Автор: Александр Попов, ООО «АЛТИ ГРУПП».
Выбираем камеру для видеонаблюдения
Система видеонаблюдения — это совокупность оборудования и коммуникаций, предназначенных для визуального наблюдения на экране монитора удаленных сцен, а также видеозаписи и архивирования событий с возможностью последующего просмотра. Позволяя силами одного оператора одновременно контролировать несколько сцен, разнесенных территориально, а также без непосредственного контакта с внешней средой, системы видеонаблюдения представляют собой очень эффективное техническое средство для решения задач безопасности, сохранности имущества, технологического контроля в условиях опасных производств, а также решения задач раскрытия преступлений и объективного расследования событий различного характера – от мелких магазинных краж до техногенных катастроф. Кроме того, видеонаблюдение позволяет эффективно решать административные задачи во всем возможном их многообразии – контроль добросовестности и эффективности работы персонала, учет рабочего времени и т. п. Видеонаблюдение получило свое очень широкое распространение исключительно в силу экономической эффективности решения огромного перечня потребительских задач, как наиболее дешевый вариант из всех возможных при одинаковом конечном результате. Как и любой другой инструмент, оценивать оборудование вообще и видеокамеру в частности следует исключительно из соображений экономической эффективности. Проще говоря, выбранный инструмент должен обеспечивать безусловное выполнение конечной потребительской задачи при минимизации платы за невостребованные функции. В идеале невостребованных функций быть вообще не должно, но вряд ли этого удастся добиться в реальности – в борьбе за конкурентные преимущества сегодня на любом насыщенном рынке производитель зачастую позиционирует свой товар в том числе и за счет невостребованных свойств. Таким образом, для оценки пригодности той или иной видеокамеры должен приниматься во внимание целый ряд факторов, зависящих от поставленной задачи, требований эксплуатации и условий применения. Камеры видеонаблюдения бывают: • аналоговые; • цифровые. Аналоговые видеокамеры преобразуют оптическое изображение в аналоговый видеосигнал определенного стандарта, имеющий очень широкий непрерывный частотный спектр. Этот сигнал передается по каналу передачи к аппаратуре синтеза изображения и/или записи. В качестве канала передачи часто выступает коаксиальная линия связи, по которой видеосигнал передается в исходном виде. Неизбежные в линии затухания компенсируются усилителями-корректорами, устанавливаемыми как в приемной аппаратуре, так и на магистрали в зависимости от длины линии и АЧХ (амплитудно-частотной характеристики) кабеля. Самый простой, но максимально подверженный внешним наведенным помехам и влиянию земляных петель способ. Линией передачи может выступать кабель «витая пара». При этом исходный сигнал аппаратурой передачи преобразуется в симметричный с внесением предискажений, компенсирующих затухания в кабеле и вновь на приемном конце преобразуется в несимметричный сигнал, максимально близкий к исходному. Предискажения могут вноситься как на передающем модуле, так и на приемном. Такой способ передачи позволяет избежать влияния наводимых на линию электромагнитных помех, поскольку синфазные помехи взаимно уничтожаются. Также аналоговый сигнал может передаваться по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС), имеющим минимальные затухания в сравнении с проводными линиями, а, значит, позволяющим добиться максимальной дальности без промежуточной усилительной аппаратуры. В этом случае исходный сигнал подается на оптический модем на передающем конце линии (у камеры) и снимается с демодулятора на приемном. Волоконно-оптические линии абсолютно не подвержены влиянию каких-либо электромагнитных помех любого уровня и интенсивности, а также опасным наведенным напряжениям. Помимо этого, исключаются проблемы возможных земляных петель при наличии в системе более одной сигнальной земли. Кроме того, видеосигнал может передаваться по радиоканалу с предварительной модуляцией и преобразованием в телевизионный сигнал на передающем конце линии и демодуляцией на телевизионном приемнике. На этом принципе построена телевизионная трансляция. Основные стандарты аналогового сигнала, применяемые в системах видеонаблюдения на настоящий момент: PAL, AHD, HD-TVI, HD-CVI. Главные достоинства аналогового видеонаблюдения: – Простота и надежность эксплуатации. Аналоговая система отличается стабильностью, не требует всевозможных перезагрузок, позволяет использовать любое оборудование одного и того же стандарта видеосигнала. – Относительно низкая стоимость как видеокамер и приемного оборудования, так и каналов передачи сигнала. – Невозможность стороннего несанкционированного подключения, что обеспечивает полную закрытость системы. – Прямое видеонаблюдение всегда происходит в реальном времени без каких-либо задержек на оцифровку сигнала и его кодирование по протоколу. – Существенно большая дальность передачи видео по проводным линиям без промежуточной магистральной аппаратуры в сравнении с цифровым сигналом, предельная дальность которого для стандарта Ethernet не превышает 100 метров. При этом системы аналогового видеонаблюдения имеют и ряд объективных ограничений. Например: – Высокая опасность внешних электромагнитных наводок и необходимость применения целого комплекса организационно-технических мер по их исключению или минимизации для проводных линий связи. – Сравнительно низкая предельная разрешающая способность передаваемого видеоизображения. – Невозможность удаленного доступа через Internet. Однако, если видеосигналы от AHD-камер поступают на AHD-регистратор, имеющий подключение к сети Internet, возможен удаленный просмотр таких камер и управление регистратором через Internet в соответствии с его ПО. – Управление камерами или иными устройствами осуществляется через отдельную систему управления со своими линиями (как правило, линии интерфейса RS-485). – Какие-либо сервисные возможности жестко регламентированы ПО применяемой аппаратуры приема и обработки изображения и не могут быть изменены пользователем. Внедрение в систему каких-либо дополнительных функций связано с необходимостью применения отдельной специальной аппаратуры оцифровки сигнала и ввода в компьютер.
В цифровой видеокамере электрический сигнал с матрицы поступает на аналогово-цифровой преобразователь, где происходит его оцифровка, и далее на кодек для сжатия и кодирования по определенному протоколу. На сегодняшний день в системах видеонаблюдения все цифровые камеры работают по стандарту Ethernet и носят название IP-видеокамер (Internet Protocol). Фактически IP-камера представляет собой сервер, включаемый в некую единую сеть. Эта сеть может быть построена и использоваться исключительно для системы видеонаблюдения без выхода в Internet. Может включать в себя устройства других внутренних систем (например, СКУД, ОПС, оповещения и др.), а может быть открытой и иметь выход в Internet. Таким образом, и управление всем оборудованием сети, и доступ к информации могут быть организованы как локально в пределах объекта, так и удаленно из любой точки, имеющей выход в Internet. В отличие от аналоговых, выходной сигнал с IP-камер представляет собой цифровой поток, что обуславливает целый ряд объективных преимуществ их применения. – Высокое разрешение IP-видеокамер. Поскольку для аналоговых камер высокое разрешение автоматически влечет очень существенное расширение спектра в сторону высоких частот, которые имеют стремительное затухание на кабельных линиях связи. – Относительно высокая помехозащищенность в сравнении с аналоговым видеосигналом, представляющим собой очень широкий спектр частот, и любой паразитный внешний сигнал на любой частоте этого спектра может создать помеху. Цифровой сигнал имеет, напротив, очень узкий частотный спектр, и вероятность случайной помехи этого же спектра крайне низкая. Хотя для намеренного создания помехи с помощью, например, средств РЭБ, при намеренном поиске рабочей частоты, проводные IP-системы полностью уязвимы. – Возможность использовать высокую скорость видео – до 50 к/с. – Возможность доступа и управления из любой точки сети, а при открытом доступе в Internet – из любой точки мира, имеющей выход в глобальную сеть. – Поскольку видеокамера может представлять собой отдельный сервер, возможна организация требуемых дополнительных функций «на борту» – распознавание лиц, видеоаналитика, детекция движения, управление освещением, сигнализацией и т. п. – Построение масштабируемых систем. – Возможность организации «облачного» видеоархива, что исключает потерю видеозаписи из-за любых нештатных обстоятельств, в том числе попыток злонамеренного уничтожения. – Широкий диапазон настроек с удаленного места. – Передача аудиопотока, организация управления в единой сети с передачей видеоданных. – Возможность подачи питания на видеокамеру по одной и той же проводной линии связи вместе с передачей данных по технологии РоЕ, если это необходимо. Вместе с тем, для IP-видеонаблюдения существует и ряд существенных объективных ограничений, которые непременно должны учитываться при выборе системы в целом и камеры в частности. – Самое главное ограничение – задержка по времени между событием и его отображением на экране монитора. На процесс оцифровки, сжатия, кодирования по протоколу, формирования пакета, его распаковки на приемном конце, декодирования и проч. объективно требуется время, причем вполне ощутимое. Даже при незначительных длинах линий передачи, без каких-либо ограничений пропускной способности канала передачи задержка может составлять 3–5 сек. При неоднородных каналах передачи, с ограничениями по пропускной способности задержка может быть значительно больше. Проще говоря, в IP-видеонаблюдении отображается событие, которое уже произошло в лучшем случае 3–5 секунд назад, а то и больше, а не происходит в настоящий момент. В связи с этим IP-видеонаблюдение оказывается совершено непригодным в системах безопасности, несмотря на возможную высокую разрешающую способность, если время адекватной реакции на замеченную угрозу исчисляется секундами. Неприемлемо IP-видеонаблюдение в системах управления устройствами и механизмами, быстрыми технологическими процессами на основе видеоданных, в случаях, когда происходит прямое видеонаблюдение, а, значит, такое главное преимущество IP-камер, как высокая разрешающая способность, теряет смысл. Необходимый масштаб изображения в данном случае может быть получен за счет правильного выбора фокусного расстояния объектива или его установки, путем применения трансфокатора с системой управления. Об этом мы еще поговорим ниже более подробно. Использование IP-видеокамер в качестве управляемых также представляется малоэффективным из-за трудностей наведения на выбранную сцену и изменение масштаба в силу задержек видеоинформации относительно команд управления. Сопровождение объекта, наведение с увеличением масштаба для детализации осуществляется в подобных случаях программно – устанавливается IP-видеокамера (или несколько) с широким углом обзора, перекрывающим всю интересующую зону и максимально возможным разрешением, а детализация обеспечивается электронным увеличением необходимой зоны. Разрешение при электронном увеличении будет объективно снижаться, но будет оставаться до определенного уровня вполне достаточным для детального просмотра. Камеры же на поворотных устройствах и с трансфокаторами объективов во всем многообразии разумно использовать в их аналоговом воплощении. – Еще одно ограничение связано с очень лимитированной дальностью передачи сигнала стандарта Ethernet по проводной линии (кабель «витая пара»), которая не превышает 100 метров. С учетом того, что кабель на объекте прокладывается не по прямой линии, а по установленным кабельным каналам, по стенам зданий и помещений, без промежуточной магистральной аппаратуры, при этом ограничении можно оснастить только небольшой объект. В реальности приходится устанавливать повторители Ethernet, промежуточные сетевые коммутаторы, дополнительные устройства защиты от импульсных наводимых напряжений, переходить на волоконно-оптические линии связи, что в целом существенно повышает перечень необходимого оборудования, сложность монтажа и пусконаладочных работ и, конечно, стоимость системы в сравнении с аналоговым вариантом. Кроме того, с увеличением количества взаимозависимой аппаратуры в системе объективно падает ее надежность. – Система IP-видеонаблюдения не отличается высокой стабильностью работы в сравнении с системой аналоговой, поскольку зависит от всего комплекса сетевого оборудования, задействованного для работы, причем в случае открытой системы с выходом в Internet вопросы надежной и стабильной работы могут находиться вообще вне компетенции лиц, устанавливавших и эксплуатирующих такую систему. Могут потребоваться внезапные перезагрузки сетевого оборудования от собственно видеокамер до регистраторов. Какая информация окажется потерянной на время любых сбоев в работе и какова ее актуальность, никто заранее предсказать не сможет. В одной системе перед разными камерами могут стоять совершенно разные задачи, одни из которых можно решить посредством IP-видеонаблюдения, а другие требуют исключительно аналоговый вариант. Поэтому большие развернутые системы нередко строятся как гибридные, использующие как IP-видеокамеры, так и аналоговые. Сделав принципиальный выбор на основе всестороннего анализа всех преимуществ и ограничений между аналоговой и IP-камерой, переходим к выбору варианта в зависимости от условий эксплуатации. По условиям эксплуатации видеокамеры можно принципиально разделить на: – видеокамеры для внутренней установки общего назначения; – видеокамеры наружные всепогодные общего назначения; – видеокамеры для специальных условий эксплуатации. Продолжение в №3.2025. О выборе камеры видеонаблюдения в зависимости от условий эксплуатации.
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru