PRINCIPIOS DE CCTV by Mitugi Shiraki

Seguridad Electrรณnica CCTV

CCTV

Autor: Ing. Shiraki Mitugi

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Seguridad Electrónica CCTV Contenido Introducción.................................................................................................................................................. 4 Capítulo I: ¿Qué es “Televisión”? .................................................................................................... 4 Capitulo II. Componentes de un sistema de CCTV. ........................................................ 5 2.1 ¿Qué es una cámara de CCTV?. ........................................................................................ 5 2.2 Caracteristicas de las cámaras profesionales. .................................................... 5 2.3 Lentes. ....................................................................................................................................................8 2.4. Parámetros del lente que definen una imagen en el monitor. ............... 15 Capitulo III. Elección del Medio de Transmisión de Imágenes. ............................ 17 3.1. Cable de par trenzado-Etapas de Desarrollo. ..................................................... 17 3.2.Cables UTP para redes LAN. ............................................................................................... 19 3.2.1.TIPOS DE CABLE PAR TRENZADO. ............................................................................................ 20 3.2.2.Categoria de Cables. ............................................................................................................. 21 3.2.3. Conectores. ................................................................................................................................24 3.2.4 Balunes. .......................................................................................................................................... 25 3.3. Cable Coaxial. .............................................................................................................................. 27 3.4. Observaciones Finales. ........................................................................................................ 30 Capitulo IV. Alojamientos y Soportes. ...................................................................................... 31 Capitulo V. Mecanismos de Movimiento............................................................................... 32 Capítulo VI. Alimentación del Sistema. ................................................................................... 33 6.1. Fuentes de Alimentación. ..................................................................................................... 33 6.2. Alimentación distribuida o independiente............................................................34 6.3 Alimentacion Centralizada. ................................................................................................ 35 6.4. Cableado y Conectores para CCTV. .......................................................................... 35 6.5. ESTIMACION DE LA DISTANCIA Y LA CORRIENTE. ........................................... 38 Capitulo VII.Seleccion de Fuente de Alimentacion. ......................................................42 7.1. Sistema de Respaldo................................................................................................................43 7.2.Tipos de Conexiones ................................................................................................................46

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Seguridad ElectrĂłnica CCTV 7.3.ÂżComo calcular la capacidad de las Baterias?. .................................................48 Capitulo VIII. Almacenamiento. .....................................................................................................49 8.1.Introduccion. ...................................................................................................................................49 8.2.Calculo de Espacio en Disco Duro. ............................................................................... 50 Capitulo IX. Calculo del Ancho de Banda. ........................................................................... 53 9.1.Calculando el Ancho de Banda ........................................................................................ 53 9.2.Velocidad efectiva vs Velocidad nominal ............................................................... 55 Capitulo X. Nuevas Tecnologias. ................................................................................................ 56 10.1. Conoce al AHD, HDTVI y HDCVI. .................................................................................... 56

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Introducción. Comenzamos con la entrega de este apartado referente a los circuitos cerrados de televisión. A lo largo de cinco capítulos, ofreceremos detallada información acerca de los elementos que componen el sistema, su correcta elección e instalación, como diseñar un sistema y resolver los problemas que puedan surgir a la hora de implementarlo. Este material está pensado. Como una introducción al CCTV, brindando detalles que seguro serán de utilidad.

Capítulo I: ¿Qué es “Televisión”? Como su nombre lo indica es la acción de ver a distancia (tele = distancia, visión =acción de ver), que se explica por la propia experiencia física. La “televisión” es la posibilidad de ver a una distancia mayor de la que el órgano de la visión natural (ojo) puede llegar. Una cámara de televisión, entonces es el componente de un sistema de visión móvil que, colocada en el lugar y a la distancia necesaria, permite ver una escena más allá de la capacidad de observación del hombre. Para confeccionar un alista de los elementos básicos que componen un sistema de visión a distancia, es útil analizar primero las funciones y los requisitos que debe cumplir la cámara:  

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Debe poder disponer de un elemento sensible a la luz. La luz que llega al elemento sensible debe poder ser regulada en su intensidad para poder recibir tanto la imagen de la penumbra, una habitación iluminada artificial o naturalmente hasta llegar a las imágenes que el sol ilumina con su máxima intensidad. El elemento sensible a la luz debe estar precedido enfoque para que la imagen pueda ver con nitidez. En caso de estar dirigida hacia fuentes de luz intensas, deberá disponer de un elemento protector (por ejemplo, una visera). La cámara deberá disponer de un accesorio que le permita moverse vertical y horizontalmente para poder observar hacia arriba, hacia abajo y hacia los costados cuando sea necesario. Las imágenes recibidas por el elemento sensible deben poder transmitirse para luego ser procesadas adecuadamente y ofrecer la sensación de la visión que de ella se requiere.

En la cámara de TV lo que se logra es, como en el ojo, recibir imágenes, convertirlas en señales eléctricas y reconvertirlas para poder ver, con el ojo, la imagen observada en el dispositivo llamado “monitor”. El sistema de circuito cerrado de televisión más simple consiste de una cámara de TV, un monitor y un cable coaxial (hoy también se usan pares trenzados) que los conecta.

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Capitulo II. Componentes de un sistema de CCTV. 2.1 ¿Qué es una cámara de CCTV? Una cámara de CCTV está compuesta fundamentalmente por un dispositivo captador de imágenes, un circuito electrónico asociado (DSP) y una lente, que de acuerdo a sus características permitirá visualizar una escena determinada. El dispositivo captador de imágenes, denominado comúnmente CCD o CMOS, está compuesto por alrededor de 300,000 elementos sensibles denominados pixeles y su formato en las cámaras estándar es de 1/3” o 1/4". A la hora de seleccionar una cámara, según el uso o instalación que quiera realizar las especificaciones más importantes a tener en cuenta son las siguientes:    

Alimentación: 220 VAC, 24 VCA, y/o 12 VDC. Tipo de Sensor: CCD o CMOS y su respuesta espectral (color, blanco y negro y/o infrarrojo). Resolución: Representa la definición de la imagen, expresada en líneas de TV (TV lines o TVL), también en Pixeles. Audio: Permite escuchar el sonido del ambiente en que está instalada la cámara.

2.2 Características de las cámaras profesionales. Toda cámara profesional para CCTV reúne una serie de características que si bien encuentran en todas ellas, varían según las marcas, modelos y tipos. 

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Sensibilidad: proporciona la capacidad de reproducción de imágenes de video en condiciones de baja iluminación. Es la cantidad de iluminación mínima de una escena para obtener la señal de video. La sensibilidad se mide en LUX. Las cámaras blancas y negras tienen en general una sensibilidad de 0,01 LUX. En cambio, las cámaras color tienen una sensibilidad aproximada de 0,1 a 1 LUX. Resolución: es la medida de la calidad con que se reproducen los detalles finos de una escena. Cuanto más pixel posea el CCD y/o CMOS mejor será la resolución de la cámara.

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Por un lado está el CCD (Charge Coupled Device o, en español, Dispositivo de Carga Acoplada). Este tipo de sensor lo tienen la mayoría de las cámaras digitales y significa que:  Es sensible a la luz y trabaja a manera de líneas de pixeles con una cobertura de los colores primarios (RGB).  Es más sensible a la luz que el CMOS.  Consume más energía, así que la batería puede agotarse más rápido.  Captura un rango más amplio de tonos (luces brillantes, tonos medios y sombras) en las fotografías. Por otro lado, el sensor CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor o, en español, Semiconductor Complementario de Óxido Metálico) se encuentra en las cámaras más actuales y la mayoría de las profesionales. Sus características son::  Mejor desempeño en una estructura más simple, sin necesidad de más equipo.  Menos sensible a la luz, pero un consumo mucho más bajo de energía, por lo que las cámaras son más económicas.

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Iris Electrónico: también conocido como AES (Automatic Electronic Shutter), controla en forma automática la cantidad de luz que penetra en la cámara. Cuanto mayor es la velocidad de control, que puede variar entre 1/60 y 1/100,000 de segundo, mejor será la compensación de la imagen en condiciones de luz brillante. El concepto del iris electrónico es similar al de las lentes auto iris pero como la compensación se realiza en forma electrónica, el rango de variación comparado con las lentes auto iris es menor y su aplicación se limita a cámaras de uso interior. Montaje de Lente: las cámaras de tipo profesional vienen preparadas para colocar diferentes tipos de lentes, que se seleccionan para visualización de una escena determinada. Existente dos tipos de montaje: C y CS. La diferencia entre ambos es la distancia focal posterior mecánica entre la base del lente y el área de enfoque de la imagen, que es donde se encuentra el sensor (CCD y/o CMOS). Esta distancia es de 17,526 mm. Para un lente con montaje C y de 12.50 mm. Para las de montaje CS. Las cámaras actuales más populares de formato 1/3” viene preparadas para lentes con montaje tipo CS. No obstante puede usarse una lente con montaje tipo C colocándole una arandela de 5mm para lograr la distancia focal necesaria. Compensación de Luz trasera: cuando debe visualizarse una escena o un objeto que tiene una luz brillante detrás, deberá seleccionarse una cámara que posea compensación de luz trasera o BLC (Back-Light Compensación). Si la cámara está instalada en un ambiente interior, enfocada hacia una puerta de entrada, o una ventana el reflejo del sol o luz diurna hacen que la imagen en el

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monitor, cuando una persona entre por la puerta o pase frente a la ventana, sea una silueta negra. La función del BLC es básicamente “engañar” electrónicamente a la cámara para que no registre a la luz trasera. Ajuste del control de fase: en general, el sincronismo de la señal de video es generado a través de un oscilador interno de la cámara. Las cámaras que trabajan con CA se pueden sincronizar con la frecuencia de red ( LLC, Line Lock Control). El ajuste del nivel e fase de sincronismo vertical, en tanto, evita saltos indeseables durante al reproducción del video en vivo o cunado se reproduce una grabación luego de ocurrido el evento. Capacidad para aceptar lentes Auto iris: la gran mayoría de las cámaras profesionales actuales aceptan lentes de tipo auto iris. Sin embargo, existen dos tipos: control por video (VD, video drive) y control directo (DC, direct control). Cuando se realiza la elección de la cámara es importante comprobar que tipo de lente auto iris acepta. Los lentes auto iris del tipo DC son menos costosos que las del tipo video y tienen la misma función. Relación Señal / Ruido (S/N –Signal Noise): Mide la inmunidad a ruido eléctrico proveniente de la línea de alimentación. Las normas recomiendan 46 dB como mínimo. AGC (Control Automático de Ganancia): el valor típico es de 30 dB. Mantiene la salida de la señal de video en un nivel de 1V pico a pico, con una carga de 75 Ohms.

2.3 Lentes. Las lentes son a la vez clasificadas de acuerdo al tamaño de la imagen. El formato de la lente (1/2”, 1/3”, 1/4”, etc.) deriva del ratio del diámetro para la imagen disponible producida. Mientras que es más económico unir el formato de la lente con el tamaño del sensor de la cámara, es posible utilizar una lente más grande en una cámara de menor tamaño (imagen) – dado que la imagen sólo requiere un tamaño mínimo del largo del sensor. Utilizar una lente más grande, puede ser En ocasiones más beneficioso, ya que ofrece una gran profundidad de campo (el rango de distancia de la lente antes de los objetos se encuentra muy lejos para estar en foco). A su vez, la existencia de lentes más grandes significa que la imagen del área utilizada es tomada por completo desde la central, la parte más plana de la lente – causando una menor distorsión en las esquinas y ofreciendo un mejor foco.

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Seguridad Electrónica CCTV A. Montaje de Lentes. Las lentes de CCTV utilizan montajes “C” o “CS” que especifican el tipo de anillo adaptador de lente y sus dimensiones. La diferencia entre los dos tipos es la distancia desde la parte posterior de la pestaña de montaje hasta la cara del sensor. Esto es conocido como la “distancia posterior de la pestaña”. Con las lentes CS, la distancia es más corta, permitiendo el uso de vidrios en menores cantidades y en menor tamaño, generando un diseño más compacto de lentes. La mayoría de las cámaras actuales utilizan montaje de lente tipo CS. Una lente CS puede ser utilizada únicamente en una cámara con un formato de montaje CS. Una lente de montaje C puede ser utilizada en una cámara de montaje CS sumando un anillo adaptador de 5 mm

El tipo de anillo adaptador de lentes y sus dimensiones son idénticos para ambos tipos de lentes, por lo que cualquiera de los dos puede ser montado en las cámaras con cualquier tipo de montaje sin causar ningún daño. Sin embargo, las lentes no son totalmente intercambiables; la combinación lente/montaje incorrecta haría imposible hacer foco en la cámara.

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Seguridad Electrónica CCTV B. Distancia Focal. La distancia focal es la distancia entre el centro de la lente y el sensor de imagen. Los rayos de objetos distantes son condensados internamente en la lente en un punto común del eje óptico. El punto en el que se posiciona el sensor de imagen de la cámara CCTV es llamado punto focal. Por diseño, las lentes poseen dos puntos principales: un punto principal primario y uno secundario. La distancia entre el punto principal secundario y el punto focal (sensor de imagen) determina la distancia focal de la lente.

La medida de la distancia focal se expresa en milímetros. Las lentes son definidas como normales, gran angular o telefoto de acuerdo a su distancia focal. Por ejemplo, en un formato de cámara de 1/3”, una lente de 8 mm. Es normal ya que es capaz de capturar un amplio campo de visión. Contrariamente, una lente de 12,5 mm. En la misma cámara, en el mismo lugar observa un campo de visión más angosto aunque los objetos se amplíen significativamente (lente de largo alcance).

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C. Campo de Visión (Field of View o FOV). El campo de visión es la medida de cuán grande es el área que una cámara de CCTV es capaz de observar. El FOV está basado en la cámara y la lente. Por ejemplo, el diagrama más abajo muestra un cuarto de 15’x15’. La lente de 4 mm. (Flechas verdes) permite una mejor cobertura de visualización del gran angular que una lente de 12 mm. (Flechas rojas). En aplicaciones donde una visualización más cercana es necesaria (por ejemplo, sobre una caja registradora o a una gran distancia), una lente de 8 mm. Ó 12 mm. Resulta una mejor opción. La misma cámara a una distancia de 21 pies con una lente de 12 mm., el FOV será de aproximadamente 6’ vertical y 9’ horizontal. Al incrementar la distancia focal de la lente disminuye la distancia percibida al área visualizada, pero también disminuye el área que la cámara es capaz de observar. Observe el diagrama FOV que se encuentra a continuación para las visualizaciones aproximadas con diferentes lentes de distancia focal.

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El FOV puede ser calculado de la siguiente manera:

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Seguridad Electrónica CCTV Ejemplo: Usted quiere que la imagen completa de una persona alta (1,8 m.) aparezca en el monitor de CCTV. La persona se encuentra a aproximadamente 6m. De distancia de la cámara de seguridad. La cámara utiliza un sensor CCD formato 1/3”.

Usted requerirá una lente de 12 mm. Para alcanzar los mayores resultados en esta aplicación. D. IRIS. El iris controla la cantidad de luz que bloquea la cara del sensor de imagen. Para proveer un óptimo desempeño, es crítico que no haya ni demasiada ni muy poca luz en el sensor de la cámara. Si mucha luz golpea el sensor de imagen, la imagen se “decolora” (la imagen es toda blanca o porciones de la imagen son “muy calientes”, donde las superficies con colores claros pierden detalles). Cerrando el iris se corrige esto. En el otro extremo, muy poca luz golpeando la imagen del sensor genera una imagen negra o sólo los objetos más brillantes se tornan visibles. Abrir el iris corrige esta situación. Los irises pueden ser fijos, operar manualmente u operar automáticamente. E. Iris Fijo. Una lente de iris fijo no ofrece ajustes para las diferentes condiciones de iluminación por lo que es limitada y no conveniente para aplicaciones donde se requieran detalles muy puntuales en forma constante. Un iris manual puede ser ajustado en el momento de la instalación, permitiendo la obtención de una imagen óptima para un nivel fijo de iluminación. F. Iris Manual.

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Seguridad Electrónica CCTV Las lentes de iris manual son más convenientes para aplicaciones interiores, donde el nivel de iluminación es controlable y consistente. Para un uso exterior (donde las condiciones suelen ser más variables), un iris automático ofrece el mejor desempeño, dado que la apertura automática del mismo se ajusta para crear la imagen óptima monitoreando la señal de salida de la cámara. La característica final de la lente a tener en cuenta es la captura de luz según la velocidad de la lente, la cual se expresa como un número f-stop. Esto literalmente mide la cantidad de luz capturada por la lente en un periodo de tiempo dado. Cuanto menor sea el rango de f-stop, mayor cantidad de luz podrá ser transmitida.

G. Iris Electrónico. En cámaras con control de iris automático, el circuito continuamente muestra la cantidad de golpes que da la luz al sensor de imagen, abriendo o cerrando el iris según corresponda. El Auto iris es especialmente valioso en configuraciones donde los niveles de luz se encuentren en constante cambio– por ejemplo, locaciones exteriores. H. Apertura (F-Stop). La apertura es el tamaño de abertura del iris – las aberturas de la apertura se expresan en f-stops. Un f-stop menor se traduce en una mayor abertura, resultando en una mayor cantidad de luz atravesando la lente a la imagen del sensor. Esto es también conocido como un lente más veloz. En cambio, un más largo f-stop significa una menor abertura, con menor cantidad de luz transmitida a través de la lente. Abertura del iris en diferentes f-stop

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2.4. Parámetros del lente que definen una imagen en el monitor. A. Factor de apertura: indica la brillantez de la imagen formada por la lente, controlada por el iris. Un número más chico de F implica un mayor brillo de la imagen, mayor cantidad de luz que atraviesa la lente y una mayor apertura del diafragma. Los factores F vienen especificados por el fabricante como F1.2-F2-F5.6-F16, etc. B. Profundidad de Campo: Se refiere al área que está en foco dentro del campo de visión. Una mayor profundidad de campo significa que un amplio porcentaje del campo de visión esta en foco, desde objetos cercanos a la lente hasta el infinito mientras que una menor profundidad de campo tiene solo una pequeña sección del campo de visión en foco.

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Seguridad Electrónica CCTV La profundidad del campo es influenciada por la distancia focal y el factor de apertura. Las lentes gran angular tienen mayor profundidad de campo que las lentes telescópicas. Un factor F mayor, en tanto, implica también una profundidad de campo mayor. Con lentes autor iris, el ajuste automático de la apertura también produce variaciones constantes de la profundidad del campo. Durante la noche, cuando el diafragma de la lente auto iris está completamente abierto, la profundidad del campo esta al mínimo y los objetos que estaban en foco durante el día pueden en ese momento no estarlo.

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Capitulo III. Elección del Medio de Transmisión de Imágenes. 3.1. Cable de par trenzado-Etapas de Desarrollo. Etapa 1.- Alambres de acero paralelos. En el siglo IX, con la aparición del teléfono se usaron alambres paralelos de acero desnudo. Tenían in grosor entre 1.5 y 4mm de diámetro.

Inconveniente presentado: corrosión causada por la exposición a la intemperie y atenuación a distancia un poco mayor. El acero contiene hierro. Solución: utilizar otro metal que soporte mejor los problemas de corrosión y que sea mejor conductor de la corriente eléctrica: el cobre. Etapa 2.- Alambres de cobre paralelos Tenían un grosor de 1.2 mm de diámetro. Inconveniente presentado: resistencia eléctrica. Con la expansión de las redes de telefonía y, por ende, mayor extensión de los tendidos de las líneas, se comenzó a experimentar que las condiciones climáticas afectan significativamente a la resistencia eléctrica de los alambres desnudos que están directamente expuestos. La resistencia eléctrica de los metales crece con la temperatura. Solución: aislar los alambres con plástico Etapa 3.- Alambres de cobre paralelos aislados con plástico Se comenzó a hablar de cables y de conductores. Inconveniente presentado: interferencia electromagnética. Con la expansión de las redes de telefonía hacia áreas industriales, se comenzó a agudizar el problema de la interferencia electromagnética de dispositivos tales como motores que generan ruidos en los conductores. Si los dos conductores son paralelos, el cable más cercano a la fuente de ruido tiene más interferencia y termina con un nivel de tensión más alto que el conductor que está más lejos, lo que da como resultado cargas distintas y una señal perturbada.

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Solución: Trenzar los conductores. Etapa 4.- Alambres de cobre trenzados Si los dos conductores se trenzan entre sí, en intervalos regulares, entre 7 y 40 torsiones por metro, cada conductor está cerca de la fuente de ruido durante la mitad del tiempo y lejos durante la otra mitad.

Cada sección de conductor tiene una “carga” de 4 y 3 en cada posición. El efecto total del ruido en el receptor es cero. El trenzado no siempre elimina el impacto del ruido, pero lo reduce significativamente. Inconveniente presentado: miles de alambres trenzados tendidos en una red. La expansión de las redes de telefonía agudiza este nuevo problema Solución: Agrupar los pares trenzados y protegerlos con una cubierta para darles resistencia mecánica. Etapa 5.- Cables de pares de cobre trenzados Se desarrollaron los primeros cables telefónicos. Todos los pares trenzados vuelven a trenzarse en grupos y subgrupos. El trenzado de los pares reduce las interferencias y el trenzado entre diferentes pares adyacentes reduce la diafonía. En principio, la cubierta del cable era sólo de un material plástico resistente llamado polietileno; luego se le adhirió una capa de aluminio corrugado para proteger al cable de interferencias electromagnéticas.

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Calibre de los conductores. Los conductores de cables multí-pares tienen diversos calibres. Se identifican con el estándar AWG (American Wire Gauge). AWG 26 24 22 18

Mm 0.4 0.5 0.65 1.0

Código de colores El color del aislante plástico de los conductores sirve para identificar a los pares. Existe un código de colores, el cual es la combinación de 10 diferentes colores: cinco identifican a los conductores “A” y los otros cinco a los “B”. En total 25 combinaciones diferentes: Conductor A Blanco Rojo Negro Amarillo Violeta

Conductor B Azul Naranja Verde Café Gris

Además de su amplia y obligada utilización en los cables multipares, los cables bifilares individuales o sencillos también se siguen empleando en una diversidad de aplicaciones en comunicaciones y electrónica. Por lo general, la separación entre los ejes de los dos conductores es de 1.5 veces el diámetro de cualquiera de ellos. El aislante que se utiliza es el polietileno.

3.2. Cables UTP para redes LAN. Los cables se diseñan para funcionar mejor en una aplicación específica. Por ejemplo, los cables de alimentación eléctrica están diseñados para minimizar la pérdida de potencia a frecuencias de 50 ó 60 Hz. Los cables para LAN (red de área local) están diseñados para minimizar la distorsión de la señal a altas frecuencias y existen dos tipos de ellos: el cable de par trenzado y el cable coaxial. Esta sección se ocupará del cable de par trenzado.

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Seguridad Electrónica CCTV Características eléctricas del cable de par trenzado El cable de par trenzado consiste de pares de hilos trenzados. Los hilos se trenzan para minimizar la interferencia entre los pares del cable o de otras fuentes externas. Cada par de cable forma un camino eléctrico completo para transmisiones de señales. En cada par, la corriente que fluye a través de los hilos es igual, pero fluye en sentido opuesto. Estas corrientes producen campos electromagnéticos que podrían transmitir ruido eléctrico a hilos cercanos. Sin embargo, los campos alrededor de los dos hilos tienen polaridades opuestas. Al trenzar los hilos, los campos se cancelan el uno con el otro, lo cual minimiza el ruido eléctrico, o interferencia, generado por cada par.

3.2.1. TIPOS de Cable par trenzado. Básicamente, existen dos tipos de cables trenzados: UTP y STP Cables UTP El cable UTP es un tipo de cable de par trenzado sin blindar (UTP Unshielded Twisted Pair); consiste de 4 pares de alambres calibre 24 AWG (0,50 mm) forrados con FEP (propileno-etileno fluorado). La cubierta exterior es de PVC.

Cables STP El cable STP es un tipo de cable de par trenzado con blindaje (STP Shielded Twisted Pair); consiste de 4 pares de alambres calibre 24 AWG (0,50 mm) forrados con FEP (propileno-etileno fluorado). Cada uno de los pares contiene un blindaje conductivo que está eléctricamente puesto a tierra para proteger a los conductores del ruido eléctrico exterior. El cable STP es más costoso y difícil de instalar que el cable trenzado sin blindar UTP. El cable STP tiene variantes conocidas como par trenzado con pantalla entrelazada (ScTP) o par trenzado con pantalla de hoja o funda metálica (FTP).

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Seguridad Electrónica CCTV 3.2.2. Categoría de Cables. De acuerdo a las especificaciones que deben cumplir los cables y conectores para las distintas aplicaciones y tecnologías en las cuales se utilizan, los entes de normalización han clasificados a los cables y conectores en diferentes categorías (Categoría 1, 2, 3, 4, 5, 5e, 6 y futura 7) según la calidad constructiva y, desde el punto de vista eléctrico, por la frecuencia máxima que puede soportar. Cada cable en categorías superiores maximiza el traspaso de datos y minimiza las cuatro limitaciones de las comunicaciones de datos:   

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La atenuación La diafonía o crosstalk La distorsión de las señales eléctricas causada por cables de pares cercanos. Esta distorsión se representa por el valor de capacitancia entre pares cercanos (medida en pF/m). A menor valor de pF/m, mejor será el cable. Los desajustes de impedancia. Ocurren cuando la impedancia de la señal no se ajusta a la del dispositivo de recepción. Es una medida de cómo las señales pueden pasar fácilmente a través de un circuito. Para comunicaciones más claras, la impedancia de la señal transmitida y recibida debe ser igual. La impedancia característica para los cables UTP debe ser de 100 Ω ± 15 y para los STP de 150 Ω ± 15.

1) Categorías 1 y 2 Los cables de categorías 1 y 2 se utilizan para voz y transmisión de datos de baja capacidad (hasta 4 Mbps). Este tipo de cable es el idóneo para las comunicaciones telefónicas, pero las velocidades requeridas hoy en día por las redes necesitan mejor calidad. 2) Categoría 3 Admiten frecuencias de hasta 16 MHz. Deben tener obligatoriamente al menos 9 trenzas por metro y se puede usar para transmisión voz y de datos hasta 10 Mbps. Actualmente es el cable estándar en la mayoría de los sistemas de telecomunicación de telefonía en redes internas. Se usa también en redes Ethernet. Esta categoría hace uso de tres pares trenzados para transmisión en half dúplex y un cuarto par para detección de colisiones.

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3) Categoría 4 Admiten frecuencias de hasta 20 MHz. Deben tener también al menos nueve trenzas por metro, así como otras condiciones para hacer que la transmisiÃ³n se pueda efectuar a 16 Mbps en redes Ethernet. Al igual que la Categoría 3, usa la misma configuraciÃ³n de cuatro pares trenzados. En desuso. 4) Categoría 5 Admiten frecuencias de hasta 100 MHz. Debe tener al menos 110 trenzas por metro (ver figura 18). Usada para la transmisión de datos hasta 100 Mbps (Fast Ethernet). Es el que actualmente más se utiliza en todas las arquitecturas de Networking. Hace uso de dos pares trenzados en transmisión de Full Dúplex, usando un par para la transmisión, y el otro para la recepción y detección de colisiones.

5) Categoría 5e (Enhanced-Extendida) Es una extensión de la norma que especifica la Categoría 5. La Categoría 5e especifica requerimientos de parámetros más estrictos para redes Fast Ethernet. Establece los límites mínimos de pérdida de retorno y de intermodulación, que para la Categoría 5 son sólo informativos. La categoría 5e está regida por la norma ANSI/TIA/EIA-TSB-95, estableciendo los parámetros y los métodos para las pruebas de campo de los enlaces UTI. Los parámetros primarios para las pruebas de campo de los enlaces UTP Categoría 5e son: 1) 2) 3) 4)

Mapa de Cableado Longitud del segmento Atenuación NEXT (Near-End Crosstalk) Intermodulación en el extremo cercano

El rango de frecuencias de trabajo es extendido a 1 – 100 MHz. Constructivamente es similar al cable de Categoría 5 pero se toma especial cuidado en el diseño y construcción.

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Seguridad Electrónica CCTV Categoría 6 La norma del cableado de Categoría 6 lo específica para uso hasta 250 MHz. Esta categoría está siendo analizada por el ANSI/TIA/EIA TR-42.7.1. La Categoría 6 extiende el rango de frecuencias de trabajo a 250 MHz. Los parámetros requeridos son iguales a los especificados por la Categoría 5e. En esta categoría, los conectores de 8 pines Jacks y Plugs RJ45 deben estar diseñados como un par sintonizado o apareado para conseguir un alto nivel de desempeño en las pruebas de NEXT. Si el usuario mezcla los conectores apareados, el enlace puede que no cumpla con los parámetros de la Categoría 6. Constructivamente, consiste de 4 pares de conductores de cobre de 0,50 a 0,53 mm (calibre AWG 24) con cubierta FED. La cubierta exterior es igual a la usada en las Categorías 5 y 5e. Se toma extremado cuidado en el diseño y armado del mismo, manteniendo la uniformidad del trenzado. Categoría 7 La norma del cableado de Categoría 7 lo específica para uso hasta 600 MHz y construido con pares trenzados blindados individualmente (cada par) con un blindaje adicional sobre el conjunto de pares. También especifica el uso de terminadores conectados al blindaje del conector, lo cual implica un nuevo conector. Esta norma todavía está en desarrollo y en estudio por parte del ISO/IEC/ISC25 (International Standard Committee). La norma que determina esta categoría establece condiciones más estrictas para los conectores, lo cual hace que los actuales conectores 8 RJ45 no sean recomendados. A los cables de esta categoría también se los llama "SSTP" (ShieldedScreened Twisted Pair) Cables trenzados blindados individualmente. Consisten de 4 pares de alambre de cobre de calibre AWG 22 (o.65 mm) con una cubierta de FEP. Los pares son rodeados individualmente por una lámina metálica delgada longitudinal o helicoidal seguido por un blindaje metálico trenzado. La cubierta exterior es de PVC.

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Seguridad Electrónica CCTV 3.2.3. Conectores. La mayor parte de las líneas de transmisión terminan en cierto tipo de conector: un dispositivo que conecta el cable a un equipo o a otro cable. Un contacto común para toma de corriente alterna AC hembra y macho son tipos básicos de conector. Con líneas en paralelo y cable coaxial se usan conectores especiales. Los conectores se encuentran en todos los equipos de comunicaciones, y se dan por admitidos; sin embargo pueden ser un punto de falla común en muchas aplicaciones. Algunos tipos de conectores más comunes son los siguientes: Conectores UTP Para telefonía se utilizan los conectores RJ 11 de dos conductores. Para redes de datos se utilizan los conectores RJ 45 de 4 y 8 conductores.

Las normas EIA-TIA 568A y B fijan la forma constructiva del conector del enlace de redes, estableciendo la codificación de los colores de los alambres conectados a cada conector según el siguiente diagrama.

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Seguridad Electrónica CCTV 3.2.4 Balunes. El término "balún" proviene del inglés y significa "Balanced - Unbalanced". Es generalmente un tipo especial de transformador que se conecta a una salida "desbalanceada" como la de una cámara y los otros dos extremos se conectan a un par trenzado. Estos dos conductores se dicen que están balanceados respecto de tierra. Siempre es necesario un segundo balún para volver a convertir a la entrada desbalanceada del monitor. Los balunes pasivos no necesitan fuente de energía externa y son bilaterales. Pueden ser transmisores o receptores. Además permiten el pasaje de datos para control de domos. Coaxial Vs. líneas balanceadas Un coaxial es básicamente un conductor encerrado en una jaula de Faraday que impide que se emita radiación electromagnética (pérdidas) o que se reciba radiación electromagnética proveniente del exterior (interferencias). Sin embargo esto no ocurre así en el mundo real. Siempre hay pérdidas y siempre hay recepción de interferencias y estos problemas se van agravando entre más largos son los tendidos de cable. El principio de funcionamiento de los pares trenzados o líneas balanceadas es completamente distinto. Toda interferencia que llegue a ambos conductores a la vez se cancelará debido a que el sistema admite solo señales en modo diferencial (distinta polaridad en cada conductor del par) ya que están balanceados respecto de masa. Lo mismo sucede cuando se emiten señales. El campo de un conductor será igual pero opuesto al del otro conductor y se producirá un efecto de cancelación impidiendo la emisión y por lo tanto eliminando las pérdidas. ¿Por qué usar par trenzado? El par trenzado tiene muchas ventajas sobre el coaxial. Por esta razón ha ido desplazándolo en las redes de computadoras. La continua mejora que se está efectuando sobre este tipo de cables baja los precios y mejora la calidad. El ejemplo más evidente es el cable UTP (Unshielded Twisted Pairs) nivel 5e de uso generalizado en las redes LAN. Con este cable se puede transmitir video a más de 600 metros sin amplificador.       

Se pueden usar cables multipares existentes compartidos con otros ser vicios como alarmas, telefonía y datos. Costo menor que el del coaxial. Cableados discretos en interiores. Empalmes rápidos y económicos. Menor volumen: por un solo cable UTP se pueden mandar hasta 4 acá-maras (4 pares). Menores pérdidas y mayor alcance sin amplificadores. Menores interferencias.

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Seguridad Electrónica CCTV Como conectarlos El balún se debe conectar al par trenzado siguiendo la polaridad marcada. Es indispensable hacer esto ya que en caso contrario la imagen estará totalmente distorsionada. Se conecta uno en cada extremo con lo cual se habrá pasado de salida des-balanceada (cámara) a balanceada (par) y nuevamente de balanceada (par) a desbalanceada (monitor).

Es importante recordar que: 

 

No se pueden hacer derivaciones: (una cámara a 2 monitores). Si la impedancia no está correctamente adaptada aparecerán distorsiones en la imagen. No se deben dejar conectados tramos de cable sin conexión: Producirá distorsiones. No conviene montar el cable trenzado en paralelo con líneas de 220 / 110 VAC: El par trenzado, al igual que el cable coaxial, es sensible al campo generado por los cables que llevan 220 Voltios de corriente alterna. La interacción con un cable que lleve 220 Voltios depende no solo de la corriente que circule por el cable sino también de la longitud del recorrido que hagan en paralelo. Como regla general se debe separar 30 cms cuando el cable de 220 Voltios lleve una carga baja y 60 cms cuando la carga sea alta (ascensores).

Cuando el par trenzado deba cruzar un cable de línea de 220 o 110 VAC de alta corriente, debe hacerlo en Angulo recto. Para dar una idea de la inmunidad a campos de 50 Hz que los balunes presentan, es totalmente válido mandar 24 VAC por tres pares y video por el cuarto par de un UTP para alimentar una cámara situada a 300 metros. 



Si una imagen presenta rayas horizontales puede deberse a problemas de tierra. Verifique que las cámaras están levantadas de tierra. Las tierras distantes raramente son equipotenciales. Si las cámaras y el sistema de Grabación/Visualización están conectadas a tierras diferentes puede haber circulación de corriente entre ellas la cual será a través del par trenzado distorsionando la imagen. No use los balunes para extender líneas coaxiales. Hay incompatibilidad entre el cable par trenzado y el cable coaxial. Como regla no puede haber más de 8 metros de cable coaxial entre una cámara y un monitor. Por ejemplo, puede haber 2 metros del lado de la cámara y 6 del lado del monitor pero bajo ninguna circunstancia se debe superar los 8 metros de distancia.

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Seguridad Electrónica CCTV Derivaciones y empalmes ¿Cómo derivo cada cámara a partir de un cable UTP o multipar? Es sencillo. Se usa cable de portero eléctrico sin malla. Si las distancias son muy largas (mayor que 100 metros) se usa un cable UTP. Empalmes. Deben ser soldados y destrenzando lo menos posible los cables del par. Recordar que cada zona destrenzada del UTP es un punto de pérdida. Cuando se usa cable UTP conviene crimpear conectores RJ45 en cada ex-tremo del cable y conectarlos con un "barrilito" hembra-hembra del tipo que se usa en redes. Alcances. Tipo de Transceptor Cable UTP cat.5 BALUN pasivo en ambos extremos UTP cat.5 BALUN pasivo en ambos extremos UTP cat.5 BALUN activo en el extremo transmisor UTP cat.5 BALUN activo en ambos extremos Puede Variar de acuerdo a cada fabricante.

Distancia 300 m señal de video 600 m señal e video B/N 1200 m 2400 m

3.3. Cable Coaxial. El cable coaxial, al igual que el par trenzado, tiene dos conductores, pero está construido de manera diferente: tiene un conductor central sólido de cobre que corre en forma concéntrica (coaxial) dentro de un conductor circular externo sólido (o malla), de cobre o aluminio. Lo ideal sería que el espacio entre los dos conductores estuviera ocupado por aire, pero en la práctica suele estar ocupado por un material dieléctrico aislante con una estructura sólida o de panal, de polietileno.

El conductor exterior aísla al conductor central de las interferencias electromagnéticas (EMI) externas, sirve de blindaje. Las pérdidas por radiación y por la conducción superficial son mínimas gracias a la presencia del conductor externo. El conductor externo está rodeado por otro aislante y una cubierta de plástico. Gracias a su construcción se puede usar para cubrir mayores distancias que un par trenzado.

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Seguridad Electrónica CCTV Especificaciones de los cables coaxiales La tabla presenta información sobre varios tipos de cables coaxiales de uso común en electrónica.

La mayor parte de los cables coaxiales se designan por un código alfanumérico que empieza con las letras RG (Radio del Gobierno) o un número asignado por el fabricante. Las especificaciones principales son la impedancia característica y la atenuación. Otras especificaciones son el diámetro exterior, el factor de velocidad de propagación, el peso y la capacitancia. La atenuación es la cantidad de energía perdida por cada 100 m de cable expresada en dB para distintos valores de frecuencia. Note que la atenuación es directamente proporcional a la longitud y aumenta con la frecuencia. Es posible tomar varias medidas para minimizar las pérdidas. Una de ellas sería hacer todos los esfuerzos para encontrar la forma de acortar la distancia entre el transmisor y la carga. Si eso no es posible, se puede utilizar un cable más grueso. Cuando se considera la relación entre la longitud del cable y atenuación, debe recordarse que una línea de transmisión es un filtro paso bajas cuya frecuencia de corte depende mucho de la inductancia y capacitancia distribuidas a lo largo de la línea. Si es mayor la línea será menor su frecuencia de corte, lo que significa que las señales de frecuencia más allá de la frecuencia de corte son atenuadas de manera

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Seguridad Electrónica CCTV intensa por el cable, a medida que éste se hace más largo, es decir disminuye el ancho de banda de la línea de transmisión. Debe quedar, entonces, bien claro porqué es importante usar cables gruesos de pocas pérdidas para longitudes más largas independientemente del costo y la inconveniencia para su manejo.

Aplicaciones del cable coaxial La tabla demuestra algunas aplicaciones comunes de los cables coaxiales.

Categoría

Impedancia característica

RG-59

75 Ohms

RG-58

50 Ohms

RG-11

50 Ohms

RG-6

75 Ohms

Aplicación TV cable Ethernet de cable fino (thin Ethernet) 0.7 mm Ethernet de cable fino (thin Ethernet) 2.6 mm.para línea troncal TV cable

Conectores de cable coaxial: A lo largo de muchos años se fabricaban conectores que buscaban soluciones específicas a requisitos de productos específicos. Pocos de ellos se convirtieron en estándares (figura 25). Conector BNC: el conector de red a bayoneta BNC (Bayonet Network Connector) es el más popular. Generalmente, un cable termina en un conector macho. Son muy familiares debido a los cables de TV y a los enchufes de VCR. Conector BNC T: se usa en redes LAN, permite derivar un cable secundario u otros cables de la línea principal. Un cable que sale de un PC se puede ramificar para conectarse a varios dispositivos. Terminadores BNC: son necesarios en las topologías donde hay un cable principal que actúa como un troncal con ramales a varios dispositivos, pero que en sí mismo no termina en ningún dispositivo. Si se deja sin

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Seguridad Electrónica CCTV terminar, cualquier señal que se transmite sobre él genera una onda reflejada que interfiere con la señal original. Un terminador absorbe la onda al final del cable y elimina el reflejo.

3.4. Observaciones Finales. a) Cable Coaxial: la transmisión a través de cable coaxial es conocida como “desbalanceada”. Debido a la forma constructiva del cable. El blindaje rechaza exitosamente interferencias electromagnéticas superiores a 50 kHZ.sin embargo, la radiación proveniente de las redes eléctricas de 50 Hz es más difícil de eliminar y depende fundamentalmente de la corriente que circula por los conductores cercanos. Por este motivo conviene alejar por lo menos 30 cm los cables coaxiales de video de los que transportan energía. La manifestación visual de esta interferencia son barras o líneas horizontales que se desplazan hacia arriba o hacia abajo en la pantalla del monitor. La frecuencia de desplazamiento se determina por la diferencia entre la frecuencia de campo de video y la frecuencia de la red eléctrica. Varia generalmente entre 0 y 1 Hz. Tipo de Cable RG-59 RG-6 RG-11

Distancia 225m 400m 600m

b) Par Trenzado UTP: Cuando las distancias entre los distintos componentes de un sistema de CCTV exceden los 200 metros, la transmisión de video por par trenzado es una opción muy conveniente frente al cable coaxial con amplificadores de video, ya que estos amplifican también las interferencias. La impedancia característica del UTP es de 100 Ohms. Toda interferencia electromagnética y ruido no deseado que llegue a ambos conductores, se cancelará debido a que el sistema admite señales en modo diferencial (distinta polaridad en cada conductor del par), ya que están balanceados con respecto a la masa. Por este motivo se le conoce como transmisión balanceada y es necesario que los cables estén trenzados. La adaptación entre los equipos y el cable se realiza a través de un balun, del que existen dos tipos: balunes pasivos y balunes activos los cuales estos últimos requieren de corriente para funcionar de manera

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Seguridad Electrónica CCTV adecuada y permiten transmisiones de señales de hasta 2400 y el pasivo de hasta 500 metros.

Capitulo IV. Alojamientos y Soportes. Los gabinetes “Housings” son cajas de material plástico, fibra de vidrio o mental con una ventana transparente de vidrio o acrílico resistente a golpes o ralladuras, para permitir la entrada de la luz al frente de la lente de la cámara. En el interior del gabinete se dispone de una placa a la cual la cámara queda firmemente apoyada, atornillada y dirigida el lente hacia la venta. Los gabinetes disponen de una entrada para la alimentación eléctrica y cable de video. Todos los gabinetes disponen en su parte inferior externa de la rosca de sostén, del mismo tipo del que utilizan las cámaras, para ser montadas en soportes o en dispositivos de movimiento. El sostén de los gabinetes debe permitir el giro a 180 grados sobre soporte. Las variedades de alojamientos para cámaras se dividen en dos categorías: interior y exteriores. Los alojamientos para interiores protegen las cámaras y hechos de materiales opacos a la luz. En tanto, los alojamientos para exterior protegen a lado cámaras y lentes de las condiciones ambientales.

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Capitulo V. Mecanismos de Movimiento. a. Unidad de PAN & TILT: Cuando una cámara debe ver un área extensa se utiliza un montaje para rotación horizontal (PAN o paneo) y cobertura angular vertical (TILT o cabeceo).su rango máximo de paneo es 350® y de cabeceo 60® (puede variar dependiendo del modelo), se controla por joystick y puede trabajar en combinación con el control motorizado de lentes zoom, lo que permite el control manual de las funciones del lente. b. Speed dome: la cámara móvil de rotación continua permite movimientos con angulo de visión ajustable en 360®, con una velocidad de giro de 300®/seg, su construcción en acrílico de alto impacto, ya sean claro u oscuro, logra disimular posición de la cámara, con una mínima reducción de luz. Su montaje puede realizarse tanto en techos, superficies inclinadas como paredes. c. Comunicación: Una red RS485 / RS422 consta de muchos componentes diferentes, tales como cables, dispositivos RS232 / RS485 / RS422 (maestros y esclavos), convertidores y fuentes de alimentación, y porque este tipo de red se utiliza normalmente a larga distancia y de forma eléctrica Ruidoso, ruidos, reflexiones y errores de datos. Construyendo una red RS485 / RS422 confiable eligiendo los cables, los diseños y los convertidores correctos podría ahorrar mucho tiempo de ingeniería valioso y hacer el sistema libre de los problemas antes mencionados. i. Topología RS485 / RS422 RS485 / RS422 es una red en una configuración lineal, multi-gota; Sin embargo, el star-wiring es inevitable en algunos lugares. Nuestro RS485 Hub / Splitter (Modelo: HUB-485-4) divide una red RS485 en cuatro, lo que hace posible el cableado en estrella. ii. Distancia RS485 / RS422 Un solo bucle RS485 / RS422 puede ir hasta 4000 pies (1200m) utilizando alambre de cobre estándar (par trenzado blindado). Esta distancia (con alambre de cobre) se puede extender a otros 4000 pies (1200 m). iii. Cableado y terminación RS485 / RS422 Se recomienda el cable de par trenzado (por ejemplo, CAT-5e) para evitar ruidos externos inducidos a los buses RS485 / RS422. Las líneas de transmisión suelen terminar para reducir ruidos y reflejos que pueden causar errores de datos. Ambos extremos del bus deben ser terminados (no cada nodo). Vea la ilustración a continuación.

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Capítulo VI. Alimentación del Sistema. El desarrollo de la tecnología en nuestros tiempos, ha propiciado un descenso significativo en la miniaturización y en el coste de los sistemas de CCTV, permitiendo la rápida difusión de su empleo a casi todas las áreas de la actividad humana en las que se requiere contar con el respaldo de evidencias visuales sobre la ocurrencia de eventos significativos. En la actualidad existen en el mercado, kits de video vigilancia que integran gran variedad de cámaras y dispositivos de grabación y facilitan o simplifican su instalación y configuración, de manera que prácticamente cualquiera con un poco de dedicación, pueda instalar y configurar su propio sistema de video vigilancia. Debido a que el empleo más difundido de los sistemas de CCTV es en aplicaciones de video seguridad, el término CCTV se ha generalizado para referirse a estos sistemas.

6.1. Fuentes de Alimentación. La fuente de alimentación, es la encargada de garantizar el suministro de energía para el trabajo adecuado de la cámara, típicamente con 12 o 24V de corriente directa, aunque las cámaras de mayor consumo como las tipo domo motorizado, pueden operar con valores de corriente alterna de 24VAC, 110 VAC o 220 VAC. La figura a continuación, muestra algunos tipos de fuentes utilizadas para proporcionar energía en los sistemas de CCTV, pudiendo emplearse uno o varios según los requerimientos.

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Por la forma de fundamentalmente:

conexión

emplea

una

dos

topologías

Alimentación distribuida. Alimentación centralizada.

6.2. Alimentación distribuida o independiente. La alimentación se realiza de forma independiente para cada cámara. Debe garantizarse según el caso 110 o 220 VAC, para la conexión del adaptador o fuente de alimentación de la misma. La figura siguiente ilustra la forma de conexión empleada en esta topología

Ventajas  

Alimentación adecuada para dispositivos requerimientos de consumo eléctrico. Evita las pérdidas del cable con la distancia.

con

grandes

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Seguridad Electrónica CCTV Desventajas 

Imposibilidad de garantizar respaldo de energía para emergencias por fallas eléctricas.

6.3 Alimentación Centralizada. A partir de una fuente central, se distribuye la energía eléctrica hasta cada cámara. La figura que sigue, muestra un esquema de conexión con alimentación centralizada.

Ventajas:  

Facilita la redundancia ante fallas Facilita la implementación de respaldo de energía

Desventaja: 

Se limita por la longitud del cable. No recomendable para largas distancias

Cabe destacar que en ocasiones, se pueden combinar ambas topologías y a veces cuando es permisible, puede emplearse un tipo de alimentación en cadena, en la que a partir de una fuente central lleva la alimentación hasta una primera cámara y a partir de esta, sucesivamente hasta las demás. Este tipo de conexión ahorra en cableado, pero limita la distancia. Además de introducir fallas por mala calidad o envejecimiento de los empalmes (Es recomendable utilizar conectores de expansión o soldadura. Recuerde aislar con tape).

6.4. Cableado y Conectores para CCTV. Existe gran variedad de cables y conectores que se emplean en CCTV, tanto para audio, corriente y video, pero solo nos ocuparemos en lo que concierne a la conexión de la alimentación.

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Seguridad Electrónica CCTV CABLEADO CON CABLE COAXIAL SIAMÉS PRE-CONECTORIZADO.

Este tipo de cable se emplea esencialmente en sistema donde la alimentación a las cámaras se distribuye centralmente. Tenga presente que el cable siamés pre-conector izado, posee dos conectores en cada extremo. El extremo con un conector BNC macho (video) y un conector de alimentación hembra se conecta en el extremo del DVR, mientras que el otro extremo (conector BNC macho y conector de alimentación macho) se conecta a la cámara. La figura siguiente muestra estos conectores.

El conector de alimentación hembra se conecta a uno de los machos de un splitter de alimentación y este a su vez a la fuente o adaptador de alimentación. Ver figura que sigue.

CABLEADO CON CABLE UTP (Unshielded twisted pair). El cable UTP es un tipo de cable multifilar (4 pares trenzados e identificados por color) que se utiliza fundamentalmente para la interconexión de dispositivos en las redes de computadoras, posibilitando la transmisión de datos típicamente hasta 100 m. Con la adopción de un estándar para el cableado, se facilitó la transmisión de

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Seguridad Electrónica CCTV datos, voz y video por la misma infraestructura (cableado estructurado), por lo que es frecuente encontrar las tres aplicaciones (datos, voz y video) utilizando un sistema de cableado estructurado. Sin embargo, es típico utilizar cable UTP solo para sistemas de CCTV. La ventaja fundamental de la utilización del cable UTP en CCTV, radica en que permite la conexión de múltiples cámaras (Hasta 4) con un mismo cable, lo que ahorra tiempo y recursos. O sea, se puede conectar por un cable, el video de 4 cámaras con alimentación independiente o 2 cámaras utilizando dos pares (uno por cámara) para video y dos para la alimentación Sí utiliza una fuente central, puede atornillar en la misma, un extremo del par utilizado para corriente, mientras que en extremo que conecta a la cámara, utilizar un conector macho (Adaptador UTP-DC) como el que se muestra a continuación.

Sí utiliza un adaptador central, entonces utilice un conector hembra como el ilustrado en la figura anterior, en el extremo de la fuente y acóplelo a ésta mediante un splitter de alimentación. Tenga presente mantener la polaridad. Es decir, utilice el mismo color de cable para atornillar el borne positivo de ambos extremos, al igual que para el negativo. Ver figura siguiente.

CABLEADO CON CABLE COAXIAL SIAMES.

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El cable coaxial siamés, es un cable coaxial (para video) al que se incorpora un par de cables para llevar alimentación. Puede utilizar adaptadores UTP-DC hembra y macho según el extremo a conectar. Si se utiliza un coaxial simple con alimentación centralizada, entonces se requiere utilizar un par de cables independientes para llevar la alimentación desde la fuente hasta la cámara. Trate de utilizar un color distinto para diferenciar cada polaridad. Sí no es posible, entonces conecte los extremos de la fuente sin pelar los cables en el extremo de la cámara. Luego pele estos y verifique la polaridad con un multímetro, finalmente conectar con un adaptador UTP-DC macho para conectar la cámara.

6.5. ESTIMACION DE LA DISTANCIA Y LA CORRIENTE. Cuando instalamos sistemas de CCTV nos encontramos con la situación de transmitir energía eléctrica a distancia, ya que muchas veces en el lugar de la instalación no encontramos tomas de energía eléctrica a mano. A la hora de transmitir energía eléctrica debemos tomar en cuenta los siguientes puntos: 



Cable: se recomienda que sea cable POT calibre 18, cable siamés o UTP (dos o tres pares de hilos sencillos). Entre más grueso el cable, mejor, ya que así la corriente pasa con mayor facilidad. Fuente: Siempre usar un valor de corriente pasado por lo menos 25% a la carga nominal, es decir, si nuestra carga (cámara) consume 800mA, usamos una fuente para alimentarla de al menos 1000mA (1amp). Cuando necesitemos pasar energía a larga distancia contemplemos siempre el uso de reguladores y fuentes de voltaje regulables que compensen las inevitables caídas de tensión en la línea de transmisión.

Para la explicación de este cálculo usaremos el siguiente ejemplo: Tenemos una cámara de 12Vcd que consume 300mA, la cual queremos alimentarla con una fuente de voltaje que está ubicada a 200mts de

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Seguridad Electrónica CCTV distancia (cerca del DVR). ¿Cuánta caída de voltaje tendré a esa distancia si uso cable POT Calibre 18AWG?

La fórmula es la Ley de Ohm V = IR V = Voltaje (voltaje) > Voltaje de la fuente I = Corriente (amperes) = Corriente que consume la cámara R = Resistencia (Ohms) = Resistencia del cable La resistencia del cable se puede buscar en tablas en internet, un valor nominal del cable 100% cobre es de 20.95 Ohms/Km.

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Calculamos la resistencia total de nuestro cableado, recordando que son 200mts (una tirada para el positivo y una tirada para el negativo). Podemos usar una regla de tres para hacer el cรกlculo:

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Ahora que ya tenemos la resistencia del cableado procedemos a calcular la caída de voltaje con la Ley de Ohm:

Este resultado nos indica que tendremos una caída de voltaje de 1.2 Volts, es decir tendremos un voltaje en la cámara de 10.8 Volts. Para solucionar este problema podemos usar una fuente de 14 Vcd para compensar las pérdidas y así obtener un valor más o menos aproximado de funcionamiento de la cámara.

Los cables y conductores se fabrican utilizando cobre y a veces en aleaciones de éste con otros metales como el aluminio. En dependencia de este factor y de la sección circular del calibre con que se fabriquen, ofrecen cierta resistencia al paso de la corriente eléctrica. Esta se caracteriza o específica para cada calibre en ohmios por metro. Sí conocemos su valor, el voltaje insertado y la longitud de recorrido del cable hasta un punto, entonces podemos calcular la caída de voltaje hasta el mismo de acuerdo a la ley de Ohm y dependencia de la tolerancia de trabajo de la cámara, especificada por su fabricante, podremos determinar si dicha caída de voltaje es admisible o no.

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La tabla a continuación, muestra el calibre de alambre recomendado para algunas distancias, en dependencia de la corriente que se requiere con alimentación de 12 V AC/DC. Puede estimar para cada cámara, sí para el calibre de cable utilizado la corriente de consumo se garantiza a la distancia de ubicación de la misma.

Sí la caída de voltaje es inadmisible, entonces puede optar por colocar un adaptador independiente en el lugar para dicha cámara, compensar la caída con un calibre de cable menor o aumentar el voltaje de inserción para alimentar dicha cámara.

Capitulo VII. Alimentación.

Seleccion

Fuente

Lo que menos queremos para nuestros equipos eléctricos ya sean Computadoras, monitores, consolas o televisiones, es que se dañen por un problema con la corriente eléctrica, descubre que podemos hacer para prevenir todo esto. ¿Qué es un Regulador? Un regulador de tensión o regulador de voltaje es un dispositivo electrónico diseñado para mantener un nivel de voltaje constante, es decir, cuando el voltaje de entrada baja o sube, el voltaje de salida aumenta o disminuye para proporcionar siempre la misma cantidad a tu equipo y evitar daños a tus aparatos. Ventajas: 



Funcionamiento permanente y seguro de todos sus equipos, las variaciones de voltaje no afectarán el funcionamiento de tus aparatos. Aumenta la vida útil de tus aparatos.

¿Qué es un No Break?

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Seguridad Electrónica CCTV Un No break es un salvavidas eléctrico que actúa ante una ausencia repentina falta de energía, este proveerá de electricidad a los aparatos que se tengan conectados gracias a sus baterías internas recargables. Ventaja: 

Respalda el funcionamiento de tus equipos por cierto tiempo brindando energía de respaldo

¿Qué es un UPS? Un UPS (Sistema de alimentación ininterrumpida) hace la función de regular el voltaje y provee de energía cuando hay falta de luz evitando así daños a tus apartaos Ventajas:  

Regula las variaciones de voltaje evitando afectar el funcionamiento de sus aparatos Respalda el funcionamiento de tus equipos por cierto tiempo brindando energía de respaldo.

Observación: Aunque con las mejoras introducidas por la tecnología el consumo de las cámaras ha decrecido, es recomendable garantizar 0,5A por cámara. Conociendo el número de cámaras es fácil multiplicar por dicho valor para obtener la corriente total requerida por el sistema. Sí por ejemplo, contamos con 16 cámaras, entonces sí multiplicamos por 0,5A obtenemos un valor de 8 A (Amperios), considerando un 25% como margen de seguridad obtenemos un total de 10 A. Es decir, necesitamos una fuente de 12 V, 10 A para alimentar dicho sistema.

7.1. Sistema de Respaldo. Al momento de pensar en un respaldo para nuestro sistema de CCTV sin considerar los que nos ofrece el mercado actual, ya sea por precio una de las principales causas de no adquirir uno, en este capítulo se enseñara como diseñar un sistema de respaldo utilizando un sistema de respaldo básico con baterías. Lo primero a considerar: Una batería no es nada más que un componente que almacena electricidad para poderla dar cuando sea necesaria. Estos componentes han experimentado una gran evolución a partir de los años 90 gracias a su utilización en telefonía móvil y en informática portátil. Esta evolución continuará de manera imparable, probablemente gracias a la industria del transporte, principalmente del automóvil. El transporte ha funcionado durante todo el siglo XX con combustibles fósiles (hidrocarburos, gasolina y gasóleo principalmente), pero el agotamiento de estas fuentes de energía hace que la industria se mueva hacia la electrificación de los automóviles.

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Seguridad Electrónica CCTV Todo este desarrollo hace que las baterías, cada vez puedan almacenar más energía con menos espacio y a un coste inferior. Por lo tanto el desarrollo va encarado a estos dos aspectos: más energía por espacio/peso y menos coste de fabricación. Los principales tipos de baterías que encontramos son: Plomo-ácido, níquel-cadmio, níquel-hidruro metálico, iones de litio, polímero de litio y cebra. Vamos a explicarlas un poco.

Baterías de plomo-ácido Las baterías de plomo son las que hace más años que se utilizan. Tienen una baja relación entre el peso que ocupan y la energía que almacenan, pero lo compensan, con que duran mucho tiempo y tienen un precio relativamente económico. Desde el punto de vista medioambiental, a pesar de ser el plomo un material pesado, es reciclan hasta el 90% de su contenido. Tienen un período de recarga que puede durar entre 8 a 10 h. Son muy utilizadas como baterías por los coches, camiones y también para baterías de tracción como son los traspalets, apiladores, retráctiles, carretillas elevadoras. Baterías Níquel-cadmio A pesar de que hace michos años que se descubrieron, su coste hizo esperar su utilización. Constan de un ánodo de níquel y un cátodo de Cadmio. Al ser el cadmio un metal pesado y muy tóxico, es prohibieron a la Unión Europea a partir del 2004. Tenía la ventaja de su gran duración, unas 1.500 recargas, pero tenían otros inconvenientes, como por ejemplo una baja capacidad energética por unidad de peso y que sufren el efecto memoria. Baterías Níquel-hidruro metálico Las baterías de níquel-hidruro metálico, fueron creadas a los años 70, pero se introdujeron recientemente en el mercado, para sustituir las de *Níquel y Cadmio, que cómo hemos dicho están prohibidas a la Unión Europea. Tienen más capacidad de almacenamiento por unidad de peso respeto las baterías de plomo, pero continúan tengan el problema del efecto memoria. Aun así han sido de las más utilizadas por los coches híbridos, puesto que dan muy buenos resultados. Baterías de litio-ion

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Seguridad Electrónica CCTV A pesar de ser un tipo de baterías que es conoce desde 1960, su desarrollo es debido a la telefonía móvil, puesto que consiguen almacenar mucha energía. A diferencia de las anteriores no sufre del efecto memoria, ni tiene una gran pérdida de capacidad por el efecto de no utilizarse. Estas dos características hacen que se haya incrementado su uso en aparatos portátiles, teléfonos, ordenadores portátiles, etc. No todo pueden ser ventajas, es decir, también hay inconvenientes. Uno de ellos sé que se sobrecalientan, además de ser un poco caras de momento, pero como toda tecnología su precio tiende a bajar. Baterías litio-Polímero Empezó a producirse aproximadamente sobre el 2006, por lo tanto todavía se encuentran en desarrollo. Es una variante de las baterías de litio-ión, a las que se ha cambiado el electrólito por un polímero, que puede estar en estado sólido o gelatinoso, lo que permite dar formas a gusto del fabricante. Esta particularidad, hace que los fabricantes de móviles estén muy interesados puesto que les permite más libertad en el momento de diseñar su móvil. Otra ventaja es que tienen una densidad de almacenamiento más alta, por el mismo peso pueden almacenar prácticamente el doble de energía. Como inconvenientes tenemos que se vuelven inestables si las sobrecargamos, del mismo modo que si se descargan por debajo de un valor determinado. Baterías Zebra Su electrólito, necesita estar a altas temperaturas, unos 250º a 350º C, por lo tanto se tienen que aislar del exterior, para evitar pérdidas de energía, se aíslan al vacío. Tiene una capacidad de almacenamiento similar a la de las baterías de Iones de Litio, pero con la ventaja que pueden trabajar en altas tensiones, hasta 600V, o bien almacenar grandes cantidades de energía. El número de ciclos de las baterías se de unos 1000. Pero se puede cargar hasta su 50% con poco tiempo unos 30 min. De momento han pocas fábricas, hay alguna en Suiza.

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7.2. Tipos de Conexiones Conexión en PARALELO. La conexión en paralelo de dos baterías iguales, permite obtener una salida dos veces la capacidad de las baterías individuales, manteniendo el mismo voltaje nominal. Siguiendo este ejemplo, donde tenemos dos baterías de 200Ah y 12V cada una, conectadas en paralelo, vamos a tener:  Tensión nominal total: 12V (Voltios).  Capacidad total: 400Ah (amperios hora).

por

La capacidad identifica la máxima cantidad de carga que puede almacenarse. Cuanto mayor sea la capacidad, mayor será la cantidad de carga que puede almacenarse. Se mide en Amperios por hora. En este caso, significa que con una capacidad de 400Ah, la suma de ambas baterías teóricamente puede proporcionar una corriente de 400 amperios durante 1 hora de tiempo, o 200 amperios durante 2 horas continuamente, o 100 amperios durante 4 horas continuamente, y así sucesivamente. Cuanto menor sea la intensidad máxima utilizada (amperios), mayor será la duración.

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Seguridad Electrónica CCTV – Conexión en SERIE. Siguiendo este ejemplo en el que tenemos dos baterías de 200Ah y 12V cada una, conectadas en serie, vamos a tener:  Valor de tensión de salida total: 24V (voltios)  Capacidad total: 200Ah (amperios por hora), sin cambios. En este caso, mayor es la tensión de corriente continua para cargar las baterías, y las pérdidas son menores a lo largo de los cables.

Conexión SERIE-PARALELO. La combinación de la conexión en paralelo con la conexión en serie, será una duplicación de la tensión nominal y de la capacidad. Siguiendo este ejemplo, vamos a tener dos conjuntos a 24V y 200Ah unidas en paralelo, formando así un total de 24V y 400.

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Seguridad Electrónica CCTV 7.3. ¿Cómo calcular la capacidad de las Baterías? En la batería viene indicada su capacidad expresado por el código 'CX Y Ah', donde X es el tiempo de descarga y Ah es la corriente de dicha descarga, siempre para un voltaje fijo. Por ejemplo, si tenemos una batería C10 50Ah, significa que la batería de 50 Ah puede descargarse durante 10 horas. Este código suele expresarse en las baterías para tiempos de 10, 20 y 100 horas, es decir C10, C20 y C100 con sus respectivas corrientes. ¿Cómo calcular los amperios que necesitamos para proporcionar energía a un dispositivo? 1º Paso: calcular la capacidad en amperios-hora según la fórmula: C = x·t Donde x son los amperios que necesitan la aplicación, y t el tiempo en horas que queremos que funcione. Por ejemplo, si queremos alimentar una bomba que consume 140mA durante 24 horas, realizaremos el siguiente cálculo: C = 0,14 amperios • 24 horas = 3,36 Ah 2ºPaso: calcular la capacidad que necesitaremos de la batería, sin llegar a descargarla del todo. Las descargas completas, hasta llegar a cero, no son recomendables. Por ejemplo, si se va a utilizar una batería de plomo acido en muchos ciclos no se recomienda que extraiga más del 50% de su carga, es decir, que siempre quede un 50 % de la carga en la batería. De esta manera la batería se degrada menos y se alarga su vida útil. Se realiza el siguiente cálculo, donde C* es la capacidad, teniendo estas consideraciones sobre la batería: C* = C/0,5 ; C* = 3,36/0,5 = 6,7 Ah Por lo que necesitaremos una batería que nos proporcione una capacidad de 7Ah.

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Capitulo VIII. Almacenamiento. 8.1. Introduccion. Aunque los sistemas de vigilancia por video digitales ofrecen una cantidad exorbitante de funciones en comparación con sus ancestros análogos, aun así requieren de un diseño e implementación bien pensados a fin de garantizar su máxima rentabilidad. Entre los distintos criterios que afectan el valor del sistema de grabador de video digital para fines de vigilancia (SDVR, por sus siglas en inglés), la capacidad de almacenamiento puede ser particularmente importante y fácil de malinterpretar.    

mayor resolución de imagen más cámaras activas periodos de archivado más largos reconocimiento de video inteligente

La capacidad de almacenamiento abundante es un componente fundamental para impulsar estas capacidades, y es en este ámbito en que algunas implementaciones de video vigilancia pueden irse por la borda. En un esfuerzo por minimizar costos, algunos sistemas SDVR pueden utilizar múltiples discos duros (HDD) de menor costo y capacidad a fin de cumplir con sus requisitos de almacenamiento. A primera vista, esta estrategia parece una opción viable con el fin de reducir los gastos en almacenamiento. En los entornos informáticos convencionales, la capacidad del disco duro se ve típicamente solo en términos cuantitativos, es decir, ¿cuántos datos puede almacenar el sistema? Sin embargo, en el contexto de las soluciones SDVR, la capacidad de la unidad desempeña un papel clave a la hora de determinar tanto la cantidad como la calidad de los datos que puede almacenar el sistema. Debido a que las transmisiones de video ininterrumpidas son el alma misma de los sistemas SDVR, a fin de brindar un desempeño y eficiencia superiores en un entorno de seguridad determinado, estos sistemas cuentan con suficiente capacidad de almacenamiento para abordar tres parámetros de video fundamentales:  

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Cantidad: el número y duración de las transmisiones de video. Calidad: la calidad de la imagen de las transmisiones de video, expresada en términos de la resolución por cuadro (por ejemplo, 1280x1024 píxeles) y cuadros por segundo (fps). Archivado: el plazo de tiempo en que se almacenarán las transmisiones de video.

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Seguridad Electrónica CCTV 8.2. Calculo de Espacio en Disco Duro. Muchas veces en la industria de la seguridad electrónica, sucede que vendemos sistemas de CCTV sin hacer los análisis adecuados. De hecho solo pocas personas conocen con exactitud cuáles son los cálculos que se deben hacer y de ellas considero que muy pocas efectivamente los hacen. El resto se contenta con escoger una marca de equipos y revisar cual modelo le ofrece un precio más bajo. Son muchos los análisis que se necesitan, esto implica hacer algunos cálculos simples y colocar el sentido común al servicio de la seguridad de nuestros clientes. Si no lo hacemos, podemos colocar en riesgo toda la credibilidad de la industria de seguridad electrónica, por simple desconocimiento o pereza. Una de las preguntas frecuentes que recibo en los cursos, que oriento para ALAS, es ¿cuánto disco duro necesito? Veamos en estas cortas líneas una forma fácil y completa de hacer el cálculo. Lo primero que debemos entender es que la respuesta no es inmediata, es decir nadie, responsablemente puede decir XXX Giga Bytes por día o por hora o por mes, sin hacer los análisis necesarios. Algunas personas acostumbran a botar una cifra al aire, producto de su experiencia, pero casi siempre es errada, cuando se compara con la calculada o con la que realmente se emplea, al verificar un sistema que está operando satisfactoriamente. La respuesta adecuada, depende de las siguientes variables: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Número de canales o cámaras de la videograbadora. Resolución a la que deseo grabar cada cámara. Velocidad a la que deseo grabar cada señal de video. Algoritmo de Compresión. Calidad que deseo en las señales de video almacenadas. Tipo de complejidad en cada imagen. Tamaño promedio de cada imagen almacenada. Tiempo de grabación diario. Actividad de la escena que deseo grabar, de acuerdo a la operación y horarios del sitio. 10. Forma de grabación (continua, por eventos, por lapso de tiempo) 11. Cantidad de información que se desea almacenar (prealarmapostalarma) 12. Importancia que desea dar a cada escena.

Todos estos aspectos se deben recopilar, analizar y usar para el cálculo final.

Autor: Ing. Shiraki Mitugi

Seguridad Electrónica CCTV Normalmente los fabricantes ofrecen calculadoras en línea para este fin, sin embargo no siempre estas herramientas tienen en cuenta todos los aspectos, y sobre todo el común denominador trabaja con base en promedios, que a la postre hacen una diferencia muy importante; por ello recomiendo hacer los cálculos en una hoja de Excel o similar y garantizar que el disco duro que compremos sea el indicado.

La metodología inicial es muy simple: a) Calcular cuánto se necesita para almacenar un (1) segundo de video. b) Multiplicar este resultado, por el número de segundos que desee almacenar. Recuerde que una hora tiene 3.600 segundos, que una semana tiene 168 horas y un mes 720 horas. c) Tenga en cuenta que esto se debe hacer para cada cámara, para cada escena y para cada segmento del día, debido a que las condiciones son diferentes en cada caso. La fórmula para calcular el espacio para una (1) cámara, en un (1) segundo, es igual de sencilla: Disco Duro para 1 segundo = Tamaño Promedio de 1 Frame (Bytes) x FPS x % Actividad Es decir, la Capacidad en Bytes para un segundo de video para una (1) cámara, es igual al tamaño promedio en Bytes de cada Frame, multiplicado por la velocidad (FPS) a la que desee grabar, multiplicado por el porcentaje de actividad de la escena. Comencemos entonces a analizar, cada una de las variables. El tamaño promedio en Bytes de cada Frame, se lo debe entregar el fabricante del DVR o NVR que esté usando. Este tamaño es al que se refiere el punto siete (7) que veremos más adelante. La velocidad de grabación se determina dependiendo de la aplicación y la escena que se tenga. El porcentaje de Actividad, indica que tan estática (0%) o cambiante (100%) es la escena. Recordemos que para multiplicar un porcentaje, debemos pasar el número a decimal. Entonces multiplicar por el 100%, realmente es multiplicar por 1, multiplicar por un porcentaje del 80%, realmente es multiplicar por 0,8 y así sucesivamente. Una vez sepamos cuantos bytes nos toma almacenar un segundo de video, será muy fácil saber cuánto en una hora o día. Sin embargo recuerde que las 24 horas del día se deben segmentar y que en cada segmento puede existir una actividad promedio diferente o una escena distinta, que nos lleva a cambiar el tamaño de cada frase.

Autor: Ing. Shiraki Mitugi

Seguridad Electrónica CCTV Es importante que hagamos un cálculo preciso de Disco Duro en un grabador con la tecnología AHD o HD-TVI, de esta manera sabremos qué capacidad necesitaríamos para grabar continuamente en un grabador, es posible que el usuario pueda cambiar los parámetros de grabación para que pueda tener más o menos días de grabación. La siguiente tabla nos muestra el consumo con las diferentes calidades de video el cual es seleccionable cuando estamos configurando la grabación en nuestro DVR.

EJEMPLO: Capacidad total de grabación= Espacio usado por hora (MB/h) (tasa de cobertura de disco) X tiempo de grabación (horas) X número de canales Suponemos que uno de nuestros clientes desea tiene cámaras de 720P, y configura a una calidad de video la más baja “lowest” a 30 cuadros por segundo en un total de 4 canales, el desea grabar de manera continua en un mes. ¿Cuál sería la capacidad del disco que tendría que instalar? Cálculo: Capacidad total de grabación: 450 (MB/h) X 24 (horas/día) X 30 (Días) X 4 (canales) = 1296000 (MB) = 1266 (GB) por lo que nuestro cliente tendría que instalar un disco de 1.5 TB para grabar un mes.

Autor: Ing. Shiraki Mitugi

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Capitulo IX. Calculo del Ancho de Banda. 9.1. Calculando el Ancho de Banda Las imágenes que logramos con nuestros sistemas de video están destinadas tradicionalmente a cuatro (4) sitios: Los monitores, las videograbadoras, los servidores para análisis de video y las redes de comunicaciones para hacer cualquiera de los primeros tres procesos pero en un sitio remoto. La mejor imagen, se logra casi siempre en los Monitores. Obteniendo la mejor resolución estática (pixels) y resolución dinámica (cuadros por segundos) de todo el sistema; siempre y cuando se diseñe y configure un sistema eficiente. Casi siempre los stream (flujos de datos) de video, llegan con una calidad muy similar a los servidores que hacen analítica de video (si existen) y que graban la información. Es dentro de las videograbadoras, donde más se modifican los parámetros de configuración para lograr que todo el video necesario quepa dentro de nuestro disco duro… y de esos errores ya hemos hablado en anteriores ocasiones… pero creo que estaremos de acuerdo, que el stream de video más crítico, es el que enviamos hacia las redes de datos (LAN/WAN), porque sabemos que entre más calidad enviemos, más ancho de banda requerimos de esa red y eso puede significar mayor inversión en gastos operativos. Y entonces viene la pregunta del millón… ¿cuánto ancho de banda necesito?. Recuerde que los streams de video se componen de datos que representan imágenes en movimiento. Por lo tanto es lógico suponer que entre más detalle haya en cada imagen, es mayor la cantidad de datos que tendrá nuestro video. El punto de partida para calcular el ancho de banda o Band Width (BW) de una señal de video, son los mismos datos que se requieren para calcular el espacio de un disco duro (DD). Recordemos que para calcular el DD, calculamos el espacio necesario para almacenar un (1) segundo de video y luego lo multiplicamos por el número de segundos, horas o días que necesitemos almacenar. De los artículos pasados, podemos extraer que para conocer cuánto se requiere para almacenar un segundo de video, debemos analizar e investigar algunos factores: 1. Velocidad a la que deseamos grabar (FPS), 2. Resolución, calidad y algoritmo de compresión que usemos. Esto nos dará el tamaño de un cuadro de video, en promedio (Bytes) y 3. El porcentaje de actividad de la escena, que nos dice que tanto cambia un cuadro respecto a otro.

Autor: Ing. Shiraki Mitugi

Seguridad Electrónica CCTV Una vez tengamos estos tres datos, aplicamos la fórmula: Espacio para 1 segundo de video = FPS x Bytes x %Actividad Y entonces si expresamos este resultado en bits, obtendremos la cantidad de bits que necesitamos en un segundo de video… esto se puede decir como “bits por segundo” (bps), y es precisamente la unidad usada para expresa el BW, por lo tanto podemos decir que:

BW = espacio para 1 segundo de video x 8 Sí, así de sencillo. Debo aclarar que esto mismo se debe hacer para cada stream de video que queramos enviar por nuestro canal de comunicaciones. Y entonces deducimos que el total del ancho de banda efectivo que necesitamos es la sumatoria de todos los anchos de banda de cada stream de video. Ejemplo: Suponga que tenemos 8 cámaras de red (IP), en un establecimiento comercial y deseamos verlas simultáneamente, desde nuestra oficina. ¿Qué ancho de banda requiero? Asumamos los siguientes datos: A. Debido a que nuestra aplicación es de solo supervisión, requerimos video a solo 10 FPS. B. Una vez consultada la fábrica de la cámara IP, llegamos a la conclusión que usando un algoritmo de compresión H.264, en calidad media y usando una resolución D1 (720x480 pixels), el promedio de cada imagen es de 9KB. C. Realizando un estudio de actividad, vemos que en promedio las escenas de las cámaras tienen una actividad del 60%. Entonces aplicando las fórmulas mencionadas anteriormente, el ancho de banda EFECTIVO que la red de datos necesita, para ver una (1) cámaras es: BW = 10 FPS x 9KB x 0,6 x 8 = 432Kbps Y por lo tanto el ancho de Banda para ver simultáneamente las 8 cámaras será: BW total = 432Kbps x 8 cámaras = 3,456 Mbps Aunque nos parece bajo este número, en realidad sugiero hacer énfasis en la palabra EFECTIVO, debido a que la velocidad de nuestro servicio de “Banda Ancha”, que se contrata con un proveedor de servicio de internet (ISP), es una velocidad nominal y siempre es mucho más alta que la velocidad efectiva que realmente necesito.

Autor: Ing. Shiraki Mitugi

Seguridad Electrónica CCTV 9.2. Velocidad efectiva vs Velocidad nominal Cuando hablamos de un servicio de telecomunicaciones como el que las empresas ISP (Internet Service Provider) nos ofrecen, debemos tener en cuenta tres aspectos, para verificar la velocidad que necesitamos contratar: Modelo OSI, Sincronismo, Nivel de Reuso. Comencemos por definir de que estamos hablando: La velocidad nominal, es la que se encuentra mencionada en el contrato que se hace con el ISP. Es decir, la que se publicita y sale a la luz pública, casi siempre y en esta época (2013), en números enteros expresados en Mbps (millones de bits por segundo). Sin embargo esta velocidad no es efectiva, es decir no podemos usar la totalidad de la velocidad nominal que contratamos, porque ocurren varios factores (técnicos y comerciales) que afectan su desempeño. La velocidad efectiva, es la cantidad de bits por segundo que podemos realmente usar para nuestra señal de video. La velocidad efectiva siempre es menor que la velocidad nominal. Y depende de los aspectos que recién mencionamos. a. Modelo OSI. Sin entrar a explicar en detalle, la manera como se transmiten las señales de video en una red que usa Protocolo de Internet (IP), sigue varias pautas del modelo OSI, para transmisión de datos. Cada capa del modelo le adiciona algunos caracteres de control y entrega la nueva trama de datos a la capa inferior y así sucesivamente… de tal manera que cuando el stream de video viaja por el medio de transmisión escogido, realmente está aumentado en un porcentaje que varía entre el 15% y el 40%, dependiendo del protocolo de comunicación usado. b. Sincronismo. Se refiere a si la velocidad de bajada (es decir, recibir datos de internet o Down Load) es igual a la velocidad de subida (enviar datos a internet o UpLoad). En la inmensa mayoría de casos, la velocidad de bajada es mucho mayor a la de subida. Los valores en nuestra región latinoamericana, pueden variar a relaciones de 1:4 o 1:2, es decir la velocidad de subida es cuatro veces más baja de la de bajada o a veces la mitad de la velocidad. Cuando la velocidad de subida es igual a la de bajada, se dice que el canal es sincrónico y casi siempre se presenta cuando el canal es dedicado. c. Reusó. Este término, se refiere a la capacidad de compartir el canal contratado con otros usuarios. Las empresas de ISP, deben sacar el mejor provecho a las inversiones que realizan, por lo tanto asumen que no todos los usuarios requieren la máxima velocidad y cantidad de datos simultáneamente. Aun cuando todos puedan estar conectados de manera indefinida y simultánea.

Autor: Ing. Shiraki Mitugi

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Capitulo X. Nuevas Tecnologías. 10.1. Conoce al AHD, HDTVI y HDCVI. AHD (Analog High Definition) Es una tecnología que sustituye a las TVlineas (sistema analogo convencional), siendo un sistema Análogo pero con Alta definición en imagen, la tecnología AHD hace que la imagen se transmita sin comprimir ni codificar con la más alta calidad que permite el formato y sin retardos como ocurre con un sistema 100% Análogo, además de superar considerablemente a las TV Líneas análogas, es un sistema ECONOMICO ya que no es 100% HD, pero con una calidad buena, que permitirá realmente hacer eficiente su sistema de CCTV. HDTVI (High Definition-Transport Video Interface) La Tecnología HDTVI no es la misma que la tecnología de procesamiento de imagen analógica, la tecnología digital HD o la tecnología IP megapíxeles. La mayor diferencia entre esta tecnología y otros radica en que HDTVI combina la tecnología de modulación-demodulación analógica (transmisión) de proceso de imagen analógica con la formación de imágenes ópticas de alta resolución de la tecnología digital HD y la tecnología IP megapíxeles. Esta HDTVI ofrece lo mejor de ambos mundos, pantalla de alta resolución y transmisión analógica rápida. El resultado es una rápida transmisión analógica en un sistema de aprovisionamiento rápido, fácil de configurar, pero al mismo tiempo, evita los dolores de cabeza comunes con los sistemas de video en red, como la inestabilidad de ancho de banda, pérdida de paquetes de datos y la latencia. HD-TVI fue inventado por Techpoint, Inc (construido en Silicon Valley en 2012), cuyo equipo mayoría proviene de Techwell. Chipset de Techwell tenía una elevada cuota de mercado en el campo de la DVR analógica antes, así Techpoint heredado una rica experiencia y la tecnología de Techwell. A medida que el 960H analógico no puede satisfacer la petición de los clientes, IP CCTV también tenía su debilidad como retraso de la red. Una demanda del mercado de CCTV analógico HD basado en cable coaxial surgió, por lo Techpoint, Inc inventó HD-TVI, una 720P / 1080P Full HD chipset de vídeo. HDCVI La cual se transmite Video de Alta Definición Mediante cable coaxial en el caso de este DVR a 1080p (1920 x 1080). Otra de las ventajas que ofrece esta tecnología es la distancia de transmisión ya que puede mandar la señal de Video a una distancia de 450 metros sin la necesidad de ningún transceptor ademÁs de costo relativamente menor que la tecnología IP y HD-SDI éstas y muchas otras ventajas encontrara en HDVCI.

Autor: Ing. Shiraki Mitugi

Seguridad Electrónica CCTV ¿Desde cuándo existen? HD-CVI significa “Interfaz de Video Compuesto de Alta Definición”, en 2012, Dahua anunció su propio estándar HD CCTV, una tecnología analógica basada en cable coaxial. Como dijo Dahua antes, HD-CVI hizo grandes avances para la limitación de la tradicional analógica CCTV, obtener imágenes megapíxeles cuando la distancia de transmisión es más de 500 metros. Las características comunes de estas 3 tecnologías. 

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CVI, TVI, AHD son chipset de vídeo analógica escaneado progresivo HD basado en cable coaxial, todo el conjunto de video chips de cada tecnología se coloca en la cámara de seguridad. Opera igual que el dispositivo analógico tradicional, se puede actualizar directamente desde el sistema de circuito cerrado de televisión 960H. Siguen la misma regulación cableado con 960H, lo que significa que los clientes pueden actualizar su 960H a HD CCTV fácilmente con sólo sustituir la cámara y DVR. En comparación con HD-SDI, CVI, TVI, AHD tiene una distancia de transmitir más tiempo sin ninguna pérdida de señal. En comparación con IP CCTV, CVI, TVI, AHD no tienen problemas tales como retraso, pérdida de señal.

¿CVI, TVI, AHD, que será el más popular?  

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CVI liderado por Dahua tiene una primera ventaja, entrar en el mercado antes. TVI liderado por Hikvision se tienden ser aceptada por más producción, más de 100 fábricas de CCTV del mundo están usando esta tecnología. Para AHD, aunque casi ningún líder de fabricación lo está usando AHD, pero AHD tiene una ventaja en el precio. Pero todos ellos la tecnología tenía un problema en la comercialización, los clientes todavía no lo conocen bien.

Autor: Ing. Shiraki Mitugi