انتخاب کابل کواکسیال مناسب برای دوربین مداربسته

سیستم دوربین مداربسته شامل تعداد زیادی اجزاء است. هر کدام از آن‌ها می‌توانند در کیفیت ویدیو موثر باشند. یکی از مهمترین آن ها کابل کواکسیال (Coaxial Cable) است. بسیاری از طراحان سیستم معیارهای خاصی را برای سخت‌افزار مشخص می‌کنند. 

انتخاب صحیح انتقال دهنده مدیا برای دوربین مداربسته یکی از حیاتی‌ترین جنبه‌های طراحی یک سیستم با کیفیت می‌باشد. حتی در صورت استفاده از کامپوننت‌های سخت‌افزاری با کیفیت در یک سیستم، بدون استفاده از انتقال دهنده مناسب کل سیستم با مشکل رو به رو خواهد شد. بسیاری از مشکلات ویدیویی رایج مرتبط با کیفیت تصویر، می‌توانند با انتخاب انتقال دهنده مدیا مناسب (cable Coaxial) و تکنیک‌ها و پروسه‌های نصب مرتفع گردند.

انواع کابل کواکسیال

سیگنال‌های ویدیویی دوربین‌های مداربسته معمولا توسط کابل‌های کواکسیال انتقال داده می‌شوند. کابل‌های کواکسیال برای انتقال کامل محدوده فرکانس ویدیو با حداقل اعوجاج و تضعیف طراحی شده‌اند. این قابلیت آن‌ها موجب شده است تا انتخابی عالی برای دوربین‌های مداربسته به شمار آیند. انتخاب نادرست کابل کواکسیال می‌تواند موجب تضعیف همه سیگنال انتقالی شود و به EMI/RFI این امکان را می‌دهد تا در سیگنال مداخله کند. در نتیجه موجب ایجاد سطح بالایی از نویز شود. نتیجه این عمل تشکیل تصویر با کیفیت پایین می‌باشد.

انواع مختلفی از کابل‌های کواکسیال از نظر ساختاری وجود دارند. اطلاع داشتن از پارامتر‌های مختلف کابل کواکسیال و انتخاب مناسب از تلف شدن هزینه و زمان جلوگیری می‌کند. یک سیگنال ویدیویی دوربین مداربسته شامل اجزا فرکانسی پایین (پالس‌های هماهنگ افقی و عمودی) و فرکانس‌های بالا(اطلاعات ویدیویی) می‌باشد. برای انتقال همه این محدوده فرکانس با کمترین اعوجاج و میرایی انتخاب کابل که متناسب با ویژگی‌های دوربین مداربسته باشد، نکته مهمی به شمار می‌آید.

پارامترهای مورد نیاز برای انتخاب صحیح

ویژگی‌های مکانیکی مانند ماده رسانا داخلی، مواد عایق، نوع پوسته و مواد سازنده برای انتخاب بسیار مهم هستند. ویژگی‌های الکتریکی شامل مقاومت، ظرفیت خازنی یا الکتریکی و امپدانس، معیار‌های انتقال صحیح است. در ادامه در خصوص هر کدام از این پارامترها توضیحاتی ارائه شده است.

رسانای مرکزی

ماده ی رسانای مرکزی از مس تشکیل شده است. مس برای عملکرد بهینه در انتقال سیگنال‌های دوربین مداربسته توصیه می‌شود. به دلیل این که یک سیگنال ویدیویی دوربین مداربسته یک ویدیو ترکیبی Baseband با اجزا با فرکانس نسبتا پایین در مقایسه با سیگنال ویدیویی CATV می‌باشد، مقاومتی که مس فراهم می‌کند می‌تواند انتقال سیگنال ویدیویی را بهبود بخشد. اگر محل قرارگیری کابل مورد استفاده برای دوربین مداربسته ثابت باشد، در این صورت انتخاب رسانای جامد قابل قبول و پذیرفتنی است.

اگر کابل برای کاربردهای Pan&tilt مورد استفاده قرار بگیرد، باید رسانا استاندارد باید انتخاب گردد. به این دلیل که ساختار رسانا جامد در اثر چرخش پیوسته شکسته خواهد شد. همچنین کابل کواکسیال با رسانای مرکزی از جنس استیل با روکش مس در دسترس می‌باشد. هسته ی فلزی که با مس پوشیده شده است موجب افزایش مقاومت و استحکام سیم می‌شود در حالی که پوشش مسی مسیر سیگنال RF را فراهم می‌کند. این تکنیک ساختاری براساس این اصل که هر چقدر فرکانس سیگنال الکترونیکی انتقالی بالاتر باشد سیگنال به سمت خارج از سطح  رسانا هدایت می‌شود، بنا شده است. این پدیده با نام اثر پوستی شناخته می‌شود.

رسانای فلزی پوشیده شده با مس در مقایسه با مس خالص مقاومت D.C بالاتری دارد. بخش‌های فرکانسی پایین‌تر سیگنال ویدیویی دوربین مداربسته را تضعیف می‌کند. اگرچه این نوع از کابل‌ها در مقایسه با مس خالص ارزان تر است اما استفاده از آن برای دوربین مداربسته توصیه نمی‌شود. این نوع از کابل‌های کواکسیال که از استیل به همراه پوشش مسی می‌باشند به دلیل ویژگی‌های انتقال اثر پوستی در فرکانس‌های بالاتر، برای CATV و سایر اپلیکیشن‌های RF مناسب‌تر می‌باشد.

چارت مربوط به تضعیف به صورت واضح تفاوت بین کابل مسی و کابل استیل با پوشش مسی را نشان می‌دهد. به محدوده فرکانس‌های پایین تر توجه کنید که اطلاعات پالس‌های سینک شده در آن انتقال داده می‌شوند. به اختلاف بین تضعیف دو ماده توجه کنید. اگر کابلی که انتخاب می‌شود از استیل به همراه روکش مسی باشد، اطلاعات پالس‌های همزمان به دلیل اعوجاج در سیگنال ویدیویی تضعیف خواهد شد. راهنمایی دیگر در رابطه با انتخاب ساختار رسانا کابل توجه به نحوه نصب آن است (ثابت یا است یا tilt & Pan).

ماده ی عایق

ماده عایق کابل کواکسیال نکته کلیدی دیگری است که باید به آن توجه شود. ماده عایق و ترکیب آن معیاری است که ویزگی‌های الکتریکی مانند ظرفیت خازنی، شتاب انتشار، امپدانس و تضعیف کابل را تنظیم می‌کند. این پارامترها قدرت سیگنال و فاصله انتقال آن را تنظیم می‌کنند. توصیه می‌شود که از یک عایق با ویژگی‌های الکتریکی مناسب مانند پلی اتیلن یا FEP استفاده شود به این دلیل که این مواد نام برده شده ظرفیت خازنی کمتر و شتاب انتشار بالاتری را ارائه می‌دهند. این موارد یک کابل با اتلاف کم خصوصیات و کاهش تضعیف سیگنال را نتیجه می‌دهد. برای بهبود بیشتر ویژگی‌های الکتریکی ترکیب سلولی این مواد پیشنهاد می‌شود(چارت را ببینید).

پوشش بافته شده

پوشش بافته شده یک پوشش مسی برای دوربین مداربسته می‌باشد و دو هدف اصلی دارد. یکی از آن ها فراهم کردن مسیر زمینی مقاومت D.C و دیگری پوشش در برابر تداخلات خارجی از اعوجاج سیگنال ویدیو می‌باشند. این پوشش باید ساخته شده از مس خالص برای فراهم کردن D.C.R پایین در مسیر برگشت باشد. برای فراهم کردن محافظت کافی در برابر تداخلات الکتریکی خارجی باید باید پوشش ۹۵  درصدی داشته باشد. کمتر از این مقدار برای دوربین مداربسته قابل پذیرش نیست. برای فراهم آوردن پوشش مناسب در محدوده RFI یک ساخنار با فویل آلومینیومی به اندازه درصد بالا پوشش مسی که برای فراهم آوردن مسیر برگشت D.C.R پایین استفاده شده است قابل قبول می‌باشد.

یک کابل به همراه محافظ فویل آلومینیومی و پوشش پایین آلومینیوم بافته شده که برای CATV مورد استفاده قرار می‌گیرد برای دوربین مداربسته مناسب نمی‌باشد به این علت که محافظ های آلومینیومی در مسیر برگشت مقاومت D.C بالاتری را دارند و بخش بافته شده این نوع از کابل ها تنها در صد کمی از پوشش را فراهم می‌کند.

Jacket(ژاکت)

انتخاب نوع Jacket براساس ویژگی های محیطی که کابل در آن نصب می‌شود تعیین می‌شود. ژاکت کابل دوعملکرد اصلی را ارائه می‌دهد که یکی از آن ها محافظت در برابر عناصر کابلی است که ممکن است در معرض خطر قرار گیرند و دیگری فراهم کردن یک پایانه جامد است. PVC انتخاب مناسبی برای بیشتر مصارفی است که در داخل ساختمان می‌باشند. کابل های پلی اتیلن برای مصارف خارجی که کابل ها بیشتر در معرض رطوبت، ساییدگی و نور شدید هستند مناسب می‌باشند.کابل هایی که برای مصارف داخلی ساخته شده اند را برای مصارف داخلی استفاده نکنید. به این دلیل که برای شرایط محیطی سخت طراحی نشده اند و ویژگی های الکتریکی  و مکانیکی آن ها به مرور زمان کاهش می‌یابد و باید ان را جایگزین کنید.

پارامتر های کابل کواکسیال به نوع ساختار کابل بسیار وابسته اند. همه کابل های کواکسیال دارا مشخصه امپدانس می‌باشد. امپدانس دوربین های مداربسته ۷۵ اهم می‌باشد. بنابراین برای داشتن حداقل تلفات انتخاب کابلی که با امپدانس ۷۵ اهم سازگار باشد مهم است. اگر یک کابل با امپدانس متفاوت مانند  50اهم یا ۹۳ اهم انتخاب شود، با کاهش سیگنال رو به رو می‌شوید که باعث کاهش مسافت سیگنال و کیفیت پایین تصویر می‌شود. همچنین کابل های کواکسیال در انواع RG های مختلف قابل دسترس می‌باشند.

اصطلاح RG برای زمانی که سیگنال های فرکانس رادیویی(RF)  توسط یک کابل کواکسیال فرستاده می‌شود مورد استفاده قرار می‌گیرد. کابل های کواکسیال ۷۵ اهمی‌ در اندازه های مختلف با می‌باشند که رایج ترین آن ها RG59، RG6 و RG11 می‌باشد. کابل RG59 رایج ترین آن هاست که به علت اینکه کابل کوچکتر است و ضخامت کمتری دارد کار با آن اسان  تر می‌باشد.

کابل RG11 بیشترین ضخامت را دارد و کار با آن سخت تر می‌باشد. سایز کابل RG6 بین این دو کابل نام برده می‌باشد. تفاوت میان انواع RG ها تنها اندازه آن ها نیست بلکه براساس مشخصه تضعیف و فاصله انتقال نیز می‌باشد. RG59 بالاترین میزان تضعیف را در بین سه نوع کابل نام‌برده دارد. کابل RG6 مشخصه‌های تضعیف کمتری نسبت به RG59 دارد. کابل RG11 کمترین مشخصه تضعیف را دارد. اگر نیاز به استفاده از کابل‌ها در مسافت بیش‌تر از ۶۱۰ متررا دارید، می‌توانید از تقویت‌کننده یا کابل فیبر نوری به‌عنوان یک روش انتقال استفاده کنید.

ملاحظات نصب کابل کواکسیال

محیط های داخلی برای نصب کابل کواکسیال بسیار رایج می‌باشند. چند نکته برای نصب کابل کواکسیال در زیر آمده است. اولین و مهمترین آن ها این است که همه نیازمندی های NEC یا CEC را در زمان نصب کابل کواکسیال رعایت کنید. میزان کشش بر روی کابل را توزیع کنید و از حداقل شعاع خمیدگی عبور نکنید. عبور از حداکثر و حداقل شعاع خمیدگی می‌تواند موجب آسیب دائمی الکتریکی و مکانیکی به کابل شود. زمانی که کابل را از طریق کانال می‌کشید، کانال یا مجرا را کاملا تمیز کنید. فرآیند نصب در محیط های خارجی نیاز به تکنیک های نصب خاص دارد که کابل را قادر می‌سازد تا در محیط های سخت مقاومت کند.

زمانی که از کابل ها در محیط های بیرونی استفاده می‌شود، کابل را با استفاده از سیم بوکسول بکشید این کار فشار بر روی کابل را در برابر باد، برف و طوفان کاهش می‌دهد و زمانی که به صور ت مستقیم کابل را در زمین می‌گذارید کابل را  بدون هیچ کششی قرار دهید بنابراین کابل تحت هیچگونه فشاری قرار نخواهد گرفت. زمانی که خاک محل قرار گیری کابل پر از سنگلاخ باشد. چاله ها را با ماسه پر کنید. کابل را در خاک قرار دهید و صفحه های فلزی و چوبی را بر روی کابل قرار دهید. این کار موحب می‌شود که آسیب به کابل کاهش یابد.

تکنیک‌های اتصال کابل

1. روش لحیم مزایا زیادی را برای ارتباط فراهم می‌کند.این نوع از اتصال دهنده ها می‌توانند برای رساناهای استاندارد و یا جامد مورد استفاده قرار بگیرند. این روش برای ارتباطات الکتریکی و مکانیکی می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد. ایراد این روش این است که نسبت به سایر روش ها زمان بیشتری می‌گیرد و اتصال لحیم سرد اگر اتصال دهنده به درستی به کابل متصل نشود می‌تواند موجب ایجاد مشکل شود.
2. روش پیچ کردن رایج ترین روش برای بست رابط های BNC  بر روی کابل کواکسیال می‌باشد. مانند روش لحیم این روش می‌تواند بر روی رساناهای استاندارد یا جامد مورد استفاده قرار بگیرد و ارتباط الکتریکی و مکانیکی خوبی را فراهم می‌آورد. این روش به علت این که نیازی به لحیم وجود ندارد رایج ترین روش بستن کابل می‌باشد. بنابراین زمان نصب کاهش می‌یابد. برخی از نکته های مهم که در هنگام استفاده از روش پیچ کردن باید در نظر گرفته شود استفاده از بست با اندازه مناسب براساس اندازه کابل کواکسیالی که استفاده می‌کنید، می‌باشد. مناسب بودن کابل نیز از اهمیت بالایی برخوردار باشد. برای پیچ کردن اتصال دهنده نیز از ابزارهای مناسب استفاده کنید. از انبردست استفاده نکنید. انبردست برای این کار مناسب نمی‌باشد. انبردست تنها موجب فشرده شدن کابل می‌شود و علاوه بر آن موجب از دست رفتن ویژگی های الکتریکی کابل می‌شود.
3. روش تابیدن آسان ترین روش برای بستن کابل کواکسیال می‌باشد. اما این روش مشکلاتی نیز دارد. زمانی که این کابل را با استفاده از این  روش می‌بندید، مرکزرسانا با استفاده از پین میانی روی بست قطع می‌شود، بنابراین تابیده شدن بیش از اندازه می‌تواند موجب آسیب به مرکز رسانا شود.  در کاربردهای Pan&tilt حرکت پیوسته کابل ممکن است موجب از دست رفتن بست شود و برای این موارد توصیه نمی‌شود. به دلیل اینکه پیچ یا اتصال لحیم موجود نمی‌بشاد این روش به اندازه روش های دیگر قابل اطمینان نیست.

نتیجه گیری

طراحی یک سیستم دوربین مداربسته اجزا با کیفیت، مهندسی و تجربه در نصب را لازم دارد. در نظر داشته باشید که کابل کواکسیال مشخص شده برای سیستم دوربین مداربسته بخش کلیدی در سیستم است و برای عملکرد صحیح سیستم ضروری می‌باشد. کابل دیگری را که برای دوربین مداربسته مناسب نمی‌باشد نصب نکنید. با استفاده از پارامتر های نام برده برای دوربین مداربسته می‌توانید به راحتی کابل مناسب برای سیستم خود را انتخاب کنید.

منابع:

pacificcabling ^[11]

wikipedia ^[12]