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Miércoles, 17 Agosto 2011

Desmitificando las Soluciones de transmisión de alimentación video y datos por UTP

Las soluciones tradicionales de CCTV análogo, implican en cuanto a instalación y cableado una serie de elementos que juegan un papel muy importante en términos de costos y calidad de la instalación tales como:

Desmitificando las Soluciones de transmisión de alimentación video y datos por UTP
  • El cableado para la alimentación
  • El cableado para la señal el video.
  • El cableado para la transmisión de los datos.
  • Los transceptores de video si se requieren.
  • Los conectores BNC que llegan a la cámara o al DVR.
  • Las fuentes de poder, tuberías.
  • Costo de la mano de obra
  • etc.

VPD

El método tradicional de instalaciones de CCTV hace que una buena instalación de CCTV sea compleja y dispendiosa, por la gran cantidad de elementos que se deben involucrar. Es por esto que se hace necesario buscar soluciones prácticas que permitan simplificar las instalaciones y reducir drásticamente el costo del cableado y la mano de obra, logrando una mejor relación costo - beneficio para el usuario final, mejores instalaciones; sin tener que disminuir la calidad de los equipos ofrecidos y optimizando la instalación en términos de tiempo invertido, mano de obra y costos para el usuario final.

 CCTVPowerSupplyFig. 1 Instalación típica de un CCTV análogo.

Los fabricantes de dispositivos para la transmisión de video y fuentes de alimentación han venido trabajando en soluciones que permitan utilizar la misma infraestructura de cableado UTP para la transmisión de video, datos y alimentación. Fabricantes como NVT, NITEK, ALTRONIX entre otros ofrecen múltiples soluciones para satisfacer esta necesidad (ver fig.2) y estas soluciones están disponibles en el mercado desde hace algunos años.

 PVDFig.2 Solución de NVT para transmisión de video, datos y alimentación por par trenzado (UTP).

 Sin embargo y a pesar de que estas soluciones ya existen; su uso aún no ha sido generalizado en la industria y seguimos viendo en las instalaciones de CCTV, cableados diferentes para alimentación, video y datos; con el respectivo sobre costo que esto implica en cuanto a materiales y mano de obra. Como veremos más adelante en dos cuadros comparativos el costo del ahorro solo en materiales sin contar con la mano de obra en una instalación con sistemas basados en PVD (poder, video, datos) utilizando UTP representa más de un 20%, respecto a las soluciones tradicionales.

La pregunta que surge inmediatamente es ¿Porque si existen estas soluciones en el mercado; las cuales son proveídas además por fabricantes reconocidos, su uso aun no es generalizado en la industria de la seguridad electrónica? La respuesta es muy simple. Los integradores y empresas de seguridad en su mayoría no saben a ciencia cierta qué tipo de cálculos deben hacer para estimar los alcances y limitaciones de esta solución y por esto prefieren seguir utilizando las soluciones tradicionales aunque esto implique un mayor costo en la instalación.

Detalles de la solución

En el presenta articulo describiremos entonces los criterios necesarios para el diseño de una solución basada en PVD (poder, video, datos) utilizando UTP. Tomaremos como ejemplo una solución de un fabricante (ALTRONIX) quien nos brinda una herramienta muy simple para llevar a cabo los cálculos necesarios para el uso de estas soluciones. Debe tenerse en cuenta que estas soluciones están diseñadas para enviar voltajes en AC y no en DC, por cuanto veremos que las fuentes de voltaje de salida están diseñadas en algunos casos, para trabajar sobre los 24 VAC o 28VAC si el fabricante así lo especifica. Para los sistemas que requieran alimentación de cámaras alimentadas con DC, veremos una solución muy simple que tiene las mismas consideraciones de diseño de una solución con alimentación en AC.

En el esquema ilustrado en la fig.3 se muestra una solución Altronix que incluye el concentrador ( HUB) de 16 puertos y 16 video baluns con entrada RJ-45 y salida separada de video, datos y alimentación, para soluciones que requieran manejar distancias cercanas a los 250 mts. Este sistema permite optimizar la instalación al utilizar un solo tipo de cable ( UTP CAT5-E o superior) para transmitir señales de video, datos y alimentación.

HUBWayEXFig.3 Solución de transmisión de video datos y alimentación utilizando UTP.

La principal limitante de estos sistemas está relacionada con la alimentación y es en este factor en el que nos enfocaremos en poder calcular las limitaciones, dado que depende de algunas variables del sistema tales como:

  • Consumo de corriente de la cámara en Amperios.
  • Longitud del cable desde el concentrador hasta la cámara en mts.
  • Calibre del cable a utilizar (24 AWG, 22 AWG).

Para estimar la caída de voltaje, se utilizó el calculador de caída de voltaje de ALTRONIX (http://www.altronix.com/index.php?pid=2&lang=1&model_num=HubWayEXP ) , asumiendo que se utiliza cable UTP CAT 5E @ 24 AWG y teniendo en cuenta el consumo de corriente de la cámara y la distancia recorrida por el cable UTP. La distancia de video, se estima para este sistema en 250 MTS, según especificaciones del mismo fabricante. Los valores de consumo de corriente se tomaron de la hoja de especificaciones técnicas de un fabricante de CCTV ; para lo cual se escogieron algunos modelos de referencia para los cálculos de caída de tensión (ver tabla 1).


VoltageDropCalculatorFig. 4 Calculador de caída de voltaje para sistemas de PVD vía UTP ( sistema ALTRONIX ).

Tabla 1. Comparación de caídas de tensión utilizando UTP para diferentes modelos de cámaras análogas

Tabla1VPD

A partir de los valores obtenidos se puede observar que para las cámaras que tiene mayor consumo de corriente, tales como los domos PTZ y las cámaras tipo bala con IR, la distancia máxima del cable para enviar video se ve afectada y requiere adicionalmente que al fuente este en capacidad de compensar la caída a través de un selector que permita incrementar la salida de voltaje de 24 VAC a 28 VAC.

Se puede ver claramente que en muchas aplicaciones es posible utilizar estas soluciones y que basta con hacer los cálculos pertinentes para conocer a en forma precisa, la distancia máxima a la que podemos enviar la alimentación de la cámara por el mismo cable por donde enviamos el video y los datos. A continuación les mostraremos una análisis comparativo de costos de una solución tradicional para 16 cámaras comparado con una solución PVD (poder, video, datos) utilizando UTP para que comprobar que la solución es altamente costo - efectiva y que su implementación vale la pena teniendo en cuenta los múltiples beneficios que se pueden obtener.

Tabla 2. Comparación de costos de transmisión poder ,datos y alimentación entre una solución tradicional de CCTV Vs Una solución PVD (Poder, video, datos) utilizando UTP.

Tabla2VPD

Beneficios de la solución:

  • Reducción de mano de obra y costos en cables en más del 20%.
  • Un solo sistema para transmisión de video datos y alimentación a través de UTP, permite lograr instalaciones más rápidas y eficientes y reduce drásticamente el costo de la instalación.
  • Posibilidad de tener cada salida con voltajes seleccionables 28 VAC Y 24 VAC para tener un sistema más flexible.
  • Aprovechamiento de la Infraestructura de cableado estructurado existente en un edificio.
  • Posibilidad de transmitir datos en cableado tipo estrella para cámaras ZOOM y domos PTZ sin calefactor y ventilador.
  • Facilidad de mantenimiento al sistema, permitiendo además un cableado mucho más ordenado y menos propenso a fallas.

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