HD-SDI системы видеонаблюдения

До недавнего времени самыми передовыми технологиями для систем видеонаблюдения были решения на основе IP. IP камеры и сопутствующее оборудование, действительно имеют ряд плюсов, по сравнению с аналоговыми системами:

Настоящее цифровое качество картинки
Интегрированная функция аудиозаписи
Более низкая стоимость комплексных решений
Более надежный и экономичный способ питания по Ethernet-сети
и др.

Но, как в случае с IP, так и в случае с аналоговыми камерами, качество изображения, к сожалению, оставляло желать лучшего. В наше время, когда даже смартфоны среднего уровня имеют высокочеткие дисплеи, HD камеры – это уже не прихоть, а реальная необходимость. И дело тут не в комфорте. Ведь чем лучше качество изображения, чем оно четче и качественней, тем больше мелких деталей на видеозаписи можно разглядеть: номер автомашины, лицо нарушителя, номиналы денежных купюр и т.п.

Настоящее HD качество в системы видеонаблюдения смогли привнести лишь новые технологии, основанные на стандарте SDI.

Расскажем подробнее о том, что нужно знать о HD-SDI CCTV системах.



Что такое HD?
Начнем с самого начала. Ну, мало ли, кто-то не знает )

High Definition Television (сокращенно HDTV) переводится как телевидение высокой четкости, и предполагает разрешение изображения 1280 на 720 пикселей. Разрешение еще более высокого качества – 1920×1080 – называют Full HDTV.

Разрешение HD бывает 720P (эквивалентно 1 мегапикселю) и 1080i/P (эквивалентно 2 мегапикселям).

Теперь уже есть 2K (до 2048×1080), 4K (до 4096 × 3112), 5K (до 5120 × 2880) и даже 8K (до 10080 × 4320), но такие разрешения в системах видеонаблюдения на момент написания данного материала не поддерживаются.

Итак, в данной статье речь пойдет о HD разрешениях до 1280х720 и 1920х1080 пикселей.



В чем отличие 1080i и 1080p?
Для сигналов разрешением изображения FullHD (1920×1080) существуют два разных формата записи кадра:

1080p – прогрессивный (progressive);
1080i – чересстрочный (interlaced), когда один кадр состоит из двух полукадров.


1080i – это наиболее употребляемый HDTV формат, он используется большинством вещательных телевизионных станций, кабельных и спутниковых точек в качестве стандарта формата вещания. Чересстрочное разрешение 1080i представляет 1080 линий разрешения сканирований альтернативных полей (четных и нечетных строк исходного поля), состоящих из 540 линий каждое.

Прогрессивное разрешение 720p и 1080p представляет 720 или 1080 соответственно линий разрешения, сканируемых последовательно.



Что лучше – 720P или 1080i?
Как говорилось выше, прогрессивное разрешение 720P представляет 720 линий разрешения, сканируемых последовательно. Другими словами, все линии прогрессивной развертки сканируются, позволяя получить на выходе более детальное изображение высокой четкости в сравнении с технологией чересстрочной развертки того же разрешения, где сканируются поля по 540 линий, а потом совмещаются вместе, что приводит к мерцанию кадра. Прогрессивное сканирование снижает необходимость предотвращения мерцания путем применения фильтров, поэтому четкость разрешения намного более высока,  чем число сканируемых линий позволяет предположить.

Однако стоит отметить, что мерцание кадра будет наблюдаться не всегда – только на движущихся объектах. Если же наблюдение ведется за местами, где движения быть не должно в нормальном режиме (например, заборы, где люди через колючую проволоку перелезают «раз в 100 лет»), то 1080i может быть предпочтительнее – разрешение больше, и в 99% времени мерцания не наблюдается.

Тип разрешения обычно выбирается из специфики объекта: в одних случаях оптимально будет использование разрешения 720P, в других – 1080i.



Что такое CCTV?
Ну, сосем для новичков ) Заглянем в Википедию.

CCTV (Сlosed Circuit Television) – Система Телевидения Замкнутого Контура. Она предназначена для визуального мониторинга и контроля видеоизображения или его автоматического анализа с использованием оптических электронных устройств и компонентов.

Система CCTV представляет собой аппаратно-технический комплекс из видеокамер, регистраторов, мониторов, объективов, усилителей сигнала и других устройств, широко представленными на отечественном рынке видеонаблюдения. Основной задачей данного комплекса является осуществление видеоконтроля как на локальных т.е. местных или ограниченных в пространственном плане, так и обширно-распределенных или удаленных объектах. Среди функций CCTV можно выделить защиту от преступлений, обеспечение нормального функционирования предприятий и прочих объектов, а также видеоконтроль за работниками, посетителями офиса или магазина, контроль деятельности вне зависимости от целевого назначения и отраслевой принадлежности объекта.



Что такое HD CCTV?
Интерфейс для передачи сигнала высокой четкости был разработан обществом инженеров теле- и кино- индустрии и получил название High Definition Serial Digital Interface (сокращенно HD-SDI). В переводе на русский это цифровой последовательный интерфейс высокого разрешения. Уникальность технологии заключается в том, что по данному интерфейсу сигнал передается в HD качестве без какого-либо сжатия и с постоянной скоростью 30 кадров в секунду. Уже несколько лет оборудование с данным интерфейсом широко применяется в профессиональной видеосъемке, во время трансляции телевизионных каналов, спортивных мероприятий и прочих событий.

В последнее время видеосигнал высокого разрешения стали обретать популярность в системах безопасности и видеонаблюдения. Там, где требуется видеть картинку HD разрешения, замечать и распознавать все мелочи и детали, возможностей аналоговых камер уже не хватало.

Первые системы видеонаблюдения, которые предложили пользователям работу с видеосигналом высокой четкости, стали IP системы видеонаблюдения. Однако, при всех своих плюсах, и этих технологий уже не достаточно. На данный момент самыми прогрессивными и технологичными являются решения на основе HD CCTV.

HD CCTV, так же, как и технология IP видеонаблюдения, предлагает пользователю передачу видеосигнала  разрешением от 1280x720 пикселей. Однако, в отличие от IP технологии, здесь передача сигнала идет не по «витой паре», а по стандартному для аналоговых систем видеонаблюдения коаксиальному кабелю (75 Ом). За получение и обработку полученных от камер изображений, отвечают специальные видеорегистраторы.

Данная технология имеет большие перспективы в индустрии видеонаблюдения, и является не просто альтернативой для IP CCTV, где применение IP технологий по каким-либо причинам нецелесообразно или нежелательно, а полноценной и более качественной заменой.



Что такое SDI?
SDI – это последовательный цифровой интерфейс для передачи цифрового сигнала посредством коаксиального кабеля. Стандартная скорость передачи данных равна 270 мегабит в секунду, но, теоретически, она может быть увеличена до 540. Для передачи сигнала используется стандартный кабель сопротивлением 75 Ом – это такой же кабель, как и большинство стандартных телевизионных кабелей.

Напомню, что о HD-SDI камер мы уже писали: Что такое HD-SDI камеры



HD CCTV – это IP?
Нет, HD CCTV не имеет ничего общего с IP стандартом и IP камерами. Основные отличительные особенности:

Другой тип кабеля (HD SDI не использует Ethernet)
Другое оборудование, на котором обрабатывается сигнал (HD регистраторы)
Гораздо большие расстояния передачи сигнала, в том числе за счет возможность использования повторителей
Более высокое качество изображения
Не требуется подсчет пропускной способности канала
Отсутствует какое-либо сжатие изображения в процессе передачи
Отсутствие задержки изображения, даже при большой длине кабеля
Простота настройки. HD-SDI камеры в большинстве своем имеют привычное OSD меню для управления дополнительными функциями и настройками, а регистраторы HD-SDI по внешнему виду и по структуре меню не отличить от аналоговых.


Можно ли установить HD CCTV камеру в аналоговый DVR?
Нет. Для этого потребуется DVR, который способен принимать HD-SDI сигнал. Это видеорегистраторы специально созданные для новой технологии.

А вот подключить аналоговые камеры к некоторым HD-SDI видеорегистраторам можно! Обратите внимание на технические характеристики регистратора. Некоторые из них принимают как HD CCTV сигнал, так и обычный аналоговый сигнал и могут переключаться между ними!



Какой тип кабеля нужно использовать в HD-SDI системах?
Чаще всего используют коаксиальный кабель RG-6. Также можно использовать RG-59 и RG-11. Можно даже взять оптоволокно, но использование коаксиального кабеля экономически выгоднее.



Какие характеристики кабеля стоит учитывать при подборе?
Помните, что кабели могут отличаться не только своими характеристиками, но и качеством, поэтому не стоит использовать дешевые кабели для HD CCTV. Кабель должен как минимум соответствовать следующим требованиям:

Частота    Затухание сигнала / 30 метров    Затухание сигнала / 100 метров
1ГГц (1000МГц)

Менее  6 дБ

Менее 20 дБ

Чем меньше потери дБ на каждые 30 метров, тем больше расстояние, на которое возможна передача данных.

Обычно, для передачи аналогового сигнала, сопротивление кабеля составляет 75 Ом. Такое же сопротивление кабеля используется в камерах видеонаблюдения высокой четкости.



Будет ли работать с кабелями типа CAT5e или CAT6?
Нет. HD CCTV системы не работают с Ethernet-кабелем, какой бы категории он не был.



Какова дальность передачи SDI по коаксиальному кабелю?
90 - 130 метров является стандартом, однако качество и состояние кабеля играет важную роль в дальности передачи сигнала. Кроме того, для увеличения расстояния могут быть использования повторители SDI-сигнала. В этом случае, дальность передачи увеличится до нескольких сотен метров! При этом, нет ни потери качества ни задержек.

Расстояние передачи сигнала между HD камерой и HD-SDI регистратором:

При частоте 3GHZ (60 кадров в секунду в разрешении 1080P) без использования повторителя сигнал гарантированно может быть передан на 100 метров. В некоторых случаях (в зависимости от камер и кабеля) до 200 метров.
При частоте 1.5 GHZ (30 кадров в секунду в разрешении 720P-1080P) без использования повторителя сигнал гарантированно может быть передан на 150 метров. В некоторых случаях (в зависимости от камер и кабеля) до 250 метров.
При использовании повторителей сигнала можно передать HD сигнал на расстояние в несколько сотен метров. Точное расстояние будет зависить от камер и кабеля.


Посмотрим видео на этот счет:







При замене аналогового видеонаблюдения на HD CCTV возможно ли использовать существующий кабель?
В большинство случаев, да. Но при этом необходимо учитывать качество и состояние кабеля. Изредка, для достижения максимального расстояния передачи данных и что бы избежать потерь качества сигнала, может потребоваться замена кабеля на более новый или качественный.



Какая переподготовка требуется для специалиста по установке аналогового видеонаблюдения?  
Процесс установки HD и аналогового видеонаблюдения абсолютно идентичен – разница лишь в используемом оборудовании. Кроме того, как уже говорилось выше, меню и органы управления HD-SDI камер и DVR полностью идентичны аналоговым.

Таким образом, для специалиста по установке аналогового видеонаблюдения никакой переподготовки не требуется.