تاثير طول كابل روي كيفيت تصوير دوربين مداربسته
خيليها درمورد طول كابل شبكه (Ethernet) و استاندارد مسافت UTP كه براي اتصال دوربينهاي مدار بسته در سيستم نظارت تصويري از نظر تئوري 100 متر است كنجكاو هستند تا بدانند عدد واقعي چقدر است. جدا از اين مسافت، دوست داشتيم بدانيم كه مسافت بر روي كيفيت تصوير،نويز و اختلالات تصويري دوربين مدار بسته چقدر اثر گذار خواهد بود. اينكه اگر دوربين مدار بسته با كابلي 150 متري به شبكه متصل باشد آيا تصوير خواهد داد و اگر تصويري داشتيم چه فرقي با حالت استاندارد وجود خواهد داشت.
شرايط آزمايش
براي كابلهاي Cat5e و Cat 6 از 90 متر تا 300 متر به بررسي ارتباط پرداختيم و اتصالات بدون رابط و بطور مستقيم در هر انتها به دستگاهها متصل شدند.
- بررسي دوربين مداربسته: اول امتحان كرديم كه آيا دوربين مدار بسته در اتصال به سوئيچ Ping مناسب و مطمئني از طريق سوئيچ و دسترسي تحت وب دارد يا خير. دوربينهايي كه مورد بررسي قرار گرفتند شامل دوربين مدار بسته 720P، دوربين مدار بسته 1080P، دوربين مدار بسته 4 مگاپيكسلي و مدلهاي معمول، PTZ با يا بدون IR و با پروتكلهاي 802.3af و 802.3at بودند.
- بررسي لپتاپ : مرحله بعدي دو لپتاپ را با كابلي بطولهاي مختلف بهم وصل كرديم تا ببينيم سرعت انتقال و ارتباط به چه شكل خواهد بود و از طريق نرم افزار iPerf مورد ارزيابي قرار داديم.
- بررسي PoE: نهايتا ميزان ولتاژ و مصرف برق(وات) را بوسيله تستر PoE در هر دو سمت كابلها بررسي مي كنيم تا ببينيم كه آيا PoE در تمام فواصل و شرايط بخوبي از پس طول كابل بر مي آيد يا نه؟
كاركرد كابل Cat 6 (كابل زرد در تصوير زير) و كابل Cat 5e (كابل آبي) در شرايط و فواصل مختلف با توجه به استاندارد دسته بنديهايشان مورد بررسي قرار گرفتند(23 AWG در مقابل 24 AWG).
نكات مهمي
موقع آزمايش استاندارد 90 متر به نكات جالبي رسيديم:
- جريان تصويري خوب و ثابتي در فاصله 150 متري در دوربينهاي مداربسته مختلف با مشخصات متفاوت تجربه كرديم.
- بعضي از دوبينهاي مداربسته در فاصله حدودي 210 متر هم خوب كار مي كردند.
- كيفيت تصوير و ارسال داده ها در فاصله هايي بيش از حد تعيين شده استاندارد در دوسمت كابل بسيار خوب بود و همانطوري بود كه در تئوري استاندارد تعيين شده است.
- انرژي الكتريكي تا فاصله 300 متر بوسيله PoE بخوبي تامين مي شد ولي سيگنال داده اي وجود نداشت.
- هر دو كابل Cat 5e و Cat 6 تقريبا در بررسيهاي ما يكسان عمل كردند و تفاوت ويژه يا خاصي بينشان در فواصل مختلف ديده نشد.
مشخصات استاندارد چيست؟
در استانداردي با نام TIA/EIA-568 كه براي كابلهاي شبكه تعيين شده است فاصله كمتر از 100 متر (تقريبا 330 فوت) بهترين حالت و قابل قبول است. اين اندازه 100 متر، درواقع به دو بخش تقسيم و در نظر گرفته مي شود. بخش 90 متري را براي اتصال كابل از Patch Panel تا دستگاه و بخش 10 متري باقي مانده را براي اتصالات Patch Panel در نظر مي گيرند اما در صورتي كه كابلها بصورت مستقيم وصل شوند همان 100 متر معيار خواهد بود.
اكيدا توصيه مي كنيم كه از اين استاندارد TIA/EIA پيروي كنيد و اتصالات و ارتباطات كابلي بين دستگاهها را به همين 100 متر محدود نماييد.
در بررسيها بيشتر سعي كرديم حداكثر مسافت ممكن براي ارسال داده و انرژي از طريق كابل شبكه را آزمايش كنيم اما با زير پا گذاشتن استاندارد موجود احتمال بروز مشكل در شرايط مختلف وجود خواهد داشت. در مسافتهاي بيش از 100 متر بررسي پايداري ارتباط يا اصطحلاك و مسائل مرتبط ديگر را بررسي نكرده ايم تا بخوبي همه موارد را در نظر گرفته باشيم.
PoE در مسافت 300 متري
در بررسي انجام شده فهميديم كه كارايي PoE حتي بيش از 300 متر كابل هم (بيش از 1 حلقه كابل) تا حدودي حفظ مي شود. با اتصال يك تستر فاصله PoE بر روي كابل براي بررسي مسافت تا دوربين مدار بسته ديديم كه انرژي الكتريكي تاميني با مشخصات PoE 44-57VDC دقيقا برابر با همان انرژي خواهد بود كه دوربين مدار بسته را در مسافت نزديك قادر به كار مي نمايد و درواقع عملا عين استاندارد بود.
توجه كنيد كه دستگاه نامبرده شده PoE بشكلي طراحي شده است كه با افزايش ولتاژ در مسافتهاي بيشتر كابل بتوانند بين 44 ولت تا 57 ولت جريان مستقيم(DC) را براي جبران كاهش ولتاژ در انتهاي كابل تامين نمايد. بنابراين همانطور كه در تئوري گفتيم در عمل هم ميزان ولتاژي كه در فاصله 100 متري براي دوربين مدار بسته درحد 48 ولت تامين شد در فاصله 300 متري بر روي تستر عدد ولتاژ بالاتر 54 ولت را نشان داد. در جدول زير نتايج مختلف را مشاهده مي كنيد:
درواقع با توجه به ولتاژ و توان الكتريكي تاميني PoE مي توان اتصالي تا 300 متر را در نظر داشت اما بدليل تداخلات و عدم تمركز سيسگنالهاي داده ارتباط بي معني خواهد بود. شبكه ارتباطي بيش از 240 متر را پشتيباني نمي كند و بنابراين PoE هم محدوديت داده ها را بايد بپذيرد.
داشتن تصوير در طول كابلي با 214 متر!
با كمال تعجب در كابلي بطول 214 متر(700 فوت) توانستيم تصويري مناسب داشته باشيم. دوربين مدار بسته اي كه مورد آزمايش قرار گرفت از برند Hikvision با 4 مگاپيكسل رزولوشن از نوع Bullet بنام DS-2CD2042WD-I بود كه در ادامه مي توانيد تصاويرش را مشاهده نماييد.
كيفيت تصاوير در اين فاصله(214 متر) با فواصل كوتاهتري كه مطابق استاندارد تعريف شده هستند تقريبا كيفيتي يكسان دارد كه در تصاوير مشهود است. در فاصله 214 متري هيچگونه افت نرخ فريم تصوير، تخريب پيكسلي يا مسائلي از اين دست در طول روز يا تاريكي شب نداشتيم.
البته آزمايش ما تنها بر روي يك دوربين مداربسته انجام شد اما بر روي بقيه دوربينها حداكثر تا 180 متر تصوير داشتيم. بعلاوه در دوربينهاي مدار بسته با رزولوشنها و نرخ فريم تصوير بالاتر بيشتر با مشكل روبرو بوديم و تقريبا علت آنهم بخشي به محدود شدن پهناي باند بدليل طول بالاي كابلها بر مي گردد.
اتصال مطمئن دوربينهاي مداربسته تحت شبكه (IP) با كابلي 150 متري
نكته مهم اين است كه دوربينهاي مدار بسته 720P، 1080P، 4MP، PTZ ، IR با پروتكل 803.3af و 802.3at را با كابلي بطول 150 متر مورد بررسي قرار داديم. تمام دوربينهاي مداربسته بخوبي در اين فاصله حتي بدون كوچكترين حذف پكيجي در Ping و يا تاثير بر روي كيفيت تصوير، خروجي ويدئويي داشتند.
اتصال PC به PC
توانستيم با كابلي بطول 240 متر دو سيستم كامپيوتر دسكتاپ را بوسيله كابلهاي Cat 5e و Cat 6 بدون هيچ مشكلي در Ping يا ارسال و جابجايي داده ها بيكديگر وصل كنيم. البته سرعت انتقال محدود و در حد 9 مگابيت بر ثانيه بود اما پايدار و بدون مشكل صورت گرفت.
تفاوتي بين دو كابل Cat 5e و Cat 6 وجود نداشت
با اينكه در كابل Cat 6 طول و پهناي باند بالاتري پشتيباني مي شود اما بازهم بين دو كابل در آزمايشات تفاوتي نديديم. البته در بعضي موارد در كابل Cat 5e شاهد ميزان كمي افت پكيج در Ping در مسافت بيش از 180 متر بوديم كه در Cat 6 ميزان كمتري بچشم مي خورد.