Практические вопросы построения кабельных сетей уличных систем видеонаблюдения

5 октября 2015

Не претендуя на создание полноценного учебного пособия по данному вопросу, обсудим основные принципы выбора оборудования, материалов и правила их монтажа. Стоит отметить, что при любом строительстве срок службы кабельной инфраструктуры, относящейся к жизнеобеспечению объекта, включая и безопасность, должен быть соизмерим со сроком службы самого объекта. Кроме того, нужно учесть, что кабельные трассы являются необслуживаемым объектом. Следовательно, вопросы прокладки и эксплуатации кабельных сетей объекта не менее важны, чем правильный выбор оборудования и проектирование системы.

Начнем с основных видов кабельной продукции, используемых для создания сетей систем уличного видеонаблюдения. На настоящий момент этот список состоит из коаксиального кабеля, витой пары, оптоволокна.

Коаксиальный кабель в технической документации рекомендуется применять при длине трасс не более 500 м. Но это в идеале. Природа коаксиального кабеля такова, что при достаточно большой длине у него появляется эффект антенны, что для условий города или довольно крупного населенного пункта означает несанкционированную передачу по нему не только, а зачастую и не столько, видеосигнала, но и вплоть до передач радиостанции «Маяк». Поэтому при достаточной загрузке эфира применение коаксиального кабеля для систем уличного видеонаблюдения возможно на трассах до 200 м, а если говорить о передаче гарантированно устойчивого видеосигнала, то не более 100 м. Наибольшую помехозащищенность дает использование отечественного кабеля РК 75-4-37 в медной оплетке. В импортном кабеле часто встречается оплетка из алюминиевой фольги, что совершенно неприемлемо по уровню создаваемых помех. Медь - это материал, создающий максимальную помехоустойчивость для передачи сигнала в охранном телевидении, т.е. для сигнала низких частот.

Область применения аппаратуры передачи видеосигнала по витой паре лежит в пределах 2000 м. Встречаются изделия, обеспечивающие и большую длину трассы, но их практическое применение достаточно ограничено.

Это связано с тем, что затухание в кабеле даже при очень хорошей АЧХ для витой пары при длине свыше 2000 м настолько большое, что «вытащить» их в принципе можно, но невыгодно - передавать по оптоволокну будет просто дешевле.

Принципиальное понижение цены на оборудование и кабельную продукцию для передачи видеосигнала по волоконно-оптической среде, наметившееся в последние годы на рынке, позволяет считать выбор данных видов сетей наиболее оптимальным и с точки зрения практической реализации, и с точки зрения финансовой для создания протяженных трасс более 2 км. Тем более, оптоволоконный кабель обеспечивает требования по максимальному сроку эксплуатации.

Существует два вида оптоволоконного кабеля: многомодовый и одномодовый. Многомодовый применяется для построения трасс менее 5000 м, одномодовый -большей протяженности. В случае необходимости использования многомодового кабеля для трасс более 5000 м вопрос решается установкой дополнительных ретрансляторов и повторителей, но это, конечно же, удорожит проект. Некоторые производители готовы продемонстрировать положительные примеры использования многомодового кабеля и на трассах до 7000 м.

Что касается топологии сетей, построенных на базе оптоволоконного кабеля, то их две - «звезда» и «шина». Применяемая с недавнего времени технология CWDM для топологии «шина» позволяет значительно уменьшить стоимость проекта на трассах более 10 км. Не углубляясь в технические подробности, отметим, что CWDM разрешает строить сложную, разветвленную сеть на базе одной жилы оптоволоконного кабеля, что значительно уменьшает расходы на кабельную продукцию. Однако в этом случае возрастает количество устанавливаемых модулей, но при трассах от 10 км эти расходы полностью компенсируются экономией на кабеле.

Следует также отметить, что оптоволоконные кабели по своему строению делятся на два типа: кабель в плотном буфере и кабель в пустотелом буфере. У кабеля в плотном буфере буферное покрытие находится в непосредственном контакте с первичной защитной оболочкой. А следовательно, такой кабель может применяться только для внутренних работ - разная степень деформации защитного буфера и оптоволоконных жил при перепаде температур может привести к возникновению трещин в «стекле» и к значительному увеличению потерь при распространении сигнала. Пустотелый буфер - полимерная трубка, в которой свободно размещаются световоды в первичном защитном покрытии, - и различие в коэффициенте термического расширения у буферного покрытия и волокна не вызывает деформации, приводящей к нарушению целостности световода. Кабель в пустотелом буфере применяется для построения наружных сетей.

Перейдем от общих вопросов непосредственно к теме нашей статьи - особенности проектирования и прокладки кабельных трасс для целей охранного телевидения.


Прежде всего, рассмотрим особенности монтажных работ и то, что необходимо учесть в проекте в зависимости от способа прокладки уличных трасс. Этих способа три - люковое хозяйство, в землю, по воздуху.

Прокладки кабелей в городе оптимально проводить через люки в рамках коммуникаций связистов. Это требует получения специальных разрешений и подтверждения квалификации проектно-монтажной организации, впрочем, как и на практически любые работы в пределах городского хозяйства. Технология данных работ отработана операторами связи и не требует особых затрат. Иногда проще привлечь работников самих операторов, которые не только имеют необходимый опыт, но и специальное (достаточно дорогое) оборудование для «протяжки» и соединения частей кабеля. Это особенно актуально при использовании оптоволоконного кабеля.

При проектировании сетей через люковое хозяйство необходимо учесть главную опасность - гастрономическое пристрастие крыс, которых достаточно в подземном пространстве, ко всем видам кабеля. Избежать таких повреждений можно только использованием бронированной кабельной продукции. И, конечно же, нельзя забывать про организацию заземления брони кабеля в соответствии с требованиями электробезопасности. Для устранения проблемы организации заземления брони кабеля можно использовать оптоволоконный кабель с броней из диэлектрических прутков. Диэлектрические прутки выполняются из стекловолокна, которое не потребляется крысами. Оно немного дороже, но в некоторых условиях его применение экономически оправдано.

В случае построения сетей на базе витой пары в бронированном корпусе, помимо организации заземления брони, необходимо предусмотреть грозозащиту (защиту от опасных наведений напряжений, в тот числе и от грозовых разрядов) каждой пары кабеля, устанавливаемую на обоих концах трассы. Многие производители устанавливают данный вид защиты штатно.

Переходим к следующему способу прокладки кабельных трасс - в землю. Эти работы наиболее близки большинству читателей журнала. Но не побоимся повторений и обратим внимание на специфику эксплуатации сетей для целей видеонаблюдения.

По нашему опыту прокладка трасс на глубине от 60 до 100 см вполне достаточна для надежной эксплуатации сетей. Необходимо учесть, что естественные (или искусственные) деформации и колебания в почве могут вызвать деформацию кабеля, а следовательно, и искажение сигнала. Для гарантированной работы системы рекомендовано укладывать сети в бронированном исполнении. О заземлении и грозозащите мы упомянули выше.

Если речь идет о проектировании объекта на территории вечной мерзлоты, то глубина залегания трасс должна быть ниже верхнего уровня вечной мерзлоты. Деформация в верхних слоях почвы такова, что выдавливает даже опоры зданий.

Можно прокладывать кабель в заранее проложенных кабельных каналах в виде стальных труб. Если использовать такой способ, то и кабель, и способ, и аппаратура передачи должны допускать «соседство» кабеля для передачи видеосигнала с другими кабелями, в первую очередь, с силовыми. Коаксиальный кабель положить в одну трубу даже с кабелем 220 В - это загубить сигнал. Витая пара позволяет это сделать, но с предварительной оценкой аппаратуры (если сигнал на выходе передатчика слабый, то с 10 кВ класть нельзя. И защита от опасных наведенных напряжений тут не просто актуальна, а обязательна). Физический принцип прохождения сигнала по оптоволоконному кабелю исключает любое влияние от соседства с электросиловыми кабелями. Вместо трубы может быть использована металлическая гофр-труба.

Особо стоит отметить размещение сетей в воде. Оптоволоконный кабель изменяет свой коэффициент преломления (мутнеет) при длительном нахождении в воде. Если речь идет о краткосрочном подтоплении почвы (в пределах нескольких дней), то это не влияет на его свойства. Если же сеть необходимо прокладывать под водой или в заболоченных почвах, то в этом случае рекомендуется использовать специальный водостойкий кабель.

Следующий вид построения кабельных трасс - воздушный. Обратите внимание, что недопустимы нагрузки на растяжение ни на один кабель. Не просто разрыв, а растяжение уже вызовет изменение физических параметров. Если у коаксиального кабеля слегка изменится диаметр центральной жилы, то это сразу вызовет изменение волнового сопротивления, экран растянется и изменятся его экранирующие свойства. Для витой пары это менее актуально, но тоже может вызвать проблемы. Обязательно использование кабеля с несущим тросом. Если использовать штатный кабель с несущим тросом, то в документации будет определено, какова максимальная длина пролета. Если кабель привешивается на трос, он предварительно рассчитывается, исходя из веса кабеля, троса вместе с ним и стрелы прогиба.

Кроме того, при организации линий связи подвешиваемых на опоры линий электропередач, можно использовать специальный грозотрос, совмещенный с оптическим кабелем. В этом случае металлические части оптоволоконного грозотроса заземляются для использования в качестве молниеотвода, а оптоволоконная составляющая грозотроса используется для организации каналов связи. Естественно, все эти работы требуют разрешения в соответствующих инстанциях, но при этом открываются большие возможности и для оборудования целого ряда протяженных объектов с существенной экономической выгодой. К ним относятся системы видеонаблюдения на железнодорожных перегонах, контроль обстановки на автомобильных трассах, передача сигнала между городами и поселками, прокладка трасс над реками по мостам и многие др. Со времен «лампочки Ильича» наша страна далеко продвинулась по плотности на единицу площади несущих конструкций для линий электропередач, и использование их для прокладки сетей передачи данных на базе оптоволоконного кабеля становится массовым.

olympsb.ru