Падом Алексей
опубликована в «Алгоритм Безопасности» № 3, 2012 год
Стандарт.
HD-SDI (High-Definition Serial Digital Interface) — Цифровой последовательный интерфейс для передачи видео сигнала высокого разрешения. Поддерживаемые разрешения — 720p, 1080i, 1080р. Регламентирующий стандарт — SMPTE 292M (от Общества инженеров кино и телевидения — Society of Motion Picture and Television Engineers). На самом деле стандартов передачи видео по SDI пять, и некоторые камеры могут передавать не только HD или FullHD сигнал, но и 480p, 576p (ED-SDI). Битрейт составляет 1,485 Гбит/с и 1,485/1,001 Гбит/с. Коэффициент 1/1,001 введен, чтобы обеспечить SMPTE 292M поддержку видеоформатов с частотой кадров 59,94 Гц, 29,97 Гц и 23,98 Гц, для совместимости наверх с существующими системами NTSC. Версия стандарта 1,485 Гбит/с поддерживает и другие широко распространенные форматы с частотой кадров 60 Гц, 50 Гц, 30 Гц, 25 Гц и 24 Гц. Таким образом при номинальной скорости потока 1,5 Гбит/с возможна передача обеих версий стандарта. Помимо видео, в поток SDI могут быть включены вложенный звук, PTZ управление и другие виды метаданных. Для поддержания совместимости устройств создан так называемый HDcctv Alliance, куда входят ведущие производители камер и регистраторов, поддерживающих HD-SDI. Тем самым становиться возможным использовать разное оборудование от разных производителей в единой системе видеонаблюдения – все оборудование совместимо между собой.
Канал передачи сигнала.
Сигнал от камеры до регистратора передается по коаксиальному кабелю типа RG59, RG6 и подобным с использованием качественныхBNCразъёмов. Кабель может быть примерно с такими характеристиками: Внутренний проводник Cu 1.13мм, 6.6мм, экран: Al2, CuSn, потери на 2150МГц — 29.10дБ (или ниже). Расстояния, на которые может быть передан сигнал от камеры DH-SDI сильно зависят от качества кабеля и могут на хорошем кабеле достигать 250-350м. При этом сигнал или есть или нет (камера и регистратор синхронизируются) – потерь по качеству или помех в зависимости от величины сегмента кабеля не бывает. Цифровое вещание в этом имеет свои преимущества. На сайте HDcctv Alliance http://www.highdefcctv.org приведены значения длин сегментов в зависимости от марки кабеля. Но теория и действительность нередко расходятся из-за, к примеру, разных технологий изготовления кабеля под одним и тем же наименованием. Поэтому для примерного расчета можно использовать следующий алгоритм:
Из исходных данных имеем: Стандартный сигнал SMPTE 259M, закладываем потери в кабеле для максимальной частоты сигнала 135 МГц ( Для всех сигналов SDI и HD-SDI потери рассчитываются по половинной тактовой частоты сигнала. Для 270 Мbps (270 MHz) SDI это 135 МГц). Берем, к примеру, кабель RG6-5 (1xCu 1,02, экран Al+ CuSn), по характеристикам у него затухание на частоте 135Мгц — 7,8 дБ/100м. Делим полученное значение на 30 (SMPTE 259M допускает потери до 30 дБ если используется приемник класса А): 30 / 7,8дБ = 3,85. Вычислим максимальную длину кабеля 100м.х 3,85 = 385м. Это значение для приемников класса А. Для приемников класса В максимальное затухание составит 20 дБ. В этом случае: 20 / 7,8дБ = 3,56 и длина кабеля составит 100м.х 3,65 = 356м. Кабели, используемые для передачи сигналов SDI и HD-SDI, рекомендуется укорачивать на 10-15% для устранения эффекта срыва синхронизации сигнала.
В случае необходимости монтажа камер на более дальние расстояния есть два решения. Первое, это репитеры-разветвители, которые позволяют увеличить сегмент еще на 150-300 метров. Представляют собой небольшое активное устройство с BNC входом и BNC выходом/выходами. Т.к. сигнал цифровой и передается через репитеры без потерь. Можно использовать несколько таких устройств на одном соединении камера-регистратор. Если необходимое расстояние больше 700-1000 метров целесообразно использовать приемо-передатчики оптоволоконные. При стоимости волоконно-оптического кабеля это решение может быть эффективным и экономически выгодным. Тем более, что по одному кабелю с несколькими волокнами можно передать сигнал с нескольких камер. Решений передачи сигнала от HD-SDI камер по медному кабелю типа «витая пара» (компьютерный сетевой кабель) на настоящий момент на рынке нет. Так же нет возможности передать данный сигнал по радиоканалу.
Типы и характеристики HD-SDI камер.
Современные HD-SDI камеры имеют максимальное разрешение 1920*1080, т.е. являются 2Мп камерами и поддерживают передачу по аналоговому кабелю несжатое и непакетизированное изображение Full HD (1080P). Существуют более бюджетные модели с максимальным разрешением 720р. Стандартная чувствительность 0,1-0,01 люкса, но существуют модели с возможностью работать вплоть до 0,000006 люкса с применением ИК фильтра, ИК подсветки и современным чипам обработки видеосигнала. Модельные линейки и конструктивное исполнение похоже на аналоговые линейки. Тут есть и уличные с ИК и без ИК подсветки, в металлических антивандальных куполах, боксовые камеры под объектив (используются такие же мегапиксельные как и наIPкамерах), внутренние и внешние поворотные PTZ камеры, камеры со встроенным трансфокаторами с автофокусом… Исключением, впрочем как и в ситуации сIP, являются миниатюрные камеры. Связано это с размером элементов цифровых камер и с тепловыделением – маленькие корпуса не смогут вместить в себя все необходимое. Среди интересных предложений можно отметить разные нетривиальные решения – к примеру HD-SDI модуль с 3Х оптическим зумом и автофокусом. Его можно установить как во внутренний корпус полусферу, так и в уличный термокожух различного исполнения.
Присутствуют на рынке как камеры только с SDI выходом, так и с дублирующим аналоговым BNC разъемом. В камере может присутствовать встроенный микрофон (аудио передается по тому же кабелю, что и видео), возможность подключения поRS485 для настройки меню и управления PTZ функциями камеры (так же возможно управление по коаксиальному кабелю с регистратора), подключение внешних исполнительных устройств. В настройках камеры присутствует весь функционал дорогих технологичных аналоговых камер: шумопонижение (DNR, 2DNR, 3DNR), детекция движения, компенсация встречной засветки (BLC), включая инверсию ярких участков (HS-BLC), широкий динамический диапазон (WDR), SmartIR для камер с ИК подсветкой и прочее.
Видеорегистаторы HD-SDI.
Тип и внешний вид регистраторов HD-SDI во многом повторяет аналоговыеDVR. Некоторые производители выпускают HD модели в тех же корпусах, что и стандартные. Функционал, меню, настройки –практически идентичные. Проще перечислить основные отличия:
1. Разрешение записи – вплоть до 1080р. В зависимости от занимаемой ценовой ниши в данном разрешении возможна скорость записи 5, 15 или 30 к/с на каждый канал. Сигнал 720р в таких регистраторах соответственно пишется 15 или 30 к/с на канал. Возможна одновременная запись в разных разрешениях.
2. Оперативный просмотр каналов осуществляется в реальном времени с любым разрешением. Для просмотра рекомендуется широкоформатный монитор не менее 24” с разрешением FullHD. Сигнал на монитор подается по HDMI кабелю (стандартное оснащение для HD-SDI регистраторов).
3. Вещание в сеть видеопотока вплоть до 1280*720. У многих производителей софт совместим как с аналоговым оборудованием так и сHDоборудованием, что позволяет создавать гибридные системы или переходить на новый уровень видео безопасности постепенно.
Так же можно отметить наличие гибридных моделей, позволяющих работать одновременно как с цифровым так и с аналоговым видеопотоком. Кроме того на рынке присутствуют компьютерные системы HD-SDI видеорегистрации, соответственно по функционалу похожие на PC-based системы. Системы видеоаналитики и работы с архивами повторяют аналоговые модели.
IP и HD-SDI
По сравнению сIPсистемами у технологии HD-SDI есть как плюсы так и минусы. Главный плюс со стороны SDI– монтаж системы полностью напоминает создание аналоговой системы видеонаблюдения. Камера-кабель-регистратор с соединением разъемами BNC. При наличии готовой системы на базе аналога с установленным качественным кабелем модернизация системы состоит только в замене конечного оборудования и не требует затрат на построение новой инфраструктуры на базеIP. Не требуется обучение персонала для монтажа нового оборудования. Стоимость оборудования сопоставима с оборудованием IP с соответствующим разрешением, но при этом можно сэкономить на создании инфраструктуры (не требуются коммутаторы, дорогие сервера и компьютеры для оперативного наблюдения), не используется дорогое ПО для IP наблюдения. Каждая камера HD-SDI подключена по собственному кабелю (каналу), что полностью убирает возможность понижение качества сигнала или скорости кадров, которые могут возникнуть в связи с нагрузкой на компьютерную сеть, к которой подключена IP камера.
Среди минусов – пока еще дорогое вспомогательное оборудование: приемо-передатчики по оптоволокну, преобразователи и разветвители сигнала. Что делает создание большой, распределенной по большой площади, систему видеонаблюдению сопоставимой, а иногда и дороже систем на IP.
Небольшие выводы
HD-SDI– технология, которая пришла на рынок не как промежуточное звено между аналогом и IP (как считают некоторые игроки рынка) а самостоятельная ниша рынка безопасности, позволяющая не только более проще перейти от аналога к цифре, от D1 к FullHD, но и создавать новые, качественно новые системы цифрового видеонаблюдения. При постепенном вытеснении с рынка аналогового оборудования его (рынок) в итоге поделят IP и HD-SDI. В каком соотношении сегодня сказать сложно, но то что доля HD-SDI будет не маленькой, это несомненно.
В данной статье мы попытались простым языком, без применения сложных технических терминов рассказать о том, что из себя представляет технология HD-SDI и надеемся что она поможет потенциальным покупателям определиться с выбором того или иного цифрового стандарта.
