Передача изображений по телефонной линии

Вначале были системы slow‑scan TV ( ТВ медленного сканирования). Такая система передавала видеоизображение по телефонной линии с очень маленькой скоростью – один полный кадр черно‑белого изображения передавался десятки секунд. Затем появились системы fast scan TV , которые стали популярной альтернативой системам slow‑scan. Когда готовилось это издание книги, практически вся индустрия видеонаблюдения перешла на использование сети Интернет, которая оказалась прекрасной заменой телефонным коммуникациям при передаче видеоизображения, поскольку Интернет‑коммуникации в большинстве случаев стали настолько же хорошими, как и телефонные. Большинство организаций и частных лиц сейчас имеют высокоскоростные линии связи для подключения к сети Интернет. Как правило, для этого используется уже проложенная телефонная пара проводов (DSL, цифровая абонентская линия). В этом случае скорость передачи выше, чем в системах fast scan . Впрочем, для того чтобы полностью осветить тему, мы немного расскажем и об использовании телефонной линии для передачи изображения в системах видеонаблюдения. Кроме того, возможно, вам еще придется столкнуться с такой ситуацией, когда телефонная линия имеется, а Интернет не подключен.

Концепция медленного сканирования родилась в конце 1950‑х, тогда ею воспользовались операторы радиолюбительской связи. Позже она начала использоваться в видеонаблюдении. Концепция очень проста.

На обоих концах линии связи (как и при любой другой передаче) находятся вполне определенные устройства – передатчик и приемник. Аналоговый видеосигнал, поступающий с телекамеры, преобразуется в цифровой формат. Затем он сохраняется в ОЗУ (RAM) передатчика. Обычно это происходит по внешнему сигналу тревоги или по запросу с приемника. Сохраненное изображение (на этом этапе оно в цифровом формате) частотно модулируется аудиочастотой, которую «слышит» принимающий телефон. Эта частота обычно лежит в пределах 1–2 кГц – на этой частоте ослабление сигнала в телефонной линии минимально. Приемник, получив сигнал, разбирает изображение строка за строкой, начиная с верхнего левого угла, пока изображение на принимающем конце линии не будет преобразовано в аналоговое представление (стоп‑кадр).

Вначале эта концепция была очень медленной, но, учитывая неограниченные расстояния, обеспечиваемые телефонной линией (при наличии совместимого с приемником передатчика), идея стала привлекательной для удаленного мониторинга в системах видеонаблюдения.

Передатчики «slow‑scan » обычно подсоединяются к нескольким телекамерам, так что зритель может просматривать изображения с любой из них. К тому же, любая телекамера может передавать изображение автоматически по сигналу тревоги. Передавать изображение на принимающую станцию могут несколько передатчиков, каждый из которых защищен паролем от несанкционированных зрителей.

Один из способов увеличения скорости передачи заключается в уменьшении разрешения оцифрованного изображения или в использовании только одной четвертой части экрана для изображения с каждой телекамеры. Тогда изначальные 32 секунды можно понизить до 8 секунд для обновления изображения, или те же 32 секунды понадобятся для обновления изображения на полном экране, разделенном на блоки от четырех телекамер. Учитывая, что к этому могут быть добавлены и другие сигналы – аудио или управляющие сигналы для дистанционной активации реле – можно сказать, что исторические начинания становятся все более совершенны.

Системе медленного сканирования, принадлежащей к старому поколению, потребуется 32 секунды, чтобы передать простое, низкого качества изображение с тревожного пункта на станцию слежения. К этому времени надо добавить время дозвона и соединения, в результате более минуты уйдет на передачу первого изображения. Однако медленное сканирование было очень популярно и опережало свое время. Сегодня существуют гораздо более прогрессивные способы передачи видеосигналов по телефонной линии.

Новая технология – Fast Scan (быстрое сканирование) – исходит из той же концепции, но опирается на гораздо более мощные методы обработки изображений и алгоритмы сжатия, что позволяет менее чем за 1 с передать полноцветное изображение. Манипулирование изображением осуществляется в цифровой форме, при этом используются различные методы сжатия, что позволяет еще больше увеличить скорость передачи, сохраняя при этом качество изображения на должном уровне.

Рис. 10.31. Передатчик и приемник быстрого сканировнаия (Fast‑Scan)

Выбирая систему быстрого сканирования, следует учитывать несколько важных факторов:

– Разрешение кадровой памяти (в пикселах)

– Черно‑белое изображение или цветное

– Будут ли одновременно передаваться другие сигналы (часто требуется управление PTZ‑блоком, или активация реле)

– Скорость передачи данных.

В последнем вопросе следует быть очень гибким, так как различные телефонные линии и различные модемы дают различные и пристрастные сравнительные характеристики.

Иногда потребителю нужно просто примерно видеть, что происходит на другом конце линии fast‑scan.

Другим может потребоваться очень четкое (хорошего разрешения) изображение, даже если оно поступает с временной задержкой.

Также важно знать, что еще может быть подсоединено к системе в будущем. Возникнет ли необходимость в дополнительных телекамерах или может на одной из камер будет PTZ‑блок?

Не забудьте, если вам требуется управление PTZ‑блоком, вы должны учитывать задержку между отданной с клавиатуры командой и обновленным изображением, чтобы увидеть, куда направлена камера.

Некоторым это покажется необычным или неприемлемым, но многие производители предлагают интеллектуальное решение. В частности, если используется джойстик, изображение автоматически выбирает более узкую область обзора, которая остается резкой (и больше скорость обновления), так что вы можете видеть, куда направлена камера. После того, как вы отпустите джойстик, изображение восстанавливается до размеров полного экрана.

Другой тип систем предлагает дополнительную интегрированную характеристику – видеодетекторы движения. Система автоматически посылает изображение при обнаружении активности в видеосигнале.

PSTN

Обычная PSTN‑линия (коммутируемая телефонная сеть общего пользования) имеет очень низкую полосу частот от 300 до 3000 Гц, которая считается стандартной (измеренная на 3‑дБм точках, где дБм измеряется относительно 1 мВт при полном сопротивлении телефонной линии 600 Ом). Некоторые называют этот тип линии plain old telephone service или POTS (простая старая телефонная система). PSTN – это аналоговая технология, и как таковая она никогда не может обеспечить постоянной скорости передачи данных, так как много зависит от зашумленности линии.

Теоретически, по такому узкому каналу невозможно передавать видеоизображение в реальном режиме времени на 5 МГц. Однако можно сжать и закодировать сигнал и таким образом повысить скорость передачи – сегодня это под силу большинству передатчиков быстрого сканирования. Технологический взрыв в области компьютеризации, алгоритмов сжатия, быстрых модемов и улучшенных телефонных линий сделал возможным передачу видеоизображений по телефонной линии со скоростями, которые просто невозможно было себе представить во времена первых медленных сканеров.

Раньше уже говорилось, что концепция осталась той же – она аналогична концепции медленного сканирования, но интеллектуальность алгоритмов сжатия (что и как передавать) настолько выросла, что сегодня один кадр цветного видеосигнала очень хорошего разрешения может быть передан менее чем за 1 секунду. Кроме этого, многие устройства могут передавать и другие данные – управляющие и аудиосигналы.

Рис. 10.32. Изображения fast‑scan могут передаваться в квадро‑режиме – для..???..

Усовершенствованные системы быстрого сканирования используют метод обновления изображения, который называется «условное обновление». После передачи начального изображения, пересылается только изменившаяся часть изображения. Это позволяет достичь еще более высокой скорости обновления, чем в базовых системах быстрого сканирования. Другие производители передают полное изображение, но, чтобы достичь аналогичных скоростей передачи, используют соответствующие алгоритмы сжатия.

Чтобы понять, что представляет собой скорость передачи видеоизображения по телефонной линии PSTN, давайте рассмотрим упрощенный пример:

Типичный черно‑белый видеосигнал (разрядность оцифровки – 8 бит) с разрешением 256x256 пикселов состоит из 256x256x8 = 65536 байт информации, что эквивалентно 64 килобайтам цифровых данных (65536/1024) (напомним, что 64=2⁶, 256=2⁸).

Передача информации такого объема по телефонной линии с низкоскоростным модемом 2400 бит/с (как это было во времена систем slow scan) займет у нас примерно 218 секунд (65536x8/2400=218 с).

Если сжать сигнал (возможно сжатие в 10, 20 и более раз), скажем, в 10 раз, то время передачи снизится до 3 секунд. Многие устройства быстрого сканирования на этой скорости посылают первое изображение, а затем передают только изменившиеся части изображения, что значительно снижает время, необходимое для обновления последующих изображений – оно составляет менее секунды.

Передача цветного изображения с таким же разрешением потребует больше времени. Изображение высокого разрешения с качеством выше S‑VHS обычно оцифровывается в формате 512 х 512 с 24‑разядным цветом (по 8 бит на каждый цвет, R,G и В), что равно 512x512x3=786432 байта или 768 килобайт.

Если использовать 10‑кратное сжатие, то информация займет 76 килобайт, что уже несложно будет передать примерно за 76000/14400 = 5 секунд, если использовать модем 14400 бит/с. Все зависит от алгоритма сжатия.

На практике добавляется еще несколько секунд на время дозвона, которое меньше при двухтональном многочастотном наборе (Dual Tone Multi‑Frequency – DTMF) и больше при импульсном наборе.

Во многих системах безопасности используются специализированные телефонные линии, это означает, что после установки линия остается открытой, то есть не происходит потерь времени на установление связи между модемами и задержек при передаче первого изображения.

Завершая разговор о телефонных линиях, нужно подчеркнуть, что теоретический максимум скорости передачи данных по ним составляет 56 кбит/с. На практике скорость передачи данных редко превышает 32 кбит/с, а если телефонная линия очень старая, то скорость передачи данных может упасть до 19 кбит/с и ниже.

ISDN

Для более быстрой передачи следует использовать телефонные линии ISDN (Integrated Services Digital Network , цифровая сеть связи с комплексными услугами), которые имеются во многих промышленно развитых странах.

Линии ISDN были разработаны и начали появляться в середине 1970‑х, примерно тогда же появились ПЗС‑матрицы.

Базовый ISDN‑канал обеспечивает скорость передачи в 64 кбит/с, что существенно улучшает скорость обновления при быстром сканировании. Для сравнения, обычная PSTN‑линия, как уже упоминалось, может дать до 14.4 кбит/с – если линия в очень хорошем состоянии. Некоторые современные модемы могут увеличит скорость передачи (до 56 кбит/с) при помощи встроенных методов сжатия.

ISDN – это цифровая сеть, по которой сигнал передается в цифровом формате, поэтому полоса пропускания задается не в Гц, а в бит/с. В особых случаях, вроде видеоконференций и кабельного ТВ (возможного по телефонной линии), ISDN может использоваться в комбинации с широкополосной ISDN (B‑ISDN‑связь), что позволяет достичь еще более высокой скорости передачи (в несколько раз больше 64 кбит/с) – по меньшей мере это 128 кбит/с при поддержке интеллектуального мультиплексирования нескольких каналов в один.

Блоки для подсоединения устройств к ISDN‑линии называются терминальными адаптерами (Terminal Adapter), а по виду и функциям они очень похожи на модемы, используемые в PSTN‑линиях. Интеллектуальные терминальные адаптеры для подсоединения оборудования к B‑ISDN‑линии называются агрегирующими терминальными адаптерами (Aggregating Terminal Adapter).

Не забудьте, чтобы воспользоваться преимуществами широкополосной ISDN, на обоих концах линии (передающем и принимающем) должна быть ISDN‑связь. Во многих странах ISDN‑связь оплачивается по времени использования.

Сотовая сеть

Передача изображения по мобильным телефонам – возможность привлекательная, особенно на фоне доступных сегодня технологий. Мобильный телефон с модемом в комбинации с ноутбуком легко можно дополнить программными и техническими средствами, необходимыми для обеспечения беспроводной связи и передачи изображений.

Здесь применимы все те же обсуждавшиеся выше принципы и концепции, за исключением скорости передачи, которая в этой сети ниже.

Цифровая сеть дает хорошую помехозащищенность, хотя ее охват в настоящее время не столь широк, как аналоговый мобильный сервис. Цифровая мобильная сеть быстро растет, и роуминг доступен в большинстве промышленно развитых стран. Это значит, что пользователи, находясь за границей, могут направлять вызов в цифровую сеть страны пребывания и делать звонки, не выходя на оператора. Понятно, для активации роуминга пользователь должен сообщить об этом поставщику услуг.

В цифровой сотовой сети возможно получить скорость в 9600 бит/с при использовании модемного режима. Существуют усовершенствованные GSM‑технологии, делающие возможным повышение скорости передачи данных от 9.6 кбит до 14.4 кбит по одному каналу. Мультиплексируя до четырех каналов в один временной интервал, оператор сможет предложить до 57.6 кбит, что в шесть раз выше доступных сегодня скоростей, а технологии сжатия позволят еще более увеличить скорость передачи.

Рис. 10.33. Модем‑карта GSM

Волоконная оптика

Оптоволоконный кабель, если он корректно протянут и заделан – это лучшее и самое надежное средство передачи сигнала. Несмотря на то, что более тридцати лет этот тип кабелей использовался в удаленных телекоммуникационных линиях связи, даже в трансокеанских, в видеонаблюдении избегали или отказывались от его использования.

Главной причиной стал страх перед неизвестной технологией, которая считалась «нежной и чувствительной», и к тому же «слишком дорогой».

Оптоволоконный кабель имеет огромные преимущества перед другими средствами передачи сигнала, и хотя он считается дорогим и сложным при заделке, но со временем становится все дешевле и проще в использовании.

Самые главные преимущества – это иммунитет к электромагнитным помехам, более безопасная передача, более широкая полоса пропускания и намного большая протяженность линии без усиления. Поэтому мы уделим этому типу передачи особое внимание.

Рис. 10.34. Оптоволоконый кабель миниатюрен и хрупок, но он заключен в прочную оболочку

Почему волоконная оптика?

Волоконная оптика – это технология, в которой в качестве носителя информации используется свет; при этом не важно, о каком типе информации идет речь – аналоговом или цифровом. Обычно используется инфракрасный свет, а средой передачи служит стекловолокно.

Передача сигналов по стекловолокну имеет ряд преимуществ перед существующими «металлическими» средствами передачи. Это:

– Очень широкая полоса пропускания.

– Очень низкое ослабление сигнала, порядка 1.5 дБ/км по сравнению с 30 дБ/км для коаксиального кабеля RG‑59 (для сигнала 10 МГц).

– Волокно (являющееся диэлектриком) создает электрическую (гальваническую) изоляцию между передающим и принимающим концом линии, поэтому невозможно возникновение «земляных петель».

– Свет как носитель сигнала полностью остается внутри оптоволоконного кабеля, поэтому не вызывает помех в соседних кабелях или других оптоволоконных кабелях.

– Стекловолокно не чувствительно к внешним сигналам и электромагнитным помехам (ЭМП), поэтому совершенно не важно, рядом с каким блоком питания будет проходить кабель – 110 В, 240 В, 10 000 В переменного тока или совсем близко от мегаваттного передатчика. Даже если молния ударит в одном сантиметре от кабеля – никаких наводок не будет.

– Оптоволоконный кабель миниатюрен и легок.

– Невозможно сделать ответвление оптоволоконного кабеля, не повредив при этом качества сигнала, что немедленно обнаруживается на принимающем конце линии. Это особенно важно для систем безопасности.

– Цена оптоволоконного кабеля падает с каждым днем. Обычный оптоволоконный кабель стоит от $1 до $5 метр в зависимости от типа.

У оптоволоконного кабеля есть определенные недостатки, но и они со временем будут исправлены:

– Концевая заделка оптоволоконного кабеля требует специальных инструментов и большей точности и мастерства, чем в случае других средств передачи.

– Возникают трудности с переключением и маршрутизацией сигналов.

Оптоволоконный кабель имеет больше преимуществ, чем какой‑либо другой.

Многие годы оптоволоконный кабель использовался в телекоммуникациях и теперь становится все более популярен в видеонаблюдении и системах безопасности.

По мере усовершенствования технологии концевой заделки и сращивания кабеля, а также его удешевления, все больше систем видеонаблюдения и безопасности будут использовать волоконную оптику.

Концепция

Концепция волоконной оптики опирается на фундаментальные законы отражения и преломления света.

Может показаться невероятным, что стекловолокно может удерживать световые лучи внутри световода, не давая им «пройти сквозь стены», при передаче сигнала на многие километры. Чтобы понять этот эффект, придется освежить в памяти физические принципы полного отражения.

В начале XVII века физик Виллеброрд Снелиус заложил основы теории преломления и отражения света.

Когда свет попадает в более плотную среду, его скорость уменьшается и изменяется направление распространения, что объясняется волновой природой света при распространении в среде (см. раздел по оптике). Проявлением этой природы является сильное отклонение луча при попадании в другую среду.

Все мы видели «сломанную» соломинку в стакане воды. Это и есть преломление.

Показатель преломления обычного стекла равен примерно 1.5. Чем выше показатель преломления, тем меньше скорость света в среде и тем больше угол преломления при пересечении лучом поверхности раздела.

Почему так прекрасен алмаз? Игра цветов объясняется тем, что алмаз имеет высокий показатель преломления (2.42), а луч белого света (естественного) состоит из всех цветов (длин волн).

Волоконная оптика опирается на особый эффект – преломление при максимальном угле падения, когда имеет место полное отражение. Это явление происходит в том случае, когда луч света выходит из плотной среды и попадает в менее плотную среду под определенным углом.

На рис. 10.35 продемонстрирован эффект полного отражения при наблюдении из‑под поверхности воды. Начиная с некоторого определенного угла (и при меньших углах) наблюдатель не сможет видеть объекты, находящиеся над поверхностью воды. Этот угол называется углом полного отражения. При этом угле (и меньших) наблюдатель будет видеть только объекты, находящиеся под водой: будет казаться, что смотришь в зеркало (если предполагать, что поверхность воды абсолютно неподвижна).

Рис. 10.35. Эффект полного отражения

Рис. 10.36. Полное отражение лазерного луча в оптоволоконном канале

Рис. 10.37. Волоконная оптика основывается на эффекте полного отражения

Используя закон Снелиуса мы можем рассчитать угол полного отражения для показателя преломления воды (1.33):

sin Ф_T = 1.00/1.33= 0.752 => Ф_T = 48.6°(51)

Концепция передачи сигнала по оптоволоконному кабелю опирается на те же принципы.

Внутренняя жила (нить) оптоволоконного кабеля имеет более высокий показатель преломления, чем оболочка. Поэтому луч света, проходя по внутренней жиле, не может выйти за ее пределы – из‑за эффекта полного отражения.

На передающем конце кабеля находится светодиод или лазерный диод, излучение которых модулировано передаваемым сигналом.

В случае видеонаблюдения – это видеосигнал, но и в случае цифрового сигнала (например, при управлении поворотным устройством и трансфокатором или передаче данных) логика остается той же.

Итак, при передаче инфракрасный диод модулирован по яркости и пульсирует в соответствии с вариациями сигнала. На принимающем конце линии обычно находится фотодетектор, получающий оптический сигнал и преобразующий его в электрический.

Оптоволоконный кабель считается дорогим, многих пугают трудности при его заделке. Но в настоящее время многое изменилось – технология существенно продвинулась вперед. Оптическая технология всегда славилась своими потенциальными возможностями, но основные продвижения происходят только тогда, когда дешевые базовые устройства – полупроводниковые светодиоды, лазеры и оптоволоконные кабели – запускаются в массовое производство. Сегодня мы являемся свидетелями процесса перехода от наземных медных средств передачи информации к оптоволоконным.

Типы оптоволоконных кабелей

Существует несколько типов оптоволоконных кабелей. Их классификация основана на характере

прохождения световых волн по стекловолокну.

Как уже упоминалось во вступлении, основная идея состоит в использовании эффекта полного отражения, который является следствием различия показателей преломления (п₂> п₁ , где п₂ – показатель преломления внутреннего стекловолокна (сердцевины), а п1 – показатель преломления внешней оболочки).

Типичный пример – это оптоволоконный кабель со ступенчатым профилем (показателя преломления).

Кабель со ступенчатым профилем, а также схема распространения света по такому кабелю, представлены на рис. 10.38. Обратите внимание на деформацию входного импульса, которая вызвана различной длиной траекторий световых лучей, отражающихся от цилиндрической поверхности, разделяющей два стекловолокна с различными показателями преломления. Это называется модовой дисторсией.

Чтобы уравновесить пробегаемые лучами длины путей и улучшить характеристики импульса, было разработано многомодовое стекловолокно. В многомодовом стекловолокне лучи света распространяются с примерно равной скоростью, порождая эффект оптических стоячих волн.

Еще лучшие характеристики имеет одномодовое стекловолокно, почти не дающее модальной дисторсии.

Рис. 10.38. Три типа оптоволоконного кабеля

Последний вариант – самый дорогой, но он позволяет намного увеличить протяженность линии при использовании той же электроники. Для задач видеонаблюдения тип используемого стекловолокна – многомодовый или со ступенчатым профилем – не имеет особого значения.

На рис. 10.38 приведены профили показателей преломления для этих трех типов стекловолокна.

Числовая апертура

Свет может попадать в оптоволоконный кабель под разными углами.

Зная разные показатели преломления воздуха и стекловолокна, применим теорию преломления и закон Снелиуса:

n₀sin ф₀ = n₁sin ф₁(52)

где n₁ – показатель преломления стекловолокна, n₀ – показатель преломления воздуха, равный примерно 1.

sin ф₀ = n₁sin ф₁ (53)

Рис. 10.40. Определение числовой апертуры

Левая половина выражения описывает очень важное свойство стекловолокна, которое называется числовой апертурой.

Числовая апертура характеризует светособирающую способность оптоволоконного кабеля.

На практике числовая апертура позволяет понять, как соединить два оптоволоконных кабеля и при этом сохранить сигнальный контакт. Реальные значения типичного апертурного угла для кабеля со ступенчатым профилем показаны на рис. 10.40.

Чтобы рассчитать числовую апертуру NA (угол ф_о ), не обязательно знать угол ф₁

Далее приведены основные тригонометрические преобразования, позволяющие выразить числовую апертуру только через показатели преломления стекловолокна.

Применяя закон Снелиуса и опираясь на рисунок, получаем:

n₁sin(90°‑ ф₁) = n₂sin(90°‑ ф₂)(54)

Для полного отражения Ф₂ = 0°мы имеем тогда выражение принимает вид:

n₁sin(90°‑ ф₁) = n₁(55)

Так как sin(90°‑ ф₁) = cos ф₁, то мы можем написать:

cos ф₁ = n₂/n₂(56)

sin²ф + cos²ф = 1(57)

и используя уравнение (50), мы можем преобразовать (47) в более приемлемый вид, без синусов и косинусов:

sin²ф₀/n1² + n²₂/n²₁ = 1(58)

Зная основное правило тригонометрии

sin²ф₀ = n²₁ – n²₂(59)

NA = sinф₀ = SQRT(n²₁ – n²₂)(60)

Формула (54) это хорошо известная формула для вычисления числовой апертуры оптоволоконного кабеля по двум известным показателям преломления – внутренней нити и оболочки. SQRT – это корень квадратный.

Очевидно, чем выше это значение, тем больше светособирающий угол кабеля.

Приведем реалистичный пример: n₁ = 1.46 и n ₂ =1.40, что даст NA = 0.41, то есть ф₀ = 24°.

Для волокна с плавным профилем апертура является переменной и зависит от радиуса измеряемого профиля, но она ниже, чем у многомодового волокна со ступенчатым профилем. Для одномодового волокна 9/125 мкм числовая апертура NA = 0.1.

Уровни света в волоконной оптике

Выходная мощность света измеряется в ваттах (как и любая другая мощность), но поскольку в оптоволоконной связи используются очень слабые источники света, то удобнее сравнивать выходную мощность с входной, а в этом случае мы получаем хорошо известное соотношение для децибел:

A_a = 10 lg(P₀/P₁)[ДБ] (61)

Однако, если сравнивать конкретную мощность света с абсолютным значением, например 1 мВт, то мы будем говорить о дБм, то есть:

A_a = 10 lg(P/1 мВт)[дБм](62)

Рассчитывать уровни передачи легче в децибелах.

Отрицательное значение в децибелах при расчете А означает потери, а положительное значение – среднее усиление.

Если А _а равно отрицательному значению дБм, то мощность меньше 1 мВт, а положительное значение соответствует мощности, большей 1 мВт.

Определение децибел при сравнении мощностей задается уравнением (55), но, как указывалось ранее, для напряжения и тока определение выглядит иначе:

B_r =20 lg(U₀/U₁)[ДБ] (63)

Не углубляясь в теорию, отметим, что децибелы для мощности вычисляются с коэффициентом 10 перед логарифмом, а для напряжения (и тока) – с коэффициентом 20.

Потери света при прохождении по волоконному кабелю объясняются следующими факторами:

– Стыковкой с источником

– Сращиванием световодов

– Затуханием в стекловолокне из‑за его неоднородности

– Высокими температурами и т. д.

Проектируя систему видеонаблюдения с оптоволоконным кабелем, важно знать общее затухание, так как мы работаем с очень слабыми сигналами. Лучше работать с наихудшими оценками, чем использовать средние значения – только тогда возможно спроектировать надежную и качественную систему.

Для этого следует помнить, что в большинстве случаев выходная мощность излучения 850‑нм светодиода лежит между 1 дБм и 3 дБм, а 1300‑нм светодиод имеет несколько меньшую мощность – от 0 дБм до 2 дБм (помните, что мощность выражена относительно 1 мВт).

Наибольшие потери возникают при соединении светодиода и волокна.

Потери также зависят от числовой апертуры и от профиля волокна, который может быть ступенчатым или плавным.

Реалистичное значение потерь, вызванных соединением с источником, составляет около 14 дБ (относительно выходной мощности источника).