Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Преодолевая ограничения, или Видеонаблюдение на территориально распределенных объектах

В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Преодолевая ограничения, или Видеонаблюдение на территориально распределенных объектах

Система видеонаблюдения территориально распределенного объекта состоит из тысячи камер, которые распределены в масштабах предприятия, города, страны. Примером таких систем служит видеонаблюдение на железных дорогах, на предприятиях с региональными филиалами. Редакция пригласила экспертов из компаний Hikvision, Honeywell Security Group, VIVOTEK, "АРМО-Системы" описать типовой узел видеонаблюдения, поговорить о ситуациях целесообразного применения волоконно-оптических линий связи, аргументировать предпочтительный выходной сигнал c телекамер, дать советы по организации резервирования питания и пояснить, когда есть смысл переходить на тепловизионное наблюдение
Тимур
Демушкин
Инженер ООО "Хиквижн"
Владимир
Яковенко
Региональный менеджер компании VIVOTEK Inc.
Роман
Баранов
Бренд-менеджер компании "АРМО-Системы"
Василий
Волковицкий
Руководитель технической службы компании Honeywell Security Group Россия

– Какие составные части должен содержать типовой узел распределенной сети видеонаблюдения?

Тимур Демушкин: Хотелось бы определиться, что мы понимаем под типовым узлом системы видеонаблюдения и о каком видеонаблюдении говорим. Наиболее популярными и востребованными являются решения на базе видеорегистраторов и решения на базе ПК. Не будет лишним определиться с формулировкой территориальной распределенности: что мы под этим понимаем. Применительно к системе видеонаблюдения под территориальной распределенностью можно понимать либо так называемую кампусную систему (объект из нескольких зданий на одном физически выделенном участке земли, оснащенных системой видеонаблюдения, объединенной в одно физическое решение), либо некоторое территориально распределенное решение на базе облачных сервисов (при котором ряд зданий или помещений объединены в одно логическое решение, но не имеют прямых, физических линий связи).

Ключевым преимуществом решения на базе видеорегистраторов является простота инсталляции и заточенность под задачи видеонаблюдения. Решения на базе ПК требуют глубоких специальных знаний в области сетевых технологий для организации зачастую многоуровневой и дорогостоящей сети Ethernet с высокой пропускной способностью.

Что касается состава типового узла системы IP-видеонаблюдения, то в части решения на базе ПК можно поставить знак тождественности между стандартным узлом локальной вычислительной (Ethernet) сети и узлом такого решения.

Владимир Яковенко: Для территориально распределенных систем в их укрупненном виде, где системы видеонаблюдения строятся вокруг центрального офиса организации с центром обработки и хранения данных и множеством филиалов компании, которые и являются узлами распределенной сети, ключевым аспектом выступает архитектура ПО, его способность интегрировать функционал управляемых коммутаторов и балансировать нагрузку на серверы, а аппаратная часть, как правило, не имеет строго выраженных оригинальных характеристик. Говоря о распределенных сетях с акцентом на большие расстояния между центрами коммутации и оконечными узлами, мы понимаем ограничения по расстояниям на передачу данных по витой паре или коаксиальному кабелю, частую низкую надежность сетей электропитания, особенность удаленных объектов видеонаблюдения (например, высокие электромагнитные помехи от электроподстанций) и повышенные требования к защите от природных явлений. Здесь на первый план выходит доступность решений по размещению оборудования – монтажных шкафов IP66/IK10, коммутационного оборудования и оборудования передачи данных – коммутаторов с волоконно-оптическими приемопередатчиками SFP и PoE, модемов 3G/LTE, PoE-удлинителей, защиты от перепадов питания в электросети и грозозащиты, уличных систем бесперебойного питания – и приспособленность всех вышеперечисленных систем к совместному использованию с видеокамерами.

Роман Баранов: Характерной особенностью узлов распределенной сети видеонаблюдения является их удаленность друг от друга, вследствие этого возникает требование к их максимальной автономности и отказоустойчивости к разрывам питания и коммуникации. Помимо самих камер, должны быть устройства питания (PoE-инжекторы или блоки питания); медиаконвертер, если нужен переход с меди на оптику; ИБП; устройство грозозащиты; штыревые накладки (чтобы птицы не садились на камеру); шкафчик для перечисленного выше оборудования. При некоторых конфигурациях сети вместо инжектора и медиаконвертера используется специализированный коммутатор. Это удобно, когда на одной точке размещены несколько камер или при более высоконадежных кольцевых конфигурациях сети. Стоит обеспечить локальное хранение записей на SD-карту.

– Начиная с каких длин кабельных линий целесообразно использовать волоконно-оптические линии связи?

Тимур Демушкин: Применительно к системе IP-видеонаблюдения, говоря о длинах кабелей, следует обратиться к ограничениям, существующим в сетях Ethernet, а именно 100 м для кабеля UTP категории 5e. Данное значение должно соответствовать расстоянию от порта коммутатора до разъема RJ-45 IP-камеры с учетом длин использованных патч-кордов.

В попытке преодолеть данные ограничения в ряде случаев в стремлении оградить техническое решение от использования волоконно-оптического тракта приходится сталкиваться с каскадным подключением коммутаторов, что крайне нежелательно и даже ошибочно. Вследствие такой схемы подключения мы сталкиваемся с рядом сложностей, таких как задержка в передаче данных, дополнительная нагрузка на промежуточные коммутаторы, низкая надежность. Верным решением для преодоления ограничения по длине линии является внедрение волоконно-оптического тракта.

Роман Баранов: Витая пара предназначена для применения на расстояниях до 100 м. Есть различные удлинители и усилители, которые позволяют увеличить расстояние до 300 м, но использовать промежуточные устройства не всегда удобно. Еще один интересный вариант – конвертер Ethernet и PoE через коаксиальный кабель, но это может получиться не дешевле оптики. Поэтому для устройств, удаленных более чем на 100 м, вполне подходит вариант с ВОЛС. Дополнительным плюсом оптики является то, что к ней трудно незаметно подключиться посередине и "подслушивать" трафик.

Владимир Яковенко: Из четырех доступных сред передачи данных – витая пара, коаксиальный кабель, радиоэфир и волоконная оптика – последняя обладает рядом ключевых преимуществ: высокая скорость передачи данных, возможность передачи данных на значительные расстояния, компактность и, наверное, самое главное, стойкость к электромагнитным помехам. Плюс волоконно-оптические системы стали сопоставимы с прочими системами передачи данных по стоимости, и прошло достаточно времени, чтобы системные интеграторы и монтажные организации, начиная от главных инженеров и заканчивая рядовыми специалистами-монтажниками, набрались опыта для быстрого и высококачественного проектирования систем, монтажа оборудования и сварки волоконно-оптического кабеля. А значит, будь ваша видеосистема построена на IP с передачей по витой паре или будь она аналоговой, как только появляется необходимость вынесения узла видеонаблюдения на расстояние, которое невозможно покрыть с использованием изначальной среды передачи данных, экономически целесообразно и технологически логично сразу смотреть в сторону волоконно-оптических систем. Тем более, если объект видеонаблюдения производит или подвержен высоким электромагнитным излучениям – здесь просто нет экономически обоснованной альтернативы.

– Камеры с каким выходным сигналом предпочтительны на территориально распределенных объектах?

Тимур Демушкин: Наиболее перспективным и оправданным решением для территориально распределенных сетей является решение на базе IP-камер. Применительно к крупным объектам количество камер может составлять несколько сотен, и тракт передачи видеоданных должен отвечать ряду требований. Ключевым является гибкость в построении кабельной системы, чему в полной мере отвечают принципы и подходы построения структурированных кабельных сетей, которые, в свою очередь, являются "транспортной магистралью" Ethernet.

Роман Баранов: Варианты HD-сигнала по коаксиалу по-прежнему остаются нишевыми продуктами с ограниченным применением, в основном в малых системах. Высокие требования к кабелю и несовместимость оборудования разных производителей не придают им привлекательности для использования на территориально распределенных объектах. В свою очередь, IP-система легко масштабируется, и фактически все производители пришли к единому стандарту в виде ONVIF. Часто на территориально распределенных объектах разные службы отвечают за разные части объекта или несколько служб отвечают за одну и ту же. Все это должно отображаться в правах доступа к камерам и оперативно перенастраиваться для упрощения управления ими. По этому параметру IP-камеры – также однозначный выбор.

Владимир Яковенко: В последние годы идет планомерный переход от аналога к цифре, переход этот закономерен и неизбежен, технологии AHD лишь позволили аналоговым системам продлить агонию своего вымирания, а экономический кризис последних двух лет сыграл им на руку. Тем не менее, тренд на переход к цифре однозначен. Аналоговые системы выгодно ставить на небольшом объекте, который завязан сам на себя и где невелик бюджет. Или на объектах, где уже работают аналоговые камеры и задача состоит лишь в улучшении качества картинки, на объектах с уже существующей кабельной инфраструктурой, заточенной под аналог. Строя территориально распределенные сети, мы понимаем, что предстоит передавать видео на большие расстояния, централизованно хранить большие объемы данных на протяжении длительного времени, предоставлять множество сервисов, что все это про интеграцию различных устройств в одну большую сеть, все эти задачи кричат – IP! И что, мы будем усложнять нашу систему аналогом на местах, рискуя отказоустойчивостью?! Мы должны четко понимать, откуда и куда движется отрасль и что является временным решением, призванным оттянуть необходимые капитальные вложения там, где уже существует инфраструктура. В конце концов, назовите хоть какие-либо крупные проекты с территориально распределенной структурой, сделанные на аналоге!

Василий Волковицкий: Рост популярности IP-сетей (и камер с IP-интерфейсом) в качестве канала связи в системах видеонаблюдения обусловлен следующими причинами. Прежде всего, это доступность компьютерных сетей на объекте. При проектировании современных зданий обязательным компонентом является структурированная кабельная система, предназначенная для передачи данных в локальной сети организации. Компьютерная сеть является наиболее привлекательной и удобной для использования, поскольку подключение к ней доступно практически в любой точке здания. Используя витую пару, можно передавать питание на IP-камеры. Вторая причина – развитие Интернета и облачных сетевых технологий. Стоимость соединения через Интернет для территориально распределенных объектов оказывается существенно ниже, чем, например, при организации соединения через выделенный канал (проводной или радио). Третья причина состоит в том, что компьютерные сети дают возможность создавать по-настоящему защищенные каналы связи на основе стандартных протоколов шифрования, проверки подлинности и обеспечения целостности передаваемых данных. Наконец, последним по счету, но не по важности является тот факт, что IP-сети обеспечивают пропускную способность, достаточную для передачи видео от большого числа сетевых камер и видеосерверов (NVR).

Системы видеонаблюдения, использующие технологии AHD/TVI/CVI/HD-SDI, распространены там, где существуют уже проложенные коаксиальные кабели и где переход на витую пару нецелесообразен в силу экономических причин.

– Каким образом лучше организовывать резервирование питания на территориально распределенных объектах?

Тимур Демушкин: Классические решения по обеспечению питания серверных и кроссовых телекоммуникационных шкафов будут вполне оправданы для организации резервирования питания IP-видеонаблюдения с питанием по PoE, в том числе и на подобных объектах.

Роман Баранов: Резервное питание тоже должно быть распределенным и обеспечивать локально необходимое время автономной работы в зависимости от скорости реакции сотрудников на аварийные ситуации. Значит, для каждого узла необходим свой независимый ИБП. Кроме того, не стоит забывать о локальной записи камер на SD-карты – это позволит полностью восстановить архив после устранения разрыва связи/питания.

Владимир Яковенко: Традиционно резервирование питания делается на узле коммутации, откуда питание подается на местные коммутаторы или напрямую на камеры. В таком варианте выбирается ИБП стандартных типов, поскольку размещается такой ИБП в помещениях. На рынке предлагаются доступные по стоимости решения резервирования питания с установкой в уличные монтажные шкафы. При построении резервного питания с использованием подобных систем нужно внимательно подходить к выбору аккумуляторов, а именно диапазон рабочих температур аккумуляторов должен позволять использовать их в зимнее время. Решения с местным резервированием питания предпочтительны в территориально распределенных системах ввиду значительной удаленности узлов таких сетей от коммутационных узлов.

– В каких случаях есть смысл переходить на тепловизионное наблюдение?

Тимур Демушкин: Тепловизионное наблюдение раскрывает свои преимущества в тех условиях, когда обычные видеокамеры начинают "слепнуть" или выдавать недостаточно информативное изображение. В суровых погодных условиях и при отсутствии освещения тепловизионные камеры практически не теряют эффективности. Тепловизоры отлично подходят для наблюдения и оповещения на больших расстояниях – днем они не подвержены засветке и ложным срабатываниям от движущихся элементов фона, а ночью не ограничены лучом ИК-прожектора, охватывая километровые дистанции периметров и трасс. Некоторые тепловизоры могут реагировать на внезапное превышение температурного порога или фиксировать на изображении температуру объектов, что добавляет в арсенал их применения наблюдение за взрывоопасными и пожароопасными зонами.

Роман Баранов: Я вижу два основных случая. Первый – это протяженная граница, например вдоль забора, которую никто не должен пересекать. Тепловизор при любых погодных условиях будет детектировать людей/машины/лодки на расстоянии до 5,5 км и в сочетании с аналитикой автоматически сигнализировать тревогу. Это же актуально для наблюдения за водоемами и площадями.

Второй случай – объекты, где может произойти возгорание (леса, свалки, подстанции). При повышении температуры выше определенного порога оператор будет оповещен, и пожар удастся обнаружить на ранней стадии. Если же на объекте частое нахождение людей не является атипичной ситуацией, и нужно распознавать/фиксировать, кто конкретно замечен, то актуальность тепловизора резко падает. В этих случаях необходимы видеокамеры с хорошей подсветкой.

Василий Волковицкий: Тепловизионные IP-камеры существуют на рынке давно, при этом их стоимость постепенно снижается. Еще сравнительно недавно тепловизионная камера стоимостью 5000 долларов с разрешением 320х240 пкс считалась выгодным приобретением. Сейчас на рынке существуют тепловизионные IP-камеры стоимостью даже 500 долларов, однако разрешение таких камер (около 80х60 пкс) позволяет отнести их скорее к охранным извещателям, чем к устройствам формирования изображения. Разберемся, в каких случаях применение тепловизионной камеры может быть целесообразным.

Большинство представленных на рынке тепловизоров высокого класса для систем видеонаблюдения имеет сравнительно низкое разрешение – приблизительно 0,3 Мпкс (640х480). Тепловизор формирует черно-белое изображение, поэтому с его помощью возможно только решение задачи по обнаружению объектов в зоне наблюдения. Речь об идентификации людей или автомобилей не идет. При этом чувствительность IP-камер, работающих в видимом диапазоне, за последние несколько лет значительно увеличилась. IP-камеры, использующие технологии, подобные Honeywell Ultra Low-Light, позволяют формировать цветное изображение в условиях очень низкой освещенности, не говоря уже о черно-белом изображении, которое формируется при использовании ИК-подсветки. Дальность ИК-подсветки у стандартных IP-камер может достигать 200 м, при этом за счет адаптивных режимов управления подсветкой можно формировать качественное изображение объектов, находящихся на разном расстоянии от камеры. Зачастую производители тепловизоров рекламируют возможность эффективного использования тепловизоров в условиях сильной встречной засветки и теней. На объектах практически всегда можно избежать таких ситуаций – достаточно правильно выбрать место размещения обычной камеры.

Использование тепловизоров оправдано только для очень ограниченного круга задач.

1. Наблюдение за объектами на большом расстоянии, там, где невозможно разместить одну или несколько камер для наблюдения в видимом диапазоне или с использованием ИК-подсветки. К таким объектам относятся, прежде всего, акватории портов. Применение тепловизионных камер для контроля периметра сухопутного объекта не оправдано из-за высокой стоимости тепловизоров, которые в любом случае должны использоваться совместно с обычными камерами. Это связано с тем, что в течение дня необходимо обеспечивать наблюдение за объектами в видимом диапазоне. Возможность наблюдения объектов на большом расстоянии в условиях полной темноты для человеческого глаза, а также во время дождя, снега и тумана выгодно отличает тепловизоры от камер, работающих в видимом диапазоне, но стоит учитывать следующие ограничения. Во-первых, для наблюдения удаленных объектов требуется объектив с большим фокусным расстоянием, что приводит к значительному сужению угла обзора камеры. Во-вторых, при наблюдении объектов в условиях высокой влажности воздуха (туман, снег, дождь) происходит рассеяние и поглощение инфракрасных волн, что приводит к значительному понижению контрастности изображения.

2. Объекты, где требуется полностью скрытое наблюдение без использования ИК-подсветки. К ним относятся военные объекты и объекты специального назначения, где недопустимо выдавать места расположения камер наблюдения. При этом большинство реальных коммерческих объектов допускают использование ИК-подсветки.

3. Объекты, где требуется экономить электроэнергию, затрачиваемую на подсветку в видимом или ИК-диапазоне.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #4, 2016
Посещений: 4145


  Автор
Тимур Демушкин

Тимур Демушкин

Инженер ООО "Хиквижн"

Всего статей:  1


  Автор
Владимир Яковенко

Владимир Яковенко

Региональный менеджер компании VIVOTEK Inc.

Всего статей:  5


  Автор
Роман Баранов

Роман Баранов

Инженер компании "АРМО-Системы"

Всего статей:  9


  Автор
Волковицкий В. Д.

Волковицкий В. Д.

Руководитель службы
по технической поддержке
компании Honeywell Security Group

Всего статей:  27

В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций