Monitoring bezprzewodowy

Strona główna  »  Artykuły  »  Monitoring bezprzewodowy


Monitoring bezprzewodowy
    Monitoring bezprzewodowy to najbardziej uniwersalne rozwiązanie w dziedzinie systemów telewizji przemysłowej. Monitoring bezprzewodowy pozwala na znacznie większe możliwości w monitorowaniu rozległych obszarów.
Obecnie najczęściej tego typu rozwiązanie stosowane jest do obserwacji terenów miast. Monitoring bezprzewodowy może być projektowany na kilka sposobów, różniących się między sobą głównie sposobem transmisji sygnału audio/wideo oraz architekturą sieci.

Współczesne bezprzewodowe instalacja monitoringu CCTV realizowane są poprzez:
- monitoring z wykorzystaniem WLAN (najbardziej popularna konfiguracja),
- monitoring z wykorzystaniem LMDS,
- monitoring z wykorzystaniem MMDS,
- monitoring z wykorzystaniem sieci optycznych.

    Podobnie jak w przypadku cyfrowych systemów wizyjnych, warunkiem koniecznym budowy każdej z wyżej wymienionych konfiguracji jest digitalizacja obraz kompresja sygnału audio/wideo. Do digitalizacji i kompresji obrazu wykorzystuje się specjalne urządzenia. Są to te same urządzenia co w przypadku sieci przewodowych, mianowicie wideoserwery, kamery IP, cyfrowe rejestratory wideo lub komputerowe karty DVR.

Monitoring bezprzewodowy z wykorzystaniem WLAN

    Technologia WLAN pozwala na budowanie bezprzewodowych instalacji CCTV przy zachowaniu niskich kosztów. Największym walorem użytkowym instalacji opartej na sieci WLAN jest stosunkowo duży zasięg. Ponadto, budowa instalacji CCTV w oparciu o sieci radiowe WLAN jest szybka, co w niektórych przypadkach jest bardzo dużą zaletą. Przy budowie instalacji CCTV na bazie WLAN należy kierować się kilkoma normami prawnymi. Najważniejsze regulacje prawne zostały przedstawione w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 26 lipca 2004 r. zmieniające rozporządzenia w sprawie urządzeń radiowych nadawczych lub nadawczo-odbiorczych, które mogą być używane bez pozwolenia (Dz. U. Nr 169, poz. 1774).

    Monitoring CCTV budowany w oparciu o sieci radiowe WLAN pracuje zazwyczaj w dwóch zakresach częstotliwości, mianowicie 2,4GHz 0,1W ERP oraz 5,6GHz 1W ERP. Preferowanym zakresem częstotliwości jest zakres 5,6GHz.

    Podczas budowy systemów telewizji przemysłowej w oparciu o sieci WLAN należy zwrócić uwagę na trzy główne standardu. Standard 802.11a jest to standard określony dla pasma częstotliwości 5GHz i przepustowości łącza do 54Mbit/s. Najczęściej wykorzystywane zakresy dla standardu 802.11a to 5,150 – 5,350GHz i 5,470 - 5,725GHz. Kolejny standard to 802.11b określający pracę sieci na paśmie 2,4GHz przy przepływności 11Mbit/s. Ostatnim i obecnie chyba najczęściej wykorzystywanym w budowie bezprzewodowych aplikacji monitoringu jest standard 802.11g sformułowany dla pasma 2,4GHz przy przepływności 54Mbit/s.

    Podczas budowy systemu monitoringu CCTV na bazie sieci radiowych WLAN należy zwrócić uwagę na wiele czynników, ponieważ zasięg naszej sieci zależy między innymi od: tłumienia kabli, mocy wyjściowej urządzenia nadawczego, czułości urządzenia nadawczego, tłumienia pomiędzy antenami oraz zakłóceń wynikających z obecności innych urządzeń elektronicznych.

    Technika WLAN posiada wiele zalet. Oczywiście ma także wady ponieważ nie ma instalacji, które posiadały by jedynie same zalety.

    Zalety monitoringu bezprzewodowego zbudowanego w oparciu o sieci radiowe WLAN:
- duża elastyczność pracy oraz szeroki zakres zastosowań,
- możliwość budowy instalacji CCTV w miejscach gdzie budowa standardowej aplikacji monitoringu jest niemożliwa,
- łatwa rozbudowa istniejącej instalacji,
- łatwa modyfikacja istniejącego systemu CCTV.

Wady monitoringu bezprzewodowego zbudowanego w oparciu o sieci radiowe WLAN:
- trudne osiągnięcie bardzo wysokiej jakości transmisji,
- zakłócenia wynikające z obecności innych urządzeń,
- w przypadku występowania wysokich drzew i budynków konieczne jest stosowanie wysokich anten,
- zakłócenia wynikające z obecności sąsiadujących sieci radiowych.

Monitoring bezprzewodowy z wykorzystaniem LMDS

    Technologia LMDS czyli Local Multipoint Distribution Services to bezprzewodowy system transmisji pracujący w wysokich częstotliwościach w zakresie od 3,5 do 40GHz. Technika LMDS wykorzystywana jest do budowy bezprzewodowych systemów telewizji przemysłowej w obrębie niewielkich obszarów o średnicy maksymalnie kilku kilometrów. Standardowy system LMDS składa się z stacji bazowej i kilku niewielkich stacji odbiorczych. Wykorzystanie techniki LMDS pozwala na osiągnięcie bardzo dużej prędkości transmisji 155 Mb/s przy zasięgu poniżej 10 kilometrów.

Zalety monitoringu bezprzewodowego zbudowanego w oparciu o technologię LMDS:
- niewielkie rozmiary zarówno urządzeń nadawczych jak i odbiorczych, co pozwala na swobodną i łatwą instalację na dachach i elewacjach budynków,
- elastyczna struktura, pozwalająca na swobodną rozbudowę oraz zwiększenie zasięgu.

Wady monitoringu bezprzewodowego zbudowanego w oparciu o technologię LMDS:
- system zbudowany w oparciu o LMDS jest wrażliwy na interferencje elektromagnetyczne.

Monitoring bezprzewodowy z wykorzystaniem MMDS

    Technologia MMDS czyli Multichannel Multipoint Distribution Sernice została stworzona z myślą o jednoczesnej transmisji kilkunastu programów telewizyjnych drogą radiową. Pierwszym założeniem MMDS miało być zastąpienie telewizji kablowej na terenach mało zurbanizowanych. Obecnie MMDS wykorzystywany jest w wielu celach, między innymi zapewnia dostęp do Internetu. Technologia MMDS pozwala na transmisję sygnału na odległość nawet 50 kilometrów. MMDS pracuje w paśmie częstotliwości w zakresie od 2,5 do 2,7GHz, zapewniając przy tym przepływność maksymalną 10Mb/s na kanał w kierunku abonenta. W najbliższym czasie planowane jest zwiększenie maksymalnej przepływności do poziomu 27Mb/s na kanał.

Zalety monitoringu bezprzewodowego zbudowanego w oparciu o technologię MMDS:
- podobnie jak w przypadku LMDS małe rozmiary urządzeń nadawczych i odbiorczych,
- elastyczna struktura umożliwiająca prostą i co najważniejsze szybką rozbudowę i modernizację,
- praca w niskiej częstotliwości pozwala na osiągnięcie większego zasięgu transmisji,
- niska częstotliwość pracy to niższe koszty urządzeń nadawczych i odbiorczych.

Wady monitoringu bezprzewodowego zbudowanego w oparciu o technologię MMDS:
- niska przepustowość,
- podobnie jak w przypadku technologii LMDS duża wrażliwość na interferencje elektromagnetyczne.

Monitoring bezprzewodowy z wykorzystaniem transmisji optycznej

    Bezprzewodowa transmisja optyczna polega na wykorzystaniu promieniowania podczerwonego, czyli długości fal w zakresie od 700 do 1500nm. Do budowy bezprzewodowych systemów pracujących w oparciu o transmisję optyczną wykorzystuje się dwa rodzaje źródeł światła, mianowicie wąskopasmowe diody LED oraz diody laserowe.

    Wąskopasmowe diody elektroluminescencyjne potocznie zwane jako LED emitują widmo w paśmie promieniowania podczerwonego o szerokości około 120nm z mocą optyczną około 1mW. Przy transmisji optycznej z wykorzystaniem diod LED osiąga się zasięg transmisji rzędu 1,5 kilometra i prędkości maksymalnej do 1,25Gb/s.

    Diody laserowe wykorzystywane są do budowy systemów o większej prędkości transmisji. W przypadku diod laserowych prędkość transmisji wynosi około 2,5Gb/s, a maksymalny zasięg to około 1 kilometra. Szerokość pasma uzyskiwanego przez diody laserowe nie przekracza wartości 2nm, co sprawia, że moc optyczna jest kilkukrotnie wyższa niż w przypadku diod LED.

Obecnie wyróżnia się cztery główne topologie sieci bezprzewodowej transmisji optycznej:
- łącze punkt-punkt,
- łącze punkt-wielopunkt,
- struktura pierścienia,
- struktura siatki.

Zalety monitoringu bezprzewodowego zbudowanego w oparciu o transmisję optyczną:
- dzięki wąskiej wiązce optycznej generowanej przez laser całkowicie wyeliminowano możliwość podsłuchania lub przejęcia transmisji,
- niezależność transmisji od systemów radiowych,
- całkowita odporność na interferencje elektromagnetyczne.

Wady monitoringu bezprzewodowego zbudowanego w oparciu o transmisję optyczną:
- konieczna bezpośrednia widoczność pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem,
- spadek jakości transmisji w przypadku pojawienia się mgły, deszczu lub dymu,
- możliwość zakłócenia transmisji,
- wysoka tłumienność jednostkowa sygnału.

    W przypadku sieci zbudowanych na zasadzie transmisji optycznej na skuteczny zasięg transmisji ma wpływ wiele czynników zewnętrznych, jednakże najbardziej istotnym jest tłumienie związane z geometrycznym rozproszeniem wiązki. Ponadto, tłumienie i zmniejszanie zasięgu wynika także z tłumienia deszczu, mgły, dymu oraz innych czynników atmosferycznych pogarszających widoczność optyczną.