ООО "Престиж СБ"

На рынке услуг с 1993 года. E-mail: gas@aha.ru. тел. 8 (495) 151-8031

 

Видеонаблюдение
Контроль доступа
Сигнализации
Электрика
О нас
 
ГОСТ, СНИП, РД
Азы чертежника
Грозозащита
Заземление
 
Проектные работы
Обслуживание
Расценки
Публикации

8 (495) 151-8031

 
 

 

 
 
 
 

Проектирование систем IP видеонаблюдения

 

 

1. Определение максимально допустимых потоков от каждой камеры

   

     Для определения скорости информационного потока от каждой камеры можно использовать калькулятор, размещенный на сайте Axis Communications или воспользоваться таблицами №1 и №2.

    

     Если проект требует распределение большого количества видеокамер по видеорегистраторам или серверам с учетом имеющихся потоков и требуемой длительности записи, то лучше использовать режим "Архивы" в программе "Проектировщик CCTV". 

 

     Приведенные в таблице скорости потоков, соответствуют интенсивности движения в кадре выше среднего значения при степени сжатия, не создающего видимые артефакты на изображении.

 

     Выбор кодека потокового (Н.264) или покадрового (MJPEG) сжатия определяется задачами, стоящими перед видеокамерой и необходимостью детального (покадрового) просмотра записанного архива.

 

     При установке видеокамеры в казино и других местах, где скорость изменения сюжета в кадре должна быть высокая использовать H.264 нецелесообразно.

                                                                                                               Таблица 1

Скорость потока Мбит/с для кодека Н.264

Разрешение камеры, Мп Размер кадра, пиксел Частота кадров
24 к/с 12 к/с 6 к/с
1,2 1280х960 3,87 2,2 1,28
1,9 1600х1200 6,03 3,42 1,99
2,1 1920х1080 6,51 3,69 2,15
3 2048х1536 9,86 5,59 3,24

 

                                                                                          Таблица 2

Скорость потока Мбит/с для кодека MJPEG

Разрешение камеры, Мп Размер кадра, пиксел

 

Частота кадров
24 к/с 12 к/с 6 к/с
1,2 1280х960 43,23 21,75 10,92
1,9 1600х1200 67,53 33,97 17,05
2,1 1920х1080 72,93 36,69 18,41
3 2048х1536 110,62 55,64 27,92

 

     В случаях, когда интенсивность движения перед видеокамерой может существенно увеличиться, например, на станциях метрополитена в часы пик, скорость потока для кодека MJPEG может возрасти  на 15-20%, а вот для H.264 от двух раз и более.

 

        Термин потоки, используемый в меню IP камер для задания характеристик дополнительным потокам и выбора их количества, возьмём в кавычки. Связано это с тем, что от камеры идет всего один цифровой поток. При формировании этого потока информация об основном и дополнительных «потоках» будет преобразовываться  в пакеты со своими адресами доставки. И уже эти пакеты в общем информационном потоке передаются по сети.

 

     Для увеличения надежности работы сети в части предотвращения непредвиденных перегрузок, от изменения интенсивности движения перед видеокамерами, целесообразно расчетные значение скорости потока увеличить на 30 процентов.

 

Выбор пропускной способности сети

 

     Пропускная способность сети определяется выбранной средой передачи сигнала. Под средой передачи данных подразумеваются различные виды кабелей: коаксиальный кабель, кабель на основе экранированной и неэкранированной витой пары и оптоволоконный кабель.

 

     Наиболее популярным видом среды передачи данных на небольшие расстояния (до 100 м) признана неэкранированная витая пара (UTP), которая включена практически во все современные стандарты и технологии локальных сетей обеспечивая пропускную способность до 100 Мбит/с.

 

     Экранированная витая пара (STP/FTP категории 6) позволяет увеличить пропускную способность до 1000 Мбит/с.

 

     Оптоволоконный кабель широко применяется как для построения локальных связей, так и для образования магистралей глобальных сетей.

 

     Оптоволоконный кабель может обеспечить очень высокую пропускную способность канала (до нескольких Тбит/с) и передачу на значительные расстояния до нескольких десятков километров без промежуточного усиления сигнала.

 

Определение максимально допустимых потоков от каждой  камеры

 

     Решение этой задачи имеет очень много вариантов, но вместе с этим существуют основные принципы распределения потоков и нахождения результирующих скоростей на участках сети, которые мы рассмотрим.

 

     При построении сети используется активное оборудование, предназначенное для разделения/объединения потоков и трансляции их от видеокамеры до сервера (серверов).

      Разделение/объединение потоков осуществляют коммутаторы.

     Одна из важных характеристик коммутатора – количество портов и их тип. Тип порта может быть ориентирован на подключение кабеля витая пара с разъемом RG45 или комбо-портами под SFP модули для работы по оптоволоконному кабелю.

          

      Максимальная загрузка порта коммутатора определена в его технических характеристиках.  Однако при загрузке всех портов коммутатора, общий информационный поток не должен превышать значение максимальной пропускной способности коммутатора. Для выполнения этих условий нужно определить максимально допустимую скорость потока на каждый порт.

 

Коммутаторы для видеонаблюдения. Читать http://secucad.com/Toolkit%20for%20CCTV.pdf 

 

У полудуплексных коммутаторов допустимая скорость на порт сокращается почти в два раза.

 

Коммутаторы в IP видеонаблюдении. Читать здесь http://secucad.com/Toolkit%20for%20CCTV.pdf 

         

При использовании дуплексных коммутаторов в сети, когда ко всем портам кроме одного подключены видеокамеры, а оставшийся порт подключен к другому коммутатору максимальный допустимый поток на один порт, можно определить по рисунку.

     На рисунке все коммутаторы без комбо-портов имеют максимальную скорость на порт 100 Мб/с, а коммутатор с комбо-портом 1000 Мб/с.

 

Построение сети IP видеонаблюдения. Читать здесь http://secucad.com/Toolkit%20for%20CCTV.pdf

 

Подробно о определении скорости потоков через порты коммутаторов читайте в методических рекомендациях: "Проектирование систем IP видеонаблюдения" 4-я редакция. Увидеть скрытые формулы можно купив "Проектирование систем видеонаблюдения" по этой ССЫЛКЕ.

 

 

2. Разработка конфигурации сети

 

     Конфигурация сети подразделяется на физическую и информационную.

 

     Физическая топология описывает места установки видеокамер и пути прокладки кабельных коммуникаций до помещения серверной или мониторной поста охраны.

 

     Информационная топология описывает характер распространения сигналов по сети в рамках физической топологии.

 

     Физическую топологию сети начинают проектировать, используя поэтажный план или план территории, где указаны места установки видеокамер.

 

     Основные проблемы, которые возникают в процессе проектирования:

 

• Длина от камеры до коммутатора превышает допустимые значения расстояний 80-100 метров.

• Питания по PoE ограничивается большими расстояниями или сеть не поддерживает использование PoE.

 

     В связи с этим камеры группируют по принципу минимального расстояния до мест размещения активного оборудования.

     При невозможности решения задачи таким путем используют специальные устройства, позволяющие увеличить расстояния от камеры до активного оборудования (медиаконвертеры).

     В зависимости от величины расстояния, на которые нужно увеличить прохождение сигнала можно использовать вставки на оптоволоконном кабеле или на радиочастотном экранированном кабеле.

 

Варианты использования оптоволоконных вставок

 

Применение оптического каблея в видеонаблюдении. Читать http://secucad.com/Toolkit%20for%20CCTV.pdf

Схема удаленного (до 2км) подключения 4-х IP камер к сетевому видеорегистратору по оптоволоконному кабелю.

 

Применение оптического каблея в видеонаблюдении. Читать http://secucad.com/Toolkit%20for%20CCTV.pdf

Схема удаленного подключения (до 2км) одной IP видеокамеры к сетевому видеорегистратору по оптоволоконному кабелю.

 

Варианты использования вставок на коаксиальном кабеле

 

Применение усилителей сигнала в видеонаблюдении. Читать http://secucad.com/Toolkit%20for%20CCTV.pdf

Схема удаленного (до 1,2км) подключения 4-х IP камер к сетевому видеорегистратору по коаксиальному кабелю

 

Применение усилителей сигнала в видеонаблюдении. Читать http://secucad.com/Toolkit%20for%20CCTV.pdf

Схема удаленного подключения (до 1,8км) одной IP видеокамеры к сетевому видеорегистратору по коаксиальному кабелю.

 

Применение усилителей сигнала в видеонаблюдении. Читать http://secucad.com/Toolkit%20for%20CCTV.pdf

Передача по коаксиалу сигнала от CCTV и IP камер до 600м

 

     Питание IP видеокамер может быть организовано как с помощью отдельно устанавливаемых блоков питания, так и с использованием видеокамер поддерживающих стандарт PoE.

     Сетевое оборудование, обеспечивающее питание видеокамер по стандарту PoE, делится на классы по величине отдаваемой мощности.

     Для увеличения протяженности интервала от IP камеры до коммутатора используют PoE инжекторы.

 

      PoE - инжекторы предназначены для питания IP-видеокамер через стандартный кабель UTP Cat 5e или 6 при скоростях не более 10/100 Mбит/с.

     Гигабитные сети на момент публикации этого материала не имеют возможность использовать режим питания PoE.

 

Использование PoE в IP видеонаблюдении. Читать http://secucad.com/Toolkit%20for%20CCTV.pdf

 

3. Сетевое оборудование

 

     Сетевое оборудование – устройства, из которых состоит сеть, объединяющая информационные потоки от IP видеокамер.

 

Условно выделяют два вида сетевого оборудования:

 

Активное сетевое оборудование – оборудование, которое способно обрабатывать или преобразовывать передаваемую по сети информацию. К такому оборудованию относятся сетевые карты, коммутаторы, маршрутизаторы.

Пассивное сетевое оборудование – оборудование, служащее для передачи сигнала на физическом уровне. Это сетевые кабели, коннекторы повторители и усилители сигнала.

 

     Основными элементами активного оборудования, используемого для построения сети, являются коммутаторы и маршрутизаторы.

 

Коммутатор

 

     Одна из важных характеристик коммутатора – количество портов и их тип. Тип порта может быть ориентирован на подключение кабеля витая пара с разъемом RG45 или комбо-портами под SFP модули для работы по оптоволоконному кабелю.

     Не маловажным параметром являются и режимы работы портов, которые могут быть дуплексными или полудуплексными. От этого параметра сильно зависит максимальная пропускная способность коммутатора.

Коммутатор с 16 портами 10/100/1000Base-T + 4 комбо-портами под SFP модули

 

 

Маршрутизатор (шлюз, точка доступа, роутер).

 

Маршрутизатор предназначен для сопряжения компьютерных сетей, использующих разные протоколы.

 

 

Широкополосный маршрутизатор с 4 портами LAN + 1 оптическим портом WAN

 

     Маршрутизатор может с одной стороны принять пакет в одном протоколе и конвертировать его в пакет другого протокола (например TCP/IP) после чего отправить его в другой сегмент сети.

 

     Маршрутизатор определяет протокол и тип оконечного оборудования (ADSL. Ethernet, GSM или оптоволокно) поэтому его используют для выхода в Internet.

 

     Если интернет приходит по ADSL, то маршрутизатор должен либо иметь порт ADSL, либо перед Ethernet-роутером нужно ставить ADSL-модем.

 

     Так же имеются модели маршрутизаторов, которые объединяют в себе роутер, коммутатор и даже Wi-Fi точку доступа. Для организации возможности удаленного подключения к видеокамерам или просмотра архивов видеозаписей необходимо резервирование одного из портов коммутатора для подключения к нему маршрутизатора.

 

     В качестве пассивного сетевого оборудования остановимся только на повторителях и медиаконвертерах.

 

Повторитель

 

Повторитель предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путем усиления сигнала. Если использовать в локальной сети кабель витая пара длиной более 100 метров, повторители должны устанавливаться в разрыв кабеля через каждые 100 метров. Питание повторителей обычно осуществляется по тому же кабелю.

 

Медиаконвертер

 

Медиаконвертеры используются для построения сети по оптоволокну или коаксиальному кабелю. Наибольшее распространение получили медиаконвертеры для передачи сигналов по оптике.

 

Медиаконвертер в видеонаблюдении. Читать http://secucad.com/Toolkit%20for%20CCTV.pdf

Медиаконвертер

 

     Медиаконвертеры разделяются: По скорости передачи данных Ethernet:

 

• со скоростью 10/100 Mбит/с;

• со скоростью 10/100/1000 Mбит/с;

• По использованию одномодового или многомодового оптоволокна;

• По одномодовому оптоволокну оптические медиаконвертеры работают со скоростями 10/100/1000 Mбит/с передают на расстояния до 100 км и более;

• По многомодовому оптоволокну медиаконвертеры передают на расстояния: для 10/100 Mбит/с до 2 км, для 1000 Mбит/с до 500 м