Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

IP CCTV: проблемы и решения

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

IP CCTV: проблемы и решения

В.В. Филатов
Начальник отдела технической и маркетинговой поддержки ЗАО "КОМПАНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬ"

Практически ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что в ближайшее время как в России, так и за рубежом цифровые средства систем охранного телевидения (СОТ) вытеснят традиционные аналоговые решения. Прогнозы можно услышать достаточно разные, самые оптимистичные из них - до 2010 г. все охранное телевидение станет цифровым. Вероятно, так и будет, а пока у цифровой СОТ специалисты наблюдают массу достоинств и два основных объективных недостатка

Факторы, сдерживающие переход на IP

Первый из недостатков цифровой СОТ - цена. Для инсталляций малого и среднего класса (условно - до 100 телекамер) стоимость IP-оборудования все же объективно выше традиционных аналоговых решений. При отсутствии соответствующей требованиям цифровой СОТ транспортной инфраструктуры на объекте проблема усугубляется еще более.

Второй недостаток - качество передаваемого изображения на 10-20% хуже аналогового. Даже лучшие из известных кодеров/декодеров имеют разрешение в канале передачи видео не более 400 ТВЛ (по методике "визуальной оценки клиновидных мир генератора испытательных сигналов в сквозном канале кодер-декодер", которая описана в "Библии Видеонаблюдения" В. Дамьяновски). С другой стороны, от композитного видеосигнала лучших аналоговых черно-белых охранных видеокамер также добиться более 450 ТВЛ вряд ли удастся (по методике "визуальной оценки клиновидных мир телевизионной испытательной таблицы в канале камера-монитор"), несмотря на то что в документации на них указываются какие угодно тактико-технические характеристики. Кстати сказать, не указанные производителем методики проверки ТТХ оборудования приводят к тому, что наиболее грамотные заказчики заявляют примерно следующее: "Не важно, что там написано, хотим объективно оценить качество оборудования", - и ссылаются на методики проверки разрешающей способности по телевизионной испытательной таблице, описанные для вещательного телевидения. В некотором смысле они правы, так как в подавляющем большинстве случаев, ориентируясь на приведенные в документации ТТХ, очень легко ошибиться при проектировании системы.

Например, ставится задача идентификации телекамерой человека по лицу на некотором расстоянии. Рассчитывается фокусное расстояние объектива исходя из заданного количества ТВЛ для идентификации лица. Далее, если проектировщик не имеет опыта работы с оборудованием, то он поверит указанной в документации разрешающей способности цветной телекамеры в 540 ТВЛ (китайцы вообще указывают по принципу "а сколько надо?" и 600 ТВЛ для них - далеко не предел). В итоге получаем инсталляцию с реальным расстоянием идентификации лица практически в полтора раза меньше требуемого. А почему? Да потому, что реальная разрешающая способность цветных телекамер не 540, а всего лишь 400 ТВЛ максимум, и то для лучших реализаций камер ведущих производителей. То же самое касается и видеорегистраторов. Я остановился на телекамерах как на основном сигна-лообразующем оборудовании, от которого изначально зависит качество видео в системе. Остальные устройства данное качество в лучшем случае не ухудшают. Но явно и не улучшают.

Объективности ради надо все же отметить, что с течением времени эти две проблемы решаются производителями все более и более успешно. По цене инсталляции на базе IP CCTV, например при наличии инфраструктуры передачи данных, уже вплотную приблизились к традиционным аналоговым решениям, а для средних и крупных объектов (50-100 и более телекамер) даже являются более оправданными с точки зрения вложения средств. Поскольку цифровую IP CCTV можно разворачивать от самого необходимого минимума и далее по мере ее внедрения, цена инсталляции оборудования резко падает по сравнению с аналоговой СОТ.

Принципы построения IP CCTV

Уже существуют модели построения систем охранного телевидения. В рамках данных моделей различаются аналоговая схема построения СОТ, гибридная (аналогово-цифровая) и цифровая реализация СОТ.

В модели присутствует всего четыре основных типа оборудования: сигналообразующее, каналообразующее, станционное и автоматизированные рабочие места. Такое упрощение дает возможность четко разграничить, как и где именно в системе используется оборудование, а самое главное - позволяет легко и наглядно продемонстрировать, как заказчик может модернизировать свою аналоговую систему до гибридного - и далее до цифрового - исполнения без масштабной перестройки всей системы и лишних трат денежных средств.

Названия типов оборудования раскрывают их суть:

  • Сигналообразующее - телекамеры, объективы, кожухи, кронштейны и т.д., то есть оборудование, основным назначением которого служит формирование качественного видеосигнала в любых условиях эксплуатации;
  • Каналообразующее - модули передачи сигналов по различным линиям связи (оптическим, медным, Ethernet) в том числе аппаратные кодеры/декодеры различных сигналов в сеть Ethernet и обратно;
  • станционное - оборудование, выполняющее функции переключения камер на мониторы (матричные коммутаторы, "виртуальные коммутаторы", отчасти видеорегистраторы) и архивации сигналов (например, видеорегистраторы, в том числе сетевые или с регистрацией аудио, тревог и другой информации);
  • АРМ (автоматизированные рабочие места) - это обычно органы управления и отображения (клавиатуры, мониторы, техмебель).

Проблемы и решения

Казалось бы, все просто - есть цифровая камера, сетевой коммутатор, видеорегистратор и компьютер с программным обеспечением. Подключив все к сети и настроив, можно спокойно заняться эксплуатацией. Однако при более детальном рассмотрении системы по типам оборудования (см. предыдущую главу) для каждого типа оборудования существует целый набор проблем, решать которые можно, только имея квалифицированных специалистов и опыт работы с системой.

Сигналообразующее оборудование

Никаких проблем не возникает с телекамерами внутренней установки. Но как только цифровая камера устанавливается вне помещения (скажем, на периметре охраняемого объекта), то встают вопросы ее защиты от атмосферных воздействий (температура, влага, гроза). От низкой температуры и влаги защищает гермокожух. Однако большинство гермокожухов никак не решают проблемы "холодного старта", когда оборудование на холоде было отключено некоторое время и промерзло до низкой температуры. Далее при старте заклинивает кинематику объективов, возникают локальные перегревы в электронике (процессор камеры выделяет много тепла, быстро разогреваясь) и тепловые деформации радиоэлементов и печатных плат. Последнее может привести к отрыву контактов радиоэлементов от токонесущих площадок или даже к механическому разрушению их корпусов. В сигналообразующих изделиях всего комплекса может применяться дополнительное устройство -грозозащита сигнальных и силовых линий с двойным термостатом. Зачем с двойным? Дело в том, что первый термостат срабатывает при низкой температуре внутри гермокожуха (примерно от 0 °С и ниже) и включает обогреватель. Пока температура внутри кожуха не поднимется до указанной рабочей температуры камеры и объектива, второй термостат не включится и питание на камеру не подаст. Как только температура становится выше рабочей внутри кожуха, второй термостат подает питание на подогретую камеру и объектив, и они без проблем включаются в работу. Такая двойная подстраховка гарантирует отсутствие "стрессов" для оборудования и направлена на продление срока его службы.

Другим примером может послужить комплект взрывобезопасной и взрывозащищенной камеры, одна из моделей которой представляет собой цифровую IP-камеру внутри спецкожуха. Изделие рассчитано на применение во взрывоопасных и агрессивных средах (нефтегазовая промышленность, горнодобывающие предприятия, химическая промышленность, объекты морского и океанского базирования).

Каналообразующее оборудование

Для полностью цифровой системы каналом передачи служит одна среда -вычислительная сеть или Ethernet (как одна из наиболее распространенных ее реализаций). Поэтому канало-образующим оборудованием здесь служит сетевой коммутатор. Проблемы с ним те же, что и с камерами. Все умеют устанавливать коммутаторы внутри помещений, но надежная инсталляция сетевого оборудования вне помещений редко у кого продумана. Проблемы известны - температура, влага, грозозащита. При установке на периметре к ним добавляется еще и большое расстояние передачи данных. При этом известные мне реализации периметровых IP CCTV, как правило, не учитывают или грозозащиту, или температуру. Однако что их объединяет однозначно - они никак не направлены на отказоустойчивость. Что произойдет, если ряд коммутаторов, соединенных последовательно, потеряет связь в каком-либо сегменте? Правильно, связь потеряется также и у всех последующих коммутаторов, стоящих за неисправным сегментом сети, даже если все коммутаторы там исправны. Периметр обычно позволяет закольцовывать циркуляцию информации. Тем не менее встречаются проекты, в которых на бумаге кольцо нарисовано было, но и трафик не был просчитан (а он превышал возможности 100 Мбит/с сети), и коммутаторы не поддерживали соответствующие протоколы (RSTP, OSPF), на основе которых и строятся избыточные связи для резервирования каналов передачи данных при сбоях. Иными словами, такие решения могут позволить себе только квалифицированные IT-специалисты. Но таковых в фирмах, работающих с IP CCTV, немного, так как стоимость услуг подобного специалиста велика. Отсюда и качество решений: внутри помещений с IP CCTV работать умеют многие, вне помещений - только избранные.

Надо сказать, что в состав канало-образующего оборудования уже упомянутых комплексов входят специально отобранные и протестированные изделия - сетевые коммутаторы индустриального исполнения, с оптическими гигабитными портами, позволяющие строить сложнейшие отказоустойчивые сети с поддержкой удаленного мониторинга состояния устройств и сетевых соединений с точностью до блока. Реализован мониторинг состояния оборудования и оповещения технического персонала о месте, времени и типе возникшей неисправности, а также с автоматической выдачей кратких рекомендаций по способу поиска и устранения неисправности.

Станционное оборудование

Его основное предназначение -переключить сигнал телекамеры на нужный монитор по тревоге (или другому событию) в системе и произвести его видеорегистрацию на время, достаточное для последующего проведения анализа персоналом объекта.

Функцией коммутации занимаются все те же сетевые коммутаторы. Основное их предназначение - по сигналу от оператора или по событию в системе, или по алгоритму работы управляющего программного обеспечения коммутировать поток видеоданных на декодер (аппаратный или программный, на компьютере). К ним предъявляются повышенные требования по пропускной способности и те же требования по построению безотказных сетей и удаленному мониторингу состояния, что указаны в предыдущей главе.

Функция видеорегистрации лежит на видеорегистраторах или на системе хранения данных (СХД) в виде iSCSI-архиватора. В первом случае видеорегистратор - самостоятельное сетевое устройство, к которому при необходимости подключаются внешние архиваторы большой емкости. Во втором случае все проще - видеорегистратор не требуется, поскольку сам архиватор уже им является. Конечно, для этого необходимо, чтобы и кодер, и архиватор поддерживали технологию iSCSI, которая сейчас является наиболее перспективным направлением развития СХД в IP CCTV. Обязательное условие в любом случае -возможность мониторинга состояния оборудования с точностью до блока и его отказоустойчивость. Отказоустойчивость достигается резервированием возможных точек отказа - блоков питания компьютеров, каналов связи, самих серверов. Мониторинг состояния оборудования позволяет не держать на объекте высококвалифицированный IT-персонал, а просто отрабатывать инструкции, выдаваемые системой. Например: "...отказ резервного блока питания № 2 у сервера № 1. Заменить блок питания из состава ЗИП". С подобной инструкцией сможет справиться обычный техник.

Комплексный подход - единственный способ решения задач заказчика

Сегодня можно с уверенностью утверждать, что только комплексный подход к построению всей системы в целом может гарантировать заказчику правильное решение его задач. Этот подход формируется на основе многолетнего опыта работы, выявления проблем, их учета и устранения в последующих реализациях. Именно так любой комплекс доводится до состояния, при котором и производитель комплекса, и заказчик могут быть уверены в том, что с поставленными задачами каждый из них справится надежно и без лишних проблем при эксплуатации.

Еще одним преимуществом комплексного подхода является его тира-жируемость. Если внимательно изучить законодательную и нормативную базу различных министерств и ведомств Российской Федерации, то можно отследить их схожесть. Это неудивительно, так как нормативная база верхнего уровня для построения всех охранных систем одна и та же: это закреплено в документах федерального уровня, в частности в "Основах государственной политики в области обеспечения безопасности населения Российской Федерации и защищенности критически важных и потенциально опасных объектов от угроз техногенного, природного характера и террористических актов". Являясь по сути концептуальным документом, "Основы..." требуют конкретного наполнения по каждому направлению деятельности. В частности, как конкретизацию относительно защиты от терактов можно привести требования ФЗ "О противодействии терроризму", ФЗ "О транспортной безопасности" и достаточно большой ряд указов Президента РФ и т.д. Далее каждое ведомство детализирует эту документацию до своего уровня, уточняя пункты законов в соответствии со своей спецификой. Так появляются нормативные документы "Правила физической защиты ядер-ноопасных объектов..." (Минатом), "Единые требования..." (Минобороны) и другие, схожие по своему составу и набору требований. Параллельно существуют регламентирующие стандарты (например, ГОСТ Р 51558-2000 "Системы охранные телевизионные..." и др.). Изначально удовлетворив при создании комплекса требования этой нормативной базы, можно гарантировать, во-первых, что эти требования будут однозначно соблюдены именно на таких подведомственных объектах, а во-вторых, что решения, заложенные в комплекс, можно будет легко экстраполировать на другие объекты другой ведомственной подчиненности, возможно, с небольшими доработками. Надо сразу сказать, что из всех известных мне нормативных документов требования Минобороны являются наиболее жесткими и продуманными.

Необходимо, чтобы в состав комплекса были включены изделия ведущих европейских производителей как специального телевизионного, так сетевого и компьютерного оборудования. Последнее немаловажно при применении на объектах особой важности, поскольку только крупные известные поставщики такого сложного оборудования имеют соответствующие программы действий и механизмы, гарантирующие его надежность и бесперебойную эксплуатацию.

Однако надо понимать, что одно только название оборудования или торговая марка - еще не есть гарантия его работоспособности и выполнения всех требований заказчика на конкретном объекте, хотя это и весьма существенная их часть. Другая неотъемлемая составляющая успешной инсталляции - наработанные на этом оборудовании решения, проверенные годами на самых сложных и разнообразных объектах и порой в самых тяжелых условиях. Именно она гарантирует заказчику то, что его объект будет защищен на должном уровне надежности и точно в соответствии с требованиями его нормативных документов.

Говоря о комплексном подходе, требуется обязательно упомянуть то, что комплексная СОТ - не только смонтированное и сданное в эксплуатацию оборудование. Это целая система отбора и тестирования оборудования, система привязки комплекса к объекту (в соответствии с нормативными документами, требованиями заказчика, опытом исполнителя по работе на объектах подобного класса); система подготовки персонала заказчика (операторы, обслуживающий персонал); проведение тренингов, обучающих программ; полный комплект проектной и эксплуатационной документации; продуманный ЗИП (запасное имущество и принадлежности); система регламентных работ (превентивного обслуживания) и стандартные методы работы; стандартизированные наборы инструментов и КМЧ, специально предназначенные для проведения безаварийной эксплуатации комплекса в течение всего срока его службы. Это сервисная поддержка (сервисный центр, который обеспечит ремонт оборудования при его отказе) и квалифицированная техническая поддержка персонала заказчика при эксплуатации комплекса. Это система менеджмента качества, гарантирующая учет отзывов потребителей и направленная на постоянное совершенствование оборудования. Это высококвалифицированный персонал, обеспечивающий качество выдаваемых проектных решений и качество монтажных и пусконала-дочных работ и т.д. Это система оборудования, документации и мер, направленных на его длительную, безаварийную и надежную работу в течение всего срока службы.

В заключение хотелось бы еще раз повторить, что цифровые системы охранного телевидения - действительно будущее, которое уже сейчас стало настоящим на части объектов. Даже если комплекс изначально был установлен в аналоговом исполнении, то в нем уже должен быть заложен механизм поэтапной модернизации до полностью цифровой современной системы. Тогда со временем можно будет достаточно несложно провести поэтапный комплекс работ по замене аналоговых изделий на цифровые без особой перестройки всей системы и без нарушения алгоритмов охраны объекта.

Дополнительно хочу отметить, что современный уровень развития технологий накладывает особые требования на квалификацию персонала, работающего с системами охранного телевидения. Современный инженер по теленаблюдению сочетает в себе черты как самого "телевизионщика" так и "сетевика-компьютерщика", то есть специалиста по сетевым и компьютерным технологиям. Только таким образом можно идти в ногу с требованиями времени и добиваться реальных результатов, которыми могла бы гордиться каждая компания рынка безопасности.

Опубликовано: Каталог "CCTV"-2008
Посещений: 11712

  Автор

Филатов В.В.

Филатов В.В.

Начальник отдела технической и маркетинговой поддержки ЗАО "КОМПАНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬ"

Всего статей:  2

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций