Laboratório de Testes e Certificação

 

Cabos coaxiais e UTP Giga

Por Eng. Claudio de Almeida

 

Objetivo: Teste de performance no transporte de sinais de vídeo HD analógico com até 4 Megapixels de resolução

 

Fabricante: Giga

 

Material testado:

 

-  400 m de cabo coaxial Giga GSO 226 em 4 rolos com 100 m cada;

 

- 400 m de cabo coaxial Giga GSO 227 em 4 rolos com 100 m cada;

 

- 800 m de cabo coaxial Giga GSO 226 em 3 rolos com 300 m cada;

 

- 305 m de cabo UTP Giga GS229, 1 rolo de 305 m.

 

Especificações dos produtos testados*

 

 

Atenuação (dB/100 m)

 

 

*Especificações obtidas durante os testes. O fabricante forneceu somente as características construcionais dos cabos.

 

Primeiras impressões

 

A capa de PVC dos cabos coaxiais testados é em PVC na cor branca, bastante resistente à tração, muito melhor que alguns de seus similares de mercado, que perdem a capa quando são tracionados para passagem em eletrodutos.

 

Já a capa do cabo UTP é fornecida em 3 cores: azul, branca e preta, em PVC anti-chama, classe CM

 

Os cabos têm marcação de sua metragem a cada metro, o que é bastante útil.

 

No teste de propagação á chama, uma grata surpresa: Apesar do fabricante não informar que seus cabos coaxiais têm qualquer tipo de proteção antichama, os 3 modelos passaram no teste com maçarico, com a chama se extinguindo assim que eu afastava o maçarico e não se propagando pelo cabo. Porém, o cabo ficava bastante danificado na parte atingida pelas chamas.

 

Já o cabo UTP, especificado como sendo antichama classe CM, resistiu bem ao maçarico que, apesar de danificar visivelmente a capa externa, não conseguiu danificar a parte interna do cabo, ou seja, os 4 pares se mantiveram intactos.

 

Cabo coaxial Giga GSO 226

 

O condutor central do cabo coaxial 4 mm CCA da Giga é do tipo flexível, de cobre puro, dielétrico de polietileno rígido com dupla blindagem: malha de alumínio cobreado, 85% + fita de alumínio. O par de alimentação é 2 x 24 AWG, CCA

 

Cabo coaxial Giga GSO 227

 

O condutor central do cabo coaxial 4 mm Cu da Giga é do tipo rígido, de cobre puro, dielétrico de polietileno expandido dupla blindagem: malha de alumínio cobreado, 85% + fita de alumínio.  O par de alimentação é 2 x 21 AWG, CCA

 

Cabo coaxial Giga GSO 228

O condutor central do cabo coaxial 5 mm Cu da Giga é do tipo rígido, de cobre puro, dielétrico de polietileno expandido dupla blindagem: malha de alumínio cobreado, 85% + fita de alumínio.  O par de alimentação é 2 x 18 AWG, CCA

 

Cabo UTP Giga GS 229

 

Os pares do cabo UTP da Giga são de CCA, rígido, 2 x 24 AWG.

 

 

Os testes

 

As câmeras testadas são das tecnologias HDcctv 2.0 e 3.0, sendo algumas do tipo 4 em 1, onde é possível escolher-se qual a tecnologia de saída da câmera de vídeo: analógico, AHD, HD-CVI ou HD-TVI,

 

O  sinal de vídeo HD Em 2010, a HDcctv Alliance criou um padrão aberto para transmissão de sinais de vídeo não comprimidos de alta definição através de cabos coaxiais. HDcctv 1.0 - HD-SDI (2010) Por ser digital, não existe qualquer atenuação na imagem; se o nível de sinal não for suficiente, a imagem simplesmente não será exibida. Essa tecnologia não permite distâncias muito longas de cabeamento. Basicamente, até 100 m, com um bom cabo coaxial. HDcctv 2.0 - HD-CVI, HD-TVI e AHD (2014) A vantagem deste padrão, apesar de não ter a mesma qualidade do HD-SDI, é que os sinais ainda são analógicos, podendo sofrer atenuação e, com isso, alcançando maiores distâncias. Além disso, neste padrão já está disponível a comunicação UTC (Up the Coax) do DVR com a câmera pelo próprio cabo coaxial. HDcctv 3.0 - HD-CVI, HD-TVI e AHD (2016) Neste novo padrão, lançado aqui em 2017, é possível transmitir-se imagens com resolução até 4K, 60 fps, comunicação com aúdio bidirecional e alimentar-se a câmera pelo próprio cabo (PoC).

 

Como algumas das funções descritas no quadro acima  já estão disponíveis nas câmeras utilizadas nos testes, os cabos da Giga também foram testados para alimentação PoC* e para resposta à comandos UTC (Up the Coax).

 

Para a tecnologia AHD, os testes também foram feitos para a resoluções de 4 Megapixels.

 

Os testes foram feitos com os seguintes equipamentos da Giga:

 

- Câmera Giga GS0013, Open HD, 720 p;

 

- Câmera Giga GS0026, Open HD, 1080 p;

 

- Câmera Giga GSFHD1050TV,  AHD, 4 Megapixels;

 

- DVR Giga GS08OPEN4Mi2, Open HD, 4 Megapixels.

 

- Rack de baluns PVT Giga

Metodologia de teste

 

O cabo GSO 226 foi testado para os comprimentos de 100 a 400 m, em passos de 100 m.  (4 rolos de 100 m).

 

O cabo GSO 227 foi testado para os comprimentos de 100 a 400 m, em passos de 100 m.  (4 rolos de 100 m).

 

O cabo GSO 228 foi testado  para os comprimentos de 100 a 800 m, em passos de 100 m.  (3 carretéis de 300 m).

 

O cabo GS 229 foi testado para os comprimentos de 100 a 30 m, em passos de 100 m.  (1rolo de 305 m )

 

Os testes foram feitos simulando o pior caso: Com os cabos enrolados em suas bobinas (não esticados) e com emendas BNC - BNC (ou RJ 45, para o cabo UTOP) conectando as bobinas para se alcançar as distâncias maiores.

 

Os 3 tipos de cabos foram testados com as 3 tecnologias HD disponíveis no mercado: AHD, HD-CVI e HD-TVI.

 

Foram utilizadas as seguintes cartas de teste  para medir a atenuação do sinal de vídeo e a identificação de pessoas e placas:

 

 

Cartas de testeQuer ter um kit de cartas de teste como estas para fazer seus próprios testes? Clique em CONTATO e preencha seus dados, informando que deseja receber uma cotação. As cartas são impressas em papel fotográfico fosco no tamanho A3, em alta resolução.

 

Com cada câmera focalizando cada uma das cartas para cada um dos cabos e comprimentos testados, as imagens assim capturadas foram gravadas nos HDs dos DVRs correspondestes à câmera sob teste, para cada tecnologia HD (AHD, HD-CVI ou HD-TVI).

 

Todas as imagens foram gravadas na maior resolução suportada pela câmera sob teste (de 720p até 4K) e na maior qualidade permitida pelo DVR (menor compressão).

 

Para a última carta, o padrão de barras SMPTE, o sinal de vídeo resultante também foi analisado em um osciloscópio.

 

Abaixo, o sinal de vídeo obtido para cabos com 1 m de comprimento (sinal original, sem atenuação) nas diferentes tecnologias e resoluções:

 

AHD

 

       

HD                                                                                                           Full HD

 

   4 Megapixels

 

HD-CVI

 

     

HD                                                                                                           Full HD

 

HD-TVI

 

     

HD                                                                                                           Full HD

 

 

Para cada tipo de cabo e para cada um dos comprimentos acima foram analisados:

 

- Qualidade do sinal de vídeo

 

-  Fidelidade de cores,

 

- Definição dos traços;

 

- O ponto em que as cores começam a borrar;

 

- Identificação de pessoas;

 

- Perda de retorno;

 

- Identificação de placas.

 

- Atenuação do nível IRE do sinal de vídeo.

 

- Resposta de frequência para as frequências de 0 até 50 Mhz;

 

- Alcance da alimentação 12 VDC.

 

Quantidade de testes efetuados: 618

 

Resultados dos testes

 

Os testes acima relacionados geraram um relatório com 133 páginas. É claro que não faria sentido colocar o relatório completo aqui, por isso vou ressaltar apenas alguns detalhes mais importantes e o resultado final dos testes.

 

Atenuação do sinal de vídeo

 

Mede a performance dos cabos para sinais de vídeo analógicos, padrão NTSC.

 

As medições foram feitas com um medidor de nível (IRE).

 

O cabo GSO 228 manteve um nível de sinal de vídeo acima de 50 IRE (-6dB) para até 800 m de comprimento, o que o torna adequado para uso indoor nessa distância.

 

O cabo GSO 227 manteve um nível de sinal de vídeo acima de 50 IRE (-6dB) para até 280 m de comprimento, o que o torna adequado para uso indoor nessa distância.

 

O cabo GSO 226 manteve um nível de sinal de vídeo acima de 50 IRE (-6dB) para até 330 m de comprimento, o que o torna adequado para uso indoor nessa distância.

 

O cabo GS 229 manteve um nível de sinal de vídeo acima de 50 IRE (-6dB) para até 180 m de comprimento, o que o torna adequado para uso indoor nessa distância.

 

 

Atenuação do pulso de sincronismo

 

O pulso de sincronismo do sinal de vídeo é responsável por manter a imagem estável na tela.

 

O cabo GSO 228 apresentou uma queda aceitável no nível do pulso de sincronismo para até 650 m de comprimento.

 

O cabo GSO 227 não causou uma grande queda no nível do pulso de sincronismo para até 400 m de comprimento.

 

O cabo GSO 226 apresentou uma queda aceitável no nível do pulso de sincronismo para até 320 m de comprimento.

 

O cabo GS 229 não causou uma grande queda no nível do pulso de sincronismo para até 300 m de comprimento.

 

 

Conclusão: Até as distâncias máximas testadas, nenhum dos 3 cabos apresentou qualquer problema no nível do pulso de sincronismo

 

Teste do envio de alimentação pelo cabo

 

O teste consistiu em alimentar com 12 Volts cargas resistivas de 100 mA a 1 A pelo par de alimentação, simulando câmeras ou conjunto de câmeras com esse consumo de corrente, para medir até que distância é possível se levar essa alimentação sem que o nível de tensão caia abaixo de 10,8 Volts, que é o nível de tensão mínimo recomendado pela maioria dos fabricantes de câmeras (12 VDC±10%).

 

 

Tabela de alcance para os sinais de vídeo

 

Para cada cabo e tecnologia, foi definido um padrão de barras, onde a área verde significa sinal com bom nível e qualidade; a área amarela significa que o sinal começou a perder qualidade e a área vermelha, que o sinal está em preto e branco ou com muito ruído, ou seja, inutilizável.

 

 

 

 

 

 

O  sinal de vídeo HD Deve-se deixar bem claro que o propósito da Giga em encomendar estes testes é de apenas mostrar qual a distância que seus cabos conseguem atingir para cada tecnologia/resolução de imagem. Em nenhum momento procurou-se sugerir que uma tecnologia é melhor do que a outra somente porque consegue atingir um alcance maior. Por esse motivo, não se deve utilizar os resultados destes gráficos para se decidir qual tecnologia utilizar em seu projeto, mesmo porque não dá para se comparar as 3 tecnologias, já que elas não são totalmente similares. As larguras de banda que cada uma utiliza são bem diferentes, daí os alcances para cada uma também serem diferentes.

 

Conclusão

 

Verificou-se que a alimentação do cabo GSO 226 está fora do especificado, sendo que o cabo apresentou uma resistência bem maior do que a esperada para a bitola de cabo informada.

 

A Giga já se pronunciou quanto a isso, informando que irá alterar a bitola do par de alimentação do seu cabo GSO 226 de 24 AWG CCA para 22 AWG CCA, o que irá aumentar a condutividade do cabo em  mais de 3 vezes.

 

O cabo GSO 228 foi equivocadamente especificado como tendo um diâmetro externo de 8 mm, enquanto que o correto é 5 mm. A Giga já foi informada e irá fazer as correções necessárias.

 

O lançamento dessa linha de cabos 4 e 5 mm de cobre puro vai preencher uma lacuna entre os cabos de baixa qualidade e os top de linha do mercado, pois são o nível intermediário entre essas 2 opções.

 

Minha sugestão é  lançar esses 3 cabos também sem alimentação, o que seria uma boa solução para atender àqueles que preferem ou precisam levar a alimentação por um par de fios separados, pois mesmo a alimentação 2 x 18 AWG de cobre puro do cabo GSO 228 não proporcionou um grande alcance   ̶   pouco mais de 100 m para uma corrente de 140 mA, o consumo das câmeras GS0013 e GS0026 testadas, com os IR acionados   ̶ , se comparado com o alcance do sinal de vídeo, que foi de no mínimo 180 m, alcançando até 800 m.

 

Além disso, com a popularização da alimentação PoC, cabos coaxiais sem alimentação serão uma tendência em um futuro próximo.

 

Agora os instaladores têm mais uma opção para oferecer aos seus clientes soluções com resoluções de até 4 Megapixels para até 480 m de distância.

 

Considerando-se que 90% das câmeras instaladas não ficam a mais de 150 m do DVR, a nova linha de cabos da Giga mostrou ser uma boa opção para a maioria das situações.

 

Um fato interessante Normalmente, espera-se que quanto maior a resolução, menor será o alcance. Porém, os testes mostraram um fato interessante: O alcance para a resolução de 4 megapixels foi maior do que o alcance para a resolução 1080p. O que poderia explicar isso seria a diferença de proporção entre esse sensores: As câmeras de resolução 720p, 1080p e 4k, têm sensores no formato wide na proporção 16:9. Já a câmera de 4 Megapixels não segue essa proporção. Talvez isso tenha influenciado na obtenção de um alcance maior.

Mar/2019

 

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