UNIVERZITET SINGIDUNUM

-MASTER STUDIJSKI PROGRAM- SAVREMENE INFORMACIONE TEHNOLOGIJE

Veselinovi Danijel

Primena IP kamera u mrenim sistemima

- Master rad -

Beograd, 2010.

2

Univerzitet Singidunum

-MASTER STUDIJSKI PROGRAM- SAVREMENE INFORMACIONE TEHNOLOGIJE

.

Primena IP kamera u mrenim sistemima

- Master rad -

-MASTER STUDIJSKI PROGRAM-

SAVREMENE INFORMACIONE TEHNOLOGIJE

Mentor: Prof. Dr Ranko Popovi Student: Danijel Veselinovi

Br. indeksa:410205/2009

3

Sadraj 1. Metodologija istraivakog rada.................................................................................5

1.1. Predmet israivanja......5

1.2. Cilj istraivanja....6

1.3. Metode istraivanja.....6

2. Uvod u mreni video.7

3. Elementi sistema video nadzora8

4. Evolucija sistema video nadzora.....12

5. Stvaranje slika..15

5.1. CCD i CMOS senzori......15

5.2. Progresivno skeniranje i skeniranje poluslike......16

5.3. Standardi kompresije mirne slike.19

5.4. Standardi video kompresije..20

5.5. Rezolucija.23

5.6. Funkcije dana i noi..........................................................................................27

6. IP mrene tehnologije.29

7. Beino umreavanje..............................................................................................35

7.1. 802.11 i WLAN..............................................................................................35

7.2. Alternativa za 802.11......................................................................................35

7.3. Tipovi beinih mrea.....................................................................................36

8. Oprema koja se koristi u mrei.............................................................................37

8.1. Router.............................................................................................................37

8.2. Server....................................................................................................................37

4

8.3. Switch...................................................................................................................38

8.4. Hub.......................................................................................................................38

9. Osnovni oblici mree...................................................................................................39

9.1. iana ili beina opcija.......................................................................................41

9.2. Nova ili postojea mrea......................................................................................41

9.3. Posveena mrea..................................................................................................42

9.4. Kombinovane mree............................................................................................42

9.5. Mogunosti mree...............................................................................................42

10. Bezbednost video signala u mrei.............................................................................42

10.1. Razmatranja o bezbednosti..............................................................................43

10.2. Siguran prenos.................................................................................................43

10.3. Zatita sistema pristupa...................................................................................44

11. NVR (Network Video-Recorder).............................................................................44

12. Softver Mailstone.....................................................................................................48

13. Tehnika dokumentacija projekta............................................................................59

13.1 Specifikacija potrebne robe..............................................................................59

13.2. Grafika dokumentacija..................................................................................65

13.3. Predraun trokova realizacije, sa koliinama i cenama opreme....................70

14. Zakljuak..................................................................................................................75

15. Literatura..................................................................................................................76

5

1. Metodologija istraivakog rada Savremeno doba je dovelo do ekspanzije elektronskih elemenata, pa samim tim i IP kamera iji su sastavni deo. Postepenim prelaskom sa analognih sistema na digitalne, kao i jako velika brzina razvoja interneta i raunarskih mrea, dovela je do pojave IP kamera. Globalna raunarska mrea se iri iz dana u dan i time pospeuje dalji razvoj i jo vee uvoenje u upotrebu IP kamera. Primena istih je mogua u svim granama naeg drutva. Jedna od zanimljivijih primena i nama studentima na Univerzitetu Singidunum pristupana za korienje IP kamera i interneta je uenje na daljinu (Distance Learning System).

1.1. Predmet istraivanja

Predmet rada su IP kamere i mreni video, praenje njegovog razvoja i karakteristika. Glavna trita gde su mreni video sistemi uspeno primenjeni su:

Obrazovanje Sigurnosna i daljinsko nadgledanje kolskih igralita, holova i uionica, uenje na daljinu

Saobraaj Daljinsko nadgledanje eleznikih stanica i pruga, parking mesta i garaa, autoputeva i aerodroma.

Banke Tradicionalne sigurnosne primene u bankama, ekspoziturama i na ATM lokacijama.

Drava Svrhe nadzora sa ciljem da se obezbede javne sredine.

Maloprodaja Svrhe sigurnosnog i daljinskog monitoringa sa ciljem da se olaka i pobolja upravljanje radnjom.

Proizvodnja Monitoring proizvodnje, logistikih sistema, skladita i kontrole zaliha

6

1.2. Cilj istraivanja Cilj rada je ispitivanje prednosti i mana IP kamera, iroke lepeze funkcija koje nude, kao i sama implementacija platforme i web konferencije u Distance Learning System Univerziteta Singidunum. Ostvarivanje cilja istraivanja bie pre svega zasnovano na naunim injenicama i saznanjima definisanim u brojnim radovima i publikacijama eminentnih strunjaka, ali e u okviru rada biti prezentovana i iskustva autora rada. Cilj rada je i prezentovanje mogunosti i primene savremene multimedijalne obrazovne informatike tehnologije u procesu uenja.

1.3 Metode istraivanja

Istraivanje je podrano saznanjima iz meunarodne naune i strune literature, odnosno saznanjima drugih autora koji su u svojim lancima i knjigama istraivali problematiku kojom se bavi i ovaj rad. U toku istraivanja, korieno je est principa naunog saznanja: objektivnost, pouzdanost, optost, sistematinost, preciznost i istorinost ili razvojnost.

7

2. Uvod u mreni video

Prelaz na otvorene video sisteme, u kombinaciji sa olakanjima koje donosi mrea, digitalnim projektovanjem i inteligencijom kamere, stvaraju se mnogo efikasnija sredstva nadgledanja sigurnosti i daljinskog monitoringa nego to je to ranije bilo. Mreni video donosi sve to analogni video nudi, a pored toga i irok spektar novih funkcija i karakteristika koje omoguuje digitalna tehnologija. Pre nego to se fokusiramo na konkretan sistem, moramo uzeti u obzir koje e karakteristike on moi da obezbedi. Podjednako je bitno uzeti u obzir faktore kao to su performanse, interoperabilnost, skalabilnost, fleksibilnost i budua funkcionalnost. Naredni tekst nas upoznaje sa ovim faktorima i pomoi e nam da naemo reenje koje e najbolje iskoristiti ogroman potencijal tehnologije mrenog videa. U proizvodnji koja se odnosi na video nadzor danas postoji vie sistema i ureaja za monitoring i osiguravanje ljudi i imovine. Sa ciljem da se shvati opseg i potencijal integrisanih, potpuno digitalnih sistema, na samom poetku e biti predstavljen pregled komponenata jezgra sistema video mree: mrena kamera, video server i softver za upravljanje videom. Prilikom izbora odgovarajueg sistema, korisno je uporediti tehnologije koje su dostupne u pogledu zahteva podruja primene, skalabilnosti, jednostavnosti upotrebe i fleksibilnosti. Mreni video, koji se inae shvata kao IP video nadzor u okviru sigurnosnog nadzora i daljinskog monitoringa, predstavlja sistem koji korisnicima daje mogunost praenja i snimanja videa preko IP mree (LAN/WAN/Internet). Za razliku od analognih video sistema, mreni video koristi mreu umesto point-to-point kablova, kao osnovu ( backbone ) prenosa informacija. U aplikacijama mrenog videa, tokovi digitalnog videa se prenose na bilo koje mesto u svetu preko ine ili beine IP mree, omoguujui pri tome monitoring i snimanje sa bilo kog dela mree. Postoji mnogo primena mrenog videa koje je teko nabrojati. Ipak , veina upotreba spada u sledee kategorije:

Sigurnosni nadzor

Funkcionalnost mrenog videa je takva da on odgovara primenama u sigurnosnom nadzoru. Fleksibilnost digitalne tehnologije poboljava mogunosti sigurnosnih kadrova prilikom zatite ljudi i imovine. Iz ovog razloga ovi sistemi su posebno atraktivna opcija za kompanije koje trenutno koriste CCTV.

Daljinski monitoring Mreni video omoguava korisnicima prikupljanje informacija u realnom vremenu na svim kljunim mestima. Iz ovog razloga tehnologija je idealna za praenje opreme, ljudi i bilo lokalnu ili udaljenu postavku. Primeri aplikacija su uenje na daljinu, monitoring saobraaja ili proizvodnje, kao i praenje vie maloprodajnih lokacija.

8

3. Elementi sistema video nadzora IP kamera IP kamera se moe opisati kao kombinacija kamere i raunara. Ona hvata i prenosi slike direktno preko IP mree, omoguujui pri tom ovlaenim korisnicima da lokalno ili udaljeno vide, sauvaju i upravljaju videom preko standardne infrastrukture IP bazirane mree. Pregled proizvoda

IP kamera ima sopstvenu IP adresu. Povezana je na mreu i ima ugraen web server, FTP server, FTP klijent, e-mail klijent, upravljanje alarmom, programabilnost, i jo mnogo toga. IP kamera ne mora biti povezana na PC, jer funkcionie nezavisno od njega, i moe biti postavljena gde god postoji IP konekcija. Web kamera je sa druge strane je kamera koja zahteva vezu sa PC-jem u funkciji, preko USB ili IEEE1394 porta. Uz video, mrea takoe poseduje i druge funkcije i informacije koje se prenose istom mrenom konekcijom, npr. digitalne ulaze i izlaze, audio, serijski(e) port(ove) za serijske podatke ili kontrolu pan/tilt/zoom mehanizma.

Izgled IP kamere sa prednje i sa zadnje strane

9

Poreenje IP i analogne kamere

Poslednjih godina, tehnologija IP kamera dostigla je analogne i sada odgovara istim zahtevima i specifikacijama. ta vie, performanse IP premauju performanse analognih kamera novim funkcijama koje e kasnije biti objanjene. Ukratko, analogna kamera je nosilac jednodirekcionog signala koji se zavrava na DVR ureaju i nivou obrade, dok je IP kamera bidirekciona, i integrie se sa ostatkom sistema do visokog stepena u datom skalabilnom okruenju. IP kamera komunicira istovremeno sa nekoliko aplikacija da bi izvrila razliite zadatke, kao to su kretanje ili slanje razliitih tokova videa. Video server Video server, poznat i kao video enkoder, omoguava kretanje sistemom mrenog videa bez odbacivanja postojee analogne opreme. On u stvari video signal iz anlogne kamere digitalizuje i alje dalje u sistem. Analogna oprema dobija nove funkcije, a potreba za koaksijalnim kablovima, monitorima i DVR ureajima se eliminie (DVR nije neophodan jer se snimanje moe izvoditi korienjem standardnih PC servera). Pregled proizvoda

Video server obino poseduje od jednog do etiri analogna porta za povezivanje analognih kamera, kao i Ethernet port za povezivanje na mreu. Kao i IP kamere, sadri ugraen video server, kompresioni ip i operativni sistem tako da se analogni tokovi konvertuju u digitalni video koji se prenosi i snima preko mree raunara radi lake dostupnosti i praenja. Pored video ulaza, video server ima i druge funkcije i informacije koje se prenose preko iste mrene konekcije: digitalni ulazi i izlazi, audio, serijski port(ovi) za serijske podatke ili kontrolu pan/tilt/zoom mehanizama. Video server se moe povezati i na mnoge druge specijalne kamere, kao to su crno-bela kamera visoke osetljivosti, minijaturna ili mikroskopska kamera.

10

Izgled video server sa prednje i zadnje strane Softver za upravljanje videom Ovaj softver koji se odvija na Windows ili Unix/Linux serveru, obezbeuje osnovne funkcije monitoringa, analize, snimanja i upravljanja videom. Postoji mnogo ovakvih softvera baziranih na potrebama korisnika. Standardni web browser obezbeuje gledanje mnogih aplikacija mrenog videa korienjem mrenog interfejsa ugraenog u mrenu kameru ili video server, naroito ako se jedna ili vie kamera posmatraju istovremeno. Da bi se posmatralo vie kamera istovremeno, potreban je odgovarajui softver za upravljanje. U najjednostavnijem obliku, softver omoguava praenje uivo kao i vreanje i uvanje video sekvenci. Napredniji softver poseduje osobine kao to su:

Simultano gledanje i snimanje live videa sa vie kamera. Nekoliko modova snimanja: kontinuirani, ematski, snimanje na alarm i detekciju kretanja. Kapacitet potreban za velike brzine ramova i veliku koliinu podataka. Funkcije viesturkog pretraivanja zabeleenih dogaaja. Udaljeni pristup preko web browser-a, klijent softvera ili PDA klijenta. Kontrola PTZ-a i dome kamera Funkcije upravljanja alarmom Pun dupleks, podrka za real-time audio Video inteligencija.

11

Izgled softverskog prozora za upravljanje videom

12

4. Evolucija sistema video nadzora

Sistemi video nadzora postoje nekih 25 godina, i evoluirali su od 100% analognih sistema do potpuno digitalnih. Savremeni sistemi su se razvili od analognih kamera povezanih na VCR. Oni danas koriste mrene kamere i PC servere za video snimanje, i naravno potpuno digitalizovane sisteme. Ipak, izmeu potpuno analognih i apsolutno digitalnih sistema, postoji nekoliko reenja koja su delom digitalna. Ova reenja imaju odreen broj digitalnih komponenti , ali ne predstavljaju potpuno digitalne sisteme. . Analogni CCTV sistemi koji koriste VCR Analogni CCTV sistemi koji koriste VCR predstavljaju potpuno analogne sisteme koji se sastoje od analognih kamera sa koaksijalnim izlazom, koje su povezane na VCR. VCR koristi iste tipove kaseta kao i kuni VCR. Video nije kompresovan, pa jedna traka maksimalno moe trajati osam asova ukoliko se snima najveom brzinom frejmova (ramova). U veim sistemima, moe biti postavljen quad ili multiplekser izmeu kamere i VCR-a. Quad odnosno multiplekser omoguava snimanje sa nekoliko kamera na VCR, ali je brzina frejmova manja. Da bi se pratio video, koristi se analogni monitor.

Blok ema analognog CCTV sistema koji koristi VCR Analogni CCTV sistemi koji koriste DVR Analogni CCTV sistemi koji koriste DVR su analogni sistemi sa digitalnim snimanjem. U DVR-u se umesto trake nalaze hard diskovi za snimanje videa, to zahteva kompresiju i digitalizaciju videa sa ciljem da se sauva to vei deo. Kod ranijih DVR ureaja, prostor na hard disku je bio mali, pa je trajanje snimanja ogranieno ili su se koristile manje brzine. Napretkom tehnologije, ovaj problem je prevazien jer su dananji hard diskovi znatno veih kapaciteta. Veina DVR ureaja ima nekoliko video ulaza, obino 4, 9 ili 16, to znai da se takoe mogu povezivati sa quad-ovima ili multiplekserima. DVR sistemi donose sledee prednosti:

Trake se ne moraju menjati Bolji kvalitet slike

13

Blok ema analognog CCTV sistema koji koristi DVR Analogni CCTV sistemi koji koriste mreni DVR Ovi sistemi predstavljaju delimino digitalni sisteme sa mrenim DVR ureajem sa Ethernet portom za povezivanje na mreu. Kada se video digitalizuje i kompresuje u DVR-u, moe se prenositi preko raunarske mree da bi se mogao pratiti na PC-ju na udaljenoj lokaciji. Neki sistemi mogu pratiti i live i snimljeni video, dok neki mogu pratiti samo snimljeni. Dalje, neki sistemi za monitoring videa zahtevaju specijalan Windows klijent, dok drugi koriste standardni web itaa; kod ovih drugih je daljinsko praenje znatno fleksibilnije. Mreni DVR sistemi donose sledee prednosti:

Daljinsko praenje videa na raunaru Daljinsko upravljanje sistemom

Blok ema analognog CCTV sistema koji koristi mreni DVR Sistemi mrenog videa koji koriste video servere Ova vrsta sistema koristi video servere, mreni switch i PC sa softverom upravljanja videom. Analogna kamera se povezuje na video server, koji digitalizuje i kompresuje video. Video server se onda povezuje na mreu i prenosi video preko mrenog switch-a na PC, gde se ovaj upisuje na hard disk. Ovo je pravi sistem mrenog videa. Sistemi mrenog videa koji koriste video servere donose sledee prednosti:

Korienje standardne mree i hardvera PC servera za snimanje i upravljanje videom. Podeava se jedna po jedna kamera u sistemu. Mogue je snimanje bez prisustva. Sistem e se tek pokazati u budunosti jer se moe proiriti novim ugradnim mrenim kamerama.

14

Blok ema sistema mrenog videa koji koristi video server Mreni video sistemi koji koriste IP kamere Kao to je ranije pomenuto, IP kamera predstavlja kombinaciju kamere i raunara, to podrazumeva digitalizaciju i kompresiju videa, kao i povezivanje na mreu. Video se prenosi na IP baziranu mreu preko mrenih switch-eva i snima se na standarnom PC raunaru koji poseduje softver za upravljanje videom. Ovo predstavlja pravi sistem mrenog videa koji je potpuno digitalan, odnosno ne koriste se analogne komponente. Mreni video sistemi koji koriste mrene kamere donose sledee prednosti:

Kamere visokih rezolucija (megapixel). Poboljanje kvaliteta slike. Prednosti koje donose funkcije Ethernet-a i wireless-a. Pan/tilt/zoom, audio, digitalni ulazi i izlazi preko Internet protokola zajedno s videom. Potpuna fleksibilnost i skalabilnost.

Blok ema sistema za mreni video koji koristi IP kamere

15

5. Stvaranje slika Jasno je da je kvalitet slike jedna od najbitnijih osobina bilo koje kamere (ako nije i najbitnija). Ova osobina je naroito vana kod sigurnosnog nadzora i aplikacija daljinskog monitoringa, gde bi imovina mogla biti ulog. Prilikom odreivanja novog sistema ugradnja mrenih kamera bi mogla biti garant kvaliteta slike. Mrene kamere, za razliku od analognih, pored hvatanja i prikaza slika, mogu vriti i njihovu obradu kao to je upravljanje i digitalna kompresija za mreni transport. Kvalitet slike se moe razlikovati u zavisnosti od nekoliko faktora kao to su izbor optike ili senzora slike, mo obrade i nivo prefinjenosti algoritama u obradnom ipu. 5.1. CCD i CMOS senzori

Izgled CCD i CMOS senzora Senzor slike kamere omoguuje pretvaranje svetlosti u elektrine signale. Kada se gradi kamera, postoje dve mogue tehnologije za senzor slike kamere:

CCD (Charged Coupled Device) CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)

CCD senzori su napravljeni korienjem specijalne tehnologije za proizvodnju kamera, dok su CMOS senzori bazirani na standardnoj tehnologiji koja ve postoji u memorijskim ipovima, kao kod PC raunara na primer. CCD tehnologija

CCD senzori se u kamerama koriste preko dvadeset godina, a meu mnogim prednostima izdvaja se bolja osetljivost na svetlost nego kod CMOS senzora. Vea svetlosna osetljivost znai bolju sliku u uslovima smanjenog osvetljenja. CCD senzori su ipak dosta skuplji jer se prave korienjem nestandardnih obrada, a i ugradnja u kamere je komplikovana. Pored toga, kada se pojavi svetao objekat (kao to je lampa ili direktna suneva svetlost) CCD moe popustiti, to e se odraziti pojavom vertikalnih pruga iznad i ispod objekta. Ovaj fenomen je poznat kao razlivanje.

16

CMOS tehnologija

to se kvaliteta slike tie, nove prednosti CMOS senzora pribliavaju ovu tehnologiju CCD konkurentima, ali ona ipak ostaje neprimenljiva kod kamera kod kojih se zahteva najbolji kvalitet slike. CMOS senzori imaju nie ukupne trokove za kamere od kada se u kamere ugrauje njima odgovarajua podrka. Ova tehnologija omoguuje izgradnju kamera manjih dimenzija. Postoje i senzori znatne veliine, i oni omoguuju rezoluciju reda veliine megapiksela kod mnogih kamera. Trenutno ogranienje CMOS senzora je njihova loija svetlosna osetljivost. U normalno osvetljenim sredinama ovaj nedostatak je neprimetan, dok u uslovima smanjenog osvetljenja postaje znaajan. Tada je slika veoma tamna ili je sa umom.

5.2. Progresivno skeniranje i skeniranje poluslike Danas postoje dve tehnike za kreiranje videa: progresivno skeniranje i skeniranje poluslike. Koja e se tehnika odabrati zavisi od aplikacije i svrhe video sistema, pogotovo kada se od sistema zahteva hvatanje objekata u pokretu i omoguavanje vidljivosti detalja kod pokretnih slika.

Skeniranje poluslike Slike ove vrste skeniranja koriste tehnike razvijene za CRT displeje TV monitora, sastavljene od 576 ( PAL ) / 480 ( NTSC ) vidljivih vertikalnih linija na standardnom TV ekranu. Skeniranje poluslike deli ove na parne i neparne linije, a prema mogunostima se obnavljaju sa 25/30 ramova po sekundi. Malo kanjenje izmeu rifrea parnih i neparnih linija stvara distorziju ili recke. Ovo se deava zbog toga to samo polovina linija prati kretanje slike dok druga polovina eka da se obnovi. Efekti poluslike se mogu kompenzovati. Mehanizam kompenzacije je proces konvertovanja ovakvog videa u neprekidan oblik eliminacijom reckastosti. Ovaj proces se zove dupliranje. Neki proizvodi mrenog videa kao to su video serveri, integriu filter koji vri dupliranje, to poboljava kvalitet slike odnosno donosi bolju rezoluciju (4CIF). Ova osobina eliminie probleme koji postoje kod analognih video signala i kamera. Skeniranje poluslike koristi se godinama kod analognih kamera, televizije i VHS videa veoma dobro i jo uvek je najpodesnije za neke aplikacije. Ipak, danas kada se tehnologija prikazivanja menja pojavom LCD (Liquis Crystal Display) i TFT (Thin Film Transistor) monitora, DVD i digitalnih kamera, postoji alternativni metod pravljenja slike na ekranu poznat je kao progresivno skeniranje.

Skeniranje poluslike

17

Progresivno skeniranje

Za razliku od skeniranja poluslike, ovaj nain skenira itavu sliku liniju po liniju na svakih 25/30 sekunde. Drugim reima, uhvaene slike nisu podeljene na posebna polja. Kompjuterski monitori ne moraju deliti linije da bi prikazali sliku na ekranu. Linije imaju savren red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 itd. Praktino ne postoji treperenje. Meutim kod ove vrste skeniranja, u aplikacijama video nadzora moe biti teko primetiti detalj na pokretnoj slici kao to je ovek u pokretu na primer. Ipak, da bi se iskoristile sve prednosti ove vrste kreiranja slike, potrebni su najkvalitetniji monitori.

Progresivno skeniranje

Detektovanje objekata u pokretu

Kada kamera detektuje pokretni objekat, otrina slike zavisi od tehnologije koja se koristi. Na slici se nalaze 4 JPEG slike koje su snimljene razliitim kamerama korienjem progresivnog skeniranja, 4CIF skeniranja poluslike i 2CIF respektivno. Analizom slika primeujemo sledee:

Sve tehnike kreiraju istu sliku pozadine Reckaste ivice zbog kretanja kod skeniranja poluslike Zamrljanost kretanja izazvana nedostatkom rezolucije u 2CIF primeru Samo kod progresivnog skeniranja moe se identifikovati voza

18

Primer hvatanja objekta u pokretu korienjem progresivnog skeniranja, 4CIF skeniranja poluslike i 2CIF Napomena: U ovim primerima kamera je koristila ista soiva (objektiv). Automobil se kretao 20 km/h.

Kompresija Svaki digitalni sistem video nadzora koristi kompresiju kako bi upravljao veliinom fajlova za skladitenje i gledanje koji se prenose kroz mreu. Zahtevani bendvit (irina protoka ) i skladitenje podataka nam govore da je nekompresovani video nepraktian i skup tako da su kompresione tehnologije dole do izraaja kao efikasan nain da se redukuje koliina poslatih podataka putem mree. Danas je dostupno mnogo razliitih vrsta kompresije. Kompresiona tehnologija moe biti vlasnitvo iskljuivo jedne firme koja ga je stvorila i koja ga podrava ili bazirana na standardu i podrana od mnogih firmi. Biranje prave kompresije je od vitalnog znaaja za uspeh vae instalacije video nadzora. Kompresija slike i videa se moe vriti sa gubicima i bez njih. Kod kompresije bez gubitaka, svaki pixel je nepromenjen, pa ovaj nain daje identinu sliku nakon dekompresije. Ipak, u ovom sluaju je odnos kompresije veoma ogranien. Najpoznatiji format kompresije bez gubitaka je GIF. Kako je odnos kompresije ogranien, ovi formati su nepraktini za korienje u reenjima mrenog videa, gde se uva i prenosi velika koliina slika. Zbog ovoga je razvijeno nekoliko metoda i standarda kompresije sa gubicima. Osnovna ideja je redukcija stvari koje su inae nevidljive ljudskom oku i znaajno poveanje stepena kompresije. Metodi kompresije takoe imaju dva pristupa: kompresija mirne slike i video kompresija.

19

5.3. Standardi kompresije mirne slike Standardi kompresije mirne slike obrauju jednu po jednu sliku. Najpoznatiji i najrasprostranjeniji ovakav standard je JPEG.

JPEG JPEG je prvobitno standardizovan srednjih osamdesetih godina kao proces zapoet od strane Joint Photographic Experts Group. Sa JPEG-om, dekompresija i gledanje se moe vriti sa standardnih web itaa. JPEG kompresija se moe izvoditi na razliitim kompresionim nivoima koje definie korisnik. Izabrani kompresioni nivo se direktno odnosi na zahtevani kvalitet slike. Slika sama po sebi takoe ima uticaj na rezultujui nivo kompresije. Npr. beli zid moe napraviti relativno mali fajl (vii stepen komresije), dok isti stepen kompresije primenjen na veoma kompleksnu scenu moe imati znatno veu veliinu fajla, sa manjim stepenom kompresije.

Kompresioni nivo lo Kompresioni nivo dobar Odnos kompresije 1:16 Odnos kompresije 1:96 6% od originalne veliine fajla 1% od originalne veliine fajla Kvalitet slike neprimetno degradiran Kvalitet slike neprimetno degradiran Ilustruje nivo kompresije u odnosu na kvalitet slike za datu scenu u dva nivoa kompresije.

JPEG 2000 JPEG 2000 je takoe standard za kompresiju mirne slike. On je razvijen od strane iste grupe koja je razvila JPEG. Njegova glavna primena je u medicini kod fotografija mirne slike. Pri malom odnosu kompresije isti je kao JPEG, ali je kod veoma velikih odnosa neto bolji. Ovaj standard se, ipak, zbog slabe podrke, manje primenjuje.

20

5.4. Standardi video kompresije

Video kao sekvenca JPEG slika Motion JPEG (M-JPEG)

Motion JPEG je najpoznatiji standard koji se koristi u mrenim video sistemima. IP kamera, kao digitalna nepokretna kamera, hvata pojedinane slike i kompresuje ih u JPEG format. IP kamera moe uhvatiti i kompresovati, na primer, 30 takvih pojedinanih slika u sekundi (30 fps frames per second) i od njih pravi kontinuirani tok slika koji preko mree ide do mesta posmatranja. Pri brzini od 16 frejmova po sekundi i vie, posmatra opaa pokretni video. Ovaj metod je poznat kao Motion JPEG ili M-JPEG. Svaka slika kompresovana na ovaj nain, ima isti garantovani kvalitet koji je odreen kompresionim nivoom koji se bira za IP kameru ili video server.

Primer kompletne JPEG slike od 3 sekvence

H.263

H.263 kompresiona tehnika donosi video prenos fiksne bitske brzine. Loa strana ovoga ispoljava se kada je objekat u pokretu, jer se tada smanjuje kvalitet slike. H.263 je prvobitno napravljen za primene video konferencije, a ne za video nadzor gde su detalji bitniji od fiksne bitske brzine.

MPEG

Standard MPEG predstavlja jednu od najpoznatijih tehnika audio i video striming-a. Ovaj standard je zapoet krajem osamdesetih godina od strane Motion Picture Experts grupe. Osnovni princip MPEG-a je poreenje dve kompresovane slike koje se prenose preko mree. Prva kompresovana slika se koristi kao referentna, a od sledeih slika alju se samo deolovi koji se od referetne slike razlikuju. Slika se na mestu posmatranja na mrei rekonstruie na osnovu referentne slike i podataka o razlikama. Uprkos veoj kompleksnosti, primena MPEG video kompresije donosi manje tokove podataka koji se prenose mreom, nego to je to sluaj sa Motion JPEG-om. Na slici se vidi da se alju samo informacije o razlikama u drugoj i treoj slici.

21

Primer koji pokazuje osnovni princip rada MPEG-a Naravno, MPEG je dosta komplikovaniji nego to u ovom sluaju izgleda, i obino zahteva dodatne alate i tehnike za parametre kao to su predikcija kretanja na sceni i identifikacija objekata. Postoji dosta razliitih MPEG standarda:

MPEG-1 puten 1993. godine namenjen je smetanju digitalnog videa na CD. Zbog toga je najvei broj MPEG-1 enkodera i dekodera napravljen za bitsku brzinu od oko 1.5 Mbit/s na CIF rezoluciji. MPEG-1 je usredsreen na odravanje konstantne bitske brzine iako zbog toga varira kvalitet slike koji se obino poredi sa kvalitetom VHS videa. Brzine kod ovog standarda su ograniene na 25(PAL)/30(NTSC) frejmava po sekundi. MPEG-2 je odobren 1994. godine kao standard napravljen za video visokog kvaliteta (DVD), digitalni high-definition TV (HDTV), interaktivno skladitnje medija (ISM), digitalni emitovanje video (DBV) i kablovsku televiziju (CATV). MPEG-2 projekat proiruje MPEG-1 tehniku kompresije da bi se dobile vee slike boljeg kvaliteta po cenu manjeg odnosa kompresije i vee bitske brzine. Brzine kod ovog standarda su ograniene na 25(PAL)/30(NTSC) frejmava po sekundi, kao i kod MPEG-1. MPEG-4 je najveim delom razvijen iz MPEG-2. Kod MPEG-4 standarda postoji vie naina da bi se smanjila bitska brzina koja je potrebna da bi se postigao odreeni kvalitet slike. Bitska brzina nije ograniene na 25/30 frejmova po sekundi. Ipak, ovi naini su relevantni samo za non real-time aplikacije, jer neki od njih zahtevaju komplikovanu obradu. Ustvari, veina alata MPEG-4 formata koji se mogu koristiti u real-time aplikacijama su isti kao kod MPEG-1 i MPEG-2.

Potrebno je, dakle, razmotriti koji standard video kompresije bi trebalo koristiti da bi se dobio visok kvalitet slike, M-JPEG ili MPEG-4. MPEG-4 (deo 10) H.264

Grupe koje stoje iza H.263 i MPEG-4 standarda su se udruile da bi formirale novu generaciju standarda video kompresije. Nastao je AVC, koji je poznat i kao H.264 ili MPEG-4 deo 10. Namera je da se postigne visok stepen kompresije podataka. Ovaj standard bi trebalo da omogui dobar kvalitet videa pri bitskim brzinama znatno manjim od onih koje su prethodnim standardima bile potrebne, a da pri tom ovo ne rezultuje nepraktinim dizajnom ili skupom ugradnjom. Ovaj standard predstavlja budunost IP vide nadzora, upravo zbog svojih glavnih karakteristika veoma kvalitetnog videa pri manjim brzinama od prethodnih standarda. Za postizanje zahtevanih performansi potreban je odredjeni hardver, to je i razlog zbog kojeg u velikoj meri nije zastupljen. Pre svega, misli se na jako brze i zahtevne procesore, koji su veoma skupi.

22

Prednosti i nedostaci standarda Motion JPEG, MPEG-2 i MPEG-4

Motion JPEG je obino dobar izbor koji se koristi u mnogim sistemima zbog toga to je jednostavan. Ogranien je deo vremena koji tee od hvatanja slike na kameri, preko kodiranja, prenosa mreom i dekodiranja, do mesta gde se slika posmatra. Drugim reima, Motion JPEG obezbeuje malo kanjenje u odnosu na svoju jednostavnost (kompresija i kompletiranje pojedinanih slika), pa je zbog toga podesan za obradu slike, kao to je detekcija pokreta slike i praenje objekata. Bilo koja rezolucija slike, od veliine displeja mobilnog telefona (QVGA) do veliine slike punog videa (4CIF) i vie, omoguena je Motion JPEG standardom. Sistem garantuje kvalitet slike bez obzira na pokret i komleksnost slike, omoguujui biranje izmeu dobrog kvaliteta slike (mala kompresija) ili neto loijeg kvaliteta slike (visok stepen kompresije) sa manjom veliinom koju fajl slike zauzima, pa se prema tome zahtevaju manje bitske brzine i manja zauzetost propusnog opsega. Brzina frejmova se lako moe prilagoditi ogranienjima propusnog opsega, bez gubitaka u kvalitetu slike. Meutim, Motion JPEG stvara relativno veliki obim podataka koji se alju na mreu. U ovom pogledu prednost ima MPEG, jer alje mrei manju koliinu podataka po jedinici vremena (bitska brzina) u poreenju sa Motion JPEG-om, osim u sluaju malih brzina frejmova (opisan ispod). Ukoliko je dostupan propusni opseg mree ogranien, ili se zahteva snimanje videa na velikoj brzini frejmova pri ogranienom prostoru skladitenja, MPEG bi mogao biti bolja opcija. MPEG omoguava relativno visok kvalitet slike na manjim bitskim brzinama (odnosno manjem propusnom opsegu). Meutim, to je propusni opseg manji zahteva se vea kompleksnost kodiranja i dekodiranja, to dovodi do veeg kanjenja u odnosu na Motion JPEG. Jo jednu stvar bi trebalo uzeti u obzir: I MPEG-2 i MPEG-4 su podloni trokovima licence. Sledei grafikon poredi promene Motion JPEG i MPEG-4 propusnog opsega u zavisnosti od date slike u pokretu. Jasno je da na manjim brzinama frejmova MPEG-4 kompresija ne moe koristiti slinosti izmeu susednih frejmova u velikoj meri, pa je zbog dodatnih zahteva MPEG-4 striming formata korienje propusnog opsega priblino kao kod Motion JPEG-a. Pri veim brzinama MPEG- 4 zahteva manje propusnog opsega nego Motion JPEG.

23

Poredi promene Motion JPEG i MPEG-4 propusnog opsega u zavisnosti od date slike u pokretu Prilikom kreiranja aplikacija mrenog videa, trebalo bi obratiti panju na sledee:

Zahtevanu brzinu frejmova Potrebnost konstantne brzine frejmova Da li je monitoring/snimanje potrebno sve vreme, ili samo u momentima pokreta/dogaaja. Vreme uvanja videa Zahtevanu rezoluciju Kvalitet slike Dozvoljeni nivo kanjenja Izdrljivost sistema Sigurnost sistema Veliinu propusnog opsega

5.5. Rezolucija Rezolucija u analognom i digitalnom smislu je slina, ali ipak postoje neke razlike u definicijama. Kod analognog videa slika se sastoji iz linija, ili TV linija, jer je analogna tehnologija izvedena iz televizijske industrije. U digitalnim sistemima se slika sastoji od piksela (elemenata slike).

NTSC i PAL rezolucije

U Severnoj Americi i Japanu, NTSC standard je najdominantniji analogni video standard, dok se u Evropi koristi PAL standard. Oba standarda su nastala iz televizijske proizvodnje. NTSC ima rezoluciju od 480 linija, i koristi obnavljanje od 60 naizmeninih polja u sekundi (ili 30 celih frejmova u sekundi). PAL ima rezoluciju od 576 linija, i koristi obnavljanje od 50 naizmeninih polja po sekundi (ili 25 itavih frejmova po sekundi). Ukupna koliina informacija u sekundi je ista za oba standarda. Kada je analogni video digitalizovan, maksimalna koliina piksela koja se moe kreirati zavisi od broja TV linija koji moe biti digitalizovan. Kod NTSC standarda maksimalna veliina digitalizovane slike je 720x480 piksela, a kod PAL-a 720x576 piksela (D1). Najoptija rezolucija koja se koristi je 4CIF 704x576PAL/ 704x480NTSC. 2CIF rezolucija je 704x240 (NTSC) ili 704x288 (PAL) piksela, to znai da se broj horizontalnih linija deli sa 2. U veini sluajeva, svaka horizontalna linija se prikazuje dva puta (tzv. dupliranje linija) na monitoru, sa ciljem da se sauvaju pravi odnosi u slici. Ovo je nain prevazilaenja zamrljanosti kretanja kod skeniranja poluslike. Ponekad se koristi etvrtina CIF slike, tzv. QCIF (skreeno od Quarter CIF).

24

Prikazuje vrste NTSC i PAL rezolucija

VGA rezolucija

Uvoenjem IP kamera stvoreni su 100% digitalni sistemi. Ovo znai da su ogranienja NTSC i PAL standarda nebitna. Uvedeno je nekoliko novih rezolucija iz kompjuterske proizvodnje, koje omoguuju veu fleksibilnost i koje su, ta vie, postale standardi. VGA je skreenica od Video Graphic Array, grafikog displej sistema za personalne raunare, koji je prvobitno razvijen od strane IBM-a. Usvojena rezolucija je 640x480 piksela. VGA rezolucije su bolje prilagoene IP kamerama jer se video zapisi u veini sluajeva prikazuju na raunarskim ekranima, sa VGA rezolucijama ili VGA umnocima. QVGA sa rezolucijom od 320x240 piksela je takoe esto korien format, veoma slian CIF-u po veliini. QVGA se ponekad naziva SIF rezolucijom, koja se esto mea sa CIF. Ostale VGA rezolucije su XVGA (1024x768 piksela) i 1280x960 piksela, 4 puta VGA, koja omoguuje rezoluciju megapiksela.

MPEG rezolucija

MPEG rezolucija se obino odnosi na sledee: 704x576 piksela (PAL 4CIF) 704x480 piksela (NTSC 4CIF) 720x576 piksela (PAL ili D1) 720x480 piksela (NTSC ili D1)

25

Prikazivanje rezolucija korienjem MPEG-a

Rezolucija megapiksela

to je rezolucija vea, na slici se moe videti vie detalja. Ovo je veoma ozbiljno pitanje to se tie primena u video nadzoru, gde slika visoke rezolucije moe na primer omoguiti identifikaciju kriminalca. Maksimalna rezolucija NTSC i PAL standarda kod analognih kamera, nakon digitalizacije video signala u DVR ureaju ili video serveru, je 400.000 piksela (704x576 = 405.504), to je isto to i 0.4 megapiksela. Iako je industrija video nadzora uvek prevazilazila ove granice, nova tehnologija IP kamera omoguava veu rezoluciju. Zajedniki format megapiksela je 1280x1024, koji daje rezoluciju od 1.3 megapiksela, koja je tri puta vea nego kod analognih kamera. Dostupne su i kamere sa 2, 3 i 5 megapiksela, a u budunosti se oekuju vee rezolucije. IP kamere sa rezolucijom megapiksela takoe donose poboljanje razliitih odnosa strana. U standardnim CCTV sistemima koristi se odnos od 4:3, dok filmovi i veliki TV ekrani koriste 16:9. Ovaj odnos koristi injenicu da kod veine slika gornji i donji delovi slike nisu toliko bitni, a zauzimali bi precizne piksele, a samim tim i propusni opseg i prostor za uvanje.

26

Prikaz odnosa slika 4:3 i 16:9 Uz to, digitalni pan/tilt/zoom se moe postii bez gubitka rezolucije, u sluaju kada operator bira koji e deo megapikselnih slika prikazati. Ovo se ne odnosi na mehaniko pomeranje kamere, ve omoguuje veu pouzdanost.

Pokazuje hijerarhijski prikaz rezolucija

27

Pokazuje razliku pri zumiranju na razliitim rezolucijama, gde se vidi razlika u jasnoi slike 5.6. Funkcije dana i noi Neka okruenja ili situacije ograniavaju korienje vetake svetlosti, pa su ovde posebno upotrebljive infrared (IR) kamere. U ovakva okruenja spadaju primene video nadzora u uslovima smanjenog osvetljenja (gde su svetlosni uslovi manji od optimalnih) ili situacije u kojima je nadzor diskretan ili zaklonjen. Kamere osetljive na infrared, koje mogu koristiti nevidljivo infracrveno svetlo, i mogu se primeniti na primer u rezidencijalnim podrujima bez uznemiravanja stanovnika. Takoe su upotrebljive u situacijama kada bi kamere trebalo da budu oigledne.

Percepcija svetlosti

Svetlost je oblik energije zraenja koja postoji u spektru. Ljudsko oko meutim, moe videti samo deo nje (izmeu 400 i 700 nm). Ispod plave je ultraljubiasta, a iznad infracrvena svetlost koje ljudsko oko ne moe primetiti.

28

Prikazuje opseg vidljive svetlosti Energija infracrvene svetlosti se emituje od strane svih objekata: ljudi, ivotinja, ili trave na primer. Topliji objekti kao to su ljudi i ivotinje odudaraju od hladnijih objekata. U uslovima smanjenog osvetljenja, nou na primer, ljudsko oko ne moe osetiti boje i nijanse samo crnu, belu i nijanse sive.

Funkcije dana i noi i IR-cut filter

Dok ljudsko oko moe registrovati samo deo spektra izmeu plave i crvene svetlosti, senzor kamere za detekciju boje slike registruje vie. Senzor slike moe osetiti duge talase infracrvenog zraenja, pa tako moe detektovati infracrvenu svetlost do 1000nm. Kada infracrvena svetlost pada na senzor slike u uslovima dnevnog osvetljenja, moe doi do distorzije boje koju ljudsko oko vidi. Zbog toga su sve kamere u boji opremljene sa IR-cut filterom komadom optikog stakla koje se nalazi izmeu soiva i senzora slike, koji slui za otklanjanje infracrvene svetlosti da bi se obezbedile boje na koje je ljudsko oko naviknuto.

IR-cut filter Kako se osvetljenje smanjuje a slika postaje tamnija, IR-cut filter u nonim i dnevnim kamerama moe biti automatski uklonjen, da bi se kameri omoguilo korienje infracrvene svetlosti radi posmatranja objekata u veoma tamnoj sredini. Da bi se izbegle distorzije boje, kamera esto prelazi na crno-beli mod, pa moe kreirati crno-bele slike visokog kvaliteta.

29

6. IP mrene tehnologije Internet Protocol (IP) se danas najvie koristi u raunarskim komunikacijama. On predstavlja osnovni protokol koji se koristi za Internet, komunikacije kao to je e-mail, web i multimedije. Skalabilnost je jedan od razloga korienja ovog protokola. Drugim reima, radi podjednako dobro i u malim i u velikim instalacijama, a uz to omoguava visoke performanse, manje trokove, korienje proverene tehnologije i opreme. U poglavlju dat je pregled IP tehnologija koje se koriste da bi se na najbolji mogui nain iskoristile prednosti sistema mrenog videa. Ethernet U dananjim kancelarijama raunari najee koriste TCP/IP vezu preko Eternet mree. Eternet omoguava brzu mreu sa umerenim trokovima. Najmoderniji raunari imaju integrisan Eternet interfejs, ili na jednostavan nain podesivu karticu Eternet mrenog interfejsa (Ethernet NIC Network Interface Card).

Osnovni tipovi Ethernet-a:

10Mbit/s (10 Mbps) Eternet Ovaj standard se danas retko koristi u proizvodnim mreama zbog malog kapaciteta, pa je krajem devedesetih zamenjen 100Mbit/s Eternet-om. Najosnovnija topologija koja se koristi za 10Mbit/s Eternet zove se 10BASE-T; koristi etiri ice (dve upredene) u cat-3 i cat-5 kablu. Hub ili svitch koji se nalaze u centru poseduje port za svaki vor. Ista konfiguracija se koristi za Fast Eternet i Gigabit Eternet.

Fast Eternet (100 Mbit/s) Podrkom prenosa podataka brzinama do 100 Mbit/s Fast Eternet predstavlja osnovni Eternet tip koji se danas koristi u raunarskim mreama. Glavni standard se zove 100BASE-T. Iako je noviji i bri od 10Mbit Eternet-a, u svim ostalim pogledima je isti. Standard 100BASE-T moe biti podeljen na:

100BASE-TX: Koristi kabliranje upredene bakarne parice (cat-5). 100BASE-FX: 100Mbit/s Eternet preko optikog vlakna.

Veina 100 Mbit mrenih svieva podrava i 10 i 100 Mbit da bi se osigurala kompatibilnost unazad (10/100 mreni svitch)

Gigabit Eternet (1000 Mbit/s) Ovo je trenutni standard koji se od strane proizvoaa opreme preporuuje za desktop raunare. Meutim najea upotreba ovog standarda danas je za osnovne mree (backbone) izmeu mrenih servera i svitch-eva. 1000 Mbit/s se moe podeliti na:

1000BASE-T: 1 Gbit/s pomou cat-5e ili cat-6 bakarnih kablova. 1000BASE-SX: 1 Gbit/s pomou multimodnog vlakna (do 550m).

30

1000BASE-LX: 1 Gbit/s pomou multimodnog vlakna (do 550m). Optimiziran je za due distance (do 10km) pomou jednomodnog vlakna. 1000BASE-LH: 1Gbit/s pomou jednomodnog vlakna (do 100km). Reenje za vee razdaljine.

10 Gigabit Eternet (10 000 Mbit/s) Ovaj standard se smatra reenjem za osnovu (backbone) u mreama preduzea. 10 Gigabit Eternet standard koristi sedam razliitih tipova medija za LAN, WAN i MAN. Trenutno je specificiran suplementarnim standardom, IEEE 802.3ae, i bie ukljuen u buduu reviziju IEEE 802.3 standarda.

Korienje Ethernet-a u video nadzoru Napajanje preko Eterneta (PoE) PoE je tehnologija koja integrie napajanje u standardnu WLAN infrastrukturu. Obezbeuje napajanje mrenom ureaju kao to je IP telefon ili IP kamera koristei iste kablove kao oni to se koriste za vezu sa mreom. Eliminie potrebu za izlazom za napajanje na kamerama i omoguava jednostavniju primenu besprekidnog napajanja (UPS a) da bi se osigurao rad 24 sata dnevno, sedam dana u nedelji. PoE tehnologija je propisana u standardu IEEE 802.3af i dizajnirana je na nain koji ne degradira performanse prenosa podataka mreom i ne smanjuje domet mree. Napajanje koje se obezbeuje LAN infrastrukturom se automatski aktivira kada se identifikuje kompatibilan terminal, a blokira se kada ureaj nije komaptibilan. Ova karakteristika omoguava korisniku da slobodno i bezbedno kombinuje odgovarajue i PoE kompatibilne ureaje na svojoj mrei. Standard obezbeuje do 15.4W na strani svitch-a ili midspan-a, koji prenosi maksimalnu moguu snagu od 12.9W do mesta ureaja/kamere, da bi se napajanje obezbedilo i za spoljne kamere. Spoljne kamere kao i PTZ i dome kamere zahtevaju vee napajanje, pa PoE funkcije nisu odgovarajue. Neki proizvoai nude odgovarajue nestandardizovane proizvode koji obezbeuju odgovarajuu snagu za ove aplikacije, ali je interoperabilnost razliitih brendova pomou nestandardizovanih proizvoda nemogua. Standard 802.3af takoe podrava tzv. klasifikaciju napajanja, odabir napajanja sa ureaja ili PoE jedinice

31

Korienje napajanja preko Eterneta PoE radi preko standardnih mrenih kablova (npr. cat-5) da bi se obezbedilo napajanje direktno sa portova za podatke na koji su povezani ureaji. Danas, veina proizvoaa nudi mrene svitch-eve sa ugraenom PoE podrkom. Kada se koristi ve postojea mrena/svitch struktura korisnici bi mogli dodavanjem tzv. Midspan-a na svitch dobiti poboljanje koristei iste funkcije, tako to Midspan donosi dodatno napajanje mrenom kablu. Sve IP kamere bez ugraenog PoE mogu biti integrisane u PoE sistem korienjem aktivnog splitera.

Pokazuje kako IP kamera prima napajanje preko mrenog kabla i kako moe nastaviti sa radom ak i u sluaju pada napajanja.

Metodi prenosa podataka

IP adresa IP adresa (Internet Protocol Adress) predstavlja jedinstveni broj koji se koristi za ureaje, sa ciljem da se identifikuju i komuniciraju jedan sa drugim u mrei koja koristi standard Internet protokola.

Verzija 4 IP adrese

IPv4 adrese su predstavljene sa 4 okteta (8 bitova) rastavljenih takama, ., a svaki je u opsegu od 0-255. Npr, adresa bi mogla biti 192.36.253.80. U ovoj verziji IP adresa se sastoji od 32 bita, odnosno 4 bajta, to ini teoretski 4 294 967 296 (preko 4 milijarde) jedinstvenih adresa domainskih interfejsa. U praksi, postoji nedovoljno slobodnih IP adresa, tako da postoji pritisak da se proiri raspon adresa preko verzije 6 IP adrese. IP adresa je podeljena na deo mree i deo host-a. Granice ova dva dela se odreuju duinom prefiksa ili netmask-om. Netmask 255.255.255.0 znai da e prva tri bajta biti mrena adresa, a poslednji bajt e initi adresu hosta. Duina prefiksa je razliit nain odreivanja ove granice. Npr, za istu adresu kao u prethodnom primeru prefiksna duina je 24 bita (npr. 192.36.253.80/24).

32

Odreeni blokovi adresa su rezervisani za privatnu upotrebu: 10.0.0.0/8 (netmask 255.0.0.0) 172.16.0.0/12 (netmask 255.240.0.0) 192.168.0.0/16 (netmask 255.255.0.0) Ove adrese su namenjene privatnom internetu. Ne mogu biti rutirane javnim Internetom.

IPv6 IPv6, ili verzija 6 Internet protokola, napravljana je kao napredak u evoluciji Internet protokola i koegzistirae jedno vreme sa starijom verzijom IPv4. IPv6 je napravljena da se omogui konstantno irenje interneta i po broju povezanih host-ova i po koliini podataka koja se prenosi. Najoiglednije poboljanje IPv6 u odnosu na IPv4 je to to je IP adresa produena sa 32 bita na 128 bita. Ovo proirenje predstavlja prilagoavanje oekivanom buduem rastu Interneta, omoguujui neogranien (za sve svrhe i namene) broj mrea i sistema. Na primer, IPv6 je napravljen da bi za svaki telefon i mobilni elektronski ureaj postojala jedninstvena adresa.

Protokoli prenosa podataka za mreni video Najei protokol koji se koristi za prenos podataka raunarskim mreama je garnitura TCP/IP protokol. TCP/IP se ponaa kao nosilac ostalih protokola dobar primer je HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) koji se koristi za pretraivanje web stranica i servera irom sveta pomou Interneta. TCP/IP protokoli i portovi koji se koriste za mreni video

Protokol Transportni protokol Port Upotreba Upotreba kod mrenog videa

FTP File Transfer Protocol

TCP 21 Transfer fajlova preko Interneta/intraneta

Prenos slike ili videa sa mrene kamere/video servera do FTP servera ili nekog drugog mesta primene.

SMTP Send Mail Transfer Protocol

TCP 25 Protokol za slanje e-mail poruka

Mrena kamera/video server moe slati slike ili upozorenja koristei ugraen e-mail klijent

33

HTTP Hyper Text Transfer Protocol

TCP 80 Koristi se za pretraivanje mree, npr. za dobijanje web stranica od web servera

Najei nain za prenos videa sa mrene kamere/video servera gde je neophodno da ureaj mrenog videa radi kao veb server, ostavljajui video dostupnim za korisnike ili aplikacioni server

HTTPS Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer

TCP 443

Koristi se za pristup veb stranicama na siguran nain, korienjem tehnolologije enkripcije

Siguran prenos videa sa mrene kamere/mrenog servera se takoe moe koristiti da bi se potvrdila predajna kamera korienjem X.509 dogitalnih sertifikata

RTP Real Time Protocol

UDP/TCP Nije definisan

RTP standardizovan format paketa za prenos audia i videa preko Interneta. esto se koristi u striming medija sistemima ili kod videokonferencija.

Najei nain prenosa MPEG mrenog videa Prenos moe biti multicast i unicast

RTSP Real Time Streaming Protocol

TCP 554 Koristi se za podeavanje i kontrolu multimedijalnih sesija preko RTP-a

U tabeli su dati najeei protokoli i brojevi portova koji se koriste za prenos mrenog videa. Skupovi TCP/IP protokola koji se najee koriste kao transportni su Transmission Control Protocol (TCP) i User Datagram Protocol (UDP). TCP omoguuje pouzdan prenosni kanal sa konekcijom. On deli velike koliine podataka na manje pakete, koji su podesni za fiziku mreu koja se koristi i osigurava da su podaci koji se alju sa jednog kraja primljeni na drugom. UDP je sa druge strane, protokol bez konekcije i ne garantuje isporuku poslatih podataka, pa ostavlja kontrolne mehanizme i provere greaka samoj aplikaciji. Uopte, TCP se koristi kada je neophodna pouzdana komunikacija gde se kanjenje moe zanemariti. Prilikom retransmisije vea pouzdanost TCP protokola moe znaiti vee kanjenje. UDP, sa druge strane, ne obezbeuje retransmisiju izgubljenih podataka, pa zbog toga nema kanjenja.

34

Metode prenosa za mreni video: Unicasting, Multicasting i Broadcasting Postoje razliite metode prenosa podataka raunarskom mreom:

Unicast poiljalac i primalac komuniciraju na point-to-point osnovama. Jedinstveno adresirani paketi podataka se alju samo jednom prijemnom raunaru, i nijedan drugi raunar u mrei nema potrebu za obradom ovih informacija.

Multicast Komunikacija izmeu jednog poiljaoca i vie primalaca putem mree. Multicast tehnologije se koriste da bi se smanjio saobraaj u mrei kada vie primalaca eli da vidi informacije sa jednog izvora istovremeno, i tada se alje jedan tok informacija stotinama korisnika. Najvea razlika u odnosu na unicasting je ta to se video tok samo jednom mora slati. Multicasting (npr. IP-Multicasting) se najee koristi zajedno sa RTP prenosom.

Broadcast prenos od jednog ka svima. U LAN mrei, broadcast usluge su obino ograniene na specifian deo mree i nisu praktini kada se prenosi mreni video. [3]

35

7. Beino umreavanje Ponekad su beina reenja najbolja i najjeftinija opcija za instalaciju IP video nadzora. Na primer, beina mrea je najei izbor u istorijskim zgradama gde bi instalacija kablova unitila enterijer. Beino umreavanje je takodje dobra opcija kod onih objekata gde je potrebno da se kamere pomeraju ili premetaju, takodje na mostovima jer se tako izbegava skupo podzemno kabliranje ili teko dostupnim mestima.

Beino umreavanje sa mrenim kamerama ili video serverima se moe uraditi na nekoliko razliitih naina. Neke kamere ve stiu sa ugradjenom mogunou beinog povezivanja, ali takodje bilo koja mrena kamera ili video server se moe ugraditi u beinu aplikaciju koristei uredjaj sa ethernet portom i beinom konekcijom ili ugradjenom antenom.

7.1. 802.11 i WLAN

WLAN (wireless local area network) je baza za veinu beinih mrea. On omoguava pokretnim korisnicima i uredjajima povezivanje na LAN putem beine konekcije koja prenosi podatke koristei radio talase visoke frekvencije. Proces je slian uspostavljanju beine internet konekcije za kune kompjutere i laptopove; isto tako kompanija moe formirati WLAN koji omoguava kompjuterima i IP kamerama da se poveu na mreu i prenose video.

WLAN standardi su dobro definisani tako da uredjaji od razliitih proizvodjaa mogu zajedno da rade. Najei standard je 802.11g koji omoguava veu koliinu prenetih podataka na velikim udaljenostima od standarda 802.11a i 802.11b. Dok popularni 802.11b ima maksimum prenetih podataka od 11 megabita u sekundi(Mbps), 802.11g prenosi pet puta vie odnosno 54Mbps. Ovo su maksimalne brzine, obino se koriste upola manje i to je uredjaj dalji te brzine e biti nie. 802.11b i 802.11g rade do frekvencije od 2.4 GHz. Vie frekvencije skrauju domet radio talasa.

Sledea generacija WLAN standarda bie 802.11n a "n" standard znaajno e poveati brzinu beinog prenosa podataka. Ovo e znaajno poboljati funkcionalnost beinog IP sistema za video nadzor i bie mogue prenositi video veeg frame rate.

7.2. Alternativa za 802.11

Neka reenja nude druge standarde i mnoga obezbedjuju uveane performanse na mnogo veim udaljenostima u kombinaciji sa veoma visokom sigurnou. Ovo podrazumeva upotrebu mikrotalasa i satelita. Mikrotalasni link obezbedjuje do 1000 Mbps na daljinama do 200 km. Satelitska komunikacija omoguava jo vee udaljenosti ali zbog naina na koji ovaj sistem funkcionie, prenos do satelita zatim nazad na Zemlju- kanjenje moe biti veliko zbog ega je ovaj sistem manje pogodan za funkcije kao to su pomeranje kamera ili video konferencija gde se zahteva manje kanjenje. Jo ako je zahtevana vea irina protoka, korienje satelitskih sistema postaje veoma skupo.

36

WiMAX, ili 802.16 je standard za irokopojasni beini pristup. On omoguava uredjajima sa beinom konekcijom da rade u opsegu od 50 km. WiMAX podrava veoma velike protoke za upload i download koji su potrebni servisima kao to je VoIP (Voice over IP). Moe se koristiti u sistemima beinog mrenog video kao prenosni medijum.

Prikaz elemenata beinog sistema mrenog videa

7.3. Tipovi beinih mrea

Postoje tri osnovna tipa beine mree i svaki od njih donosi razliite povoljnosti i funkcionalnosti. Sva tri koriste radio talase kao primarni metod za prenos podataka, mada postoje i drugi naini za prenos.

- Point - to - point - koristi se kada je potrebno povezati dve zgrade ili dva mesta sa veoma brzom mreom point-to-point link omoguava velike udaljenosti i veliku brzinu. Ove konekcije mogu biti iane, korienjem optikog kabliranja ili beine korienjem radio talasa ili optikog linka. Point-to-point moe biti dobra opcija kada pokuavate da stvorite jedinstven kontrolni centar a zgrade su ratrkane na velikom prostoru ili su "razbacane" po gradu i okolini. Neke beine point-to-point konekcije zahtevaju optiku vidljivost izmedju dve take da bi se ostvarila veza. To znai da u ovom sluaju mora postojati vidljivost antene koja emituje i antene koja prima signal da bi se uspostavila veza. Ovde se mogu javiti potekoe u planinskim predelima ili u gradskim podrujima gde ima visokih zgrada. Postoje povoljna reenja za point-to-point u opsegu od 900 MHz koja mogu prenositi podatke nekoliko kilometara bez optike vidljivosti i do 60 km sa optikom vidljivou.

- Point to - multipoint - distribuira podatke iz jednog izvora do vie prijemnika. Uobiajen opseg je 25 km a brzina prenosa do 72 Mbps sa ili bez optike vidljivosti u zavisnosti od potrebe.

- Mash network "Prepletena mrea" - u ovom sistemu umreavanja skoro svi uredjaji na mrei su povezani direktno jedan za drugi. Ako jedan uredjaj prestane da radi svi ostali i dalje komuniciraju medjusobno. Ovo je koncept "samoleee" mree. Ova mrea preporuljiva je u sluajevima kada su kamere ratrkane na raznim lokacijama gde bi kabliranje bilo veoma skupo.

37

8. Oprema koja se koristi u mrei

Mrea se pravi ethernet ili optikim kabliranjem i opremom kao to su serveri, ruteri, hub-ovi, switch-evi.

8.1. Router

Router je poseban ureaj koji odreuje sledeu mrenu adresu na koju se alje paket podataka, moe se povezivati na razliite protokole. Laiki reeno router je raskrsnica izmeu dve mree za razmenjivanje podataka, odnosno omoguava informacijama da putuju izmeu raznih mrea. Zadatak routera je da povee vie ureaja kojima e dodeliti sopstvene Internet IP adrese. Router u osnovi odreuje kome se alje neki podatak, a to naravno zavisi od zahteva gdje da se poalje.

Router

8.2. Server U oblasti informacionih tehnologija server je raunarski sistem koji prua usluge drugim raunarskim sistemima klijentima. Komunikacija izmeu servera i klijenta odvija se preko raunarske mree. Naziv server najee se odnosi na ceo raunarski sistem, ali se ponekada koristi i samo za hardver ili softver takvog sistema. Klijent i server zajedno obrazuju klijent-server mrenu arhitekturu. Kada se pod pojmom server podrazumeva raunar, to se uglavnom odnosi na raunar koji obavlja serverske poslove. Server se moe sastojati od standardnih hardverskih komponenti koje se ugrauju u obine desktop raunare u sluaju da programi (aplikacije) koji se izvravaju na serverima nisu sloeni odnosno hardverski zahtevni. Serveri koji opsluuju sloene programe ili veliki broj korisnika zahtevaju specijalizovan hardver koji je optimizovan za upotrebu u serverima.

38

Slika Server

Karakteristike konkretnog server sa slike su:

8-kanalni MPEG-4 ASP Video Server visine 1U za montau u RACK-u Podrane rezolucije QCIF (176 x 144) CIF (352 x 288) i Full D1 (720 x 576) po svakom kanalu Brzina 28K~3Mbps po kanalu, frame rate 25fps pri punoj D1 rezoluciji

8.3. Switch

Switch je ureaj koji upravlja protok podataka izmeu delova lokalne mree (LAN). Za razliku od hub-a, switch deli mreni promet, te ga alje na odreena odredita, dok hub alje podatke na sve ureaje koji su u mrei. Koristi se za mree srednje veliine, jer je bolji i efikasniji od hub-a. Switch daje raunaru punu brzinu jedne konekcije ako je to mogue, dok raunari prikopani na hub dobijaju samo deo te konekcije to bi bilo neupotrebljivo ako bi se radilo o veem broju raunara, pogotovu ako se radi o prenosu vie podataka.

Slika Switch

39

8.4. Hub

Hub je centralni ureaj za povezivanje raunara u zvezdastu topologiju i deli se na aktivne i pasivne hub-ove. Pasivni hub ni na koji nain ne obrauje podatak. Aktivni razvodnik obnavljaju signal (ponekad ih nazivaju repetitori) i odrava potrebnu snagu signala. Neki hub-ovi takoe mogu preuzeti ulogu mrenih mostova, usmjerivaa ili skretnica. Veina hub-ova je aktivna tj. oni obnavljaju signal i prosljeuju signal na isti nain kao i repetiror. Poto razvodnici obino imaju od osam prikljuaka ponekad ih nazivaju i repetitori s vie prikljuaka. Hub spaja vie ureaja te tako pravi mreu izmeu dva ili vie raunara. Svaki ureaj prikaen na hub dijeli iste adrese. Mreni resursi se dele na sve raunare koji su u mrei, za razliku od switcha koji omoguava dodeljivanje. Hub se obino koristi za manje kune mree.

Slika Hub

9. Osnovni oblici mree

Ima mnogo naina za fiziko oblikovanje mree, ali osnovni su:

- Bus ili magistrala

Bus mrea povezuje svaki uredjaj sa glavnim kablom ili linkom koji se naziva "BUS" stvarajui jednostavnu i pouzdanu mrenu konfiguraciju. Ako jedan uredjaj "padne" ostali e i dalje medjusobno komunicirati sve dok sam "BUS" ne pukne. Ovakva podeavanja se najee nalaze kod starijih LAN mrea.

40

Slika Bus ili magistrala mrea

-Star ili zvezda

Zvezda je najpopularniji nain povezivanja danas. U ovakvim mreama svi uradjaji su direktno povezani na centralnu taku. Ako se jedan uredjaj diskonektuje to nee uticati na ostale . Medjutim, ako glavni svitch prestane sa radom itava mrea moe pasti. Iz tog razloga je vano ugraditi redundancu u sistem.

Slika Star ili zvezda mrea

-Ring ili prstenasta mrea

U ovakvoj mrei uredjaji su povezani u zatvoren krug, to znai da su susedni uredjaji direktno ili indirektno povezani sa drugim uredjajima. MAN i WAN esto koriste ovu konfiguraciju mada ovakav dizajn moe koristiti i LAN.

41

Slika Ring ili prstenasta mrea

-MESH

Mesh mree dolaze u dve varijante: kompletan ili parcijalni mesh. Kod kompletnog uredjaji su povezani direktno jedan sa drugim a kod parcijalnog su neki uredjaji povezani sa svim ostalim dok su neki povezani samo sa onim uredjajima sa kojima razmenjuju najvie podataka. Ovakve mree postaju popularne sa porastom beinih tehnologija.

9.1. iana ili beina opcija

Mreni uredjaji mogu biti povezani iano ili beino. Ethernet kabliranje omoguava brzu mreu po razumnoj ceni i predstavlja primarni medij za veinu postojeih IT infrastruktura. Ethernet portovi, koji podseaju na telefonske konektore, obino su integrisani u IP kamere i video servere i stoga ih je lako povezati sa mreom.

Fast Ethernet je najei standard koji se koristi u raunarskim mreama danas. On podrava prenoenje od 100 megabita u sekundi (Mbit/s). Gigabit Ethernet (1000 Mbit/s) je aktuelni standard koji se prvenstveno koristi kao veza izmedju mrenih servera i switch-eva. Dolazei standard je 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mbit/s) koji e uskoro biti ugradjivan u "kimu" mree. IP sistem video nadzora radi sa sva tri standarda i kako mrea bude bra moi e da podri video boljeg kvaliteta.

Jo jedna prednost Ethernet kabliranja je napajanje putem mree (PoE- power over ethernet) jer omoguava napajanje uredjaja kroz mreni kabl. Ovo eliminie potrebu instaliranja strujnih izlaza do mesta gde su kamere i omoguava snabdevanje elektrinom energijom sa veim kontinuitetom.

42

9.2. Nova ili postojea mrea

- Nova mrea Sa svim ovim raspoloivim mogunostima za umreavanje ponekad je teko odrediti kako povezati IP video nadzor , na postojeu mreu ili praviti novu mreu posveenu potrebama video nadzora i bezbednosti. Dananji LAN nudi obiman propusni opseg prenosnog kanala, sa mrenim switch-evima koji omoguuju prenos od 100Mbit za svaki uredjaj povezan na mreu. Kamere koriste negde oko od 0.1Mbit/s do 8 Mbit/s, ali se uvek ostavlja rezerva radi predostronosti da bi se osiguralo da mreni sistem video nadzora radi kako treba. Najnovije IP kamere od 5 megapiksela sa punom rezolucijom i najveom kompresijom koriste ak i do 20 Mbit/s.

- Postojea mrea

Kada mrea ima dosta kapaciteta i kada aplikacija ne zahteva strogu sigurnost moete jednostavno dodati opremu za video nadzor na postojeu mreu. Nju dalje moete optimizovati tehnologijama kao to su VLAN (virtual local area network) i QoS (quality-of-service).

VLAN koristi postojeu LAN infrastrukturu ali odvaja mreu za nadzor od mree za opte svrhe. Ruter odnosno switch upravlja IP adresama, propusnim opsegom dodeljenom korisnicima na VLAN-u A (imaju pristup videu) i na VLAN-u B (opte svrhe). Bez obzira gde se korisnici fiziki nalaze, svi ono koji se nalaze na VLAN-u A imae pristup videu dok oni na VLAN-u B nee.

QoS (quality of service) omoguava potrebnu irinu propusnog opsega sigurnosnoj opremi na optoj mrei podeavajui prioritetne nivoe za specifine portove na switch-u. Konekcija sa IP kamerama i serverima za snimanje moe biti setovana na visok prioritet dok su ostali raunari setovani na nizak prioritet tako da potreban propusni opseg uvek bude na raspolaganju video nadzoru.

9.3. Posveena mrea

Kod profesionalnih sistema IP video nadzora prednost ima posveena mrea jer u tom sluaju postoje posveeni svitch-evi, koji su povezani sa osnovom velikog kapaciteta. Posveene mree efikasnije upravljaju protokom videa bez usporavanje od strane drugih aplikacija kao to su VOIP ili razmena fajlova. Posveene mree su poeljne u takozvanim osetljivim aplikacijama, kao to su one u kazinima ili na aerodromima i kada sistemi zahtevaju vei frame rate i ima vie od 50 kamera.

9.4. Kombinovane mree

U nekim sluajevima moe imati smisla da se posveena mrea za IP video nadzor spoji sa postojeom mreom. Video se moe snimati lokalno i izolovati na posveenu mreu osim kada neko ko je na optoj mrei eli da pristupi ili kada neki dogadjaj pokrene snimanje pa video mora biti poslat korisniku na postojeoj mrei. Zbog povremenog pristupa videu preko postojee mree dobija se utisak da ove dve mree rade u kombinaciji.

43

9.5. Mogunosti mree

Posle postavljanja mree vano je razmotriti koja koliina informacija e proi kroz mreu kao i plan u sluaju ako neka vana komponenta "padne". Koliinu zahtevanog propusnog opsega diktira koliina informacija koja prolazi kroz mreu. Uglavnom, mrea se ne bi trebalo optereivati vie od 50 procenata njenog kapaciteta u protivnom postoji rizik da bude optereena. Prilikom pravljenja mree ili proirenja njenog kapaciteta uvek treba dodati 30 ili 40 procenata vie od proraunatog. To e omoguiti fleksibilnost za poveanu upotrebu u budunosti. Bandwidth kalkulatori koji su dostupni na internetu, analiziraju irinu propusnog opsega i preporuuju odgovarajui kapacitet.

10. Bezbednost video signala u mrei

Skoro sve mrene video instalacije prenose osetljive podatke koji moraju biti zatieni od neovlaenih korisnika i potencijalnih hakera. Postoji nekoliko naina da bi se omoguila bezbednost u okviru iane ili beine mree i izmedju razliitih mrea i klijenata. Sve, od podataka do pristupa mrei mora biti kontrolisano i osigurano.

Danas, IP mreni sitemi video nadzora mogu biti toliko sigurni kao oni koji se koriste u bankama za prenos novca ili podataka. IP kamere i video serveri koriste se na veoma osetljivim lokacijama kao to su na primer aerodromi, banke i sl.

10.1. Razmatranja o bezbednosti

Sa uspehom interneta bezbednost mree je postala obaveza. Danas je dostupno nekoliko tehnologija kao to su VPN (virtual private networks), SSL/TSL i firewall-ovi. VPN stvara siguran tunel izmedju taaka na mrei, ali ne osigurava same podatke. Samo uredjaji sa ispravnim "kljuem" za pristup mogu raditi u VPN-u a mreni uredjaji izmedju klijenta i servera ne mogu prii podacima.

Jo jedan nain da se ostvari bezbednost je unoenje enkripcije u same podatke. U ovom sluaju nema sigurnosnog tunela kao kod VPN-a ali su poslati podaci zatieni. Ima vie dostupnih tehnika enkripcije kao to su SSL, WEP i WPA.(WEP i WPA se koriste kod beinih mrea). Pri korienju SSL poznat i kao HTTPS, sertifikat e biti instaliran na uredjaju ili kompjuteru koji enkriptuje podatke.

Firewall je dizajniran da sprei neovlaen pristup u ili iz privatne mree. Firewall moe biti hardver ili softver ili kombinacija. Svi podaci koji ulaze ili naputaju intranet prolaze kroz firewall koji ih pregleda i blokira podatke koji ne ispunjavaju zadati kriterijum bezbednosti. Koristei firewall moete biti sigurni da e video terminali pristupiti kamerama dok e komunikacija sa drugim raunarima biti blokirana. Neke IP kamere imaju ugradjeno filtriranje IP

44

adresa, to je osnovna forma firewall-a koja dozvoljava komunikaciju samo sa onim raunarima koji imaju odobrene IP adrese.

10.2. Siguran prenos

Najee korieni naini za bezbednost komunikacije na mrei i internetu ukljuuju autentifikaciju, autorizaciju, filtriranje IP adresa, VPN-ove i Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer (HTTPS). Neke od ovih metoda obezbedjuju same podatke, a neke put kojim podaci putuju. Autentifikacija identifikuje korisnika na mrei se najee radi verifikacijom podataka kao to su korisniko ime i ifra , i/ili korienjem X509 sertifikata.

802.1X standard je novi port bazirani sistem autentifikacije dostupan za vie nivoe bezbednosti i za ianu i beinu mreu. Svi zahtevi korisnika za pristup filtriraju se kroz centralnu taku za autorizaciju pre nego to se odobri pristup mrei. Tokom autorizacije, sistem analizira autentifikacione informacije i potvrdjuje da je uredjaj onaj koji je zahtevan, uporedjujui dat identitet sa bazom podataka u kojoj se nalaze ispravni i odobreni identiteti. Kada se jednom autorizacija zavri, uredjaj je potpuno povezan i operativan na mrei. Filtriranje IP adresa je jo jedan nain da se ogranii komunikacija izmedju uredjaja na mrei ili internetu. IP kamere mogu biti tako konfigurisane da komuniciraju samo sa raunarima sa unapred odredjenim IP adresama, svaki drugi raunar sa IP adresom koja nije autorizovana bieblokiran.

Podeavanja privatnosti (Privacy settings) spreavaju druge korisnike mree da koriste ili itaju podatke na mrei. Ima mnogo dostupnih opcija ukljuujui enkripciju, virtuelne privatne mree- VPN i Secure Socket Layer/Transport Layer Security (SSL/TLS). U pojedinim sluajevima ova podeavanja mogu usporiti mrene performanse, jer podaci moraju biti filtrirani kroz mnogobrojne aplikacije pre nego to dou do krajnje destinacije. Ovo moe imati negativan uticaj na performanse jedne IP instalacije video nadzora koja esto zahteva pristup videu u realnomvremenu.

10.3. Zatita sistema pristupa

Pristup moe biti osiguran korisnikim imenima i lozinkama koje bi trebale imati bar 6 karaktera duge, to su due to je bolje. Lozinke moraju sadrati mala i velika slova u kombinaciji sa brojevima. Dodatno, skeneri za prste i smart kartice mogu biti korieni kako bi se poveala bezbednost. Virusi i crvi takodje predstavljaju pretnju IP sistemima video nadzora, tako da su virus skeneri i up-to-date filteri poeljni. Oni mogu biti instalirani na svim raunarima, tako da operativni sistem treba redovno apdejtovati. IP kamere i video serveri sa ROM memorijom e takodje pomoi u borbi protiv virusa i crva (programi koji se samoupisuju u memoriju uredjaja). Pri korienju IP kamere i video servera sa ROM memorijom ovi programi nee moi da izmene interni operativni sistem uredjaja. Korienjem gore navedenih mera bezbednosti dobija se jedan siguran IP sistem video nadzora koji korisnicima omoguava fleksibilnost daljinskog pristupanja bez bojazni da e video pasti u pogrene ruke.

45

11. NVR (Network Video-Recorder)

Ako se osvrnete na blisku prolost, setie te se da su se prvo pojavili kamera i monitor, za kojima je ubrzo usledio video-kasetni rikorder (VCR), koji je omoguavao snimanje jednog video-strima na traku, u trajanju od 180 minuta, pri brzini od 25 kadrova u sekundi. Ovaj ureaj je obino pokretao neki ulazni ureaj (alarmno dugme u banci, na primer). Zatim je poeo da se koristi multiplekser, pomou kog smo mogli da snimamo vie video-strimova na jednu istu traku. Tokom reprodukcije mogli smo da razdvojimo video-strimove na pojedinane, pregledne strimove na obinom ili tajm-laps VCR-u, uz mogunost isputanja kadrova. Na taj nain traka od 180 minuta je mogla da se koristi na due staze, mada je postojala opasnost gubitka informacija.

DVR (Digital Video-Recorder)

Ubrzani razvoj algoritama za video-kompresiju (JPEG, MJPEG, MPEG-4, itd.), brzina kompjuterske obrade, i mnogo manji trokovi skladitenja podataka doprineli su popularnijem korienju DVR ureaja. Na neki nain DVR se po funkcionalnosti moe izjednaiti sa multiplekserima, sa kompjuterskim diskom za uvanje snimaka, umesto trake. Veoma je praktino to je sve spakovano u jednu kutiju, uz dodatak portova za povezivanje.

Ukoliko se DVR ureaj zameni za kombinaciju multipleksera i VCR, korisnik ima komfornu, ali istovremeno i ogranieno reenje i ima mogunost nelinearnog pristupa snimljenom materijalu, koji se obino bira na osnovu ID kamere, vremena i datuma. Postojanost kvaliteta snimljenog materijala moe biti bolja od onog dobijenog analognom trakom, iako kvalitet arhiviranih snimaka moe (ali i ne mora) biti bolji, to zavisi od odabranog algoritma za kompresiju, kao i od konkretne konfiguracije.

U naelu, na raspolaganju vam je vie programskih opcija za parametre snimanja pojedinanih video-strimova, (rezolucija slike, broj kadrova u sekundi, opcije pokretanja snimanja, vreme poetka/zavretka itd). Ipak, treba napomenuti da je DVR ureaj koristan na lokacijama gde su analogne kamere povezane kablovima sa DVR-om. Bolji DVR ureaji su sada opremljeni UDP (CAT 5) mrenim portovima, pa im se moe dodeliti IP adresa i tako omoguiti pristup preko Eternet mree.

Jasno je da postoji mnogo razloga za ogranienje DVR, ali i dalje postoje mnoga ogranienja. Ukoliko doe do kvara na DVR ureaju, korisnik moe izgubiti sve snimke. Ovo nije karakteristika NVR-a, koji se koristi u reimu preslikavanja.

Ukoliko govorimo o pouzdanosti DVR, veoma vaan podatak jeste da li je u ureaj industrijski ugraen hard-disk (HDD) ili je dodat po potrebi. Veina kvarova DVR je posledica prekomernog rada i pregrejavanja hard-diskova, pa nije beznaajan podatak koju disk jedinicu ugrauje proizvoa.

46

Kao i kod veine drugih savremenih ureaja, objektivne performanse, kao to su jednostavnost i pouzdanost, mogu se potvrditi samo u praksi.

Mreni video-rikorder je vesnik napredne etape u razvoju tehnologije snimanja.

Veoma je vano praviti razliku izmeu DVR i NVR ureaja. DVR vri digitalnu kompresiju analognog video-signala, a snimke smeta na hard-disk i u ovom sluaju se termin digitalni odnosi na tehnologiju kompresije i skladitenja, a ne na vrstu emitovane video-slike. DVR stoga treba da bude postavljen u blizini izvora analognog signala. Nasuprot tome, NVR arhivira digitalne slike direktno sa IP mree.

Dakle, osnovna razlika izmeu DVR i NVR je ta to DVR snima strimove koji stiu sa analognih kamera, dok NVR snima video-strimove koji su ve kodirani u samim kamerama. Zbog toga na jednom NVR ureaju neete nai nikakve video-konektore. Kod njega ulaznu i izlaznu informaciju predstavljaju IP podaci, koji se sastoje od kompresovanog i kodiranog videa. Snimci su obino u MPEG-4 formatu, koji je opte prihvaen kao efikasna kompresija.

Velika prednost arhitekture, koja se oslanja na NVR ureaje, jeste ta to se oni mogu postaviti na razliitim delovima mree u centru za nadgledanje, u blizini kamera, na obodu mree, grupisani u ojaanom okruenju, bilo gde. NVR simultano snima i reprodukuje, tako da vie ovlaenih operatera istovremeno moe pratiti snimke sa bilo kog ureaja, koji su rasporeeni po mrei, a da se meusobno ne ugroavaju.

Ne treba podcenjivati veliku udaljenost izmeu operatera, pa je jasno zato IT menaderi opravdano kontroliu svoje mrene kapacitete. Ukoliko se pravilno izrauna potreba za protokom i pravilno rasporede NVR ureaji, efekat video-striminga se moe svesti na najmanju meru. Uobiajeno reenje jeste da se NVR postavlja na lokalnu mreu i u blizini kamera (u mrenom smislu, to ne podrazumeva obavezno i fiziku blizinu). Signal se prenosi putem LAN mree, koja ga nesmetano apsorbuje i tedi kapacitete optereenih delova mree. IT menader treba da definie stepen propusne moi za prenos video-signala u realnom vremenu. Na taj nain definie se gornja granica, koja zabranjuje prekoraenje, kada je mrea najvie optereena.

U sluaju kada je u bilo kom drugom delu mree potrebno snimanje (obino je to, mada ne i nuno, u centru), operater moe da preuzme snimak i da ga analizira, i pravilno reaguje.

Propusna mo i kapacitet diskova za skladitenje odreuju se parametrima za svaku kameru, poput lokacije (prometna ulica/interni prolaz itd.), funkcije kamere (PTZ pod neprekidnom kontrolom operatera, statina za identifikacijske namene itd.), rezolucije slike i potrebne brzine osveavanja (izraene traenim brojem kadrova po sekundi), uestalost i vrsta kretanja za detekciju pokreta.

47

Dobro opremljeni NVR ureaji se karakteeriu sledeim osobinama:

hot-swappable diskovi (mogu se menjati bez prekida rada sistema)

Podrka za Simple Network Managment Protocol (SNMP)

Ugraena dijagnostika (IT menaderi je esto koriste)

Zatita datoteka od brisanja (bilo sluajno ili namerno)

Ugraena zatitna barijera za zatitu podataka od neovlaenog pristupa

Funkcija za eksportovanje datoteka sa vodenim igom i digitalnim potpisom, na osnovu pojedinanih video-kadrova i praenje proteklih dogaaja

Sinhronizovano audio i video-snimanje i reprodukcija

Praenje temperature hard-diska

Dvostruki, potpuno redundantni izvor napajanja i mrenih prikljuaka; mrenim prikljucima obezbeuje se neometano i neprekidno funkcionisanje u sluaju pada jednog izvora napajanja ili pada mree

Tehnike preslikavanja (mirroring) danas se esto koriste za dupliranje snimljenog video-strima na pomonim DVR ureajima, postavljenim na razliitim delovima mree. Na taj nain se obezbeuje visok stepen zatite od pada mree. Ukoliko doe do pada jednog dela mree, tu je drugi deo mree kao backup. Ukoliko u okviru mree elite da postavite NVR ureaj, ne morate da postavljate dodatne video-kablove. Pogodnosti ovakvog kombinovanja uoljive su naroito prilikom objedinjavanja vie nezavisnih sistema u jedno upravljako okruenje, ili pri racionalizaciji ili irenju sistema, jer se na ovaj nain smanjuje sloenost sistema i otklanjaju svi trokovi vezani za ponovno povezivanje kablovima.

Da bi se smanjila veliina potrebnih diskova, a samim tim i njihova cena primenjuje se kontrola brzine kojom se smenjuju kadrovi na osnovu stepena aktivnosti (Activity Controlled Framerate - ACF). Ova opcija se oslanja na obradu na samom koderu kamere. U praksi, ukoliko se unutar polja kamere ne detektuje pokret, rikorder se vraa na manju brzinu snimanja (obino jedan kadar u sekundi). Meutim, kada se u polju kamere primeti pokret, kamera se ponovo vraa na prethodno programiranu brzinu snimanja, ostvarujui ovaj prelaz za svega 100 ms (tj. za desetinku sekunde). Ova opcija se koristi na mestima gde nema mnogo aktivnosti, kakva su hodnici ili poarni izlazi, ili se interno primenjuje u zgradama u kojima nou niko ne boravi. Prema nekim procenama moe da ostvari utedu ak od 50% kapaciteta diska, koji bi inae bio potreban.

48

12. Softver Mailstone XProtect Enterprise je pravi proizvod za vee sisteme ili brojne lokacije, kojima je potreban pouzdan i funkcionalan softver za video nadzor, sa fleksibilnim rasporedom, brzom pretragom, analizom i integrisanjem sa drugim sistemima. Budui da kontrolie neogranien broj kamera, brojne servere i brojne lokacije, XProtect Enterprise ima na raspolaganju irok izbor video i kompjuterske opreme, jednostavne za instaliranje i lako prilagodljive buduim proirenjima.

GLAVNE PREDNOSTI:

Podesivost: Podravanje neogranienog broja servera, lokacija i klijenata omoguava Vam da svoj sistem dizajnirate tako da odgovara Vaoj organizaciji.

Sloboda izbora: Kompatibilan sa vie od 400 razliitih IP video kamera i ureaja za kodiranje, i sa odabranim DVR-ovima od preko 40 razliitih prodavaca.

Pouzdan, vrst i stabilan: Dokazan u svakodnevnoj upotrebi u preko 35,000 korisnikih sistema irom sveta.

Efikasno korienje postojeih IP mrea: Efikasno koristi saimanje video materijala (MJPEG, MPEG4, MPEG4 ASP*, H.264* i MxPEG) i optimalnu irinu frekvencijskog pojasa koja moe da podri postojee IP mree.

Ekonomino skladitenje podataka: Arhivirajte svoje video podatke ekonominije, bilo lokalno, bilo na mrei.

Vrhunske performanse: Dostignute sa standardnom kompjuterskom opremom korienjem mone tehnologije.

Fleksibilan daljinski pristup: Doite do svojih podataka o video nadzoru sa bilo koje lokacije i u bilo koje vreme koristei desktop kompjuter, laptop ili PDA.

Otvorenost konstrukcije: IP tehnologija, univerzalni API/SDK i podrka industrijskih protokola (OPC Data Access*) prua Vam beskonane mogunosti integrisanja sa npr. sistemima kontrole pristupa, alarmima, itd.

49

Licenciranje po video kanalu: Uveavajte svoj sistem u zavisnosti od Vaih potreba dodajui po jednu kameru.

Brzo export-ovanje snimljenog materijala: Isporuite autentini video dokaz javnim slubama ili za unutranje istrage.

Ureaj budunosti: IP pristup je temelj sutranjice dostupan danas. Neprekidno unapreivanje proizvoda obezbeuje dugoronu profitabilnost Vae investicije u video nadzor. SISTEM, ADMINISTRACIJA I INTEGRISANJE

Multi-serverski i multi-lokacijski video nadzor: Neogranieno snimanje video materijala sa IP kamera, IP video kodera i odabranih DVR-ova sa analognim kamerama.

Automatsko detektovanje modela kamere: Podrava preko 400 IP kamera, IP video kodera i odabranih modela DVR-ova od preko 40 razliitih prodavaca.

Neogranien broj servera za snimanje: Podrava neogranien broj servera (do 64 kamere na jednom serveru); nudi mogunost neprekidnog snimanja ili aktiviranja na pokret (sa funkcijom ubrzanja).

Optimizirana mrea i skladitenje: irina frekvencijskog pojasa je optimizirana novim metodama kompresije MPEG4 ASP*, MxPEG i H.264*, uz MJEPG i MPEG4. Snimljene video podatke arhivira ekonominije, bilo lokalno, bilo na mrei.

Built-In Video Motion detekcija: Ne zavisi od modela kamere, i podrava istovremeno do 64 kamere na jednom serveru.

Zapoinjanje i zaustavljanje snimanja regulisano od strane korisnika: U zavisnosti od prava pristupa koje odreuje administrator, korisnici mogu manualno da aktiviraju snimanje (na unapred odreeno vreme snimanja).

Mogunosti integrisanja: Recording Server API/SDK, podrka za OPC* Data Access, TCP/IP aktivirani pristupi, i podrka za klijentove utinice DALJINSKE OPERACIJE

Prikaz uivo i pregled snimljenog materijala: Sa PDA i prikljunih klijenata podrava do 64 kamere za svaki od brojnih servera u isto vreme.

Napredni prikazi: Prikazi sa kamere sadre do 8x8 layout-a, Hotspot, Matrix i Carousel elemente, statine i aktivne HTML mape, sve to rasporeeno preko brojnih kompjuterskih monitora i prozora.

Inteligentni PTZ: Manualna kontrola, podeavanje unapred, podeavanje aktiviranja na pokret. Apsolutno i relativno pozicioniranje, eksperimentisanje sa brojnim rasporedima, komande wipe i wash, kontrola i snimanje pomou joystick-a.

Virtual Matrix: Kontrola prikaza uivo na udaljenim kompjuterima za rasporeeno posmatranje.

Input/Output Event kontrola: Preko kamera ili umreenih I/O ureaja za kontrolu dogaaja, manualnih event dugmia ili event liste na snimcima.

Multi-channel, two-way audio: Sluanje/snimanje sa neposrednim pregledom snimljenog materijala i prenoenje input-a klijentovog mikrofona u udaljene zvunike.

50

PRETRAGA, EXPORT-OVANJE & BEZBEDNOST PODATAKA

Post recording processing: Smart Search, Digital PTZ sa opcionalnim filtriranjem slike (Viewer only), ili IPIX post-recording PTZ.

Evidence export: JPEG, AVI, WAV i izvorni database formati, sa stand-alone Viewer-om, ifriranjem podataka i evidencijom, korisnikim zabelekama i tampanjem izvetaja.

Identifikacija korisnika: Microsoft Active Directory korisniki nalozi i XProtect korisnika imena i lozinke.

Autorizacija: Microsoft Active Directory korisniki nalozi i grupe, i XProtect korisniki profili, to sve kontrolie pravo pristupa i dozvoljene akcije na nivou kamere.

Evidentiranje: Memorie postupke korisnika i arhivira ih prema vremenu, lokacijama i kamerama, kao i celokupno funkcionisanje sistema.

Upozoravanje: Obavetava korisnika o detektovanom zbivanju ili pokretu zvukom, e-mail-om i SMS-om

RECORDING SERVER

Simultano digitalno multi-channel video i audio snimanje i prenos. Dvosmerno audio prenoenje input-a klijentovog mikrofona do udaljenih zvunika povezanih

za IP ureaje. Optimizirana multi-streaming irina frekvencijskog pojasa (pojedinani video stream iz

kamere podeljen je na razliite stream-ove za prikaz snimka uivo i za snimanje). Klijent moe da zahteva posmatranje uivo na drugaijoj brzini slike i na nioj rezoluciji nego to je ona na koju je podeeno snimanje.

Mogunost povezivanja sa kamerama, video koderima i odabranim DVR-ovima podrava MJPEG, MPEG4, MPEG4 ASP*, H.264* i MxPEG.

Auto-detekcija modela kamere u toku podeavanja. Fleksibilna multi-lokacijska i multi-serverska struktura kamera. Neogranien broj instaliranih kamera; simultano snimanje i prikaz uivo na do 64 kamere po

serveru. Tehnologija snimanja: bezbedno i brzo skladitenje baza podataka, JPEG slika ili MPEG4 i

MxPEG stream-ova ukljuujui audio. Brzina snimanja: 30+ frejmova u sekundi, ogranieno jedino hardverom.

51

Kvalitet snimanja u potpunosti zavisi od mogunosti kamere i video kodera: nema softverskih ogranienja.

Aktiviranje kamera za prikaz uivo na zahtev klijenata. Neogranien kapacitet snimanja sa mogunou arhiviranja velikog broja podataka u toku

dana. Arhiviranje baza podataka dnevno ili na svakih sat vremena sa opcionalnim automatskim

prenoenjem na network drive skladine kapacitete na lokalnom serveru sa slikama jo uvek lako dostupnim za pregled snimljenog materijala.

Built-in, real-time, samostalna detekcija pokreta (VDM) od strane kamere, u potpunosti prilagodljiva osetljivost, izuzimanje zona, aktiviranje snimanja sa ubrzanom brzinom slike, i aktiviranje upozoravanja putem e-mail-a ili SMS-a.

Aktiviranje snimanja na zbivanje. Aktiviranje snimanja od strane klijenta, zasnovano na unapred odreenom vremenu snimanja

i pravu pristupa. Pan Tilt Zoom (PTZ) preset pozicije, do 50 po kameri. Apsolutno i relativno PTZ pozicioniranje. PTZ go-to preset pozicije na zbivanje. Kombinovanje PTZ patrolling-a i go-to pozicija na zbivanje. Podeavanje razliitih patrolling rasporeda za svaku kameru za svaki dan: n.pr. razliiti

programi za dan/no/vikend. PTZ skeniranje na podranim ureajima: posmatranje ili snimanje tokom polaganog

pomeranja sa pozicija. Unapred odreena VMD osetljivost i PTZ patrolling. Slanje Wipe i Wash komandi podranim PTZ modelima. Na unapred odreena zbivanja Matrix daljinske komande se automatski alju da prikau

uivo video snimak (daljinski) na kompjuterima koji koriste Matrix Monitor ili Smart Client sa Matrix Plug-in-om.

Fleksibilno online, zvuno, e-mail ili SMS obavetavanje i patrolling upravljanje svakom kamerom, aktivirano na vreme ili na zbivanje.

Recording Server funkcionie kao Windows Service. RECORDING SERVER MANAGER

Local console upravljanje Recording Serverom pristupano iz oblasti obavetavanja. Aktiviranje i zaustavljanje Recording Server servisa. Pristup Recording Server podeavanju konfiguracije. Pristup Recording Server sistemu pomoi. Praenje statusa sistema i beleenje informacija

RECORDING VIEWER

Pregledajte snimljeni video i audio materijal lokalno na Recording Serveru. Posmatrajte do 16 vremenski usklaenih kamera u toku pregleda snimljenog materijala. Hronoloko skrolovanje sa uveliavajuim mogunostima. Brza pretraga snimaka zasnovana na datum/vreme i aktivnost/alarm (Video Motion

Detekcija).

52

Smart Search naznaenih slika i objekata. Svedoanstva mogu nastati u vidu tampanog izvetaja, JPEG slike, AVI filma, ili u

izvornom database formatu. Export-ovanje audio snimaka u WAV ili AVI formatu. Export-ovanje video snimaka digitalno zumiranih tako da se vidi samo ono to Vas interesuje

i da se minimizira export-ovanje veliine otiska noge. Export-ovanje Evidence CD-a koji sadri izvornu bazu podataka i Recording Viewer za brz

i lak pregled od strane nadlenih. Opcija zatitnog kodiranja i lozinke export-ovanih snimaka i fajlova. Mogunost dodavanja komentara export-ovanim svedoanstvima, takoe kodiranih. Opcija slanja e-mail-ova. De-interlacing video materijala sa analognih kamera. IPIX tehnologija za PTZ u 360 snimljenim slikama

IMAGE SERVER

Daljinski pristup za Smart i Re