Wi-Fi, WiMAX, 3G: беспроводное IP-видеонаблюдение

Сетевые технологии и, в частности, беспроводные сети с каждым днем все глубже и прочнее входят в нашу повседневную жизнь. Уже невозможно представить себе современный офис без компьютеров, Интернета, локальной сети и надежной защиты. При построении IP-систем видеонаблюдения мы можем использовать все преимущества локальных сетей, одним из которых является возможность передачи данных по беспроводным каналам

Е.С. Кубышева
Директор по развитию
компании "Гран При"

Можно выделить 3 базовых варианта передачи видео с использованием IP-видеокамер по беспроводным каналам связи:

  1. технологии Wi-Fi;
  2. технологии WiMAX;
  3. каналы связи GSM.

Рассмотрим каждый вариант в отдельности и постараемся выделить преимущества, недостатки и особенности каждого них.

IPcctv на базе Wi-Fi

Для лучшего понимания всей специфики технологии Wi-Fi приведу некоторую информацию из истории ее создания и общие сведения, которые необходимо знать при построении системы видеонаблюдения с использованием Wi-Fi.

Технология Wi-Fi возникла благодаря принятию решения Федеральной комиссии по связи США об открытии нескольких полос беспроводного спектра для использования без государственной лицензии. Эти полосы уже использовались для всякого рода оборудования.

 

Став участником Партнерской программы «Актив-СБ» вы получаете:   

- Рассрочку платежа на складские позиции (при условии предоставления полного пакета документов);

- Возврат и отправка продукции требующей гарантийного обслуживания за счет Актив-СБ

- Размещение компании в разделе "Монтаж", при закупке оборудования не менее 500 000 в первое полугодие и 700 000 во второе полугодие ;

- На выбор:

  1. Кэшбэк по Бонусной программе в размере до 5% от суммы покупок. (Подробности в разделе ПОЛУЧЕНИЕ БОНУСНЫХ БАЛЛОВ)
  2. Доступ к ЗАКРЫТОЙ Партнерской колонке)

Чтобы работать в этих частотах, устройства должны использовать технологию "распространения спектра". Благодаря технологии Wi-Fi радиосигнал распространяется в более широком диапазоне частот, делая сигнал менее чувствительным к помехам и трудно перехватываемым.

Особенности сетей Wi-Fi

Обычно схема Wi-Fi-сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Возможно также подключение двух клиентов в режиме "точка-точка", когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров напрямую.

В России и Беларуси требуется регистрация всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений. Точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi мощностью, превышающей 100 мВт (20 дБм), подлежат обязательной регистрации. Применение Wi-Fi без разрешения на использование частот от Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) возможно для организации сети внутри зданий, закрытых складских помещений и производственных территорий. Для легального развертывания внеофисной беспроводной сети Wi-Fi (например, радиоканала между двумя соседними домами) необходимо получение разрешения на использование частот. Действует упрощенный порядок выдачи разрешений на применение радиочастот в полосе 2400 – 2483,5 МГц (стандарты 802.11b и 802.11g; каналы 1–13) – для получения такого разрешения не требуется частное решение ГКРЧ. Данные условия регулярно претерпевают изменения, в связи с этим желательно отслеживать правовые аспекты данного вопроса.

Где выгоден Wi-Fi

Технология Wi-Fi дает возможность организовывать сеть без прокладки кабеля, что позволяет сократить затраты при создании системы. Wi-Fi удобен в местах, где нельзя проложить кабель, например в зданиях, имеющих историческую ценность или в помещениях, где уже завершены ремонтные работы, а кабель для системы видеонаблюдения не заложен.

Технологии Wi-Fi сейчас широко применяются в видеокамерах ведущих мировых производителей, таких как ACTi Corporation, Axis Communications, Brickcom, Panasonic и др. Ассортимент Wi-Fi-устройств коммутации для построения беспроводных сетей еще более широкий, и все известные производители – Cisco, D-Link, HP/3com, TRENDnet/UPVEL – активно представляют данное оборудование в своих линейках.

Что следует учитывать
Создание любой системы видеонаблюдения начинается с проекта. IP-системы не являются исключением. Перед тем как начинать закупку оборудования и монтаж, составляется спецификация оборудования и рассчитываются все технические характеристики системы.

IP-видеонаблюдение требует не меньшего внимания при предварительных расчетах системы. Не будем углубляться во все тонкости и остановимся на основных моментах, которые необходимо прояснить при использовании Wi-Fi.

1. Совместимость оборудования
При подборе оборудования важно учитывать совместимость оборудования в плане стандартов. IP-камеры должны быть совместимы с коммутаторами. Как правило, все современные устройства универсальны, но при использовании уже готовых сетей стоит обратить внимание на этот момент.

2. Расстояния между камерой и роутером
Дальность размещения камеры от роутера также ограничена возможностями устройства. Этот показатель не должен превышать допустимого значения – при увеличении расстояния уменьшается уровень сигнала и, как следствие, падает пропускная способность канала, что может стать препятствием для передачи потока с IP-видеокамеры. Как показывают результаты тестирования, максимальная реальная пропускная способность оказывается примерно в 3 раза ниже, чем та, что указана в спецификациях к устройствам коммутации или к тому или иному стандарту IEEE группы 802.11 (стандарты технологии Wi-Fi).

3. Скорость передачи
Средний поток для камеры с разрешением 1 Мпкс варьируется от 3 до 10 Мбит/с в зависимости от объекта наблюдения, кодека, качества сжатия и других настроек камеры. Для передачи видео без потери качества по сетям Wi-Fi необходимо, чтобы суммарный поток данных, передаваемых от IP-камер, не превышал реальную максимальную скорость системы.

4. Защита от взлома и помех
При построении сетей на базе Wi-Fi не стоит забывать о безопасности и защите системы от
несанкционированного доступа – необходимо использовать шифрование с максимальным уровнем защиты.

Любая беспроводная технология чувствительна к помехам, и следует учитывать условия, в которых будет работать система.

Система IP-видеонаблюдения на базе Wi-Fi

Учитывая тонкость вопроса о построении беспроводных систем безопасности, привожу пример организации системы видеонаблюдения Wi-Fi на базе хорошо известной мне марки Brickcom.

Состав оборудования:

  • беспроводная IP-камера WCB-100Ap с поддержкой Wi-Fi (802.11b/g/n);
  • Wi-Fi-коммутатор DWRT-600N или любой другой с поддержкой необходимых стандартов Wi-Fi;
  • персональный компьютер с предустановленным ПО PC-NVR;
  • приемники-передатчики Wi-Fi – для камер без встроенного модуля Wi-Fi.

Характеристики:

  • дальность установки камеры от роутера – до 100 м;
  • максимальный поток – 54 Мбит/c (Wi-Fi); 300 Мбит/с (LAN).

Применение: офисы; квартиры; коттеджи; небольшие магазины и т.д.



IPcctv на базе 3G

3G – технологии мобильной связи 3-го поколения – это набор услуг, объединяющих как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создает канал передачи данных. В настоящее время под термином 3G чаще всего подразумевается технология UMTS.

HSPA (High Speed Packet Access – высокоскоростная пакетная передача данных) – технология беспроводной широкополосной радиосвязи, использующая пакетную передачу данных и являющаяся надстройкой к мобильным сетям WCDMA/UMTS. Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту составляет 14,4 Мбит/с (скорость передачи данных от базовой станции до всех локальных абонентов) и до 5,8 Мбит/с от абонента.

Первые этапы внедрения стандарта обычно имеют скорость 3,6 Мбит/с к абоненту (Downlink). После внедрения второго этапа (Uplink, то есть ускорения передачи от абонента) всю систему называют сокращенно HSPA. Эта технология позволяет передавать данные в местах, где нет никаких каналов связи за исключением мобильного Интернета. Наиболее частыми заказчиками данного решения являются владельцы различных вышек или объектов, удаленных от стандартных центров связи.

Встроенные технологии 3G (поддержка SIM-карт в видеокамерах) доступны на данный момент в камерах брендов Brickcom и D-Link. Другие производители предлагают решения с использованием дополнительных 3G-модулей.

Как настроить 3G-камеру
Первый вопрос, который возникает у счастливых обладателей видеокамер 3G, – как ее настроить?

1. Нужно убедиться, что в точке установки IP-камеры есть 3G. Для этого можно воспользоваться сотовым телефоном с поддержкой 3G, в который будет установлена SIM-карта, предназначенная для IP-камеры. (Для примера пусть это будет SIM-карта Beeline.)

2. Если тест пройден успешно, то устанавливаем SIM-карту в камеру, предварительно убедившись, что для SIM-карты активирована функция Public I P.

3. Подключаемся к камере с использованием ноутбука или персонального компьютера, заходим в интерфейс управления камерой и изменяем разрешение на минимально необходимое, так как скорость передачи по 3G небольшая и не позволит пропустить максимально возможный поток от камеры.

Система IP-видеонаблюдения на базе 3G

Состав оборудования:

  • 3G IP-камера (можно использовать IP-камеры со встроенными USB-портами и 3G USB-модемами);
  • SIM-карта оператора сотовой связи с активированной функцией Public IP;
  • персональный компьютер с предустановленным ПО PC-NVR и выходом в Интернет или любое портативное устройство с доступом в Интернет и возможностью просматривать потоковое видео.

Характеристики:

  • дальность установки камеры – ограничена зоной работы оператора мобильной связи с предоставлением функции 3G;
  • максимальный поток – Uplink 5,76 Мбит/с.

Применение: объекты, на которых отсутствуют любые каналы связи кроме 3G; мобильные объекты

4. Далее переходим в раздел настроек и задаем параметры передачи данных для 3G:

  • APN – public.beeline.ru;
  • Dial number – *99#;
  • PIN code – 0000;
  • Username – beeline;
  • Password – beeline;

Сохраняем настройки.

5. Подключаем компьютер к Интернету и в адресной строке браузера вводим IP-адрес, полученный нами при подключении услуги Public I P. Вводим логин и пароль, запрашиваемый камерой, и получаем полный доступ к видеоизображению и настройкам камеры.

Система IP-видеонаблюдения на базе WiMAX

Для таких систем понадобится использовать приемопередающие устройства (Alcatel-Lucent, Brickcom, Cisco, ZyXEL и др.), поскольку технологии WiMAX напрямую в видеокамерах не применяются.

Состав оборудования:

  • IP-камера;
  • передатчик WiMAX CPE (можно использовать несколько передатчиков и один приемник);
  • приемник WiMAX BS (802.16d);
  • коммутатор Wi-Fi;
  • персональный компьютер с предустановленным ПО PC-NVR.

Характеристики:

  • дальность установки камеры от роутера – до 10 км;
  • максимальный поток – 60 Мбит/с.

Применение: промышленные объекты; крупные компании; объекты, требующие передавать видео на расстояния до 10 км

Особенности 3G
Недостатком данной технологии является низкая пропускная способность и приоритет голосовой связи на базовых станциях. Предпочтение будет всегда отдаваться голосовым звонкам, и использование 3G IP-камер в зонах с большим скоплением людей, пользующихся мобильной связью (бизнес-центры, торговые центры, вокзалы и т.д.) будет практический невозможным. Вероятно, со временем данная проблема перестанет быть актуальной, поскольку технологии постоянно совершенствуются.

На данный момент 3G IP-камеры – это оптимальные решения для удаленных объектов, а также объектов, труднодоступных для прокладки кабельных коммуникаций.

Беспроводные технологии, бесспорно, упрощают жизнь и делают системы IP-видеонаблюдения более доступными и универсальными. Несмотря на преимущества каждого типа беспроводной передачи данных, самым популярным на сегодня в России является стандарт Wi-Fi.

IP-камеры с поддержкой Wi-Fi представляют собой наиболее оптимальное решение по соотношению "цена/качество" среди беспроводных решений. Но не стоит забывать, что современная система видеонаблюдения должна быть в первую очередь эффективной, поэтому для конкретных условий следует подбирать оборудование индивидуально.

IPcctv на базе WiMAX

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) – телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств, основана на стандарте IEEE 802.16. WiMAX – это система дальнего действия, она покрывает километры пространства и обычно использует лицензированные спектры частот.

Применительно к IP-системам видеонаблюдения – технология WiMAX интересна, но, к сожалению, практический недоступна. Основное преимущество WiMAX заключается в дальности передачи данных (до 10 км). Основной недостаток – запрет на использование без специальных разрешений (получить их очень сложно, а зачастую просто невозможно).

Аналогично системам Wi-Fi, в системах видеонаблюдения на базе WiMAX пропускная способность зависит от расстояния, на котором размещены базовая станция и передающие устройства. При использовании максимальной дальности (10 км) пропускная способность составит 26 Мбит/с, при этом можно подключить максимально две IP камеры с настройками: 1280x800, 25 кадр/с, максимальное качество. При дальности 1 км имеем пропускную способность 60 Мбит/с и можем подключать до 40 IP-камер к одной базовой станции с разрешением 1 Мпкс (настройки качества – стандартные).

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #5, 2011