Lựa chọn STP hay UTP cho hệ thống giám sát?

Khi triển khai hệ thống camera giám sát, phần lớn các nhà tích hợp hệ thống ít chú ý đến việc nên chọn loại cáp mạng nào, họ chỉ quan tâm đến giá cả và thường quyết định theo phương châm: “rẻ là được”. Tuy nhiên trong lĩnh vực giám sát an ninh, việc lựa chọn loại cáp để sử dụng không chỉ có ý nghĩa rất quan trọng mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hình ảnh. Bài viết này sẽ trình bày về loại cáp có lớp bọc chống nhiễu (shielded), tìm hiểu cơ chế mà loại cáp này ngăn chặn các vấn đề gây ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh, và so sánh chúng với loại không có lớp bọc chống nhiễu (unshielded).

Nhiễu điện–“sát thủ” hình ảnh

Trong lĩnh vực giám sát an ninh, các nhà tích hợp thường chú trọng các thiết bị như camera và NVRs (Network Video Recorders), họ ít quan tâm đến hệ thống cáp truyền dẫn. Khi chất lượng hình ảnh gặp vấn đề, các nhà tích hợp thường truy tìm nguyên nhân trên camera và cố gắng tùy chỉnh các thông số để giải quyết sự cố, sau đó đau đầu vì chẳng thể giải quyết được gì. Tuy nhiên, nếu họ quan tâm đúng mức vào hệ thống cáp, vấn đề có thể sẽ được giải quyết nhanh chóng. Ví dụ như trong hình minh họa bên dưới.

Nhiễu điện trong hệ thống cáp chính là nguyên nhân gây ra sự cố như trong hình. Hệ thống cáp không chỉ truyền tải luồng dữ liệu hình ảnh, mà còn “hút” và truyền tải kèm theo cả yếu tố “nhiễu” không mong muốn. Lúc này, sử dụng cáp có lớp bọc chống nhiễu sẽ là “vũ khí” lợi hại để loại bỏ các vấn đề tương tự.

Bên cạnh đó, việc chọn và sử dụng cáp mạng có chất lượng kém sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của các camera và đầu ghi hình. Trong phần dưới đây, hãy cùng tìm hiểu và so sánh sự khác biệt giữa hai loại cáp: cáp đôi xoắn có lớp bọc chống nhiễu (STP–Shielded Twisted Pair) và cáp đôi xoắn không có lớp bọc chống nhiễu (UTP–Unshielded Twisted Pair).

Tổng quan
Nhìn bằng mắt thường, có thể thấy khác biệt chủ yếu giữa STP và UTP là về cấu tạo vật lý. Hình ảnh bên dưới cho thấy so với UTP, cáp STP có thêm một lớp vỏ làm bằng nhôm được bọc bên ngoài các đôi xoắn.

Khi nhận dạng cáp, không nên nhầm lẫn loại “Shielding” với “Screening”. “Screening” là loại cáp có một lớp lá kim loại hoặc lưới bao phủ toàn bộ sợi cáp. Trên thực tế, việc bọc từng đôi riêng trong “Shielding” so với bọc gộp toàn bộ sợi cáp trong “Screening” đều nhằm mang lại một số lợi ích tương tự về mặt chống nhiễu. Tuy nhiên, khả năng chống nhiễu của chúng không tương đương và hiệu suất mỗi loại cũng khác nhau.

STP là tên viết tắt thường dùng của cáp đôi xoắn có lớp bọc chống nhiễu, đôi khi còn được viết là “U/FTP” (Unscreened/Foil-shielded twisted pair). Khi các tiêu chuẩn dành cho hệ thống cáp được phát triển và tinh lọc theo thời gian, các sản phẩm cáp chuyên dùng cho các ứng dụng cao cấp trong trung tâm dữ liệu ra đời đã làm thay đổi ý nghĩa của thuật ngữ trên. Tuy nhiên, với hầu hết các ứng dụng giám sát an ninh, “STP” vẫn là tên gọi phổ biến nhất.

Khác biệt về cấu tạo vật lý: Liệt kê những khác biệt hữu hình giữa STP với UTP

• Lá kim loại bảo vệ: STP có một lớp lá kim loại mỏng, thường làm bằng nhôm, bao quanh từng cặp dây xoắn. Lớp này thường được gọi là “drain”. Việc thiếu các giải pháp triệt tiêu nhiễu, các “drain” có thể gây khuếch đại những vấn đề mà STP cố gắng giảm thiểu.
• Vỏ dày: Việc bổ sung thêm các lớp lá nhôm sẽ làm tăng trọng lượng cũng như đường kính sợi cáp STP. Vì vậy, cần thiết phải sử dụng một loại vỏ nhựa dày cách điện để tăng độ bền. Nhìn chung, cáp STP nặng và dày hơn so với  cáp UTP, đồng nghĩa với việc khó khăn hơn trong quá trình thi công lắp đặt.
• Lõi nhựa, dây hỗ trợ tước vỏ (Pull Strips), và dây tiếp đất: Tùy thuộc vào nhà sản xuất và thương hiệu, cáp STP  có thêm vài đặc điểm không thể tìm thấy trong cáp UTP. Những đặc điểm này bao gồm lõi nhựa cứng nằm bên trong cáp để tách riêng các cặp dây, dây hỗ trợ tước vỏ và có thêm dây điện nối đất.

Khác biệt về chức năng: Những chức năng vật lý cộng thêm của STP mà UTP không sở hữu:

• Trở kháng EMI: Ưu điểm chính của lớp lá kim loại (drain) bảo vệ STP tránh được nhiễu điện từ trường (electromagnetic interference) từ môi trường, hay còn gọi là EMI. Nhờ mỗi cặp dây xoắn được bọc riêng, khả năng nhiễu từ môi trường xung quanh vào cáp được giảm thiểu đáng kể hoặc loại bỏ hoàn toàn.
• Cách ly luồng nhiễu: Đối với loại cáp không có lớp bọc chống nhiễu, nhiễu được xem như là “con đường hai chiều”. Một là chính các đôi cáp hay sợi cáp sẽ gây nhiễu lên nhau. Hai là do chính bản thân hệ thống cáp Ethernet phát ra nhiễu không mong muốn và ảnh hưởng đến một số ứng dụng khác, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất hoặc y khoa. Chính vì vậy, việc bổ sung lớp bọc chống nhiễu cho các cặp dây sẽ giảm thiểu hoặc loại bỏ vấn đề này.
• Tốc độ truyền dẫn cao hơn: Một số nghiên cứu cho thấy hệ thống cáp có lớp bọc bảo vệ không chỉ giúp giảm nhiễu mà còn có thể nâng cao tốc độ băng thông. Tuy nhiên, những tuyên bố này cần được xem xét một cách thận trọng.

Khác biệt về chi phí

Việc sử dụng cáp STP sẽ gia tăng chi phí từ 20-40 USD cho mỗi camera so với cáp UTP. Giả định khoảng cách kéo cáp là 150 feet (~ 46 m), chi phí sử dụng cáp STP sẽ nhiều hơn khoảng 40% so với UTP, ngoài ra còn phát sinh thêm các chi phí nguyên vật liệu cần thiết cho việc kéo cáp STP cũng như nhân công.

Nên sử dụng STP ở đâu?

Câu trả lời rất đơn giản: ở bất cứ nơi nào có thể gặp vấn đề về nhiễu. Dưới đây là một số nguồn có “nguy cơ cao” trong việc phát sinh ra nhiễu gây ảnh hưởng đến hình ảnh:

• Gần đường điện cao áp: Đường điện có thể ảnh hưởng trực tiếp tới hệ thống cáp truyền tải dữ liệu khi chúng đi song song với nhau. Hiện tượng nhiễu có thể xảy ra, và trường hợp này nên sử dụng cáp STP.
• Gần các nguồn cảm điện: các thiết bị điện như động cơ điện, máy biến áp điện, cuộn dây từ tính... có thể tạo ra sự can thiệp lên cáp truyền dữ liệu đặt gần nó đủ để làm suy giảm chất lượng hình ảnh.

Ngoài ra còn có các nguồn khác có thể gây ảnh hưởng đến hình ảnh như thiết bị GSM/máy bộ đàm, thiết bị với ánh sáng huỳnh quang (một trong các nguồn lớn nhất của EMI)… Sử dụng cáp STP để đảm bảo chất lượng hình ảnh trong trường hợp này là cần thiết.

Có nhất thiết phải dùng STP cho hệ thống giám sát an ninh?

Theo kết quả khảo sát, phần lớn các nhà tích hợp đều trả lời là “hiếm khi” hoặc “chưa bao giờ” sử dụng cáp STP cho hệ thống giám sát an ninh. Thực tế, hầu như tất cả các hệ thống cáp Ethernet sử dụng cho giám sát hình ảnh hiện nay đều đang sử dụng cáp UTP.

Hiện nay, cáp STP vẫn chưa được sử dụng phổ biến cho hệ thống giám sát an ninh. Tuy nhiên, tùy theo nhu cầu và môi trường ứng dụng cụ thể, doanh nghiệp có thể cân nhắc để chọn lựa loại cáp STP hay UTP cho phù hợp. Cách sử dụng STP thông minh nhất là dùng cho cáp Ethernet chạy trong những khu vực có “nguy cơ cao” như đã đề cập trong bài và một số trường hợp khác...

Trần Ngọc Thanh
Theo IP Video Market