий для витых пар. На принимающей стороне восстанавливается стандартный видеоформат для воспроизведения полученного сигнала на мониторе.

Средой передачи в удлинителях могут также быть оптическое волокно и беспроводный радиоканал. По сравнению с витыми парами, оптоволокно значительно увеличит стоимость, а беспроводная связь не обеспечит достаточной помехозащищенности и надежности, да и получить разрешение на ее использование непросто.

Рисунок 3. Система трансляции VGA/XGA-сигнала на расстояние 100 метров

Рисунок 4. Распределение VGA/XGA-сигнала от одного источника на много
удаленных дисплеев

• Свежие записи

• Шлифовка головки блока цилиндров цена в Барнауле: услуги автосервиса по восстановлению головки цилиндров
• Формула нахождения площади поверхности цилиндра, вписанного в шар
• Шар вписан в цилиндр площадью поверхности 109: как вычислить радиусы шара и цилиндра
• Что находится в блоке цилиндров ВАЗ 2106: основные компоненты и их функции
• Какое вещество использовать для диагностики состояния колец в цилиндрах

Источник: penzadorstroy.ru