Сетевая архитектура цифровых систем видеонаблюдения

Топология любой сети начинается с оценки нагрузки на сеть в зависимости от количества телекамер, а также от режима сжатия, который будет использоваться. Так, к примеру, алгоритмы сжатия MPEG-2 и MPEG-4, соответствующие стандартам ISO/IEC, их режим и настройка параметров будут оказывать значительное воздействие на общую нагрузку сети. MPEG-4, разработанный для передачи мультимедийного контента по узкополосным линиям связи, будет обеспечивать хорошее качество изображения при битрейте, намного меньшем, чем 1 Мбит/сек. Если все-таки качество изображения является главным приоритетом, то лучше использовать алгоритм сжатия MPEG2, разработанный специально для передачи в эфир высококачественного изображения. До тех пор пока техническое обеспечение (т.е. микросхемы) не будут значительно усовершенствованы с точки зрения возможностей обработки данных, алгоритм компрессии MPEG2 будет оставаться наиболее экономически эффективным способом сжатия и передачи цифровых видео данных, особенно принимая во внимание требования к максимальной разрешающей способности и передаче изображения в реальном масштабе времени. Скорость передачи битов при этом обычно устанавливается в размере нескольких Мбит/с, что требует достаточной сетевой емкости почти во всех специализированных сетях.

При выработке требований к сети, необходимо учесть потоки битов для передачи видео- и аудиосигналов, а также связанные с этим накладные расходы. Высокоскоростная (гигабитовая) сеть обычно способна обрабатывать 400 Мбит/с, что примерно равняется 100 потокам по 4 Мбит/с или потокам со 100 телекамер, проходящих через один порт. Благодаря сокращенной системе команд, функции дистанционного управления телекамерами на поворотном устройстве (PTZ) практически не оказывают влияния на нагрузку сети. Такие расчеты должны быть произведены отдельно для каждого сетевого узла, в зависимости от способа, при помощи которого происходит соединение различных элементов, а также от применяемых режимов потоков (многоабонентская передача или однонаправленная). Ввиду того, что в многоабонентской среде поток данных посылается только один раз для нескольких параллельных пользователей, в то время как при однонаправленной передаче посылается несколько потоков, можно сделать вывод, что многоабонентская IP-коммутация и маршрутизация значительно сокращают требования к емкости сервера, а также снижают нагрузку на сеть.

Кодеры могут подсоединяться напрямую к цифровым видеосерверам с добавлением внутреннего запоминающего устройства или матрицы независимых дисковых накопителей (RAID). В результате этого нагрузка на сеть будет сводиться к запросам на просмотр или повторное воспроизведение. В качестве альтернативы, с применением децентрализованной архитектуры компонентов кодеры могут быть интегрированы в сеть через коммутаторы, обеспечивая при этом все возможности виртуальной матрицы; использовать данную схему особенно рекомендуется тогда, когда несколько станций визуального наблюдения запрашивают изображения с одной и той же телекамеры.

Элементы запоминающего устройства, такие как матрицы независимых дисковых накопителей (RAID), обычно подсоединяются к серверам через интерфейс SCSI (интерфейс малых компьютерных систем) для обеспечения надежности и высокой пропускной способности при передаче данных. Оптоволоконные компоненты являются более дорогими, но увеличивают пропускную способность и не восприимчивы к кондуктивным электромагнитным помехам. Рассматриваются также возможности применения сетевых систем хранения данных (SAN), однако, пока еще предстоит доказать надежность обработки больших поступающих и исходящих потоков данных.

Потоковая передача видеосигналов может производиться по сетям общего пользования, однако, здесь можно столкнуться с проблемой ограниченности полосы пропускания. Линии передачи со скоростью 56 или 128 кб/сек по сетям ISDN и даже ADSL с более высоким битрейтом могут привести к необходимости подавления аудио сигнала и передачи только изображений с низким разрешением и в замедленном режиме, таком как 5 кадров в секунду или даже ниже. В зависимости от того, осуществляется ли доступ посредством специализированного ПО или через web-браузер, предметом обеспокоенности будет служить сохранность передаваемого контента.

Не существует стандартного рецепта сетевой схемы в отношении систем охранного телевидения, тем не менее, понятно, что конфигурация и правильная настройка сети имеют решающее значение для функционирования системы в целом. Новые алгоритмы сжатия, методы интеллектуального анализа изображений и продолжающееся усовершенствование сетевых технологий в ближайшие годы поставят системы видеонаблюдения на гораздо более высокий уровень эффективности и качества функционирования.

Fast Video Security AG

Источник: Security News

Тел. (8332) 78-79-70 (8332) 78-43-85

Сетевая архитектура цифровых систем видеонаблюдения

Тел. (8332) 78-79-70
(8332) 78-43-85