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

Опубликовано: 02.09.2018

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

IP камера, подключенная через Yota к регистратору
Статьи Статьи по видеонаблюдению Wi-Fi, WiMAX, 3G: беспроводное IP-видеонаблюдение

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:

технологии Wi-Fi; технологии WiMAX; каналы связи GSM.

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


Беспроводная антенна UBNT NanoStation loco M2. Видеонаблюдение в Красноярске

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.


3G антенна комплект

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.

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

rss