1) USB 카메라 :

일반적으로 PC나 다른 호스트 장치에 직접 연결되며, 영상 데이터를 압축하지 않고 USB 포트를 통해 전송하게 되고, 호스트 장치의 소프트웨어에 의해 영상이 처리된다.

이 과정에서 약간의 처리 지연은 있을 수 있지만, 전용 애플리케이션 내에서는 사용 목적에 따라 무시할 수 있는 수준의 매우 낮은 지연 시간을 가진다.

사용되는 컴퓨터의 처리 능력과 USB 대역폭(USB 2.0 vs. USB 3.0 등)에 따라 약간의 전송 지연이 발생할 수 있다는 것이며 UVC 영상 프로토콜이 내재된 카메라만이 USB를 통해 전송 가능하고 UVC프로토콜이 없는 카메라는 별도의 컨버터를 써야 하며, 단일 케이블로 영상 데이터와 전원이 전송 된다.

USB 표준 패시브(일반) 케이블의 최대 전송 거리는 데이터 손실이나 속도 저하 없이 정상적인 성능을 보장하는 길이는 다음과 같다.

•  USB 2.0  : 최대 5미터 (약 16.4피트) (480Mbps) – 사용자가 케이블 제작 가능.

•  USB 3.0 (USB 3.2 Gen 1)  : 최대 3미터 (약 9.8피트) (5Gbps) – 사용자 제작 불가, 기성 제작품 사용해야 함.

고속으로 고대역 데이터를 주고받기 때문에 매우 높은 주파수를 사용하며, 선의 꼬임(트위스트), 내부 차폐(실드) 구조가 머리카락 한 올 오차 수준으로만 어긋나도 신호가 찌그러져 아예 인식이 안 되기 때문에 수작업 납땜으로는 이 정밀한 저항(임피던스)을 맞출 수 없으며 USB 3.0 규격(특히 C to C)은 케이블 양쪽 단자 내부에 고유 정보를 담은 e-Marker라는 IC 칩셋이 무조건 들어가야 기기가 인식을 한다.

선만 연결한다고 작동하지 않는다.

수중 이동체 등에 접목하여 쓸 때는 이동체 본체 안의 라즈베리파이 등의 호스트 장비에 접속 시켜 원거리 통신을 위해 인터넷 프로토콜(IP)인 RTSP(저지연 IP)로 변환하여 지상단으로 영상 데이터를 전송하는 방식을 쓰고 있다.

위의 설명대로 연결단의 각 호스트 장치의 성능 등의 문제로 지연 + 지연이 생길 수 있음으로 조류가 심한 지역, 설치, 해체, 등 수중 실시간 산업작업의 상황대처로 빠른 대응, 결과 확인 등의 필요 목적의 장비에는 사용을 하지 않는 것이 좋다.

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2) HDMI 카메라 :

HDMI는 비디오 및 오디오 신호를 압축하지 않고 실시간으로 직접 전송하도록 설계된 인터페이스이다. 따라서 필요에 의한 컨버팅 등을 하지 않는 한, 전송 지연이 발생하지 않기 때문에 모니터 시야로 기계 장비 조종, 의료 영상, 라이브 방송 등 실시간 즉각적인 반응(대응)이 필요한 환경에 적합하다.

기본적으로 영상 데이터 케이블과 전원 케이블이 있어야 한다.

투 케이블 방식으로 수중 이동체 등 별도의 전원 공급이 근거리에서 이뤄진다면 영상 데이터는 기성 AOC케이블을 사용하여 1m~100m까지 가능 하며, 수중 이동체 본체 안에서 광 컨버팅으로 지상 송출하는 방법으로는 광(싱글)으로 ~20km까지 가능하다.

 

UW게릴라에서는 수중 장비의 부가적 장비 연결이 많을수록 누수의 위험이 높아지는 것을 방지하기 위하여 많은 테스트를 통해 케이블 컨버팅을 통해 단일 케이블로 영상 지연이 없이 데이터, 전원 통합 솔루션을 만들었다.

케이블 컨버팅으로 4K60P(FHD60P) 카메라를 쓸 경우 ~40m까지, 4K30P(FHD30P)는 ~80m까지 영상데이터와 전원이 단일 케이블로 해결이 되도록 하였다.

 

전문 영상용 수중 카메라 하우징은 전원, 영상 전송 2 케이블로 운용 가능하며 HDMI케이블은 기성품 AOC HDMI케이블을 사용하여야 하며, 케이블 길이는 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 70, 100m로 정해져 있다.

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3) IP 카메라 :

영상을 네트워크를 통해 보내기 위해 여러 단계를 거치게 된다.

카메라에서 영상을 캡처하고, 압축(H.264, H.265 등) 및 패키징한 후 네트워크로 전송하며, 수신 장치에서 다시 압축을 풀고(디코딩) 화면에 표시하는 방식으로 일련의 과정과 네트워크 상태(대역폭, 연결 품질, 라우팅 효율성 등)에 따라 지연 시간이 크게 달라질 수 있으며, 일반적으로 수백 밀리 초에서 길게는 수 초까지 지연될 수 있다.

 

이 수중 시스템은 인터넷을 사용치 않는 내부 망(단독 폐쇄 망)을 사용하기 때문에 수중에서 지상까지의 영상 데이터의 지연은 있어도 영상 데이터가 누락이 되는 것은 아니니 영상 다채널 운영으로 일시에 다수 자료 획득이 가능하며 하나의 케이블로 여러 센서 데이터 등도 결합하여 송수신이 가능하기 때문에 통합적이고 분포 넓은 상황, 환경에 적합하다.

 

단일 카메라 운용 시, 수중 전용 cat.6 케이블로 80m(지상은 100m - 수중환경, 내구성을 위하여 제한)까지 영상 데이터, 전원이 단일 케이블로 가능하고 수중에서 UW게릴라에서 개발한 EJH(Electronic  Junction Housing)를 사용하면, 다수의 수중 카메라, 수중 라이트, 수중 센서를 통합하여 +250m까지 운용이 가능하다. (각 채널 80m + 250m 사용 가능)

그럼으로 수중의 다채널 영상 데이터 수집 및 장기간 관제 등에 유리한 시스템이다.