Современные системы видеонаблюдения, этапы развития

 

 

 

 

 

 

 

 

IP - видеонаблюдение. Достоинства  и недостатки.

 

 

Безопасность Вашего дома во многом обеспечивается продуманной системой автоматизированной защиты. В центре которой – видеонаблюдение. В настоящее время на рынке систем видеонаблюдения конкурируют системы, которые обобщенно могут быть разделены на два поколения – интенсивно развивающиеся системы IP – видеонаблюдения и ставшие уже привычными и неплохо себя зарекомендовавшие в течении многолетнего использования аналоговые системы. Какую систему видеонаблюдения предпочесть при создании «Умного дома» - вопрос, как минимум, требующий изучения достоинств и недостатков обоих типов систем видеонаблюдения и проведения их сравнительного анализа.

 

 

 

Аналоговые системы видеонаблюдения  используются в корпоративных охранных системах уже давно, об их слабых и  сильных сторонах известно практически  все. Каковы же плюсы, минусы и базовые  свойства систем IP – видеонаблюдения?

IP камеры видеонаблюдения, как  их еще называют сетевые, появились  на рынке систем безопасности  сравнительно недавно – чуть  более 10 лет назад. Однако с  бурным развитием сетевых и  цифровых технологий они стали  потихоньку вытеснять привычные  аналоговые, особенно в сегменте  домашних систем видеонаблюдения.

Система IP - видеонаблюдения состоит из 3 основных функциональных элементов:

• IP – видеокамеры;
• сервер видеонаблюдения (компьютер который используется для просмотра и (или) записи видеопотока от IP – видеокамеры;
• информационно – телекоммуникационная сеть, которая связывает IP – видеокамеры и сервер видеонаблюдения (может масштабироваться от локальной сети до глобальной сети  Интернет).

 

Единственным специфичным элементом  данной функциональной схемы являются IP-видеокамеры. IP-видеокамера представляет собой цифровую видеокамеру, передающую видеосигнал в цифровом формате  через IP - сеть, этот сигнал остается цифровым до самого монитора. Как правило,  IP-видеокамеры оснащены  встроенными web и smtp серверами, сетевой платой и присвоенным IP-адресом и представляют собой автономные сетевые устройства.  IP-видеокамера может устанавливаться как элемент сети LAN, а так же, может быть подключена к видеосерверу через модем, сотовый телефон, или беспроводный адаптер связи. Некоторые IP - видеокамеры имеют возможность питания через Ethernet (Power over Ethernet), благодаря этому, такой камере не требуется питание от отдельного кабеля, некоторые IP - видеокамеры оснащены беспроводным LAN интерфейсом и, следовательно, не нуждаются в сигнальном кабеле.

Основные преимущества IP – видеокамер.

Возможность использования существующей сети. Поскольку IP – видеокамеры камеры представляют собой стандартные сетевого устройства, Вы можете использовать их совместно с другими сетевыми устройствами в уже существующей локальной сети в вашем офисе или доме. Это делает задачу установки намного легче и дешевле.

Возможность использования высокого разрешения. В отличие от аналоговых камер, где формат передачи видеосигнала ограничен стандартом PAL или NTSC и где нельзя преодолеть ограничение в вертикальном разрешении сигнала и сложно преодолеть ограничения через строчной развёртки сигнала, в случае сетевых камер таких ограничений нет. IP-видеокамеры обладают прогрессивной разверткой, что позволяет четко фыксировать изображение объектов в движении Сейчас выпускается широкий ассортимент сетевых IP - видеокамер мегапиксельных разрешений, что позволяет в ряде случаев рассмотреть мельчайшие детали изображения. Разрешение картинки, получаемое с IP видеокамер, практически не имеет ограничения, и зависит только от финансовых возможностей заказчика.

 

Адаптивное качество видеосигнала. Современные IP - видеокамеры поддерживают такие возможности, как подбор необходимой степени четкости изображения, возможность настроить формат и разрешение изображения, кадровую скорость. IP - видеокамеры предоставляют возможность производить необходимые операции с изображением - детализация, изменение размера, формата изображения по завершению записи. Предусмотрены также такие полезные функции, как зуммирование и панорамирование, просмотр видеоизображения в многооконном режиме.

Простота организации удаленного доступа. IP камеры лучше подходят для организации удаленного видеонаблюдения.

Интегрированный аудиоканал. Практически все производители IP камер выпустили модели с одно или двунаправленной передачей аудиосигнала. Встроенный аудиоканал позволяет не только подслушать, о чем говорят люди перед камерой, но в случае дуплексного канала, позволяют вести диалог с человеком, находящимся перед камерой.

Упрощение организации питания камер. Применение стандарта питания по сети Ethernet (Power over Ethernet) позволяет запитывать сетевые камеры централизованно от PoE совместимых сетевых коммутаторов. Если при этом оборудовать такой свитч источником бесперебойного питания, то будут сразу решена проблема организации питания камер в условиях отключения электричества.

Возможность использования беспроводных режимов. Беспроводные сетевые камеры используют популярные беспроводные стандарты  WiFi (различные варианты IEEE - 802.11, вплоть до наиболее современного  -  IEEE - 802.11n).  Встроенные возможности шифрования - WPA, WPA -2  гарантируют достаточную защищенность системы. Помехи также являются легко преодолимой проблемой при использовании последних версий стандартов WiFi.

Простота настройки, обслуживания и изменения масштабов сети видеонаблюдения. Масштабы сетей IP – видеонаблюдения могут легко изменяться с использованием стандартного (и относительно недорогого) сетевого оборудования. Постоянное снижение тарифов Интернет – операторов упрощает и удешевляет построение сетей удалённого видеонаблюдения. Архитектура сети IP – видеонаблюдения понятна любому грамотному IT пользователю. Система достаточно проста в конфигурировании и настройке, и в связи с этим  очень легко наращивается и обновляется. Сетевые IP - видеокамеры позволяют конфигурировать и настраивать себя с помощью удаленного доступа – всегда есть возможность прибегнуть к «помощи друга».

 

Интеллектуальные свойства цифровых технологий. Современные  IP-видеокамеры позволяет в полной мере использовать при организации видеонаблюдения интеллектуальные свойства цифровых технологий. Как правило, даже недорогие IP-видеокамеры оснащены функционалом автоматизации и могут быть запрограммированы на автоматическое исполнение различных функций. Автоматическая обработка и анализ захваченного изображения в потоке видеоданных, автоматическое распознавание изображения по обширным параметрам встроенных настроек, распознавание номеров автомобилей и лиц людей, принятие решения об отправке тревожного сигнала – далеко не полный список возможностей интеллектуальных систем IP-видеонаблюдения. Причём все эти возможности входят в базовый комплект поставки IP – видеокамеры и практически «бесплатны» для пользователя. Сетевые камеры могут управлять внешними исполнительными устройствами через цифровые порты ввода/вывода. Все это позволяет использовать меньше кабеля, средств, увеличить функциональные возможности системы и расширить возможности интеграции.

Как и любой другой технический  объект системы IP – видеонаблюдения  имеют недостатки. Чаще всего в качестве недостатков систем IP – видеонаблюдения отмечаются.

Недостатки IP - видеокамер.

Более высокая стоимость.  Дополнительные электронные модули, которыми оснащаются IP – видеокамеры делают стоимость IP - камеры, как правило, выше, чем аналоговой (особенно по мере роста разрешения камеры). Хотя с учётом массового распространения IP - видеокамер – их цена постоянно и существенно снижается. Да, конечно, цифровые камеры наблюдения несколько дороже своих аналоговых собратьев, однако не стоит забывать, что монтаж и их настройка значительно проще и дешевле. Кроме того корректнее сравнивать совокупную стоимость системы видеонаблюдения – если IP – видеокамера является автономным устройством, то для построения цифровой системы видеонаблюдения с использованием аналоговых камер потребуется видеорегистратор. Более низкая совокупная стоимость систем IP - видеонаблюдения получается из-за использования в них сетевого и компьютерного оборудования, поддерживающего открытые отраслевые стандарты, которые используют все производители в IT-секторе, в отличие от часто не совместимых между собой аппаратных средств аналоговых систем видеонаблюдения, в том числе и DVR (видеорегистраторов). Это радикально упрощает управление и затраты на оборудование, в особенности для больших систем, где устройства хранения информации и серверы — существенная часть общей стоимости решения. Дополнительную экономию обеспечивает использование единой коммуникационной инфраструктуры. Сети на основе IP — Internet, LAN, WAN, использующие различные методы связи, как проводные, так и беспроводные, могут параллельно использоваться другими приложениями и являются более дешевой альтернативой выделенным сетям аналогового видеонаблюдения.

Повышенные требования к вычислительным ресурсам станции мониторинга. Необходимость производить декомпрессию сжатого видеосигнала для всех камер, сигнал которых требуется отображать, приводит к большей нагрузке на станцию мониторинга. В случае применения аналоговых камер, станция мониторинга получает несжатый видеопоток и осуществляет компрессию видео только для тех камер, по которым ведется запись. Понятно, что со временем, появятся более производительные компьютеры и этот недостаток нивелируется.

Инертность инсталляторов. Основная масса проектных организаций у нас привыкли работать с аналоговыми системами, и «заточены» под них. Поэтому при создании проектов они не используют сетевые камеры, хотя бы потому что не умеют их использовать.

Меньшая светочуствительность. У мегапиксельных IP-камер светочувствительность существенно ниже, чем у аналоговых камер, что затрудняет использование IP-камер на улице.

Возможность несанкционированного доступа. При несоблюдении элементарных правил сетевой безопасности IP- системы видеонаблюдения, могут стать легкой «добычей» для злонамеренных сетевых пользователей.

Как обойти «подводные камни» при построении сетей IP – видеонаблюдения.

При небольшом количестве камер, мест просмотра и нормальной пропускной способности сети особых проблем  при построении решений на базе IP-видеокамер не возникает.

Важным условием, является оптимальный  выбор и настройка алгоритмов сжатия изображения используемых в  системе видеонаблюдения. Формат MPEG-4 (H-264), который используют современные IP-системы, позволяет более эффективно использовать сеть по сравнению с  форматом M-JPEG. Для объектов, не требующих  высокого качества изображения, можно  выбирать достаточный уровень качества и соответствующую емкость устройства хранения.

Обеспечить необходимый уровень  защиты данных в сети IP - видеонаблюдения. Разграничить доступ к IP – камерам, как по пользователям так и по компьютерам для которых доступен видеоряд.

Выводы.

На сегодняшний день сетевые IP-видеокамеры  соответствуют техническим требованиям  и спецификациям, предъявляемым  к современным системам видеонаблюдения, а по многим параметрам IP-камеры превзошли  своих аналоговых собратьев.

Системы IP-видеонаблюдения просто масштабируются и в целом являются более рентабельным решением, чем  аналоговые системы видеонаблюдения.  Для систем IP – видеонаблюдения имеется широкий выбора программного обеспечения, созданного для управления видео и обеспечения необходимой аналитической поддержки, не стоит пренебрегать данной возможностью. Системы IP - видеонаблюдения являются хорошим решением при обеспечении безопасности дома, квартиры или малого офиса. Системы IP - видеонаблюдения легко и быстро монтируется на временных объектах (например стройплощадках, выставках и.т.д.), а затем переезжает на новый объект. В целом, сетевые системы видеонаблюдения находят хорошее применение для удаленного контроля состояния объектов, контроля процесов не требующих запоминания и анализа мелких деталей изображения. Дополнительный плюс, это возможность неограниченного копирования данных без потери качества и универсальность протоколов, как передачи, так и хранения.

 

 

 

 

 Классифицируйте коммутаторы по технологической  реализации

Коммутаторы ЛВС отличаются большим разнообразием возможностей и цен.

Одной из причин столь больших  различий является то, что они предназначены  для решения различных классов  задач. Коммутаторы высокого класса должны обеспечить высокую производительность и плотность портов и поддерживать высокий спектр функций управления. А коммутаторы более низкого  класса имеют обычно небольшое количество портов и не способны поддерживать функции управления.

Одним из основных различий является используемая в коммутаторе  архитектура:

1. На основе коммутационной  матрицы (cross-bar);

2. С разделяемой многовходовой  памятью (shared memory);

3. На основе общей высокоскоростной  шины.

Часто эти три способа  взаимодействия комбинируются в  одном коммутаторе.

2. Классифицируйте коммутаторы по конструктивному исполнению

1. Автономные коммутаторы  с фиксированным количеством  портов;

2. Модульные коммутаторы  на основе шасси;

3. Коммутаторы с фиксированным  количеством портов, собираемые  в стек.

3. Классифицируйте коммутаторы по уровню действия

В зависимости от уровня на котором работает коммутатор, коммутацию делят на коммутацию 2-го, 3-го и 4-го уровней.

1. Коммутация 2-го уровня - аппаратная. Существует 2 основные  причины использования коммутаторов 2-го уровня - сегментация сети  и объединение рабочих групп;

2. Коммутация 3-го уровня - решения принимаются на основе  информации сетевого уровня, а  не на основе MAC адресов. Основная  цель коммутации 3-го уровня - получить  скорость коммутации 2-го уровня  и масштабируемость маршрутизации;

3. Коммутация 4-го уровня - решение о передачи пакета, основывается  не только на MAC или IP адресах,  но и на параметрах 4-го уровня, таких как номер порта TCP/UDP.

4. Приведите отличия коммутатора от концентратора

1. Маштабируемость сети (Scalability) - в сети, построенной на концентраторах, полоса пропускания используется совместно, тем самым ограничивая полосы пропускания каждого узла и сильно затрудняя рост сети без потери производительности.

2. Задержка (Latency) - количество времени, которое требуется пакету, чтобы достичь пункта назначения. Т.к.каждый узел в сети, построенный на концентраторах должен ждать появления возможности передачи данных во избежании коллизий, то задержка может значительно увеличиться при наращивании количества узлов в сети.

Простая замена концентраторов на коммутаторы позволяет значительно  повысить эффективность локальных  сетей, при этом не требуется замена

кабельной проводки или сетевых  адаптеров. Коммутаторы делят сеть на отдельные логические сегменты, создавая при этом отдельные небольшие  по размеру домены коллизий на каждом порту. Разделение большой сети на несколько  автономных сегментов при помощи коммутаторов имеет несколько преимуществ: