Руководство по кабелям для видеонаблюдения

В этом руководстве мы объясняем основы прокладки кабелей для сетей видеонаблюдения, способы их установки и различия в их тестировании для производственных сетей.

Определение сетевых кабелей

«Сетевой кабель» чаще всего используется для обозначения стационарно проложенных кабелей, например, кабеля от сетевого шкафа к камере. Это называется «постоянным каналом связи», также известным как горизонтальная или структурированная кабельная система. Сетевые кабели также включают патч-кабели, используемые для подключения устройств к разъемам или патч-панелей к коммутаторам или сетевым видеорегистраторам.

При наблюдении наиболее распространенной постоянной связью является соединение между патч-панелью и камерой, как показано ниже.

Существуют и другие варианты постоянной связи в зависимости от того, какие устройства используются. 

Устройство сетевого кабеля

Наиболее часто используемым кабелем для наблюдения является UTP, что означает неэкранированную витую пару, обычно категории 6. Кабель UTP состоит из 8 отдельных жил в 4 витых парах, окруженных общей оболочкой из ПВХ или другого пластика. Пары проводов имеют цветовую маркировку для идентификации четырьмя цветами: синим, оранжевым, зеленым и коричневым. Каждая пара содержит одноцветный провод, например синий, и полосатый провод, например. «бело-голубой».

На изображении ниже показан типичный кабель:

Кабели обычно также содержат нить, которая позволяет разделить оболочку и придать кабелю прочность при натяжении. Некоторые кабели также содержат разделитель, который равномерно разделяет пары проводов, чтобы уменьшить деформацию кабеля при натяжении.

Рейтинг категорий кабеля

Сетевые кабели подразделяются на несколько категорий в зависимости от их возможностей (в основном в МГц). Эти рейтинги определены в ИСО/IEC  11801, который охватывает кабели от категории 1 до категории 8, а также различные типы оптоволоконных кабелей. Многие из этих категорий сегодня больше не используются, но установщики все еще могут видеть их в полевых условиях.

Большинство кабелей сat 6, использование сat 5 стремительно снижается. 

Категория 5 устарела, а категория 6a представляет собой специальный кабель, обычно привязанный компьютерным вычислительным сетям. Категория 7 и выше просто не нужны в системах безопасности — их характеристики избыточны.

И сat 5e, и сat 6 состоят из четырех витых пар проводов калибра 22–24 AWG в одной оболочке. Однако есть некоторые ключевые различия:

• Cat 5e: сat 5e рассчитан на максимальную рабочую частоту 100 МГц. Исторически он в основном использовался для Fast Ethernet (100Base-T), но он также способен работать на гигабитных скоростях. В категории 5e, за некоторыми исключениями, используются проводники 24 AWG. На следующем изображении показан частично зачищенный кабель сat 5e:
  
• Cat 6: сat 6 рассчитан на максимальную рабочую частоту 250 МГц. Он поддерживает типичный быстрый Ethernet (100 Мбит/с) и гигабитный режим, например сat 5e, но также может использоваться для передачи 10-гигабитного Ethernet на расстояние около 50 м. В категории 6 иногда используются проводники 23 AWG, что делает ее менее гибкой и имеет больший внешний диаметр, что требует большей осторожности при установке. В кабелях категории 6 также обычно используется физический барьер для обеспечения разделения между парами, который не часто встречается в кабелях 5e. Белый разделитель можно увидеть посередине пар ниже:
  

Цена на кабель варьируется в зависимости от категории и конструкции. Категории 7 и 8 не используются при построении систем видеонаблюдения.

Кабели выше категории 6 редко, если вообще когда-либо, используются для наблюдения. Из-за их конструкции, которая требует индивидуального экранирования для каждой пары проводов, их производство и установка намного дороже, поскольку требуют сквозных экранированных компонентов.

Пропускная способность составляет до 40 Гбит/с в категории 8, но только на коротких расстояниях, обычно <30 м. По этой причине эти кабели обычно используются только в центрах обработки данных, где необходимы соединения с высокой пропускной способностью.

Экранированная витая пара против неэкранированной витой пары

Хотя неэкранированная витая пара наиболее распространена в системах видеонаблюдения, в некоторых случаях требуются кабели экранированной витой пары (STP). Экранированная витая пара содержит экран или экраны, покрывающие весь кабель и/или отдельные пары. Технически говоря,существует множество вариантов экранированных витых пар, но «STP» используется обычно, особенно при наблюдении, где многие варианты не распространены.

На изображении ниже показано дополнительное металлическое экранирование вокруг пар проводов в STP:

Использование STP повышает цену за инсталляцию одной камеры по сравнению с кабелем UTP, при этом стоимость кабеля STP примерно в два раза выше, чем у UTP.

Где следует использовать STP?

Простой ответ: везде, где помехи могут стать проблемой. Поскольку это само по себе довольно расплывчато, вот некоторые распространенные источники помех, которые влияют на видеопоток:

• Рядом с проводкой высокого напряжения: Силовые провода могут мешать передаче данных, даже если они проложены параллельно друг другу. Даже проводка, проложенная на соответствующем расстоянии друг от друга внутри заземленной кабельной трассы, может стать источником помех.
• Близкие индуктивные источники: Кабели для передачи данных, проложенные рядом с обычными электромеханическими устройствами, такими как электродвигатели, силовые трансформаторы, магнитные катушки или соленоиды, могут создавать значительные электромагнитные помехи, что делает STP распространенным требованием спецификации в промышленных приложениях и на производственных объектах.
• Сотовые/радиоустройства:Обычные радиостанции малой мощности могут влиять на передачу данных. Хотя одиночная трубка может быть недостаточно серьезной, чтобы создать проблему, для устранения проблем определение местоположения передачи данных вблизи мощных ретрансляторов или передатчиков должно выполняться с использованием STP.
   

Твердая медь против плакированного алюминия

Чаще всего сетевые кабели изготавливаются с использованием сплошной медной проволоки для отдельных жил. Однако в некоторых недорогих/бюджетных кабелях может использоваться алюминий с медным покрытием (CCA), в котором твердый алюминиевый сердечник покрывается тонким слоем меди для снижения стоимости (что также снижает вес).

Пользователям следует остерегаться кабеля CCA, поскольку он часто не проходит сертификационные испытания категории.

Эти кабели по-прежнему могут работать с камерами, но мы не рекомендуем их, поскольку они более подвержены деформации проводников, повышенному падению напряжения, окислению и другим проблемам, с которыми не сталкиваются медные кабели, что со временем может привести к сбоям в соединении.

Основы тестирования кабелей

Все кабели следует протестировать после установки, чтобы убедиться, что они будут работать должным образом, и снизить вероятность дополнительных вызовов для устранения неполадок или даже замены кабеля. Однако точный уровень требуемого тестировщика варьируется в зависимости от проекта.

Существует три основных типа кабельных тестеров:

• Верификаторы представляют собой простейший тип тестирования и обеспечивают базовое тестирование схемы разводки и длины кабеля. Их следует использовать как минимум на всех кабелях. Они не обеспечивают более сложных тестов, таких как перекрестные помехи, потери и искажения, но они намного дешевле других и продаются всего за несколько сотен долларов. 
• Сертификаторы — это самый обширный тип тестеров, удостоверяющий соответствие кабелей многочисленным параметрам в соответствии со стандартами EIA/TIA568B. Сертификация требуется некоторыми инженерами в крупных установках и часто требуется для гарантии производителя кабелей. Основным недостатком является цена. Из-за этого многие монтажники при необходимости арендуют их, а не приобретают.
• Квалификаторы представляют собой детальное техническое тестирование, но не соответствуют стандартам и направлены в первую очередь на проведение теста «в реальном мире», предназначенного для имитации Ethernet или GbE 100 Мбит/с. Квалификаторы продаются за несколько десятков тысяч рублей, намного больше, чем верификаторы, но меньше, чем сертификаторы.
   

Какой кабельный тестер мне следует использовать?

Рекомендуем интеграторам иметь под рукой хотя бы верификатор. Схема разводки и длина являются ключевыми элементами, которые следует протестировать перед установкой устройств. Как правило, по крайней мере один или два кабеля в установке имеют перекрещенные или закороченные пары. Вместо того, чтобы просто гадать и/или повторно подключать кабель без диагностики проблемы, верификатор может точно показать, что не так.

Многим интеграторам никогда не понадобится использовать сертификатор кабеля, в зависимости от их целевого рынка (рынков) и требований проектов, которые они устанавливают. Большинство из них могут просто арендовать его, когда это необходимо, вместо того, чтобы беспокоиться о покупке и обслуживании собственного сертификатора.

Квалификаторы обычно не используются в сфере безопасности и наблюдения, но их часто предпочитают ИТ-персонал. Они не предлагают больших возможностей по сравнению с верификатором, которые были бы практически полезны при наблюдении.

Рекомендации по прокладке кабеля

Установка кабеля может показаться простой, но может быстро пойти не так, как надо, если не следовать некоторым основным рекомендациям. Рекомендуем следующие пять ключевых рекомендаций:

• Маркируйте все кабели
• Вносите в документацию расположение кабелей
• Используйте кабельные лотки/крючки
• Используйте кабели разного цвета
• Не оставляйте излишки кабеля
   

Маркировка – это ключ к успеху

Прежде чем приступить к протягиванию кабелей, монтажники должны определить, как они будут маркироваться, и маркировать кабели по мере их установки. Использование термопринтера для маркировки установленных кабелей значительно снижает неопределенность по сравнению с простой маркировкой цветной лентой или маркером, что может сэкономить деньги и время на устранении неполадок в дальнейшем.

На хорошей этикетке должно быть указано назначение кабеля, а также его источник и, при необходимости, для чего он используется (например, камера, панель управления, сетевой видеорегистратор и т. д.). Таким образом, кабель, обслуживающий камеру в коридоре крыла С школы, может иметь маркировку:

C110–B-37 (комната C110, патч-панель B, порт 37)

Вносите кабели в планы

Маркировка расположения кабелей на планах этажей имеет неоценимое значение для обеспечения наблюдения. Спустя месяцы или годы после установки системы технические специалисты, возвращающиеся для обслуживания, могут понятия не иметь, куда и откуда проходят кабели, что потенциально увеличивает время устранения неполадок для будущего обслуживания или изменений.

Во многих случаях достаточно просто разметить план этажа с указанием мест прокладки. Однако многие электронные платформы позволяют выполнить чертеж в электронном виде, при этом файлы можно будет легко сохранять для последующего использования и передавать по электронной почте соответствующим сотрудникам.

Закрепляйте кабели над потолком

Незакрепленные кабели над подвесными потолками или вдоль балок со временем могут превратиться в безнадежно запутанный беспорядок. Предварительное планирование трасс и использование кабельных лотков, J-образных крюков или уздечек могут предотвратить эти проблемы.

На изображениях ниже показаны примеры используемых лотков и крючков:

Используйте кабели разных цветов

Использование кабелей разных цветов для идентификации конкретных систем может быть полезно для предотвращения повреждения кабелей безопасности другими специалистами или ИТ-персоналом. Если вместо этого используются кабели только одного цвета, может быть трудно различить, какой кабель какой в ​​большой связке, при попытке определить местонахождение камеры.

Поскольку «синий» и «серый» кабели с оболочкой являются наиболее распространенными цветами для передачи данных, а «красный» зарезервирован для систем пожарной безопасности, лучшими «стандартными» цветами для видеонаблюдения, доступными у большинства дистрибьюторов, являются зеленый, желтый, фиолетовый и оранжевый. Однако на выбор доступно множество нестандартных цветовых вариантов, которые ограничены только временем выполнения заказа и дополнительными затратами.

Никаких лишних петель и хвостов

Одной из наиболее распространенных и бесполезных привычек интеграторов является использование чрезмерного количества кабеля в качестве «служебных петель» в конце кабельной трассы или использование 10- или 15-метровых патч-кабелей, когда 1 метра достаточно.

В сервисных контурах должно быть до метра дополнительных кабелей, чтобы оставить возможность смещения камер или перемещения сетевой стойки. Однако свертывание пяти или десяти метров в конце трассы «на всякий случай» неоправданно увеличивает затраты и создает беспорядок.