Cabeamento - parte 3

 

Por Eng. Claudio de Almeida

 

Esta é a terceira parte de uma série de artigos sobre cabeamento em CFTV. Se você ainda não viu as partes anteriores, recomendo que as leia antes, clicando nestes links: Parte 1 - Introdução e Parte 2 - Cabeamento metálico

O cabeamento coaxial

A princípio, os sinais de vídeo de uma câmera de CFTV foram definidos para serem transportados por cabos coaxiais, o que perdurou por muitos anos, até que surgiram novos meios de transmissão, tais como cabo UTP, fibra ótica, etc., com a utilização de conversores.

Um pouco de história

O cabo coaxial foi inventado pelo engenheiro e matemático inglês Oliver Heaviside, que o patenteou em 1880. É basicamente constituído por um fio de cobre revestido por um material isolante circundado por uma blindagem metálica, tendo uma impedância característica de 75 ohms.

 

Seu nome — coaxial — vem do fato de todos os seus componentes estarem distribuídos em camadas concêntricas com o mesmo eixo geométrico (o centro do cabo).

 

Seu propósito era ser utilizado como linha de transmissão para sinais de RF (Rádio Frequência), pois a maior vantagem de um cabo coaxial sobre outros meios de transmissão é que o campo eletromagnético gerado pelos sinais que trafegam pelo cabo está confinado entre o condutor central e a malha de blindagem — criando uma gaiola de Faraday —, o que permite que esse tipo de cabo possa ser instalado próximo a superfícies metálicas sem que ocorra perda no sinal.

 

Por outro lado, a malha aterrada protege o sinal transportado de interferências eletromagnéticas externas.

 

Porém,  é muito importante que todo o sistema esteja aterrado, caso contrário a blindagem do cabo irá funcionar como um defletor de campo e irá aumentar o ruído no ambiente, prejudicando os equipamentos próximos não blindados.

O cabo RG-59

O cabo coaxial RG-59/U é com certeza o mais conhecido para instalações de sistemas de CFTV. Mas de onde veio esse nome?

 

RG significa Radio Guide, que foi originariamente uma sigla criada para identificar os tipo de cabos utilizados para transmissão de sinais de rádio frequência no sistema militar americano JETDS (Joint Electronics Type Designation System). O sufixo /U significa que é indicado para uso geral. Já o número 59 não tem nenhum significado mais profundo; foi atribuído simplesmente porque esse foi o 59º cabo a ser definido nessa norma...

 

Atualmente, a indicação RG já não faz mais parte do sistema JETDS, significando que os cabos disponíveis no mercado não necessariamente atendem às especificações militares.

 

Como a numeração do sistema RG é sequencial, já deu para perceber que os cabos RG-6 e RG-11 são anteriores ao RG-59. E é exatamente isso: O cabo RG-59 é o irmão caçula dos cabos RG-6 e RG-11; ele foi criado como uma opção mais econômica e com maior facilidade de instalação para quem não necessita atingir as distâncias maiores proporcionadas pelos seus irmãos mais velhos.

 

Comparativo gráfico entre distâncias / dimensões dos cabos RG-59, RG-6 e RG-11

 

Distância máxima de utilização para os cabos RG-59, RG-6 e RG-11

Se você perguntar para a maioria dos instaladores qual é a distância máxima de utilização para um cabo RG-59 (decente!), eles dirão que é de cerca de 240 m.

 

Bem, isso era perto da verdade quando as câmeras tinham apenas 330 linhas de resolução. Mas como também já foi explicado na parte 2 dessa série de artigos, no item "Mas, por que a frequência é importante?", quanto maior a resolução da câmera, menor a distância máxima permitida.

 

Largura de banda(MHz)4,134,755,256Resolução (HTVL)3303804204806,757,58,75540600700RG-6/U297261241230RG-59/U228200185176211202187162155143RG-11/U570500463440405388358Comprimento máximo (m)

Isso significa que se você instalar uma câmera de 700 linhas de resolução com 228 metros de cabo RG-59U, a imagem dessa câmera chegará ao DVR / monitor com apenas 330 linhas de resolução! Em outras palavras, você desperdiçou a resolução — e uma câmera mais cara — na má escolha do cabo.

 

Vi isso acontecer muitas vezes na empresa onde eu trabalhava. De vez em quando algum instalador me ligava reclamando que a câmera de 600 HTVL que eu tinha lhe indicado não prestava. Ele foi até o seu cliente prometendo uma imagem melhor e trocou a micro câmera baratinha que o cliente tinha pela câmera profissional de 600 linhas e a imagem continuou igual!

Você já dever percebido o por que: O cabo instalado certamente atenuou a maior resolução da nova câmera, entregando no monitor o mesmo número de linhas da microcâmera, deixando as 2 câmeras com performance parecida. E o instalador com cara de bobo perante seu cliente...

DICA

 

Antes de oferecer ao seu cliente um upgrade das câmeras instaladas, verifique se o cabeamento existente é adequado para suportar a resolução e o consumo de corrente das novas câmeras que você está sugerindo.

Testes de laboratório

Como a tabela acima é baseada em dados teóricos, resolvi confirmar as informações fazendo testes com alguns cabos do mercado.

 

Para isso, perguntei a um distribuidor quais eram os 2 tipos de cabos coaxiais RG-59 (decentes) que ele mais vendia, dos quais peguei emprestado 1 rolo de 300 m para testes no laboratório do Instituto CFTV.

 

Para os testes, levei em consideração os padrões IRE, que consideram um sinal de vídeo aceitável com até 50% de atenuação.

 

Os resultados foram:

 

Cabo 1: RG-59 mini com 4 mm de diâmetro externo, núcleo de cobre sólido de 0,4 mm de diâmetro, malha com 85 % de cobre puro.

 

Para até 125 m de distância, o cabo foi capaz de enviar todas as frequências de 1 a 10 MHz mantendo o sinal de vídeo dentro dos limites aceitáveis, ou seja, perfeitamente viável para ser utilizado com câmeras de até 800 HTVL.

 

Para até 200 m de distância, o sinal de vídeo manteve-se dentro dos limites aceitáveis para até 5 MHz, ou seja, viável apenas para câmeras abaixo de 400 HTVL.

 

Cabo 2: RG-59 com 6 mm de diâmetro externo, núcleo de aço cobreado de 0,813 mm de diâmetro, malha com 67 % de alumínio.

 

Esse cabo, apesar de mais espesso, apresenta duas características não recomendáveis: o núcleo de aço cobreado e a malha de alumínio.

 

Para até 160 m de distância, o cabo foi capaz de enviar todas as frequências de 1 a 10 MHz mantendo o sinal de vídeo dentro dos limites aceitáveis, ou seja, perfeitamente viável para ser utilizado com câmeras de até 800 HTVL.

 

Para até 200 m de distância, o o sinal de vídeo manteve-se dentro dos limites aceitáveis para até 8 MHz, ou seja, viável para ser utilizado com câmeras de até 650 HTVL.

 

O que pode ser observado:

 

- Para ambos os cabos, os testes mostraram características melhores do que as previstas na tabela acima;

 

- Esperava-se que um cabo mais espesso se saísse bem melhor nos testes, o que não aconteceu; sua performance foi apenas um pouco superior à do RG-59 mini (somente 35 m a mais para 800 HTVL). Provavelmente por seu núcleo ser de aço cobreado e a malha de alumínio;

 

- Devido à sua menor espessura, para até 125 m de distância compensa mais utilizar o RG-59 mini do que o RG-59 aqui testados.

Conectores e conexões

Já amanheceu, mas finalmente você conseguiu deixar tudo funcionando. Os maus contatos cessaram e todas as câmeras estão sendo visualizadas no monitor.

 

Agora todo cuidado é pouco: Você até prende a respiração enquanto fecha cuidadosamente a tampa traseira do rack e se afasta em passos pequenos e leves, evitando qualquer movimento súbito.

 

Quando retorna para a frente do monitor, seu batimento cardíaco aumenta. Mas é com grande alívio que você percebe que todas as imagens ainda estão lá.

 

Você se despede rapidamente do cliente e avisa que está tudo OK, sem entrar em maiores detalhes. Corre para o seu carro e procura se afastar o mais rápido possível daquela obra. Que noite!

 

Cinco minutos depois, seu celular toca. É o cliente, reclamando que foi dar uma olhada nas imagens, apenas deu alguns cliques com o mouse e agora 6 câmeras estão sem imagem...

 

Infelizmente, essa situação é bastante comum: Problemas de cabeamento chegam a ser responsáveis por 80% dos chamados para manutenção.

 

Isso causa grande insatisfação ao cliente, que se cansa de ter que chamá-lo a toda hora e certamente nunca mais vai contratá-lo nem indicá-lo para ninguém e, além disso, você já parou para calcular quanto lhe custa atender cada chamado de manutenção? O deslocamento de um técnico que poderia estar fazendo outra coisa mais útil, como instalando uma nova obra, por exemplo?

 

Mas esse é um problema fácil de isolar. Se você calculou corretamente o cabeamento para o sinal de vídeo e para a alimentação das câmeras e não usou cabeamento de má qualidade nem fez emendas de cabos dentro da tubulação (Argh!), então só resta um culpado: As conexões.

Conexões: Algumas regras para utilização de conectores

1 - O conector padrão em CFTV é o conector BNC, que é o conector encontrado nos painéis traseiros das câmeras e dos DVRs. Portanto, se a conexão padrão é BNC, então use conectores BNC! Nada de utilizar conectores F com um adaptador RF - BNC. Conectores F são para aplicações de RF e tem alguns modelos, como o da foto abaixo, que são simplesmente torcidos em volta da malha do cabo — os preferidos, pois são fáceis de instalar. E de dar mau contato também.

 

Esse tipo de conexão não deve ser utilizado em hipótese alguma.

2 - Tipos de conectores BNC

 

Podemos dividi-los em 2 grupos:

 

Modelos que não necessitam de alicates especiais

 

- Conector BNC com bornes

 

Até costumo utilizá-lo quando preciso testar rapidamente uma câmera e não tenho um cabo pronto. Para testes em bancada, com poucos metros de cabo, atende. Mas nunca deve ser utilizado em uma obra.

- BNC com parafuso

 

As mesmas considerações do item anterior.

- BNC solda

 

Este já não é tão ruim. Se a solda for bem feita, pode ser utilizado. Porém não é nada prático, pois requer a soldagem no local, às vezes em campo aberto, com vento, o que já dificulta uma solda bem feita. Portanto, é muito comum o mau contato por solda fria nesse tipo de conector. Também não deve ser utilizado.

Pode-se dizer que os conectores acima são para aplicações amadoras, para testes rápidos. Não servem para aplicações profissionais, para instalações definitivas em obras.

 

Modelos que necessitam de alicates especiais

 

São conectores mais caros que os anteriores, requerem alicates especiais e alguma habilidade na sua montagem, pois qualquer erro inutiliza o conector, já que não pode ser reaproveitado.

 

Porém, o investimento vale à pena pois, quando bem aplicados, raramente apresentam mau contato. São os mais indicados para aplicações profissionais.

 

- Conector de prensagem

 

Pela sua boa relação custo/benefício, é o mais utilizado atualmente. Apresenta um bom resultado, porém requer bastante habilidade na sua montagem. É o campeão de mau contato em obras, pois se a malha não ficar bem prensada, o cabo facilmente escapa do conector.

 

- Conector de compressão

 

É o mais recente, o mais caro de todos, e o meu preferido. Apresenta uma conexão muito resistente e não requer muita habilidade na montagem. É o que eu recomendo.

 

Como normalmente a montagem costuma funcionar de primeira, a perda de conectores é menor, compensando o seu maior custo.

Verifique sempre a impedância do conector

Não são somente os cabos coaxiais que devem ter a impedância de 75 ohm, os conectores também!

 

Infelizmente, ninguém presta atenção nisso e acaba utilizando conectores de 50 ohms com cabos de 75 ohms. Mas a diferença é bem visível: Os conectores para 50 ohms têm o dielétrico (a parte branca) maior. Veja abaixo:

O pior de tudo é que eles se encaixam perfeitamente entre si. E o desconhecimento dessa diferença é tão grande que cheguei a pegar uma câmera profissional, de boa qualidade, fabricada na Coréia do Sul, com conector BNC de 50 ohms:

Quando for comprar conectores BNC, sempre verifique se eles são de 75 ohms.

 

Uma última recomendação é que deve-se sempre escolher o conector BNC com as dimensões adequadas para cada cabo. Por exemplo, não dá para montar um conector BNC para cabo RG-59 em um cabo RG-6 ou RG-11; o cabo não vai entrar no conector.

 

O oposto também é válido: um cabo RG-59 montado em um conector para RG-6 ou RG-11 vai ficar com folga, dando mau contato.

 

Portanto, para adquirir o conector adequado ao cabo que vai utilizar, verifique sempre as especificações do fabricante do conector.

 

Os alicates de decapagem e prensagem ou compressão também devem ser adequados ao tipo de cabo / conector utilizado.

Conclusão

A conexão com cabo coaxial e conector BNC é a mais simples e de maior confiabilidade, pois existe apenas um cabo coaxial com conectores BNC ligando a câmera ao DVR/monitor.

 

Sendo assim, sempre que a infraestrutura e as distâncias envolvidas o permitirem, prefira o cabo coaxial com conectores de compressão adequados ao tipo de cabo.

 

Mas não tenha medo de testar bem as conexões, verificando se elas estão firmes. Na dúvida, refaça-as. Melhor do que ser chamado depois para consertar o que ficou mal feito...

 

E lembre-se que mesmo que você esteja utilizando outro tipo de cabo com conversores (UTP ou fibra ótica, por exemplo), ainda assim você terá conexões BNC nas câmeras e nos DVRs.

 

 

Parte 4 - Cabeamento UTP

 

Parte 5 - Cabeamento para alimentação de câmeras

 

Fev/2015

Mar/2016

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