Отрасли систем видеонаблюдения по IP едва минул первый десяток лет. В 1996 г. компания Axis предложила совместить цифровую видеокамеру со специализированным сервером управления, что, по сравнению с аналоговыми системами видеонаблюдения, казалось в то время слишком дорогим решением. Тем не менее, это направление активно развивалась, и сейчас видеокамеры с доступом по IP есть в ассортименте D-Link, Cisco (Linksys), Sony, Panasonic и многих других производителей. Подобное оборудование под маркой Smartec выпускает и отечественная компания «АРМО-Системы». Цифровые камеры, подключенные к корпоративной сети, могут использоваться для самых разных задач.

INTERNET-ВИДЕО

Первые цифровые видеокамеры подключались к корпоративной сети Ethernet, а изображение доставлялось по протоколу FTP. Фактически, это была цифровая Web-камера, совмещенная с медиасервером. Современная IP-камера представляет собой устройство с интерфейсом Ethernet и блоком питания. В некоторых вариантах беспроводных камер для подключения к Internet применяется радио-Ethernet по стандартам серии IEEE 802.11 или технология сотовой связи GPRS. В ряде моделей питание подается поверх Ethernet (Power-over-Ethernet, PoE), в этом случае и для питания, и для соединения с корпоративной сетью используется один кабель.
К камерам могут подсоединяться дополнительные тревожные датчики, реагирующие, например, на движение или звук,
а также исполнительные устройства, такие как замки открывания дверей.

Впрочем, сами IP-видеокамеры зачастую наделяются интеллектуальными функциями, например, чтобы генерировать сигналы тревоги при обнаружении движения в заранее определенных зонах наблюдения. Камера может записывать и звук, что способствует лучшему пониманию зафиксированного ею события. К некоторым устройствам подключается динамик, с помощью которого ведутся переговоры
с теми, кто намерен войти в здание.

Как указывает Юрий Раздин, генеральный директор компании TerraNet Communication, IP-камеры имеют определенные преимущества при их использовании для контроля доступа: «В гибридной системе отказ сервера, осуществляющего запись и обработку изображения, приводит к тому, что аналоговая камера оказывается недоступна и, как чучело, способна отпугнуть злоумышленников исключительно своим видом (что, правда, тоже немаловажно), а в случае IP-камеры пользователь имеет возможность подключиться к ней
с любого компьютера (разумеется, при наличии доступа в сеть) при помощи стандартного браузера и, как минимум, смотреть живую картинку и выполнять задачи администрирования».

Для видеонаблюдения используется не привычный для видеопотоков кодек MPEG, а специально разработанный Motion Jpeg (MJPEG). Существенная разница между ними заключаются в том, что MPEG кодирует последовательность связанных кадров так, чтобы движение воспринималось цельно. Иначе говоря, частота кадров должна быть достаточно большой, чтобы человек не замечал их смену, но при этом в жертву приносится качество самой картинки, поскольку кодируются только изменения. Логика Motion Jpeg противоположна: изображения кодируются с достаточно высоким качеством, но с переменной скоростью. В результате, при ухудшении емкости канала связи в видеопотоке возникают заметные «замирания» — изображение передается покадрово и демонстрируется скачками, но его четкость не ухудшается.

Действительно, для задач наблюдения лучше сохранить стоп-кадр хорошего качества, чтобы при необходимости изучать его в деталях. К тому же цифровые технологии съема изображения сильно отличаются от аналоговых: «Для IP-камеры характерны более высокое разрешение и система съема изображений с матрицы, — объясняет Сергей Оленин, начальник отдела развития АСВТ. — В них используется построчное сканирование (в аналоговом формате – чересстрочное), поэтому и качество изображения в IP-камерах значительно выше».

«Очень важно также отсутствие помех в канале передачи данных. В случае искажения информации принимающее устройство повторно запрашивает у передающего пакет данных, что, быть может, приводит к снижению скорости, но никак не к ухудшению четкости изображения. Расширенная функциональность систем видеонаблюдения с использованием цифровых видеокамер выражается в том, что цифровой поток позволяет получать не только изображение, но и сигнал с микрофонов и датчиков, размещенных в камере, организовывать двустороннюю аудиосвязь, управлять настройками и параметрами устройства в режиме реального времени», — отмечает Михаил Кардаш, главный инженер комплексных систем безопасности компании «Технологии Бизнес-Систем».

Татьяна Андронова, координатор по маркетингу и PR компании Axis, выделяет следующие преимущества IP-наблюдения: «Во-первых, качественное изображение благодаря применению прогрессивной развертки и мегапиксельных матриц, во-вторых —масштабируемость, т.е. простое добавление в систему новых камер и интеграция систем между собой, в-третьих — сокращение общей стоимости владения, поскольку цифровой сигнал легче обрабатывать, проще хранить и воспроизводить, он не подвержен искажениям в процессе передачи информации».

Однако сохранение качественного изображения не такая прос-тая задача. Видеопоток, пусть даже и состоящий из нескольких кадров в секунду, да еще с данными разных типов, создает высокую нагрузку как на сеть передачи, так и на систему хранения, особенно с учетом того, что все кадры изображения в технологии MJPEG формируются независимо. При съемке мегапиксельной камерой с частотой восемь кадров в секунду объем ежедневно получаемых данных составляет более 600 Гбайт. Технология MJPEG позволяет уменьшить этот объем, однако все равно он будет слишком большим, особенно если вспомнить, что зачастую на предприятии устанавливается множество камер. Соответственно, корпоративная инфраструктура должна быть построена с учетом требований системы IP-видеонаблюдения.

Объем сохраняемых данных можно сократить, если записывать только видеофрагменты значимых событий. Для активации процесса записи можно использовать внешние тревожные датчики или встроенные в большинство камер алгоритмы определения тревожных ситуаций. По оценкам экспертов, это позволяет на порядок уменьшить объем хранимой информации. И все-таки даже самые большие по объему диски заполняются всего через несколько суток — увеличение объема данных, поступающих с цифровых камер наблюдения, и затрат на их хранение и обработку является обратной стороной высокого качества изображения.

Вместе с тем, новые технологии позволяют расширить возможности системы наблюдения с помощью дополнительных модулей (например, распознавать номерные знаки машин, лица людей и многое другое), в том числе и при использовании уже установленного оборудования. Однако, благодаря хорошему качеству исходной картинки, цифровые камеры лучше подходят для этой цели. В любом случае интеграция указанных модулей требует проектной работы,

Следует отметить, что технологии IP и Ethernet не гарантируют доставку информации, т.е. при их использовании в качестве охранных систем всегда остается риск, что в сети возникнет перегрузка или видеокамера подвергнется целенаправленной атаке DoS. Нельзя полностью исключить и перехват видеопотока или даже его подделку. Поэтому для задач видеонаблюдения системы цифровых IP-камер следует выносить в отдельный сегмент сети с более строгими ограничениями по безопасности. В то же время, по мнению Олега Жесткова, директора по развитию бизнеса «Он.Ком», передача данных в цифровом виде более защищена, чем в аналоговом. При передаче данных по сетям IP их можно шифровать, устанавливать «водяные знаки» на пакеты информации, осуществлять идентификацию подключения и IP-фильтрацию.

ЦИФРОВАЯ ИЛИ ГИБРИДНАЯ

Технология IP является общим знаменателем для систем видео-наблюдения, поскольку переход на нее может осуществляться постепенно. Для уже используемых аналоговых камер можно установить медиасервер, а впоследствии, для решения более сложных задач, добавить цифровые камеры. Сохраняемая на его жестком диске «картинка» будет доступна заинтересованным пользователям и специальным приложениям. При необходимости всегда можно установить дополнительные аналоговые камеры и еще один медиасервер для их обслуживания. Правда, параллельно придется расширить и сеть Ethernet, и систему хранения данных. Таким образом, технология IP-наблюдения не требует единовременного (и весьма затратного) перехода всего предприятия на цифровой формат.

К сожалению, пока даже не сформировалось единого представления о том, какое именно решение считать IP-наблюдением, а какое — нет. Как отмечает Юрий Раздин, «устоявшейся терминологии до сих пор нет, каждый игрок рынка творчески подходит к этому вопросу. С точки зрения производителей IP-камер, гибридную систему из аналоговых камер и цифрового видеорегистратора вполне можно назвать аналоговой (современной аналоговой). Такую же систему производитель плат видеозахвата преподносит как цифровую, тогда как поставщик IP-камер подразумевает под цифровой систему, в которой оцифровкой аналогового сигнала занимаются не устройства записи и обработки изображения, а непосредственно IP-камеры. Все единодушны только в том, что истинно аналоговая система — это аналоговые камеры плюс классические квадраторы, мультиплексоры и кассетные видеомагнитофоны. Лет пять назад еще был смысл разграничивать рынок на цифровые, гибридные и аналоговые системы. Но сейчас полностью аналоговые решения уходят в прошлое и практически уже не существуют».

«Использование аналоговых систем целесообразно только на небольших объектах, когда можно ограничиться малым количеством камер, смонтированных недалеко от сервера или видеорегистратора, — полагает Татьяна Андронова. — Если же требуется объединить несколько серверов, тем более интегрировать видеонаблюдение в другие решения обеспечения безопасности, система, не использующая IP, практически не пригодна. При числе камер более 32 установка IP-камер становится более выгодной по сравнению с сопоставимой по масштабам аналоговой системой».

Такого же мнения придерживается и Алексей Виталисов, менеджер по развитию бизнеса «АРМО-Системы»: «Традиционно считается, что система видеонаблюдения на базе аналоговых камер обходится дешевле, чем IP-решения. Однако это утверждение верно только для небольших систем, до 16 камер, и в значительной степени зависит от их специфики и топологии решений».

Хотя в большинстве приложений автономные IP-камеры оказались востребованы, в случае систем видеонаблюдения для зданий, когда камеры приходится устанавливать на улице, они оказались не совсем пригодны, поскольку имеют более крупные габариты, требуют щадящих климатических условий и не всегда помещаются в стандартные защитные кожухи.

Вместе с тем, как считает Михаил Кардаш, создание системы цифрового видеонаблюдения «с нуля», включая сеть для передачи данных от видеокамер, обходится дороже, чем аналоговое решение, поскольку стоимость всех компонентов — видеокамер, пассивного и активного сетевого оборудования – значительно выше. К тому же для обслуживания и администрирования системы требуются специалисты по технологиям IP и передачи цифровых данных. Иногда существенным оказывается ограничение на удаленность видеокамеры от сервера. Стандарты Ethernet налагают ограничение на расстояние: 100 м в случае витой пары без использования конвертеров и ретрансляторов на скорости 100/1000 Мбит/с и более. В то же время протяженность кабелей систем видеонаблюдения, контролирующих периметр здания, достигает порой 500 м и более.

Поэтому, как поясняет Юрий Раздин, в некоторых случаях выгоднее использовать гибридные схемы: аналоговые камеры и цифровой видеорегистратор (DVR), который может быть как специализированным устройством, так и обычным ПК с установленными платами видеозахвата. Подобные решения удобно применять на небольших площадях и при небольшом количестве камер, например, на заправочных станциях. Потеря недорогих аналоговых камер в случае кражи или актов вандализма не так болезненна, тем более что ядро системы находится в помещении, под надзором сотрудников. К тому же для небольших проектов существенен фактор стоимости системы, а аналоговые решения пока оказываются дешевле.

Следует отметить, что в масштабных системах видеорегистратор или медиасервер нужен, в том числе и для цифровых камер.
В этом случае он сохраняет архив записей, обеспечивает доступ к нему, а также защищает IP-камеры от атаки через сеть или перегрузки сети в случае множественного доступа клиентов к одной камере. В такой защищенной конфигурации все камеры стоит выделить в отдельную сеть VLAN, доступ к которой имеет только медиасервер. Тогда сервер будет выполнять функции межсетевого экрана и идентентификации пользователей — сами IP-камеры не всегда имеют средства для выполнения надежной идентификации. Непосредственная поддержка цифровыми камерами протокола SSL сокращает число одновременно подключенных пользователей, тогда как медиасервер позволяет оптимизировать шифрование видеоданных и авторизацию пользователей с помощью сертификатов.

Как уже отмечалось, цифровые камеры в системах IP-наблюдения обеспечивают получение более качественной и детальной картины происходящего. Они способны самостоятельно реагировать на определенные события, а при использовании технологии PoE нужен всего один кабель. В то же время гибридные системы не требуют замены уже установленного оборудования, лучше работают в ночное время и стоят дешевле. Они пригодны в качестве обзорных камер для большинства задач видеонаблюдения. Игорь Клопов, руководитель отдела маркетинга компании «Випакс», утверждает, что цифровые камеры для видеонаблюдения нужны только в 20% случаев, и чаще всего вполне достаточно аналоговых камер с низким разрешением. «Зачем устанавливать дорогую IP-камеру там, где 90% времени вообще ничего не происходит, и лишь иногда надо зафиксировать общую картину происходящего?»
В таких случаях можно обойтись аналоговой камерой и медиасервером.

Переход на гибридную систему IP-наблюдения часто обусловлен расширением зоны контроля. «Необходимость IP-наблюдения может быть вызвана увеличением числа точек обзора, — замечает Алексей Виталисов. — При использовании аналоговой системы мы вынуждены прокладывать новые коммуникации к каждому следующему посту, что приводит к большим затратам. В случае с IP-системой нам понадобится лишь установить клиентскую часть программного обеспечения на дополнительные компьютеры».

«Полный перевод существующей аналоговый системы видеонаблюдения на технологию IP нецелесообразен, — утверждает Сергей Оленин. — Обычно достаточно установить цифровой сервер, позволяющий работать как с аналоговыми видеокамерами, так и с IP-камерами. В дальнейшем, по мере выхода из строя аналогового оборудования, выбор в пользу установки новой камеры того или иного стандарта будет основываться на анализе стоимости приобретения нового кожуха, подведения питания, прокладки «витой пары», установки промежуточных коммутаторов и так далее. Кроме того, сигнал от аналоговой камеры может также передаваться по витой паре, как например, в решении UTPLinks, причем не только видео- и аудиоданные, но и питание, и сигналы управления. Таким образом, окончательный переход с аналоговой системы на IP может быть отложен на еще более длительный срок».

В то же время для новых объектов, скорее всего, выгоднее именно решение на базе IP. «IP-систему целесообразно развертывать на только что возведенных объектах, — отмечает Юрий Раздин. — Как правило, мало кому хочется протягивать коаксиальный кабель и обслуживать дополнительную кабельную систему. Между тем, компьютерную сеть приходится прокладывать в большинстве случаев, причем обслуживание системы IP-видеонаблюдения по силам рядовому системному администратору. Решения с передачей видео по витой паре или оптике существуют и для аналоговых камер, причем в случае оптики существенно увеличивается дальность расположения камер от записывающего/отображающего устройства, но для действительно удаленного наблюдения этого недостаточно. IP-устройства позволяют располагать камеры в любой точке мира, где есть доступ в Internet. Отдельно следует отметить простоту беспроводных решений, так как практически каждый производитель имеет в линейке камеры, поддерживающие технологию WiFi. Конечно, нередко приходится преодолевать противодействие со стороны сотрудников службы безопасности из-за их нежелания учиться работать с новыми технологиями, но процесс перехода к IP-решениям необратим».

НЕ ТОЛЬКО ПЕРИМЕТР

Безопасность современных компаний уже не ограничивается защитой от физического проникновения злоумышленников
в здание. В частности, финансовым учреждениям приходится контролировать и сделки, которые заключают операторы, и банкоматы, обслуживающие клиентов, и доступ к банковским ячейкам. Для мониторинга этих важных объектов уже недостаточно даже гибридной системы наблюдения, поскольку она не позволяет зафиксировать номера документов, денежные суммы и имена контрагентов. Цифровые же системы способны выполнять не только охранные, но и надзорные функции. Причем в некоторых случаях запись с высоким разрешением позволяет восстановить не только общий ход процесса заключения договора, но и восстановить регистрационные номера, подписи сторон и другие важные факты. Аналоговые камеры не в состоянии выполнить контрольную запись настолько детально.

Цифровые камеры можно использовать и для контроля за производственными цехами и крупными офисами. В этом случае одна цифровая камера способна заменить до четырех аналоговых, причем без потери качества. К тому же цифровые камеры позволяют следить сразу за всем помещением, выделяя из общей картины важные объекты и контролируя их перемещение. В частности, камеру можно настроить таким образом, чтобы она посылала тревожный сигнал в случае появления человека в критической зоне или фиксации подозрительного движения, например, при переброске мешков через забор. При этом видеоданные сохраняются не только после передачи тревожного сигнала, но и за несколько секунд до этого. Обычно для разбора инцидента достаточно 10-секундной записи.

Следует отметить, что при помощи IP-видеонаблюдения можно создать системы охраны и контроля любого размера и сложности. В небольшой компании со штатом в несколько сотрудников достаточно установить одну камеру наблюдения. Это позволяет охранять помещение ночью и контролировать трудовую дисциплину днем. Если предприятие распределенное, то установка IP-камер во всех зданиях и централизованный охранный пульт обеспечат контроль за всеми помещениями. При наличии подразделений в других городах и даже странах охранные структуры в отдельных филиалах смогут совместно решать возникающие проблемы. «Децентрализованная система видеонаблюдения с использованием цифровых видеокамер обладает повышенной надежностью, поскольку при такой структуре снижается количество точек общесистемного отказа. Для достижения более высокой степени отказоустойчивости критические ресурсы могут быть продублированы», — считает Михаил Кардаш.

Как правило, на масштабных и сложных объектах системы видеонаблюдения интегрируются в комплексные системы безопасности, которые фиксируют, записывают и анализируют информацию, поступающую от видеокамер, считывателей системы контроля доступа, охранных и пожарных датчиков, после чего «принимают решения» по защите охраняемого объекта в автономном режиме или по указанию оператора системы.

Технология IP позволяет реализовать и системы уровня «умного города» с использованием сети IP-камер, которые различные государственные службы городской администрации могут использовать для решения своих задач. «IP-системы отличаются большей универсальностью, — отмечает Сергей Оленин. — С их помощью можно решать задачи видеонаблюдения для небольшого загородного дома и строить системы масштаба страны». В частности, компания АСВТ разработала систему IP-видеонаблюдения для нужд города Тамбова в рамках программы «Безопасный город». Планируется, что она будет развернута на основных магистралях города, перекрестках, в местах проведения общественных мероприятий, на дорогах с повышенным уровнем аварийности. Для этого на наиболее опасных перекрестках будут установлены 35 камер и еще 70 камер — в других местах, где требуется обеспечивать безопасность населения. В перспективе камеры видеонаблюдения планируется установить во дворах многоквартирных домов, в подъездах, лифтах и на чердаках. Построить системы аналогичного масштаба и функциональности на базе традиционных аналоговых технологий без использования IP было бы очень затруднительно, и они получились бы непомерно дорогими.

Валерий Коржов корреспондент «Computerworld Россия».

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF