IP оборудование для видеонаблюдения

Как устроено IP видеонаблюдение

Эта статья будет полезна тем, кто хочет построить систему видеонаблюдения на IP технологиях и хочет разобраться в приниципах. Обзор же AHD технологии - здесь.



Отличия технологии IP от технологии AHD.

С точки зрения результата, при одинаковых видеоматрицах и оптике, у IP видеонаблюдения формально нет никаких преимуществ перед AHD. Обе технологии дают изображение высокой и сверхвысокой четкости. Всё отличие заключается только в дальнейшей обработке сигнала и организации его передачи.


Плюсы и минусы

Плюсы

• IP камера может работать как самостоятельное устройство и не требует обязательного наличия видеорегистратора. Запись может вестись на обычный компьютер или облако.
• Цена IP видеорегистратора (NVR) в пересчёте на один канал  дешевле гибридного видерегистратора.
• Возможность беспроводного подключения через WiFi.
• Топология сети "дерево" увеличивает технологичность и гибкость построения сети.
• Более низкая стоимость кабельной инфраструктуры, по сравнению с  AHD систем.
• Меньшая номенклатура коммутационных изделий (разъёмов). и, как следствие, упрощение и удешевление монтажных работ.
• Использование технологии PoE исключает дополнительные кабели для электропитания.

Минусы

• Высокая по сравнению с AHD стоимость IP камер.
• Задержка в передаче изображения от 1 до 20 секунд.
• Каждой камере нужен порт на коммутаторе или роутере.
• Перед эксплуатацией требуется предварительная настройка IP камер.
• Максимальная дальность от камеры до коммутатора (без доп. устройств) не может превышать 100 метров (AHD – до 500м).

Камеры и параметры


Разрешение

Измеряется в мегапикселях (Мп), иногда указывается разрешение. Характеризует чёткость изображения.

Например:

1Мп (720p) Камера  QVC-IPC-136W - это облачная камера от Ростелеком, с разрешением 1280х720 пикселей, на 100% достаточно для квартиры.

2Мп (1080p). Камера TBC-i1221IR, это Full HD камера, с разрешением 1920x1080 пикселей, достаточно для 90% задач.

4Мп  (1440i) Камера TBC-i1241IR, это камера с разрешением 2560х1440 пикселей. Она необходима в тех случаях, когда надо более подробно рассматривать объект наблюдения и для последующей аналитики.

5Мп (1944р) Камера TBC-i1251IRподдерживает разрершение 2592x1944p, а благодаря кодеку H.265 (снижение битрейта практически в два раза) резко снижается нагрузка на сеть.

Здесь ситуация схожа с гонкой процессоров и камер мобильных телефонов, призванной вытащить деньги с покупателя, хотя на самом деле 1-2Мп абсолютно достаточно для 95% задач, стоящих перед системой видеонаблюдения.

Фокусное расстояние объектива

Измеряется в мм и фактически характеризует угол обзора и масштаб получаемой картинки. Объективы бывают с фиксированным либо переменным фокусным расстоянием (вариофокальные объективы)

Например:

Фиксированный объектив с фокусным расстоянием 2.8мм имеет угол обзора 98 градусов. Примером камеры с таким объективом может служить TBC-i1221IR.

Вариофокальный объектив с фокусным расстоянием 2.8-12мм позволяет настроить угол обзора от 98 до 29 градусов. А затем, при необходимости, менять масштаб изображения. Примером камеры с таким объективом может служить TBC-i1451IR,  а примером камеры с дистанционным управлением фокусным расстоянием (моторизованный объектив) может служить TBC-i1424IR.

Форм фактор

Цилиндрический корпус идеален для установки на улице, так как в этом случае конструктив камеры лучше защищён от осадков, грязи и солнечной радиации.
Пример - камера TBC-i1221IR.

Купольный корпус – камеры с таким корпусом, как правило, используются внутри помещений из-за компактности корпуса и его эстетичности. Примером может служить камера TBC-i2221IR.

Антивандальный корпус обозначает металлический корпус (как правило -купольный) и устанавливается в местах, где злоумышленник может достать до камеры. В основном задача такой камеры - максимально долго передавать информацию в диспетчерский центр до выхода из строя. Пример - TBC-i3325IR.

Чувствительность

Этот параметр характеризует минимальную освещённость в люксах (Лк), при которой имеем цветное изображение от камеры. При дальнейшем снижении освещённости, включается инфракрасная подсветка (ИК) и камера переходит в чёрно-белый режим.

Например:

Обычная камера TBC-i1221IR позволяет получить качественное изображение как в светлое время суток, так и в сумерках. А камера TBC-i1227IR, благодаря матрице SONY STARVIS , даст безупречное цветное изображение даже ночью, что может быть использовано при организации наблюдения в неосвещенных ангарах, лесных коттеджах и т.п., то есть там, где требуется качественное цветное изображение при минимальной освещённости.

Дополнительные функции

Благодаря бурному развитию технологий, в новых моделях ТВТес появляются функции и характеристики, которые еще несколько лет назад требовали либо отдельного оборудования, либо вообще были недоступны.

Например:
Встроенный активный микрофон с регулировкой и аудио разъем для подключения колонок  в камере TBC-i2251IR позволяют организовать двухстороннюю аудиосвязь между камерой и оператором. А бесплатное программное обеспечение позволяет практически с любого устройства удаленно администрировать, вести запись и просматривать архив, причем все это доступно как по статическому IP адресу, так и по серийному номеру камеры (cloud технология P2P).


Сетевой коммутатор.

Как упоминалось выше IP камеры подсоединяются к портам ethernet коммутатора (за исключением USB и Wi-Fi камер). Их на нашем рынке сотни от различных брендов и с разными характеристиками.
Основные параметры на которые надо обратить внимание:

• Тип (управляемый или нет) - от это зависит где и как вы сможете настроить свою сеть.
• Количество портов и аплинков (сколько камер можно подсоединить и как организовать передачу данных)
• Скорость портов (10/100/1000 Мбит/с)
• Наличие PoE (чтобы понять как организовать питание камер)
• Мощность PoE (чтобы рассчитать сколько и какие камеры можно запитать от коммутатора)

Например TBP-4208 . Это неуправляемый коммутатор на восемь портов FE c мощностью PoE на каждом порту 15,4Вт. В первую очередь предназначен для питания камер и передачи траффика на регистратор или компьютер.


Стандарты сжатия видео.

Большой поток видеоданных от IP камер сделал необходимым сжимать их объём без потери качества изображения, прежде чем передавать в сеть. Тем самым, нагрузка на сеть существенно уменьшается. Для этого используются различные стандарты сжатия видео H.264, H.264+, H.265, H.265+. 
Стандарты постоянно развиваются и в настоящее время время наиболее современным является H.265+, но здесь ситуация немного схода с гонкой скорости процессоров, о чем упоминалось выше.


Видеорегистраторы

Как было отмечено выше, IP система видеонаблюдения не требует обязательного наличия видеорегистратора в своём составе. При необходимости, в качестве сервера может быть использован обычный компьютер или видеоинформацию можно записать «в облако».

Однако всегда существует риск случайной потери связи с облаком, при этом видеоинформация безвозвратно теряется. Кроме того, не рекомендуется использовать облако для записи конфиденциальной видеоинформации.

Поэтому, в целом ряде случаев, наличие видеорегистратора оправдано. Примером может служить локальная сеть видеонаблюдения без выхода в Интернет, когда видеоинформация имеет конфиденциальный характер или когда возможности Интернета на объекте ограничены.

В качестве видеорегистратора при построении IP системы видеонаблюдения можно использовать и гибридный видеорегистратор, как в случае с системой AHD. Это оправдано, если система видеонаблюдения на объекте построена по комбинированному принципу, то есть используются IP и AHD видеокамеры. Однако, при построении собственно IP системы видеонаблюдения, целесообразно и выгоднее использование чисто сетевых видеорегистраторов (NVR), специально предназначенных для организации таких систем. 

Сетевые регистраторы различаются по количеству камер, информация от которых может быть записана, их разрешением (Мп) и количеством слотов, к которым можно подключать жёсткие диски для хранения видеоинформации.
Например недорогой сетевой видеорегистратор TBR-N1508 может обработать поток от 8 Full HD камер. А TBR-N1532 поддерживает до 32-х сетевых IP камер с разрешением до 2-х Мп (1080P), либо до 25 сетевых IP камер с разрешением до 5 Мп. А с учетом функции резервной архивации данных с других способен стать  ядром серьезных корпоративных систем видеонаблюдения с самыми высокими требованиями по безопасности, производительности и качеству.

Создание системы и компоненты.

Итак, мы хотим организовать систему видеонаблюдения на участке, стоящем на краю поселка у леса.

Камеры

Так как освещённость на участке минимальная, то для его контроля целесообразно применить камеру с матрицей StarVis от Sony. Это даст нам возможность получить качественное изображение при минимальной освещённости. В качестве камеры используем TBC-i1227IR в цилиндрическом корпусе, фокусное расстояние объектива 2,8 мм, угол обзора 98 градусов.
Для контроля ворот или калитки можно использовать такую же камеру.
Для видеонаблюдения внутри дома и входной двери целесообразно использовать камеры купольного типа. Примером могу служить TBC-i2221IR в купольном корпусе, фокусное расстояние объектива 2,8 мм, угол обзора 98 градусов.
Таким образом, для организации видеонаблюдения мы использовали 4 камеры.

Видеорегистратор.

В качестве видеорегистратора можно использовать сетевой гигабитный IP регистратор. Здесь подойдёт видеорегистратор TBR-N1508, имеющий один слот для жёсткого диска ёмкостью до 4 Тб. Например  WD Purple WD40PURZ
(Необходимый объём жёсткого диска можно рассчитать при помощи калькулятора глубины видеоархива, см. сайт www.tbtec.ru, раздел «Программное обеспечение».) 


Сетевой коммутатор.

Для подключения 4-х IP камер к видеорегистратору и их питания используем PoE коммутатор TBR-4104 на четыре выходных порта. 

Кабели

Т.к. при организации сети видеонаблюдения питание (постоянный ток) и сигнал передаются по одному кабелю, то необходимоиспользовать качественный медный (не омедненный)  витопарный кабель 5-й категории. Широкий выбор представлен здесь.


Итоги и выводы

Несмотря на дороговизну некоторых компонентов системы, бурное развитие технологий позволит и дальше отвоевывать IP системам долю рынка у аналоговых систем. Т.к. многие "фичи" недоступны для AHD и схожих систем (Wi-Fi, USB и т.д). И эта конкуренция помогает снижению цен на оба стандарта, и в выигрыше -покупатель!