Công nghệ cấp nguồn qua cáp sợi quang cho hệ thống camera

Công nghệ cấp nguồn qua cáp sợi quang cho hệ thống camera 2

Camera độ phân giải cao đang ngày càng phổ biến và có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh cho nhiều khu vực như bệnh viện,trường đại học… Sự phát triển của camera cũng dẫn đến những thay đổi lớn trong hệ thống cáp kết nối. Với nhu cầu băng thông và nguồn công suất cao để cung cấp cho từng camera khi triển khai trong một khu vực có diện tích lớn, đòi hỏi nhiều thiết bị hỗ trợ, điều này đồng nghĩa chi phí đầu tư sẽ tăng lên rất cao.Bài viết này xem xét các công nghệ đang thay đổi nhanh chóng trong lĩnh vực camera giám sát,những tác động đến hệ thống cáp kết nối và xu hướng ứng dụng hệ thống cáp “hybrid” hỗ trợ triển khai camera trong tương lai.

Công nghệ cấp nguồn qua cáp sợi quang cho hệ thống camera 2

Nhu cầu giám sát an ninh đang tăng

Theo nghiên cứu từ Transparency Market Research, nhu cầu về các hệ thống giám sát an ninh đang tăng mạnh, dự kiến sẽ đạt gần 40 tỷ USD vào năm 2020. Tương tự, websitesecuritysales.com dự đoán thị trường sẽ tăng lên 42 tỷ USD vào năm 2019,với tỷ lệ tăng trưởng giám sát an ninh trên nền tảng IP tăng 24,2 % mỗi năm trong giai đoạn 2013-2019.

Tuy đây chỉ là những con số ướctính, nhưng tất cả các tổ chức uy tín đều dự đoán mức tăng trưởng liên tục về nhu cầu thiết bị giám sát.Những yếu tố dẫn đến xu hướng này bao gồm: nhu cầu an ninh trước đe dọa của chủ nghĩa khủng bố, phòng chống tội phạm và bạo lực, sự phổ biến của xu hướng kết nối mạng(Internet of Things) và các ứng dụng quảng cáo thương mại. Ví dụ khi bước vào một trung tâm thương mại,hệ thống quản lý của trung tâm sẽ“nhận diện” và cung cấp các quảng cáo phù hợp với thói quen mua sắm của từng khách hàng.

Công nghệ camera đang thay đổi

Camera analog và camera độ phângiải thấp từng phổ biến rộng rãi trong quá khứ, nhưng chất lượng hình ảnh ở độ phân giải 920H haythấp hơn lại cách quá xa so với tiêu chuẩn thấp nhất là 720p của làn sóng camera độ phân giải cao đang dần chiếm lĩnh thị trường hiện nay.

Độ phân giải cao đáp ứng tốt hơntrong lĩnh vực an ninh, cho phépngười giám sát thấy được nhữngvật thể nhỏ như biển số xe và cácyếu tố khác một cách rõ ràng. Trướcđây, camera HD thường hỗ trợ độphân giải 720p hay 1080p. Nhưngvới sự ra đời của tiêu chuẩn 4K đãtăng độ phân giải camera HD lênđến 3840×2160, hay còn gọi là chuẩn2160p. Các nhà sản xuất camera vẫnđang liên tục thử nghiệm chuẩn 8Kđể một lần nữa gia tăng gấp đôi độphân giải hình ảnh. 

Công nghệ cấp nguồn qua cáp sợi quang cho hệ thống camera 1

Camera 4K đang tạo ra nhữngbước tiến lớn trong việc giám sáthình ảnh, giúp bao quát một vùngrộng lớn mà vẫn có thể cung cấp chitiết về các đối tượng nhờ khả năngphóng to hình ảnh mà không bị “vỡ”.Ví dụ, camera đặt ở trung tâm thành phố có thể chụp lại rõ ràng một biểnsố xe ở cách đó hơn 3 km.

Ngoài ra, người dùng có thể thắtchặt toàn bộ hệ thống an ninh bằngcách trang bị thêm các phần mềmphân tích hình ảnh thu được. Ví dụ,phần mềm sẽ giúp nhận dạng nhanhkhuôn mặt của kẻ xâm nhập bất hợppháp và gửi cảnh báo đến đội ngũgiám sát hay đội bảo vệ.Dĩ nhiên, độ phân giải cao cũngđi đôi với lượng băng thông lớn.Camera thế hệ trước có thể sử dụngcáp đồng trục do độ phân giải thấpchỉ yêu cầu băng thông nhỏ. Nhưngvới độ phân giải 4K, băng thông tốithiểu phải đạt 15 Mbit/giây và đikèm với chuẩn nén hình ảnh mớinhất. Ngoài ra, khi bạn triển khai hệthống camera trên khuôn viên lớn vớisố lượng hàng chục hoặc hàng trămcamera, nhu cầu băng thông tiêu thụsẽ tăng nhanh theo cấp số cộng.

Nhu cầu băng thô ng vànguồn điện

Ngoài nhu cầu băng thông tiêu thụ,camera còn đòi hỏi một nguồn điệnổn định để duy trì hoạt động. Điềunày đôi lúc cũng là vấn đề khôngnhỏ. Ví dụ: một trường học triển khaicamera và lắp đặt tr ên các trụ chiếusáng, nhưng trụ chiếu sáng thườngchỉ được cấp điện vào ban đêm, dẫnđến camera không thể giám sát 24/24theo yêu cầu.

Các nhà tích hợp hệ thống (SI) đềxuất giải pháp sử dụng một bộ lưuđiện (UPS) đặt gần đó để đảm bảocấp nguồn cho camera. Biện pháp nàykhả thi, nhưng chi phí bảo dưỡng lạităng cao.

Tổ chức IEEE đã phê chuẩn chấpnhận PoE (Power over Ethernet)là tiêu chuẩn vừa cấp nguồn vàtruyền tín hiệu trên cùng một sợicáp Ethernet. Các chuẩn như 802.3af(PoE) hay 802.3at (PoE P lus) đều giảithích cách thức nguồn điện và dữ liệutruyền đi trong khoảng cách dưới 100 mét trên hệ thống cáp đồng đôixoắn. PoE thật sự là giải pháp hữuích và an toàn hơn so với truyềnnguồn điện một chiều (DC) ở khoảngcách khá xa như vậy.

Việc triển khai camera trongkhuôn viên rộng lớn đồng nghĩa cầnlắp đặt nhiều điểm trung chuyểnkhoảng cách dưới 100 mét để phùhợp với tiêu chuẩn PoE. Nếu dữ liệuvà nguồn điện có thể truyền đi ở khoảng cách xa hơn sẽ giúp giảm các điểm trung chuyển, từ đó tiết kiệm chi phí đầu tư và vận hành. Do đó,các nhà thi công có xu hướng triển khai hệ thống sợi quang để kết nối giữa đầu ghi và camera. Cáp quangđơn-mốt có băng thông gần nhưkhông giới hạn, đủ đảm bảo chấtlượng hình ảnh ở độ phân giải 4Khay 8K và khoảng cách truyển tải lên đến hàng dặm. Cáp quang đa-mốt,đặc biệt là cáp OM3 và OM4 đảm bảokhoảng cách truyền tải hàng trămmét và được sử dụng nhiều nhất.

Hệ thống cấp nguồn trên sợi quang

Vậy cáp quang là lựa chọn tuyệtvời để phục vụ truyền tải dữ liệu ở khoảng cách xa, nhưng còn nguồnđiện để duy trì hoạt động camera thì thế nào?

Hệ thống cấp nguồn tr ên sợiquang (Powered Fiber Cable Systems– PFCS) có thể giải quyết nhu cầunăng lượng cũng như sự cần thiếtphải truyền tải dữ liệu bằng cáp sợiquang. PFCS là tập hợp của:

• Một thiết bị đóng v ai trò vừa kếtnối quang vừa cấp nguồn.

• Cáp sợi quang đơn-mốt hay đa mốt có tích hợp dây dẫn điện(cáp “hybrid”)

• Một thiết bị đầu cuối và đượccắm vào camera.

Trong hệ thống cấp nguồn quasợi quang, mỗi sợi có khả năng cấpnguồn cho bất kỳ thiết bị ở khoảngcách lên đến 3 km, gấp 30 lần so vớitiêu chuẩn PoE. Ở vị trí đặt camera,một bộ chuyển đổi quang điện tíchhợp chip xử lý sẽ cung cấp nguồntheo chuẩn PoE hay PoE P lus tùytheo nhu cầu.

Với giải pháp PFCS, việc triểnkhai camera trở nên đơn giản: chỉcần sử dụng một sợi cáp dài vừa cókhả năng truyền tải dữ liệu, vừa cấpnguồn cho camera ở bất kỳ vị trí nào. Nhờ đó, các camera có thể được đặtchính xác tại các vị trí quan sát tốtnhất, chứ không phải ở những nơi cósẵn nguồn điện. Cáp truyền dẫn cũngcó thể được đi trong máng cáp tươngtự cáp Ethernet và cáp sợi quangthông thường.Ngoài ra, giải pháp PFCS tiếtkiệm rất nhiều chi phí so với giảipháp truyền thống, cung cấp nguồnvà băng thông trên từng loại cápriêng biệt. Trong một dự án sân gônphía nam Florida, ban đầu hệ thốngmạng và điện cung cấp cho 36 camerađược thiết kế riêng biệt, cấp nguồnbằng cáp điện và dữ liệu bằng cápsợi quang. Chi phí đầu tư dự đoánlà 981.000 USD. Tuy nhiên, khi triểnkhai bằng PFCS, chi phí chỉ còn839.000 USD, tiết kiệm được 142.000USD, tức khoảng 14.5 % so với dựtoán ban đầu.

Kết luậnĐộ phân giải camera ngày càng tăngnhanh, hiện nay là 4K và sẽ chạmngưỡng 8K trong tương lai gần. Cápđồng đôi xoắn hay các thế hệ thấphơn như cáp đồng trục sẽ không cònđủ đáp ứng nhu cầu cả về băng thônglẫn nguồn điện cho các camera đờimới. Giải pháp PFCS với khả năngcấp nguồn và truyền dữ liệu băngthông lớn ở khoảng cách lên đến3 km sẽ là lựa chọn lý tưởng giúpngười dùng cắt giảm chi phí triểnkhai, chi phí vận hành và bảo dưỡng,đồng thời đơn giản hóa việc lắp đặt thêm camera về sau.

Dịch bởi Lâm Tấn Minh Tâm-Tầm Nhìn Mạng

Nguồn: Cablinginstall

Leave a Reply

Your email address will not be published.