Pozrite si
Analógový prenos videosignálu bol v kamerových systémoch celé desaťročia, výhradnou technológiou. Platilo to dokonca ešte začiatkom druhej dekády 21. storočia. Hoci prvé digitálne kamery sa objavili už začiatkom 80-tych rokov minulého storočia, revolúcia začala až pred 22 rokmi. Alternatívou sa stali sieťové, čiže IP kamery.
Tie využívajú prenos digitálneho signálu vo forme TCP/IP protokolu, ktorý sa v počítačových sieťach dokáže šíriť pomocou príslušných opakovačov a smerovačov. Dosahuje aj na veľké vzdialenosti bez straty kvality.
IP kamery – viac ako 20 rokov vývoja
Priekopníkom v digitálnych kamerových systémoch sa stala švédska spoločnosť Axis, ktorá v roku 1996 uviedla trh prvú IP kameru na svete. Zrodila sa Axis NetEye 200.
Prvá sieťová kamera prenášala video v rozlíšení CIF (352×288 pixelov) rýchlosťou 1 fps (1 obrazový rámec za sekundu), alebo v normálnom TV PAL rozlíšení (704×576 pixelov) rýchlosťou 1 snímka za 17 sekúnd.
Oproti bežným analógovým kamerám tej doby to nebola žiadna výhra, ale išlo o začiatok technologickej revolúcie a v podstate aj prvý náznak internetu vecí (IoT).
Hoci korene internetu siahajú takmer 50 rokov do histórie, kedy bola 29. októbra 1969 v USA spustená paketová sieť ARPANET (založená výskumnou agentúrou ARPA, predchodcom dnešnej armádnej agentúry DARPA), jeho široké využitie prišlo až podstatne neskôr.
Dôvodom boli najmä výkonovo obmedzené prenosové technológie na báze analógových modemov. Zrýchlenie prišlo až s nástupom ISDN liniek a hlavne technológií z rodiny xDSL, ktoré telekomunikačným operátorom otvorili cestu k rýchlejším dátovým prenosom po bežných metalických linkách vtedajších telefónnych sietí.
https://www.youtube.com/watch?v=NpeCUA50UII
V prípade IP kamier však išlo najmä o prenosy v uzavretom TV okruhu (CCTV), teda v lokálnej sieti LAN. Tu boli k dispozícii dostatočné prenosové rýchlosti omnoho skôr.
Výhody IP kamier
Veľkou prednosťou IP kamier boli nielen možnosti prenosu, ale aj záznamu videosignálu. Aj keď sa v začiatkoch tiež používali páskové videorekordéry, digitálny signál je akoby predurčený na záznam v digitálnych videorekordéroch DVR s harddiskom, alebo priamo na disku v počítači, či videoserveri.
Neskôr sa DVR začali používať aj pri analógových kamerách (a dnes pri HDCVI, HDTV, alebo AHD kamerách tiež), tu však konverziu videa na digitálny signál zaisťuje priamo prevodník v rekordéri.
Kamerový systém z IP kamier ale môžete vytvoriť aj bez rekordéra (ten je v prípade sieťových kamier označovaný skratkou NVR z „Network Video Recorder“), hoci to nemusí, ale za istých okolností naopak môže, byť ideálne riešenie.
Každá sieťová kamera má vlastnú IP adresu, takže jej videostream môžete v sieti vyhľadať aj priamo a zobraziť pomocou niektorého bežného programu na prehrávanie videí. Lepší komfort však ponúkajú špecializované softvéry, kde si môžete vytvoriť okná s videom z viacerých kamier, prípadne riadiť vyhľadávanie a prehrávanie videí z archívu.
Aj bez „železného“ videorekordéru
To platí v prípade, že si na svojom počítači vytvoríte NVR a video z kamier sa bude zapisovať priamo na jeho harddisk. Toto riešenie nepatrí k tým optimálnym. Pokiaľ chcete mať spoľahlivo archivované video z kamier, musel by byť PC nonstop zapnutý (a zálohovaný proti výpadku napájania).
HDD v počítači pritom obvykle nie je stavaný na nepretržitú záťaž 24 hodín denne, 7 dní v týždni, takže by takéto nasadenie nemusel vydržať dlho.
Východiskom je použiť HDD určený na záťaž 24/7, alebo využiť služby cloudového úložiska, kde starosti o spoľahlivosť systému presuniete na plecia jeho operátora. O cloude v súvislosti s kamerovými systémami si viac povieme v niektorom z ďalších dielov nášho seriálu.
IP kamery boli už pred rokmi dostupné aj v rozlíšení vyššom ako D1 (PAL), takže pre náročnejšie aplikácie boli jasnou alternatívou voči analógovým kamerám.
Dnes sú IP kamery dostupné v širokej škále rozlíšení od 1 Mpx, resp. 1,3 Mpx až do 4K Ultra HD. V špeciálnych aplikáciách a riešeniach, kde sa napríklad združí niekoľko CMOS senzorov pre panoramatický záber, môžu mať rozlíšenie aj vyššie (napríklad 30 Mpx).
Vysoké rozlíšenie však dnes nie je len doménou IP kamier a nie vždy je „honba za megapixelmi“ zmysluplná. Ultra HD kamery generujú extrémny dátový tok, ktorý vyžaduje veľkú kapacitu úložiska a internet s poriadnym uplinkom, aby ste mali na diaľku k dispozícii obraz v plnej kvalite.
Po kábli, aj bezdrôtovo
Medzi výhody IP kamier patrí aj širšia variabilita pripojenia do siete. Aj keď profesionálne, aj kvalitné IP kamery určené pre široký okruh spotrebiteľov, používajú obvykle len káblové pripojenie do LAN, existuje aj bezdrôtová alternatíva pre WLAN.
Wi-Fi konektivitou disponujú mnohé kamery pre domácnosti. Keďže však musíte pre ne zabezpečiť napájanie, o úplne bezdrôtové riešenie sa nejedná. Aj takéto kamery však majú bežne aj konektor pre Ethernet prípojku.
Prenos videosignálu cez Wi-Fi môže spoľahlivo fungovať v interiérových aplikáciách a bytoch, prípadne v bežných rezidenčných stavbách. Pre exteriérové nasadenie (kvôli väčším vzdialenostiam a múrom) môže byť takýto prenos nespoľahlivý, alebo úplne nevhodný. To treba vziať do úvahy, kým sa rozhodnete investovať do lacného kamerového setu predávaného „na pulte“.
Pre bezdrôtové prepojenie kamier na veľké vzdialenosti (rádovo stovky metrov) existujú profesionálne prenosové systémy so smerovými anténami, ale ich ceny by sa väčšine súkromných používateľov zdali privysoké. Bolo by potrebné počítať s nákladmi stoviek EUR za každý pár vysielač/prijímač, vynásobené počtom kamier. Napríklad prijímač/vysielač na prenos IP signálu Dahua PFM880 v pásme 5,8 GHz na vzdialenosť 3 km stojí približne 700 EUR.
Napájanie spolu s dátami
Ďalšou špecifickou vlastnosťou IP kamier je funkcia POE (Power Over Ethernet) umožňujúca ich napájanie priamo po ethernetovom kábli. Štandard IEEE 802.3af (PoE) dodáva napätie 48 V pri výkone 15,4 W na 1 kameru. Pre otočné (tzv. PTZ) kamery to ale nepostačuje, preto vznikol nový štandard IEEE 802.3at. Ten má rovnaké napätie 48 V, ale výkon je už 30 W.
Aká je výhoda PoE? Môžete použiť napájanie kamier priamo po dátovom kábli UTP/FTP, v ktorom tečú TCP/IP dáta spolu s napájaním. Pri aktívnom PoE si kamera vyžiada napájanie a dostane ho buď z NVR s podporou PoE na portoch pre kamery, alebo z PoE switchu.
Ak do portu PoE pripojíte zariadenie, ktoré tento štandard nepodporuje, napájanie sa neaktivuje. Popri aktívnom PoE existuje aj pasívna verzia, využívajúca neaktívne vodiče v kábli (bežne sa pre dáta využívajú v sieti len dva zo štyroch párov.
Výhodou PoE je dlhší dosah ako pri bežnom napájaní kamier napätím 12V, resp. 24 V, pretože pri 48V napájaní stačí prenášať menšie prúdy.
Pomerne novým vylepšením je štandard ePoE, pri ktorom je možné napájať kameru po UTP kábli až do vzdialenosti 800 metrov pri súčasnom dátovom prenose s rýchlosťou do 10 Mbit/s a výkonom 13W. Na vzdialenosť 300 m dokáže ePoE zaistiť dátový prenos rýchlosťou až 100 Mbit/s súčasne s napájaním o výkone 25,4W, takže „utiahne“ aj PTZ kameru.
Video z IP kamier je možné prenášať aj na podstatne väčšie vzdialenosti – cez optické káble. To sa však nezaobíde bez príslušných prevodníkov a potreby vyriešiť lokálne napájanie kamier.
Zdroj