مبدل فیبر نوری چیست و چه استفاده ای در دوربین های مدار بسته دارد؟

خلاصه مطلب : در سیستم دوربین‌های مداربسته، سیگنال ویدئو، اطلاعات کنترل و سایر اطلاعات از دوربین مداربسته تحویل فرستنده نوری داده می شود.قبل از ورود اطلاعات به فیبر نوری و در طبقه آخر فرستنده، منابع نوری وجود دارند که وظیفه تبدیل اطلاعات الکتریکی به سیگنال نوری را بر عهده دارند
تاریخ ثبت: چهار شنبه 10 اردیبهشت سال 1393
بازدید ها : 4162
مبدل فیبر نوری چیست و چه استفاده ای در دوربین های مدار بسته دارد؟


مبدل فیبر نوری چیست و چه استفاده ای در دوربین های مدار بسته دارد؟

سیستم ارتباط بوسیله فیبرنوری:

برای پی بردن به اینکه فیبرهای نوری چگونه در سیستم های ارتباطی مورد استفاده قرار می‌گیرند، دو کشتی نیروی دریایی درجنگ جهانی دوم را در نظربگیرید که از کنار یکدیگر عبور می‌کنند و لازم است باهم ارتباط برقرار کنند، درحالی که امکان استفاده از رادیو وجود ندارد و یا دریا طوفانی است. کاپیتان یکی از کشتی ها پیامی را برای یک ملوان که روی عرشه است می‌فرستد. ملوان آن پیام را به کد مورس ترجمه می‌کند و از نورافکنی ویژه که یک پنجره کرکره جلو آن است برای ارسال پیام به کشتی مقابل استفاده می‌‌نماید. ملوانی که در کشتی مقابل است این پیام مورس را می‌گیرد، ترجمه می‌کند و به کاپیتان می‌دهد. (ملوان کشتی دوم عکس عملی را انجام می‌دهد که ملوان کشتی اول انجام داد.(
حالا فرض کنید این دو کشتی هر یک در گوشه ای از اقیانوسند و هزاران مایل فاصله دارند و در فاصله بین آنها یک سیستم ارتباطی فیبرنوری وجود دارد.

سیستم‌های ارتباط به وسیله فیبرنوری، شامل این قسمت هاست:


  •
فرستنده:  سیگنا ل ‌های نور را تولید می‌کند و به رمز در می‌آورد.
  •
فیبرنوری: سیگنال‌های نور را تا فواصل دور هدایت می‌کند.
  •
تقویت کننده نوری: ممکن است برای تقویت سیگنال‌های نوری لازم باشد. (برای ارسال سیگنال به فواصل خیلی دور (
 •
گیرنده نوری: سیگنال‌های نور را دریافت و رمزگشائی می‌نماید.

فرستنده
نقش فرستنده شبیه ملوانی است که روی عرشه کشتی فرستنده پیام ایستاده و پیام را ارسال می‌کند. فرستنده ابزار تولید نور را در فواصل زمانی مناسب خاموش یا روشن می‌کند.
فرستنده درعمل به فیبر نوری متصل می‌شود و حتی ممکن است دارای لنزی برای متمرکز کردن نور به داخل فیبر هم باشد. قدرت اشعه لیزر بیش از LED هاست اما با کم و زیاد شدن دما شدت نورشان تغییر می‌کند و گرانتر هم هستند. متداول‌ترین طول موج‌هایی که استفاده می‌شود عبارتند از: 850 نانومتر، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر. (مادون قرمز و طول موج‌های نامرئی طیف  .(

تقویت کننده نوری
همانطور که قبلا هم به آن اشاره شد، نور حین عبور از فیبر ضعیف می‌شود. (مخصوصاً در فواصل طولانی بیش از نیم مایل یا حدود یک کیلومتر مثلا در کابل‌های زیر دریا) بنابرین یک یا بیش از یک تقویت کننده نوری در طول کابل بسته می‌شوند تا نور ضعیف شده را تقویت کنند.
یک تقویت کننده نوری دارای فیبرهای نوری با پوشش ویژه ای است. نور ضعیف شده پس از ورود به این تقویت کننده تحت تاثیر این پوشش خاص و نیز نور لیزری که به این پوشش تابیده می‌شود تقویت می‌شود. مولکول‌های موجود در این پوشش ویژه با تابش لیزر به آنها، سیگنال نوری جدید و قوی تولید می‌کنند که مشخصات آن مشابه نور ورودی به تقویت کننده است. درواقع تقویت کننده نوری یک آمپلی فایر لیزری برای نور ورودی به آن است.

گیرنده نوری
گیرنده نوری مشابه ملوانی که روی عرشه کشتی گیرنده پیام بود عمل می‌کند. این گیرنده سیگنال‌های نوری ورودی را می‌گیرد، رمزگشائی می‌کند و سیگنال‌های الکتریکی مناسب را برای ارسال به کامپیوتر، تلویزیون یا تلفن کاربر تولید و به آنها ارسال می نماید. این گیرنده برای دریافت و آشکارسازی نور ورودی از فتوسل یا فتودیود استفاده می‌کند.

سیستم انتقال اطلاعات در دوربین های مدار بسته:
 

کابل کاواکسیال یا فیبر نوری؟


در ذهن همه ما اولین فضای انتقال سیگنال ویدئو، کابل کواسیال یا همان کابل هم محور می‌باشد. کابل کواکسیال که از یک مغزی و شیلد محافظ آن به همراه عایق واسطه تشکیل یافته است طبق خاصیت مقاومتی فلزات هادی، باعث افت سیگنال در طول مسیر می‌گردد. هر چند با به کارگیری تقویت‌کننده‌های میانی و یا مدارات گیرنده حساس تا حدودی در جهت افزایش طول مسیر تلاش شده است ولی در یک تخمین مناسب بیش از حدود یک کیلومتر غیرعملی می‌نماید. همچنین در سیستم‌های امنیتی کابل‌های کواکسیال به راحتی مورد تأثیر نویزهای محیط و دستگاه‌های مجاور قرار می‌گیرد و لذا باعث ایجاد تصویر اصطلاحاً نویزی می‌شود. گاهاً حذف نویز روی کابل‌های مسی غیرممکن است.
اما همانطور که پیشتر توضیح دادیم تمام نقاط ضعف این کابل را فیبر نوری با توجه به ساختاری که دارد بر طرف    می نماید. اما نکته این است که مبدلهای فیبر نوری گران هستند و باید با توجه به ویژگیها و گستردگیهای پروژه نصب دوربین های مداربسته انتخاب بهینه را انجام داد.

انتخاب بهینه :

استفاده از کابل کواکسیال و یا فیبرنوری بر اساس نوع سیستم و گستردگی آن صورت می‌گیرد. در پروژه‌هایی که فاصله دوربین‌های مداربسته از محل کنترل و دستگاه مرکزی زیاد می‌باشد از فیبر نوری (تک حالتی و یا چند حالتی) استفاده می‌شود. این استراتژی علاوه بر افزایش کیفیت تصویر و کنترل بدون تأخیر دوربین مداربسته، در افزایش امنیت سیگنال‌ها نیز موثر است. در هر حال در مسافت‌های کوتاه و در شرایطی که کیفیت تصویر حفظ می‌گردد می‌توان از کابل کواکسیال مناسب استفاده نمود.
نکته دیگر اینکه تا قبل از این لینکهای ارتباطی فیبر نوری بدلیل وارداتی بودن بسیار پر هزینه بوده و فقط درپروژه های بزرگ استفاده می شد، ولی خوشبختانه با تولید لینکهای ارتباطی با کیفیت و قیمت مناسب در ایران، استفاده از فیبر نوری دارای صرفه اقتصادی بیشتری شده و شرکتهای مجری توانسته اند بدون دغدغه از این محصولات در طراحی های خود بهره ببرند .

مبدل فیبر نوری در انتقال تصویر و داده در دوربینهای مدار بسته:

شبکه فیبر نوری مانند سایر شبکه‌های ارتباطی از سه جزء اصلی فرستنده، گیرنده و خط انتقال تشکیل یافته است. در سیستم دوربین‌های مداربسته سیگنال ویدئو، اطلاعات کنترل وسایراطلاعات از دوربین مداربسته تحویل فرستنده نوری داده می شود. فرستنده نوری می‌تواند ورودی‌های صدا، تصویر و اطلاعات را بر روی موج حامل با مدولاسیون‌های آنالوگ و یا دیجیتال تحویل فیبر نوری دهد. قبل از ورودی اطلاعات به فیبر نوری و در طبقه آخر فرستنده، منابع نوری وجود دارند که وظیفه تبدیل اطلاعات الکتریکی به سیگنال نوری را بر عهده دارند. منابع نوری رایج شامل دیود نوری موسوم به Edge Emitting Led و یا دیود لیزری است که پرتوهای همگرا تولید می‌کنند. در طرف دیگر خط و در گیرنده نوری، اولین طبقه با کمک عناصر نیمه هادی نظیر Avalanche Photo diode و یا Pin Photo diode سیگنال نوری را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند و بعد از دمودله نمودن سیگنال حامل، سیگنال صدا، ویدئو و اطلاعات را استخراج نموده و به مانیتور و کنترلگر دوربین مداربسته و یا در سیستم‌های گسترده به مرکز سوئیچ دوربین مداربسته و کارت‌های ورودی اطلاعات و تصویر تحویل می‌دهد. معمولاً فرستنده‌های نوری دارای چندین ورودی و گیرنده‌های نوری دارای چندین خروجی می‌باشند. بدین طریق اطلاعات کنترلی به مانند RS-485 و سیگنال ویدئو را می‌توان بر روی یک فیبر منتقل نمود.


در دوربین‌های مداربسته می‌توان شکل زیر را در سیستم مبتنی بر فیبر نوری در نظر گرفت:


 
 
کاربردهای مبدلهای فیبر نوری:

لینک های ارتباطی فیبر نوری SAE که یک برند ملی معتبر می باشد،علاوه بر انتقال تصویر و داده می تواند صوت ، اترنت و تلفن را نیز انتقال دهد.
از مهمترین کاربرد ها می توان به سیستم های انتقال هوشمند ،ITSدوربین های مداربسته (سیستم های نظارت امنیتی(CCTV ، ارتباطات پزشکی، ارتباطات راه دور تلویزیون و اتصالات سیستم انتقال رادیویی پهن باند، کنترل از راه دور چند رسانه ای آموزش و دانشگاه ها، نظارت های جلسه تلفنی ویدیویی ، سیستم کنترل ساختمان در مکان هایی که در آن وضوح تصویری فوق العاده مورد نظر است ، ارتباطات صوتی مورد نیاز، ارتباطات دادهای RS232/RS485 / RS422 ، ارتباطات تلفنی و ... اشاره کرد.

پر بازدید ترین ها