Multimediální specialisté vědí, že získání vysoce kvalitních obrazových a zvukových signálů je jen polovina úspěchu. Potíže nastávají, pokud je nutné přenášet tento signál na desítky a stovky metrů bez zkreslení a rušení, a to i v případě, že je přijímací zařízení umístěno na nepohodlném nebo těžko dostupném místě.
V současné době je mnoho informačních, prezentačních a reklamních systémů multimediálních, to znamená schopných reprodukovat obraz a zvuk v různých formátech, od běžného videa až po špičkovou počítačovou grafiku. Počítač se tak stává hlavním nástrojem na ploše inzerenta. Samozřejmě je mnohem jednodušší a ekonomičtější přehrávat video a zvuk vytvořený na počítači pomocí počítače s VGA/XGA monitorem, už jen proto, že v tomto případě není nutná konverze formátu. To šetří čas a v reklamním průmyslu platí, že čas jsou peníze!
Propojit počítač „přímo“ se stávajícími informačními a reklamními systémy však někdy není tak snadné. A v první řadě je tu problém spojený s omezenou délkou počítačových kabelů. Faktem je, že všechny standardy pro nízkofrekvenční (nemodulovanou) komunikaci mezi dvěma zařízeními (analogovými i digitálními) byly navrženy na základě předpokladu, že zdroj a přijímač byly umístěny takříkajíc „na stejném stole“, délka standardního propojovacího kabelu je tedy obvykle 1,5-3 m. Je-li přijímač signálu umístěn ve větší vzdálenosti, je potřeba specializované zařízení – tzv. prodlužovače rozhraní. Zařízení této třídy pomáhají eliminovat počáteční omezení délky komunikační linky mezi počítačem a prvky informační sítě.
Obsah
- Koaxiální kabel nebo kroucená dvojlinka?
- Symetrie
- Rozšiřovače rozhraní
- Co prodlužovací kabel přenáší a na jakou vzdálenost?
- Twisted pair linky
Koaxiální kabel nebo kroucená dvojlinka?
Dnes je jedním z nejběžnějších prostředků přenosu obrazových informací koaxiální kabel a kroucená dvoulinka.
Koaxiální kabel zajišťuje nevyvážený přenos signálu, zatímco kroucený dvoulinkový kabel zajišťuje symetrický přenos. Přenos signálu přes koaxiální kabel se nazývá nevyvážený přenos, protože koaxiální kabel doplňuje obvod mezi zdrojem a přijímačem, kde centrální jádro kabelu je signálový vodič a stínění je zemnící vodič. Navzdory dobrému stínění je koaxiální kabel citlivý na rušení, takže nemůže přenášet kompozitní a komponentní video signály na velké vzdálenosti. Koaxiální kabel navíc vyžaduje sladění výstupní impedance zdroje a vstupní impedance přijímače s jeho charakteristickou impedancí, zvláštní pozornost je třeba věnovat uspořádání kabelu a zakončení konektorů.
Alternativou ke koaxiálnímu kabelu je kroucená dvoulinka. Na rozdíl od koaxiálního kabelu provádí kroucená dvoulinka symetrický přenos videa, ve kterém veškeré elektromagnetické rušení a šum nakonec ovlivňuje oba dráty stejně. Když signál dosáhne přijímacího konce linky, vstupuje na vstup diferenciálního zesilovače s dobře vyváženým faktorem odmítnutí společného režimu (CMRR).
Pokud mají dva vodiče podobné vlastnosti a dostatek zákrutů na metr (čím více, tím lépe), budou stejně ovlivněny šumem, poklesem napětí a rušením. Zesilovač s dobrým CMRR na přijímacím konci linky odstraní většinu nežádoucího šumu.
Kroucená dvoulinka je obvykle levnější než koaxiální kabel, snáze se pokládá a odizolování konektorů nezpůsobuje žádné problémy.
Symetrie
symetrický jsou dvouvodičové obvody, ve kterých mají oba vodiče a všechny k nim připojené obvody stejnou impedanci vůči zemi a jakémukoli jinému vodiči.
Účelem vyvážení je vyrovnat šum indukovaný v obou vodičích; v tomto případě budou představovat podélný nebo společný signál, který lze v zátěži kompenzovat.
Vyvažování je technika redukce šumu, kterou lze použít v kombinaci se stíněním, kde musí být hladina hluku udržována pod úrovní dosažitelnou pomocí samotného stínění nebo dokonce místo stínění.
Použití diferenciálního zesilovače bylo prvním krokem k vytvoření symetrického systému. Zesilovač poskytuje symetrickou zátěž, ale zdroj zůstává asymetrický kvůli přítomnosti vnitřního odporu zdroje signálu Rr. (Obr. 1).
Obrázek 1. Snížení vlivu šumu v běžném režimu
Když je zdroj vyvážený vůči zemi (obr. 2), získá se zcela symetrický systém. V obecném případě jsou dvě současná šumová napětí zapojena do série s vodiči Uw1 и Uw2, které způsobují vzhled šumových proudů IШ1 и IШ2. Prameny UG1 и UG2 společně vytvářejí signální proud Iг. V tomto případě bude celkové napětí na zátěži:
První dva členy na pravé straně rovnice představují napětí šumu a třetí člen je napětí požadovaného signálu. KdybychШ1 rovná se IШ2 a R.H1 rovná se RN2, pak je šumové napětí na zátěži nulové. Rovnice je zjednodušená:
tj. napětí na zátěži vytváří pouze signální proud IГ.
Obrázek 2. Vyvážení zdroje signálu
Nestíněné nebo stíněné kroucené páry se obvykle používají jako vodiče v symetrických obvodech, protože jsou symetrické. Koaxiální kabel má na druhé straně nesymetrický tvar, takže pro symetrický systém byste měli použít dva koaxiální kabely.
Stupeň symetrie obvodu nebo poměr odmítnutí společného režimu (CMRR) je definován jako poměr běžného (podélného) šumového napětí k výslednému diferenciálnímu (nebo příčnému) napětí šumu a je obvykle vyjádřen v decibelech (dB) . Přeměna souosého napětí na diferenciální napětí je důsledkem asymetrie systému.
Čím lepší je symetrie obvodu, tím většího potlačení šumu lze dosáhnout. Pokud by bylo možné dosáhnout dokonalé symetrie, do systému by se nemohl dostat hluk. Od dobře navrženého systému můžete očekávat symetrii 60 – 80 dB. Lze dosáhnout lepší symetrie, ale to obvykle vyžaduje speciální kabely a může vyžadovat vlastní úpravy obvodu.
Symetrie systému závisí na symetrii zdroje, signálových vodičů a zátěže a také na symetrii případných rozptylových impedancí. Mezi oběma vstupními vodiči musí být zajištěna symetrie, a to jak v činném, tak v jalovém odporu, tj. činný a jalový odpor každého vodiče vůči zemi musí být stejný. Množství jakéhokoli šumu vstupujícího do symetrického obvodu je funkcí stupně nevyváženosti a je přímo úměrné součinnému napětí šumu. Symetrie není nikdy dokonalá a v přítomnosti šumových napětí v běžném režimu se do obvodu zavádí určité šumové napětí. Šumové napětí soufázového režimu lze snížit vhodným stíněním a uzemněním.
Stínění lze použít ke snížení množství souosého napětí indukovaného přes vodiče a vyvážení snižuje podíl souosého napětí indukovaného do zátěže. Symetrie systému závisí na frekvenci signálu. Typicky, čím vyšší frekvence, tím obtížnější je získat přesnou symetrii, protože při vysokých frekvencích má rozptylová kapacita velký vliv na výkon obvodu.
Znalost symetrie, kterou poskytují jednotlivé komponenty, ze kterých je systém postaven, nám neumožňuje předpovědět míru symetrie celého systému. Například odchylky v symetrii dvou složek se mohou navzájem rušit tak, že celková bilance kombinace složek je vyšší než u každé z nich. Na druhou stranu složky mohou být takové, že celkový zůstatek může být menší než u každé složky zvlášť.
Jednou z možností, jak zaručit dobrou symetrii celého systému, je nastavit pro každou součást toleranci, která je výrazně menší než hodnota celkové přípustné nevyváženosti systému. Tato metoda však může vést k vývoji, který není z hlediska nákladů nejefektivnější.
Rozšiřovače rozhraní
Nevýhodou symetrického přenosu signálu kroucenou dvojlinkou je, že kromě kabelu je potřeba jeden vysílač a jeden přijímač. Zvyšují nejen náklady na systém, ale také riziko ztráty signálu, pokud některá ze dvou komponent selže.
Zvažme nejjednodušší případ, kdy je třeba reprodukovat informace z počítače pomocí videoprojektoru nebo plazmového panelu umístěného ve značné vzdálenosti (řekněme 50-100 m) od systémové jednotky počítače. Na první pohled se rozhodnutí vytvořit lokální síť dvou počítačů a připojit zobrazovací zařízení místo monitoru druhého počítače jeví jako samozřejmé, ale co když musí být projektor připevněn ke stropu nebo instalován na místo, kde by byl mírně řečeno, nepohodlné na údržbu?
Správným řešením je použití extenderů rozhraní (extender nebo linkový vysílač) počítačového monitoru, jejichž moderní modely zajišťují přenos signálu do požadovaného rozsahu s nízkou úrovní rušení po kroucené dvoulinkě. Takto efektivní a levné technické řešení najde uplatnění v mnoha oblastech: v informačních systémech v dopravě, ve vzdělávacích institucích nebo nemocnicích.
Stejně jako extendery video rozhraní funguje i extender signálu VGA na hardwarové úrovni, takže je bez jakýchkoliv problémů s kompatibilitou softwaru, vyjednáváním kodeků nebo převodem formátu.
Donedávna bylo možné po kroucené dvojlinkě přenášet signály na relativně krátkou vzdálenost bez ztráty kvality, v loňském roce se však situace radikálně změnila poté, co se na trhu objevila nová řada prodlužovacích šňůr pro práci s kroucenou dvojlinkou. Díky nové základně prvků a také novému hardwaru a řešení obvodů bylo dosaženo skutečného průlomu: nyní lze signály přenášet na vzdálenosti přesahující 300 metrů bez ztráty kvality. Zařízení je schopno spolehlivě fungovat se standardním nestíněným krouceným párem kabelu kategorie 5, ale mnohem lepších výsledků lze dosáhnout s kabely vyšší kvality.
Nová řada zařízení zahrnuje vysílače signálu XGA s kroucenými páry, distribuční zesilovače, přepínače a přijímače signálu s kroucenými páry.
Schopnosti zařízení uspokojí potřeby nejnáročnějších uživatelů.
Co prodlužovací kabel přenáší a na jakou vzdálenost?
Pasivní linka (bez zesilovačů/konvertorů):
- Kabel RG-59 nebo RG-6 je schopen přenášet kompozitní video, televizní signály PAL nebo NTSC na vzdálenost 20-40 m bez viditelného zkreslení na obrazovce.
- Kabel typu RG-11 funguje do 50-70m.
- Specializované kabely jako Belden 8281 nebo Belden 1694A zvýší dosah přenosu přibližně o 50 %.
Pro signály VGA, Super-VGA nebo XGA:
- Běžný VGA kabel zajišťuje přenos obrazu s rozlišením 640×480 na vzdálenost 5-7m.
- Při rozlišení 1024×768 a vyšším by takový kabel neměl být delší než 3 m.
- Vysoce kvalitní průmyslové kabely VGA/XGA poskytují dosah až 10-15, zřídka až 30m.
Prodlužovač signálu VGA využívající kroucenou dvojlinku nemá žádné problémy s kompatibilitou a nevyžaduje složitou údržbu.
Komunikační linka podléhá ztrátám na vysokých frekvencích (High frequency loss), což se projevuje poklesem jasu až úplným vymizením barev, zhoršením rozlišení a jasnosti. K odstranění tohoto problému používají VGA/XGA extendery obvod řízení vysokofrekvenční ztráty nazývaný EQ (Cable Equalization) nebo HF (High Frequency).
Obvod EQ poskytuje frekvenčně závislé zesílení signálu pro „narovnání“ amplitudově-frekvenční odezvy.
Extender tedy musí být vybaven zesilovačem signálu (nejlépe nastavitelným) a EQ systémem a jako přenosové médium je lepší zvolit kroucenou dvojlinku, jako nejrozšířenější a levný kabelový produkt.
Twisted pair linky
Prodlužovač rozhraní musí být vybaven nastavitelným zesilovačem signálu a obvody pro kompenzaci vysokofrekvenčních ztrát.
- Schopný přenášet kompozitní video signál na vzdálenost až 300-1000 m (při přenosu kompozitního signálu na vzdálenost menší než 100 m nemá smysl přecházet na kroucenou dvojlinku).
- Komponentní a s-Video signály (pro standardní TV) lze přenášet na vzdálenosti, které nejsou o mnoho kratší než složený signál.
- Komponentní signály pro televizi s vysokým rozlišením (HDTV, HDTV) vyžadují větší šířku pásma a jsou dobře přenášeny na vzdálenost 100-500 m.
- Signály třídy VGA lze přenášet na vzdálenost až 100-300 metrů. Příklad systému pro přenos takového signálu na vzdálenost 100 m je na obrázku 3 a rozsáhlý systém distribuce signálu až do vzdálenosti 250 m je na obrázku 4.
Jako přenosové médium můžete použít kroucenou dvojlinku, jako nejrozšířenější a levný kabelový produkt schopný přenášet video signály na velké vzdálenosti.
Vysílací zařízení extenderu typicky konvertuje video signál(y) do diferenciálně vyváženého formátu, který je nejvhodnější pro kroucené dvoulinky. Na přijímací straně je obnoven standardní formát videa, aby se reprodukoval přijímaný signál na monitoru.
Přenosovým médiem v extenderech může být také optické vlákno a bezdrátové rádio. Optické vlákno ve srovnání s kroucenými dvoulinkami výrazně zvýší náklady a bezdrátová komunikace neposkytuje dostatečnou odolnost proti šumu a spolehlivost a není snadné získat povolení k jejímu použití.
Obrázek 3. Systém pro vysílání signálu VGA/XGA na vzdálenost 100 metrů
Obrázek 4. Distribuce signálu VGA/XGA z jednoho zdroje do mnoha
vzdálené displeje
Koaxiální kabel se skládá ze dvou koaxiálně umístěných vodičů. Díky tomuto zařízení je kabel schopen přenášet signály s minimální spotřebou energie. V tomto případě je kabel zcela chráněn před elektromagnetickým polem umístěným zvenčí. Nejčastěji se koaxiální kabel používá k přenosu rádiových signálů a televizních signálů. Než si koupíte SAT-50, RG-6 nebo SAT-703E, musíte zjistit, jak jsou kabely navrženy, jaká označení se používají k jejich označení a v jakých oblastech se používají.
přihláška
Koaxiální kabel se často používá k položení internetové sítě. A to vše proto, že vysílá signál co nejpřesněji a nejrychleji. Selhání přenosu signálu je extrémně vzácné, protože je chráněno hustou izolací. S jeho pomocí můžete vytvořit odolnou síť, přes kterou se budou přenášet signály pro rychlé načítání stránek, sledování videí online a okamžité odesílání zpráv. Zkušení specialisté používají koaxiální kabel pro internet a televizi, protože je to pohodlné a spolehlivé.
Koaxiální kabely mají velmi dobré vysokofrekvenční a širokopásmové vlastnosti a jsou široce používány pro přenos různých digitálních a analogových video signálů v sítích kabelové televize, satelitních televizních sítích a bezpečnostních sítích pomocí videokamer.
Struktura
Koaxiální kabel se skládá z měděného nebo měděného ocelového středního vodiče, hliníkové fólie nebo vrstveného hliníkového stínění, opletení a vnějšího pláště z PE nebo PVC.
Koaxiální kabel se dodává v různých tloušťkách. Tenký má průměr 5 mm, tenkou skořepinu a jednovrstvý oplet. Může být položen až do délky 200 m od centra příjmu signálu k samotnému zařízení. Ten tlustý má průměr dvakrát větší než ten tenký – 10 mm. Má také dvouvrstvý cop. Lze jej položit až do 650 m. Velikost jádra určuje, jak dobrý, přesný a kvalitní bude přenos signálu.
značkování
Koaxiální kabely jsou označeny podle stupnice Radio Guide:
RG – označení radiové vodivosti, někdy se vyrábí radiovodivý kabel (rádiový vodič) bez označení RG;
DG – označení destinace pro sítě digitálního vysílání;
SAT – označení destinace pro satelitní vysílací sítě;
DJ – označení destinace pro satelitní vysílací sítě (analog předchozího typu SAT kabelu vyrobeného v Číně);
59 – číslo typické pro kabely výše uvedeného označení, nemá význam technické informace, identifikuje značku kabelu, u kabelu kategorie RG bude číslo udávat standardní velikost kabelu;
U – označení pro servisní účely, tento typ kabelu je flexibilnější díky ztenčení středových vodičů a snížené hustotě opletení, a proto se nejčastěji používá při instalaci, nepoužívá se při pokládání sítě na větší vzdálenosti;
A/U – označení servisního účelu kabelu vybaveného centrálním vodičem s více žilami, pružnějšímu než U;
C/U – označení servisního účelu kabelu vyrobeného podle vojenských norem, dielektrikum v kabelu této kategorie je vyrobeno z materiálu, který nepodléhá hoření;
/48 – číslo za lomítkem (lomítkem) udává hodnotu hustoty opletu;
Indoor/Outdoor – označení možnosti použití tohoto typu kabelu výhradně uvnitř (indoor) nebo venku (outdoor);
LSZH – označení typu kabelu, který hoří bez kouře.
Výhody
Koaxiální kabel má řadu výhod:
- nízká cena s výbornými technickými parametry;
- snadná instalace pomocí malého počtu spojovacích prvků;
- estetika kabelu umožňuje řemeslníkům položit jej v kancelářích, domácnostech, veřejných budovách s jakýmkoli interiérem;
- přenos velkého množství televizních a telefonních kanálů;
- maximální rychlost přenosu signálu – až několik Gbit/s na velké vzdálenosti;
- ochrana proti elektromagnetickému rušení;
- relativně nízký útlum.
Jednou z hlavních výhod koaxiálního kabelu je, že je univerzální: lze jej použít pro internet i televizi. Dobře přenáší audio a video signály bez jakýchkoliv výpadků sítě. Navíc je vhodná pro pokládku v místech s vysokým procentem vlhkosti.
Kde koupit koaxiální kabel
Koaxiální kabel RG-6, RG-11, SAT-703, SAT-703 Dg, SAT-50, SAT-50E, SAT-703E Plus můžete zakoupit od AVS Electronics.
Řada koaxiálních kabelů AVS Electronics je k dispozici v řadě tlouštěk pro vnitřní i venkovní aplikace, s jádrem Cu nebo CCS.
Společnost AVS Electronics nabízí zákazníkům nejlepší prodejní podmínky, flexibilní cenovou politiku a velké slevy na velkoobchodní objednávky. Veškeré informace o produktech naleznete na webu nebo u manažerů.
