Jak najkorzystniej zmienić system analogowy na cyfrowy

Artykuły

Pomimo znacznego wzrostu popularności rozwiązań IP, nadal zdecydowana większość istniejących systemów wizyjnych to instalacje analogowe. Wraz z upowszechnianiem się instalacji cyfrowych oraz pojawianiem się na rynku nowych rozwiązań technologicznych, coraz większa liczba użytkowników decyduje się na przejście z analogowych systemów wizyjnych na sieciowe systemy monitoringu IP, które dają zdecydowanie więcej możliwości. Istnieje kilka sposobów przejścia z systemu analogowego na cyfrowy. O tym, który ze sposobów jest najkorzystniejszy decyduje szereg czynników, o których postaram się więcej powiedzieć w dalszej części artykułu.

Dlaczego warto zmienić?

Konwencjonalny analogowy system monitoringu wizyjnego składa się z kamer analogowych, medium transmisyjnego w postaci okablowania koncentrycznego (impedancja 75Ω) oraz rejestratora cyfrowego DVR (ang. Digital Video Recorder), niegdyś magnetowidu VHS (ang. Video Home System). Taki system posiada wiele ograniczeń, do których przede wszystkim należy zaliczyć: ograniczoną rozdzielczość obrazu z kamer analogowych (max. PAL D1 720x576 pikseli), ograniczoną odległość na jaką może być przesyłany sygnał wizyjny (im większa odległość tym sygnał bardziej zaszumiony) oraz brak możliwości współpracy z najnowszymi technologiami. Ponadto, systemy analogowe nie są tak elastyczne i skalowalne jak instalacje cyfrowe, które w opinii ekspertów są jedynym wystarczająco efektywnym sposobem na budowę rozległych systemów wizyjnych. To właśnie te czynniki w dużym stopniu sprawiają, że coraz większa liczba osób zastanawia się nad zmianą systemu analogowego na cyfrowy, w którym transmisja danych odbywa się z wykorzystaniem sieci komputerowych z protokołem IP i łączy teleinformatycznych.

Zmiana systemu analogowego na cyfrowy

Jeżeli jesteśmy posiadaczami tradycyjnego analogowego systemu wizyjnego i chcemy przejść na system cyfrowy, możemy zrobić to na kilka sposobów. Przede wszystkim jednak na początku musimy określić czy przejście na nowe rozwiązanie wiąże się z wymianą całej instalacji, czy też tylko niektórych jej elementów. Oczywiście ze względów ekonomicznych zdecydowanie lepszym rozwiązaniem jest stopniowe przejście, które polega na wykorzystaniu niektórych z dotychczasowych elementów systemu analogowego i nie wymaga jednorazowego (przeważnie bardzo dużego) nakładu finansowego.

Hybrydowy rejestrator

W przypadku gdy istniejący analogowy system CCTV nie został jeszcze zamortyzowany, a wchodzące w jego skład urządzenia posiadają ważną gwarancję, najbardziej korzystnym rozwiązaniem będzie zmiana rejestratora cyfrowego DVR na rejestrator hybrydowy DHR (ang. Digital Hybrid Recorder). Zastosowanie rejestratora hybrydowego pozwala na skalowanie systemu. Podstawową cechą użytkową tego typu urządzeń jest możliwość stosowania zarówno analogowych, jak i cyfrowych kamer IP, co tym samym pozwala nam na stopniowe przejście z instalacji analogowej na cyfrową. W takim przypadku wykorzystujemy posiadane kamery analogowe oraz infrastrukturę kablową, zaś w przypadku gdy kamery nie będą już spełniały naszych oczekiwań (ew. ulegną uszkodzeniu), możemy je bez większego problemu wymienić na nowoczesne kamery IP. Dodatkowo systemy z rejestratorami hybrydowymi mogą w każdej chwili być rozbudowane o kamery IP, dzięki czemu możemy korzystać z urządzeń wizyjnych, których rozdzielczość generowanego obrazu nie jest ograniczona przez system PAL D1. Liczba obsługiwanych kamer zarówno tych analogowych, jak i cyfrowych IP jest uzależniona od możliwości posiadanego rejestratora hybrydowego, czyli od liczby jego kanałów wideo (BNC) i liczby obsługiwanych strumieni wideo w sieci IP.

Jedną z ciekawszych propozycji rynku w zakresie rozwiązań hybrydowych jest hybrydowy rejestrator GV-Hybrid bazujący na dobrze znanych kartach DVR i oprogramowaniu Geovision. Takie rozwiązanie wspierane przez najnowsze oprogramowanie Geovision w wersji v8.3 pozwala na stworzenie systemu składającego się z max. 32 kamer analogowych/ cyfrowych IP (możliwość połączenia dwóch kart na platformie jednego komputera PC) w dowolnej konfiguracji (np. 16 analogowych i 16 cyfrowych, 20 analogowych i 12 cyfrowych, itd.). To właśnie dowolność w konfiguracji kamer jest podstawową zaletą tego rozwiązania. Obraz generowany przez kamery analogowe jest przetwarzany przez rejestrator hybrydowy z określoną liczbą klatek na sekundę, która jest zależna od modelu karty komputerowej GV. W przypadku kamer sieciowych IP obrazy są przetwarzane z taką liczbą klatek, jaką generują te kamery (maksymalna rozdzielczość obrazu 8Mpx, płynność transmisji do 30 kl./s). Rejestrator hybrydowy GV-Hybrid doskonale sprawdza się w miejscach gdzie planowane jest przejście z instalacji analogowej na cyfrową, które następuje stopniowo i nie wiąże się z całkowitą wymianą znajdujących się w systemie urządzeń analogowych. Stosując hybrydowe rozwiązanie w postaci rejestratora GV-Hybrid mamy dostęp do wielu innych stricte sieciowych systemów, w tym m.in. do centralnej stacji monitorowania GV-CMS Center V2. Ze względu na możliwość obsługi dużej liczby kamer w dowolnej konfiguracji stanowi rewelacyjną propozycję dla rozbudowanych systemów telewizji przemysłowej.

W momencie gdy zmieniamy system analogowy na cyfrowy poprzez wymianę rejestratora DVR na urządzenie hybrydowe należy odpowiednio dobierać kamery IP. Dlaczego jest to tak istotne? Konieczność odpowiedniego doboru kamery do rejestratora jest związana z brakiem odpowiedniej standaryzacji urządzeń sieciowych stosowanych w systemach monitoringu wizyjnego. Stosując nieodpowiednią kamerę (np. innego producenta) może okazać się, że jej współpraca z rejestratorem będzie mało wydajna lub wręcz niemożliwa. Dlatego do czasu rozpoczęcia produkcji na masową skalę kamer IP zgodnych ze standardami ONVIF (ang. Open Network Video Interface Forum) niezbędny jest wybór kompatybilnych ze sobą podzespołów bazowych czyli kamer i rejestratora.

Serwer wizyjny IP

Innym ze sposobów zmiany systemu analogowego na cyfrowy jest budowa infrastruktury sieci IP, w której będą wykorzystywane kamery analogowe. W takim przypadku konieczne jest zastosowanie wideo serwera, czyli urządzenia, które jest podstawowym elementem wyposażenia każdej kamery IP. Głównym zadaniem serwera wizyjnego jest kodowanie analogowego sygnału wideo z kamer telewizji przemysłowej do standardu cyfrowego (MJPEG, MPEG-4, H.264) tworząc z analogowych kamer, kamery IP. Wideo serwery są powszechnie stosowane w modernizacji analogowych instalacji telewizji przemysłowej do postaci cyfrowej (CCTV IP). W takim przypadku zmiana systemu analogowego na cyfrowy przebiega stopniowo i pozwala na wykorzystanie posiadanych kamer analogowych, dzięki czemu ograniczamy koszty związane z zakupem nowych kamer IP. Podsumowując – gdy zastosujemy wideo serwer nie likwidujemy ograniczenia rozdzielczości obrazu przez system PAL D1, jednak mimo to, możemy skorzystać z wielu rozwiązań oferowanych przez oprogramowanie zarządzające sieciowymi systemami telewizji przemysłowej (np. inteligentna analiza obrazu, detekcja ruchu, itp.). Dodatkowo system wizyjny korzystający z kamer analogowych i wideo serwerów jest już strukturą sieciową, którą w każdej chwili, bez większego problemu, możemy rozbudować o nowe kamery IP.

Na rynku urządzeń CCTV znajdziemy wiele wideo serwerów, które różnią się od siebie liczbą obsługiwanych kamer, technikami kompresji sygnałów wideo oraz innymi parametrami pracy. W mojej opinii jedną z ciekawszych propozycji jest GV-H.264 Video Server firmy Geovision, który przede wszystkim jest kompatybilny z szeroką gamą urządzeń oraz oferuje najskuteczniejsze kodowanie za pomocą algorytmu H.264 (dodatkowo MJEPG, MPEG-4). Nie jedna profesjonalna cyfrowa kamera IP jest pozbawiona wydajnego kodeka H.264, a dzięki GV-H.264 Video Server możemy zwykłą kamerę analogową wyposażyć w tą nowoczesną technologię. Omawiany serwer wizyjny pozwala na transmisję obrazu po sieci IP z prędkością 25 kl./s w rozdzielczości Full D1 dla każdego z dwóch kanałów wideo (BNC), czyli z prędkością jaką oferują nam wysokiej klasy kamery IP.

Budowa nowego systemu wizyjnego

Obecnie ze względu na kierunek rozwoju branży CCTV (ku rozwiązaniom cyfrowym), budowa nowych systemów wizyjnych bazujących na przewodach koncentrycznych w większości przypadków nie jest opłacalna. Oczywiście w przypadku niewielkich instalacji dla małych obiektów, w skład których wchodzi do kilku kamer, system analogowy pod względem ekonomicznym może być znacznie lepszą propozycją niż system cyfrowy (kamery IP są droższe od kamer analogowych). Jednak w przypadku dużych obiektów i miejsc gdzie konieczny jest najwyższy poziom bezpieczeństwa jedynym słusznym wyborem jest instalacja cyfrowa lub w etapie przejściowym hybrydowa (analogowo-cyfrowa), która pozwala nam na zastosowanie szeregu nowoczesnych rozwiązań pozwalających na zapewnienie optymalnego poziomu bezpieczeństwa. Ponadto, budując instalację dla dużego obiektu na bazie przewodów koncentrycznych trzeba się liczyć również z tym, że w relatywnie krótkim czasie konieczna będzie jej wymiana na infrastrukturę sieci IP, ponieważ nie będzie spełniać norm stawianych przez nowoczesne systemy wizyjne.

Podsumowanie

Koszty zmiany systemu analogowego na cyfrowy są różne i zależą od wielu czynników, w tym m.in. od jakości posiadanych urządzeń analogowych oraz od złożoności struktury instalacji wizyjnej. Podobnie jest z wyborem najbardziej korzystnego sposobu zmiany instalacji analogowej na cyfrową. Jeżeli posiadamy wysokiej jakości kamery analogowe, które dostarczają wyraźny obraz zgodny z obowiązującymi standardami, wystarczającym rozwiązaniem będzie wymiana rejestratora DVR na rejestrator hybrydowy lub zastosowanie serwera wideo. W przypadku gdy nasz sprzęt analogowy, w tym głównie kamery pozostawiają wiele do życzenia, a jakość ich obrazu jest mierna nie ma co się zastanawiać nad rozwiązaniami pośrednimi – konieczna jest wymiana całego systemu analogowego na system cyfrowy. Wniosek jest jeden, Ci co zdecydowali się wcześniej na cięcia kosztów podczas budowy analogowej instalacji CCTV mogą się rozczarować, gdyż chcąc przejść na system cyfrowy będą musieli liczyć się z wymianą całej instalacji, co bezpośrednio wiąże się z dużym nakładem finansowym. Jak już niejednokrotnie mogliśmy się przekonać na bezpieczeństwie nie ma co oszczędzać, bo wszelkie oszczędności w tym zakresie mogą ponieść za sobą znacznie większe straty. Dlatego jeśli nawet chcemy zbudować system analogowy dla małego obiektu nie tnijmy kosztów do minimum, ponieważ w przyszłości może się okazać, że podczas przejścia na system cyfrowy koszt budowy będzie znacznie wyższy (brak możliwości zastosowania rozwiązań pośrednich).