Podstawową wadą analogowych systemów CCTV jest niska rozdzielczość, ograniczona standardem PAL. Jedyną drogą do poprawy jakości obrazu okazały się megapikselowe kamery IP, które w opinii wielu ekspertów miałyby stać się powszechne w ciągu kilku najbliższych lat. Jeszcze do niedawna taki pogląd nie podlegał dyskusji, ale dziś można już zastanawiać się nad tym, czy marsz w kierunku megapikselowych kamer IP nie zostanie spowolniony. Przyczyną tego może być nowy standard telewizji, który pojawił się na rynku w ubiegłym roku – HDCCTV. Już w 2011 roku można się spodziewać wprowadzenia na rynek wielu kamer w tym standardzie.
Czym jest standard HDCCTV?
Fot. 1. Interfejs aplikacji NetHybrid HD
HDCCTV został stworzony specjalnie dla systemów telewizji dozorowej. Bazuje na standardzie telewizyjnym HDTV opracowanym przez stowarzyszenie SMPTE (Society of Motion Pictures and Television Engineers). W ramach SMPTE powstało wiele standardów przeznaczonych do transmisji obrazu TV w systemie HD, ale najbardziej odpowiedni dla telewizji dozorowej okazał się SMPTE 292M, zwany powszechnie HD-SDI. Jest to właściwie szeregowy interfejs cyfrowy, który pozwala na przesyłanie nieskompresowanego obrazu HD za pomocą popularnych przewodów koncentrycznych RG-59 na odległość do 100 m przy szybkości transmisji do 1,485 Gb/s. Stosując przewody lepszej jakości, np. RG11/U, można zwiększyć dystans o 20–30%. Generalną zasadą jest, aby przewód przy częstotliwości sygnału 1 GHz nie miał większego tłumienia niż 20 dB na odcinku 100 m.
Obecnie standard HDCCTV w wersji 1.0 pozwala na przesyłanie obrazu w dwóch rozdzielczościach: 720p (1280×720) oraz 1080p (1920×1080). Skanowanie progresywne sprawia, że obraz jest najwyższej jakości, porównywalnej z tym, jaki uzyskujemy z Blu-ray DVD. Wersja 2.0, nad którą obecnie prowadzone są prace, zapewni zwiększenie dystansu transmisji do 300 m bez użycia wzmacniaczy, a dodatkowymi atutami będą dwukierunkowa transmisja dźwięku i danych (sterowanie PTZ, wejścia/wyjścia) oraz zasilanie kamery w sposób przypominający do PoE w systemach sieciowych.
Co może przemawiać na korzyść HDCCTV?
HDCCTV to rozwiązanie, które łączy wszystkie najlepsze cechy telewizji analogowej oraz sieciowej (IP). Jakość obrazu z kamery HDCCTV jest dużo lepsza niż oferowana przez kamery IP o podobnych rozdzielczościach. Zastosowane trzy rozwiązania – obraz nieskompresowany, transmisja niepakietowana i niewykazująca opóźnień – sprawiają, że obraz jest krystalicznie czysty i płynny, nawet gdy pochodzi z kamer PTZ znajdujących się w ruchu.
Instalacja kamer HDCCTV wymaga takiej samej wiedzy jak w przypadku kamer analogowych. Nie ma potrzeby przeprowadzania dodatkowych treningów i szkoleń w zakresie LAN, gdy tymczasem wśród instalatorów CCTV niewystarczająca wiedza w zakresie budowy sieci IP jest jednym z czynników hamujących rozwój technologii kamer sieciowych. Ten argument może przekonać wielu integratorów do zastosowania rozwiązań HDCCTV.
Do instalacji kamer HDCCTV można używać takich samych przewodów jak w istniejących analogowych instalacjach CCTV. W wielu przypadkach modernizacja systemu, mająca na celu poprawienie jakości obrazu, nie będzie już wymagała użycia kamer IP oraz budowania niezbędnej sieci LAN, co nie zawsze jest opłacalne i możliwe. Znacznie prostsza budowa kamer HDCCTV sprawia, że są one tańsze od kamer IP, a z czasem będzie można spodziewać się dalszego spadku cen.
Jak rejestrować obraz w HDCCTV?
Do rejestracji obrazu w HDCCTV jest oczywiście niezbędny dedykowany rejestrator, np. NetHybrid HD firmy Alnet Systems. Jest to pierwsze rozwiązanie na rynku pozwalające rejestrować obraz w trzech technologiach (CCTV + IP + HDCCTV) w jednym urządzeniu. Daje to spore możliwości modernizacji oraz rozbudowy każdej instalacji.
Rejestratory NetHybrid HD są typu PC Based, czyli pracują jako serwery komputerowe, a obraz jest przechwytywany za pomocą kart. Rejestrator NetHybrid HD występuje w wersjach z czterema, ośmioma, dwunastoma i szesnastoma wejściami HDCCTV. Dodatkowo do każdej z powyższych konfiguracji można dodać kamery IP (cztery, osiem, dwanaście lub szesnaście) oraz karty z wejściami analogowymi (cztery, osiem lub szesnaście). Maksymalna liczba kamer współpracujących z jednym serwerem nie może przekroczyć trzydziestu dwóch. Możemy na przykład skonfigurować system NetHybrid HD 8 AVC 16/400/4IP, który posiada osiem wejść w standardzie HDCCTV, szesnaście wejść analogowych (D1 – 25 kl./s) oraz cztery wejścia IP. Możliwości konfiguracyjne są naprawdę duże i pozwalają precyzyjnie dostosować projekt do wymagań klienta.
Obraz z kamer HDCCTV jest przechwytywany i wyświetlany na monitorze w postaci nieskompresowanej, co daje krystaliczną jakość i płynność niespotykaną w innych rozwiązaniach. Podczas rejestracji karty przechwytujące kompresują sprzętowo obraz HD do standardu H.264, a to zapewnia optymalną zajętość dysku przy wysokiej jakości obrazu.
Do rejestracji obrazu z kamer analogowych stosowane są znane z poprzednich wersji NetHybrid karty przechwytujące serii AVC z kompresją sprzętową H.264. Mając tak szerokie możliwości konfiguracji wejść wizyjnych, jesteśmy w stanie prosto i szybko zbudować instalację łączącą trzy technologie wizyjne. Przy budowie serwera należy odpowiednio dobrać płytę główną, tak aby zawierała wystarczającą liczbę gniazd PCIe; na pewno warto przy tym pomyśleć o jednym gnieździe rezerwowym w związku z potencjalną rozbudową. Pojedyncza karta przechwytująca o rozdzielczości HD zawiera cztery wejścia BNC, co oznacza, że system obsługujący szesnaście kamer pracujących w standardzie HD wymaga czterech gniazd PCIe. Jeśli chodzi o obsługę wejść analogowych, mamy do wyboru trzy różne karty: AVC 4 (cztery wejścia), AVC 8 (osiem wejść) oraz AVC 16 (szesnaście wejść). Seria AVC oferuje obraz jakości D1 przy 25 kl./s dla każdego kanału z kompresją sprzętową do formatu H.264. Każda z kart serii HD/AVC ma dodatkowo możliwość dołączenia modułu wejść/wyjść, który standardowo zawiera również interfejs RS485 do sterowania głowicami PTZ.
Do zarządzania rejestratorem zastosowano doskonale znane oprogramowanie używane w systemach NetHybrid/NetStation, a zdalny dostęp zapewniają bezpłatne aplikacje CMS Professional oraz CMS Mobile. Oprogramowanie serwerowe stosowane przez NetHybrid HD to zaawansowane narzędzie do zarządzania obrazem z kamer pracujących we wszystkich dostępnych standardach, nadające się do użycia w instalacjach o dowolnej skali. Pełna skalowalność zapewnia możliwość rozbudowy systemu oraz jego precyzyjne dostosowanie do wymagań klienta. Zaawansowane zarządzanie wyświetlaniem obrazów z kamer na wielu monitorach, rozbudowany harmonogram zadań oraz profesjonalne archiwum to tylko niektóre elementy systemu NetHybrid HD. Intuicyjny interfejs użytkownika pozwala na taką konfigurację systemu, aby był łatwy w codziennej obsłudze nawet dla niezaawansowanego operatora. Opcje zarządzania zdalnymi połączeniami sprawiają, że system doskonale nadaje się do monitorowania rozproszonych obiektów, takich jak placówki bankowe, stacje benzynowe czy sieci sklepów.
Oprogramowanie przeznaczone do obsługi stacji klienckich pracujących w systemie Windows to aplikacja CMS Professional. Na jednym komputerze możemy uruchomić dowolną liczbę takich aplikacji, co zapewnia możliwość zdalnego monitorowania nawet rozległych obiektów wyposażonych w setki kamer. Jeden program kliencki pozwala połączyć się z szesnastoma różnymi serwerami i dostarczać obraz w sumie z 512 kamer. Za pomocą wielomonitorowej karty wizyjnej możemy łatwo, szybko i tanio zrealizować centrum monitoringu o rozbudowanych możliwościach.
Zaawansowane opcje e-mapy zapewniają sprawne zarządzanie dużą liczbą kamer na rozległym obszarze. Dodatkowo funkcje sprawdzania połączeń on-line ze zdalnymi serwerami daje gwarancję, że stale otrzymujemy aktualny obraz ze wszystkich serwerów.
Pakiet CMS Mobile to prostsza aplikacja kliencka przeznaczona do pracy w urządzeniach mobilnych wyposażonych w systemy operacyjne Android, Windows Mobile, iOS lub BlackBerry. Najnowsze aplikacje przeznaczone do pracy w telefonach iPhone oraz tabletach iPad w wersji HD zapewniają doskonały obraz oraz pełną obsługę wyświetlaczy typu multi-touch. Pakiet CMS Mobile, podobnie jak jego „duży” odpowiednik – CMS Professional, pozwala łączyć się z kilkoma serwerami i monitorować różne obiekty w tym samym czasie. Dostępne jest sterowanie głowicami PTZ, wejściami/wyjściami cyfrowymi oraz zdalny dostęp do archiwum. Dopełnieniem jest funkcja cyfrowego powiększania fragmentu obrazu, niezwykle przydatna w przypadku megapikselowych kamer IP lub kamer HDCCTV. Rozwiązania mobilne są niezwykle przydatne w sytuacjach, gdy istnieje potrzeba stałego kontaktu z monitorowanym obiektem, np. gdy grupa agentów ochrony pracuje w terenie.
Jaka będzie przyszłość standardu HDCCTV?
Fot. 2. Karta przechwytywania obrazu w standardzie HDCCTV
Poznamy ją prawdopodobnie już w tym roku. Można by zapytać, dlaczego standard HDCCTV pojawia się dopiero teraz i czy to nie jest zbyt późno. Gdyby został wprowadzony kilka lat temu, byłby dziś bez wątpienia powszechny, a rozwój telewizji sieciowej (IP) na pewno nie przebiegałby tak dynamicznie jak obecnie. HDCCTV jest bacznie obserwowany przez producentów oraz użytkowników systemów telewizji na całym świecie. Bezsprzecznie to nie zalety tego standardu przesądzą o jego sukcesie rynkowym – wszystko zależy od tego, ilu czołowych producentów zdecyduje się wejść do gry. Poczynione w ostatnich latach spore inwestycje w technologie IP sprawiają, że nowy standard niekoniecznie zostanie wdrożony przez wielkich graczy, takich jak Panasonic, Sony czy Bosch. Obecnie gotową ofertę w zakresie HDCCTV przedstawili EverFocus, Speco, Comart i Webgate, a wkrótce zamierza to zrobić CNB. Wielki chiński producent CSST zapowiada, że w 2011 roku „zaleje rynek” tanimi kamerami HDCCTV o wysokiej jakości. Są one prostsze w produkcji niż megapikselowe kamery IP, a przede wszystkim nie wymagają integracji z oprogramowaniem typu open platform, co zdecydowanie przyspiesza ich wejście na rynek. Wszystkie te sygnały zapowiadają, że nowy standard wkrótce zajmie przynajmniej pewną niszę w ofercie CCTV na całym świecie. Trudno powiedzieć, czy będzie stosowany masowo w nowych instalacjach, ale na pewno jest to doskonałe rozwiązanie do modernizacji istniejących systemów analogowych, polegającej na wyposażeniu ich w kamery dostarczające obraz o jakości HD. Ogromny rynek gotowych instalacji analogowych jest łakomym kąskiem dla integratorów.
Z badań przeprowadzonych przez organizację HDCCTV Alliance wynika, że w 2013 roku na 40 milionów wszystkich sprzedanych kamer 30% będą stanowiły kamery w standardzie HDCCTV, 55% – kamery analogowe, a pozostałe 15% – kamery IP. Biorąc pod uwagę szereg zalet standardu HDCCTV, można się zgodzić, że zaprezentowany scenariusz w dużym stopniu może się sprawdzić. Dotychczasowe doświadczenia pochodzące z rynku CCTV jasno wskazują, że kluczem do sukcesu jest zaoferowanie dobrej jakości za rozsądną cenę. Pozostaje bacznie przyglądać się temu, co oferuje nowy standard HDCCTV, który jest w stanie spełnić te kryteria.
Tomasz Kaliński
ALNET SYSTEMS
Zabezpieczenia 2/2011