FB
MÓJ KOSZYK
Mój koszyk jest pusty

Światłowody

Transmisja sygnałów CCTV

Światłowody w instalacjach CCTV - informacje praktyczne
Podstawowym problemem przed jakim staje instalator realizujący system monitoringu wizyjnego jest wybór odpowiedniego typu kabla światłowodowego oraz topologii okablowania dla konkretnej instalacji. Ponieważ najczęściej pytania dotyczą instalacji, w których kamery rozlokowane są na słupach / latarniach, wszystkie przykłady nawiązują do tego typu realizacji. Pokazane poniżej rozwiązania powinny sprawdzić się również w innych przypadkach.
CCTV - typ włókna. Wielomodowe czy jednomodowe?
W przypadku, gdy okablowanie oraz sprzęt do transmisji dobierane są równolegle, należy zadbać o wzajemną kompatybilność tych elementów (tzn. okablowanie jednomodowe dla urządzeń jednomodowych i na odwrót). W przypadku, gdy połączenia na linii kamera - switch przekraczają 2 km, konieczne jest zastosowanie okablowania jednomodowego. Podobna sytuacja będzie miała miejsce w przypadku, gdy w rozległym systemie monitoringu będzie przesyłany magistralą sygnał z kilkudziesięciu, czy kilkuset kamer IP. Przy tak szerokim paśmie, zastosowanie włókien jednomodowych będzie korzystniejszym rozwiązaniem ze względu na większy asortyment kabli jednomodowych (możliwość lepszego dopasowania kabla do instalacji i warunków środowiskowych), a także na większy zasięg.
Różnica w cenie urządzeń wielomodowych oraz jednomodowych, podawana często jako argument przemawiający za opcją stosowania tych pierwszych, jest już dziś pomijalnie mała (dla urządzeń do transmisji LAN/CCTV). Obecnie wszystkie argumenty przemawiają za wykonywaniem instalacji jednomodowych (większa przepustowość, większy dystans, niższa cena). Wyższy koszt kabli wielomodowych wynika z bardziej skomplikowanego procesu produkcji.
Jedynym argumentem przemawiającym za wyborem włókien wielomodowych jest obiegowa opinia mówiąca o łatwiejszym spawaniu tego typu włókien. W instalacjach monitoringu wizyjnego, w których do czynienia mamy z reguły z względnie niewielkimi długościami tras kablowych oraz dużym budżetem mocy optycznej, precyzja wykonanego spawu oraz jego tłumienie nie są jednak szczególnie istotne. Stąd bardzo popularnym rozwiązaniem są tutaj spawy mechaniczne cechujące się w praktyce tłumieniem sięgającym nawet 1 dB. Oczywiście niezależnie od wybranego rozwiązania, zadbać należy o jak największą precyzję oraz jakość spawu, jednak wybór rodzaju włókna nie będzie w tym względzie istotny.
Zalety wyboru kabli z włóknami jednomodowymi:
  • szersza oferta różnego rodzaju kabli na rynku,
  • możliwość przesłania sygnału na odległość kilkudziesięciu kilometrów za pomocą ogólnodostępnych urządzeń,
  • niższa cena kabli wynikająca z mniej skomplikowanego procesu produkcji rdzenia włókna,
  • większe możliwości przepustowe w stosunku do włókien wielomodowych,
  • dostępność włókien o zmniejszonym promieniu gięcia - nawet 7,5 mm.
Wady wyboru kabli z włóknami jednomodowymi:
  • mnogość standardów włókien może powodować problemy przy spawaniu - należy zadbać o możliwie jednolity standard,
  • w wyjątkowych przypadkach i w zależności od urządzeń transmisyjnych, może wystąpić konieczność zastosowania tłumików światłowodowych przy mniejszych dystansach - nie jest to jednak argument uniwersalny - należy zapoznać się z kartą katalogową urządzeń, szczególnie jeśli chodzi o moc nadajnika oraz czułość odbiornika.
Topologie okablowania światłowodowego dla instalacji CCTV
Topologia radialna
Światłowodowa instalacja CCTV - topologia radialna
Doprowadzenie osobnego kabla do każdego słupa, na którym zainstalowane mają być kamery jest rozwiązaniem najbardziej uniwersalnym i najmniej pracochłonnym, jeśli brać pod uwagę spawanie i zabezpieczanie włókien światłowodowych. Wiąże się jednak z większym nakładem pracy przy układaniu przewodów oraz koniecznością zapewnienia większej ilości miejsca na trasie kablowej.
W tej topologii bez większego znaczenia pozostaje konstrukcja samego kabla, tj. sposób zabezpieczenia w nim włókien. Ma on oczywiście spełniać wszystkie parametry niezbędne do prawidłowego działania w danych warunkach środowiskowych oraz być odpowiednio odporny na zerwanie w przypadku zaciągania kabla do kanalizacji. Wśród najbardziej popularnych rodzajów kabli wykorzystywanych w tego typu instalacjach wymienić można:
   
L7104L76004L79508
ULTIMODE ILB-4-SM-AULTIMODE UNI-4-SM-ADRAKA A-DQ(ZN)B2Y SM
Niezależnie od liczby występujących w danym punkcie (na danym słupie) kamer, transmisja odbywać się będzie za pomocą maksymalnie dwóch włókien światłowodowych. Warto zadbać jednak o pewną nadmiarowość i zapas włókien w kablu i układać kable co najmniej 4-włóknowe.
Wybór topologii radialnej pozwala również na zaoszczędzenie miejsca na samym słupie - kabel światłowodowy wprowadzić możemy bezpośrednio do skrzynki, w której montowane będą urządzenia takie, jak: media konwerter, wideo konwerter, zasilacz, itp. Oczywiście kabel światłowodowy należy odpowiednio zakończyć pigtailem a samo połączenie (spaw) zabezpieczyć na kasecie spawów lub dedykowanej puszce światłowodowej. Następnie pigtail wpiąć należy do adaptera światłowodowego, a połączenie z urządzeniem odpowiedzialnym za konwersję sygnału wykonywać należy za pomocą patchcordu. Nie należy wpinać kabla bezpośrednio do urządzenia! W przyszłości wykonując jakiekolwiek prace serwisowe lub konserwacyjne, instalator ryzykował będzie wyłącznie uszkodzeniem patchcordu, a nie kabla, co wiązać by się mogło z koniecznością ponownego spawania włókien.
Przykład realizacji skrzynki hermetycznej instalowanej na słupie, mogący stanowić gotowe rozwiązanie w wielu instalacjach, przedstawiono poniżej.
Zestawienie elementów:
  • R90603 - Szafka hermetyczna 250/310/145 mm
  • R90610D - Uchwyt do montażu szafki na słupie
  • N29973 - Switch przemysłowy PoE ULTIPOWER 124P
  • N93326 - Zasilacz impulsowy MDR-60-48
  • L5402 - Puszka abonencka ULTIMODE TB-02B
  • L3555 - Pigtail jednomodowy ULTIMODE PG-55S, 1xLC
  • L4355 - Adapter jednomodowy ULTIMODE A-555D 2xLC-2xLC
  • L3215 - Patchcord jednomodowy ULTIMODE PC-515S SC-LC - 2 sztuki
  • E1412_1 - Przewód NETSET U/UTP PE 5e czarny, skrętka zewnętrzna
  • L76004 - Kabel światłowodowy uniwersalny ULTIMODE UNI-4SM-A
Znajdujące się na słupie kamery IP podłączane są do switcha przemysłowego za pomocą zewnętrznej skrętki komputerowej NETSET E1412. Switch Ultipower 124P pełni również rolę media konwertera światłowodowego oraz zasilacza PoE dla kamer. Sam przełącznik zasilany jest przy pomocy zasilacza impulsowego N93326, do którego doprowadzony został przewód zasilania AC 230 V. Switch podłączany jest do toru światłowodowego za pomocą dwóch patchcordów SC-LC L3215.
Do skrzynki R90603 doprowadzono 4-włóknowy kabel jednomodowy L76004 i wprowadzono go do puszki światłowodowej L5402 wykonując uprzednio niewielki zapas wewnątrz skrzynki na wypadek konieczności wyjęcia puszki na zewnątrz. 2 włókna kabla zespawano z pigtailami LC L3555 za pomocą spawarki światłowodowej L5810 i zabezpieczono osłonami L5554. Złącza pigtaili wpięte zostały do adaptera LC duplex L4355. Puszka światłowodowa stanowi zabezpieczenie połączeń światłowodowych oraz miejsce zapasu włókien kabla.
Zamykana na kluczyk szafka R90603 może być instalowana na słupie za pomoc uchwytów R90610D. Posiada 5 otworów kablowych zabezpieczonych gumowymi uszczelkami.
Topologia szeregowa z przecinaniem włókien
Światłowodowa instalacja CCTV - topologia szeregowa
Pytanie o możliwość połączenia kilku punktów kamerowych (słupów) jednym kablem światłowodowym jest jednym z częściej zadawanych przez instalatorów. Taka możliwość istnieje, ale na taki wybór powinni decydować się bardziej doświadczeni instalatorzy, wyposażeni w odpowiednie narzędzia.
Kabel prowadzony przez punkty montażu kamer musi posiadać odpowiednią liczbę włókien - przynajmniej 2 włókna na każdy punkt. Przy 5 słupach będzie więc to minimum 10 włókien, co oznacza konieczność wykorzystania kabla 12J (12 włókien), 16J lub 24J. Nie należy przesadzać z nadmiarowością, ponieważ przełoży się to na czas potrzebny do wykonania całej instalacji.
Jedną z opcji przeprowadzenia wielowłóknowego kabla światłowodowego przez punkt montażu kamer, jest przecięcie go na słupie, wydzielenie 2 włókien do podłączenia lokalnego urządzenia transmisyjnego oraz spawanie włókien prowadzonych do kolejnego słupa. Wynikają z tego następujące wnioski:
  • im więcej nadmiarowych włókien będzie miał kabel, tym większa będzie "nadprogramowa" praca instalatora, ponieważ spawać należy wszystkie włókna,
  • pierwszy słup wymagał będzie spawania wszystkich włókien kabla,
  • ostatni słup wymagał będzie spawania wyłączenie używanych na danym słupie włókien.
Podejście nakazujące przecinanie włókien celem ich zespawania może okazać się pozbawione sensu, jednak wielu instalatorów dysponujących szybkimi i profesjonalnymi spawarkami, decyduje się na właśnie takie podejście, ponieważ jest ono niezależne od konstrukcji przewodu (w przeciwieństwie do opcji opisanych niżej) - kabel po prostu przecinamy, a włókna spawamy; nie interesuje nas wzmocnienie kabla, średnica tuby centralnej oraz, czy w ogóle ona występuje. Ponadto takie podejście pozwala na wykorzystanie większości dostępnych na rynku muf, czy puszek światłowodowych.
Schemat spawania włókien kabla 12J przy instalacji CCTV na 5 słupach - 38 spawów
Należy zdać sobie jednak sprawę, że w przedstawionym wyżej przykładzie: 5 słupów, kabel 12J, całkowita liczba niezbędnych do wykonania spawów, to 38, z czego, jedynie 10 z nich to spawy łączące włókna z pigtailami w celu realizacji transmisji. Pozostałe 28 spawów, to spawy "pośredniczące". Podejście takie eliminuje w zasadzie możliwość skorzystania ze spawów mechanicznych ze względu wysoki koszt oraz przede wszystkim fakt, iż w tym przypadku do ostatniego słupa linia transmisyjna zawierać będzie aż 6 spawów, co owocować może tłumieniem przekraczającym budżet mocy wykorzystywanych do transmisji urządzeń.
Przykład realizacji puszki światłowodowej L5412, w której 12-włóknowy kabel uniwersalny L76012 zostaje rozcięty, a następnie pospawany za pomocą spawarki światłowodowej L5810. 10 włókien spawanych jest w celu przekazania sygnału do dalszej części instalacji, natomiast 2 włókna zakończone są pigtailami SC/UPC L3551.
Pigtaile światłowodowe wpięte do adapterów L4211. W tym miejscu możliwe będzie podłączenie patchcordu typu duplex lub kabla zakończonego dwoma pigtailami. W przypadku, gdy instalacja realizowana jest na słupie, należy odpowiednio zabezpieczyć (peszel) patchcord łączący puszkę ze skrzynką, w której instalowane jest urządzenie aktywne.
Dzięki trzem otworom, puszka L5412 umożliwia wprowadzenie oraz wyprowadzenie kabla, jak również podłączenie dodatkowego patchcordu.
Topologia szeregowa bez przecinania włókien na słupach
Ze względu na duży nakład pracy, jaki wykonać należy przy realizacji instalacji bazującej na przecinaniu i ponownym spawaniu włókien w punktach pośredniczących, instalatorzy pytają często o możliwość wydzielenia odpowiedniej liczby wybranych włókien na danym słupie oraz ich przecięcia - bez przecinania włókien pozostałych. Wówczas konieczne jest spawanie tylko dwóch włókien niezbędnych do realizacji transmisji z danego punktu (słupa).
Metoda ta ma zarówno swoich zwolenników, jak i przeciwników. Brak konieczności przecinania wszystkich włókien oraz ich spawania to z pewnością duży plus, jednak z drugiej strony bezpieczne wyjęcie wszystkich lub części włókien z kabla lub z tuby kabla może stanowić trudne wyzwanie instalatorskie i zakończyć się i tak spawaniem wszystkich włókien po ich zerwaniu.
Poniżej przedstawiono przykład realizacji mufy L56020, przez którą podczas pierwszego etapu instalacji przeprowadzono kabel światłowodowy L76012. Pamiętać należy o zapasie kabla wykonanym przed lub za mufą, aby możliwe było wyjęcie jego odpowiedniej długości w celu przygotowania do spawania. Nie bez znaczenia jest również konstrukcja samego kabla oraz narzędzia niezbędnego do bezpiecznego otwarcia przewodu i wyjęcia włókien.
Kabel L76012 przeprowadzony przez mufę L56020
Wewnątrz kabla L76012 znajduje się wypełniona żelem tuba o średnicy 3 mm zwierająca 12 włókien jednomodowych. Tuba wykonana jest tworzywa sztucznego, jednak jest na tyle elastyczna, że możliwe jest jej ułożenie wewnątrz mufy L56020. W celu zdjęcia powłoki zewnętrznej kabla skorzystać można ze strippera L5922, który służyć może również do nacinania i łamania tuby.
W celu dostania się do znajdujących wewnątrz tuby włókien należy skorzystać z narzędzia L5925. Dzięki niemu możliwe jest wycięcie tzw. okna w tubie. W zależności od preferencji instalatora, możliwe są tutaj dwa podejścia. Niezależnie od wyboru należy pamiętać, aby okno wycinać na nieposkręcanej, prostej tubie. Oznacza to zwykle konieczność wyciągnięcia z mufy większej niż wymagana długości kabla, a następnie jego wycofanie.
Opcja numer 1 zakłada operowanie na stosunkowo krótkim odcinku tuby - z reguły nie więcej niż kilkadziesiąt centymetrów. Wówczas za pomocą narzędzia MSAT 5 L5925 wycina się dwa okna o długości kilku centymetrów - jedno na początku, drugie na końcu tuby. Drugie z nich służy do znalezienia interesujących nas włókien oraz ich przecięcia, natomiast pierwsze do wyjęcia z ich z tuby. Otrzymujemy w ten sposób dwa włókna o długości kilkudziesięciu centymetrów. Nie jest możliwe wyjęcie włókien na dłuższym odcinku - znajdujący się w tubie żel znacznie zwiększa tarcie. W sytuacji, gdy wymagane są dłuższe odcinki włókien w celu wygodniejszego spawania możliwe jest wycięcie większej liczby okien i stopniowe przeciąganie włókien przez tubę na krótkich odcinkach.
Tuba kabla światłowodowego z oknem wyciętym za pomocą narzędzia MSAT L5925
Opcja numer 2 zakłada usunięcie tuby na prawie całym interesującym nas odcinku, przecięcie dwóch włókien oraz zabezpieczenie pozostałych. Aby pozbyć się tuby należy wyciąć okno na całej jej długości, a następnie ucięcie pozostałości. Uzyskujemy w ten sposób dostęp do gołych włókien na dowolnym odcinku. Nie zaleca się jednak przekraczać długości 2 m - im dłuższe będzie zamierzone okno, tym trudniejsze będzie jego bezpieczne wycięcie.
Niewykorzystywane na danym słupie włókna należy nawinąć oraz w miarę możliwości zabezpieczyć. Dwa wybrane włókna przecinamy i wprowadzamy do kasety spawów, do której wprowadzamy również pigtaile.
Do włókien zakończonych pigtailami doprowadzić należy patchcord łączący znajdujący się w skrzynce hermetycznej konwerter. Patchcord wprowadzić można poprzez trzeci otwór w mufie. Jeśli patchcord jest typowym patchcordem do zastosowań wewnętrznych, należy zabezpieczyć go peszlem na odcinku mufa - szafka.
Mufa L56020 sprawdzi się doskonale w realizacji systemów monitoringu wizyjnego bazujących na światłowodach - zarówno w wersji z przecinaniem i spawaniem włókien, jak i wersji z wycinaniem okna i wyjmowaniem wybranej liczby włókien. Do jej zalet zaliczyć można małe wymiary, możliwość wygodnego i bezpiecznego prowadzenia włókien wewnątrz oraz 3 otwory kablowe.