Na straně "základní druhy kamerových systémů" jsme zmínili, že se v současné době používají dva způsoby přenosu signálu z bezpečnostní kamery k terminálu kamerového systému. Jsou to analogový přenos signálu, který využívá standardní TV signál normy PAL a rychle se rozvíjející systém digitálního přenosu signálu, který využívá IP protokol a je přenášen po standardní ethernet síti. Přestože dnes se stále ještě montují nejčastěji kamerové systémy s analogovým přenosem signálu, tak novější digitální systémy mají před sebou velký rovzoj a jistě v horizontu několika let zcela převládnou a proto se jim zde budeme věnovat.

navigace na stránce:
- Proč digitální přenos?
- Omezení analogového přenosu?
- Hlavní výhoda digitálního přenosu?
- Jak je to v praxi?
- Další výhody digitálního přenosu?
- Analogová kamera a digitální přenos?
- Jak na zapojení digitálního kamerového systému?
- Proč se již nepoužívají pouze digitální systémy?

Proč digitální přenos?

Otázka by vlastně měla být spíš "proč analogový přenos?". Trend přechodu k plně digitálním kamerovým systémům je jednoznačný, stejně jako v ostatních oborech elektroniky. Dnešní kamerové systémy jsou totiž v podstatě již plně digitální, ovšem právě s výjimkou přenosu signálu mezi kamerou a záznamovým zařízením. Všechny, i ty nejlevnější bezpečnostní kamery mají snímač i zpracování obrazu řešeny digitálně a stejně tak se již montují výhradně digitální záznamová zařízení. Ať jsou na bázi PC nebo jednoúčelového nezávislého rekordéru, všechny hned na vstupu převedou signál z analogové do digitální podoby a v ní provádí i veškeré zpracování (zobrazení, záznam).
zpět nahoru

Omezení analogového přenosu?

Analogový přenos je v řetězci bezpečnostní kamera -> záznamové zařízení -> monitor největším a hlavním omezujícím článkem. Je to z toho důvodu, že i nejmodernější systémy s analogovým přenosem stále využívají již značně archaickou televizní normu PAL, která z důvodu kompatibility televizorů zaostává již několik desítek let bez nějakého výrazného zlepšení obrazu. Hlavním limitem je omezení maximálního rozlišení, které lze v nejlepším případě přirovnat k úrovni kvality obrazu DVD, většinou však horší. Přes tento limit se nelze s analogovým přenosem nijak dostat, protože TV norma PAL má rozlišení pevně dané. Záhadou je, proč se za celou dobu existence analogové televize a uzavřených televizních systémů (desítky let) nepodařilo prosadit žádnou výraznou modernizaci TV norem, pro dosažení vyšších rozlišení v analogových systémech. Technicky by to jistě možné bylo, ale nejspíš převládnul konzervatismus a zachování kompatibility obrovského množství existujících televizorů a rekordérů.
zpět nahoru

Hlavní výhoda digitálního přenosu?

Omezením je však konec, přicházejí již plně digitální systémy, kde není signál v žádném článku přenášen nebo zpracováván v analogové formě. Základem digitálních systémů jsou tzv. IP kamery nebo-li web kamery. Jedná se o kamery, které mají navíc v sobě vestavěn webový videoserver převádějící videosignál na datový stream, který je možno přenášet po sítích ethernet. Kamery jsou k tomu vybaveny rozhraním LAN a to buď pouze kabelovým (konektor RJ45) nebo i bezdrátovým (WiFi). Druhým nejdůležitějším článkem systému jsou IP rekordéry (NVR) nebo PC se speciálním software. Jaké to přináší výhody? Zejména konečně padá překážka v podobě omezeného rozlišení. Základní IP kamery mívají rozlišení VGA (640x480), což je v podstatě na úrovni maximálního rozlišením kamer s analogovým výstupem. Tedy tam, kde analogové kamery končí, IP kamery začínají. A pokračují dále, přes tzv. ready HD rozlišení (1280x720) až po v současnosti nejvyšší rozlišení, 5Mpix IP kamery (2500x2000), přičemž toto jistě není konečná hodnota. U systémů s digitálním přenosem neexistuje žádné teoretické maximální rozlišení, protože vše je jen otázka snímače kamery, obvodů zpracování obrazu a obslužného software, ale také přenosové kapacity sítě. Vzhledem k rychlému tempu vývoje snímačů, které jsou obdobné těm v digitálních fotoaparátech lze předpokládat, že se rozlišení IP kamer brzy přiblíží 10Mpix.
zpět nahoru

Vysoké rozlišení v praxi?

Co takové rozlišení znamená v praxi? Pokud je snímač 5Mpix IP kamery opatřen odpovídající optikou, lze takto již dnes dosáhnout cca 4x lepšího horizontálního rozlišení (rozeznatelnosti detailů v obraze), než u nejlepších kamer s analogovým přenosem. A to už je hodně znát. V praxi to může znamenat rozdíl mezi viditelností postavy a rozeznáním obličeje na pořízeném záznamu. Rozdíl je ještě o něco větší, než při srovnání videozáznamu z běžného DVD se záznamem s vysokým rozlišením FullHD z Blu-ray na odpovídajícím televizoru. Můžeme tedy využít buď většího rozlišení v obraze nebo naopak pokud nám současné rozlišení detaiů v obraze stačí, můžeme použít kameru s až 4x širším úhlem záběru. Je tak možné zabírat větší prostor a díky tomu někdy i použít nižší počet kamer, než by tomu bylo u analogového systému s nižším rozlišením.
zpět nahoru

Další výhody digitálního přenosu?

A jaké jsou další výhody přenosu na bázi IP protokolu? Už ze způsobu přenosu vyplývá kompatibilita se stávající síťovou infrastrukturou ethernet, které již často bývají v budovách instalovány, ať již s metalickým vedením nebo bezdrátově standardem Wifi. Mnoho IP kamer již obsahuje Wifi modul a jejich připojení do sítě již nemůže být snadnější. Spočívá v několika kliknutích myší. IP kamery lze rozsáhle konfigurovat, vše z kteréhokoliv bodu sítě (vnitřní i přes internet) prostřednictvím běžného internetového prohlížeče nebo klientského software. SW bývá k IP kamerám přibalen v rámci ceny a obvykle umožňuje i pořizování záznamu z jedné nebo více IP kamer současně a poslouží tak jako terminál kamerového systému se všemi potřebnými funkcemi. Další výhodou IP kamer je možnost ovládání více funkcí po jediném signálovém kabelu, zejména v případě kamer vybavených polohovacím zařízením a zoomem (PTZ kamery). IP kameru je však možno použít i samostatně, po připojení do internetu a správné konfiguraci může pracovat jako on-line web kamera s veřejným nebo přiděleným přístupem. Limitem bývá maximální počet současně připojených uživatelů na 5-20 dle typu kamery.
zpět nahoru

Možnost využití analogových kamer v digitálním systému?

Kromě kompletních IP kamer existuje možnost zapojit do kamerového systému s digitálním přenosem signálu i současné analogové kamery. K tomu poslouží tzv. videoserver, což je malá krabička, vybavená jedním nebo více analogovými vstupy a výstupem je opět síťové rozhraní. Po připojení do sítě se videoserver s připojenou analogovou kamerou chová jako běžná IP kamera, ovšem díky analogové spojce mezi kamerou a videoserverem je zde opět omezení rozlišení TV normy PAL, viz. výše. Může to být ale výhodné řešení pro web kameru, protože samostatný videoserver obvykle umožňuje vyšší počet současně připojených uživatelů, než obyčejná IP kamera.
zpět nahoru

Způsob zapojení digitálního kamerového systému?

Jak na vytvoření kamerového systému na bázi IP? Kromě umístění a nasměrování IP kamer s ohledem na optimální záběr a přivedení napájecího napětí, je postup zapojení stejný, jako při vytváření jednoduché domácí počítačové sítě s využitím stejných síťových prvků. Pokud jsou vzdálenosti mezi kamerami malé, dle místních podmínek maximálně desítky metrů, je nejjednodušší řešení bezdrátové na bázi Wifi. Stačí vhodně umístit Wifi router připojený do počítače, případně pro vzdálené monitorování do internetu (potom není ani třeba počítač), zvolit typ IP kamery se zabudovaným Wifi modulem, nakonfigurovat je pro komunikaci s Wifi routerem a přidělit vlastní IP adresu ve vnitřní síti. V počítači, na kterém bude probíhat záznam, je třeba pouze nainstalovat monitorovací software, který obvykle bývá součástí ceny IP kamery a zvládá obsluhovat a zaznamenávat až 32 kamer. Ty přitom mohou být umístěny kdekoliv v internetu nebo na lokální síti, případně kombinovaně. Tedy je zcela snadné pomocí jednoho záznamového a ovládacího terminálu monitorovat několik kamer umístěných ve více provozovnách v různých lokalitách. A to vše přehledně na jedné obrazovce umístěné například v kanceláři nebo místě bydliště. IP systémy nerozlišují, jestli je kamera připojena přes lokální sít nebo v extrémním případě klidně na druhém konci světa přes internet, což je další z výhod IP řešení. Pokud není potřeba pořizovat záznam, obejdeme se bez jakéhokoliv software a kameru je možno konfigurovat i sledovat pomocí obyčejného internetového prohlížeče. Případně je možno místo počítače použít jednoúčelový síťový rekordér, se kterým se zachází podobně. V obslužném SW se nakonfiguruje přístup do jednotlivých kamer a to je vše, kamerový systém je vytvořen. Jediná montážní činnost spočívá v umístění jednotlivých kamer a přivedení napájení ke každé kameře. Pokud jsou vzdálenosti takové, že bezdrátový přenos není možný, provede se rozvod UTP Cat5 kabelu, který je možno pomocí switchů větvit dle potřeby. Napájení může být buď samostatné pro každou kameru nebo stále častější možnost při využití síťových komponent s podporou PoE (Power over Ethernet) centrální a rozváděné současně se signálem po UTP kabelu. S využitím PoE switche, který funguje jako běžný síťový switch, ovšem do několika nebo všech výstupů přivádí i napájení dle standardu 802.3af, lze takto UTP kabelem dosáhnout vzdálenosti ke kameře až 100m. Bez využití PoE je dovedení napájení na větší vzdálenost velký problém, protože při standardním napětí 12V je třeba poměrně velký proud, způsobující značný úbytek napětí v kabelu a nutnost použití vodičů s velkým průřezem. PoE dle 802.3af toto elegantně řeší použitím vyššího napětí (48V), kterému pro stejný výkon přísluší poměrově nižší proud a dále zařízení tohoto standardu spolu o napájení aktivně komunikují a upravují jej dle aktuálních podmínek. V současnosti se tedy určitě vyplatí použít zařízení s napájením PoE 802.3af.
zpět nahoru

Je to skutečně tak snadné?

Zde je však nutno trochu utlumit případné nadšení, které plyne z toho, že rozvod pro IP kamery, tedy ethernetová nebo WiFi síť, je již ve Vašem objektu nainstalován a že tedy zbudování kamerového systému se omezí na pouhé rozmístění kamer, jejich zapojení do stávajícího rozvodu a instalaci obslužného SW na kterýkoliv počítač v síti. V principu je to samozřejmě možné, ovšem v praxi je takto možno uvažovat o zřízení systému s jednou či dvěma kamerami s běžným VGA rozlišením. V případě požadavku na větší množství kamer a jejich vyšší rozlišení stoupají dramaticky nároky na datovou propustnost sítě. A to je právě věc, které se může často nedostávat, zejména v kancelářských budovách s velkým počtem pracovníků, využívajících různé datové přenosy. Tím jsou často stávající sítě již využité na maximum a připojení rozsáhlejšího kamerového systému s IP přenosem by způsobilo zhroucení nebo minimálně špatnou použitelnost takové sítě pro běžný provoz i pro kamerový systém. Datový provoz v budovách mívá obvykle i velké přenosové špičky (např. vytváření různých uzávěrek, sestav, zálohování, statistik a podobně) a v tyto okamžiky by naopak mohl být kamerový systém dočasně vyřazen z provozu. Často se tak nevyhneme nutnosti instalace nezávislého rozvodu speciálně pro kamerový systém, který bude se stávajícím síťovým rozvodem propojen jen v jednom místě, pro možnost vzdáleného monitorování a ovládání. Dále je nutno vzít v úvahu, že IP kamery v sobě mají vestavěn malý server, což je vlastně počítač, stejně tak IP rekordér nebo ovládací software, to celé připojené v síti dalších různých počítačů. Dohromady je to velmi složité zařízení, které je náchylné k různým nahodilým špatně identifikovatelným problémům, vedoucím k občasnému částečnému nebo úplnému selhání systému a nutnosti zásahu obsluhy, spočívající například v restartu komponent nebo celého systému. V otázce spolehlivosti tedy zatím IP systémy nedosahují takové úrovně, jako léty prověřené analogové systémy s jednoúčelovým rekordérem, ve kterém jsou zapojeny pouze komponenty kamerového systému a nic jiného, co by mohlo snižovat celkovou spolehlivost.

Přesto však kamerové systémy s digitálním přenosem mají některé podstatné výhody. Jedna z nich má důležitý bezpečnostní rozměr. Spočívá v tom, že na rozdíl od klasických CCTV systémů již nemusí být ovládací a záznamový terminál umístěn ve stejném objektu (nebo alespoň areálu), kde jsou rozmístěny kamery. Zcela dostačuje, když mají kamery a terminál systému přivedeno dostatečně rychlé internetové připojení, které nahradí přímé spojení a to na libovolnou vzdálenost. Není takto žádný problém, aby terminál kamerového systému byl umístěn například v centrále firmy a prováděl monitorování se záznamem z kamer, rozmístěných v několika různých pobočkách, klidně i v různých zemích. Výhodou při tom je, že obsluha takového systému nemusí činit žádné rozdíly mezi monitorováním kamer umístěnými ve stejné budově a kamer umístěných v jiné pobočce. Na monitoru terminálu fungují všechny kamery shodně. Případný pachatel provádějící trestnou činnost v některé z poboček však nemá nejmenší šanci dostat se k důkaznímu materiálu ve formě záznamu kamerového systému a zničit jej, protože ten se fyzicky nachází v jiné lokalitě. Toto je jedno z možných řešení bezpečnosti, které umožňují kamerové systémy výhradně s přenosem pomocí IP protokolu. I proto je velmi pravděpodobné, že během následujících let budou systémy s analogovým přenosem postupně vytlačovány a budou se montovat čím dál více pouze digitální systémy. Velmi tomu napomáhá i rychlý pokles cen IP komponentů, které byly dříve použitelné jen v systémech s nejvyššími nároky na rozlišení kamer a při velkých finančních možnostech provozovatele. Dnes jsou již ceny Megapixelových kamer (HD rozlišení 1280x720) na úrovni jen o málo vyšší, než při řešení s analogovým přenosem, přičemž výhody IP přenosu jsou i tak zachovány. Z toho důvodu jsou stále častěji montovány kamerové systémy s digitálním přenosem signálu a zřejmě není daleko doba, kdy počet namontovaných digitálních systémů překoná počet analogových. K tomu přispívají nejnovější řady IP kamer i síťových rekordérů, které obvykle podporují univerzální standard ONVIF, na kterém se dohodla většina výrobců těchto komponent a který zaručuje vzájemnou kompatibilitu mezi komponenty různých výrobců. Někteří z výrobců jdou ještě dále a jsou si vědomi hlavního nedostatku IP systémů - složité konfigurace a uvádí na trh nové ucelené řady kamer a rekordérů, které jsou plně plug-and-play, tedy že se systém pouze propojí a veškerá konfigurace IP přenosu proběhne zcela automaticky. Současně s tímto vylepšením pokračuje pokles cen.