옥외 LED 스크린 신호 전송: 300미터 케이블 구간에서 비디오 무결성 유지 방법

화면에서 200미터 떨어진 곳에 제어실이 있습니다. 아마 300미터일 수도 있고, 더 멀 수도 있습니다.

신호는 그 거리를 통과하여 손상되지 않고, 단 하나의 글리치도 없이 수신 카드에 도달해야 합니다. 그렇지 않으면 화면이 깜빡이거나, 색상이 변하거나, 줄이 죽어버립니다. 그리고 고객 측에서는 케이블 길이에 신경 쓰지 않습니다. 그들은 단지 망가진 화면만 볼 뿐입니다.

무선 전송이 헤드라인을 장식하지만, 광섬유는 존경을 받습니다. 하지만 유선 신호 전송—CAT5e, CAT6 또는 차폐 연선과 같은 구리 기반 솔루션을 사용하는 것—은 여전히 대부분의 옥외 LED 설치의 근간이며, 특히 500미터 미만의 구간에서는 광섬유가 경제적으로 타당하지 않습니다.

문제는 무엇일까요? 유선 신호는 거리가 멀어질수록 저하됩니다. 저항, 커패시턴스, 누화 및 EMI는 모두 데이터가 더 멀리 이동함에 따라 데이터를 소모합니다. 그리고 너무 많은 설치업체들이 케이블을 그냥 끌어다 놓고 최선을 바라기만 합니다.

그 희망은 통하지 않습니다. 적절한 신호 컨디셔닝 없이 300미터를 연결하면 매장에서는 괜찮아 보이지만 현장에서는 실패하는 화면을 얻게 됩니다. 무엇이 잘못되는지, 어떻게 수정하는지, 그리고 왜 케이블 선택이 수신 카드보다 더 중요한지 자세히 알아보겠습니다.

목차

1. 유선 신호가 거리에 따라 저하되는 이유

2. 긴 옥외 LED 구간에 적합한 케이블 선택

3. 신호 부스터, 리피터 및 이퀄라이저: 실제로 필요한 것

4. 접지 및 차폐 모범 사례

5. 라이브 전에 신호 무결성 테스트

6. 신호 품질을 보호하는 설치 팁

7. 신호 저하 무시의 실제 비용

1. 유선 신호가 거리에 따라 저하되는 이유

저항이 먼저 전압을 떨어뜨립니다

모든 케이블에는 저항이 있습니다. 구리는 알루미늄보다 저항이 적지만, 300미터에서는 구리라도 누적됩니다. 송신 카드에서 5V로 출발한 신호는 수신 카드에 4.2V로 도착할 수 있습니다. 0.8V의 전압 강하는 많지 않은 것처럼 들리지만, 라인 드라이버는 약 300미터까지 도움이 됩니다. 그 이상이면 . 깨끗한 높음 및 낮음 레벨이 필요합니다. 흐릿한 가장자리는 수신 카드가 비트를 잘못 읽게 만듭니다.케이블이 얇을수록 문제는 더 심각해집니다. 24 AWG는 같은 거리에서 20 AWG보다 훨씬 높은 저항을 가집니다. 많은 설치업체들이 몇 달러를 절약하기 위해 가장 저렴하고 얇은 케이블을 선택합니다. 그것은 실수입니다. 케이블은 화면 비용의 일부일 뿐입니다. 신호를 죽이는 저렴한 케이블은 돈을 절약하는 것이 아니라 수리 비용을 발생시키는 것입니다.커패시턴스가 신호 가장자리를 흐리게 합니다

저항만이 문제는 아닙니다. 커패시턴스는 신호 가장자리를 흐리게 합니다. 모든 케이블은 작은 커패시터처럼 작동합니다. 구간이 길수록 커패시턴스가 높아집니다. 높은 커패시턴스는 송신기가 출력하는 날카로운 사각파를 둥글게 만들어, 수신기에 도달할 때쯤에는 경사진 둥근 덩어리로 변하게 합니다.

이것이 긴 구간에서 화면이 깜빡이는 이유입니다. 수신 카드는 한 비트가 끝나고 다음 비트가 시작되는 지점을 알 수 없습니다. 추측합니다. 때로는 맞고, 때로는 틀립니다. 잘못된 추측은 화면의 깜빡임이나 색상 글리치로 나타납니다.

커패시턴스는 또한 최대 

데이터 전송 속도

를 제한합니다. 50미터에서 100Mbps로 작동하는 케이블은 300미터에서는 20Mbps만 처리할 수 있습니다. 긴 구간에서 데이터 속도를 너무 높이면 수신 카드가 패킷을 놓기 시작합니다. 패킷 손실은 죽은 픽셀이나 멈춘 줄을 의미합니다.EMI가 도중에 끼어듭니다긴 케이블은 안테나입니다. 경로를 따라 있는 모든 전력선, 모터, 변압기 및 무선 송신기에서 발생하는 

전자기 간섭(EMI)

를 수신합니다. 옥외 현장은 최악입니다. 케이블은 건물 외곽, HVAC 장치 옆, 전기적으로 잡음이 많은 환경을 따라 실행됩니다.그 간섭은 신호선으로 결합되어 데이터에 노이즈를 추가합니다. 수신 카드는 그 노이즈를 추가 비트로 인식합니다. 디코딩하려고 시도합니다. 실패합니다. 결과: 무작위 픽셀 오류, 줄 깜빡임 또는 화면 전체가 잠시 멈추는 현상입니다.차폐 케이블

 은 도움이 되지만, 올바르게 설치된 경우에만 그렇습니다. 대부분의 설치업체는 차폐를 한쪽 끝에서만 접지하는데, 이는 아날로그 오디오에는 효과가 있습니다. 장거리 

고주파 디지털 신호의 경우, 차폐는 효과적이려면 양쪽 끝에서 접지해야 합니다. 이것을 잘못하면 차폐는 쓸모없는 호일이 됩니다.2. 긴 옥외 LED 구간에 적합한 케이블 선택단심선이 아닌 연선 사용

단심선 케이블은 50미터 이상의 구간에는 실수입니다. 신호와 접지가 병렬로 실행되어 EMI를 효율적으로 수신하는 루프 안테나를 생성합니다. 

연선 케이블

 은 이를 상쇄합니다. 꼬임은 간섭이 두 전선에 동시에 도달하도록 보장하며, 수신기는 차이를 읽어 공통 모드 노이즈를 상쇄합니다.100미터 이상의 구간에는 차폐 연선(STP)

을 사용하십시오. 저잡음 환경의 50미터 미만 구간에는 비차폐 연선(UTP) 이 작동할 수 있습니다. 옥외 LED 디스플레이 설치의 경우 항상 STP를 선택하십시오. 환경은 결코 저 EMI가 아닙니다.꼬임률도 중요합니다. 더 촘촘한 꼬임—미터당 더 많은 꼬임—은 더 나은 노이즈 제거를 제공합니다. 센티미터당 최소 3번 꼬인 케이블을 찾으십시오. 느슨한 꼬임은 노이즈를 효과적으로 상쇄하지 못합니다.전선 게이지는 생각보다 중요합니다150미터 이상의 구간에는 20 AWG 또는 더 두꺼운 것

100미터 미만의 구간에는 

22 AWG

•  가 허용됨50미터 미만의 구간에는 

• 24 AWG 만 해당

• 더 두꺼운 케이블은 더 비쌉니다. 하지만 300미터 구간에서 20 AWG와 24 AWG의 차이는 약 30달러입니다. 신호 저하로 인해 수신 카드를 교체하는 비용은 200달러에 인건비가 추가됩니다. 계산은 명확합니다.옥외 정격 재킷은 필수입니다

실내용 케이블은 옥외 구간에서 1년 안에 고장납니다. UV는 재킷을 분해합니다. 습기가 스며듭니다. 도체가 산화됩니다. 화면이 글리치하기 시작할 때까지 신호 저하가 가속됩니다.

UV 안정화 폴리에틸렌 재킷

 이 있는 케이블을 사용하고, 직접 매립 또는 전선관 사용에 적합한 등급을 받으십시오. 재킷은 

검은색 이어야 합니다—회색이나 흰색이 아닙니다. 검은색은 UV를 덜 흡수하고 직사광선에서 더 오래 지속됩니다.케이블이 전선관을 통과하는 경우 젤 충전 케이블 을 선택하십시오. 전선관 씰이 고장 나도 젤은 습기 이동을 차단합니다. 더 비싸지만 지하 구간에는 유일하게 안전한 선택입니다.

3. 신호 부스터, 리피터 및 이퀄라이저: 실제로 필요한 것라인 드라이버: 첫 번째 방어선라인 드라이버는 

송신 카드

 와 케이블 사이에 위치합니다. 긴 구간에 들어가기 전에 신호 전압을 증폭합니다. 더 높은 전압은 신호가 저항과 커패시턴스를 견딜 수 있는 더 많은 헤드룸을 제공합니다.

 로 신호를 확인하십시오. 송신단에서 프로브하십시오—깨끗한 사각파와 날카로운 가장자리를 봐야 합니다. 그런 다음 케이블의 수신단(카드가 연결되지 않은 상태)에서 프로브하고 다시 확인하십시오.라인 드라이버에는 조절 가능한 출력 전압이 있어야 합니다. 수신 카드가 처리할 수 있는 최대값으로 설정하십시오—대부분은 최대 5V, 일부는 3.3V만 허용합니다. 카드 데이터시트를 확인하십시오. 너무 높으면 수신기가 타버립니다. 너무 낮으면 신호가 여전히 저하됩니다.300미터 이상 구간을 위한 리피터라인 드라이버는 약 300미터까지 도움이 됩니다. 그 이상이면 리피터

가 필요합니다. 리피터는 저하된 신호를 수신하고, 정리하고, 재타이밍하고, 전체 강도로 재전송합니다. 데이터의 릴레이 스테이션이라고 생각하십시오.

리피터를 구간의 중간에 배치하십시오—400미터 구간의 경우 200미터, 500미터의 경우 250미터. 리피터는 자체 전원 공급 장치가 필요합니다. 해당 위치에 전원 케이블을 연결하십시오—신호 케이블을 통해 전원을 공급하려고 하지 마십시오. 전압 강하는 전원을 부족하게 만들 것입니다.

방수 리피터를 선택하십시오. 건조제 팩이 있는 작은 인클로저에 장착하십시오. 옥외 리피터는 전자 제품이 아니라 습기로 인해 고장납니다. 건조하게 유지하면 10년 동안 지속됩니다.

수신단에서의 이퀄라이징이퀄라이저는 수신단, 수신 카드 바로 앞에 위치합니다. 저하된 신호의 가장자리를 날카롭게 만들어—둥글고 흐릿한 파형을 다시 사각으로 만듭니다. 데이터를 되돌리는 것이 아니라, 기존 데이터를 더 쉽게 디코딩하도록 만듭니다.이퀄라이징은 라인 드라이버나 리피터를 대체할 수 없습니다. 보충입니다. 드라이버와 

함께

 사용하십시오, 대신 사용하지 마십시오. 300미터 구간에서 이퀄라이저만 사용하는 것은 부러진 다리에 반창고를 붙이는 것과 같습니다.

많은 최신 수신 카드에는 이퀄라이징 기능이 내장되어 있습니다. 카드 설정을 확인하고—100미터 이상의 구간에서는 켜십시오. 카드가 없으면 케이블과 카드 사이에 외부 이퀄라이저를 추가하십시오.

4. 접지 및 차폐 모범 사례양쪽 끝에서 차폐 접지이것은 대부분의 설치업체가 잘못하는 규칙입니다. 100미터 이상의 

디지털 신호 케이블의 경우, 송신 및 수신 양쪽 끝에서 차폐를 접지하십시오. 한쪽 끝만 접지하는 것은 저주파 아날로그 신호에는 효과가 있습니다. 고주파 디지털 데이터의 경우, 단일 종단 접지는 차폐가 전혀 없는 것보다 더 많은

 노이즈를 수신하는 접지 루프를 생성합니다.

차폐와 함께 

드레인 와이어

 를 사용하십시오—케이블 내부의 노출된 구리 도체로, 연선과 나란히 실행됩니다. 양쪽 끝에서 드레인 와이어를 차폐에 연결하십시오. 호일만 사용하는 것보다 EMI 전류를 접지로 더 효과적으로 전달합니다.신호 케이블과 전원 케이블 분리신호 케이블과 전원 케이블을 같은 전선관에 절대 실행하지 마십시오. 얕은 각도로 교차하게 하지 마십시오. 교차해야 하는 경우 90도 각도로 교차하십시오. 얕은 교차는 전원 케이블의 자기장이 신호선으로 노이즈를 유도하게 합니다.신호 케이블과 전원 케이블 사이에 300mm 이상의 간격 을 유지하십시오. 불가능한 경우, 신호 구간에는 차폐 케이블을 사용하십시오. 차폐는 패러데이 케이지 역할을 하여 자기장을 차단합니다.접지 루프 문제

접지 루프는 송신기와 수신기가 다른 접지 전위로 다른 지점에 접지될 때 발생합니다. 그 전위 차이는 케이블 차폐를 통해 전류가 흐르게 하여 신호에 노이즈를 추가합니다.해결책: 송신기와 수신기를 모두 동일한 접지 지점에 접지하십시오. 두 위치 사이에 무거운 접지선을 연결하고 두 장치를 모두 연결하십시오. 이것은 전위를 균등화하고 루프 전류를 제거합니다.접지선을 연결할 수 없는 경우, 신호선에 

절연 변압기

 를 사용하십시오. 신호를 통과시키면서 접지 연결을 끊습니다. 접지선보다 비싸지만, 선이 불가능할 때 작동합니다.

5. 라이브 전에 신호 무결성 테스트오실로스코프 점검케이블을 수신 카드에 연결하기 전에 

오실로스코프

 로 신호를 확인하십시오. 송신단에서 프로브하십시오—깨끗한 사각파와 날카로운 가장자리를 봐야 합니다. 그런 다음 케이블의 수신단(카드가 연결되지 않은 상태)에서 프로브하고 다시 확인하십시오.파형이 둥글거나 링잉이 있으면 → 데이터 속도에 비해 케이블이 너무 깁니다. 줄이거나, 데이터 속도를 낮추거나, 라인 드라이버를 추가하십시오.파형이 깨끗하지만 진폭이 낮으면 → 케이블 저항이 너무 높습니다. 더 두꺼운 케이블을 사용하거나 라인 드라이버를 추가하십시오.

파형에 노이즈가 있으면 → 차폐가 실패하고 있습니다. 양쪽 끝의 접지를 확인하십시오.

비트 오류율(BER) 테스트오실로스코프는 신호의 모양

 을 보여줍니다. 비트 오류율 테스트는 신호가 실제로 깨끗한 데이터를 전달하는지 여부를 보여줍니다. 대부분의 신호 테스터는 알려진 패턴을 생성하고 손상된 비트를 계산합니다.

실제 사용할 데이터 속도—더 낮은 속도가 아닌—로 테스트를 실행하십시오. 50Mbps에서 통과하는 케이블은 150Mbps에서 실패할 수 있습니다.

LED 화면의 경우 허용되는 BER은 0 입니다. 백만 비트당 한 번의 오류가 최대치입니다—그 이상이면 눈에 보이는 글리치가 나타납니다. 테스트에서 오류가 표시되면 모듈을 장착하기 

• 전에

•  케이블을 수정하십시오.

• 라이브 화면 테스트

모든 것이 연결된 후, 화면을 

최대 밝기 및 최대 새로 고침 속도 로 최소 2시간 동안 실행하십시오. 깜빡임, 색상 변화 또는 죽은 픽셀을 관찰하십시오.2시간 동안 괜찮아 보이면 2년 동안 괜찮아 보일 것입니다. 처음 2시간 안에 글리치가 보이면 신호 문제가 있는 것이며 시간이 지남에 따라 악화될 것입니다. 이 테스트를 건너뛰지 마십시오. 오늘날 겨우 작동하는 신호는 6개월 후에 케이블이 더 저하되면 완전히 실패할 것입니다. 지금 잡으십시오, 수정이 간단할 때.6. 신호 품질을 보호하는 설치 팁케이블을 날카롭게 구부리지 마십시오

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