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AGENDA1. Introducción
2. Identificación y descripción del problema
3. Propuesta de solución al problema
4. Fundamentos teóricos
5. Desarrollo del diseño
6. Costo del diseño
7. Conclusiones y recomendaciones
8. Bibliografía
Alternativas de transmisión de Señal
Medio de
Transmisión
Cable Coaxial
Cable UTP
Inalámbrico
Fibra Óptica
Videovigilancia:
1. Introducción
2. Identificación y descripción del problema• Limitaciones al transmitir señales de video a grandes distancias.
• Ralentización de las imágenes.
• Poco ancho de banda.
Sistemas de vigilancia, en
lugares de gran extensión [1].
Limitación de medios de transmisión
Máximo alcance sin atenuación del cable coaxial y UTP.
Cable Coaxial : Long. Max. 228 mts
Cable UTP : Long. Max. 100 mts
Insuficiente Ancho de Banda
Imagen degradada [2].Imagen sin degradación [2].
Ralentización de imágenes • Deficiente servicio de video vigilancia.
•Pequeños periodos de tiempo que transcurren entre despliegues deimágenes.
•Sucesos pueden ocurrir sin ser captados debido a la lentitud de lasimágenes.
3. Propuesta de Solución al Problema
Diseño de una red de fibra óptica
4.Fundamentos Teóricos
Qué son los sistemas de Video vigilancia?
Sistemas de Video vigilancia
Cámara
Monitor
Medio de
Transmisión
Video Grabador
Digital
Requerimientos de diseño
El análisis de estos requerimientos permiten entender elcomportamiento futuro de la red que se diseña.
Fiabilidad y Disponibilidad
Escalabilidad
Números de imágenes a transmitir
Latencia
Ancho de banda
Cámaras de Video vigilancia
•Cámaras Fijas.
•Cámaras PTZ.
Las cámaras estánprovistas de unsensor CCD quetransforma la señalcapturada por lalente en señal
eléctrica.
Especificaciones importantes en la elección de una cámara
•Resolución.
•Sensibilidad.
•Distancia focal.
Equipo Videograbador Digital (DVR)
•Computadoradiseñada pararecibir señales devideo.
•Permitencomprimir señalesde video para quepuedan ser grabadasen un disco duro.
Fibra ÓpticaVentajas:
• Gran Ancho de Banda.
•Se puede transmitir a grandesdistancias.
Dependiendo de las distancias a cubriren el diseño se puede usar:
•Fibra monomodo o,
•Fibra multimodo.
Parámetros que limitan su ancho debanda:
•Atenuación
•Dispersión
Equipos de Transmisión y Recepción Óptica•Para distancias menores a 1Km, sepuede utilizar equipos ópticos queutilizan como emisores de luz, eldiodo LED.
•Transmisores, transforman la señaleléctrica eléctrica en señales de luz.
•Receptores, transforman la señal deluz en señales eléctricas.
•Para cámaras PTZ, estos equiposestán provistos de una entrada dedatos que permiten al operadorcontrolar el movimiento de la cámara.
5. Desarrollo del diseño
Diseño de una red de fibra óptica
Requerimientos de diseño
Selección del lugar
Escenarios para ubicación de
cámaras
Selección de topología
Selección de equipos ópticos
Selección de fibra óptica
Escalabilidad
Crecimiento a futuro.
Es recomendable utilizar:
•Equipos modulares
•Hacer uso de la fibra óptica oscura
Se habilitan nuevas áreas, aumenta el número de
cámaras a usar.
Número de imágenes a transmitir
Para evitar ralentización se deben transmitir en NTSC 30 ips.
Latencia
Tiempo desde que la imagen se transmite hasta que es detectada.
Ancho de Banda• De una señal de video es de 6 MHz.
•Depende del medio de transmisión usado.
Limitación en ancho de banda:
•Baja calidad de imágenes
•Ralentización de la imagen observada.
Ancho de banda de señal de video [3].
Atenuación
Pérdida de la potencia óptica cuando la señal viaja a través de
la fibra.
DispersiónSe produce por lascaracterísticas propiasdel material de la fibra.
La más importante es ladispersión cromática.
La luz transmitidapresenta un rango delongitudes de onda ,cada una de las cualesviaja a diferentesvelocidades, esto causael ensanchamiento delpulso de luz transmitidoen el tiempo.
Ensanchamiento del pulso transmitido [4].
Requerimientos del diseño de Red.
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Selección del lugar
Mapa de Puerto Bolívar [6]
Áreas del lugar•El área total de Puerto Bolívar es de 44 hectáreas.
• Dispone de diferentes áreas:
- Bodegas
- Muelles
- Zonas Administrativas
- Áreas de Reservas
- Entradas Vehiculares
- Entradas Peatonales.
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Escenarios para ubicación de cámaras
Para la ubicación de lascámaras se seleccionó loslugares más vulnerables delpuerto:
•Entradas vehiculares,peatonales y zonasadministrativas.
•Muelles
•Zonas perimetral
•Vías interiores
•Bodegas y áreas abiertas.
Se usan 27 cámaras.
Para la selección del tipo decámaras se establecierondistintos escenarios en loslugares seleccionados.
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Topologías de Red
•Topología lógica
•Topología Física
Topología en estrella extendida
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Equipos ópticos seleccionados
Se seleccionó equipos ópticos delfabricante FIBERLINK, para laselección se consideró lascaracterísticas del equipo.
Se realizaron cálculos de ancho debanda eléctrico y cálculos depérdidas de acuerdo a lasespecificaciones técnicas delfabricante y con la fibra que a usar.
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Selección de la fibra óptica
La fibra óptica seleccionada es detipo OM2, el fabricante garantizaque a distancia de hasta 500metros se consigue velocidades de1Gbps, la longitud de onda detrabajo seleccionada es de 1310nm.
El cable de fibra ópticaseleccionada es de doblearmadura, con protección contrala humedad y ataques deroedores.
Consola
Armario
Cámara fija
Cámara PTZ
Cable coaxial y UTP
Fibra Óptica
A2
A1
A3
A4
A7A15
A6
A5
A8
A9
A10
A11
A12
A14
A13
C12 C11
C15
C21
C24
C13
C14
C20
C1
C6
C7
C8
C17
C18
C26
C9
C25
C27
C10
C16
C19 C12 C11
C15
C21
C24
C13
C14
C20
C1
C6
C7
C8
C17
C18
C26
C16
C10
C27
C25
C9
DVRA7
Resultado de pérdidasCosto del diseño Ubicación general
Resultados de ancho de banda óptico, eléctrico y velocidad de trasmisión.
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6. Costo del diseño
Costo del diseño
Incidencia de los precios en el costo total
7. Conclusiones y Recomendaciones
Se logra mayor ancho de banda.
Se da protección a 44 Ha. usando 27 cámaras.
Con la fibra usada se consiguen velocidades dehasta 1 Gbps.
Se tiene suficiente margen de pérdida, lo quepermite la instalación de más cámaras.
Se pueden disminuir costos.
Del costo total, la instalación de fibra representa el40%.
Se podría a futuro, diseñar una red con otratopología que permita integrar otros servicios.
Bibliografía[1]. SIEMENS, Descripción de los productos de OTN.
[2]. AXIS, Communications. Compresión de video digital. Agosto 2004.
[3].http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/EMC/trabajos_01_02/EMC_TV/Compatibilidad_archivos/image002.jpg
[4]. Corning cable system, http://ccswebapps.corning.com/web/college/fibertutorial.nsf/ofpara?OpenForm#7
[5]. KASAP, S.O., Optoelectronics and Photonics: Principles and practices, Prentice Hall, 2001
[6]. Autoridad Portuaria de Puerto Bolívar, Mapa Sensible,” http://www.appb.gov.ec/esqpuerto.htm. acceso en Enero 2010.
C26
C17
C18
C7C8
C5
C6C3
C1
C2
C4
C9
A3
A1
Zona Administrativa
Entrada a Zona Administrativa
Entrada Vehicular
Entrada Peatonal
Vigilancia Perimetral
Vigilancia Perimetral
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1310 nm
1x12 50/125 um
Simbología
C20
C14
C13
A4
Bodega
BodegaBodega
1310 nm
1x8 50/125 um
1x12 50/125 um
1310 nm
1x12 50/125 um
Simbología
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Zona de Pesaje
Bodega
Bodega Bodega
Bodega
C19
C12
C21
C22
A7
1310 nm
1x4 50/125 um
1310 nm
1x8 50/125 um
1310 nm
1x8 50/125 um
1x12 50/125 um
1310 nm
1x8 50/125 um
2x12 50/125 um
1310 nm
1x4 50/125 um
Simbología
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Bodegas de
refrigeración
C15Simbología
1310 nm
1x4 50/125 um
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Muelle
A8
C23C24
C11
C16
Bodegas de
refrigeración
Simbología
Regresar
C25
Zona perimetral
1310 nm
1x4 50/125 um
Simbología
Regresar
1310 nm
1x4 50/125 um
1310 nm
1x4 50/125 um
1310 nm
1x8 50/125 um
C10
Simbología
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Área de Reserva
Área de reserva
Simbología
C27
1310 nm
1x4 50/125 um
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Zona perimetral
DVR
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Cálculos con fibra óptica
•Ancho de banda eléctrico.
•Ancho de banda óptico.
Para el cálculo de los anchode banda, se requiere de ladispersión total en la fibra,esto es: dispersióncromática y dispersiónintermodal
•Pérdidas.
Se consideran las pérdidaspor conectores, empalmesy perdidas por longitud decables.
Fórmulas para cálculo de ancho de banda y dispersión en la fibra [5].
Fiabilidad y Disponibilidad•Disponibilidadpermite medir lafiabilidad de unsistema.
•Se requiere tener lamayor fiabilidad.
•Son requerimientoso criterios de diseñocomunes a diferentesredes.
Resultados de pérdidas en los diferentes enlaces del diseño de red.
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