Построение ethernet-сети для ip-видеонаблюдения / хабр

Схема подключения ip видеонаблюдения.

Последним барьером для полного перехода систем видеонаблюдения на системы, в основе которых лежат исключительно цифровые технологии, остался коаксиальный кабель, соединяющий видеокамеры и цифровой видеорегистратор. Компоненты современных цифровых систем (ip-камеры и видеосерверы) устанавливают между собой связь через обычные компьютерные сети или интернет (в том числе, используя беспроводные технологии). По сути, самые современные технологии формирования видеоизображений и новейшее сетевое оборудование позволяют создавать системы видеонаблюдения с безграничными возможностями.

Для установления связи между компонентами цифровых систем в последнее время применяется витая пара. В камере наблюдения устанавливается передатчик изображения, а в видеорегистраторе-приемник. При помощи связи между ними по витой паре происходит прием-передача видеоизображения. Подобная система связи позволяет организовывать высококачественное видеонаблюдение на расстояниях до 3000 метров.

Схема построениясистемы IP видеонаблюдения

Самый простой вариант подключения IP-камеры – просто соединить камеру и персональный компьютер, оснащенный сетевой картой, при помощи специального кабеля. В зависимости от вида соединяемых компонентов цифровой системы различают два вида сетевых кабелей – так называемые «прямые» и «перекрестные». Первый вид кабелей применяется для подключения компьютера к коммутатору или модему. Второй служит для соединения, например, двух компьютеров между собой через сетевые карты без применения дополнительного оборудования. Для правильного выбора необходимого кабеля следует при покупке объяснить продавцу, что и к чему предполагается подключать с его помощью.

Когда необходимый для подключения IP-камеры к компьютеру кабель приобретен, остается просто соединить с его помощью компоненты системы и присвоить видеокамере IP-адрес. Для просмотра и сохранения видеоизображений необходимо установить программное обеспечение, обеспечивающее работу данной IP-камеры.

Обеспечить системе возможность подключения большего количества камер сможет сетевой коммутатор. Для записи, хранения и воспроизведения видеоинформации понадобится сетевой видеорегистратор (NVR). Полная функциональность системы достигается при наличии доступа к ней ip видеонаблюдения через Internet. В таком случае сетевой коммутатор подключают к маршрутизатору, имеющему доступ к Internet, через широкополосный модем или Ethernet-кабель. После выполнения всех необходимых настроек обеспечивается удаленный доступ к видеокамерам и регистраторам.

КАМЕРЫ СЛЕЖЕНИЯ ДЛЯ ДОМА

Такие видеокамеры – это оптимальное решение для организации простой системы безопасности с возможностью просматривать записанное изображение в любое удобное время. Компактные устройства слежения с записью можно легко расположить в удобном месте, выбрав оптимальные углы обзора.

Камеры с функцией записи можно разделить на три варианта, в зависимости от носителя информации:

запись на флешку;
запись на карту памяти;
запись на жесткий диск.

Последний вариант наиболее востребован в профессиональных системах видеонаблюдения, так как предусматривает запись с аналоговой камеры на видеорегистратор или персональный компьютер с платой видеозахвата. В домашних системах повышенным спросом пользуются первые два варианта с прямой цифровой видеозаписью на носитель.

Дополнительную информацию по этому вопросу можно посмотреть на странице про видеокамеры с записью

Видеокамеры устанавливают таким образом, чтобы обеспечить удобный доступ к носителю для его замены, и в то же время скрыть их расположение от потенциальных злоумышленников. Лучше всего использовать несколько флешек или карт памяти, это обеспечит практически непрерывное видеонаблюдение.

Второй очень важный момент – это автономность оборудования. Оборудование с записью на флешку или карту памяти отличаются хорошими показателями энергопотребления, поэтому достаточно подключить их через простой источник бесперебойного питания.

Видеорегистраторы требуют наличия ИБП рассчитанного на повышенное энергопотребление и занимают больше места, что затрудняет их маскировку. Но учитывая увеличенный объем архива, возможность подключить большое число аналоговых камер и высокую отказоустойчивость, этот вариант по-прежнему вне конкуренции в области профессиональных систем безопасности.

Иногда для домашнего видеонаблюдения используют простейшую комбинацию веб-камеры и персонального компьютера подключенного к сети интернет. Фактически, слежение через веб камеру сложно назвать полноценной системой видеонаблюдения. Можно сразу определить несколько негативных факторов:

низкое качество изображения;
привязанность к компьютеру;
выбор места установки ограничен длиной USB шнура.

Но подобное решение оправдано при отсутствии какой либо альтернативы. Часто слежение через веб камеру организовывают с использованием устаревших компьютеров, которые вполне справляются с записью изображения и его трансляцией через интернет. Для последнего варианта потребуется установить специальное ПО.

Выбирая камеры слежения необходимо руководствоваться общими требованиями к системе безопасности. Так, для простого домашнего видеонаблюдения можно приобрести удобный и практичный комплект беспроводного оборудования. Повысить общий уровень защищенности, можно установив скрытые камеры.

Для небольшой системы безопасности лучше выбрать проверенное аналоговое оборудование с видеорегистратором и мониторами для прямого наблюдения.

* * *

Скрытые видеокамеры без корпуса

Наиболее распространенными являются скрытые IP-камеры без корпуса. Именно эта конструктивная особенность дает возможность прятать такие камеры в самые разнообразные места – в стены, дверные проемы, лампы, предметы интерьера.

Но в этом процессе главное не переусердствовать и не нарушить закон, который запрещает размещать камеры в муляжах и в других предметах, которые могут ввести в заблуждение по поводу их прямого назначения (например, нельзя ввинтить камеру без корпуса в патрон от лампочки).

Из-за этого рекомендуется особенно осторожно относиться к забавным техническим штучкам из Китая, так как их создатели не всегда помнят об этом предписании. Купив скрытую камеру в виде зайчика или мышонка, можно стать нарушителем закона

Встроенный процессор и веб-сервер передает на компьютер изображение самого высокого качества. Наблюдение можно вести с любого интернет-браузера. Можно подключить сервис уведомлений SMS и на электронную почту.

Очень часто производитель предлагает пакет необходимого программного обеспечения. Скрытые IP-камеры можно без особого труда подключить к смартфону с помощью специально разработанного приложения от создателей модели.

Требования к аппаратному и программному обеспечению при организации наблюдения через интернет

Схема построения ip видеонаблюдения зависит от площади и архитектуры объектов, на которых необходим визуальный контроль.

В зависимости от этого, будут меняться параметры аппаратной и программной частей, а также требования к локальной сети.

Перед монтажом камер важно продумать схему их размещения таким образом, чтобы с учетом угла захвата и поворота все ключевые точки помещения или открытого пространства оказывались под постоянным наблюдением. При построении сети для наблюдения за офисом или магазином предъявляются следующие требования

При построении сети для наблюдения за офисом или магазином предъявляются следующие требования.

Аппаратная часть: ip камеры в количестве, достаточном для контроля ключевых точек, локальная сеть, сетевой коммутатор с достаточным количеством портов, компьютер с программным обеспечением для записи и просмотра видео и достаточным объемом жесткого диска, в случае большого количества информации – сервер.

Требования к локальной вычислительной сети зависят от количества камер, через которые ведется наблюдение. В небольших сетях (до 10 видеорегистраторов) пропускная способность ЛВС от камеры до коммутатора должны быть не менее 10 мегабит в секунду, а от коммутатора до компьютера – не менее 100 мегабит в секунду.

Если вы используете дорогие видеокамеры с разрешением в несколько мегапикселей, пропускную способность от камеры до коммутатора нужно увеличить в 2-3 раза.

При использовании уже имеющейся в офисе или магазине локальной вычислительной сети, под организацию видеонаблюдения лучше зарезервировать отдельный канал.

Следует иметь в виду, что кроме пакетов с видеоданными, через локальную вычислительную сеть передается множество служебной информации, что также создает дополнительную нагрузку на ЛВС.

ВОЗМОЖНОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА СЕТЕВЫХ СИСТЕМ

К основным преимуществам сетевого IP видеонаблюдения можно отнести:

широкие возможности организации удаленного доступа;
получение изображения высокого качества;
технологии интеллектуальной обработки видео;
возможность интеграции с информационными сетями, системами безопасности, СКУД;
гибкость и масштабируемость системы.

Удаленный доступ.

Доступ к основным функциям сетевых видеорегистраторов и камер может осуществляться удаленно. Кроме того, права доступа могут быть распределены на администраторские и пользовательские. Это довольно удобно, если авторизированному пользователю необходимо обеспечить только просмотр видео.

Высококачественное изображение.

Для современных систем видеонаблюдения важно не только зафиксировать сам факт правонарушения, но и дать возможность опознать преступника. Современные мегапиксельной технологии и прогрессивная развертка — это возможность получить изображение улучшенного качества с более высоким уровнем разрешения, чем у большинства аналоговых камер

Современные мегапиксельной технологии и прогрессивная развертка — это возможность получить изображение улучшенного качества с более высоким уровнем разрешения, чем у большинства аналоговых камер.

Некоторые модели сетевых видеокамер могут передавать видео данные сразу несколькими потоками с различным уровнем разрешения. На сервер записывается информация максимального качества. На монитор в диспетчерской, службы безопасности поддается менее качественная картинка, которая, тем не менее, позволяет отследить ситуацию на объекте.

На удаленные мобильные устройства подается информация с максимальным уровнем сжатия, что связано с ограничениями пропускной способности канала.

Интеллектуальные технологии управление событиями.

Глобальные системы видеонаблюдения ставят перед пользователями новую проблему — переизбыток информации. Для того чтобы своевременно распознать или быстро найти требуемый файл используется система аналитической обработки видео.

Такие функции могут быть интегрированы непосредственно в сами сетевые камеры или реализовываться модулями программного обеспечения, установленного на видеосервере, видеорегистраторе или ином оборудование.

К примеру, множество современных сетевых камер имеют встроенные функции детектора движения и звука, активного оповещения при различных несанкционированных действиях. Использование этих функций помогает анализировать видео непосредственно в месте его получения, что существенно сокращает время отклика на наступившее событие.

Кроме того, можно настроить автоматическую реакцию на некоторые события: отправка уведомлений на e—mail и SMS, звуковое или видео оповещение на мониторе диспетчера, включение видеозаписи.

Возможности современной видеоаналитики рассматриваются здесь.

Интеграция с другим оборудованием.

безопасности (пожарно—тревожная сигнализация);
управления контроля доступом;
информационную сеть Ethernet;
умный дом и т.п.

Масштабируемость.

Сетевое видеонаблюдение может быть быстро расширено или свернуто в соответствии с запросами пользователя. В проводной или беспроводной сети IP видеонаблюдение может быть использовано произвольное количество устройств, как правило добавление любого числа камер или видеорегистраторов не приводит к ключевым изменением архитектуры системы видеонаблюдения.

Экономическая эффективность сетевого оборудования.

Несмотря на то, что цена IP камер несколько выше, чем аналоговых, в определенных ситуациях совокупная стоимость системы сетевого видеонаблюдения может оказаться ниже, чем аналоговой. Это относится, в первую очередь, к случаям с использованием уже существующей инфраструктуры передачи данных.

Новые сетевые технологии и оборудование, которые постоянно появляются на рынке, существенно удешевляют системы сетевого видеонаблюдения. К примеру, РоЕ (технология передачи питания по кабелю витая пара) избавляет от необходимости устройства специальной сети электроснабжения для камер.

Основные области применения систем сетевого видеонаблюдения:

система мониторинга зданий и прилегающих территорий;
мониторинг путей сообщения, скоростных автотрасс, переездов, системы безопасности аэропортов, железнодорожных станций и т.п.;
системы безопасности банков: контроль кассовых операций, удаленный контроль банкоматов;
контроль технологических процессов, мониторинг служб доставки и пр.

Виды сетей

IP видеокамеры могут подключаться к различным сетям несколькими способами, в зависимости от стандартов передачи данных.

100 Ethernet – подключение происходит через стандарт RJ45, используя витую пару категории 4, 5, 5е. наиболее распространен в настоящее время из-за низкой стоимости. Подходит для сетей, у которых не более 10-15 камер.

Gigabit Ethernet – при построении этих сетей используется кабель 6 и 6А категорий (см. Кабеля для видеонаблюдения). Кроме передачи данных с большого количества камер возможна передача и другой информации.

Модемное соединение – связывает сетевую IP камеру с глобальной сетью и обеспечивает передачу данных:

обычный факс-модем — не более 56 кбит/с. Практически не используется из-за низкого качества получаемого сигнала;
ISDN – обеспечивает 2 канала с общей скоростью до 128 кбит/с;
xDSL – обеспечивает до 1 мбит/с для передачи и до 250 кбит/с для загрузки;
ADSL – компании связи практикующие эту технологию регламентируют скорость передачи до 40 мбит/с, хотя на практике она редко достигает 10 мбит/с.
GSM – модемы обеспечивают связь от 5 до 50 кбит/с в зависимости от расположения вышки связи (силы сигнала).

Плюсы и минусы

У данного типа видеонаблюдения можно выделить следующие плюсы:

Удалённость и автономность. Большинство автономных видеокамер обладают встроенными аккумуляторами или идут в продажу в комплекте с бесперебойниками и SD-картами, что позволяет им работать без вмешательства человека длительное время. Со способностью затирать наиболее старую запись для освобождения места под новую картинку камера, можно сказать, будет работать практически вечно. Об этом даже не приходится говорить, если запись вовсе идёт на отдельный сервер облачного хранилища.

Стоимость и доступность. Удалённым видеонаблюдением можно назвать как дорогостоящие IP камеры, так и самостоятельно, из подручных средств сделанную систему видеонаблюдения на основе веб-камер, стоимость которых не превышает шести-семи тысяч рублей.

Доступность необходимого софта тоже не под вопросом, как и цены тарифов существующих облачных хранилищ.

Но нигде не обходится без минусов:

Сложность. Некоторые схемы видеонаблюдения могут показаться достаточно сложными в понимании и освоении для рядового пользователя. Именно поэтому редакция рекомендует использовать самые простые из озвученных ниже методов онлайн-слежки, если инструкции этого цикла статей не привнесли ясности в этот вопрос.

Малая надёжность. В зависимости от того, какой вид удалённого в/н собирается реализовывать человек, он в любом случае рискует. Выбирая веб-камеры – есть риск наткнуться на особенно раздражительных соседей, не приемлющих несогласованную с ними съёмку, и потерять свои драгоценные камеры. Выбирая облачное хранение – наткнуться на взломщиков наименее популярных хранилищ или поломку серверов с их длительной починкой на неопределённый срок.

Устройство купольных видеокамер

Название «купольная камера» точно отражает ее конструктив. Перечислим основные части, из которых состоит такое устройство:

Видеокамера.
Электронная схема управления.
Датчики движения (если есть).
Инфракрасная подсветка (если есть).
Поворотный механизм (если есть).

Камера заключена в корпус, закрываемый полусферой купола, обычно выполненного из поликарбоната. В антивандальных или взрывозащищенных моделях используется закаленное стекло. Корпус представляет собой полусферу.

Чаще используется затемненный корпус, благодаря чему невозможно определить, в какую сторону направлена камера, и есть ли она там вообще. В продаже есть муляжи камер, внешне никак не отличающиеся от настоящих.

Ряд моделей имеет программу поворота на заданный фиксированный угол, а также автоматического изменения положения объектива, поворачиваясь по определенному алгоритму или выбирая произвольное положение. Используется 3 вида поворотного механизма:

Зубчатый механизм. Используется редко, т. к. считается устаревшим.
Ременный. Распространенный вариант. Характеристики и долговечность напрямую зависят от качества используемого ремня.
Прямой привод. Самый современный и компактный механизм, еще не получивший широкого применения.

Чем шире возможности поворота, тем меньше вероятность появления непросматриваемых зон.

Есть особенности и в применении ИК-подсветки. Использование ее может привести к повышению температуры внутри купола, а размещение светодиодов вокруг объектива – недорогое, но не лучшее конструктивное решение. Видеокамера может подвергаться дополнительному нагреву. Лучше, если светодиоды ИК-подсветки сгруппированы не вблизи объектива видеокамеры.

Компоненты системы ip видеонаблюдения и порядок подключения.

IP-камеры;
канал передачи аудио-видеосигналов – витая пара;
сетевой коммутатор: входящие гнезда – IP-камеры; выходящие гнезда – сетевой видеорегистратор (NVR), мониторы, маршрутизатор;
маршрутизатор: входящие гнезда – сетевой коммутатор; выходящие – подключение к интернету.

Распределительные системы ip видеонаблюдения позволяют отображать порядка 100 видеоканалов на одном мониторе и осуществлять записи на жесткие диски изображения IP-камер. Система выполняет автоматические проверки наличия сетевых подключений, осуществляет ведение журнала событий, отображает режимы работы каждого канала.

Распределительная система осуществляет централизованный контроль записей видеоизображений от камер, расположенных на значительных удалениях друг от друга. С ее помощью можно охватить видеонаблюдением как разные районы одного города, так и разные города. Применение сетевых видеорегистраторов или видеосерверов, подключенных к сети Ethernet, обеспечит наблюдение и контроль одновременно за несколькими крупными объектами, на которых могут устанавливаться и локальные системы для видеонаблюдения.

Устройство и принцип работы IP камеры виденаблюдения

IP камера состоит из следующих частей:

Объектив.
Фильтр.
CDD матрица.
Устройство видеозахвата.
Блок сжатия (компрессии) изображения.
Интегрированный IP сервер и управляющий процессор.
Оперативная память.
Флеш память.
Интерфейс сетевого подключения.
Порт вывода видео и аудиоданных.
Входы и выходы различных оповещающих и тревожных сигналов.

Принцип работы

В роли принимающего световые колебания устройства, выступает CDD матрица. Внешне, эта пластинка, выглядит как прямоугольник с пропорциями 3х4, состоящий из большого числа светочувствительных ячеек.

Именно от их количества и зависит качество передаваемого изображения, разрешение IP камеры. ПЗС матрица преобразует свет, попадающий на нее, в электрический сигнал.

Устройство видеозахвата преобразует аналоговый электрический сигнал, поступающий от матрицы в цифровой.

Это происходит в 3 этапа: дискретизация – считывание; квантование – усиление и, непосредственно кодирование.

Блок компрессии производит сжатие кодированного сигнала в один из форматов, для последующей передачи по сети. Этот процесс может происходить аппаратно и программно, что обходится дешевле, но не так эффективно.

Процессор – выводит оцифрованный и сжатый видеосигнал и контролирует работу интегрированного WEB сервера и других управляющих программ.

Передача изображения происходит через Ethernet порт или с помощью дополнительного оборудования (dial-up или ADSL модемы) подключенного к последовательному COM порту.

Флеш память позволяет хранить пользовательские настройки управляющих программ, может использоваться для резервного сохранения и дополнительной буферизации видео.

ОЗУ – временно сохраняет данные, генерирующиеся при выполнении различных функций заложенных в программу управления камерой.

Классификация камер видеонаблюдения по типам

Камеры видеонаблюдения могут устанавливаться в различных местах, как на улицах, где они подвержены атмосферному влиянию, так и внутри помещений, где поддерживается постоянная влажность и температура. Также важным аспектом является и обзор, в зависимости от поставленных задач, а также возможная необходимость антивандальной защиты или скрытой установки. Ниже рассмотрим основные типы камер видеонаблюдения.

Наружное ВН

Наружные видеокамеры, как правило, устанавливаются с целью мониторинга и контроля территории, а также оживленных трасс и городских улиц. Они очень важны не только с точки зрения захвата видео потенциальных преступников, чтобы помочь правоохранительным органам, но и с точки зрения предотвращения преступности. Статистика преступлений показывает, что чем более очевидными и высокотехнологичными являются системы камер, тем меньше совершается преступлений.

Важными факторами наружной камеры являются то, что она должна быть устойчивой к атмосферным воздействиям и включать ночное видение даже в хорошо освещенных областях. Это гарантирует, что отключение освещения не делает камеру бесполезной. Установка должна гарантировать, что широкая область будет закрыта и что камера не будет легко доступна с земли. Существуют также антивандальные видеокамеры, с повышенным уровнем защиты от физических воздействий.

Внутреннее ВН

Камеры, устанавливаемые внутри помещения не должны быть устойчивыми к атмосферным воздействиям, а это значит, что они могут быть значительно меньше и проще в установке с гораздо меньшими ограничениями. Для использования внутри помещений более всего подходит камера, обеспечивающая очень широкий угол обзора.

Производители современных систем видеонаблюдения предлагают камеры с обзором в 360 градусов.

Также, часто устанавливают направленные камеры, для контроля за коридорами или лестничными пролетами. Внутренние камеры устанавливаются повсеместно. Сложно себе представить современный офис, банк, супермаркет или даже маленький магазин, без внутренних систем видеонаблюдения. Это помогает не только минимизировать риски воровства, но и, в значительной мере, получить контроль над действиями персонала, для дальнейшего разрешения возможных спорных моментов.

Скрытые камеры-шпионы

Некоторые из лучших типов систем наблюдения также позволяют установить скрытые камеры-шпионы. Часто это необходимо, например, когда факты воровства повторяются на регулярной основе и есть необходимость незаметно вычислить преступника. Не все кражи со взломом очевидны, и такие скрытые камеры могут иметь большое значение для того, чтобы поймать преступников в процессе воровства.

Скрытые камеры, как правило, очень маленькие и беспроводные, чтобы обеспечить установку в очень незаметных местах. Они часто замаскированы под повседневные предметы.

Что представляют собой беспроводные камеры видеонаблюдения?

Современная беспроводная система видеонаблюдения – это перечень специальных приспособлений для фиксации происходящих событий с определенным радиусом действия и записи их на запоминающее устройство в формате видеосъемки со звуковым эффектом. Можно приобрести как отдельные камеры для наблюдения, так и готовые комплекты беспроводного видеонаблюдения для частного дома и квартиры.

Купольные камеры наблюдения предназначены в основном для монтажа на потолок помещения чтобы обеспечить полный угол обзора

Развитие беспроводных технологий позволило сделать процесс видеонаблюдения удобнее, проще и доступнее. Сегодня используется большое количество новых возможностей систем видеонаблюдения. Благодаря применению цифровой передачи данных посредством радиоканала, что осуществляется от камеры к приемнику, отображаемая запись не имеет помех. Приемник подключается напрямую к монитору, или через видео регистратор. Здесь можно задействовать сразу четыре камеры, которые одновременно просматриваются на мониторе.

Беспроводные системы видеонаблюдения могут быть использованы для:

осуществления частной и общественной безопасности;
для мониторинга технологических процессов;
для наблюдения за магистралями, станциями и мостами в транспортной сфере;
для предупреждения краж и решения конфликтов в торговой сфере;
проведения удаленной диагностики в медицине.

Данная система часто устанавливается на объектах без стационарных инженерных коммуникаций и, когда нет возможности проложить кабель.

Особенностью беспроводной камеры видеонаблюдения является в первую очередь удобство монтажа в любое место в помещении

Система беспроводного видеонаблюдения состоит из таких устройств:

беспроводной камеры видеонаблюдения, устанавливаемой на объекте охраны;
стационарного видеорегистратора, который обрабатывает информацию, полученную от камеры, и передает ее на монитор;
экрана с пультом управления, который дает возможность в реальном времени наблюдать за происходящими событиями на охраняемом объекте;
необходимых приспособлений для установки системы видеонаблюдения.

Отличительными особенностями системы являются:

простота установки;
легкая наладка системы;
возможность расположить оборудование в любом месте в помещении;
отсутствие кабелей, которые могут испортить интерьер;
небольшие размеры и вес устройств;
возможность интегрирования с другими системами;

Мобильная Wi-Fi камера оснащена видеорегистратором, который записывает и обрабатывает информацию

наличие встроенного аккумулятора, что позволяет устройству работать бесперебойно, даже в случае отключения электроэнергии;
простота маскировки;
возможность управлять системой удаленно.

Список источников