Передача данных систем видеонаблюдения

При построении систем видеонаблюдения масштаба крупного предприятия, района или города на первое место по сложности технической реализации и затратам выходят части системы, ответственные за доставку (передачу) видеосигнала и его коммутацию. Видеокамеры, мониторы, записывающие устройства и пульты управления для систем наблюдения достаточно стандартны и в избытке имеются на рынке. Передача же видеосигналов от множества камер на большие расстояния - достаточно сложная техническая задача. Ширина полосы высококачественного видеосигнала доходит до 30 Мгерц. Причем большая часть видеоустройств представляют собой сугубо аналоговые устройства. Сужение полосы сигнала от камер обычно нежелательно, поскольку снижает разборчивость мелких деталей изображения. Передача аналогового сигнала без потери качества возможна только на ограниченные расстояния. Коммутация и тиражирование аналогового сигнала также весьма затруднительны. В связи с этим в масштабных системах видеонаблюдения используют преобразование аналогового видеосигнала в цифровую форму с последующим сжатием цифровыми методами, передачей по цифровым же магистральным каналам связи и обратным преобразованием в аналоговый сигнал в месте просмотра. Как правило, в качестве магистральных каналов выступают оптоволоконные линии общего доступа.

Существовавшие до недавнего времени системы такого преобразования и передачи сигнала с использованием алгоритмов сжатия стандартов JPEG, MPEG и др. обеспечивали приемлемое для задач видеонаблюдения качество передачи картинки при коэффициенте сжатия 6-25 раз и полосе пропускания цифрового канала связи не менее 8-10 Мбит/сек соответственно. При большем коэффициенте сжатия и соответственно меньшей полосе пропускания картинка либо теряет слишком много деталей, либо слишком медленно обновляется, не позволяя отслеживать динамичные ситуации.

Таким образом, существовавшие до недавнего времени системы позволяли передавать через один стандартный магистральный поток STM-1 155 Мбит/сек сигналы примерно от 15 камер. Естественно, подобные характеристики не позволяют построить в рамках разумных затрат систему видеонаблюдения масштаба города с сотнями точек наблюдения.

Существенный прогресс в данной области был, достигнут в результате передачи в гражданский сектор некоторых ранее закрытых военных технологий. В свое время фирмой Racal в рамках концепции «электронного солдата» была разработана аппаратура для передачи видеоизображения от каждого солдата на командный пункт через стандартный канал связи тактического радио. Подобная передача требовала колоссального сжатия изображения. Для этого фирмой был аппаратно реализован алгоритм сжатия Wavelet, теоретически разработанный в конце 80-х начале 90-х годов. После передачи данной технологии в гражданский сектор естественным ее применением стали задачи видеонаблюдения. Фирма Racal выполнила реализацию аппаратуры для построения широкомасштабных систем видеонаблюдения. Применение алгоритма Wavelet позволило сжимать данные от видеокамер примерно в 960 раз без существенной потери качества, и поток данных от одной камеры стал занимать соответственно около 0.25 Мбит/сек. Таким образом, в один стандартный магистральный поток STM-1 можно уложить сигналы от 120-480 камер наблюдения вместе с сигналами управления. Эти характеристики позволяют построить системы видеонаблюдения масштаба города при разумных финансовых затратах.

Многие западные мегаполисы уже достаточно насыщены системами видеонаблюдения, но лишь сейчас стала возможна реальная интеграция таких систем в масштабах города.

В настоящее время на базе данной технологии идет реализация проекта видеонаблюдения в Лондонском метро. Система рассчитана на подключение 9000 камер в вестибюлях и на станциях по всему городу. Изображение будет выводиться на районные и центральный пульты. Также предполагается передавать часть данных спецслужбам и другим заинтересованным организациям.