کاربرد فیبر نوری در دوربین مدار بسته

کاربرد فیبر نوری در دوربین مدار بسته در سیستم دوربین مداربسته تحت شبکه (IP)، عموما کابل های مسی (twisted pair) برای اتصال دوربین های مداربسته به دستگاه های ذخیره ساز استفاده می شوند. این در حالیست که در راهکار نظارت تصویری در فواصل طولانی، کابل کشی فیبر نوری می تواند گزینه مقرون به صرفه تری باشد. قابلیت های برتر فیبر نوری همانند عدم نیاز به تجهیزات گران تقویت سیگنال و امکان انتقال حجم بالایی از داده، باعث شده تا در پروژه های نظارت تصویری از راه دور، فیبر انتخاب بهتری نسبت به کابل مسی باشد حتی اگر هر متر آن گرانتر از کابل مسی دربیاید.

انتقال داده فیبر نوری چیست؟

در انتقال داده فیبر نوری، سیگنال های نور از طریق فیبرهای شیشه ای منتقل می گردند.

بازتاب نور در الیاف شیشه ای

الیاف داخل کابل فیبر نوری قابل انعطاف بوده و از شیشه یا پلاستیک بسیار خالص و شفاف ساخته شده اند. هسته فیبر توسط ماده شیشه ای دیگری با خصوصیاتی کمی متفاوت، محصور می شود که به آن روکش یا cladding می گویند. این ساختار باعث شده تا کابل فیبر همانند “لوله نور” عمل کند به طوری که نوری که از یک طرف وارد کابل شده، از طرف دیگر خارج می شود، حتی اگر کابل خم شده یا پیچ خورده باشد. همانطور که در تصویر پایین مشاهده می کنید، برای ثبات و دوام بالاتر، هسته و روکش آن، معمولا توسط چندین پوشش محافظ محصور می شوند.

اگر نور درون کابل فیبر از جهت خود منحرف شده و به مرز بین هسته و روکش برخورد کند، در اثر برخورد به دیوارها، پی در پی در داخل کابل کمانه کرده و کنترل می شود. همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، اینطور به نظر می آید که روکش cladding از جنس آینه است چرا که نور مداوم بازتاب شده و به ندرت جذب روکش می شود. به همین دلیل است که کابل فیبر برای انتقال نور در فواصل طولانی بدون افت شدت نور، استفاده می شود.

فیبر تک حالته و یا فیبر چند حالته

کابل فیبر نوری ، بسته به منبع نور و فاصله انتقال، در دو نوع موجود می باشد

تک حالته (Single Mode)

فیبر تک حالته دارای هسته ای باریک به قطر تقریبی 8µm بوده و قادر به انتقال نور لیزر مادون قرمز با طول موجی بین 1300 تا 1550 نانومتر می باشد. این کابل ها معمولا از شیشه ساخته شده اند و گرانتر از فیبرهای چند حالته هستند. فیبرهای تک حالته تنها از یک مسیر انتشار یا حالت پشتیبانی می کنند و برای انتقال داده ها در فواصل بالای 60 کیلومتر استفاده شده و در شبکه های WAN و MAN کاربرد دارند.

فیبر چند حالته (Multi-Mode)

قطر هسته این نوع کابل ها بیشتر و حدودا بین 50 تا 100 میکرومتر می باشد. این نوع کابل، نور LED مادون قرمز را با طول موج 850 تا 1300 نانومتر، منتقل می کند. این کابل ها معمولا از جنس سیلیس با روکش پلاستیکی و یا پلاستیک ساخته شده اند. فیبر چند حالته از چندین مسیر انتشار یا چندین سیگنال نوری پشتیبانی می کند. این نوع کابل برای فواصل کوتاه تر (تا 5 کیلومتر) استفاده شده و برای شبکه های LAN و دیتاسنترها کاربرد دارند.

چرا از فیبرنوری استفاده کنیم؟

کابل کشی در فواصل طولانی با کمترین هزینه

همانطور که اشاره کردیم، کابل فیبرنوری امکان انتقال سیگنال در فواصل طولانی، بدون افت کیفیت را دارد. اگر از کابل مسی برای انتقال داده در همین فاصله استفاده شود، باید سیگنال را چندین بار در طول مسیر تقویت کرد. برای این کار از دستگاه های repeater استفاده می شود که به نسبت گران هستند.

حداکثر طول کابل فیبر، بسته به نوع آن، بین 5 تا 70 کیلومتر است. این در حالیست که عموما؛ حداکثر طول کابل مسی 100 متر می باشد. همچنین، برخی مدل های کابل فیبر تا سرعت 10,000Mbps قابلیت انتقال اطلاعات را دارند.

عدم تداخل الکتریکی

انتقال داده از طریق کابل مسی مستعد تداخل الکترومغناطیسی می باشد. این مشکل در صورتی اتفاق میفتد که امواج الکترومغناطیس پیرامون کابل، بر روی آن تاثیر گذاشته و باعث از دست رفتن داده ها می شود. کابل های فیبر نوری در مقابل چنین تداخل هایی ایمن و ایزوله هستند. همچنین، سیگنال های درون یک فیبر، اثری بر روی سیگنال رشته فیبر های دیگر در یک کابل ندارد.

فیبر نوری در سیستم دوربین مداربسته

جزء اصلی سیستم انتقال تصویر بر بستر فیبر، پورت SFP است. در این حالت دو نوع راهکار وجود دارد

راهکار 1

از دوربین مداربسته تحت شبکه و سوئیچ با اسلات SFP استفاده می گردد. در تصویر زیر، مثالی از یک سیستم مداربسته بر بستر فیبر نشان داده شده است

فرستنده

در طرف فرستنده یک دوربین مداربسته تحت شبکه، با کابل مسی به سوئیچ PoE همانند سوئیچ NSW2010-16T2GC برند UNV متصل می شود. این سوئیچ دارای 16 پورت PoE برای انتقال تصویر و برق رسانی به دوربین ها ، تا فاصله 250 متر بوده و دارای دو پورت کمبو 1000Mbps است که می توان از این دو پورت برای Ethernet و یا برای اتصال ماژول فیبر نوری استفاده کرد.

ماژول SFP

در سمت فرستنده ، ماژول فیبر نوری به پورت SFP سوئیچ متصل شده تا داده ها را به سیگنال های نوری دیجیتال تبدیل کند. ماژول های SFP در انواع مختلفی وجود دارند و می توانند به صورت گیرنده، فرستنده و یا در دو حالت فعالیت کنند. همچنین، ماژول SFP می تواند تک حالته و یا چند حالته بوده و simplex و یا duplex باشد. ماژول های duplex معمولا در مواردی کاربرد دارند که ارسال دو طرفه سیگنال به صورت همزمان مورد نظر باشد. ماژول های SFP دارای پهنای باندی مختلفی از 100Mbps تا 10Gbps هستند.

کابل فیبر نوری

کابل فیبر نوری به ماژول SFP متصل شده و عمل انتقال اطلاعات را با سرعت بالا، بدون تضعیف نور، انجام می دهد.

سمت گیرنده

در سمت گیرنده یک سوئیچ دیگر با پورت SFP قرار دارد که با کمک ماژول فیبر، سیگنال های نوری را دریافت کرده و آنها را به داده های دیجیتالی برای ذخیره سازی در دستگاه NVR تبدیل می کند. قابل ذکر است که در این مرحله می توان از NVR هایی با اسلات SFP همانند دستگاه NVR516 برند UNV استفاده کرد تا حجم بالایی از اطلاعات را بتوان مستقیم به دستگاه ذخیره ساز منتقل کرد.

استفاده از دوربین هایی با اسلات SFP، هماننددوربین مداربسته IPC252ERA-X22DUG برای نصب دوربین مداربسته در فواصل طولانی نسبت به یکدیگر و نسبت به محل ذخیره سازی داده. این راهکار برای پروژه های نظارت شهری و نظارت جاده ای که دوربین ها در فواصل بسیار زیادی قرار دارند، بسیار مناسب می باشد.