Systemy telewizji przemysłowej CCTV nieustannie zaskakują nas nowościami. Co kilka miesięcy pojawia się partia nowych kamer lub rejestratorów, które posiadają wysoce wydajne parametry. Kilka lat temu rejestratory cyfrowe powszechnie były dostępne z kompresją wideo MPEG-4, natomiast lepsza kompresja H.264 była spotykana tylko w droższych urządzeniach. Obecnie sytuacja wygląda tak, że kodek H.264 występuje w większości urządzeń elektronicznych przeznaczonych dla rynku monitoringu CCTV. To ulepszanie nie ma końca. Postępująca miniaturyzacja elektroniki pozwala na produkcję jeszcze bardziej precyzyjnych przetworników do kamer o dużych rozdzielczościach oraz jeszcze szybszych procesorów, a to wszystko wciąż przy zachowaniu małego poboru energii. Aby uzmysłowić sobie szybkość rozwoju elektroniki i informatyki, pozwolę sobie przytoczyć pewną hipotezę, którą kiedyś przeczytałem na jednym z portali internetowych. Brzmi ona następująco :

Gdyby motoryzacja dokonała takiego postępu, jaki miał miejsce w przemyśle elektronicznym, wszyscy jeździlibyśmy dziś samochodami kosztującymi 25 dolarów i zużywającymi galon paliwa na 1000 mil.

Kamera IP marki BCS

Wróćmy jednak do naszych systemów telewizji przemysłowej (telewizji dozorowej, CCTV). Zdecydowana większość systemów monitoringu to systemy oparte na kamerach analogowych. Instalacja takiego systemu sprowadza się do ułożenia odpowiedniego okablowania (zazwyczaj kabel koncentryczny 75 ohm), zarobienia wtyczek BNC i podłączenia zasilania do kamer (osobnym przewodem). To wszystko wraz z rejestratorem cyfrowym, czyli "nagrywarką" tworzy prosty system telewizji przemysłowej CCTV. Jak to jest w przypadku monitoringu IP?

Informacje wstępne

Kamery megapikselowe IP to kamery, których rozdzielczość wielokrotnie przewyższa tą spotykaną w konwencjonalnych systemach analogowych. Istnieje ryzyko, że po obejrzeniu obrazu z kamery megapikselowej, instalator już nie będzie chciał wracać do kamer analogowych. Kamery IP posiadają gniazdo ethernet RJ-45, które wykorzystuje się do wpięcia kamery do sieci LAN. Kablem sygnałowym jest tutaj tzw. "skrętka" komputerowa UTP / FTP itp. Kamery podłącza się do switcha sieciowego, np. POE-FSH804.

Switch z zasilaniem PoE

Łatwo można zauważyć, że występuje tutaj podobna analogia jak w przypadku typowych sieci komputerowych. Kamery są takimi "komputerami", które tworzą sieć. Takie podejście sprawia, że systemy telewizji dozorowej IP mogą korzystać z wielu dobrodziejstw sieci komputerowych. Jeśli zajdzie potrzeba przesłania sygnału z kamery drogą radiową, wystarczy wpiąć kamerę do AP (Acces Point) i odpowiednio skonfigurować połączenie. Istotną zaletą jest to, że kamery IP bardzo często mają wbudowany tzw. Video Web Server co oznacza, że mogą pracować one niezależnie od innych kamer (można zalogować się bezpośrednio do kamery, bez udziału kolejnych urządzeń jak np. rejestratorów IP/NVR).

Rozbudowa systemu i kompatybilność

Każda kamera IP jest widziana w sieci pod pewnym adresem IP (identycznie jak komputer wpięty do internetu). Systemy CCTV IP mogą składać się nie z kilkunastu, ale nawet z setek kamer. To wszystko może być zarządzane z jednego specjalistycznego oprogramowania typu CMS na platformę PC. Wielu producentów systemów CCTV IP wspiera w swoich produktach standard ONVIF, który w pewnym stopniu daje kompatybilność urządzeń różnych marek.

Topologia podłączenia kamery IP

Zasilanie i komunikacja w jednym kablu

Duże udogodnienie w niektórych kamerach IP to tzw. wsparcie standardu PoE (Power over Ethernet, 802.3af). Przy współpracy z odpowiednim switchem sieciowym wspierającym standard 802.3af (np. tym powyżej), za pomocą skrętki jest transmitowany sygnał oraz napięcie zasilające kamerę. To duże uproszczenie przy instalacji, ponieważ wymaga doprowadzenia tylko jednego kabla do miejsca, w którym będzie kamera. Po skrętce może być również transmitowany sygnał audio z mikrofonu od kamery oraz sygnał audio dla głośnika, który może być podłączony przy kamerze. Takie zestawienie konfiguracji daje możliwość dwustronnej komunikacji audio. Kamery obrotowe PTZ również mogą być sterowane po skrętce. Tyle możliwości i tylko jeden kabel. Jeśli istnieje już sieć komputerowa na obiekcie, to można wpiąć kamery do tej sieci. Ale uwaga ! Aby system działał stabilnie i niezawodnie, polecamy budować zawsze osobną sieć LAN przeznaczoną specjalnie dla kamer IP. Pamiętajmy, że wysoka jakość obrazu generuje duży strumień danych, który powinien być jak najsprawniej przetransportowany w sieci, aby obraz był płynny.

Oprogramowanie do kamer CamPro Airlive

Rejestrator cyfrowy NVR czy dedykowane oprogramowanie na PC?

Kolejną zaletą systemów CCTV opartych na sprzęcie IP jest szeroki wybór możliwości rejestrowania obrazu z kamer. Klasycznym rozwiązaniem jest zastosowanie rejestratora cyfrowego typu NVR (Network Video Recorder), np. NVR4, natomiast w bardziej złożonych, rozproszonych systemach często profesjonaliści posługują się dedykowanym oprogramowaniem na komputery PC (np. Milestone). Który wariant jest lepszy? Nie ma tutaj jednoznacznej odpowiedzi. Często w małych systemach z kilkoma kamerami IP wystarcza drobny rejestrator NVR, ale istnieją również konstrukcje takich rejestratorów, które radzą sobie z dziesiątkami kamer IP megapikselowych. Z drugiej zaś strony, istnieje możliwość budowania prostych i małych aplikacji w oparciu o dedykowane oprogramowanie, które często w wersjach podstawowych jest dołączane do kamer. Przykładem może być oprogramowanie CamPro Express, które jest darmowo dostarczane do kamer IP firmy Airlive.

Hybryda, czyli łączenie systemów analogowych oraz nowoczesnych systemów CCTV IP.

Czasami zachodzi potrzeba monitorowania tylko kilku pomieszczeń w wyższej rozdzielczości HD. Pozostałe kamery mają generować poglądowy obraz, bez nadmiernych szczegółów. Jest na to rozwiązanie. Dostępne są tzw. rejestratory hybrydowe, które pozwalają na podłączenie typowych kamer analogowych PAL oraz podłączenie do systemu kamer IP megapikselowych. Dzięki temu można zastosować tańsze kamery w miejscach mniej strategicznych, a w miejscach szczególnie ważnych zastosować wysokiej jakości kamery megapikselowe.

Rejestrator hybrydowy BCS

Mały system CCTV IP przy zastosowaniu tylko jednej kamery

Jak wspomniałem na początku artykułu, większość kamer IP posiada wbudowany tzw. Web Serwer (identycznie jak rejestratory cyfrowe). Wynika z tego, że taka kamera może pracować niezależnie od innych urządzeń. Niektóre kamery jak np. BCS HF-3200 posiadają gniazdo na kartę pamięci SD/SDHC (lub odpowiedniki kart w wersji micro). Maksymalna pojemność karty wynosi najczęściej 32 GB. Na kartę może być zapisywany obraz video z kamery. Przypomina to działanie rejestratora cyfrowego i tak właśnie jest. Występuje tutaj podobna analogia. Widać przy tym, że wystarczy już jedna kamera z kartą SD, aby stworzyć wydajny podgląd pomieszczenia wraz z nagrywaniem obrazu. Takie zastosowanie jest idealne do małych obiektów, np. do podglądu placówki pocztowej lub kiosku itp.

Kamery IP a kamery IP megapikselowe

Należy pamiętać, że samo pojęcie "kamera IP" nie oznacza jeszcze wysokiej rozdzielczości obrazu (mowa o obrazie megapikselowym). Proste kamery IP oferują obraz o zbliżonej jakości do kamer analogowych. Różni się w zasadzie medium transmisyjne i rodzaj transmitowanego sygnału (analogowy lub cyfrowy). Dopiero kamery IP megapikselowe pozwalają na osiągnięcie wysokiej rozdzielczości obrazu (megapikselowego, czyli powyżej 1Mp). Ten "szczegół" jest często pomijany i niektórzy nazywają te urządzenia ogólnie jako "kamery IP", co w pewnych sytuacjach może prowadzić do nieporozumień.

Porównanie rozdzielczości kamery analogowej D1 z kamerą Full HD (2 Mp)

Czy warto inwestować w systemy CCTV IP?

W ciemno mogę powiedzieć - tak. Rynek się rozwija i już w niedalekiej przyszłości duża część projektowanych i sprzedawanych systemów będzie oparta na technologii IP. Jeszcze kilka lat temu, kiedy wchodziły kamery megapikselowe IP, ich cena była zdecydowanie zaporowa dla większości małych firm. Teraz te ceny znacznie spadły. Większość producentów urządzeń telewizji przemysłowej ma już w swojej ofercie rozwiązania IP. Ta tendencja będzie się powiększać i na pewno warto się wdrażać w nowe technologie.