PoC, acronimo di Power over Coax, è una tecnologia che consente di alimentare le telecamere analogiche SD e HD sfruttando lo stesso cavo coassiale utilizzato per la trasmissione del segnale video. Riprende, con gli opportuni correttivi, lo stesso concetto del PoE applicato alle telecamere IP

Una definizione video più elevata, una gestione più semplice ed efficace ma soprattutto la possibilità di utilizzare lo stesso cavo UTP o FTP anche per fornire la corrente necessaria al funzionamento delle telecamere. Questi i “plus” dei sistemi di videosorveglianza su rete IP rispetto a quelli analogici SD e HD su cavo coassiale. Tutto ciò grazie al Power Over Ethernet (PoE), la tecnologia nata nel 1997 e standardizzata nel 2003 (IEEE 802.3af) che permette di alimentare i dispositivi di una rete locale (modem, router, access point, switch, ecc.) evitando di utilizzare singoli alimentatori, semplificando i cablaggi, l’installazione e la gestione operativa. In realtà, i primi tentativi di trasmettere il segnale video e l’alimentazione su un unico mezzo fisico erano stati condotti nei primi anni Novanta dallo stesso IEEE utilizzando proprio il cavo coassiale delle telecamere analogiche. Gli scarsi risultati raggiunti con le tecnologie disponibili a quel tempo hanno di fatto rallentato la sua evoluzione fino alla metà degli anni Duemila, quando sono comparsi sul mercato i primi dispositivi progettati per il trasferimento dei segnali video, audio e di allarme al DVR, l’alimentazione alla telecamera e i segnali di controllo (RS-485) in entrambe le direzioni. Utilizzavano un cavo RG59 e permettevano di coprire una distanza massima di 300 metri con un segnale video a definizione standard.

Le aziende leader del mercato della videosorveglianza come Dahua e Hikvision hanno rispolverato e aggiornato il progetto solamente negli ultimi anni, proponendo soluzioni compatibili con i segnali video Full HD e, non ultimo, in grado di competere con i sistemi IP anche per quanto riguarda l’analisi video avanzata. 

Alimentazione fino a 400 metri di distanza

I più recenti step evolutivi della tecnologia Power over Coax (PoC) consentono la trasmissione simultanea di tre diversi segnali - video SD/HD, alimentazione e controllo - attraverso un singolo cavo coassiale e con una distanza massima di 400 metri. Non essendo standardizzata come la PoE, il meccanismo di funzionamento e i componenti utilizzati sono leggermente differenti tra le varie aziende che l’hanno implementata. Questo significa che la piena compatibilità è garantita solamente tra i componenti “PoC Ready” della stessa famiglia o brand, a meno di eccezioni espressamente certificate. La tecnologia PoC può essere integrata direttamente nei dispositivi oppure implementata in soluzioni esterne (add-on) come alimentatori, ricetrasmettitori e iniettori/divisori da collegare a telecamere e DVR “non PoC”.

Corrente alternata e corrente continua

Il principio del funzionamento della tecnologia PoC si basa sulla differenza tra il segnale video, rappresentato da una corrente alternata (AC), e l’alimentazione che invece richiede una tensione in corrente continua (DC, per esempio 12 volt). Per permettere al cavo coassiale di far transitare, in direzioni opposte, queste due componenti senza danneggiare i circuiti è necessario isolarle tra loro, filtrandole attraverso due componenti elettronici di uso comune: una bobina (induttanza) e un condensatore. In termini semplici, la prima svolge una funzione di “libero passaggio” mentre il secondo di “blocco” nei confronti della corrente continua che alimenta la telecamera.

Per la corrente alternata del segnale video la situazione si ribalta: viene bloccata dalla bobina ma non dal condensatore che la lascia transitare consentendo l’interfacciamento della telecamera al DVR. Questo principio teorico di base è stato poi affinato e ha portato alla progettazione di circuiti ad hoc che, oltre a filtrare le due diverse correnti, svolgono altri compiti come l’abbattimento delle interferenze causate da sorgenti elettromagnetiche vicine, la stabilizzazione della linea DC e il rilevamento di eventuali cortocircuiti, l’encoding e il decoding dei segnali video analogici HD, ecc.

Il circuito PoC integrato nel DVR è anche in grado di rilevare se la telecamera collegata supporta questa tecnologia oppure no, abilitando oppure bloccando l’alimentazione in base a un segnale di controllo. Questa verifica automatizzata può anche avvenire a livello degli iniettori/divisori esterni collegati alla telecamera, al DVR e ad una sorgente di alimentazione. Considerato che la tecnologia PoC non è stata ancora standardizzata e che i singoli produttori hanno realizzato circuiti PoC differenti e incompatibili tra loro, i sistemi PoC devono necessariamente utilizzare DVR e telecamere dello stesso brand. L’inosservanza di questa regola potrebbe danneggiare irreparabilmente i circuiti elettronici dei dispositivi. In alcuni casi, inoltre, le aziende sconsigliano di utilizzare i loro DVR PoC con le telecamere di terze parti “non PoC”.

Per tutti questi motivi, gli installatori devono scegliere in maniera oculata i componenti di un impianto PoC (o misto) indicando, ove possibile, la marca dei dispositivi installati e su quali viene utilizzata questa tecnologia.

Tanti vantaggi, pochi limiti

I benefici apportati dalla tecnologia PoC sono in gran parte simili a quelli del PoE sulle reti LAN: permette di ridurre i costi relativi all’acquisto dei materiali come il cavo per l’alimentazione da remoto, l’alimentatore locale e i connettori, la loro posa (scavi, canaline, ecc.) e, soprattutto, quelli di manodopera. Questi ultimi, in particolare, possono anche rappresentare (e a volte superare) la metà di quelli complessivi negli impianti low cost come quelli analogici HD su cavo coassiale.

La tecnologia PoC consente, inoltre, di elevare la sicurezza e l’affidabilità degli impianti di videosorveglianza analogici preesistenti grazie all’aggiunta di un sistema di backup sulla linea di alimentazione centralizzata (che copre anche l’operatività del DVR) e alla possibilità di utilizzare due linee di alimentazione distinte e alternative (locale e remota).

Gli unici limiti sono l’attuale incompatibilità tra le soluzioni offerte dai diversi produttori, sicuramente superabile in futuro con la standardizzazione della tecnologia, ma anche la distanza operativa. Quest’ultima è simile a quella degli impianti “non PoC” quando si utilizzano cavi coassiali di alta qualità ma di parecchio inferiore (50-100 metri) se invece ci si affida a un cavo UTP Cat.5e.

Qualora non sia possibile l’upgrade di un vecchio impianto coassiale o misto (coax+UTP), è necessario valutare soluzioni alternative come il ricablaggio o il passaggio ai sistemi di videosorveglianza IP.

Il PoC secondo Hikvision

Hikvision è stata la prima a implementare la funzione PoC nella sua gamma prodotti Turbo HD 4.0 (2017) poi evoluta alla versione 5.0 (2018).

I DVR PoC di Hikvision oppure i moduli esterni (come il DS-1TP04I/AT e il DS-1TP08I/AT utilizzati anche per estendere la distanza di collegamento) hanno in dotazione un adattatore di rete che fornisce una tensione di 48 volt DC, necessaria per alimentare correttamente le telecamere dopo le inevitabili cadute di tensione che avvengono negli iniettori/divisori e lungo il cavo coassiale (proporzionalmente alla sua lunghezza). Inoltre integrano il circuito di analisi di stato, quello di protezione da sovracorrente e sottocorrente (indipendente per ogni singolo canale di alimentazione) e infine quello che rileva costantemente la modalità di potenza PoC (AF o AT) di ogni singola telecamera collegata.

L’unica modalità presente nei modelli AF è quella a bassa potenza (Low Power - 6 watt) mentre gli AT possono funzionare sia a bassa che ad alta potenza (High Power - 12 watt) per poter abilitare il funzionamento dell’illuminatore IR, ovvero il componente delle telecamere Day&Night con il maggior consumo energetico.

I dispositivi PoC supportano sia il collegamento diretto via cavo coassiale sia gli adattatori balun (Coax <> Cat.5x <> Coax) ma non i ricetrasmettitori ottici.

La distanza massima di trasmissione varia a seconda della tipologia di cavo utilizzato, delle caratteristiche dei suoi materiali e della classe di potenza delle telecamere.

Secondo Hikvision, i cavi RG6 permettono di raggiungere i 200 metri in entrambe le modalità AF e AT con un segnale da 2 megapixel (Full HD 1080p). Raddoppiando la risoluzione (4 MP) la distanza si riduce a 150 metri. I cavi RG59 assicurano distanze di 200 metri (AF - 2 MP), 150 metri (AF - 4 MP) e 100 metri (AT - 2-4 MP) mentre negli UTP Cat.5e si riducono ulteriormente a 50-100 metri.

Grazie ai segnali di controllo, nel menu OSD dei DVR PoC è possibile ottenere informazioni sulle linee di alimentazione (per esempio, on/off, AT-AF, ecc.) e abilitare la creazione di log e l’invio di notifiche in caso di malfunzionamento. Per garantire la massima sicurezza e affidabilità, le telecamere PoC Hikvision possono essere alimentate sia autonomamente sia tramite linea coassiale PoC (Power Backup), ovviamente in alternativa con intervento automatizzato in caso di blackout.

Le soluzioni PoC di Dahua

A pochi mesi di distanza dal lancio delle prime soluzioni PoC di Hikvision, anche Dahua ha progettato e realizzato una gamma di DVR, trasmettitori e telecamere HDCVI compatibili con questa tecnologia.

Le soluzioni adottate, pur sfruttando gli stessi principi base già visti, seguono un differente approccio tecnologico per garantire le migliori prestazioni possibili in termini di sicurezza, affidabilità dell’alimentazione e qualità del segnale video. Il lavoro della bobina (induttore) viene svolto da un circuito analogico che simula lo stesso comportamento (Simulated Inductor), individuando e correggendo le normali fluttuazioni che si verificano sia sull’alimentazione (per esempio, PTZ/IR on/off) sia sul video. Anche in questo caso ritroviamo la distinzione tra due classi di potenza (≤ 6 watt e ≤ 12 watt sempre con rilevamento automatico), la presenza del canale di ritorno, i meccanismi di rilevamento e controllo della tensione, della potenza e di eventuali cortocircuiti e sovraccarichi. La distanza massima dichiarata da Dahua varia tra i 300 metri (≤ 6 watt - 4 MP) e i 400 metri (≤ 12 watt - Full HD 1080p).

Alcune telecamere PoC sono inoltre dotate di uscita a 12 Vcc per l’alimentazione di altri dispositivi remoti collocati nelle vicinanze con potenza massima di 2 watt.