Проектирование сети связи с использованием сети провайдера

 

Как видно из таблицы  7 компьютер Dell OptiPlex отличается большим объемом жесткого диска и оперативной памяти, приемлемой стоимостью, комплектующими: мышь, клавиатура, современная видеокарта на базе лидера в производстве графических решений.

Технические данные компьютера Dell OptiPlex приведены в приложении.

Выбор видеомониторов требует не меньше внимания, чем  выбор остальных компонентов  системы охранного видеонаблюдения. В случае если качество видеомонитора не будет соответствовать качеству видеокамер, то и вся система видеонаблюдения будет функционировать не на должном уровне.

При выборе видеомонитора  нужно учесть следующие факторы: тип монитора (аналоговый или цифровой), размер экрана, размер зерна экрана, разрешающую способность, частоту  кадровой развертки, объем памяти видеоадаптера, уровень радиации. Разрешающая способность видеомонитора должна соответствовать разрешающей способности видеокамеры.

Для сравнения  представлены 3 видеомонитора:  TM-A170G компании JVC Professional, LCD-видеомонитор Smartec STM-260W и STM-200. 

Таблица 8 - Сравнительная таблица видеомониторов

Параметры	TM-A170G	STM-260W	STM-200
Монитор	32”	26”	20”
Эффективный размер экрана  (ГхВ)	697х392 мм	508х285 мм	490х250 мм
Разрешение	1366х768 pix	1366х768 pix	640х480 pix
Размер пикселя	0,51075х х0,51075 мм	0,4215х х0,4215 мм	0,6375х х0,6375 мм
Количество  цветов	16,7 млн., 8 бит	16,7 млн., 8 бит	16,7 млн., 8 бит
Время отклика	8 мс	6,5 мс	25 мс
Контрастность	3000:1	2500:1	400:1
Яркость	500 кд/м2	450 кд/м2	450 кд/м2
Угол обзора (ГхВ)	178°/178°	176°/176°	88°/88°
Частота сканирования	60 Гц, цифровая  прогрессивная развертка	60 Гц, цифровая  прогрессивная развертка	60 Гц, цифровая  прогрессивная развертка
Цена, руб.	50000 руб.	20110 руб.	19850 руб.

 

Наиболее подходящим вариантом по ряду причин является видеомонитор Smartec STM-260W. Его основные преимущества: высокое разрешение, оптимальная цена, оптимальный размер экрана для осуществления видеомониторинга,  небольшое время отклика.

Технические данные видеомонитора приведены в приложении .

Выбор и обоснование  платы видеозахвата

Плата видеозахвата это устройство, позволяющее обрабатывать информацию, поступающую с видеокамер.

В зависимости  от характера и сложности решаемых системой задач могут применяться  разные типы плат видеозахвата. Их внешний вид, функции и настройки могут сильно отличаться.

Видеосервер на базе компьютера состоит из материнской  платы, процессора, видеокарты, оперативной  памяти, винчестера и платы видеозахвата. Эти устройства соединены между  собой и функционируют как единый комплекс.

При выборе платы  видеозахвата для проектируемой  системы следует обратить внимание на:

1) Разрешение записи платы видеозахвата. Для большинства качественных плат максимальным разрешением будет 720х576, 640x480 пикселей. Запись с меньшим разрешением может быть оправдана, но рассмотреть детали на такой картинке будет очень сложно;

2) Скорость записи платы видеозахвата – количество кадров в секунду на 1 канал. Запись в реальном времени (25 кадров/сек) может быть оправдана там, где много быстро движущихся объектов. В большинстве случаев достаточно скорости записи 10 кадров/сек;

3) Варианты записи плат видеозахвата – по детектору движения, по расписанию, по тревожным входам. У большинства плат присутствуют эти варианты записи. Особое внимание следует уделить качеству и настройкам детектора движения;

4) Удаленный доступ плат видеозахвата к системе видеонаблюдения с разграничением прав доступа. Доступ может осуществляться как по локальной сети, так и из любой точки мира через Интернет;

5) Совместимость платы видеозахвата с компонентами компьютера. Многие производители предъявляют специфические требования к компьютеру, что создает определенные трудности;

6) Поиск и просмотр записанных видеофайлов. Очень важно чтобы поиск был удобен и не занимал много времени. Некоторые платы позволяют одновременно просмотреть сразу несколько камер, что экономит время на поиск и выявление необходимых фрагментов видео;

7) Возможность расширения плат видеозахвата количества видео каналов путем добавления дополнительной платы видеозахвата. Данная возможность позволяет легко и при минимальных затратах расширить систему видеонаблюдения.

Платы видеозахвата производят следующие фирмы-производители: Hicap, Comart, Digi-it,  ADVANTECH,  CANON, Hawell и т.д.

Для сравнения  представлены 3 платы видеозахвата различных фирм-производителей: Hicap 50 Comart, DIGI-IT DIT-9600, Hawell HW-9104V1. 

Таблица 9 - Сравнительная таблица по техническим характеристикам плат видеозахвата

Параметры	50 Comart	DIT-9600	HW-9104V1
Количество  каналов видео	16	16	16
Количество  каналов аудио	1 (звуковая плата) - 16 (Hera)	1 (звуковая плата) - 16 (Hera)	1 (звуковая плата) - 16 (Hera)
Поддерживаемые  разрешения	704х576 pix 704х288 pix 352х288 pix	1920х1200 pix 1680x1050 pix 1600x1200 pix	720х576 pix       640х480  pix       384х288 pix
Скорость вывода изображения	50 кадр/сек	100 кадр/сек	25 кадр/сек
Скорость записи	50 кадр/сек	100 кадр/сек	25 кадр/сек
Разъемы	BNC на кабеле	BNC на кабеле	BNC на кабеле
Метод компрессии	MJPEG или MPEG4	MPEG4	MJPEG или MPEG4
Цена	5000 руб.	7000 руб.	4550 руб.

 

Наиболее подходящим вариантом является плата видеозахвата Hawell HW-9104V1. Она совместима с компьютером, выбранном в пункте 2.4.4, приемлема по цене, имеет необходимое количество каналов видео, достаточную скорость записи, поддерживает методы компрессии MJPEG/MPEG4.

Технические данные платы видеозахвата приведены в  приложении .

Функции записи и просмотра выполняет специализированное ПО, поставляемое вместе с платой. Длительность записи видеоданных определяется объемом жесткого диска компьютера.

Для нормального  функционирования сервера производят его настройку, для  этого устанавливают ПО видеокамер, ПО платы видеозахвата, настраивают конфигурацию сетевых карт и при помощи патч-корда соединяют локальную сетевую карту с коммутатором.

  2.3 Расчет  радиоканала

2.3.1 Расчет необходимого уровня сигнала на входе приемника

При расчете уровня сигнала на входе радиоприемника важны три фактора:

- полученный сигнал должен обладать мощностью, достаточной для его обнаружения и интерпретации приемником;

- чтобы при получении отсутствовали ошибки, мощность сигнала должна поддерживаться на уровне, в достаточной мере превышающем шум;

- при повышении частоты сигнала затухание возрастает, что приводит к

искажению.

Первые два  фактора связаны с затуханием интенсивности сигнала и использованием усилителей или ретрансляторов. Для канала связи мощность сигнала передатчика должна быть достаточной для четкого приема. В то же время интенсивность сигнала не должна быть слишком большой, так как в этом случае контуры передатчика или приемника могут оказаться перегруженными, что также приведет к искажению сигнала. Если расстояние между приемником и передатчиком превышает определенную постоянную, свыше которой затухание становится неприемлемо высоким, для усиления сигнала в заданных точках пространства располагаются ретрансляторы, усилители и антенны. Задача усиления сигнала значительно усложняется, если существует множество приемников, особенно если расстояние между ними и передатчиками непостоянно.

Третий фактор списка известен как амплитудное  искажение. Вследствие того, что затухание является функцией частоты, полученный сигнал искажается по сравнению с переданным, что снижает четкость приема. Для устранения этой проблемы используются методы выравнивания искажения в определенной полосе частот. Одним из возможных подходов может быть использование устройств, усиливающих высокие частоты в большей мере, чем низкие.

Размеры зоны покрытия передатчика будут определяться дальностью связи между передатчиком и приемником bluetooth,  уровнем мощности приемника и передатчика.

Уровень мощности сигнала на входе приемной антенны  определяется выражением (13):

                       , дБ/мВт,                    (13)

где  - уровень эффективной изотропно излучаемой мощности передатчика, дБ/мВт;

- затухание сигнала при распространении, дБ;

L_доп ≈ 15 - дополнительные потери сигнала при распространении на трассе, дБ;

B_э ≈ 11,5 - дополнительные потери сигнала при распространении в здании, дБ.

Уровень эффективной изотропно излучаемой мощности передатчика рассчитывается по формуле (14):

                            ,                             (14)

где     p_прд = 20 – уровень мощности передатчика, дБм;

В_{ф прд}= 0 - потери в фидере антенны передатчика, дБ;

В_{Д прд} = 0 - потери в дуплексном фильтре на передачу, дБ;

В_к = 0 - потери в комбайнере (устройство сложения), дБ;

G_прд= 2 - коэффициент усиления антенны передатчика в направлении связи, дБ.

Тогда уровень  эффективной изотропно излучаемой мощности передатчика составит:

дБ

Основным условием обеспечения связи будет необходимость  превышения уровня мощности сигнала  на входе приемной антенны минимально необходимого уровня мощности Р_{прм мин} в дБм, определяемого техническими характеристиками приемника и вычисляемого по формуле (15):

            ,                        (15)

где     ρ_прм = -80 - чувствительность приемника, дБм;

В_{ф прм} = 0 - потери в фидере антенны передатчика, дБ;

В_{Д прм} = 0 - потери в дуплексном фильтре на прием, дБ;

К_МШУ = 0 - коэффициент усиления антенного тракта для приема, дБ;

G_прм= 2 - коэффициент усиления антенны приемника в направлении связи, дБи;

В_и = 90 - уровень индустриальных помех, дБм.

Тогда минимально необходимый уровень мощности приемника составит:

дБ

Для того чтобы мощность сигнала на входе приемной антенны Р_прм, превышала минимальную мощность сигнала на входе приемной антенны Р_{прм мин}, исходя из чувствительности приемника, необходимо, чтобы выполнялось условие (16):

                                          ,                                          (16)

где  L_доп - дополнительные потери в радиоканале.

Они учитываются с целью повышения вероятности обеспечения связи требуемого качества. Дополнительные потери обусловлены целым комплексом причин, включая ослабление сигнала в соединительных разъемах, потери из-за неточного совпадения плоскостей поляризации антенн (5-10 дБ); запас помехоустойчивости к внешним помехам, величина которого определяется электромагнитной обстановкой в районе размещения радиолинии и обычно задается в пределах от 5 до 15 дБ; атмосферное поглощение. В проектируемой радиолинии достаточно принять  L_доп = 15 дБ.

Тогда:

, дБ

Если это  условие не выполняется значит необходимо добавить усиления на радиолинию, т.е. выбрать антенны с большим коэффициентом усиления и/или использовать дополнительные усилители.