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

Regresar

Bodegas de

refrigeración

C15Simbología

1310 nm

1x4 50/125 um

Regresar

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

Regresar

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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