Вы находитесь в разделе Типовых решений систем безопасности

Оптимальный вариант транспортной среды

Дальнейшее развитие технологий передачи информации по волоконно-оптическим каналам невозможно без оптимизации издержек на создание транспортной среды. Существенный выигрыш может быть достигнут за счет роста пропускной способности существующей волоконно-оптической сети вследствие различных методов мультиплексирования данных.

Весьма эффективным является метод уплотнения оптических несущих – WDM (Wavelength Division Multiplexing). Суть данного метода заключается в том, что ряд информационных потоков, переносимых каждый на своей оптической несущей, с помощью специальных устройств – оптических мультиплексоров – объединяется в один оптический сигнал, который вводится в оптическое волокно. На приемной стороне производится обратная операция демультиплексирования (www.skn-spb.ru).

Что такое CWDM?

Грубое спектральное мультиплексирование – CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) – является технологией передачи данных, позволяющей одновременную передачу различных протоколов по одному оптическому кабелю. Оно базируется на использовании оптических каналов, отстоящих друг от друга на расстоянии 20 нм. Эти оптические каналы, лежащие в диапазоне от 1270 до 1610 нм, специфицированы рекомендацией G-694.2 Международного телекоммуникационного союза (ITU).

При расширении диапазона вниз до 1270 нм число возможных каналов передачи увеличивается до 18.

Однако в этом случае возникают две проблемы. Во-первых, на более коротких длинах волн потери на излучение почти вдвое больше, а потому максимально допустимое расстояние передачи заметно сокращается; во-вторых, приходится использовать специальные волокна, в которых кривая затухания убывает равномерно между 1310 и 1550 нм, иначе из-за водяного пика в волокне происходит сильное поглощение ионами OH. Поэтому на практике число возможных каналов передачи не превосходит 16.

Почему CWDM?

Технология CWDM продлевает время жизни существующих волоконно-оптических сетей путем использования сетки частот, не используемых традиционными приемопередатчиками. Технология инвариантна к протоколам передачи информации, что позволяет организовать различные телекоммуникационные услуги в одной транспортной среде. Увеличение частотного расстояния между каналами приводит к заметному снижению стоимости активных и пассивных компонентов по сравнению с технологией DWDM – Dense Wavelength Division Multiplexing (плотное спектральное мультиплексирование с расстоянием между каналами 0,8 нм).

Кроме того, грубое спектральное мультиплексирование обеспечивает гибкость системы передачи информации и возможность реализации различных топологий (www.osp.ru/lan/2003/03/050.htm).

• Топология точка-точка
  При таком режиме работы информация передается по каналам между двумя точками (рис. 1, a). Для успешной передачи данных на расстояние до 80 км необходимы мультиплексоры или демультиплексоры (MUX) в тех узлах, где будет происходить объединение информационных потоков из разных волокон и последующее их разъединение. Системы с подобной топологией наиболее характерны для решения задач одновременной передачи большого числа потоков видео- и аудиоданных в реальном масштабе времени при ограничении на число волокон в оптической сети.
• Соединение с ответвлениями (drop-and-insert)
  Такая топология, называемая также шинной (рис. 1, б), реализует передачу информации от одного узла к другому с промежуточными узлами на данном пути, где возможен ввод и отвод отдельных каналов. При соответствующей организации сети передачи информации каждый канал можно скоммутировать между двумя любыми узлами. В конечных узлах устанавливаются стандартные мультиплексорыи демультиплексоры. При расчете максимальной дальности передачи видеосигнала необходимо помнить о том, что каждый мультиплексор вставки и извлечения (Add-Drop Multiplexer – ADM) вносит затухание, в результате чего общая протяженность тракта, соответственно, снижается. Подобная топология находит широкое применение при организации видеонаблюдения на транспортных магистралях, нефтегазопроводах и других протяженных объектах.
• Кольцевая топология
  Реализация сети в форме кольца (рис. 1, в) особенно популярна при решении задач охраны периметра, так как именно она обеспечивает максимальную надежность передачи информации при минимальной длине волокна. В случае разрыва кольца сеть сохраняет способность передавать данные между любыми его узлами. В каждом узле кольцевых сетей должен устанавливаться оптический мультиплексор с возможностью ответвления. Между двумя любыми узлами можно скоммутировать отдельный канал.

Таким образом, с учетом большого числа каналов, низкой стоимости компонентов и простоты реализации различных системных решений, технология CWDM является оптимальным выбором для снижения суммарных капиталовложений при создании информационных магистралей в системах безопасности.

CWDM - решения компании Teleste


Линейка оборудования CFO OP-X для многоканальной передачи данных производства компании Teleste (www.teleste.com) базируется на технологии CWDM. Оно разработано для передачи большого числа видеосигналов совместно с аудиосигналами или данными и Ethernet-трафиком по одиночному оптоволоконному кабелю. Линейка включает в себя следующие блоки: передатчики, приемники, мультиплексоры или демультиплексоры, модули вставки или извлечения, конвертеры длины волны, повторители и Ethernet-коммутаторы.

Базовые компоненты полностью соответствуют стандартам ITU и обеспечивают загрузку всего диапазона от 1270 до 1610 нм. Основными устройствами для создания систем видеонаблюдения являются 1-, 4- и 8-канальные передатчики и приемники, поддерживающие также двунаправленную передачу данных (2 канала), аудио (1 канал) и команд типа сухой контакт (1 канал). Информация передается в 8 верхних CWDM-каналах (рис. .

Одновременная передача данных в области 1310 нм и S-, C- и L-диапазонах обеспечивает совместную работу устройств CWDMc ранее установленным оборудованием в одном оптическом волокне.

Дополнительная информация (например, Ethernet- или ATM-трафик) может быть введена в канал передачи с помощью соответствующего интерфейсного оборудования.

Все блоки серии ОР-Х выпускаются как в автономном, так и в стоечном (19’’) исполнении.Видеомодемы CVM используются для однонаправленной передачи 1,4 или 8 видеосигналов совместно с двунаправленной передачей аудиоданных по одному одномодовому волокну. Модемы используют CWDM-сетку частот в соответствии с рекомендацией G-694.2 ITU. Возможно также использование стандартных выходов с рабочими длинами волн 1310 и 1550 нм, оптический бюджет аппаратуры лежит в пределах от 16 до 29 дБ.

CWDM-мультиплексоры COM служат для объединения 4 или 8 сигналов с различными длинами волн в одном волокне.

Эти же устройства могут быть использованы для последующего демультиплексирования сигналов. Add/drop-версии мультиплексоров позволяют извлечь или ввести сигнал с определенной длиной волны в волокно. В настоящее время пользователям доступны 8 модификаций мультиплексоров с CWDM-каналами С11–С18.

Область применения

Гибкость и масштабируемость платформы ОР-Х обеспечивает возможность эффективного решения задач видеонаблюдения в различных приложениях, требующих высококачественной передачи видеоинформации в реальном масштабе времени. Возможность реализации топологии drop-and-insert и нулевая задержка при передаче видеосигналов делают оборудование ОР-Х эффективным инструментом при организации видеонаблюдения на различных транспортных магистралях.

Большое число каналов передачи данных минимизирует затраты при создании систем с большим числом видеокамер и облегчает их наращивание без модернизации волоконно-оптической сети.

Пример возможного увеличения числа каналов передачи видеоинформации в существующей системе с топологией точка-точка показан на рис. 3.



Каждый 8-канальный передатчик видеосигнала (CVM), имеющий выход CWDM, подключается к оптическому мультиплексору. Мультиплексор объединяет все информационные потоки в одном оптическом волокне. На приемном конце происходит оптическое демультиплексирование по длине волны с последующим преобразованием оптических сигналов в телевизионные соответствующими 8-канальными приемниками. Иначе говоря, в такой системе реализуется виртуальное соединение между соответствующими источниками и приемниками видеосигналов.

Необходимо подчеркнуть, что каждый оптический канал совместно с видеосигналами обеспечивает двунаправленную передачу аудиосигналов и данных в различных форматах. При этом с помощью стандартного WDM-мультиплексора обеспечивается работа ранее установленного оборудования с рабочей длиной волны 1310 нм. На платформе ОР-Х могут быть реализованы различные системы передачи информации с сетевой архитектурой.

На рис. 4 показана комбинированная система, сочетающая в себе шинную топологию с топологией точка-точка. Видеосигналы от ТВ-камер, распределенных в пространстве, вводятся в оптическое волокно по всей его длине с помощью мультиплексоров вставки и извлечения. На приемном конце происходит CWDM-демультиплексирование каналов с последующим преобразованием оптического излучения в электрические сигналы. Подключение к такой системе сетей с технологией Fast Ethernet может быть реализовано двумя способами.



На рис. 4 показан один из них – с помощью Ethernet-коммутатора CES, имеющего СWDM-выход, соответствующий рекомендациям ITU. Альтернативой является использование для передачи сетевого трафика окна в области 1310 нм; при этом не следует забывать об ограничениях, накладываемых оптическим бюджетом.

Отказоустойчивость системы обеспечивается параллельной передачей информации по двум волокнам, которые идут по отдельным трассам. На принимающей стороне с помощью оптического коммутатора выбирается один из каналов, а в случае прерывании активного соединения выполняется автоматическое переключение на вторую линию.

Максимальная протяженность системы, показанной выше, зависит от затухания в волоконно-оптическом кабеле. В реальных условиях дальность передачи может достигать 80 км без использования дополнительных усилителей.

Заключение

Подытоживая сказанное, можно отметить следующие основные преимущества систем передачи видеоинформации на основе технологии CWDM.

• Полная двунаправленность
  Представленные оптические компоненты обеспечивают на системном уровне прозрачность в пределах каждого из оптических каналов. Применительно к оборудованию ОР-Х это означает, что в каждом канале связи может передаваться до 8 видеосигналов совместно с данными (2 канала), аудиосигналом (1 канал) и сигналом типа сухой контакт (1 канал). Таким образом, рассмотренная аппаратура весьма эффективна при построении ТВ-систем с поворотными камерами.
• Большое число каналов в волокне
  Передача информации на 8 длинах волн внутри СWDM-диапазона совместно с работой на длине волны 1320 нм обеспечивает 72 независимых канала передачи видео-сигналов. Один или несколько из этих каналов могут быть использованы для организации других информационных потоков. В ближайшем будущем прогресс в CWDM-технологии приведет к увеличению количестварабочих длин волн до 18, что эквивалентно реализации 144 видеоканалов в одном волокне.
• Совместимость с Ethernet
  Современные решения в области видеонаблюдения часто базируются на IP-технологиях. Совместимость аппаратуры ОР-Х с существующими сетями достигается использованием специализированных Ethernet-коммутаторов CES (layer- . Трафик Ethernet может быть легко введен в CWDM-систему c помощью окна 1320 нм или одного из CWDM-каналов.
• Надежность и качество
  Возможность резервирования канала передачи информации повышает отказоустойчивость системы видеонаблюдения в целом в случае обрыва оптоволокна или выхода u1080 из строя активных компонентов. Высокое (60 дБ) отношение сигнал/шум и малый уровень искажений типа дифференциальная фаза и дифференциальное усиление обеспечивают высокое качество передаваемых изображений.
• Нулевая задержка
  Время реакции является одним из основополагающих критериев при создании систем безопасности. В CWDM-системах задержка передачи видеосигнала пренебрежимомала (единицы наносекунд). Сетевые (IP и ATM) системы видеонаблюдения характеризуются значительно большим временем задержки (сотни миллисекунд и более). Это обстоятельство делает аппаратуру ОР-Х идеальным выбором в критических приложениях.
• Простота модификации
  Существующие системы с рабочей длиной волны 1320 нм легко могут быть дополнены CWDM-аппаратурой с целью увеличения числа каналов передачи видеоинформации. Улучшение параметров оптического волокна в соответствии с рекомендацией G.652.C ITU-T приведет к дальнейшему росту числа оптических и, как следствие, телевизионных каналов.

Читайте далее:
Системные решения geutebruck для аэропортов
Безопасный туалет
Цифровое видео в оптоволоконных сетях. преимущества и перспективы применения
Методологическая основа сравнительного анализа средств защиты конфиденциальной информации ,часть 2
Ошибки при создании волоконно-оптических линий связи для систем безопасности
Школа черепашек
Построение системы видеонаблюдения и управления доступом в аэропорту пулково
2.3. параметры телевизионных камер
Системы ip видеонаблюдения – будущее cctv
Автоматическая идентификация лица требования и возможности
Этапы большого пути, или важные кирпичики системы ip-видеонаблюдения ,video over ip- voip,
Грудничковые хроники доктора пилюлькина
Возможности охранного телевидения ,попытка осмысления,
Формат сжатия h.264 – период адаптации на заключительной стадии
Беспроводное видеонаблюдение – новые горизонты безопасности