Allied Telesis рассказала о системах IP видеонаблюдения
Требования, реализация, эксплуатация и потенциал
Интересным является факт, что для рынка видеонаблюдения кризис закончился намного раньше, чем для остальных сфер - в начале 2010 года показатели снова стали расти, и стало возможным прогнозировать увеличение роста продаж еще на 20-30 %[1]. В целом, в отрасли в последние годы происходят серьезные изменения – аналоговые технологии сменяются цифровыми. Смена технологии не только открывает множество новых потенциальных рынков, но также создает миллионы возможных технических проблем и сложностей, ведь монтажникам необходимо переучиваться, чтобы лучше понимать, как обеспечить надлежащую эффективность и надежность новой технологии.
Традиционные аналоговые системы
В течение многих лет аналоговые системы видеонаблюдения использовались для контроля уличного движения на городских магистралях, слежения за порядком на людных улицах и в магазинах. Однако эта технология подразумевала присутствие оператора, который должен был следить за работой мониторов видеонаблюдения. В целом, такая система состояла из камеры, видеосигнал от которой передавался по коаксиальному кабелю на видеомонитор и/или на видеомагнитофон. Более дорогие системы оснащались PZT камерами с возможностью поворота, наклона и трансфокации – с их помощью оператор мог следить за подозрительными лицами и приближать объекты слежения, улучшая качество изображения и его разрешение. Однако, качество изображения в таких системах обычно было не очень высоким, к тому же, хранение изображения на магнитной ленте приводило к его дальнейшему ухудшению. Во многих видеомагнитофонах одна и та же пленка использовалась для покадровой записи в течение многих месяцев; при воспроизведении такой записи качество изображения не было достаточно высоким и не позволяло идентифицировать личность или товары. Преимущество видеопленки заключается в ее низкой цене, при этом у данного носителя есть целый ряд недостатков. Во-первых, по мере использования ухудшаются ее потребительские свойства – снижается качество изображения; во-вторых, она не позволяет одновременно записывать и считывать данные; и в-третьих, поиск нужной информации на пленке – крайне неудобный и медленный процесс. Появление цифровых видеорекордеров помогло решить все эти проблемы и недостатки. Информация в этих рекордерах хранится на дисковых накопителях, а преобразование аналогового сигнала в цифровой формат осуществляется с помощью специального преобразователя. Подобные рекордеры позволяют одновременно осуществлять чтение и запись данных, точно так же, как в современных персональных видеорекордерах в квартирах миллионов людей. Кроме того, эти системы обеспечивают моментальный доступ к информации, хранящейся на дисковом накопителе, что обеспечивает службе безопасности возможность моментально находить и просматривать нужные материалы.
Однако даже в таких гибридных системах, где для хранения сигнала с аналоговых камер используются цифровые носители, качество изображения теряется в процессе передачи аналоговых сигналов по коаксиальному кабелю, а также при преобразовании аналогового сигнала в цифровой вид.
Цифровое IP видеонаблюдение
С развитием цифровых технологий нам всем уже знакомы решения, обеспечивающие более высокое качество видео, без потерь при записи и с возможностью моментального воспроизведения. Все эти возможности, а также многие другие функции становятся доступными с переходом к системам цифрового IP видеонаблюдения. Замена аналоговых камер высокопроизводительными цифровыми устройствами значительно увеличивает качество и разрешение изображения, которое может передаваться по Ethernet сети без потерь. Цифровые камеры теперь оснащаются матрицами, разрешение которых может составлять несколько мегапикселей, и которые работают в диапазоне, не видимом для человеческого глаза. Это, помимо прочего, обеспечило возможность ночного использования, что расширяет сферу применения подобных систем видеонаблюдения. Качество поступающего с камеры цифрового сигнала остается одинаковым, независимо от того, на какие расстояния он передается, на скольких экранах будет воспроизводиться запись или как долго она будет храниться. В отсутствие специальных конвертеров цифровая система IP видеонаблюдения требует замены существующего коаксиального кабеля на современный оптиковолоконный кабель.
Высокопроизводительные PZT камеры являются достаточно дорогими, поэтому если необходимо следить за периметром территории, некоторые компании одновременно устанавливают как мощные PZT камеры, так и менее качественные фиксированные камеры. Такой подход существенно снижает общую стоимость проекта, и при этом обеспечивает прекрасную видимость и качество изображения при наведении PZT камер на объект, обнаруженный и привлекший внимание оператора с помощью фиксированных камер. Недорогие фиксированные камеры позволяют выявить интересуемый объект наблюдения, не обеспечивая при этом достаточного разрешения и четкости для опознавания личности, а более дорогие камеры позволяют приблизить объект для получения значительно более качественного изображения.
Подключение к камере
Для подключения простых аналоговых камер необходимо как минимум два кабеля. Один кабель нужен для подведения питания к камере, а по второму (обычно - коаксиальному) передается видеосигнал. Более дорогие камеры, с поддержкой поворота, наклона и трансфокации, требуют дополнительных кабелей для передачи сигналов управления от оператора. Кроме того, при подключении микрофонов (для прослушивания удаленных объектов) или громкоговорителей также необходимо прокладывать дополнительные кабели. В некоторых случаях может потребоваться дополнительное питание и кабели для обогревательных элементов и щеток. Таким образом, в некоторых случаях к камере необходимо прокладывать до шести или семи отдельных кабелей.
IP-камеры могут получать питание по тому же Ethernet кабелю, по которому передается сигнал – за счет использования расширенной версии стандарта Ethernet – Power-over-Ethernet. Одно из ключевых преимуществ этой технологии заключается в том, что источник питания может находиться на расстоянии до 100 метров от камеры, что значительно упрощает процесс установки. Существует две версии стандарта Power-over-Ethernet. Первоначальная версия – IEEE 802.3af – предусматривает подключение устройств мощностью до 15,4 Вт, а более новый стандарт IEEE 802.3at обеспечивает вдвое большую мощность. Важно, чтобы подключаемая камера получала необходимое питание для работы всех функций, поэтому монтажникам необходимо учитывать тот факт, что PZT камеры потребляют больше тока при изменении направления съемки или приближении объектов, а также другие факторы, например, то, что установленные на внешние боксы щетки или нагревательные элементы потребляют дополнительную мощность. Кроме того, все управляющие сигналы передаются к камере по Ethernet кабелю, и даже если камера оснащена разъемами для подключения микрофонов или громкоговорителей, всю эту функциональность обычно можно реализовать с помощью единого кабеля.
Подключение аналоговых камер
Во многих аналоговых коаксиальных сетях для подключения камеры к станции мониторинга использовались отдельные коаксиальные кабели. Одно из преимуществ подобного подхода заключалось в том, что сбой в одном из сегментов сети приводил к потере сигнала лишь с одной камеры. Вместе с тем, для передачи по коаксиальному или оптическому кабелю сразу нескольких видеосигналов можно использовать коаксиальные мультиплексоры. Это позволяет сократить количество используемых кабелей, однако грозит потерей сигнала сразу с нескольких камер в случае сбоя в сети.
Подключение цифровых камер
Цифровые IP камеры следует подключать к порту, который способен обеспечить питание посредством технологии Power-over-Ethernet и при этом будет служить для передачи оцифрованного видеоизображения к записывающему устройству. Подобная функциональность обеспечивается Ethernet коммутатором. Ethernet коммутаторы бывают самых разных размеров и отличаются своей функциональностью. В числе основных параметров – скорость Ethernet портов, количество портов и поддерживаемая скорость внешнего канала. Например, нам необходимо подключить 20 высокопроизводительных камер, каждой из которых нужна пропускная способность 10 Мбит/с. Коммутатор с поддержкой Fast Ethernet обеспечивает до 100 Мбит/с на каждом из портов – этого более чем достаточно для работы камеры. Однако при одновременной передаче сигнала сразу с 20 камер, совокупная пропускная способность, необходимая для передачи всех видеопотоков, составит 200 Мбит/с, что потребует подключения коммутатора на скорости 1000 Мбит/с, поскольку порт Fast Ethernet обеспечивает лишь половину необходимой пропускной способности. По функциональности коммутаторы разделяют на коммутаторы второго или третьего уровня (Layer 2 и Layer 3). Во избежание потерь изображения с цифровых IP камер, не рекомендуется использовать неуправляемые коммутаторы. В неуправляемых коммутаторах пакеты, поступающие из камер, передаются на внешний порт без какого-либо определенного порядка и без соблюдения приоритетов. Таким образом, при небольших нагрузках неуправляемый коммутатор позволяет обрабатывать пакеты без снижения производительности, поскольку пропускной полосы достаточно для передачи данных без потерь или задержек. Однако при увеличении числа камер и, соответственно, увеличении объема передаваемых данных, потеря пакетов и задержки при их передаче негативно скажутся на производительности системы.
Для решения этой проблемы во многих управляемых коммутаторах предусмотрен механизм приоритезации пакетов, а также реализация механизмов обеспечения надлежащего качества (quality of service), что гарантирует доставку всех поступающих пакетов на внешний порт в заранее оговоренные сроки.
Поскольку коммутаторы с поддержкой Power-over-Ethernet теперь обеспечивают питание для камер, необходимо убедиться в том, что коммутатор обладал необходимой мощность. Коммутаторы должны располагать потенциалом мощности, который должен быть выше потребностей камер. Коммутатор с запасом мощности 180 Вт способен обеспечить питание для 18 камер с энергопотреблением по 10 Вт.
Как говорилось ранее, существует два стандарта Power-over-Ethernet. Первоначальный стандарт IEEE 802.3af предусматривает подключение к порту устройств мощностью до 15,4 Вт, в то время как более новый стандарт IEEE 802.3at позволяет подключать устройства мощностью 30 Вт. Высокопроизводительные камеры с поддержкой PZT обычно отличаются достаточно высоким энергопотреблением.
Программное обеспечение
Программное обеспечение включает в себя две категории решений, а именно решения для управления системами видеонаблюдения (Video Surveillance Manager, VSM) и системами анализа видеоконтента (Video Content Analytics, VCA). Решения VSM, как правило, запускаются на обычном компьютере и, в зависимости от сложности системы, либо используют собственные дисковые накопители компьютера, либо хранят видеозаписи на сервере. Эти системы позволяют выбирать различные камеры в сети, настраивать их, управлять ими и управлять записью сигнала – точно так же, как это происходило с более старыми аналоговыми системами, за исключением того, что оператор теперь сидит за компьютером, а не за монитором видеонаблюдения.
Основные новации в области программного обеспечения заключаются в появлении систем анализа видеоконтента, которые позволяют компьютеру отслеживать видеопотоки и принимать различные решения в зависимости от результатов вычислений. В качестве простейшего примера, системы VCA могут использоваться для экономии свободного пространства на дисковых накопителях при хранении данных. Например, система может использоваться для наблюдения за автостоянкой, при этом наблюдать имеет смысл лишь при обнаружении какого-либо движения. Поэтому вся информация с камеры может записываться, но если никакого движения не обнаружено – эта информация автоматически удаляется. Подобные системы обладают целым рядом преимуществ, ведь они позволяют не только отслеживать информацию до события, но также дают возможность записывать изображения в очень высоком разрешении, поскольку система минимизирует объем записываемой информации. Сравните работу таких систем с дерганой картинкой аналоговой системы низкого разрешения, где запись осуществляется с частотой один кадр в секунду.
Это только одна из многочисленных возможностей систем анализа видеоконтента. Торговые центры могут использовать подобную систему для слежения и подсчета количества посетителей, что позволит собрать статистику о том, какие входы используются чаще, на какое время приходится основной поток покупателей и т.д. Более дорогие системы способны определить пол и возраст посетителей, что затем может использоваться для изменения контента на цифровых информационных экранах для более точного таргетирования рекламы с учетом демографических данных. Подобные решения могут использоваться в системах распознавания лиц для обеспечения или наоборот запрета доступа в здания, для распознавания государственных номерных знаков на автомобилях, например, для оплаты проезда по шоссе без необходимости остановки движения на въезде.
Законодательство
Одним из основных недовольств, связанных с внедрением цифровых систем видеонаблюдения, является ограничение свободы и приватности. Никто не хочет, чтобы камера, размещенная на другой стороне улицы для контроля за входом в здание, отслеживала бы еще и вход в ваш собственный дом. Чтобы сохранить приватность, программное обеспечение VSM позволяет блокировать определенные зоны, благодаря чему камера "видит" только дозволенные области. Возможности блокировки продолжают развиваться вместе с развитием VCA решений, в частности, уже существуют системы для создания динамических масок, которые позволяют выделять движущиеся объекты наблюдения и "отбрасывать" тех, кто не является объектом наблюдения, сохраняя таким образом их приватность.
Будущее
Так куда же движутся все эти технологии? Камеры становятся все более сложными и совершенными, в них используются все более мощные процессоры, которые позволяют автоматически компенсировать светлые и темные участки изображения, поддерживают работу в дневном и ночном режимах и дают возможность снимать объекты с полным или частичным затенением, что в конечном итоге приводит к повышению качества изображения и увеличению разрешения видеопотока. Кроме того, как правило, часть аналитических функций осуществляется непосредственно на камере, что помогает сократить объемы передаваемого видеотрафика.
Для эффективного использования всех этих возможностей необходимо модернизировать сети, чтобы они справлялись с передачей возрастающих объемов трафика и обеспечивали питание для новых цифровых камер. Хорошая же новость заключается в том, что теперь, с появлением новых сетевых продуктов и решений, становятся доступными эффективные и надежные системы видеонаблюдения.
Внедрение решений в России
Системы IP видеонаблюдения в России являются наиболее востребованными в городах-миллионниках, к примеру - в Москве. Инженерная служба города Москвы активно использует передовые информационные технологии для развития инфраструктуры города. В начале 2010 года на базе телекоммуникационного оборудования Allied Telesis был реализован проект по построению опорной сети комплекса инженерных систем в разных районах столицы в рамках программы «Цифровой район». В системе используются виртуальные локальные сети, формирующие различные подсети, в числе которых управляющая VLAN и VLAN, обслуживающая систему видеонаблюдения.
Существуют примеры внедрения подобных решений и в других городах России. Так оборудование Allied Telesis было использовано для построения сетевой инфраструктуры в рамках проектов «Безопасный город» в нескольких регионах. В будущем компания планирует продолжать сотрудничество в рамках внедрения решений для реализации проектов по IP видеонаблюдению.
Информация об Allied Telesis
Более 20 лет компания Allied Telesis является ведущим поставщиком решений для сетевой инфраструктуры. Сегодня компания делает возможной доставку данных, голоса и видео для самых различных клиентов по всему миру. Allied Telesis разрабатывает новые инновационные способы доставки услуг и управления приложениями, что в конечном итоге обеспечивает заказчикам дополнительные преимущества и позволяет сократить издержки.
Юрий Бельский,
директор российского представительства Allied Telesis
© Издание 12NEWS (ИП Маринин А.Л.) 12news.ru, 2010
Опубликовано 18.11.10 14:24
Просмотров 442
Разместил xbox
Просмотров 442
Разместил xbox
