Od kilkunastu miesięcy w materiałach reklamowych wielu firm zajmujących się telewizją dozorową pojawia się nowy motyw – HD CCTV lub HD-SDI. Oba te skróty niosą za sobą wiele niejasności. Określenie CCTV jest jednoznacznie utożsamiane z telewizją analogową, zaś HD oznacza telewizję o wysokiej rozdzielczości. Połączenie obu tych terminów mogłoby sugerować analogową telewizję o wysokiej rozdzielczości, gdyby nie trzeci skrót, HD-SDI, który oznacza standard cyfrowej transmisji sygnałów wizyjnych na niewielkie odległości, wykorzystywany powszechnie w technice studyjnej. W to wszystko wkrada się dość agresywny marketing, zaś przeciętny projektant czy instalator systemów dozorowych jest całkowicie zdezorientowany. Spróbujmy uporządkować te pojęcia.
Podobnie jak kilkadziesiąt lat temu w przypadku telewizji dozorowej bazującej na standardzie PAL, współczesna telewizja dozorowa o wysokiej rozdzielczości także rozwinęła się dzięki udoskonalaniu sprzętu konsumenckiego. Wprowadzenie na rynek pierwszych telewizorów pracujących w standardzie HD 720, a następnie HD 1080 zwiększyło zainteresowanie producentów kamer megapikselowych tymi formatami obrazów. Zagadnienia dotyczące podobieństw oraz różnic pomiędzy kamerami megapikselowymi a kamerami HD były wielokrotnie omawiane na łamach Zabezpieczeń i proponuję do nich nie wracać. Przyjmijmy tylko, że symbolem HD będziemy oznaczać obraz mieszczący się w rastrze 1080×1920 pikseli.
Technologiczny rozwój kamer przemysłowych zbiegł się w czasie z rozwojem i upowszechnieniem sieci IP, w tym także Internetu. W momencie pojawienia się pierwszych kamer megapikselowych, a później kamer pracujących w standardzie HD, jedynym medium zdolnym do transmisji obrazów wytwarzanych przez te kamery była sieć IP. Co prawda standard transmisji HD-SDI już wtedy istniał, jednak jego wykorzystanie w telewizji dozorowej było zbyt kosztowne. Kamery megapikselowe i kamery pracujące w standardzie HD były wyposażone w interfejs Ethernet służący do transmisji strumienia wizyjnego o wysokiej rozdzielczości oraz do dwukierunkowej transmisji sygnałów sterujących. Ponadto większość kamer megapikselowych posiadała gniazdo BNC, przez które można było pobrać zespolony sygnał wizyjny w standardzie PAL przeznaczony do celów serwisowych. Ten stan utrzymał się do dnia dzisiejszego i standardowe wyposażenie kamer sieciowych stanowią dwa interfejsy – łącze Fast Ethernet na gnieździe RJ-45 i wyjście zespolonego sygnału wizyjnego w standardzie PAL na gnieździe BNC.
W niektórych modelach kamer gniazdo BNC jest pomijane jako mało przydatna pozostałość minionej epoki, gdyż dostępność analogowych monitorów pozwalających na regulację kamer podczas ich instalacji jest coraz mniejsza, za to udoskonalone zostały metody zdalnej regulacji kamer poprzez sieć IP. Wiele współczesnych, stacjonarnych kamer sieciowych umożliwia regulację ostrości obrazu i zmianę ogniskowej obiektywu z poziomu stacji roboczej służącej do obsługi systemu. Oczywiście tego typu funkcji nie ma w systemach wykorzystujących transmisję metodą HD-SDI.
Z upływem czasu, wraz z powiększaniem się oferty sieciowych kamer dozorowych wzrastała podaż innych urządzeń niezbędnych do budowy sieciowych systemów dozoru wizyjnego, w tym rejestratorów, monitorów, a także oprogramowania systemowego. Ze względu na chłonny rynek i masową produkcję tych urządzeń ich ceny spadły do relatywnie niskiego poziomu i tendencja spadkowa nadal się utrzymuje.
Wzrost popularności rozwiązań sieciowych i rozwój rynku telewizji IP odbił się niekorzystnie na kondycji rynku analogowych systemów dozorowych, określanych jako CCTV, który zareagował obniżką cen i zmianą strategii marketingowej, w ramach której eksponowane były zalety tych systemów, zaś korzyści wynikające z przejścia na technologię sieciową były bagatelizowane. Wielu projektantów i instalatorów systemów dozorowych, przyzwyczajonych do dotychczasowych rozwiązań, wykazuje znaczną podatność na tego typu argumentację. Przejście na technologię sieciową wymagałoby od nich zmiany sposobu myślenia, uzupełnienia wiedzy, a nawet poczynienia pewnych inwestycji w urządzenia i oprogramowanie. Właśnie dla takich osób przeznaczone są systemy bazujące na technologii HD-SDI.
Interfejs HD-SDI pojawił się w nielicznych modelach kamer megapikselowych dopiero w roku 2010. Jego wprowadzenie nie stanowiło przełomu technologicznego, oznaczało jedynie, że jedna z wielu metod cyfrowej transmisji sygnału wizyjnego, stosowana dotychczas w sprzęcie studyjnym, została zastosowana w sprzęcie dozorowym. Tymczasem w materiałach marketingowych datę 2010 podaje się jako punkt zwrotny w rozwoju systemów dozoru wizyjnego i dorabia się do tego jakąś pokrętną ideologię.
Między archaicznymi analogowymi systemami dozorowymi a z pozoru nowoczesnymi systemami HD-SDI zachodzą duże podobieństwa. Na przykład w obu przypadkach transmisja sygnału wizyjnego przebiega jednokierunkowo, poprzez kabel koncentryczny o impedancji falowej równej 75 Ω. Jednak oferujący rozwiązania HD-SDI nie informują swoich klientów, że wymagane jest użycie specjalnego kabla, umożliwiającego uzyskanie przepustowości toru transmisyjnego na poziomie 1,5 Gb/s, zaś klasyczne kable koncentryczne, stosowane w telewizji analogowej, nie spełniają tych wymagań. Zgodnie z danymi pochodzącymi z opisu standardu HD-SDI długość kabla koncentrycznego nie może przekraczać 200 m (pod warunkiem, że jest to kabel odpowiedniego rodzaju), zaś transmisja na większe odległości wymaga użycia światłowodów oraz specjalnych konwerterów o wysokiej przepustowości. Tymczasem w materiałach marketingowych chwalących transmisję metodą HD-SDI mówi się o możliwości wykorzystania istniejących kabli koncentrycznych, zainstalowanych wiele lat temu wraz z analogowym systemem dozorowym. W zasadzie takie działanie należałoby nazwać świadomym wprowadzaniem klientów w błąd.
Zwolennicy systemów dozorowych wykorzystujących transmisję metodą HD-SDI chętnie zwracają uwagę na to, że wiele firm zainteresowało się tą technologią i podaż urządzeń wkrótce wzrośnie. Jednak na tegorocznych targach IFSEC w Birmingham żaden z liczących się producentów nie oferował tego typu rozwiązań.
Jak dotychczas asortyment dostępnych na rynku urządzeń wykorzystujących transmisję metodą HD-SDI jest niewielki. Na przykład nie są oferowane żadne kamery szybkoobrotowe tego typu, co oznacza, że ruchome punkty kamerowe muszą być budowane z osobnych elementów. To z kolei oznacza, że kamera, obiektyw, obudowa i mechanizm napędowy muszą być zakupione oddzielnie i dopasowane do siebie przez instalatora. Takie rozwiązanie ma dość istotne wady. Po pierwsze – nie jest możliwa automatyczna regulacja ostrości, czyli auto-focus. Po drugie – podobnie jak w analogowych systemach CCTV, transmisja sygnałów w torze HD-SDI jest jednokierunkowa, przez co wysyłanie jakichkolwiek danych sterujących do kamery wymaga użycia osobnego nośnika.
W reklamach systemów dozorowych, które wykorzystują transmisję metodą HD-SDI, eksponowana jest niska cena kamer wynikająca z braku konieczności kompresji i kodowania sygnału wizyjnego w postaci umożliwiającej jego transmisję poprzez sieć TCP/IP. Tymczasem ta zaleta jest iluzoryczna, gdyż rejestratory pozwalające na zapis sygnałów wizyjnych transmitowanych metodą HD-SDI są tak drogie, że podczas zakupu kamer do ceny każdej z nich należy doliczyć kilka tysięcy złotych przeznaczonych na zakup odpowiedniego rejestratora. Koszt przykładowego systemu wykorzystującego transmisję metodą HD-SDI i zawierającego zaledwie cztery kamery przekracza kilkanaście tysięcy złotych, co czyni całą inwestycję nieopłacalną. Za podobną cenę można kupić wysokiej jakości sprzęt sieciowy o zbliżonych parametrach, oferujący wyrafinowane funkcje sterujące, niedostępne w standardzie HD-SDI.
Rozbudowa systemów dozoru wizyjnego wykorzystujących transmisję metodą HD-SDI jest utrudniona z powodu braku tanich urządzeń pozwalających na komutację sygnałów wizyjnych. W technice studyjnej takie urządzenia nazywają się ruterami wizyjnymi i stanowią odpowiednik przełączników sekwencyjnych stosowanych w dawnych systemach analogowych. Nie są dostępne żadne krosownice wizyjne, nie mówiąc już o dzielnikach obrazu. Wszystkie funkcje związane z obsługą systemów dozorowych wykorzystujących transmisję metodą HD-SDI są jak dotychczas realizowane przez rejestratory.
Promując metodę transmisji HD-SDI, często podkreśla się brak jakichkolwiek jej powiązań z sieciami IP. Jednak i to jest pozorne, bo próba transmisji obrazów na większe odległości lub próba tworzenia większych, zintegrowanych systemów obsługujących oddalone od siebie obiekty i tak kończy się przekodowaniem sygnału wizyjnego z postaci HD-SDI na postać sieciową. Tak więc tłumaczenie, że projektant czy instalator systemu nie musi dysponować wiedzą na temat sieci teleinformatycznych nie ma pokrycia w rzeczywistości.
Standard HD-SDI jest masowo stosowany przez rozgłośnie telewizyjne, do transmisji sygnałów wizyjnych w obrębie studia, wozu transmisyjnego czy obszaru, na którym zainstalowane są kamery studyjne. Jednakże w tej dziedzinie też zachodzą zmiany na lepsze i najnowsze trendy wskazują na rychłe odejście od transmisji sygnałów wizyjnych metodą HD-SDI i przejście na technologię TCP/IP z wykorzystaniem sieci Ethernet o przepustowości 1 Gb/s. Już obecnie wszystkie urządzenia studyjne przetwarzają sygnały wizyjne zamienione na postać sieciową, gdyż stwarza to możliwości łatwiejszej obróbki obrazów, ich miksowania, przełączania etc. Technologia HD-SDI służy jedynie do transmisji sygnałów wizyjnych pomiędzy urządzeniami i jest raczej przeszkodą w ich rozwoju, a nie motorem postępu.
Jedyne realne zalety systemów analogowych, na jakie powołują się oferujący rozwiązania wykorzystujące standard HD-SDI, to znaczy brak zauważalnych opóźnień w transmisji sygnałów wizyjnych, wysoka poklatkowość i ostrość obrazu wynikająca z braku kompresji, nie mogą stanowić decydującego argumentu, gdyż te same cechy wykazuje prawidłowo skonfigurowany system sieciowy. O żadnych zaletach nie może być mowy w przypadku rejestracji nieskompresowanego sygnału wizyjnego. Jak łatwo obliczyć, zaledwie kilkudniowe nagrania nieskompresowanych obrazów pochodzących z pojedynczych kamer o rozdzielczości HD prowadzą do powstania gigantycznych plików, których przechowywanie będzie wiązało się z dużymi kosztami. Poddanie tych obrazów silnej kompresji, na przykład metodą H.264, prowadzi do zrównania systemów wykorzystujących transmisję metodą HD-SDI z systemami sieciowymi, przez co całe przedsięwzięcie staje się bezcelowe.
Często podawanym przykładem zastosowania transmisji metodą HD-SDI jest wykorzystanie jej w systemach obserwacyjnych zainstalowanych w kasynach gry, gdzie ostrość i płynność obrazu telewizyjnego ma kluczowe znaczenie. Omawiane rozwiązanie mogłoby być opłacalne, gdyby chodziło jedynie o obserwację stołów gier, gdyż możliwe byłoby zastosowanie tanich kamer o rozdzielczości HD. Jednak w kasynach wymagana jest rejestracja obrazów ze wszystkich kamer i przechowywanie nagrań przez długie miesiące w celach operacyjnych, co w przypadku transmisji metodą HD-SDI wiąże się z budową potężnych macierzy dyskowych. Dużo skuteczniejszym i tańszym rozwiązaniem jest zastosowanie dobrze zaprojektowanego systemu sieciowego, w którym nie wystąpią żadne problemy ani z doborem sprzętu, ani z przechowywaniem plików z zakodowanymi obrazami.
Tak więc pomysł wykorzystania standardu HD-SDI w telewizyjnych systemach dozorowych należy uznać za nietrafiony. To droga donikąd. Ocenę metod marketingu odwołujących się do emocji i przyzwyczajeń projektantów i instalatorów systemów dozorowych, a nie do argumentów o charakterze merytorycznym, pozostawiam czytelnikom.
Andrzej Walczyk
Zabezpieczenia 5/2011