Як розрахувати пропускну систему каналів зв'язку, необхідних для роботи системи

 

При організації передачі відеоінформації через Internet, а останнім часом все більше стало саме таких запитів від клієнтів, основною проблемою є вибір пропускної спроможності каналу зв'язку і вибору якості зображення.

Дуже велику допомогу в правильному проектуванні надає програмне забезпечення Axis Design Tools — зручний і багатофункціональний калькулятор, вживаний для розрахунків при побудові системи відеоспостереження з камерами і відеосерверами Axis (http://on-com.ru/axis/calculator.htm), наданий мені Іваном Мартинюком з Київського представництва D-Link, таблиці і інформація, надана Максимом Рухлядевим з компанії Iv Trading (м. Київ).

Програмне забезпечення AXIS дозволяє в інтерактивному режимі розрахувати пропускну спроможність каналу і об'єм жорсткого диска, необхідний для зберігання відеоархіву. У четвертому прикладі розрахована система, що складається з чотирьох камер. При цьому задаються характеристики відображення і запису інформації. У представленому прикладі для запису необхідне 5,5 Тбайт дискового простору. Пропускна спроможність мережі для запису повинна бути 85,7 Мбод, для спостереження — 92,5 Мбод. Розрахунок дискового простору проводився для випадку зберігання зображення з найвищою якістю, постійним записом і часом зберігання 7 днів.

У п'ятому прикладі приведений розрахунок системи з двох безпровідних камер (Wi-Fi), зображення середньої якості (320*240), час зберігання — 31 день, запис з використанням відеодетектора. В результаті розрахунку загальна пропускна спроможність каналу повинна складати 720 Кбод для перегляду і запису, ємкість жорсткого диска повинна складати 58,2 Гбайта.

Зазвичай в системах відеоспостереження, що використовують для передачі зображення мережу Internet, канали зв'язку не володіють такою високою пропускною спроможністю. Максимальна швидкість доступного клієнтам каналу зв'язку на практиці не перевищує 2 Мбод, тому або знижується якість зображення (мінімально 160*120), або підвищується ступінь стиснення, або зменшується кількість камер.

Інсталляторам слід пам'ятати, що мережа завжди працює із швидкістю найповільнішого свого сегменту. Тому дуже велику увагу слід приділяти всім сегментам мережі від джерела інформації до станцій моніторингу.

Зміни в технологіях Сстv визначаються трьома основними вимогами. Перше — зниження вартості як запису, так і зберігання відеозображень впродовж тривалого періоду часу.

Для IP-систем не потрібний дорогий коаксіальний кабель, який використовується в аналогових системах відеоспостереження. Підключення в мережевих системах реалізуються по кабельній інфраструктурі ЛВС, зокрема, по витій парі п'ятої категорії. Може використовуватися безпровідний зв'язок, який вже є в багатьох будівлях. Системи відеоспостереження по IP компанії Bosch підтримують безпровідною доступ по всій мережі.

Універсальність IP-сетей пропонує додаткові можливості для розширення системи CCTV. Можна не тільки додавати камери, але і збільшувати об'єм інформації, що зберігається, розподіляючи його по всій мережі. Аналогічно тому, як сервер електронної пошти може одночасно відправляти інформацію великому числу адресатів, мережевий комутатор здатний клонувати відео і здійснювати множинне розповсюдження одних і тих же даних. Для надійнішого функціонування у разі порушення електропостачання або інших неполадок в мережі відеотрафік можна автоматично переадресовувати в резервну систему зберігання.

Формат MPEG-4, який використовують сучасні IP-системы, дозволяє ефективніше використовувати мережу в порівнянні з форматом M-JPEG. Для об'єктів, що не вимагають високої якості зображення, можна вибирати достатній рівень якості і відповідну ємкість пристрою зберігання.

Друга вимога — зниження габаритів систем відеоспостереження для скорочення займаного простору.

Третя вимога — висока доступність в системах для роботи з ними всіх авторизованих мережевих користувачів. IP-сеть дозволяє здійснювати повну централізацію системи відеоспостереження. Це вельми важливо в умовах, коли домінує тенденція скорочення кількості персоналу, що займається експлуатацією охоронних систем.

Якщо говорити про затребуваність IP-систем на ринку України, то необхідно відзначити, що деякі користувачі готові негайно перейти на IP, тоді як інші віддають перевагу поступовому переходу. На прихильників поступового переходу орієнтується концепція побудови систем мережевого IP-видеонаблюдения компанії Bosch, яка припускає широке використання аналогових компонентів. Це дозволяє користувачеві повною мірою відчути переваги IP-видео і при цьому продовжувати працювати зі встановленою аналоговою апаратурою.

У побудові системи малих об'ємів або многомаштабных, маштабируемых систем необхідний індивідуальний підхід, розуміння кінцевої мети рішення, а також того, що потрібно добитися від побудованого.

На сьогоднішній день практично всі світові виробники устаткування CCTV мають в своєму арсеналі пристрої, здатні передавати відеосигнал ЛВС, при цьому сильно не піклуючись про сумісність свого устаткування з устаткуванням інших виробників.

Основними тенденціями розвитку систем теленаблюдения на базі IP-технологии, на мій погляд, є наступні:

1. Недорогі камери з вбудованими WEB-серверами і інтерфейсом Ethernet.

2. Цифрові реєстратори (DVR) з вбудованими функціями WEB-сервера і інтерфейсом Ethernet.

3. Закінчені рішення для побудови єдиних систем теленаблюдения.

Перший клас устаткування придатний для створення одиночних рішень, це один-два каналу спостереження для споживачів, які не потребують постійного контролю за об'єктом, а також в записі того, що відбувається. До даного класу можна віднести і камери з вбудованими накопичувачами на HDD, але вони не дозволяють створювати тривалий архів, а також мають усічений набір функцій по роботі з архівом. Тому, при необхідності звістки якісний запис, рациональнее використовувати Цифрові реєстратори (DVR) з вбудованими функціями WEB-сервера і інтерфейсом Ethernet.

DVR з мережевими можливостями набагато привабливіше для використання як за рахунок нижчої питомої вартості на канал, так і з погляду функціональних можливостей — повноцінний цифровий реєстратор з багатим набором функцій по запису, обробці тривог, детектування активності, можливості організації робочого місця оператора. При виборі DVR слід враховувати, в якому форматі кодується зображення, передаване в ЛВС, і яка частота передачі зображень, тобто на продуктивність вбудованого WEB-сервера. Це пов'язано з тим, що DVR на відміну від мережевої камери виконує ще і інші важливі завдання (запис, відтворення, архівація), а багато виробників, щоб догнати за прогресом, вбудовують WEB-сервера, не приділяючи цьому питанню належної уваги. Як приклад правильної реалізації DVRа з мережевими можливостями можна привести DS2 компанії DEDICATED MICROS. Даний реєстратор забезпечує запис зображення з високою якістю (MJPEG), а передача по ЛВС здійснюється у форматі MPEG4. При цьому робота мережевого інтерфейсу оптимізована як для передачі зображення у високій якості з високою швидкістю, так і для роботи на низькошвидкісних каналах типу GPRS, xDSL. Також в алгоритмі роботи закладена функція використання резервного каналу передачі даних.

Третій клас устаткування припускає побудова повністю цифрових систем теленаблюдения з якістю передачі зображення подібно до аналогових (дозвіл, частота зміни зображень), з повнофункціональними системами відображення на зразок матричних комутаторів, програмним забезпеченням для розгалужених робочих місць операторів з багатим набором функцій контролю і управління. Виробників даних систем небагато. Один з них — компанія Bosch Security Systems. Прикладом вирішення складних завдань може служити використання даного устаткування в організації роботи системи теленаблюдения в аеропорту Шарля де Голля (Париж) — тисячі телекамер, близько 50 терміналів і десяток операторів. При цьому устаткування дозволяє планомірно нарощувати систему в майбутньому, як по кількості камер, так і кількості операторів.

На закінчення хотілося б відзначити, що питання переходу на мережеві технології при реалізації систем теленаблюдения далеко не тривіальне. Цифрове устаткування значно перевершує аналогове за вартістю, економія при інсталяції цифрових систем мізерна із-за дорожнечі наладки і супроводу. Надійність роботи цифрових систем теж викликає сумнів зважаючи на множину проміжних комутаторів і тому подібне Також немає повної упевненості в стійкості подібних систем від атак на комп'ютерні мережі у разі їх сумісного використання для охоронного теленаблюдения.

Але, не дивлячись на перераховані недоліки, мережеві пристрої спостереження активно відвойовуватимуть собі частину ринку головним чином там, де аналогові системи безсилі (розподілені системи, видалені об'єкти і так далі). Найбільш ефективними мережевими пристроями для нашого ринку швидше за все, стануть DVR з мережевими можливостями і гібридні системи, що підтримують як аналогові, так і мережеві камери, наприклад DiBos від компанії Bosch Security Systems.

А замовникам хотілося б побажати правильно вибирати інсталятора цифрових систем, виходячи з того, що чим складніше устаткування, тим більше досвіду повинен бути у інсталятора.

Системи IP-видеонаблюдения дозволяють просто масштабуватися. Вони дають можливість використовувати рентабельніші рішення, такі як стандартні сервери для запису і зберігання відеоданих.

Є можливість вибору програмного забезпечення, створеного для управління відео і забезпечення необхідної аналітичної підтримки.

Крім того, такі рішення дозволяють організувати децентрализованную обробку і зберігання інформації.

Ці системи легко реконфігуруються і переносяться. Ми, наприклад, рекомендуємо нашим клієнтам, у яких системи встановлені в супермаркетах, регулярно переміщати камери, щоб потенційним зловмисникам було важче виявити слабкі місця в системі.

В цілому, мережеві системи відеоспостереження знаходять хороше застосування для видаленого контролю стану об'єктів, контролю касових операцій в супермаркетах і складних системах, не вимагаючого запам'ятовування і аналізу дрібних деталей зображення.

На жаль, в рамках невеликої статті неможливо вміщати всю необхідну для успішного проектування і побудови системи інформацію. За межами викладу, наприклад, залишилися питання проектування і побудови комп'ютерної мережі. Не торкнулися ми і питань вибору активного устаткування. Також залишилося неосвітленим питання вибору моделей камер для вирішення конкретних завдань.

Коментар редакції сайту: по цих і багатьом іншим питанням Ви можете отримати консультації у фахівців нашого партнера - групи компаній «Каскад».

Системи відеоспостереження

 

Забезпечення безпеки крупних об'єктів стає все більш складним і комплексним завданням. Сучасна система відеоспостереження повинна відповідати багатьом умовам: "бачити" на великі відстані, не потребувати додаткового освітлення спостережуваного об'єкту і бути непомітною для потенційних порушників.

При цих словах зазвичай виникає вид кімнати з безліччю моніторів, охоронець, який сидить відкинувшись на спинку стільця, і враження повного контролю над ситуацією... А зараз представимо іншу ситуацію: крупний об'єкт (АЕС, ГЕС, завод, ділянка межі), зима, ніч, йде сніг (вже від одного цього перерахування стає трішки ніяково)... і система відеоспостереження. Скажемо відверто, її ефективність тепер складає відсотки тому, що вона забезпечує за нормальних умов. Хоча немає, стоп. Що означає "нормальні умови"? Адже це і є умови функціонування системи, де вона повинна нормально виконувати поставлене завдання.

Давайте розвинемо нашу тему далі... Весь периметр закритий огорожею (і навіть двома або трьома), є освітлення і відеокамери. Там, де є водні простори, коштують відеокамери з могутньою оптикою, іноді скомплексированные з прожекторами. Тепер представимо себе на місці потенційного порушника: так, бачу огорожу, висять камери, світять прожекторы. Складаємо карту об'єкту і наносимо точки установки апаратури. Далі не продовжуватиму, бо ситуація ясна: спочатку об'єкт буде обстежений, а потім буде знайдено вразливе місце і складений план дій протидії системі охорони об'єкту, а точніше, план нейтралізації цієї системи або її "обходу".

Що ж може бути ефективне в таких умовах? Це повинна бути система, яка функціонує на великі відстані (кілометри), не потребує освітлення і яку дуже складно виявити. Звучить дуже добре, а чи є такі системи? Так, це мультисенсорные системи дальнього радіусу дії.

Що таке "мультисенсорная система"? Це система, яка дозволяє вести спостереження більш ніж в одному спектральному діапазоні і, можливо, уміє вимірювати відстань до об'єкту спостереження.

Розглянемо найбільш типовий склад мульти-сенсорной системи:

· поворотний пристрій;

· тепловизор;

· відеокамера;

· лазерний далекомір.

Опционально в системи також можуть бути включені:

· активно-імпульсна камера;

· низькорівнева телевізійна камера.

Яку дальність спостереження може забезпечити така система? Від декількох метрів до більш ніж 12 км. в застосуванні до терміну "виявлення людини".