Главная / IP-камера: что это такое, как работает, какие бывают IP-камеры

IP-камера: что это такое, как работает, какие бывают IP-камеры

IP-камера видеонаблюдения снимает видео и транслирует видеопоток в цифровом формате с использованием сетевого протокола, обеспечивающего маршрутизацию пакетов. По сути IP-камера — камера видеонаблюдения плюс мини-компьютер. Состоит из матрицы, объектива, центрального процессора, процессора обработки, процессора сжатия, сетевого интерфейса

Метод работы приборов

Функционирование IP камеры выглядит так:

Объектив ловит картинку и фокусирует на матрице.
Происходит преобразование цвета в электросигнал.
Сигнал направляется на процессор, который выполняет обработку.
Поток видеоданных переправляется на компрессор.
Происходит сжатие потока – после этого данные могут передаваться в сеть при помощи Ethernet-контроллера.

Каждая камера обладает собственным IP-адресом, который передается вместе с подключением. Таким образом прибор синхронизируется с регистратором. За счет использования специального софта или определенных команд регистратор будет подключаться с применением IP-адреса. Без него нельзя ни получить доступ к видеоприбору, ни настроить оборудование для совместной работы.

Куда можно подключать камеры

IP-камера направляет поток видеоданных на сервер или ПК, если на нем установлено соответствующее программное обеспечение, также возможна отправка в облако. IP-камера – это оборудование слаботочного типа. Она питается при помощи адаптера, видеорегистратора или PoE-коммутатора, при этом ток поступает по витой паре совместно с передачей данных.

Если камер несколько, можно подключить их к регистратору при помощи коммутаторов, роутеров, также возможны варианты подключения в отдельные порты. Роутеры и коммутаторы смогут раздавать необходимые сетевые настройки в автоматическом порядке.

Способ подключения к ПК зависит от числа камер. Если прибор только один, выполняют подключение в LAN-интерфейс сетевой карты. Если их несколько, выполняют подключение коммутатора к LAN, затем к нему подсоединяют камеры. В завершение работ производят сетевое подключение, в процессе чего каждой IP-камере присваивается новый адрес.

Использование способа передачи данных

Функционирование IP-камер происходит по стеку протоколов TCP/IP – сетевой модели, включающей 4 уровня пропуска данных.

Протоколы по уровням распределяются так:

В состав прикладного входят HTTP, FTP, RTSP, DNS и т.п.
К транспортному относят DCCP, UDP, SCTP, TCP и подобные.
Сетевой – IP.
Уровни сетевого доступа.

Виды транспортного протокола

TCP – представляет собой гарантированный протокол. С использованием команд происходит предварительная установка соединения, затем начинается передача данных. Тщательно отслеживается их сохранность, оценивается последовательность. При необходимости исправляется скорость трансляции – таким образом данные не транслируются быстрее, чем возможно принимать их. Протокол помогает исправить ошибки, если на один адрес поступили одинаковые пакеты, а при их потере может выслать дубль.

RTP – передает трафик в режиме реального времени. При работе синхронизирует данные, корректирует последовательность транспортировки пакетов.

UDR – представляет собой альтернативу TCP. Разница в том, что при использовании этого протокола не происходит установки предварительного соединения, и трансляция начинается сразу. Он не обладает такой же надежностью (не отслеживает получение данных и не создает дублей), зато быстрее работает.

При выборе протокола для работы лучше отдать предпочтение TCP – он исправляет сбои и возможные ошибки. Но при передаче трафика в реальном времени может быть удобнее использовать RTP или UDR.

Протоколы совместимости

По умолчанию приборы от одного и того же производителя являются совместимыми. Чтобы обеспечить совместимость с приборами от других производителей, предусмотрена возможность поддержки прикладных протоколов – чаще всего это ONVIF и RTSP.

RTSP представляет собой протокол прикладного типа, задача которого – обеспечить возможность дистанционного управления камерой. При управлении приборами IP предусмотрена только взаимодействие с сервером. Не влияет на пакеты и сжатие. Запросы появляются при помощи специального порта, отдельно от потока.

ONVIF – это стандарт, созданный в соответствии с современными требованиями. Объединяет готовые протоколы и технологии, прошедшие адаптацию к видеонаблюдению IP. В соответствии со спецификацией подготовлены такие виды профилей:

Profile S – предназначен для источников видео. Обеспечивает настройку передачи потоков, управление камерой, конфигурирование сетевого интерфейс, обработку событий, защиту и т.п.
Profile C – используется для СКУД.
Profile G – для видеоустройств с возможностью записи.
Profile Q – для приборов, совместимых при помощи «коробки».

Камера, у которой есть внутренний архив, полностью отвечает требованиям, предусмотренным для 2 профилей спецификаций.

Варианты отправки сигналов с использованием IP-камер

Для передачи сигналов могут применяться различные способы:

беспроводной способ;
проводной способ;
гибридный.

При проводном соединении происходит стабильная трансляция на высокой скорости. Для её обеспечения необходима прокладка сетей, длина которых ограничивается типом кабеля. Для витой пары она может быть до 100 м, для коаксиальных разновидностей до 500 м, при использовании оптоволокна – до 100 км. При определении длины не учитываются коммутаторы и повторители.

Чтобы не возникало проблем при беспроводной трансляции, в камеру добавляют модуль Wi-Fi или 3G-4G. При передаче дальность сигнала может быть ограничена, ее снижение происходит из-за разнообразных физических преград, помех электромагнитного типа.

Камеры, для которых применяется гибридная передача данных, работают и с проводной, и с беспроводной связью. Это значительно повышает надежность работы локальной сети.

Ethernet – среда для передачи данных видеонаблюдения

Работа IP-камер осуществляется в сети Ethernet. Этот способ помогает объединить несколько приборов в LAN – локальную сеть, с помощью которой обеспечивается пакетная передача данных. Для оборудованной на основе камер системы наблюдения может использоваться локальная офисная сеть, которая помогает объединять несколько ПК.

Работа сети определяется стандартами IEEE 802.3. Они задают формат кадров и протоколы, которые надо установить для возможности осуществлять доступ к устройствам.

Каковы возможности оборудования IP

Сетевая камера, которую устанавливают для видеонаблюдения, имеет важное отличие от простой – хороший видеосигнал в цифровом виде, поступающий к серверу от светочувствительной матрицы.

Плюсы оборудования:

Высокая детализация изображений.
Возможность масштабирования – по кабелю могут направляться несколько потоков.
Помехи получаются небольшими.
Множество аппаратных и цифровых функций, обеспечивающих повышение качества изображения.
Передача данных защищена технологиями шифрования и кодировщиками.
Скорость сигнала может быть до 50 к/с и более, благодаря чему информативность, разборчивость изображения оказывается завышенной в разы.
При отправке картинка получается четкой.
Настройка камеры, а также управление ею осуществляется дистанционно.

Есть система, выполняющая обработку сигналов тревоги, посредством которой поступают уведомления в виде СМС или на электронную почту.

Аналитика

Камеры дополнятся аналитическими возможностями. Среди них есть и обычные детекторы движения, оценивающие перемены в кадре, и целые системы, способные «распознавать» черты лиц, номера автомобилей и даже давать оценку поведению.

Если имеется датчик движения, камера при соответствующих настройках будет вести съемку только после его срабатывания. Тот же эффект можно обеспечить, установив виртуальную линию, при пересечении которой автоматически начнется съемка. Такая особенность заметно уменьшает нагрузку, которую испытывает сеть, помогает сэкономить архивное пространство, время просмотров, снижает амортизацию оборудования.

Компрессия

IP-камеры, в отличие от обычного оборудования, могут сжимать видеопоток, выполняя обработку видеокодеками. Простые камеры передают сигналы, не выполняя предварительного сжатия. Это нагружает сервер и требует дополнительных ресурсов. Несжатые сигналы аналогового типа требуется преобразовывать – это ухудшает их качество. У IP-камер нет ограничения стандартами, применяемыми для аналоговых видео.

Самыми распространенными кодеками являются такие:

Для статики – JPEG.
Для динамики – MJPEG, а также проприетарные – H.264, H265.

Кодеки постоянно совершенствуются разработчиками, для этого используются технологии интеллектуального сжатия.

Виды IP-камер

Такое оборудование, как IP-камеры, производят для использования в транспорте, на улице, в закрытых помещениях, на промышленных объектах. Требования для них предъявляются такие:

Уличные должны быть изготовлены по стандарту IP54 ~ IP68. Обеспечиваются защитой от пыли, влияния влаги, могут использоваться при низких температурах. Имеется оборудование, которое оснащено защитой от обледенений и коррозии.

Транспортные камеры хорошо защищены от вибрации, предусмотрены надежные разъемы. Все оборудование, предназначенное для установки в транспорте, проходит тщательную проверку на соответствие.

Для установки в участках, которые не видны персоналу и охранникам, выпускаются камеры, которые тщательно защищены от разнообразных механических воздействий. У такого оборудования корпусы выполняются в соответствии международному коду IK08-IK10.

Антивандальные типы камер оснащены корпусом из оцинкованной стали: