بررسی تکنولوژی‌های دوربینهای مداربسته -1
دوربین های آنالوگ:
در اینجا، تکنولوژی های متفاوت دوربین های مداربسته مورد بررسی قرار گرفته و مزیت ها و معایب هریک مورد بررسی قرار می گیرد.
دوربینهای آنالوگ، اولین نسل دوربینهای سامانه‌های نظارت‌تصویری به شمار می‌روند. این دوربین‌ها، دارای اجزای ساده‌ای از جمله لنز، سنسور تصویر، تقویت کننده سیگنال تصویر و منبع تغذیه هستند. تصویر در این دوربین‌ها، پس از دریافت از طریق سنسور تصویر، به مدار تقویت کننده سپرده شده و مستقیماً از طریق رابط BNC به خارج ارسال می‌شود. به بیان دیگر، تصویر ماهیت آنالوگ داشته و دیجیتایز نمی‌شود.
رزولوشن در تصاویر دوربینهای آنالوگ، به جای تعداد پیکسل (از آنجا که ماهیت دیجیتال ندارد)، از روش دیگری که تعداد خطوط تصویر[1] است، محاسبه می شود. به دلیل پدیده شکست تصویر در تکنولوژی آنالوگ، کیفیت تصویر دوربینهای آنالوگ به میزان بسیار پایینی محدود است. این تکنولوژی، مشکلات متعددی در حوزه نظارت تصویری ایجاد نمود، فلذا متخصصین به دنبال حل این مشکلات، راهکارهای جدیدتری را خلق کردند که در ادامه این متن به آنها می‌پردازیم. ساختار عمومی دوربین های آنالوگ به شرح زیر است:
شماتیک ساختار داخلی دوربینهای آنالوگ
تکنولوژی ارتقا یافته‌ی آنالوگ[2] (AHD, CVI,ATI,SDI)
معرفی فناوری ارتقا یافته آنالوگ (معروف به HD آنالوگ)
فناوری HD در سیستم‌های آنالوگ برای اولین‌بار در سال 2010 میلادی به عنوان جایگزینی برای سیستم‌های آنالوگ سنتی و سیستم‌های نظارت تصویری مبتنی بر IP به صنعت نظارت تصویری معرفی گردید.
این فناوری قادر بود که تصاویر ویدئویی با کیفیت بالاتری نسبت به تکنولوژی آنالوگ، بر روی کابل‌های کواکسیال (هم محور) و زوج بهم تابیده ارائه دهد. تا حد زیادی پیچیدگی نصب و راه اندازی این فناوری نسبت به فناوری سیستم‌های تحت شبکه پایین‌تر بود .
با این حال در آن زمان بعلت این‌که این فناوری هنوز اثبات شده نبود و نسبتا هم گران قیمت بود، کارشناسان سیستم‌های امنیتی رویکرد مناسبی در جهت استفاده از فناوری HD آنالوگ از خود بروز ندادند.
از آنجا که تقاضا و انتظار برای افزایش کیفیت سیستم‌های نظارت تصویری در چند سال اخیر به شدت افزایش یافت، صاحبان این فناوری به فعالیت‌های خود سرعت بخشیده و در جهت هرچه کارآمدتر و مقرون به‌صرفه شدن فناوری HD آنالوگ به سرعت گام برداشتند، تا این‌که فناوری HD آنالوگ سرعت روبه رشد چشمگیری پیدا کرد و هم اکنون جزء فناوری‌های مطرح در صنعت نظارت تصویری می‌باشد و در آینده نزدیک جایگزین بخش قابل توجهی سامانه‌های آنالوگ سنتی خواهد شد.
فرصت‌ها در فناوری ارتقا یافته‌ی آنالوگ
هنگامی که فناوری‌های آنالوگ سنتی، تحت شبکه و فناوری HD آنالوگ را با هم مقایسه می‌کنیم، فناوری HD آنالوگ فرصت‌هایی در پروژه نظارت تصویری ایجاد می نماید که مهم ترین آنها عبارتند از :
- قیمت مناسب: قیمت تمام شده فناوری HD آنالوگ نسبت به قیمت و بازدهی سامانه‌های آنالوگ سنتی قابل رقابت می‌باشد و همچنین هزینه فناوری HD آنالوگ تاحدودی ارزان‌تر از فناوری تحت شبکه است.
- امکان استفاده از بستر قبلی در پروژه: این نوع دوربین‌ها، برای انتقال تصویر، صدا و داده های کنترلی می توانند از کابل های هم محور[3] و یا زوج به هم تابیده[4] استفاده کنند. به بیان دیگر، اگر قبلاً سامانه نظارت تصویری آنالوگ و کابل تصویر آنالوگ داشته اید (در صورت سالم بودن و نویز پایین)، می‌توانید بدون تغییر در بستر از این تکنولوژی بهره برداری کنید.
- امکان ارسال همزمان تصویر، صدا و داده های کنترلی بر روی یک کابل: در برخی از تکنولوژی های زیرمجموعه دوربین های HDOC، می توانید تمامی انواع داده ازجمله تصویر، صدا و داده های کنترلی را بر روی یک سیم منتقل نمایید، به همین دلیل، درصورت استفاده از این تکنولوژی‌های زیرمجموعه، نسبت به آنالوگ، سیم کشی کمتری خواهیم داشت.
- وضوح تصویر بیشتر از آنالوگ: سامانه‌های نظارت تصویری مبتنی بر فناوری HD آنالوگ قادر به ارائه تصاویری با وضوح تصویر خوب (نزدیک رزولوشن دوربین های تحت شبکه عرف بازار ایران، یعنی FULL HD) و در عین حال سادگی و هزینه پایین راه اندازی (مانند فناوری آنالوگ سنتی) می‌باشند. این سامانه‌ها در حال حاضر تصاویری حداکثر تا کیفیت 1080p (چهار برابر کیفیت تصاویر آنالوگ سنتی) ارایه می نمایند[5].
- سهولت نصب و راه اندازی: راه‌اندازی سامانه‌های مبتنی بر فناوری HD آنالوگ، همانند تکنولوژی آنالوگ، ساده است. (سامانه‌های HD آنالوگ بدون نیاز به بستر شبکه و یا صدور مجوزهای موجود در بستر تحت شبکه، راه اندازی می‌شوند.)
- تاخیر کمتر در تصاویر: فناوری HD آنالوگ تصاویر ویدئویی را با تاخیر کمتر نسبت به سامانه‌های مبتنی بر فناوری تحت شبکه نمایش می‌دهد. البته تاخیر دوربین های ارتقا یافته آنالوگ از دوربینهای آنالوگ، کمتر است.
- انتقال تصویر در فواصل طولانی تر: در سامانه‌های مبتنی بر فناوری HD آنالوگ تصاویر ویدئویی را تا حدود دو برابر فاصله استاندارد در آنالوگ سنتی می‌توان انتقال داد .
تهدیدها در فناوری ارتقا یافته‌ی آنالوگ
هر فناوری مشکلات و تهدیدهایی دارد. برخی از مشکلات و تهدیدهای اصلی فناوری دوربین های ارتقا یافته‌ی آنالوگ مربوطه به استفاده از بستر کواکسیال و یا فقط یک زوج سیم است. برخی نیز مربوط به ماهیت این تکنولوژی است که برخی از این تهدیدها به شرح زیر می‌باشند:
- محدودیت کیفیت تصویر: باتوجه به محدودیت پهنای باند کابل کواکس و یا زوج سیم، حداکثر کیفیت تصویری که تاکنون این تکنولوژی‌ها توانسته اند ارائه کنند، به 2.4 مگاپیکسل محدود بوده است. این درحالی است که در تکنولوژی تحت شبکه، شاهد دوربین‌هایی با بیش از ده برابر رزولوشن هستیم.
- محرومیت از مزایای سوییچ و شبکه: بدون شک ساختار Ethernet با پیشرفت هایی که کرده، در فواصل بالا، حجم زیاد و پروژه های بزرگ، موجب کاهش هزینه بستر خواهد شد. لکن تجهیزات ارتقا یافته‌ی آنالوگ، از این مزایا محروم هستند، زیرا تکنولوژی انتقال داده آنها Ethernet نیست.
- عدم امکان استفاده از کابل‌های چند تکه: از آنجا که این تکنولوژی از حداکثر پهنای باند کابل کواکسیال یا زوج سیم استفاده می‌کند، در صورتیکه این کابل‌ها تکه شده باشند و بعد به هم متصل شده باشند، به دلیل کاهش پهنای باند در اتصلات، نمی‌توان از آنها استفاده کرد. لذا در پروژه هایی که از بستر کواکس برای این نوع سامانه نظارت تصویری استفاده می‌شود، باید توجه داشت که کابل‌ها تکه نشده باشند.
- عدم وجود آنالیزهای هوشمند تصویری: تاکنون، سازندگان، آنالیزهای روی دوربین[6] قابل توجهی برای این تکنولوژی‌ها ارائه نکردهاند.
- ریسک بالای شکست کابل کواکسیال: امکان شکست کابل کواکسیال در زوایای بسته زیاد است و در صورت شکست، قابل استفاده نیست. همچنین به دلیل بروز نویز در خم شدن کابل کواکس، این تکنولوژی ها با توجه به استفاده از حداکثر پهنای باند کواکس، دچار مشکل می‌شوند.
- کیفیت پایین بهبود دهنده های تصویر از جمله WDR: قابلیت‌های بهینه سازی تصویر ارائه شده بر روی این تکنولوژی‌ها ازجمله WDR، AGC، AWB تاکنون از کیفیت پایینتری نسبت به دوربین های تحت شبکه برخوردار بوده است.
- از بین رفتن بی دلیل سیگنال ویدیویی به‌صورت متناوب[7]:این یکی از اسرار حل نشده از دوربینهای ارتقا یافته‌ی آنالوگ است. در حالی که از دست دادن ویدئو است اتفاق نادری در میان دوربین های امنیتی نیست، در این مدل دوربین‌ها، شما معمولاً قادر به ردیابی این موضوع و یافتن دلیل آن نخواهید شد. مشکل این است که ازبین رفتن تصویر به‌صورت به خودی خود اتفاق افتاده و مربوط به خطای نصب و راه اندازی نیز می‌تواند نباشد. کاهش کیفیت تصویر و از دست دادن ویدئو کامل در بین دوربینهای آنالوگ ارتقا یافته، خصوصاً وقتی بیش از یک سال از نصب آنها بگذرد، رویدادی رایج است. در برخی از موارد نیز تصویر ثابت خواهد ماند و تنها راه حل شما، خاموش و روشن کردن یا ریست کردن کامل سامانه است. متاسفانه در برخی موارد، این مشکلات از سوی سامانه گزارش نیز نمی‌شود. ممکن است با این مشکل چندین بار در یک روز مواجه شوید.
- مشکلات در منابع تغذیه[8]: در بسیاری موارد، حتی دوربین هایی از یک برند و یک مدل در تکنولوژی ارتقا یافته‌ی آنالوگ، مصرف جریان و حتی ولتاژ متفاوتی دارند. این موضوع سبب می شود وقتی شما انتظار دارید دوربین 12 ولتی، 0.5 آمپر بکشید و حتی دوربین دیگری نیز همین مقدار جریان می کشد،دوربین جدیدی که در همان پروژه نصب می کنید، 2 آمپر جریان می کشد.
- سایه در تصاویر، کشیدگی تصاویر در حرکت[9]: در این دوربین ها، مشکلات گشیدگی تصاویر، سایه در تصاویر، ماندن رد جابجایی در تصویر و مواردی از این دست، زیاد گزارش شده است.
- مشکلات در مادون قرمز[10]: گزارش شده که در برخی مواقع، مادون قرمز در این تکنولوژی ها بدرستی کار نمی‌کند.
بستر مورد نیاز تکنولوژی‌های ارتقا یافته آنالوگ
بستر مورد نیاز انتقال تصویر، صوت و داده، در تکنولوژی های متفاوت HDOC متفاوت است. CVI و TVI می توانند بر روی یک کابل (یا زوج سیم) ، تمامی داده ها را منتقل نمایند، لکن SDI و AHD همچون تکنولوژی آنالوگ، نیازمند بسترهای متفاوت برای انتقال هرکدام از این نوع داده‌ها هستند.
| نام تکنولوژی | کابل هم محور (Coaxial) | کابل شبکه (Twisted pair) | ||||||||
| تصویر | پخش صدا | ضبط صدا | کنترل | تصویر | پخش صدا | ضبط صدا | کنترل | پشتیبانی از Ethernet | ||
| SDI | 🆗 * | – | 🆗* | 🆗* | 🆗* | – | 🆗* | 🆗* | – | |
| CVI | 🆗 | – | 🆗 | 🆗 | 🆗 | – | 🆗 | 🆗 | – | |
| TVI | 🆗 | – | 🆗 | 🆗 | 🆗 | – | 🆗 | 🆗 | – | |
| AHD | 🆗* | – | 🆗* | 🆗* | 🆗* | – | 🆗* | 🆗* | – | |
بررسی تکنولوژی‌های ارتقا یافته‌ی نظارت تصویری در انتقال تصویر، صوت و داده
*در این تکنولوژی، هر کابل فقط یک نوع سیگنال را می تواند منتقل کند. مثلاً اگر تصویر، صدا و کنترل را بخواهید منتقل کنید، نیاز به سه کابل Coaxial و یا سه زوج سیم دارید.
ادامه دارد….
[1]. TVL
[2] . این فناوری در صنف نظارت تصویری بیشتر با نام HDOC (HD Over Coaxail) و یا HD آنالوگ شناخته می شود، لکن از آنجا که این فناوری در اصل برپایه مبدلی، داده را بر روی بستر کواکسیال (آنالوگ) جابجا می کند، ما آن را تکنولوژی ارتقا یافته آنالوگ نامیده‌ایم.
[3]. Coaxial Cable
[4]. Twisted pair
[5]. http://www.hdanalog.com
[6]. On edge analytics
[7]. http://www.cctvcameraworld.com/hd-sdi-cameras-why-not-to-buy/
[8]. http://www.cctvcameraworld.com/hd-sdi-cameras-why-not-to-buy/
[9]. http://www.cctvcameraworld.com/hd-sdi-cameras-why-not-to-buy/
[10]. http://www.cctvcameraworld.com/hd-sdi-cameras-why-not-to-buy/