Il cablaggio di un sistema TVCC di sicurezza è stato fino a poco tempo fa una cosa semplice. Dal momento che le telecamere di sicurezza erano basate su tecnologie video commerciali, le reti dei sistemi di videosorveglianza utilizzavano un cavo coassiale e componenti adeguate. Il cavo coassiale è ancora una scelta prevalentemente popolare per il cablaggio di sistemi TVCC.

Tuttavia, i progressi nei sistemi delle immagini video, nella tecnologia di trasmissione, compressione video e negli stessi cavi, presentano al progettista una scelta tra i cavi coassiali tradizionali 75Ω RG59 e RG6, Cat 5e/Cat 6 doppino intrecciato o fibra ottica. Ciascuno rappresenta un media di trasmissione valido, ognuno ha i suoi vantaggi. Ma qual è il cavo corretto per la vostra applicazione?

CARATTERISTICHE DEI CAVI

Il cavo coassiale è stato lo standard di trasmissione video per anni. Esso consiste di un conduttore (solitamente rame) circondato da un dielettrico in polietilene. Il cavo coassiale viene schermato con una treccia metallica e/o lamina per la protezione contro le interferenze elettromagnetiche (EMI).

Il coassiale è una tecnologia popolare e collaudata. Poiché quasi tutte le telecamere a circuito chiuso e gli monitor accettano connessioni coassiali, la conversione non è necessaria. La bassa attenuazione e la resistenza alle interferenze EMI, fanno del coax una scelta eccellente per distanze di trasmissione fino a 450m (o più con l'utilizzo di ripetitori). Sia il video in entrata che i commandi PTZ in uscita (Pan, Tilt, Zoom) possono essere trasmessi sullo stesso cavo.

Il cavo UTP (Unshielded Twisted Pair) è un nuovo arrivato nel settore TVCC anche se è il cavo di scelta per reti strutturate, come le reti LAN. Una coppia di fili di rame isolati è attorcigliati insieme per migliorare la trasmissione dei dati. La torsione riduce la diafonia e offre una certa protezione contro interferenze elettromagnetiche (anche se di solito non tanto come un cavo coassiale).

Il cavo UTP richiede supporti di conversione (video balun) per modificare il video da 75 Ohm del segnale RF per il trasporto sui cavi UTP a 100Ω. Non tutti i video balun permettono di passare i comandi PTZ alla telecamera. Tuttavia, l'UTP offre prestazioni ragionevoli fino a 300 metri e più, se i balun sono alimentati (attivi). Il cavo UTP sta piano piano ottenendo un ruolo come il cavo di scelta per sistemi di sicurezza integrati, dove il video, il monitoraggio degli allarmi, controllo accessi e asset tracking sono tutti effettuati su una singola rete. Il piccolo diametro del cavo UTP, il peso leggero, il basso costo e l'ampia accettazione nella trasmissione dei dati lo rendono un valido concorrente al cablaggio coassiale.

I cavi in fibra ottica invece portano gli impulsi di luce (segnale) su filamenti di vetro sottili come capelli. Il cavo di fibra ottica è leggero, di piccolo diametro, è immune alle interferenze elettromagnetiche ed è molto difficile da intercettare. Una fibra multimodale può trasportare il segnale fino a 2 km; le fibre monomodali invece possono trasportare segnali per distanze fino a 100 km. La fibra ottica è adatta per applicazioni esterne.

Se il costo non è un problema, allora il cavo in fibra ottica è il media TVCC perfetto; tuttavia, la conversione del segnale è richiesta ad ogni lato in forma di media convertitori, che sono relativamente costosi.

La tabella 1 offre un rapido confronto dei tre tipi di cavi.

tipo di cavo	diametro (mm)	peso (kg / 300 m)	attenuazione @ 5MHz (dB / 100m)	efficacia della schermatura (dB)	distanza nominale (m)
Mini Coax	3.7	7	4.33	80	100
RG59 Coax	6.15	16	1.93	80	250
RG6 Coax	6.9	19	1.57	80	450
Cat5e UTP (passive)	5.08	9.5	4.06	40	300
Cat5e UTP (active)	5.08	9.5	4.06	40	1000
Fibra ottica (multimode)	3.3 x 5.84	6	< 1.67	/	2000

 

Configurazione del sistema

Un sistema TVCC tipico è configurato come mostra la figura sopra. Una telecamera è collegata tramite un cavo coassiale a un controller PTZ
e un videoregistratore digitale (DVR). L'alimentazione è fornita da una coppia di cavi collegato al coassiale. I segnale video viene terminato davanti al monitor, che può essere B&W o a colori. Questo esempio mostra una sistema coassiale; i media converter non sono necessari. In generale, è necessario un cavo per telecamera.

La figura sottostante mostra invece un sistema UTP che utilizza i video balun ad entrambe le estremità del cavo per convertire il segnale video della telecamera. Mentre quattro doppini costituiscono un cavo UTP Cat5e, solo due coppie sono necessarie per la CCTV (una coppia per la trasmissione del segnale, un altra per il controllo PTZ). Se i balun sono attivi, l'alimentazione a bassa tensione è fornita da una terza coppia di conduttori.

Un vantaggio del sistema UTP è che i video delle diverse telecamere possono essere indirizzati a un hub attivo in cui possono essere multiplexati ed inviati alla sala di controllo su un singolo cavo multicoppia UTP. UTP è adatto per gli impianti con un'alta densità di telecamere, dove lo spazio è molto importante.

Come l'UTP, anche i sistemi su fibra ottica necessitano di media converter per adattare il segnale RF video per la trasmissione su fibra. Due fibre sono necessarie (una per la trasmissione del segnale e un altra per il segnale PTZ). Il convertitori inoltre richiedono l'alimentazione, in modo che anche in questo caso i conduttori in rame possono essere utilizzati. Come con l'UTP, i segnali ottici possono essere multiplexati attraverso un hub attivo.

Performance comparata

Decidere quale mezzo di comunicazione utilizzare coinvolge tre fattori:

• distanza di trasmissione,
• qualità del segnale e
• costo delle componenti.

Alla Commscope hanno testato diversi mezzi di comunicazione su distanze varie e hanno classificato le loro prestazioni su una scala di 10 punti (dove 1 è molto scarso e 10 eccellente). I diversi media vengono confrontati con un breve collegamento diretto dalla telecamera al DVR e al monitor. I dati DVR sono stati presi dal materiale video trasmesso al DVR tramite i media in prova, quindi riprodotti direttamente sul monitor. Questo produce una qualità d'immagine un po' più povera; artefatti digitali sono creati a volte quando il segnale analogico viene salvato in un formato digitale. La fibra ottica non è stato testata in questo confronto in quanto offre prestazioni pari o migliori al collegamento diretto, ma ad un costo molto maggiore.

	connettività	Qualità B/N	Qualità COLORI	Qualità DVR	PTZ	A 150m il cavo coassiale svolge il ruolo molto meglio, nella qualità del segnale che arriva al monitor e al DVR.
connessione diretta		7.0	7.0	6.5	si
UTP (Cat5e)	passivo	6.0	5.5	4.0	si
Coax RG59	passivo	7.0	7.0	6.0	si

 

	connettività	Qualità B/N	Qualità COLORI	Qualità DVR	PTZ	A 300m il cavo coassiale offre ancora prestazioni migliori del UTP (da notare il grado più elevato del cavo UTP attivo).
connessione diretta		7.0	7.0	6.5	si
UTP (Cat5e)	attivo	4.0	3.5	3.0	si
UTP (Cat5e)	passivo	4.0	2.0	2.0	no
Coax RG59	passivo	7.0	6.5	4.5	si

 

	connettività	Qualità B/N	Qualità COLORI	Qualità DVR	PTZ	A1km le performance del cavo coassiale cadono drasticamente, quasi uguagliando quelle dell'UTP attivo.
connessione diretta		7.0	7.0	6.5	si
UTP (Cat5e)	attivo	4.0	3.0	2.0	si
UTP (Cat5e)	passivo	1.0	0.5	0.5	no
Coax RG59	passivo	4.0	2.5	2.0	si

 

	connettività	Qualità B/N	Qualità COLORI	Qualità DVR	PTZ	A1,2km il sistema diventa inutilizzabile sia col cavo coassiale che con il cavo UTP. Le performans del cavo UTP potrebbero essere migliorate con dei amplificatori durante il tracciato, però la fibra ottica offre le prestazioni migliori a queste distanze e distanze maggiori.
connessione diretta		7.0	7.0	6.5	si
UTP (Cat5e)	attivo	3.0	2.5	1.5	si
UTP (Cat5e)	passivo	1.0	0.0	0.0	no
Coax RG59	passivo	3.0	2.0	1.0	si

 

Costi comparati

La distanza gioca un ruolo notevole nel confronto di costi di diversi media. Per esempio, il cavo coassiale RG59 costa più di un cavo a 4 coppie UTP. Tuttavia, tale costo può essere compensato dal prezzo dell'elettronica supplementare necessaria per gestire un sistema basato sul UTP. Su brevi distanze, il fattore chiave è il costo dell'elettronica; su lunghe distanze, il fattore limite è il costo del cavo.

Per distanze più brevi, il sistema coassiale è più economico. Tuttavia, per distanze da 450 a 600 m, il prezzo del coassiale comincia a salire e la necessità di più ripetitori diventa un fattore cruciale nel calcolo dei costi, e il sistema UTP diventa più economico. Un sistema di fibre ottiche tipico costerebbe più del coassiale o del sistema UTP.

Sintesi

Il cavo coassiale è una tecnologia ampiamente utilizzata, che funziona bene ed è economico per distanze fino a 450m. Poiché non richiede elettronica aggiuntiva (media converter), si ottiene un minor numero di punti di connessione che potrebbero portare alla perdita del segnalare o la rottura. È altresì ben schermato contro interferenze elettromagnetiche. Il cavo coassiale tende inoltre ad introdurre un minor numero di artefatti digitali rispetto al cavo UTP.

Il cavo UTP sta emergendo come un media valido per la TVCC, sopratutto con le telecamere IP, dove ha già l'esclusiva. Un sistema UTP attivo offre prestazioni ragionevoli per distanze fino a 450 metri ed è paragonabile al coassiale su distanze tra 0.5 - 1 km. Il grande vantaggio del UTP è che funziona bene nel mondo del cablaggio strutturato. Una rete CCTV su UTP può essere integrata in una rete dati del campus utilizzando i protocolli come Ethernet. Anche i costi dei video balun sono scesi di molto negli ultimi anni. Gli svantaggi sono che la conversione elettronica è richiesta e il cavo UTP offre solo protezione minima contro le EMI. Cavi UTP di categorie superiori, offrono una resistenza alle interferenze migliore.

Se non fosse per il costo dei media converter, la fibra sarebbe la scelta schiacciante per le applicazioni TVCC, specialmente per quelli su lunghe distanze. La fibra è difficile da intercettare ed è immune alle interferenze EMI e ai fulmini. La fibra è sicuramente diventata il media di scelta per applicazioni esterne (videosorveglianza delle autostrade, città).

In chiusura, il coassiale rimane un mezzo molto robusto per i sistemi CCTV - grazie anche alle nuove tecnologie come il HD-SDI. Progressi continui dell'elettronica a basso costo aumenteranno le prestazioni del'UTP e diminuiranno il prezzo dei sistemi con fibra ottica.