Заоблачно высокая чёткость. Видимые и реальные перспективы систем HD-видеонаблюдения

Публикуем сокращённый перевод красочно оформленной брошюры, выпущенной одним из американских консалтинговых агентств на средства компании, часто упоминающейся в тексте. Что это — информационный "вброс" в оборонительных целях или осторожная подготовка почвы для грядущего рыночного наступления? Пока мы можем лишь высказывать предположения. Несмотря на некоторую тенденциозность в утверждениях, касающихся маркетинга, аргументация автора совершенно корректна с технической точки зрения. И, несомненно, представляет интерес для всех, кому небезразлична судьба отраслевого рынка.

Многие из нас уже определили для себя перспективы развития видеонаблюдения, связав их с IP- и сетевыми мегапиксельными камерами. Эта технология вывела "картинку" на новый уровень качества и позволила передавать изображения на сколь угодно дальние расстояния. Правда, за повышение качества пришлось заплатить — не только добавочными долларами, но и дополнительной головной болью инсталляторов и системных интеграторов. IP-камеры стремительно теснят на рынке все прочие категории, однако именно это стимулирует и определённую изобретательность в поисках альтернативных способов обеспечить видеонаблюдение, сопоставимое с бытовым стандартом "высокой чёткости" — HD. Наиболее нашумевшее предложение такого рода, продвигаемое альянсом HDcctv, позволяет решить задачу вовсе без использования IP-камер. Однако в последнее время распространилась информация о том, что у альянса появились конкуренты с весьма серьёзными намерениями — по крайней мере, в секторе систем малого и среднего масштаба. Мотивация у разработчиков всё та же: дать клиенту желанное "качество HD".

"В нашей отрасли существует доказанный спрос на простые и надёжные системы HD-видеонаблюдения на 16-64 канала, не привязанные к сложностям IP-технологий и ненадёжности решений на базе ПО, — утверждает директор по глобальному маркетингу компании Pelco Хёрв Фейгс. — Компания Pelco верит в то, что существует более продвинутое и экономически эффективное решение по удовлетворению этого спроса, нежели то, что получило известность как HDcctv, и в ближайшем будущем мы представим такое решение рынку".

Пожалуй, здесь следует сделать небольшое пояснение. Эта статья основана на материалах, предоставленных производителями HDcctv-оборудования, а также на беседах с отраслевыми специалистами, непосредственно связанными с данной технологией и хорошо в ней осведомлёнными. Автор не ставил перед собой цели доказать, что какой-либо из описанных здесь подход к HD-видеонаблюдению является предпочтительным.

Чтобы во всём разобраться, рассмотрим технологию HDcctv чуть более подробно — в первую очередь её коренные отличия от мегапиксельных сетевых решений. А затем попробуем взвесить её преимущества и недостатки, а также рыночный потенциал; уделим также внимание и организации, её продвигающей — Альянсу HDcctv.

Свершится ли переворот в отрасли?

По словам Тода Рокоффа, на мировой рынок видеонаблюдения выходит технология, способная "совершить переворот в отрасли", кардинально изменив сложившуюся расстановку сил.

Рокофф — исполнительный директор альянса HDcctv и наиболее часто цитируемая по данной теме персона. Альянс представляет собой глобальный отраслевой консорциум, учреждённый для разработки и продвижения технологических стандартов HD-видеонаблюдения. Организацией уже выпущена спецификация HDcctv 1.0, описывающая способ реализации систем охранного телевидения, соответствующих стандарту ТВЧ (телевидение высокой чёткости, HDTV).

Разработчики спецификации определяют HDcctv как открытый отраслевой стандарт передачи несжатого цифрового телевизионного сигнала высокой чёткости без разбиения потока на пакеты и последующей сборки, как это происходит при использовании протоколов TCP/IP. Такая передача основывается на принципе "точка-точка", то есть каждая камера напрямую коммутируется с приёмным устройством. При этом отпадает необходимость в какой-либо настройке приёмника; важно и то, что здесь не возникает и задержки изображения.

Технология основывается на принципах, применённых при разработке современных вещательных станций стандарта HDTV, начавших свою рыночную жизнь 12 июня 2009 года. Альянс HDcctv с момента своего основания является партнером Общества инженеров кино и телевидения (SMPTE) — организации, в целях создания которой значится способствование теоретическому и практическому развитию видеотехнологий.

Точка опоры — стандарт SMPTE 292M

Стандарт SMPTE 292M является расширением стандартов 259M и 344M, определяющих передачу данных со скоростями 1,485 Гбит/c и 1,485/1,001 Гбит/c. Таких скоростей передачи достаточно для транспортировки потока несжатого HD-видео; данный стандарт, известный также под именем "интерфейс HD-SDI", чаще всего используется именно в этих целях. SMPTE 292M является частью семейства стандартов, описывающих цифровые последовательные интерфейсы, где в качестве физической среды передачи данных используется медный коаксиальный кабель. Изначальное предназначение HD-SDI — транспортировка несжатого цифрового изображения с синхронным звуком в пределах телевизионной студии.

Стандартом SMPTE 292M предусматривается передача данных по коаксиальному кабелю волновым сопротивлением 75 Ом. Именно это и позволило технологии HDcctv обеспечить "безболезненное" встраивание HD-оборудования в существующие аналоговые системы видеонаблюдения. Иными словами, в существующей кабельной обвязке, применив традиционные методы инсталляции, возможно развернуть полноценную систему HD-видеонаблюдения. С учётом того, что цифровой интерфейс SMPTE 292M обеспечивает надёжную передачу данных на расстояние 100-250 метров (без промежуточного усиления).

В чём разница между HDcctv и сетевыми технологиями?

"Альянс HDcctv ни в коем случае не является принципиальным противником IP-технологий. Мы понимаем, что использовать IP для трансляции сигнала от объекта — это мудро", — заявляет Рокофф. Однако, судя по всему, технология HDcctv "ещё мудрее" — иначе бы она не стала предметом внимания целого ряда весомых производителей.

Коренное отличие между IP- и HDcctv-камерами состоит в том, что первые передают пакетизированные видеоданные по сетевым кабелям типа "витая пара" категорий 5e и 6; вторые же транслируют несжатый видеопоток по коаксиальным кабелям RG-59, RG-6 либо RG-11. Перед разбиением данных на пакеты в IP-камерах производится сжатие потока при помощи соответствующего кодека, HDcctv-устройства, напротив, передают оцифрованное видео построчно в реальном времени. Процедуры кодирования и форматирования данных для их пересылки требуют от IP-камер (а также маршрутизаторов и коммутаторов, располагаемых на пути сигнала — прим. ред.) значительных вычислительных мощностей "на борту"; это становится фактором, ограничивающим максимально достижимую в IP-системах частоту кадров. Данные ограничения особенно актуальны при передаче мегапиксельных видеопотоков. И здесь HDcctv выигрывает, поскольку видеосигнал в таких системах не подвергается сжатию и пакетизации.

В HDcctv-системе каждая камера напрямую коммутируется с приёмным устройством, не требуя дополнительных настроек, а видео отображается без каких-либо задержек со стандартной частотой 30 кадров в секунду.

Однако технология HDcctv также имеет ограничения производительности. Интерфейс SMTPE 292M рассчитан на максимальное пиксельное разрешение 1080p, т.е. 2,1 мегапиксела. А камеры стандарта 720p обеспечивают фактическое разрешение в 1,3 мегапиксела. Поэтому, если условия объекта требуют от камер более высокого разрешения, чем 2,1 мегапиксела, единственным решением для такой системы могут явиться сетевые мегапиксельные камеры.

Дистанция передачи

Для передачи данных по TCP/IP в наше время обычно используются Ethernet-сети. Максимальное расстояние по прямой между двумя узлами сети стандарта 100BASE-T составляет 100 метров. Это ограничение обусловлено характеристиками сетей Ethernet (в частности, параметрами временнОго разделения доступа к передающей среде — прим. ред.) — то есть жёстко задаётся протоколом и не зависит от физических свойств кабельной обвязки.

В системах HDcctv максимальная длина кабельных отрезков между устройствами колеблется вокруг всё тех же ста метров. Эта величина отфиксирована и в спецификации HDcctv версии 1.0. В будущих версиях, согласно заявлениям Альянса, планируется дистанцию более чем втрое.

Однако здесь стОит заметить, что в технологии HDcctv максимальная дистанция передачи определяется не базовым протоколом, а физическими характеристиками используемого кабеля. Это и есть "подводный камень": при развертывании многих аналоговых систем инсталляторы нередко сокращали издержки, экономя на кабельной инфраструктуре. Чаще всего "зарытый" на объектах кабель, хотя и обеспечивает работу систем, но по своим характеристикам не дотягивает до требований категории RG-59. К примеру, 75-омный кабель с омеднённой стальной жилой либо экраном из алюминиевой фольги никак не справится со "стометровкой", если дело дойдёт до HDcctv-сигнала.

Амбиции Альянса

Альянс HDcctv определяет себя как некоммерческий глобальный консорциум, разрабатывающий открытые отраслевые спецификации для технологии HDcctv — полностью цифровой передачи последовательного потока видеоданных по коаксиальному кабелю через интерфейсы, совместимые с современными телевизионными стандартами.

Эта организация, в которой предусмотрено как корпоративное, так и индивидуальное членство, всячески содействует продвижению HDcctv в масштабах отрасли и стремится донести до игроков отраслевого рынка и конечных потребителей преимущества новой технологии. Развёрнутая альянсом программа совместимости содействует разработке высококачественных и открытых для интеграции HDcctv-устройств. Продукты, прошедшие тест на совместимость, имеют право нести маркировку "HDcctv" и получать поддержку от альянса.

Альянс вступил в партнёрство с обществом SMPTE, чтобы получить в своё распоряжение стандарты на семейство интерфейсов HD-SDI. Результатом этого сотрудничества стало создание ряда производных стандартов, предназначенных для охранных plug-and-play-систем HD-видеонаблюдения, свободных от задержки сигнала, а также искажений, вызванных компрессией потока и дрожанием изображения.

Цель альянса, по словам Тода Рокоффа, состоит в разработке и внедрении формата, который позволил бы пользователю развернуть систему в самые короткие сроки без необходимости инвестиций в IP-камеры, сетевую инфраструктуру и оборудование. Такое решение ориентировано в первую очередь на малый бизнес — одиночные магазины, топливозаправочные станции и предприятия бытового обслуживания. Преимущества высокой чёткости в этом секторе востребованы, однако IP-сети зачастую отсутствуют, как и намерение их разворачивать.

На сегодняшний день число членов альянса HDcctv относительно невелико; вероятнее всего, здесь будет наблюдаться определённый рост, однако большинство крупных компаний не спешит присоединяться к группе, предпочитая членство в других рыночных ассоциациях и партнёрствах.

"В соответствии с нашей приверженностью концепции открытых и интегрированных решений компания Pelco является активным участником нескольких недавно созданных организаций по стандартизации в сфере видеонаблюдения. В их число входят ONVIF, PSIA и TC79, — говорит Хёрв Фейгс. — Компания Pelco полагает, что деятельность этих организаций наилучшим образом соответствует потребностям отрасли. Наша компания не планирует принимать участия в разработке стандартов HDcctv".

Путёвка в жизнь

Одним из первых поставщиков "железа", заинтересовавшимся возможностью размещения на своей продукции логотипа HDcctv, стала калифорнийская компания SG Digital.

Джефф Силверман, менеджер по продажам компании SG Digital, возлагает большие надежды на новый стандарт: "Результатом нашего инновационного стратегического партнерства стало то, что с применением нашего оборудования были выполнены первые в Северной Америке инсталляции HDcctv-систем. На основе отзывов инсталляторов и, что более важно, конечных пользователей мы можем сделать вывод, что эта технология способна реально изменить правила игры в отрасли видеонаблюдения".

Деннис Робертс, президент компании 5 Star Audio Video, стал участником одной из первых "историй успеха" новой технологии. Его компания установила четырехканальный HDcctv-регистратор в казино на Среднем Западе. Сейчас система проходит последнюю стадию проверки комиссией по азартным играм штата.

Деннис Робертс, президент компании-инсталлятора 5 Star Audio Video, стал героем одной из первых "историй успеха", связанных с новой технологией. Его компания установила четырехканальный HDcctv-видеорегистратор в казино на Среднем Западе. Сейчас проект находится в стадии проверки региональной комиссией по азартным играм.

"Думаю, что влияние новой технологии будет огромным, — считает Робертс. — В первом казино, где мы установили HDcctv-регистратор, качество картинки вызвало потрясение. С неразрешимыми спорными ситуациями на этом было покончено: на видеозаписи можно без проблем разглядеть каждую из игральных карт. При наблюдении за игровыми столами в высоком разрешении HDcctv обеспечивает частоту кадров 30 к/c по каждому каналу, что было бы весьма затруднительно обеспечить при использовании IP-камер".

Однако, Фейгс из Pelco полагает, что область применения новой технологии достаточно ограничена: "Если у клиента есть существующая кабельная инфраструктура, и длина кабелей не превышает 100 метров, если ему не требуется перемещать свои камеры, если ему не надо встраивать видео в ИТ-системы автоматизации здания или физической безопасности, и если ему не надо будет транслировать видео в городскую сеть — да, в этом не слишком вероятном случае, видимо, применение для HDcctv найдётся".

Маршруты роста

Почему же технология HDcctv не получила стремительного внедрения и не добилась повсеместного успеха? Кроме технических сложностей, включающих в себя проблемы с масштабированием систем, ограничение пиксельного разрешения и закрытость архитектуры, есть другая, куда более банальная причина — цена. Микросхемы, формирующие изображение HD-качества, до недавнего времени оставались неприемлемо дорогими.

По мнению ряда отраслевых аналитиков, в том числе Джона Хоновича, успех стандарта HDcctv определится ответами на два взаимосвязанных вопроса: 1) насколько дешёвыми производители смогут сделать свои HDcctv-продукты и 2) насколько удастся расширить их сферу применения. Хонович считает, что при условии положительного баланса в ответах на эти вопросы потенциал у данной технологии есть.

"Я думаю, что HDcctv принадлежит будущее, — считает Сонни Робертс, вице-президент по продажам компании GNISEC (г. Денисон). — Если вы связываетесь с IP-решениями, вам неминуемо придётся развернуть на своём объекте компьютерную сеть. Далеко не все способны это грамотно осуществить. Но в любой фирме найдётся пара умельцев, которые окажутся способными протянуть коаксиальный кабель и воткнуть штекер в разъём камеры. Если это будет кабель RG-6, камеру можно без проблем разместить на удалении 250 метров от HD-видеорегистратора. Поэтому мы и включили HDcctv-решения в наше коммерческое предложение".

Следует заметить, что технология HDcctv не может превратить обычные камеры в камеры высокой чёткости. Она лишь обеспечивает трансляцию некомпрессированного видеосигнала разрешением 780p либо 1080p по коаксиальному кабелю или "витой паре". Спецификация HDcctv предусматривает работу систем и с аналоговыми камерами стандартного разрешения. Некоторые производители согласны с тем, что подобная реализация HD-качества является менее дорогим способом, чем варианты систем на базе мегапиксельных IP-камер.

Но есть и вендоры, ставящие прелести этой технологии под большой знак вопроса. "Хотя HDcctv потенциально обеспечивает некоторые преимущества, я полагаю, что ограничения этого стандарта перевешивают открываемые им возможности, — считает Фейгс из компании Pelco. — Кроме того, имеется очевидное расхождение между преимуществами HDcctv и реальными потребностями сегмента рынка, на который направили свои усилия разработчики. "Лакомым куском" для HDcctv, похоже, должны стать небольшие системы для малого бизнеса, которые не предполагают ведения мониторинга в реальном времени. Для этой группы пользователей малая задержка трансляции не является ощутимым преимуществом. Похоже, что HDcctv пытается штурмовать задачу, над решением которой уже давно работают производители IP-оборудования."

На руинах "аналога"

Первая версия спецификации HDcctv появилась столь быстро во многом благодаря тому, что многие ключевые технологии были напрямую скопированы со стандартов HD-SDI. Разумеется, это сделано абсолютно легально — в рамках лицензионного соглашения с обществом SMPTE. В стандарт был добавлен и ряд новых функций, отражающих специфику задач, решаемых при помощи видеонаблюдения.

Последующие спецификации HDcctv, как ожидается, станут развитием первой, включая в себя и дополнительный функционал, в частности, повышение дистанции передачи до 300 метров и более, возможности передачи сигналов управления параметрами камеры и поворотного устройства по тому же кабелю, дуплексную аудиосвязь и подачу электропитания по коаксиалу. Сообщается, что версия 2.0 должна быть представлена в самое ближайшее время — в неё будет включено описание протокола для управления PTZ-камерами. В версиях 3.0 и 4.0 дело должно дойти до подачи питания мощностью до 25 Вт на 300 метров (по кабелю RG-59).

Однако далеко не все игроки рынка видеонаблюдения разделяют восхищение по поводу HDcctv. Ряд отраслевых лидеров хранит скептическое молчание: попытки создать несетевое видеонаблюдение высокой чёткости предпринимались и ранее, однако усилия разработчиков не были поддержаны рынком. Описанная в спецификации технология, по их мнению, еще сыровата. С ростом числа членов HDcctv-сообщества (в первую очередь реальных производителей, поставляющих полный спектр продуктов), возможно, технологическая зрелость будет достигнута. Но говорить о том, что нечто уже "свершилось", ещё очень и очень рано.

Взвешиваем "за" и "против"

Как мы уже увидели, использование HDcctv открывает ряд привлекательных возможностей для инсталляторов и конечных пользователей. Но у данной технологии имеется и ряд недостатков, многие из которых связаны с ограничениями системного характера. Попробуем обобщить все доступные на сегодня аргументы.

Плюсы (+):

1. Видео не подлежит компрессии и разбиению на пакеты. Для передачи сигнала не используется компьютерная сеть. Следовательно, от инсталляторов не требуется умения и опыта в области сетевых технологий.
2. Переход от традиционного видеонаблюдения к HDcctv исключительно прост: это всего лишь замена камер и видеорегистратора(ов).
3. С точки зрения оператора системы единственная разница между аналоговым видеонаблюдением и HDcctv состоит в том, что в новой системе видеорегистратор может осуществлять запись на выбор в двух режимах — стандартного разрешения и высокой чёткости (HD).
4. Отсутствует задержка видеосигнала, осложняющая управление поворотными камерами в реальном времени.
5. Система подлежит развёртыванию в существующей кабельной инфраструктуре аналоговых систем.

Минусы (-):

1. Более высокая цена по сравнению с аналоговым видеонаблюдением.
2. Ограничения, связанные с наличием предельного разрешения (2,1 мегапиксела).
3. Малый выбор оборудования (это связано с тем, что на рынке данная технология появилась относительно недавно).
4. Камера не может находиться на значительном удалении от видеорегистратора. Однако предполагается, что в последующих спецификациях будет предусмотрено применение оптоволоконных кабелей.
5. Для каждого камерного канала требуется отдельный кабель. Следовательно, в новых инсталляциях потребуются бОльшие объёмы работ по прокладке инфраструктуры, чем в случае IP.

Будущее остается "подвешенным"

Успех технологии HDcctv зависит от нескольких ключевых факторов. Во-первых, требуется отраслевое признание альянса HDcctv как организации, заслуживающей доверия и внимания. Если этого не произойдёт, то в организации так и не появится ни одного реально весомого производителя глобального масштаба. Многие лидеры индустрии уже успели основательно вложиться в сектор сетевых мегапиксельных камер. Удастся ли их "перелечить" на HDcctv — вопрос, конечно, интересный...

Ещё один фактор — доступность продуктов. Судить о том, как много вендоров рискнёт взять технологию на вооружение, пока ещё рано. На данный момент доступ дилеров и интеграторов к новому оборудованию существенно затруднён. Невелик и выбор самих технических средств, что затрудняет составление оптимальных спецификаций для каждой конкретной инсталляции.

И всё же будет весьма интересно проследить за судьбой HDcctv-начинания. Обретет ли идея рыночную силу, окажет ли влияние на распределение финансовых потоков? Или будет вытеснена новой, более привлекательной альтернативой, зреющей в чреве кого-то из "китов"? Даже если эта технология прочно встанет на ноги, навряд ли придётся говорить о противостоянии между IP и HDcctv в борьбе за лавры "нового отраслевого стандарта". Скорее всего, обе технологии станут полноправными вариантами, и выбор между ними будет определяться потребностями и экономическими соображениями главного рыночного судьи — господина Заказчика.