ЧЕМ ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ АНАЛОГОВОЙ
В зависимости от типа используемого оборудования системы видеонаблюдения (СВН) подразделяются на два основных вида: аналоговые и цифровые. Первый вид применяется при небольшом числе подконтрольных объектов, причем информация с видеокамер записывается на видеомагнитофон (видеорегистратор) или транслируется на монитор. Второй базируется на существующей ЛВС. Часто такие системы называют IP-решениями.
Конфигурация цифровой СВН предусматривает IP-камеры, устройства обработки видеосигналов (квадраторы, мультиплексоры), записывающие устройства (видеорегистраторы, видеорекордеры) и устройства отображения видеоинформации (видеомониторы). В качестве устройства записи можно задействовать обычный ПК с жестким диском достаточной емкости или сетевое хранилище (NAS), а картинку выводить на любой компьютер, подключенный к ЛВС.
Для цифровой СВН не нужно создавать дополнительные коммуникации, кроме того, нередко используется не только сеть, но и ее ресурсы — серверы, хранилища данных и т. д., которые, как правило, есть у любой современной компании. IP-системы способны не только фиксировать и записывать, но и анализировать информацию, поступающую от видеокамер, считывателей системы контроля доступа, охранных и пожарных датчиков, а также могут выполнять запрограммированные действия по защите охраняемого объекта, делая это в автономном режиме или по указанию оператора.
КАКИЕ ТИПОВЫЕ РЕШЕНИЯ СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ СУЩЕСТВУЮТ
В зависимости от размеров объекта, требований к системе видеонаблюдения и выделенного бюджета, для ее построения можно рекомендовать различные группы оборудования.
Схемы организации системы видеонаблюдения
Схема 1. «Камера – монитор». В такой системе видеокамера получает и передает аналоговый видеосигнал на монитор. Никакой цифровой обработки сигнала не происходит, так как в этом нет необходимости. Соединение осуществляется по коаксиальному (антенному) кабелю.
Схема 2. «Камера – цифровой регистратор – монитор». В данной системе происходит оцифровка видеосигнала. Эту задачу выполняет видеорегистратор. Оцифровка делается для: сжатия изображения для последующей записи и хранения; одновременной работы с несколькими видеокамерами, реализации дополнительных функций (детекция движения, распознавание автомобильных номеров). Камера и цифровой регистратор соединяются также по коаксиальному кабелю.
Схема 3. «IP-камера – [ЛВС, Интернет] – [регистратор, ПК, сервер] – монитор». Данная схема позволяет создать распределенную цифровую систему видеонаблюдения (IP-видеонаблюдения) на базе стандартной сетевой архитектуры. Для анализа и обработки данных применяются современные информационные технологии. Подключение осуществляется по медному кабелю.
Вариант на основе моновендорного комплекта
К числу типовых решений задачи относится использование комплекта изделий, приобретаемых у одного вендора. Можно приобретать как устройства по отдельности, так и комплектами, которые в качестве готового решения системы видеонаблюдения предлагают многие поставщики.
Комплект AXIS 207 от одноименного вендора состоит из четырех сетевых камер и программы AXIS Camera Station (с лицензиями на четыре сетевые камеры). Он позволяет организовать четыре охраняемые зоны. Комплектная камера AXIS 207 обеспечивает передачу видео со скоростью 30 кадров/с при разрешении 640x480 пикселей, снабжена встроенным микрофоном для прослушивания охраняемой зоны и удовлетворяет требованиям сетевой безопасности благодаря многоуровневому доступу с парольной защитой. ПО AXIS Camera Station реализует просмотр и запись изображения и звука с использованием технологий сжатия видео H.264, MPEG-4 и Motion JPEG. С ее помощью осуществляется и запись по расписанию или в случае регистрации событий, камера также включается при обнаружении движения или при поступлении внешнего сигнала. Windows-клиент программы AXIS Camera Station устанавливается на любой ПК. Это предоставляет возможность удаленного просмотра и управления с любого рабочего места, как из локальной сети, так и через Интернет. При необходимости СВН можно расширить — программа поддерживает до 50 камер.
Простейшую систему видеонаблюдения можно построить на основе одноканального сетевого видеорегистратора JVC VR-601E. Видеорегистраторы JVC имеют разъем для подключения к сети и встроенный веб-сервер, поэтому видеоизображение с видеорегистратора можно просматривать из окна веб-браузера. Для управления видеорегистратором и изменением настроек подключенных к нему камер можно использовать кнопки управления передней панели на самом устройстве или установить на подключенный к сети компьютер управляющее ПО, входящее в комплект поставки видеорегистратора. В составе системы видеонаблюдения JVC VR-601E осуществляет запись и трансляцию по LAN/WAN-сетям видео в формате M-JPEG со скоростью до 50 кадров/с и разрешением до 720x288 точек. Для дублирования записи видеорегистратор можно укомплектовать вторым съемным жестким диском. Встроенный слот для карт SD позволяет копировать отдельные кадры или системную информацию о настройках видеорегистратора. JVC VR-601E поставляется в комплекте с ПО, которое обеспечивает дистанционное управление и просмотр видео. К видеорегистратору можно подключить любую камеру видеонаблюдения из линейки оборудования JVC. Для одноканальной системы видеонаблюдения эконом-класса подходят модели TK-C920E(A), TK-C720E, TK-C205E.
Также можно использовать аппаратный комплекс AXIS 262+, в который входят четыре сетевые камеры AXIS 207 (или AXIS 210). Последние отличаются тем, что обеспечивают не только сетевую безопасность (многоуровневый доступ с парольной защитой и фильтрация IP-адресов), но и стандарт Quality of Service, гарантирующий необходимую для потокового видео полосу пропускания и передачу команд управления по сети, а также последнюю версию интернет-протокола (IPv6). Поставляемый в комплекте видеорекордер AXIS 262+ позволяет одновременно производить запись от восьми сетевых камер AXIS, осуществлять наблюдение в режиме реального времени и обеспечивать удаленный доступ к видеозаписям. Видео пишется по расписанию или при обнаружении движения, при частоте до 240 кадров/с с разрешением 320x240 пикселей и 352x240 пикселей в системе NTSC, 352x288 пикселей в системе PAL. Данные фиксируются на встроенном жестком диске объемом 250 Гбайт — этого достаточно для того, чтобы сохранять видео с восьми каналов с разрешением VGA и частотой 1 кадр/с в течение 13 дней, при полном отсутствии потери качества видеоизображения по сравнению с оригинальным видеоизображением, полученным от камеры. Записанная информация может быть экспортирована в виде файлов с видеорекордера на ПК.
При необходимости можно создать систему видеонаблюдения из произвольного набора компонентов — это практикуется, если готовый комплект не удовлетворяет всем требованиям к СВН. Например, решение, построенное на компонентах Smartec, может базироваться на программе IP-видеонаблюдения NVR Smartec, рассчитанной на 32 (64) канала. На основе такой программы создается сетевая видеосистема с архитектурой «клиент-сервер» или многосерверная система. Для организации системы видеонаблюдения на 32 видеоканала ПО NVR поставляется бесплатно, при необходимости система легко модифицируется и наращивается до 64 видеоканалов путем покупки дополнительных лицензий. NVR осуществляет запись до 64 IP-потоков с разрешением Full D1 (720x576 пикселей) и скоростью до 25 кадров/с и поддерживает различные режимы записи: постоянную, по тревоге, по детектору движения, по расписанию и предтревожную. Для облегчения поиска в видеоархиве требуемых фрагментов программа предлагает алгоритмы поиска по дате, времени или событию. NVR позволяет удаленно управлять поворотными или купольными камерами различных производителей, подключенными к сети через IP-видеосерверы Smartec. В качестве камер производитель предлагает использовать IP-камеры STS-IP2070 и STC-IP2070A.
ВАРИАНТ НА ОСНОВЕ NAS
Иной способ решения задачи — СВН, использующая имеющиеся сетевые хранилища (NAS). Преимущества такого решения, прежде всего, в простоте и универсальности, однако данные системы характеризуются и высокой надежностью. Немалую роль играет и поддержка полноценного RAID-массива, применение высокоемких дисков с возможностью горячей замены, а также невысокая стоимость хранения данных. NAS допускают и масштабирование, благодаря чему требуемые объемы дискового пространства можно наращивать по мере необходимости. Из распространенных недостатков для неспециализированных устройств, как правило, выделяют малое количество поддерживаемого оборудования (IP-камер) и отсутствие сервисных функций по управлению камерами.
Сетевое хранилище Thecus N5200 поставляется как файл-сервер, но благодаря возможности установки дополнительных программных модулей, действует в качестве системы видеонаблюдения, поддерживая работу до 20 IP-камер различных производителей.
Модель QNAP VioStor-5020 представляет собой 5-дисковую автономную систему видеонаблюдения и записи, поддерживает 20-канальную запись в форматах M-JPEG/ MPEG-4 с IP-камер всех распространенных производителей. Это хранилище способно работать независимо от ПК и не требует установки дополнительных программных утилит.
Как промежуточное решение рассмотрим Synology DS409+. Спроектированный в качестве основного или дополнительного файл-сервера небольшого и среднего предприятия, он способен работать и как сервер видеонаблюдения, осуществлять наблюдение в реальном времени и управлять архивом видеозаписей. При помощи встроенного сервис-приложения для видеонаблюдения Surveillance Station можно выбрать способ записи видео — постоянный или только при обнаружении движения. Устройство поддерживает более 130 IP-камер различных вендоров.
КАК ПОДСЧИТАТЬ РАЗМЕР ДИСКОВОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ВИДЕО
Для того чтобы не ошибиться с выбором системы, в первую очередь необходимо знать, сколько дискового пространства понадобится для хранения информации. Во многом это зависит от ее важности: в одном случае достаточно располагать архивом за сутки, в другом — за несколько дней или более. Кроме того, на объем архива непосредственно влияет качество изображения и режим работы камеры; очевидно, что при работе в импульсном режиме потребуется меньше всего дискового пространства, при работе в постоянном — больше всего, и, наконец, в смешанном режиме (до тревоги низкое качество, после тревоги — максимально высокое) займет среднее значение.
Приблизительный расчет для одной видеокамеры показывает, что для полноценного восприятия видеоряда достаточно 15 кадров/с, это практически неотличимо от режима реального времени (25 кадров/с). При разрешении 640x480 пикселей в формате M-JPEG потребуется 1,8 Гбайт в час или 43,2 Гбайт в сутки. Для формата MPEG-4 — 700 Мбайт и 16,8 Гбайт соответственно. Для разрешения 320x240 пикселей показатели примерно вдвое меньше: 702 Мбайт и 16,8 Гбайт для формата M-JPEG; 350 Мбайт и 8,4 Гбайт — для MPEG-4.
Разумеется, указанные данные достаточно условны, поэтому рекомендуется рассчитывать емкость хранилища с запасом, не менее чем в 2,5 раза превышающим расчетный, а окончательный объем системы уточнить практическим путем, например за месяц работы СВН в требуемом режиме.
*Примечание. Для одной камеры
1. MPEG-4 — международный стандарт, используемый для сжатия цифрового аудио и видео. В основном используется для потоковое видео, записи фильмов на компакт-диски.
2. Motion JPEG — покадровый метод видеосжатия с помощью алгоритма сжатия изображений JPEG. Подходит для реализации в устройствах с ограниченными вычислительными ресурсами. Дает качественные стоп-кадры. Недостаток — более низкий коэффициент сжатия по сравнению с MPEG-4.
Как рассчитать стоимость системы видеонаблюдения
Простейший расчет стоимости СВН включает стоимость узлов системы (камер, видеорегистраторов, ПК для операторов и т. д.), а также стоимость хранилища данных. Например, для комплекта AXIS 207 (кроме самого комплекта) потребуется персональный компьютер, оснащенный жестким диском для ОС и офисных приложений, и отдельным — для хранения видеоинформации, причем желательно использовать не один накопитель, а несколько, объединенных в RAID-массив. Помимо этого, нужно предусмотреть расходы на монтаж и подключение оборудования.
При использовании решения на основе NAS, кроме стоимости IP-камер, придется учесть стоимость жестких дисков (многие NAS поставляются без накопителей) и лицензий на дополнительный модуль видеонаблюдения (если он изначально не предустановлен в NAS). Может потребоваться учесть в стоимости решения необходимость ведения архивов видео (резервных копий) на сервере, для чего придется его модернизировать, например до оснастить дисковыми накопителями. Как и в первом варианте, потребуется прокладка дополнительных кабелей до сетевых камер и расширение коммутационного оборудования (при отсутствии резервных портов), что тоже повлечет дополнительные расходы.
| 
