Wi fi систем видеонаблюдения

Современные системы видеонаблюдения — от концепций до воплощения. Часть 2

В части 1 мы начали краткий обзор вариантов построения современных систем видеонаблюдения, место серверов и регистраторов в них.

По отзывам мы поняли, что тема актуальная. Развитие идет дальше, и сегодня лидеры в области ПО для видеонаблюдения сами обсуждают преимущества и недостатки систем на софте (на базе серверов) и систем с регистраторами. В итоге понимают, что надежность регистраторов выше, но серверные системы более гибкие и позволяют решать более сложные задачи. Сервера и регистраторы уже имеют ПО на основе нейросетей, но это ПО требует обучения на конкретной местности с ветром, растительностью и облаками. А это «ахиллесова пята» нейросетей, поскольку обучение производители доверяют только своим за деньги сертифицированным специалистам.

Вероятно, а так уже было с IP-видеосистемами (видеокамерами, регистраторами и оптикой для них), скоро цены на нейромодули упадут, и с адаптацией на конкретном объекте пакетных решений смогут справляться квалифицированные инсталляторы с техническим образованием. Заграница в лице Китая нам поможет.

В результате ваших отзывов стало понятно, что много вопросов по конкретным моделям серверов и регистраторов и систем из них построенным. Но конечно, производить обзор всего спектра этого оборудования невозможно. Проще зайти на сайт производителей, упомянутых мной в ответах на вопросы. Ссылки оставлять не буду, запрещено правилами.

В ходе вопросов стало также понятно, что есть интерес к ночному режиму работы видеосистемы. Поле это не освоенное, на нем существует масса штампов, заблуждений и нерешенных проблем. Эту тему мы сегодня поднимать не будем, а оставим для следующей части нашего эссе.

Очень много интереса к бытовым видеосистемам, и это направление, благодаря высокому техническому уровню пользователей и мобильности клиент-устройств, стало драйвером развития видеонаблюдения. Но и здесь есть свои концепции, специфика и тонкости, о которых стоит говорить.

Сегодня мы попробуем перейти к конкретике распределенных систем видеонаблюдения, о которых упоминали в первой части изложения, приведем несколько примеров.

Итак, вспомним концовку 1 части.

Локальные сервера служат для выполнения задач по аналитике непосредственно на объекте в зоне размещения групп видеокамер.

Почему на объекте? Для того, чтобы снизить нагрузку на тракт передачи данных (СПД), особенно если он беспроводной.

В статьях мы рассмотрим подробно такие сервера, обсудим:

  • тонкости их подбора;
  • условия эксплуатации и монтажа;
  • особенности настройки;
  • их недостатки;
  • варианты их проводного и беспроводного подключения по Wi-Fi и GSM.

Начнем с последнего пункта, ибо он определяет конструкцию и состав распределенных узлов.

1. Проводные каналы связи

В системах IP-видеонаблюдения возможно использование проводных каналов 2 основных типов:

  1. Медных на основе кабелей UTP/FTP
  2. Оптических, на основе одномодового и многомодового волокна
Читайте также:  Способы построения сетей wi fi

Эти варианты все представляют, знают об их достоинствах и недостатках, поэтому описывать их не будем.

При наличии провода нет проблем со скоростями и пропускной способностью удаленного узла, главная проблема- обеспечить прокладку такой линии связи. Иногда это невозможно. Иногда нет на это времени, а иногда система должна мобильно устанавливаться и перемещаться с объекта на объект.

В любом случае необходим медный или оптический порт, или 2 для резервирования, в составе распределенного узла.

2. Параметры современных беспроводных каналов связи

  1. Wi-Fi
  2. GSM
  3. Специализированные высокочастотные радиоканалы с параболическими антеннами диапазонов 18-24 ГГц (редкая и дорогая экзотика)

Почему основными вариантами являются 2 первых? Потому что для передачи видео необходимы широкополосные высокоскоростные каналы.

3. Каналы связи по Wi-Fi. Скорости передачи до 300-900 Мб/с

Канал передачи регламентирован по мощности, в частности в России не более 20 дБмВт, форма спектра также оговорена. Лицензия на диапазон 2,4 ГГц не требуется.

Достоинства:

С помощью Wi-Fi можно организовать передачу внутри локальной сети (беспроводной мост), точку доступа (раздачи сети) и клиента (абонента сети).

1. Необходима прямая видимость и отсутствие стен для обеспечения максимальной дальности. См. Таблицу 1.

Таблица 1. Потеря эффективности Wi-Fi сигнала.

Монолитное железобетонное перекрытие

2. Возможные кратковременные пропадания трафика из-за переотражений, суперпозиции волн и внешних помех в диапазоне.

3. В сети Wi-Fi передачу может вести одновременно только одна станция. Поэтому, когда в сети ведут передачу сразу несколько станций, пропускная способность сети делится на количество этих передающих станций:

  • Если в вашей сети два узла передают данные третьему, то скорость передачи на каждом узле будет лишь 1/2 от пропускной способности.
  • Если станция 1 будет передавать данные станции 2, а станция 2 будет передавать данные станции 3, то скорость на каждой точке будет 1/2 от пропускной способности сети. Это происходит потому, что у сети Wi-Fi единая среда передачи — фактически воздух.

Некоторые почему-то считают, что повторитель (Repeater), который может использоваться в сети Wi-Fi — это не станция, а что-то особенное. При ретрансляции скорость упадёт вдвое — потому что в один момент времени повторитель будет принимать данные, а в другой момент времени передавать их дальше.

Вот моменты, которые надо учитывать.

Многоканальный вход/выход (MIMO)

Одним из основных моментов стандарта 802.11n является поддержка технологии MIMO (Multiple Input Multiple Output, Многоканальный вход/выход). С помощью технологии MIMO реализована способность одновременного приема/передачи нескольких потоков данных через несколько антенн вместо одной.

Стандарт 802.11n определяет различные антенные конфигурации «МхN», начиная с «1х1» до «4х4» (самые распространенные на сегодняшний день это конфигурации «3х3» или «2х3»). Первое число (М) определяет количество передающих антенн, а второе число (N) определяет количество приемных антенн. Например, точка доступа с двумя передающими и тремя приемными антеннами является «2х3» MIMO-устройством.

Чем больше устройство 802.11n использует антенн для одновременной работы передачи/приема, тем будет выше максимальная скорость передачи данных (Рисунок 1).

Рис. 1. Принцип работы систем MIMO

Однако, само по себе использование нескольких антенн не увеличивает скорость передачи данных или расширение диапазона. Основным в устройствах стандарта 802.11n является то, что в них реализован усовершенствованный метод обработки сигнала, который и определяет алгоритм работы MIMO-устройства при использовании нескольких антенн.

Читайте также:  Пропускная способность вай фай адаптера

Конфигурация «4х4» при использовании модуляции 64-QAM обеспечивает скорость до 600 Мбит/с.

Стоит отметить, что скорость 600 Мбит/с и даже 940 с MIMO легко получить только с роутера, но когда речь заходит о дальностях в километр, это становится невозможно для реально используемых бюджетных мостов.

Другие стандарты Wi-Fi ( IEEE 802.11ac, IEEE 802.11ax) мы рассматривать не будем, поскольку пока в видеонаблюдении они распространения не получили.

Если кто-то интересуется в целом развитием Wi-Fi, то автор может предложить статью коллеги.

Варианты применения

Wi-Fi позволяет передавать большое количество потоков одновременно, например, несколько видеопотоков от камер в реальном времени. Для достижения максимальной дальности передачи при ограниченной мощности необходимо применение направленных антенн.

Антенна с углом по горизонтали 60 градусов и по вертикали 40 градусов по результатам испытаний в городе позволяет организовать передачу 2 км. В зоне прямой видимости в городе при передаче видео от 4-х видеокамер по 2Мп, 25 к/с, в стандарте H264 дальность составляет от 1 до 2 км.

4. Обзор беспроводных узлов для систем видеонаблюдения по Wi-Fi

Для непосредственной передачи от видеокамер до поста разработан класс изделий под наименованием ВУС – всепогодный узел связи (рис.2).

Узел представляет собой автономную всепогодную проектную единицу системы безопасности (СВН, СОТ, ПОС, СКУД), диспетчеризации, автоматизации.

Применяется для построения систем видеонаблюдения и других ИСБ в качестве беспроводного узла связи, связанного с постом или сервером по каналу Wi-Fi.

Представляет собой законченное изделие для решения следующих задач:

удаленный онлайн видеоконтроль за объектом в допустимом качестве беспроводного канала Wi-Fi выполнение задач по охране и сигнализации, организации доступа, мониторингу технологических процессов, диспетчеризации и автоматике.

Узлы исполнены в виде шкафа из радиопрозрачного пластика с целью скрыть передающую антенну и имитации под обыкновенный электрический шкаф.

Диапазон рабочих температур от -40 С до +50 С.

Рис. 2. Всепогодный узел связи по Wi-Fi на 4 видеокамеры с питанием РоЕ.

Узел обеспечивает возможность подключения до 4 IP-камер или других IP-устройств по медным линиям (UTP) на объектах, удаленных до 1,2 км и более от поста охраны или приемного узла с регистратором, сервером, контрольной панелью или другими устройствами в зоне прямой видимости (рис.3).

Рис. 3. Всепогодные узлы связи и видеокамеры

Таблица 2. Основные технические характеристики ВУС:

Диапазон частот передачи по каналу

Питание подключаемых видеокамер/устройств

PoE IEEE 802.3af/ PoE IEEE 802.3at

Максимальная мощность, подключаемых видеокамер/устройств, не более, W

по стандарту PoE IEEE 802.3af 4х15 по стандарту PoE IEEE 802.3at 2х30 общий бюджет PoE 60

40 Вт диапазон включения/отключения +10°С ±3°С / +20°С ±3°С

Диапазон рабочих температур (без обогрева / с обогревом)

Материалы и поверхности изделия

корпус полиэстер панель монтажная алюминиевый сплав

Габаритные размеры (с гермовводами)

Рис. 4. Реальные трафики передачи по Wi-Fi от видеокамер 2Мп, 25 к/с, в стандарте H264 Рис. 4. Реальные трафики передачи по Wi-Fi от видеокамер 2Мп, 25 к/с, в стандарте H264

Осталось обменяться нашим практическим опытом испытаний Wi-Fi узлов.

Мы проводили испытания в родном Санкт-Петербурге в центре города. Главной проблемой было найти прямую видимость внутри мегаполиса. Это получилось вдоль невской набережной. Передающий ВУС с 3 камерами был установлен на окне нашего здания на высоте 4 этажа. Приемный узел с ноутбуком, мобильной мачтой, аккумулятором с инвертором 220В погрузили в автомобиль. Задачей было найти не теоретическую, а реальную дистанцию передачи по Wi-Fi в условиях прямой видимости и городских помех. Передачу вели через Неву вдоль берегов и транспортной магистрали. Парковались, устанавливали точку приема и наблюдали реальное видео без срывов и зависаний. Записывали видео и телеметрию с передающей точки и приемной в виде трафика с самих точек доступа.

Читайте также:  Выбрать мфу лазерное wifi

Скрин с видео представлен на рис. 5.

Рис.5. Реальный трафик передачи по Wi-Fi от 3 видеокамер 2Мп, 25 к/с, в стандарте H264 на дистанции 1200 м в центре города.

Выводы, полученные в итоге

Мы использовали типовую точку доступа для Wi-Fi мостов. Основные производители таких точек Ubiquiti (NanoStation Loco M2), ТPLINK и другие. На сайтах обещают дальности до 14 км, но позже появились близкие к полученным данные до 3 км. Для задач видеонаблюдения нам не нужны 14 км, это решается радиорелейками и GSM-вышками.

Вся прелесть подобных узлов — легкость и мобильность подключения удаленной группы камер, которых могут быть и не 3-4 шт., а до 32 шт, подключенные к бюджетному видеорегистратору, который и работает по Wi-Fi мосту. Данный малогабаритный сетевой видеорегистратор устанавливается внутри всепогодного узла связи (Рис. 2.), при соответствующем выборе камер обнаруживает и запоминает лица, организует тревожную запись «гуманоидных» объектов — объектов, похожих на людей. Таким образом, узел с таким регистратором работает локально и автономно, но в любой момент доступен с главного сервера (и практически с любого компьютера, например, настроечного ноутбука) по Wi-Fi мосту с поста, удаленного до 2 км.

Доступность означает как онлайн просмотр, так и поиск в архиве любой камеры по тревожному событию. Для этого можно работать и через браузер, и через приложения СMC. Более того, можно непосредственно подключиться к любой из 32 камер для ее полноценной настройки.

При этом трафика в 30 Мб/сек достаточно для связи с удаленным узлом.

Подобные варианты решают проблему прокладки кабелей. Все проблемы со связью по Wi-Fi становятся менее критичными, поскольку функционирование узла (обнаружение, запись, журнал событий) происходит автономно, и все происшедшее остаётся в архиве регистратора до «разбора полетов».

Учитывая стоимость прокладки кабелей (в крупных системах она достигает 1000 $ на камеру, а в населенных пунктах, особенно дороги воздушки по осветительным столбам), для компактных «кустов» камер применение Wi-Fi мостов оказывается экономически целесообразным.

5. Каналы связи по GSM

Канал передачи предоставляется оператором сотовой связи.

Вместо лицензии требуется покупка СИМ карты и оплата трафика. Главное отличие от Wi-Fi в том, что мы связываемся не через беспроводную локальную сеть, а через глобальную сеть Интернет.

Из этого вытекают как достоинства, так и недостатки.

  1. Необходима связь с сотовой вышкой и зона покрытия сетью выбранного оператора.
  2. Желательна прямая видимость и отсутствие стен для обеспечения максимальной дальности.
  3. Необходимо оплачивать трафик оператору.
  4. Низкая скорость передачи, которая зависит как от стандарта передачи в GSM, так и от дальности от сотовой вышки, прохождения сигнала и количества абонентов в сети.

Таблица 3. Стандарты сотовой связи, используемые для передачи видео по GSM

Источник

Оцените статью
Adblock
detector