Опять сети. Опять распределенное наблюдение


В России, отстающей от развитых стран по количеству банкоматов на душу населения и при этом семимильными шагами идущей к карточному будущему, принято решение (в основном коммерческими структурами) обанко-матить нас по полной программе (не путать с "обанкротить"). Крупные (и не только) банки учредили программы по развитию своих филиалов и сетей упомянутых устройств. Однако интенсивное развитие требует столь же интенсивного развития коммуникаций. И на сегодняшний день, если говорить именно о быстром разворачивании, наиболее подходящим для этого является вариант передачи данных через сотовые сети (конечно, говоря о видеонаблюдении, мы подразумеваем, что вряд ли будем вести его через 3G-канал или тем более через GPRS).

Какие решения мы сможем использовать для охраны банкомата, удаленного офиса или любого другого места, наблюдение за которым осуществляется с помощью видеорегистратора, и какие требования должны предъявляться к данным решениям? Во-первых, в большинстве случаев это некомпьютерные (non-PC) устройства, то есть сетевые. Во-вторых, это CMS-системы, то есть ПО для централизованного мониторинга. Любому пользователю канал стоит денег, причем, говоря о трафике через сотовые сети, мы понимаем, что он недешевый и сильно колеблется в зависимости от региона; к тому же практически ни один оператор не предлагает безлимитных тарифов. В таком разрезе особое значение приобретает трафик, генерируемый устройством при постоянном наблюдении. Вполне доступными стали видеорегистраторы, способные сжимать видео сразу в двух разрешениях - в основном (main stream), предназначеном для локальной записи на встроенный накопитель, и дополнительном (sub stream), с низким разрешением и частотой кадров, отличной от частоты кадров основного. Таким образом, оценить обстановку на объекте становится возможным даже с применением обычного GPRS-соединения, причем запись (при необходимости) можно получить в максимальном качестве. Конечно, никто не ведет постоянное видеонаблюдение по такому каналу, но вот мониторинг состояния, а также тревоги и транзакции во многих случаях осуществлять придется - никто не хочет обнаружить через несколько дней, что уже все украдено? К "общению" регистратора с центральным постом CMS тоже есть определенное требование - не генерировать лишний трафик. Помимо "keep alive" - сигнала о том, что устройство "живо" и соединение присутствует, нужно передавать только тревожные сигналы с датчиков, камер и сервисные сообщения о неисправностях.

Удаленный беспроводный доступ
Покрытие качественными услугами связи сильно разнится в зависимости от региона. Как правило, в Москве и Санкт-Петербурге люди даже не смотрят в строну GPRS- или 3G-каналов, так как здесь доступны стабильные каналы с более высокой скоростью.

Самыми доступными в смысле покрытия являются CDMA-сети, имеющие пропускную способность в среднем до 1 Мбит, далее (по убыванию) Wi-Fi и WiMAX. Технология WiMAX выглядит наиболее перспективной в будущем, так как гораздо меньше зависит от прямой видимости на базовые станции и имеет больший радиус покрытия одной соты. Скорость может достигать 10 Мбит в асинхронном режиме и нескольких Мбит в синхронном. Конечно, Wi-Fi имеет более высокую заявленную скорость, но реальность, как впрочем и у WiMAX, может значительно отличаться от заявленных параметров как в скорости, так и в покрытии территории. Wi-Fi и WiMAX распространены, в основном, в нескольких крупных городах. Однако если говорить о проектах типа "Безопасный город", то сети могут разворачиваться именно под эти стандарты, а не под общий доступ. Тогда уже мы говорим о расчетной пропускной способности и гарантированном покрытии.

А если по проводам?
Что касается проводных каналов связи, то стоит напомнить широкой аудитории пользователей и небольших инсталляторов лишь отдельные моменты. Понятно, что без наличия прямого IP-адреса устройства или роутера (и с роуте-ром настройки NAT) вы не сможете получить доступ к видеорегистратору. Во всех общедоступных (публичных) сетях оператор выделит вам постоянный IP-адрес за дополнительную плату. В отдельных случаях, если вы используете систему видеонаблюдения на базе компьютера или если non-PC устройство это поддерживает, вы можете воспользоваться сервисом типа dynDNS.com или no-IP.biz (сервисы динамического DNS). Тогда, даже не имея постоянного адреса, вы сможете получать постоянный доступ к своему регистратору. Помимо этого, пропускная способность сетей сильно "плавает": никогда нельзя говорить о гарантированной скорости публичных сервисов, тем более что оператор отвечает только за канал между входом в его сеть и абонентом, находящимся в его сети. Если же вы пытаетесь получить доступ к Интернету, между регистратором и пользователем будут находиться десятки гетерогенных сетей и множество других операторов, каждый со своим уровнем сервиса. Так что, по меньшей мере, неразумно проектировать систему наблюдения с центральным архивом через Интернет - регистратор должен иметь локальный архив с возможностью полноценного доступа к нему. И последнее - многие, кто пользуется ADSL-технологиями, часто путают скорость нисходящего соединения (от оператора к абоненту) с восходящим. А при доступе через Интернет к вашему регистратору, подключенному к сети с помощью ADSL-соединения, важна скорость именно восходящего потока, которая у такого типа каналов в 10 раз ниже нисходящей (обычно она не превышает 600-700 кбит/с) и зависит от качества "последней мили".

Несколько слов о самых частых вопросах
Наиболее популярный вопрос: "Сколько каналов, с какой частотой кадров и разрешением я смогу посмотреть, имея такой-то канал связи (или такую-то сеть)?" Здесь все достаточно легко, если знать определенные истины. Наиболее часто используемое на данный момент разрешение записи - оцифрованный полный кадр PAL с разрешением 704х576 точек. Если говорить о 25 кадр/с, то нужно исходить из того, что при 100%-ном изменении кадра и 4 Мбит на канал будет недостаточно, даже с использованием любых современных технологий сжатия типа MPEG-4, H.264, а уж тем более проприетарных, изобретенных российскими или китайскими умельцами. Для кодеков, использующих покадровое сжатие, такой битрейт не подойдет совсем, так как если частота кадров неизменна и межкадрового сжатия нет, то единственный способ уложится в канал - сильнее сжимать каждый кадр. Однако на уровне 3-4 Мбит вы сможете получить качество видео, артефактов сжатия на котором будет пренебрежительно мало. Надо отметить, что 100%-ное изменение кадра в системах видеонаблюдения встречается не всегда, в основном это наблюдается при использовании поворотных камер или камеры для распознавания номерных знаков (тогда проезжающее ТС занимает почти все поле зрения). В остальных случаях (а в среднем для систем видеозаписи нормальное значение изменения кадра - 30%) можно говорить о битрейте для каждого канала от 2 до 4 Мбит. Но опять же это для кодеков с межкадровым сжатием, так как покадровый будет сжимать слабее для 4 Мбит и сильнее для 2 Мбит равномерно по всему полю кадра (межкадровый будет сжимать только изменившиеся его части). Сейчас многие сетевые видеокамеры могут выдавать 2 и более независимых потока, причем с разным типом сжатия, частотой кадров и разрешением. Сторонники покадрового сжатия могут записывать в любимом формате, а для просмотра через Интернет использовать MPEG-подобные алгоритмы. Но 2 потока никак не помогут, а только усугубят ситуацию, когда мы ограничены каналом от IP-камеры до регистратора.

Понятно, что если вы хотите смотреть несколько каналов, то требуемую пропускную способность нужно увеличивать. Исключение опять же могут составлять системы, способные давать каждый канал в двух потоках. Тогда при просмотре на экране нескольких каналов каждый получает низкое разрешение, и канал связи используется экономно, а при разворачивании изображения с камеры на весь экран система переключится на полный поток и максимальное разрешение. Нужно только быть готовым к тому, что может потребоваться пара секунд для переключения с substre-am на mainstream.

Глоссарий
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line, асимметричная цифровая абонентская линия) - модемная технология, превращающая стандартные телефонные аналоговые линии в линии высокоскоростного доступа. "Последняя миля" - канал, соединяющий конечное (клиентское) оборудование с узлом доступа провайдера (оператора связи). Например, при предоставлении услуги подключения к сети Интернет "последняя миля" -участок от порта коммутатора провайдера на его узле связи до порта маршрутизатора клиента в его офисе. Для услуг коммутируемого подключения "последняя миля" - это участок между модемом пользователя и модемом (модемным пулом) провайдера. В "последнюю милю" обычно не включается разводка проводов внутри здания. WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) - телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств. Основана на стандарте IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN.

Динамический DNS - это технология, позволяющая информации на DNS-сервере обновляться в реальном времени и (по желанию) в автоматическом режиме. Она применяется для назначения постоянного доменного имени компьютеру с изменяемым IP-адресом. Это может быть IP-адрес, полученный по DHCP или по IPCP в PPP-соединениях (например, при удаленном доступе через модем). Другие машины в Интернете могут устанавливать соединение с этим компьютером по доменному имени, даже "не зная", что IP-адрес изменился.

NAT (Network Address Translation, преобразование сетевых адресов) -это механизм в сетях TCP/IP, позволяющий преобразовывать IP-адреса транзитных пакетов. Также имеет названия IP Masquerading, Network Masquerading и Native Address Translation.

Информация для глоссария взята с http://ru.wikipedia.org, все права принадлежат авторам использованных статей. Мы будем рады, если как можно больше пользователей будет пользоваться подобными сервисами, так как большой проблемой современного меняющегося мира является необходимость постоянно расширять и обновлять свои знания, повышать уровень технической грамотности...