Сетевая коррекция видеонаблюдения

В индустрии видеонаблюдения идет масштабная трансформация: аналоговые камеры уступают место IP-системам. Перемены затрагивают не только физический уровень коммуникаций. Современные IP-камеры обеспечивают более высокое разрешение и открывают новые возможности как для нужд безопасности, так и для автоматического контроля за ходом технологических процессов. Благодаря мощному программному обеспечению для анализа цифрового видео камеры высокого разрешения способны различать номера автомашин и лица с невероятно больших расстояний.

Хотя отрасль видеонаблюдения, как и многие другие, пострадала в результате экономического спада, а продажи аналоговых камер стабильно снижаются с 2008 года, поставки IP-камер высокого разрешения неизменно возрастают и, по прогнозу, объем данного рынка к 2015 году достигнет 3,5 млрд долл. Американский рынок систем видеонаблюдения будет расти до 2015 года в среднем на 12% в год, азиатско-тихоокеанский — на 16%.

Однако переход несет и новые трудности. Первая — дефицит специалистов по инфраструктуре. Многие эксперты по интеграции систем безопасности не разбираются в IP-архитектуре и не знакомы с инфраструктурой, требуемой для развертывания систем видеонаблюдения нового типа. А специалисты в области IP часто не знакомы с особенностями проектирования и развертывания систем видеонаблюдения и используемых с ними систем обеспечения физической безопасности — наружного освещения, ворот, средств контроля доступа и периметровых систем обнаружения вторжений.

Аналогичная проблема возникла в конце 90-х годов в сегменте автоматизации зданий, когда на рынок впервые поступило подключаемое по IP оборудование для обогрева, вентиляции, кондиционирования и охлаждения, автоматизации пожарной охраны и жизнеобеспечения. Возникла путаница: кто отвечает за проектирование и монтаж кабельной проводки? Кто несет ответственность за изоляцию системных сбоев, когда неясно, виновата в этих сбоях IP-инфраструктура или система автоматизации? И кто должен управлять средой в целом?

По мере увеличения количества систем автоматизации, переведенных на IP-магистраль, возрастала и роль ИТ-менеджеров в автоматизации зданий. Сегодня ИТ-руководители обычно участвуют в планировании (а иногда и в фактическом внедрении) таких систем. И тем не менее по-прежнему нередки проблемы, связанные с конфликтом конфигураций IP- и физических параметров оборудования. Нередко бывает также, что от компании по автоматизации зданий требуют монтажа отдельной IP-сети, поскольку жилец или домовладелец и слышать не желает о том, чтобы подключать подобное оборудование к своей собственной сети.

Судя по первым признакам, похожее может произойти и с рынком видеонаблюдения. Популярность систем видеонаблюдения высокого разрешения растет, а это значит, что в сферу безопасности неизбежно придут IP-сети передачи видео и серверы для хранения записей и аналитики. Примут ли на себя ИТ-департаменты ответственность за развертывание таких систем? Очевидна, однако, неизбежность «перекрестного опыления»: ИТ-менеджеры начнут перенимать у специалистов по безопасности опыт в области систем видеонаблюдения, а интеграторы таких систем будут учиться у первых развертыванию IP-сетей.

Вторая трудность связана с тем, что переход на IP-видео потребует скачкообразного увеличения пропускной способности, необходимой для передачи видеосигналов высокого разрешения. Результирующее увеличение объема входного трафика будет иметь последствия для всех звеньев коммуникационной инфраструктуры и систем обработки. При прокладке коаксиального кабеля требуются дорогостоящие адаптеры для преобразования аналоговых сигналов в цифровые, а для IP-камер нужна технология подачи питания по Ethernet. Серверам записи требуются большие емкости хранения для изображений высокого разрешения, а аналитические системы должны быть достаточно быстрыми, чтобы успевать сканировать высокодетализированные кадры.

С камерами, расположенными далеко от центров обработки данных, ситуация еще сложнее. Наружные сети Wi-Fi ячеистой топологии (mesh), которые использовались для передачи аналогового видео, не были рассчитаны на высокий объем IP-трафика. Теперь же, когда камеры высокого разрешения устанавливаются в более отдаленных местах и количество переходов по ячейкам возрастает, проблема нехватки пропускной способности усугубляется. Следствием становится потеря сетевых пакетов и дефекты картинки, наблюдаемые на мониторах и в записях.

Переход на IP обусловливает необходимость переработки беспроводной ячеистой сети передачи видео, начиная от изменения количества и типа передатчиков и заканчивая оптимизацией алгоритмов маршрутизации и заменой системы управления. В большинстве случаев это означает полную модернизацию всей сети.

Предпочтительной радиотехнологией для ячеистых сетей сегодня является 802.11n, новый высокоскоростной стандарт, обеспечивающий большую, чем у Fast Ethernet, пропускную способность. Сети 802.11n используют малозанятый диапазон 5 ГГц, более устойчивы к помехам и сохраняют работоспособность в присутствии многоканального шума, способного заглушить сигнал передатчиков 802.11a, b и g.

Однако новые передатчики — это лишь часть решения. Скорость, с которой видеопакет обходит ячейки, частично зависит от алгоритма выбора наилучшего маршрута. Более старые ячеистые технологии полагаются на древовидные схемы маршрутизации, которым свойственны узкие места, недопустимые для больших объемов входного трафика. Алгоритм маршрутизации третьего сетевого уровня, работающий по принципу одноранговой сети, является оптимальным для дальних многоскачковых видеопередач высокой четкости, поскольку он лишен задержек, связанных с необходимостью обязательного прохождения пакета через mesh-шлюз. Такой алгоритм позволяет передать сигнал от отправителя к получателю по минимально короткому маршруту.

Маршрутизаторы для ячеистых сетей, оборудованные множеством передатчиков, позволяют отправлять сигнал на разных частотах. Таким образом удается избежать внутренних помех, свойственных системам с одиночным обратным радиоканалом, и обеспечить альтернативные маршруты на случай, если одна из радиочастот будет заглушена.

Теперь, когда видеонаблюдение переходит на IP, заказчикам необходимо быть осведомленными о том, какие компоненты потребуются, чтобы полностью реализовать потенциал новой технологии. Каждый элемент проектируемой системы видеонаблюдения, от камер и кабельной проводки до ячеистых сетей и серверов обработки видео, нужно изучить на предмет их пригодности для конкретного проекта. Проектировщикам и монтажникам систем придется приобретать новые навыки, чтобы научиться планировать, развертывать и обслуживать инфраструктуру, необходимую для надежной и защищенной передачи IP-пакетов. Эти навыки станут ценным активом на многие годы, в течение которых IP-видеонаблюдение будет переходить из разряда нишевых технологий в общеупотребительные.