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NOTAS TCNICAS

Como disear un sistema de CCTV? 4 parte

¿COMO DISEÑAR UN SISTEMA DE CCTV? 4 º PARTE

En las notas anteriores hemos analizado como elegir el Sistema de CCTV más adecuado y seleccionar cámaras, lentes, monitores, secuenciadotes, Quad y multiplexores, de acuerdo a la prestación requerida.

Describiremos ahora los distintos medios de transmisión de imágenes entre los componentes de un CCTV.

¿COMO ELEGIMOS EL MEDIO MAS ADECUADO PARA TRANSMITIR LAS IMÁGENES CAPTADAS POR LAS CAMARAS A SECUENCIADORES, MULTIPLEXORES, MONITORES, ETC?

Los medios para transmitir la señal de video producida por las cámaras a los demás componentes del CCTV son los siguientes: CABLE COAXIL - PAR TRENZADO UTP - ENLACE INALAMBRICO
CABLE DE FIBRA OPTICA - POR LINEA TELEFONICA - POR INTERNET

CABLE COAXIL

Se define como cable coaxil aquel en el cual los dos conductores tienen el mismo eje, siendo el conductor externo una malla metálica cilíndrica separada del conductor interno por medio de un material dieléctrico. La malla externa, además de conductor de retorno, cumple la función de blindaje contra interferencias electromagnéticas y equipara el potencial de masa entre los equipos que componen el sistema, con la consiguiente estabilización de los parámetros eléctricos.

La transmisión de señales de video a través de un cable coaxil es conocida como transmisión desbalanceada, debido a la forma constructiva del cable.
El blindaje rechaza exitosamente interferencias electromagnéticas superiores a 50 kHz.

La radiación proveniente de las redes eléctricas de 50 Hz es más difícil de eliminar y depende fundamentalmente de la corriente que circula por los conductores cercanos. Por este motivo conviene alejar por lo menos 30 cm los cables coaxiles de video de los que transportan energía.
La manifestación visual de esta interferencia son barras o líneas horizontales que se desplazan hacia arriba o hacia abajo en la pantalla del monitor. La frecuencia de desplazamiento se determina por la diferencia entre la frecuencia de campo de video y la frecuencia de la red eléctrica. Varía generalmente entre 0 y 1 Hz.

Las radiaciones electromagnéticas provocadas por rayos o vehículos se visualizan como ruidos irregulares.
Uno de los parámetros principales de los cables coaxiles es su impedancia característica.
Se define como la relación entre la tensión aplicada y la corriente absorbida por un cable coaxil de longitud infinita.

Puede demostrarse que para un cable coaxil de longitud real conectado a una impedancia del mismo valor que la característica, el valor de la impedancia de la línea permanece igual al de la impedancia característica. La impedancia característica no depende ni de la longitud del cable ni de la frecuencia; sólo de la capacitancia y la inductancia por unidad de longitud.
Es decir que depende de la construcción física y del material con que esta compuesto el cable.

Sin embargo, esto no es cierto cuando la longitud de un coaxil tipo RG- 59 excede los 200 metros. La resistencia y la capacitancia, entonces se vuelven significativas y afectan a la señal de video.
Sin embargo, para longitudes razonablemente cortas, lo dicho anteriormente es una aproximación bastante buena. El cable coaxil RG 59, generalmente usado en la mayoría de las instalaciones de CCTV, tiene una impedancia característica de 75 ohm.
Otro tipo de cable coaxil como el RG 11, también de 75 ohm de impedancia característica, se utiliza para tendidos de gran longitud. Es de mayor diámetro, tiene menores pérdidas pero su costo es superior.
Para lograr la máxima transferencia de señal entre los distintos componentes de un Sistema, todas las entradas y salidas deben tener la misma impedancia característica. Si esto no sucede, toda o parte de la señal de video se refleja hacia su origen y la calidad de la imagen que visualizamos en el monitor queda afectada.

La forma de unir el cable coaxil a los equipos es a través de un conector BNC. Es importante destacar que la correcta fijación del conector al cable es fundamental para que no se produzcan pérdidas de señal por cortocircuitos o variación de impedancia.

PAR TRENZADO UTP

Cuando las distancias entre los distintos componentes de un sistema de CCTV exceden los 200 mts, la transmisión de video por par trenzado es una opción muy conveniente frente al cable coaxil con amplificadores de video ya que estos amplifican también las interferencias.
En la actualidad el cable aconsejado es el UTP (Unshielded Twisted Pairs) categoría 5 o superior, que permite velocidades de transmisión de 100 MHz.

La impedancia característica del cable UTP es de 100 ohm. El principio de funcionamiento es sencillo. Toda interferencia electromagnética y ruido no deseado que llegue a ambos conductores, se cancelará debido a que el sistema admite señales en modo diferencial (distinta polaridad en cada conductor del par), ya que están balanceados con respecto de masa. Por este motivo se la conoce como transmisión balanceada y es necesario que los cables estén trenzados.
Por lo tanto a diferencia de la transmisión por cable coaxil donde la malla protectora está conectada a masa e iguala el potencial 0 entre los dos puntos, en el caso del par trenzado esto no ocurre.

La adaptación entre los equipos y el cable se realiza a través de un “ balun”. El término proviene de las palabras balanced – unbalanced. Es un transformador que se conecta a una salida desbalanceada como la de una cámara y los otros dos extremos se conectan al par trenzado.
Es necesario un segundo “balun” para volver a convertir la línea balanceada en desbalanceada a la entrada del monitor. Los balunes pasivos no necesitan energía externa y son bilaterales, es decir trabajan indistintamente en ambos extremos de la línea. Con estos elementos se logran transmisiones de señal de video a distancias de hasta 600 mts. Para longitudes mayores se utilizan balunes activos que incluyen amplificadores diferenciales con una buena relación de rechazo de modo común (CMRR).
El amplificador lee la señal diferencial entre los cables y elimina la mayor parte del ruido no deseado. Cuanto más perfecto sea el balance del sistema menor será la interferencia externa.

La Relación de Rechazo de Modo Común CCMR (Common Mode Reject Ratio) es un parámetro que se utiliza para medir ese balance.
Se define como: CCMR = 20 x log (Vdm/Vcm), donde Vdm es la señal medida sobe la salida desbalanceada.
Vcm una señal inducida en ambos conductores.
Por lo tanto si tenemos un factor CCMR de 60 db en un rango de frecuencias entre 15 KHz y 5 MHz, sería equivalente a que una señal de 10 V genere 10 mV de interferencia en la señal de video.
El CMRR de los balunes disponibles en el mercado varía entre los 40 db y 60 db.
Debemos destacar que con un balun que sólo tenga un CMRR de 40 db, la interferencia a la entrada de un monitor será 10 veces superior.
Las ventajas adicionales de la transmisión de video por par trenzado son:
• Se pueden utilizar cableados existentes de redes de computación.
• Menor costo para tendidos superiores a los 300 mts.
• Como el cable UTP dispone de 4 pares, se pueden conectar hasta 4 cámaras con un solo cable y de menor sección que la de un cable coaxil.
• Menores pérdidas
• Menores interferencias

ENLACE INALAMBRICO

Se utiliza para transmitir en forma inalámbrica una imagen de CCTV a una distancia entre los 100 mts y 8.000 mts.
La señal de video se modula con una frecuencia que pertenece a la región de las microondas del espectro electromagnético. Las longitudes de onda de esta región están entre 1 mm y 1m. Si usamos la conocida ecuación entre frecuencia y longitud de onda:

donde c es la velocidad de la luz 300.000.000 m/s, podemos deducir que la región de las microondas está entre 300 MHz y 3000 GHz.

De hecho, la región superior se superpone con las frecuencias infrarrojas que están definidas hasta los 100 GHz. Por lo tanto, la parte más baja del espectro de frecuencia infrarroja también se encuentra en la región de las microondas. En la práctica, sin embargo, las frecuencias típicas que se usan para la transmisión de video están entre 1 GHz y 10 GHz.
Las conexiones de microonda transmiten un ancho de banda muy grande de señales de video así como también otros datos si es necesario (incluyendo audio y /o control de PTZ). El ancho de banda depende del modelo del fabricante. Para una unidad bien construida, un ancho de banda entre 6 MHz y 7 MHz es suficiente para enviar señales de video de alta calidad sin una degradación visible.
Las microondas son usualmente unidireccionales cuando se envía a la señal de video CCTV desde un punto A hasta un punto B, pero también pueden ser bidireccionales cuando se necesita enviar la señal de video en ambas direcciones, o bien la de video en una y la de datos en la otra.
La técnica de codificación en la transmisión de video es generalmente la de modulación de frecuencia (FM), pero también se puede usar la de modulación de amplitud (AM).
Para un correcto enlace, se necesita tener visión óptica entre el transmisor y el receptor.

Las antenas de transmisión y de recepción pueden ser omnidireccionales, tipo Yagui, parabólicas o combinaciones entre ellas.
Las distancias que se pueden alcanzar con esta tecnología dependen de la potencia de salida del transmisor y de la ganancia de las antenas.
Obviamente, las condiciones atmosféricas van a afectar la calidad de la señal. El mismo enlace que tiene una imagen excelente en un buen día puede tener una pérdida de señal considerable durante una fuerte lluvia, si no está diseñado apropiadamente.
La niebla, el viento y la nieve también afectan la señal. Si una antena parabólica no está adecuadamente anclada, el viento puede afectar el enlace al sacudirla y así causar una pérdida intermitente de la señal de video.
Se logran excelentes enlaces de hasta 2.000 mts con equipos de 35 mW y antenas tipo Yagui de 14 elementos con ganancias de 14,5 db.