IP-видеонаблюдение от «А» до «Я»

27.05.202227.05.2022 avtor

В чем преимущества IP-видеонаблюдения?

Высокое разрешение IP-камер
Возможность выполнения видеоанализа изображения на IP-камере
Интеграция с сетевыми приложениями и облачными сервисами
Масштабируемость
Нет единой точки отказа
Кодирование (сжатие) видео на IP-камере

По сравнению с современным аналоговым, реальное IP-видеонаблюдение это достаточно дорого, и далее мы как раз попробуем разобраться почему.

Далее мы затронем в основном специфические для выбора видеонаблюдения вопросы, т.е. будем исходить из того, что правильный выбор между аналогом и IP уже сделали.

Что такое IP-видеонаблюдение?

Особенностью систем IP-видеонаблюдения является передача видеопотока в цифровом формате по сети Ethernet, использующей межсетевой протокол или IP, отсюда и название. Система IP-видеонаблюдения состоит из сетевых устройств, каждое из которых имеет в сети свой IP-адрес и уникальный MAC-адрес.

Первым и главным компонентом любой системы IP-видеонаблюдения является IP-камера. Настолько главным, что сама IP-камера может быть полноценной системой IP-видеонаблюдения. монтаж систем видеонаблюдения может снимать видео, записывать его на встроенную SD-карту, может отправлять уведомления о событиях происходящих в кадре, позволяет просматривать видео онлайн на экране монитора или смартфона, может выполнять анализ видео (видеоаналитика) например, распознавать автомобильные номера.

Компоненты систем IP-видеонаблюдения:

IP-камеры, хоть и главный, но не единственный компонент системы IP-видеонаблюдения.
Устройства хранения видеоархива, в основном это видеорегистраторы или серверы, которые получают потоки от камер, записывают их на жесткие диски, а также передают «живое» видео или архивные записи рабочим станциям.
Программное обеспечение для видеонаблюдения. Именно с софтом пользователям предстоит взаимодействовать каждый день, а значит, от удобства программного обеспечения зависит насколько наш опыт будет удобен.
Сетевое оборудование, в основном, это коммутаторы и маршрутизаторы, которые создают пространство локально-вычислительной сети (ЛВС), предоставляют IP-адреса, поддерживают соединение между устройствами по межсетевому протоколу.

Конечно, есть еще десятки тысяч устройств, которые могут использоваться, дополнять или расширять функционал современных IP систем видеонаблюдения.

Выбираем IP-камеры

IP-камера это основное устройство в системе видеонаблюдения, а в зависимости от системы это может быть единственное устройство, и в будущем количество таких систем будет только расти. Особенно отрадно, что для того чтобы превратить IP-камеру прошлого в IP-камеру будущего в некоторых случаях будет достаточно обновить прошивку IP-камеры.

IP-камера это вполне себе небольшой компьютер, в котором, кроме ISP-процессора, есть центральный процессор управляющий видеокамерой, сетевой интерфейс, процессор управляющий алгоритмами сжатия видеопотока, и другие модули, например, микрофон или блок для управления тревожными входами или дополнительные видеовыходы.

Важнейшей частью IP-камеры является встроенное программное обеспечение, обычно используется очень сильно урезанная Linux, на базе которой развернут веб-сервер, он отвечает при обращении к видеокамере по IP-адресу.

Под веб-сервером здесь имеется в виду программное обеспечение в IP-камере, которое принимает HTTP запросы от клиентов и отвечает на них. Обычно, NVR или VMS находят IP-камеру в сети по MAC-адресу, после этого пользователь может настроить ей статичный IP-адрес. После получения IP-адреса видеокамера становится доступной для получения запросов и отправки видеопотока по сети. Все протоколы, по которым происходит обмен данными между веб-сервером видеокамеры и клиентами, а это HTTP, RTSP, RTP, работают на прикладном уровне сетевой модели TCP/IP.

RTSP (Real Time Streaming protocol) – это основной протокол, по которому происходит передача видеопотока. В настройках IP-видеокамеры протокол RTSP может работать поверх транспортных протоколов TCP или UDP (RTSP over TCP или RTSP over UDP). Их различие в том, что транспортный протокол TCP требует подтверждения установки соединения или получения пакета второй стороной, а UDP просто шлет и ничего не требует, поэтому соединение по UDP работает быстрее, а по TCP надежнее и подходит для проблемных сетей.
С HTTP работали устаревшие модели видеокамер, в которых видеопоток раскладывался на фреймы в формате JPEG и выкладывался на веб-сервере видеокамеры, а клиент забирал их с определенной частотой. Это не потоковая передача данных, она называлась JPEG over HTTP. Сейчас такой метод не используется.
RTP (Real Time Transport Protocol) это еще один вариант стримингового протокола, используется для передачи данных в режиме реального времени. RTP работает, как правило, поверх UDP и не использует зарезервированные порты, как RTSP (это может стать проблемой, если вам надо отправить видеопоток куда-то за межсетевой экран, в другой сегмент сети или вообще в другую сеть).
Протокол ONVIF также используется в IP-видеокамерах для установки соединения и передачи данных.

Встроенное в IP-камеру программное обеспечение разрабатывается производителем IP-камеры и устанавливается в момент производства. Однако отдельные производители позволяют с помощью своего встроенного в IP-камеру программного обеспечения устанавливать на IP-камеру программное обеспечения сторонних разработчиков.

Такое конечно на момент написания статьи могут только максимально продвинутые производители, например Axis с их платформой ACAP. Хорошим примером такого софта, будет Traffic CaMMRa – программное обеспечение для распознавания автомобильных номеров.