Μέθοδοι μετάδοσης HD Video για CCTV

Featured | Η εικόνα HD δεν είναι πλέον προνόμιο μονάχα της IP τεχνολογίας. Γνωρίζοντας πολύ μεγάλη επιτυχία, το δρόμο άνοιξε η τεχνολογία HD-SDI, μεταφέροντας εικόνα Full HD μέσα από ομοαξονικό καλώδιο. Χωρίς σύνθετες ρυθμίσεις, το CCTV μέσω της HD-SDI γνώρισε την υψηλή ανάλυση 720p και 1080p μέσω ομοαξονικού καλωδίου. Παρά τη σχετικά μικρή περίοδο κυκλοφορίας της τεχνολογίας HD-SDI στο CCTV, έρχονται πλέον νέα, πιο ανεπτυγμένα πρότυπα να μεταφέρουν την ίδια ποιότητα εικόνας σε μεγαλύτερες αποστάσεις, προσφέροντας επιπλέον έλεγχο μέσω καλωδίου, ακόμα και τροφοδοσία. Η τεχνολογία HD-CVI έχει κάνει την εμφάνισή της και προ των πυλών είναι οι τεχνολογίες HD-TVI και AHD. Ας τις γνωρίσουμε λοιπόν λίγο καλύτερα και ας δούμε τα πλεονεκτήματά τους, όπως και τα μειονεκτήματά τους σε σχέση με την HD-SDΙ, αλλά και την IP τεχνολογία.

Η εικόνα HD είναι ιδιαίτερα κρίσιμη στα συστήματα CCTV. Δεν πρόκειται για κάποια μόδα, αλλά για μια ανάγκη πραγματική, αφού όλοι μας έχουμε δει στην πράξη την διαφορά στην ποιότητα εικόνας μιας κάμερας HD-SDI Full HD και μιας αναλογικής. Χάρη στην ποιότητα εικόνας και την ευκολία χρήσης, η τεχνολογία HD-SDI γνώρισε ιδιαίτερη επιτυχία και πήρε μερίδιο από την τεχνολογία IP. Όμως δεν έρχεται χωρίς μειονεκτήματα. Το μεγάλο κόστος των καμερών και των καταγραφικών HD-SDI, οι αυξημένες απαιτήσεις στο ομοαξονικό καλώδιο και ο περιορισμός στην απόσταση του καλωδίου, ώθησαν τις εταιρίες στην εξέλιξη της τεχνολογίας αναλογικής HD μετάδοσης και την κυκλοφορία νέων προτύπων. Τα HD-CVI, AHD και HD-TVI είναι πλέον εδώ και κάνουν τα πρώτα τους βήματα στην αγορά.

HD-SDI (High Definition Serial Digital Interface)

Το πρότυπο HD-SDI μπορεί να είναι σχετικά νέο για το CCTV, όμως υπάρχει στη βιομηχανία μετάδοσης βίντεο εδώ και πολλά χρόνια, παρέχοντας ασυμπίεστη εικόνα υψηλής ανάλυσης. Στο χώρο του CCTV ήρθε ως εναλλακτική λύση των αναλογικών συμβατικών καμερών, προσφέροντας εικόνα HD και Full HD, που μέχρι πρότινος ήταν αρετή μονάχα των IP MegaPixel καμερών. Πράγματι η ποιότητα εικόνας της HD-SDI τεχνολογίας είναι πάρα πολύ ανώτερη της αναλογικής, αποδίδοντας 720p και 1080p και μάλιστα μπορεί να συγκριθεί ακόμα και με το αποτέλεσμα που προσφέρουν κάμερες IP έως 2,4MP, αφού δεν έχει καθόλου καθυστέρηση στην μετάδοση εικόνας σε πραγματικό χρόνο. Επίσης, σε σχέση με την IP, δεν απαιτεί σύνθετη παραμετροποίηση και ουσιαστικά είναι plug n’ play.

Η τεχνολογία HD-SDI ήρθε ως αντικαταστάτης της αναλογικής με την υπόσχεση της συμβατότητας στο ομοαξονικό καλωδιακό δίκτυο. Στην πράξη όμως αυτό δεν είναι απόλυτα αληθές, αφού οι απαιτήσεις της τεχνολογίας HD-SDΙ είναι αυξημένες και πολλές φορές χρειάζεται αλλαγή της υπάρχουσας καλωδίωσης με νέο, ποιοτικότερο και ακριβότερο ομοαξονικό καλώδιο. Επίσης, όπως θα δούμε παρακάτω, σε σχέση με τα άλλα πρότυπα αναλογικής HD μετάδοσης, μπορεί να υποστηρίξει μικρότερη απόσταση καλωδίου, θεωρητικά έως 100 μέτρα, ενώ στην πράξη πηγαίνει καλά μέχρι τα 60 μέτρα. Ένα ακόμα πολύ σημαντικό μειονέκτημα της τεχνολογίας είναι το κόστος. Οι κάμερες και τα καταγραφικά κοστίζουν πολύ περισσότερο από τα αντίστοιχα της συμβατικής αναλογικής τεχνολογίας.

HD-CVI (High Definition Composite Video Interface)

Το 2012 η Dahua κυκλοφόρησε το πρότυπο HD-CVI και στην αγορά έχει κάνει τα πρώτα του βήματα. Το CVI προσφέρει εικόνα 720p και 1080p μέσω αναλογικής μετάδοσης και σε σχέση με το HD-SDI έχει αρκετά προτερήματα και λίγα μειονεκτήματα. Το βασικότερο πλεονέκτημα της τεχνολογίας είναι ότι οι κάμερες HD-CVI κοστίζουν σχεδόν όσο οι συμβατικές αναλογικές και προφανώς πολύ λιγότερο από τις HD-SDI. Επίσης, οι απαιτήσεις της καλωδίωσης της τεχνολογίας είναι πολύ χαμηλότερες από της HD-SDI, με αποτέλεσμα να μπορεί πράγματι να αξιοποιήσει υπάρχουσες εγκαταστάσεις ομοαξονικού καλωδίου. Μάλιστα, η μετάδοση μπορεί να γίνει και μέσω UTP με χρήση balun, κάτι που δεν ισχύει για την HD-SDI. Μένοντας στο κομμάτι της εγκατάστασης, η HD-CVI υποστηρίζει πολύ μεγάλες αποστάσεις μετάδοσης, έως 500 μέτρα, προσφέροντας επίσης μεταφορά εικόνας, ήχου και ελέγχου (OSD ή PTZ, focus) μέσω ενός ομοαξονικού καλωδίου. Η δυνατότητα απομακρυσμένου ελέγχου των παραμέτρων των καμερών μπορεί να είναι πολύ κρίσιμη για την εγκατάσταση και τη συντήρηση ενός μεγάλου δικτύου. Με τη χρήση balun και UTP καλωδίου υπάρχει μια μικρή πτώση στην ποιότητα της εικόνας, περίπου 5-10%, οπότε συνολικά και πάλι σε σχέση με την αναλογική η βελτίωση είναι τεράστια. Ένα ακόμα σημαντικό χαρακτηριστικό της HD-CVI είναι ότι υποστηρίζει backward compatibility και δίνει τη δυνατότητα στους κατασκευαστές να υλοποιήσουν υβριδικά DVR, υποστηρίζοντας κάμερες HD και αναλογικές

Η τεχνολογία HD-CVI προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με την συμβατική τεχνολογία και την HD-SDI, όμως δεν έρχεται χωρίς μειονεκτήματα. Ένα από τα βασικότερα μειονεκτήματά της είναι ότι στηρίζεται σε κλειστό πρότυπο ενός κατασκευαστή. Αυτό σημαίνει ότι όποια τρίτη εταιρία θέλει να κατασκευάσει εξοπλισμό HD-CVI πρέπει να έχει την άδεια της Dahua. Για τον ίδιο λόγο, το εμπόριο και οι τιμές της τεχνολογίας HD-CVI θα ελέγχονται πάντα από έναν και μόνο κατασκευαστή.

HD-TVI (HD Transport Video Interface)

Η HD-TVI παντρεύει τα καλύτερα χαρακτηριστικά των τεχνολογιών HD-SDI και HD-CVI. Έχει πολύ καλή ποιότητα εικόνας 720p και 1080p, μπορεί να υποστηρίξει μεγάλες αποστάσεις έως 500 μέτρα, είναι backward συμβατή και βασίζεται σε ανοιχτό πρότυπο. Όπως και η HD-CVI, η HD-TVI μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε υπάρχουσες εγκαταστάσεις ομοαξονικού καλωδίου και να μεταδώσει εικόνα ακόμα και μέσω UTP, με χρήση balun. Επίσης, μέσα από ένα καλώδιο μεταφέρει εικόνα και έλεγχο κάμερας.

Η HD-TVI υλοποιήθηκε από την Techpoint,Inc, μια εταιρία που δημιουργήθηκε στο Silicon Valley το 2012. Η ομάδα της προέρχεται κυρίως από την Techwell. Τα chipset της Techwell είχαν ένα πολύ μεγάλο μερίδιο στο πεδίο των αναλογικών DVR, οπότε είναι ανοιχτό, προσφέρει backward compatibility και μπορεί να χρησιμοποιηθεί από πολλούς κατασκευαστές. Επίσης, μέσω της τεχνολογίας HD-TVI μπορούν να συνυπάρξουν σήματα 1080p, 720p, ακόμα και αναλογικά. Έτσι, η HD-TVI, ανοίγει τον δρόμο προς τα υβριδικά καταγραφικά με υποστήριξη Αναλογικών, HD over Coax και IP καμερών!

Ως ανοιχτό standard έχει ήδη αγκαλιαστεί από την Hikvision (τον παγκόσμια μεγαλύτερο κατασκευαστή εξοπλισμού CCTV), την iCatch, την Samsung, την TVT και άλλες μεγάλες εταιρίες των CCTV συστημάτων. Πιθανότατα η HD-TVI όχι μόνο θα προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα στην αναλογική μετάδοση HD εικόνας, αλλά φαίνεται ότι θα είναι μια τεχνολογία που δεν θα εγκαταλειφθεί.

AHD (Analogue High Definition)

Η AHD (Analogue High Definition) έχει δημιουργηθεί από την Nextchip στην Κορέα και ήδη στην αγορά υπάρχουν κάμερες και καταγραφικά που να την υποστηρίζουν. Η AHD για την ώρα υποστηρίζει ανάλυση HD 720p, με την έκδοση AHD1.0 να μεταδίδει 720p@25fps/@30fps. Σύντομα θα κυκλοφορήσουν τα πρότυπα AHD2.0 και AHD3.0. Η τεχνολογία επιτρέπει τη χρήση καλωδίου χαμηλής ποιότητας για μετάδοση υψηλής ανάλυσης, οπότε εκτός από ομοαξονικό καλώδιο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί UTP και balun. Η AHD υποστηρίζει συνύπαρξη HD και SD τεχνολογιών, με αποτέλεσμα να κυκλοφορούν στην αγορά υβριδικά καταγραφικά, ιδανικά για αναβάθμιση εγκαταστάσεων CCTV.

Η ανάπτυξη των CVI, AHD και TVI και η δύση (;) της HD-SDI

Ίσως το μεγαλύτερο πλεονέκτημα που υποσχέθηκε η HD-SDI, πέρα από την υψηλή ποιότητα εικόνας, είναι η συμβατότητα με την υπάρχουσα εγκατάσταση. Όμως αυτό στην πράξη αποδείχθηκε ότι δεν είναι 100% αληθινό, αφού πολλές φορές απαιτεί καλύτερης ποιότητας ομοαξονικό καλώδιο από το υπάρχον. Η HD-CVI ξεπερνάει το πρόβλημα αυτό και η HD-TVI υπόσχεται το ίδιο. Έτσι, η HD-SDI μοιάζει να είναι μια τεχνολογία που πρόκειται να ξεπεραστεί από την παρούσα τεχνολογία HD-CVI και τις αναπτυσσόμενες στην αγορά AHD και TVI. Από την άλλη πλευρά, δεν είναι απίθανο να δούμε εξελιγμένα μοντέλα CCTV και στην τεχνολογία SDI, με αποτέλεσμα να γίνει και αυτή ανταγωνιστική των νέων μεθόδων.

Ποιότητα εικόνας

Όσον αφορά το πολύ κρίσιμο θέμα της ποιότητας εικόνας μεταξύ των τεχνολογιών SDI, CVI, AHD και TVI, είναι πολύ δύσκολο να βγει τελικό πόρισμα γιατί απλούστατα οι νέες μέθοδοι μετάδοσης είναι πολύ νέες στην αγορά για να υπάρχει κατάλληλη εμπειρία και σύγκριση στην πράξη. Θεωρητικά και σύμφωνα με ορισμένες αναφορές στο διαδίκτυο η SDI έχει την καλύτερη ποιότητα εικόνας, αφού μεταφέρει το σήμα εικόνας ασυμπίεστο, τη στιγμή όπου οι άλλες μέθοδοι χρησιμοποιούν κάποιου είδους επεξεργασία για την μεταφορά του σήματος στο καλώδιο. Γενικότερα, για να συγκριθούν δύο τεχνολογίες θα πρέπει να έχουν εξεταστεί πάρα πολλά διαφορετικά μοντέλα καμερών και το κυριότερο σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας (ημέρα, νύχτα, χαμηλό φωτισμό κτλ.). Έτσι λοιπόν, στο θέμα της ποιότητας εικόνας δεν μπορούμε να εκφέρουμε ακόμα άποψη βασιζόμενοι μονάχα σε αναφορές στο διαδίκτυο, αλλά θα επανέλθουμε όταν θα έχουμε ολοκληρώσει αρκετές δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες.

HD over Coax VS IP

Η HD-TVI φαίνεται ότι θα κυριαρχήσει στον χώρο των καμερών αναλογικής μετάδοσης HD εικόνας και σίγουρα θα αντικαταστήσει τις παραδοσιακές αναλογικές κάμερες. Όμως οι προβλέψεις στην αγορά δεν δείχνουν ότι θα σταματήσει την εξέλιξη των IP καμερών. Οι IP κάμερες είναι πιο ευέλικτες και μπορούν να παρέχουν πολύ υψηλότερη ποιότητα εικόνας από Full HD. Η ανάλυση 1080p είναι περίπου 2MP, που εύκολα ξεπερνιέται από τις IP κάμερες. Επίσης, οι IP κάμερες μπορούν να τρέξουν video analytics, να προσφέρουν διαχείριση μέσω Web Interface και απαιτούν μονάχα ένα καλώδιο για βίντεο και τροφοδοσία. Τέλος, δεν πρέπει να ξεχάσουμε να αναφέρουμε ότι παρά τη δυσκολία στην παραμετροποίησή τους, η καλωδίωση των IP καμερών είναι πολύ εύκολη, με το UTP να αναλαμβάνει τη μεταφορά εικόνας, τροφοδοσίας και ελέγχου.

Εάν σε μια εγκατάσταση υπάρχει ήδη ομοαξονικό καλώδιο, τότε οι SDI και CVI είναι πολύ καλές λύσεις για την ώρα και πιθανότατα η TVI θα είναι ακόμα καλύτερη όταν έρθει.

Συγκριτικός πίνακας τεχνολογιών