CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии - Владо Дамьяновски

Факс-аппараты используются все реже. Многие поисковые службы сети Интернет помогают миллионам людей находить необходимую им информацию. В каждом из таких случаев объединение в сеть позволяет многочисленным компьютерам, расположенным в разных точках, получать доступ к совместно используемым базам данных.

Рис. 11.2. Пример небольшой компьютерной сети

Компьютеры в видеонаблюдении занимают все более доминирующие позиции, независимо от того работают ли они на базе полнофункциональных операционных систем, таких, как Windows или Linux, или на базе встроенных ОС, размещаемых на микросхеме. Одной из основных и необходимых характеристик компьютеров является их способность соединяться с другими компьютерами по сети и совместно использовать информацию. В действительности, сети уже имеются во многих компаниях, организациях и даже в жилых домах. Устройство системы видеонаблюдения в рамках таких сетей сводится всего лишь к подсоединению сетевого кабеля к цифровому видеорегистратору, сетевой телекамере или к компьютеру, снабженному специальной платой видеоввода. После осуществления несложной настройки сети система видеонаблюдения может начать работать в течение очень короткого промежутка времени.

Легкость переоборудования и монтажа сети является одним из основных (но не единственных) привлекательных аспектов использования сетей для систем видеонаблюдения, не говоря уже о том, что современные сетевые системы видеонаблюдения достаточно часто используют уже существующую сетевую инфраструктуру. Впрочем, многие проектировщики систем создают отдельные параллельные сети, поскольку система видеонаблюдения становится более защищенной и, что важнее всего, не влияет на информационную нагрузку сети, предназначенной для обычного ежедневного обмена данными.

Как только мы переходим на сетевую организацию системы видеонаблюдения, мы сталкиваемся со многими новыми проблемами и ограничениями, которые необходимо понять для дальнейшего усовершенствования или модификации нашей системы.

Далее в этой книге мы более детально остановимся на этих вопросах, но сначала имеет смысл ознакомиться с основами сетевой организации, а затем разъяснить некоторые из ключевых понятий и используемую терминологию.

Существует несколько типов конфигураций и методов (протоколов) передачи данных по сети. Сюда относятся интерфейс для передачи распределённых данных по оптоволоконным каналам (FDDI), локальные сети кольцевой топологии с маркерным доступом (Token Ring) (стандарт IEEE 802.5) и Ethernet (стандарт IEEE 802.3).

Из трех вышеназванных методов наиболее популярным является Ethernet, которому мы уделим наибольшее внимание.

Более 85 % мировых локальных сетей используют передающую среду Ethernet, главным образом, благодаря простоте ее концепции, легкости для понимания, реализации и обслуживания; она делает возможной низкозатратную реализацию сетей; обеспечивает широкую топологическую гибкость; гарантирует взаимосвязь и функционирование различных продуктов, соответствующих стандартам Ethernet, независимо от того, какая компания является изготовителем и какая операционная система используется.

В зависимости от масштабов таких сетей, они делятся на две основные группы: локальные (LAN) и глобальные (WAN) сети.

Локальные сети (LAN) соединяют множество устройств, находящихся в относительной близости друг от друга, чаще всего в пределах одного здания. Типичным примером является предприятие или компания, в которых имеется, по крайней мере, несколько компьютеров. Иногда такую конфигурацию называют внутрикорпоративной сетью или интранет (Intranet).

В классической конфигурации локальной сети один компьютер назначается в качестве сервера. На нем хранится все программное обеспечение, управляющее сетью, включая программы, которые могут совместно использоваться компьютерами, соединенными в сеть. Компьютеры, соединенные с сервером, называются клиентами (или рабочими станциями). В большинстве локальных сетей для соединения сетевых интерфейсных плат каждого компьютера используется кабель.

Глобальная сеть (WAN) объединяет некоторое количество компьютеров, которые могут находиться на расстоянии многих километров друг от друга. Например, когда у компании имеются офисы в нескольких крупных городах, находящихся в сотнях километров друг от друга, то все локальные сети, скорее всего, будут объединены в глобальную сеть, с использованием выделенных линий, арендуемых у местных телефонных компаний, или доступных каналов ISDN, ADSL или же других видов сетевых подключений.

Глобальные сети обеспечивают связь для более обширных географических территорий как внутри страны, так и в международном масштабе. В таких типах сетей могут использоваться спутниковые каналы связи или выделенные трансокеанские кабельные линии. Глобальные сети могут представлять собой системы высокой сложности, так как они могут объединять локальные и городские сети с глобальными сетями передачи данных, такими, как Интернет. Однако пользователю не будет казаться, что глобальная сеть является более сложной, чем локальная сеть.

По сравнению с глобальными сетями локальные сети являются более быстрыми и надежными, тем не менее, усовершенствование технологий продолжает размывать границы между этими двумя технологиями, благодаря чему локальные сети теперь способны соединять устройства, расположенные в десятках километров друг от друга, одновременно повышая скорость и надежность глобальных сетей. Также уже размывается граница между глобальными сетями и сетью Интернет.

Интернет можно рассматривать в качестве самой крупномасштабной глобальной сети.

Объединение в сеть позволяет пользователю получать доступ к данным, находясь в любой точке земного шара. Это означает, что сотрудник какой-либо компании в городе А может отправлять (загружать в удаленный компьютер) или получать (загружать из удаленного компьютера) файлы за несколько секунд, обмениваясь ими со своим коллегой, находящимся в городе Б. Такой файл может представлять собой документ с расценками на продукцию, рекламный листок, программу или цифровую фотографию.

В видеонаблюдении нас в основном интересует видеоизображение (видеокадры или последовательность сменяющихся кадров), но также может потребоваться и другая информация (аудиозаписи, списки тревожных событий и другие данные, зарегистрированные системой). Все это мы можем легко получить, так как при соответствующем уровне защиты и правильном пароле доступ ко всей информации, собранной цифровой системой видеонаблюдения, осуществляется из любой точки сети также, как отображение и копирование этой информации.

Очевидно, что если для видеонаблюдения используются традиционные аналоговые телекамеры, то видеосигнал сначала должен быть оцифрован, для того чтобы с ним могли работать сетевые компьютеры. Также можно использовать сетевые телекамеры, которые уже изначально предназначены для работы по сети.

Рис. 11.4

Рис. 11.5. Пример локальной и глобальной сети

В данной книге уделено внимание и преобразованию видеоданных в цифровую форму, и их сжатию, здесь же важно отметить, что оцифрованные данные проще копировать, распечатывать, пересылать, хранить и использовать при условии, что у нас имеется соответствующий уровень доступа к данным.

Это является очень большим преимуществом для систем безопасности, так как создается возможность мониторинга удаленных объектов и управления системами из любого места в любое время. Большинство цифровых видеорегистраторов или сетевых телекамер сконструированы так, что пользователи имеют возможность просматривать информацию с удаленного объекта так, как если бы они сами физически там присутствовали.

Рис. 11.6. Типичная сетевая телекамера

Для начала обратимся к некоторым историческим фактам.

В 1973 году в исследовательском центре Пало-Альто (более известном как PARC), принадлежащем корпорации Xerox, сотрудником этого центра Бобом Меткалфом была разработана и протестирована первая сеть Ethernet. Разрабатывая способ подключения компьютера Alto, разработанного в компании Xerox, с принтером, Меткалф создал физический метод кабельного подключения, соединяющего устройства в локальной сети, а также стандарты, регулирующие систему связи. Скорость передачи данных при таком подключении составляла приблизительно 3 Мбит/с. В своем первоначальном варианте доклад Меткалфа описывал Ethernet как «разветвленную широковещательную систему связи для доставки пакетов цифровых данных на локально-распределенные вычислительные станции. Механизм доставки пакетов, обеспечиваемый Ethernet, используется для создания систем, которые можно рассматривать либо в качестве локальных компьютерных сетей, либо как слабосвязанную многопроцессорную систему. Совместно используемые средства связи в составе сети Ethernet, ее «эфир» (Ether) — это средства пассивной передачи без какого-либо центрального управления. Координация доступа в эфир для трансляции пакетов распределяется между конкурирующими передающими станциями с использованием контролируемого статистического арбитража (разрешения конфликтов). Коммутация пакетов к их пунктам назначения в сети распределяется между принимающими станциями посредством распознавания адресов пакетов».