Тестирование беспроводных сетевых камер D-Link DCS-3220G, DCS-3420 и хранилища DCS-950G

02.06.2009

Будучи одним из самых крупных производителей в этой области, D-Link предлагает весь возможный спектр сетевого оборудования. В настоящее время все большим спросом начинают пользоваться услуги беспроводной связи, которые становятся более доступными. Не так давно начав свою деятельность в области сетевых камер, компания в короткие сроки вышла на общемировой уровень и в этой области. Более того, сетевые камеры у D-Link также ориентированы на работу через беспроводное соединение, что позволяет в кратчайшие сроки и с минимальными затратами на монтаж развертывать полноценные системы IP-видеонаблюдения. В этой статье мы расскажем о нашем опыте тестирования оборудования D-Link, которое предназначено для организации беспроводных систем видеонаблюдения.

В первую очередь мы рассмотрим две сетевые телекамеры D-Link: модели DCS-3220G и DCS-3420. Вторая модель является удачно модернизированным вариантом DCS-3220G. Чтобы иметь наглядное представление о том, что нового появилось в DCS-3420, начнем с первой телекамеры -- DCS-3220G.

DCS-3220G

На беспроводной сетевой телекамере DCS-3220G используется ПЗС-матрица оптического формата 1/4", другими словами эффективная площадь этой ПЗС-матрицы совпадает с площадью сканирования передающей трубки с диагональю 1/4". Благодаря применению ПЗС-матрицы, телекамера позволяет вести наблюдение при низкой освещенности. В качестве стандарта сжатия изображения здесь выбран MPEG-4 (Simple Profile). Трансляция изображения может осуществляться как по сети Ethernet, так и по беспроводной сети стандарта 802.11g. В линейке сетевых телекамер D-Link имеется также аналогичная модель DCS-3220, которая отличается от DCS-3220G наличием подключения только через Ethernet. Таким образом, очевидно, что данная модель предназначена главным образом для трансляции изображения по беспроводным сетям. К особенностям данного продукта производитель также относит одновременную двустороннюю передачу аудио и наличие видеодетектора движения. Высокий уровень безопасности беспроводной передачи данных обеспечивается благодаря WEP-шифрованию.

В комплект телекамеры входят блок питания, антенны, Ethernet-кабель пятой категории, крепления для монтажа, компакт-диски с программным обеспечением. Программное обеспечение включает в себя утилиту для поиска устройств в локальной сети и позволяет производить их первичную настройку, которая включает в себя задание администраторского пароля, установка времени, сетевые настройки, включая беспроводное соединение. Другие две программы: IP Surveillance и D-Link D-ViewCam, позволяют вести наблюдение и запись. О них подробно мы расскажем немного ниже.

Внешне телекамера не представляет ничем не выделяется и не привлекает внимания, что можно отнести к достоинствам. На корпусе телекамеры нанесено в общей сложности четыре логотипа D-Link, сверху и снизу имеются вентиляционные отверстия, которые здесь весьма кстати. Телекамера комплектуется качественной оптикой (в объективе используются не пластиковые, а полноценные стеклянные линзы). На DCS-3220G установлен объектив с фокусным расстоянием 6 мм и относительным отверстием F1.8. Спереди на корпусе имеется встроенный микрофон и двуцветный световой индикатор, сигнализирующий о текущем режиме работы устройства. На задней панели расположены все имеющиеся разъемы: для подключения к сети Ethernet, питания, внешних тревожных устройств (вход и выход), аудио выход. Также имеются разъемы для подключения антенн. Уже после установки соединения с телекамерой, можно будет отрегулировать направление антенн так, чтобы обеспечить максимальный уровень сигнала на приеме. Об этом мы еще упомянем, когда речь пойдет о настройках.

Инсталляция телекамеры не вызывает абсолютно никаких трудностей. Установить беспроводное соединение не составит труда даже неопытному пользователю. Благодаря поддержке функции UPnP, поиск телекамеры в сети может быть вообще исключен, так как она будет определена автоматически.

Подключившись к телекамере через веб-интерфейс, можно будет настроить режимы и функции телекамеры. В настройках телекамеры можно будет добавлять новых пользователей с индивидуальными параметрами доступа к управлению внешними устройствами, аудиоинформации. Кроме этого, на DCS-3220G есть возможность включения анонимного просмотра, то есть просмотра изображения любым случайным пользователем.

С главной страницы веб-интерфейса можно перейти к настройкам. Также здесь расположены кнопки установки типа соединения (UDP или HTTP), загрузки скриншота в формате jpeg, активации внешнего устройства. Хотелось бы отметить, что интерфейс весьма прост, а переход к различным разделам настроек вполне логичен.

Веб-интерфейс сетевой камеры DCS-3220G

Четырехкратное цифровое увеличение c главной страницы

Рассмотрим по отдельности следующие настройки телекамеры. Здесь можно выделить, во-первых, настройки DCS-3220G как сетевого устройства, во-вторых, настройки видео и аудио, в-третьих, общие сервисные настройки.

Что касается сетевых настроек, то здесь никаких особенностей нет. При наличии доступных беспроводных сетей, они будут отражены в разделе Site Survey, причем для каждой сети будет указан относительный уровень сигнала. Эта функция может оказаться полезной для оптимального расположения антенн. К сетевым настройкам мы бы отнесли еще и конфигурацию работы с почтовыми и FTP-серверами, которая также здесь предусмотрена.

Сетевые настройки DCS-3220G включают в себя конфигурирование беспроводной сети

Здесь можно подключиться к выбранной сети

Перейдем теперь к самому интересному, что может быть в телекамере, т.е. к настройкам видео. Здесь пользователю предлагается выбрать формат кадра (704х576, 352х288, 176х144 пикселов), транслируемого видеопотока, ограничить скорость отображения в кадрах в секунду (от 1 до 25). Имеется возможность регулировать интервал между опорными кадрами (от 1 до 120) в потоке MPEG-4. Такая возможность нечасто встречается в сетевых телекамерах, но она может оказаться очень полезной для уменьшения размера видеопотока при сохранении высокого качества изображения. Что касается качества изображения и пропускной способности сети, то в этом случае пользователь может выбирать между фиксированным качеством изображения и фиксированным значением потока. В первом случае поток по сети будет зависеть от выбранного качества изображения (Excellent, Detailed, Good, Standard, Medium) и интенсивности движения на наблюдаемой сцене. Характер влияния последней в свою очередь будет зависеть от интервала между опорными кадрами. Если зафиксировать поток (от 64 Кбит/с до 1200 Кбит/с), то при наличии движения качество изображения движущихся объектов может снизиться. Также предусмотрена возможность переворачивать изображение и осуществлять его зеркальное отражение. В случае необходимости пользователь может подстроить яркость и контраст изображения, а также насыщенность и цветовой оттенок. Как уже было сказано в начале, телекамера поддерживает двустороннюю одновременную передачу звука, но при необходимости можно перейти на последовательную или вообще одностороннюю связь.

Настройка видеопотока MPEG-4

Настройка изображения

Отдельно, не переходя пока к сервисным настройкам, опишем работу видеодетектора движения. Предусмотрено три зоны для детектирования движения. Для каждой зоны настраивается чувствительность и порог срабатывания детектора. Конечно же, сама по себе эта функция вряд ли пригодится, но благодаря тому, что телекамера позволяет настроить определенные действия в случае обнаружения движения, эффективность ее использования значительно возрастает. Однако следует помнить и о некоторых особенностях работы детектора движения. Может случиться так, что в результате движения вне выбранной зоны или иных процессов, резко изменится максимальная яркость наблюдаемой сцены, тогда вследствие работы АРУ поменяется яркость других объектов, в том числе в выбранной для детектирования зоне. А последнее может стать причиной срабатывания детектора движение, то есть такое срабатывание будет ложным. Возрастает вероятность ложного срабатывания и при снижении освещенности на наблюдаемой сцене при возрастании шумов. Впрочем, для использования внутри помещения при стационарном освещении этот видеодетектор прекрасно справляется со своими обязанностями.

Широкие возможности настройки детектора движения

Вернемся теперь к сервисным настройкам. В первую очередь они позволяют добавлять новых пользователей, которые могут подключаться к данному устройству, устанавливать время и дату, а также настраивать по расписанию загрузку изображений на FTP-сервер или их отправку по электронной почте. Загрузка изображений может осуществляться также и по событию. Под событием подразумевается срабатывание детектора движения и сигнал с внешнего датчика. Телекамера распознает 4 типа сигнала с внешнего датчика: высокий или низкий уровень и нарастание или спад, которые можно выбрать как по отдельности, так и в любой комбинации. Функциональные особенности продукта в общих чертах мы описали, теперь можно перейти к результатам тестирования.

Телекамера может автоматически по расписанию сохранять изображения на FTP-сервер

При работе с сетевой телекамерой нас особенно интересуют такие параметры как поток по сети (это имеет особое значение для сетей с невысокой пропускной способностью), скорость отображения и качество изображения. При выборе телекамеры для пользователя не менее критичным является значение минимальной освещенности, при которой телекамера может передавать информативное изображение. Ну а теперь обо всем по порядку.

Если выбран размер кадра 4CIF с максимальным качеством изображения Excellent, то размер потока по сети будет колебаться от 1100 до 1300 Кбит/с. Скорость отображения в таком режиме колеблется от 4 до 9 кадров в секунду в зависимости от качества изображения и интервала между опорными кадрами сжатого видеопотока. С увеличением этого интервала скорость отображения возрастает. При минимальном качестве изображения, которое здесь называется Medium, начинают появляться артефакты сжатия -- блокинг-эффект. В случае необходимости можно снизить скорость трансляции до 1-2 кадров в секунду.

Максимальная скорость отображения -- 25 кадров в секунду -- достигается при размере кадра CIF (352х288) и качестве изображения Good. При максимальном качестве изображения скорость колеблется от 15 до 20 к/с в зависимости от интервала между опорными кадрами. Поток по сети в данном режиме трансляции (качество изображения -- Excellent) составляет около 2.5 Мбит/с. Возросшая величина потока по сравнению с трансляцией в 4CIF объясняется большей скоростью отображения. Снижением качества изображения (Good) можно добиться снижения нагрузки на сеть в два раза. Еще процентов на 30 снизится поток по сети, если увеличить интервал между опорными кадрами. Если информация о цвете неважна, то переходом в черно-белый режим можно снизить поток примерно на 10%. Величина потока как по сети Ethernet, так и по беспроводному соединению одинаковая. При автоматическом выборе параметров сети устанавливается скорость 11 Мбит/с, соответственно такой скорости будет с избытком хватать для трансляции видео.

Относительно разрешения можно сказать, что оно еле-еле вытягивает до отметки 280 ТВЛ. По всей видимости, здесь используется матрица стандартного разрешения (500 элементов по горизонтали), которая позволяет получить не более 380 ТВЛ, а сжатие MPEG-4 дополнительно снижает разрешение.

Качество изображения при разных степенях сжатия (Medium, Standard, Good, Detailed, Excellent)

Размер файла jpeg изображения тестовой таблицы CCTV Labs с форматом кадра 4CIF в зависимости от степени сжатия может изменяться от 20 до 70 Кбайт. При наблюдении более сложных для сжатия сцен размер файла может достигать 110 Кбайт. Соответственно с форматом кадра CIF -- от 7 до 25 Кбайт.

На телекамере постоянно включены автоматический баланс белого и АРУ. Примечательно, что при значительном снижении освещенности АРУ не разгоняет чрезмерно уровень сигнала, а сохраняет изображение таким, чтобы не было чрезмерной зашумленности. Благодаря тому что электронный затвор на ПЗС-матрице регулирует время накопления в диапазоне от 1/50 до 1/100000 с телекамера будет без проблем выдавать информативное изображение в широком диапазоне освещенностей. С учетом того, что телекамера предназначена в большей степени для домашнего и офисного видеонаблюдения, ее возможностей с избытком хватит в этой сфере применения.

DCS-3420

Теперь перейдем к телекамере DCS-3420. Чтобы не повторяться, мы отметим только те моменты, которые отличают ее от модели DCS-3220G. Прежде всего, данная телекамера позиционируется как телекамера с более высокой чувствительностью. На ней применяется ПЗС-матрица оптического формата 1/3", за счет чего и должна возрастать чувствительность. К достоинствам этой модели добавляется наличие аналогового выхода и всепогодный алюминиевый корпус. Также предусмотрена возможность применения инфракрасной подсветки. Кроме алгоритма сжатия MPEG-4, на телекамере предусмотрено сжатие M-JPEG.

Внешне телекамера немного отличается от DCS-3220G. Сразу бросается в глаза гнездо для подключения объектива с автоматической регулировкой диафрагмы. На задней панели добавились аналоговый видеовыход с разъемом BNC, выход для микрофона. Здесь предусмотрена установка только одной антенны, в остальном -- все аналогично модели DCS-3220G. То же самое касается и установки телекамеры.

Веб-интерфейс сетевой телекамеры DCS-3420 такой же, как и у ее предшественницы, но только на главной страничке гордо красуется надпись Wireless Day/Night Internet Camera. В настройках имеется небольшое отличие. На новой модели предусмотрена передача видео по протоколу PPPoE (Point-to-point protocol over Ethernet), для чего имеются соответствующие настройки.

Веб-интерфейс DCS-3420 аналогичен DCS-3220G

Настройка работы телекамеры DCS-3420 в сети

Не менее важным новшеством, на наш взгляд, является возможность отключения АРУ, автоматической регулировки времени накопления и автоматического баланса белого. Также здесь добавилась функция BLC -- компенсация фоновой засветки. Наличие подобных настроек расширяет диапазон применения DCS-3420 по сравнению с DCS-3220G. При использовании объектива с АРД в настройках также следует выбрать тип управления автодиафрагмой (Video/DC-iris), а в случае использования DC-iris (управление сигналом постоянного тока) отрегулировать уровень сигнала.

DCS-3420 поддерживает сжатие MPEG-4 и M-JPEG

В разделе настроек изображения можно отключать АРУ, выбирать тип автодиафрагмы и т.д.

Горизонтальное разрешение, измеренное в аналоговом сигнале, в точности совпало со значением, указанным в спецификациях -- 380 ТВЛ. В оцифрованном изображении естественно разрешение немного снизилось и составило 280 ТВЛ, как и на телекамере DCS-3220G.

Чувствительность телекамеры действительно оказалась очень высокой -- 1 лк при F1.4. При таком уровне освещенности разрешение в аналоговом сигнале даже немного превышает 260 ТВЛ. Помимо высокой чувствительности телекамеру выделяет применение специального полосового фильтра на ПЗС-матрице. Благодаря этому отпадает необходимость в перемещении ИК-отсекающего фильтра, как это делается в других телекамерах с функцией "день/ночь". Таким образом, телекамера будет идеально работать в абсолютной темноте с использованием ИК-подсветки.

Качество изображения при разных степенях сжатия (Medium, Standard, Good, Detailed, Excellent)

Что касается скорости трансляции, то при максимальном качестве и размере кадра 4CIF в потоке M-JPEG скорость отображения будет около 7 к/с, в то время как в потоке MPEG-4 скорость колеблется около 4 к/с (при малых интервалах между опорными кадрами).

Если выбрано качество Good, а размер кадра -- 4CIF, то скорость отображения достигает своего ограничения -- 10 к/с. Большую скорость отображения в потоке М-JPEG можно получить и при максимальном качестве с размеров кадра CIF -- здесь имеют место все 25 к/с. В общем, о потоке сжатом по алгоритму MPEG-4, можно сказать, что имеем все то же, как и на телекамере DCS-3220G. Максимальное значение потока M-JPEG составляет около 4.4 Мбит/с с размером кадра CIF и скоростью 25 к/с.

Если сравнивать визуально качество изображения этих двух телекамер, то в глаза бросается более высокий контраст на DCS-3420.

Сравнение минимальной освещенности дало легко прогнозируемый результат. Одно и то же качество изображения с разрешением более 200 ТВЛ в цифре было получено при относительном отверстии F1.8 на DCS-3220G при уровне освещенности 1.6 лк, а на DCS-3420 уровень освещенности был уже 0.8 лк, т.е. телекамера продемонстрировала в 2 раза более высокую чувствительность.

Хотелось бы снова в качестве достоинства выделить наличие полосового фильтра, который обеспечивает пропускание ИК-излучения, исходящего от ИК-прожекторов.

Программное обеспечение

Теперь стоит сказать несколько слов о программном обеспечении, которое бесплатно поставляется в комплекте -- это программы IP Surveillance и D-Link D-ViewCam. Обе обладают одинаковым функциональным назначением, но имеют некоторые отличия.

Программа IP Surveillance позволяет вести наблюдение и запись одновременно с 16 сетевых телекамер или видеосерверов. Находясь в главном окне программы, пользователь может выбирать между мультиэкранными режимами наблюдения, контролировать работу внешних тревожных устройств, управлять поворотными механизмами. Также можно вручную включать запись, сохранять снимки.

Если есть необходимость в изменении настроек телекамер, то совершенно необязательно обращаться к ним через веб-браузер, а можно сделать это, перейдя в меню Camera Configuration. Кроме настроек телекамеры, здесь можно изменять параметры записи видео по событию, то есть указать интервал времени до и после события, в течение которого должна вестись запись. При работе с поворотными телекамерами программа позволяет управлять ими щелчком мыши на изображении.

Возможность записи видео по расписанию является неотъемлемой частью подобного рода программного обеспечения. Для этого IP Surveillance предлагает пользователю все необходимые функциональные возможности совершенно бесплатно, в отличие от многих аналогичных программ. Задать запись по расписанию можно как в непрерывном режиме, так и по событию. Что подразумевается под событием, мы уже говорили, когда речь шла о сервисных настройках телекамеры. Только в одном случае подразумевается отсылка изображений на FTP-сервер или по почте, а в другом -- непосредственная запись видео. Ну и, конечно же, эта программа включает в себя модуль воспроизведения записанных видеофрагментов. В целом IP Surveillance создает впечатление программы, которая идеально подходит для не очень больших систем видеонаблюдения.

Рабочее окно программы IP Surveillance

IP Surveillance: настройки веб-интерфейса полностью продублированы

Программа D-Link D-ViewCam позволяет решать те же самые задачи. Она состоит из двух модулей. Первый модуль Admin предназначен для настроек, второй -- Monitor -- для просмотра. Настройка программы сделана несколько оригинально, основными элементами можно выделить администраторские настройки, настройки пользователей и электронной карты. Первые позволяют задать место на жестком диске, куда будет непосредственно вестись запись видео, произвести "тревожные" настройки, настроить последовательность и интервал смены изображений от разных телекамер.

IP Surveillance: системные настройки программы

Настройка пользователей ничего особенного в себе не заключает, поэтому перейдем к электронной карте. Для наглядного представления объекта, за которым должна следить система видеонаблюдения, разработчики D-Link решили использовать специальную карту. На ней обозначаются места установки телекамер и датчиков, но для начала следует добавить телекамеру. При этом программа требует указать ей не только IP-адрес устройства, но и физический его адрес, предварительно выбрав его из списка поддерживаемых устройств. Телекамеры DCS-3420 мы в этом списке не обнаружили, так как телекамера появилась совсем недавно, однако при большом желании ее использовать, можно указать, что это телекамера DCS-3220G, тогда никаких проблем не возникнет. Разве, что работать с DCS-3420 можно только при размере кадра 4CIF, при меньших размерах возникают некоторые сбои. Когда телекамера выбрана, можно произвести на ней настройки изображения (яркость, контраст, насыщенность, цветовой оттенок, степень сжатия), настройку детектора движения и пр. Окно Monitor содержит типичные элементы: выбор режима мультиэкранного отображения, управление PTZ, а также некоторые иные функциональные возможности. К достоинствам этого программного комплекса следует отнести широкую функциональность. Как недостаток мы отметили, что в окне наблюдения область, на которую выводится изображение, занимает меньше половины рабочей области программы, а также мы не нашли здесь возможность просмотра изображений во весь экран.

D-ViewCam: размещение телекамер на карте

D-ViewCam: основные настройки программы

D-ViewCam: рабочее место оператора

Подводя итоги тестирования, отметим, что телекамеры DCS-3220G и DCS-3420 компании D-Link, являются достаточно серьезными и конкурентоспособными продуктами. Эти телекамеры ориентированы на домашнее и офисное применение, и, надо отметить, что у D-Link не так много конкурентов, которые производят телекамеры такого класса с возможностью беспроводного соединения.

Беспроводное хранилище DSM-G600

Кроме упомянутых выше средств записи у протестированных телекамер, существуют и другие способы хранения данных. Так, для записи изображений можно использовать сетевое беспроводное хранилище DSM-G600, также разработанное компанией D-Link. Данное устройство позволяет использовать для хранения жесткий диск без сопутствующего обычно ему компьютера. Достоинство DSM-G600 состоит еще и в том, что оно может применяться в качестве точки доступа. Не стоит перечислять все ситуации, когда может оказаться полезным сетевое хранилище, отметим лишь то, что относится к системам видеонаблюдения. В настоящее время сетевое беспроводное хранилище DSM-G600 напрямую не поддерживает протестированные телекамеры, но всегда можно настроить их взаимодействие через компьютер, для которого сетевое хранилище будет выступать в качестве сетевого диска, а на него уже и будет записываться видео с телекамер. Кстати, DSM-G600 поддерживает работу напрямую с другой сетевой телекамерой DCS-950G.

Здесь следует отметить, что D-Link предлагает очень интересное инновационное решение в области беспроводных систем видеонаблюдения. Данное решение позволяет сохранять изображения с телекамеры напрямую на сетевое хранилище без использования ПК. В данном случае компьютер будет использоваться только для просмотра видео, когда это необходимо. Приведем пример такой оригинальной для сетевых систем видеонаблюдения архитектуры.

Сетевое хранилище DSM-G600 настраивается как точка доступа

В нашем распоряжении имелась сетевая телекамера с беспроводным подключением DCS-950G и само устройство DSM-G600. На телекамере DCS-950G используется КМОП-матрица оптического формата 1/4" с разрешением 640х480 пикселов. Для сжатия изображений используется алгоритм M-JPEG. Это устройство может успешно применяться для организации домашнего и офисного видеонаблюдения.

В настройках телекамеры задаем режим работы в беспроводной сети Infrastructure, а сетевое хранилище конфигурируем как точку доступа. Таким образом мы налаживаем связь между двумя этими устройствами, которые в свою очередь связаны с ПК. Желательно также позаботиться и о безопасности соединения, то есть использовать шифрование. Само соединение осуществлялось через раздел настроек Site Survey.

Далее остается только в разделе Recording сервисных настроек телекамеры сконфигурировать запись изображений. Самое важное здесь -- указать путь, куда будет записываться видео, в нашем случае -- это адрес сетевого диска в сетевом окружении. Также можно указать и временные интервалы, когда будет осуществляться запись. Записанные видеофрагменты без проблем воспроизводятся с помощью стандартного проигрывателя Windows Media Player.

Настройки беспроводного соединения

Подключение к доступной сети

Настройка записи на сетевое хранилище

Использование беспроводных технологий связи открывает широкие возможности в области систем видеонаблюдения. Вашему вниманию был представлен наглядный пример ее успешного применения, в результате которого отпадает абсолютная необходимость в ПК, так как изображения с телекамеры могут быть напрямую записаны на сетевое хранилище.