IP vs. analog – základní pojmy u kamer

Rozdíly mezi IP a analogovými kamerami. Vysvětlení základních pojmů, s kterými se často setkáváte.

Vlastníte či spravujete dosluhující kamerový systém a přemýšlíte, jak jej lze nahradit? Chcete si pořídit nový kamerový systém a rozhodujete se, jaký kamerový systém je pro Vás nejvhodnější? Postupně si rozebereme možnosti moderních kamerových systémů a vysvětlíme Vám některé jejich vlastnosti, výhody, nevýhody a fyzikálně-technická omezení. Nepochopení či ignorování těchto aspektů často vede ke zklamání z pořízeného kamerového systému a tedy i k relativnímu „znehodnocení“ investice do kamerového systému.

Na začátku Vám dáme jednu cennou radu,  nejste-li v této oblasti odborníky, svěřte instalaci kamerového systému profesionální montážní firmě a znalosti z těchto článků s nimi konzultujte již ve fázi výběru kamerového systému. Chápeme, že budování kamerového systému „vlastními silami“ může být na první pohled méně finančně náročné, na druhou stranu však najmutí odborné montážní firmy s sebou přináší minimálně tyto výhody:

  • Odborná firma má letité zkušenosti, které nelze získat jinak než praxí a dokáže tak lépe posoudit situaci ve Vašem konkrétním případě.
  • Odborná firma nemá problém Vám nabízené produkty předvést (tzv. kamerové zkoušky) a Vy tak nekupujete „zajíce v pytli“.
  • Odborná firma Vám zajistí odborný servis po celou dobu životnosti kamerového systému.

První otázkou, na kterou je třeba při volbě kamerového systému nalézt odpověď je výběr vhodné technologie. V dnešní době jsou na trhu k dispozici dvě různé technologie bezpečnostních kamer – analogové a IP kamery. Zásadní rozdíl těchto technologií je ve způsobu přenosu informací, tedy v tom, jak se přenáší obraz z kamer do záznamového/zobrazovacího zařízení.
První jmenovaný typ kamer pro přenos používá analogový přenos signálu, prakticky totožný se starým analogovým televizním vysíláním. Přenosová norma pro TV přenos je stará více než 50 let a z tohoto důvodu jsou možnosti tohoto typu kamer poněkud omezené.
Druhý typ kamer (IP kamery) používá pro přenos obrazu běžnou počítačovou síť, kde je pro přenos informací větší šířka pásma a kamery tak nejsou tolik omezené jako u předchozí technologie. V čem se naopak tyto dvě technologie v zásadě neodlišují, je způsob získávání obrazu a jeho základní „fyzikálně-optické“ principy.

Existuje i třetí technologie – HDcctv, která je „mixem“ těchto dvou technologií. Je však zatím málo podporována u většin výrobců kamer a záznamových zařízení a nelze zatím odhadnout její životaschopnost.

Podívejme se tedy, jaké jsou zásadní výhody a nevýhody obou technologií:

Vlastnost Analogový systém kamer IP systém kamer
Rozlišení kamer 0,4 MPix Standardně 1,3 – 2 MPix
Citlivost kamer Vyšší Nižší
Snímková frekvence 25 FPS 6 – 60 FPS
Detekce pohybu v obraze Ano (často jen při použití záznamového zařízení) Ano
Inteligentní analýza Ne Ano
Lze sledovat přes internet a na mobilních zařízení Většinou ano (jen při použití záznamového zařízení) Ano
Nároky na diskovou kapacitu Nižší
Jedna kamera při plné snímkové frekvenci spotřebuje cca 20GB denně
Vyšší
Jedna kamera v rozlišení 2MPix při plné snímkové frekvenci vyžaduje cca 100GB denně
Kabeláž Vyhrazená
Kabely již nelze využít k přenosu jiných informací, k jedné kameře někdy musí vést několik kabelů
Sdílená
Kabely lze ji využít i k jiným účelům (např. pro připojení počítačů). Jeden kabel často přenáší několik různých typů dat a může sloužit i k přenosu napájení (PoE)
Úroveň zabezpečení Nižší Vyšší
Standardizace Vyšší Nižší
Finanční nároky Nižší Vyšší

Vysvětleme si nyní blíže některé pojmy, použité v předchozí tabulce.

Rozlišení

Určuje, kolika obrazovými body (pixely) je tvořen výsledný obraz, obvykle se udává v tzv. mega-pixelech – tzn. počet miliónů pixelů; zkratka je MPix.Vyšší rozlišení přináší ostřejší obraz, který poskytuje více detailů. V analogových systémech je již prakticky dosaženo maxima, které tato technologie dosahuje – cca 0.4MPix. IP kamery zatím své rozlišení neustále zvyšují, běžně dosahují hodnot 1.3 – 2Mpix. Špičkové IP kamery dnes dosahují až 10MPix.

Je vhodné si uvědomit, že volbu vhodného rozlišení zásadním způsobem určuje účel pořízení kamerového systému. Chceme-li např. kamerovým systémem rozeznat i neznámé osoby, potom analogová kamera s pozorovacím úhlem cca 70° horizontálně je schopna poskytnou dostatečně kvalitní obraz do vzdálenosti cca 2m. Naproti tomu u IP kamery s rozlišením 2Mpix je za stejných podmínek obsluha schopna rozeznat neznámé osoby do vzdálenosti cca 8 metrů od kamery.

Citlivost

Parametr, který vypovídá o minimální intenzitě osvětlení při které je schopna kamera poskytovat čistý a jasný obraz. Více citlivé kamery tedy budou v noci poskytovat jasnější a méně „zašuměný“ obraz.

Proč jsou IP kamery obvykle méně citlivé než analogové kamery? První důvod je čistě fyzikální – při stejném rozměru snímacího čipu v kameře je rozměr 1 snímacího bodu (pixelu) menší u kamery s vyšším rozlišením a dopadá tak na něj méně světla. Druhým důvodem je nestejná technologie snímacích čipů – kvalitní analogové kamery používají tzv. CCD čipy, IP kamery používají technologii CMOS. Je však nutné podotknout, že CMOS technologie čipů prošla v posledních letech značným vývojem a tak tyto čipy dosahují podobné citlivosti jako CCD čipy.

Snímková frekvence

Určuje, kolik snímků za sekundu je kamera schopna poskytnout. Čím je tato hodnota vyšší, tím je obraz méně „trhaný“. Lidské oko přestává vnímat obraz jako „nespojitý“ (tedy tvořen jednotlivými snímky) již přibližně při 15 snímcích za sekundu (označuj se anglickou zkratkou FPS). Jak IP, tak i analogové kamery poskytují kamery běžně snímkovou frekvenci 25 FPS. Zatímco u analogového systému je to maximum (nelze ji překročit, omezení dané přenosovou TV normou), některé IP kamery poskytují i vyšší snímkové frekvence, např. až 60 FPS. Vyšší snímková frekvence může být užitečná při sledování velmi rychlého pohybu.

Detekce pohybu v obraze

Schopnost kamery detekovat změny v obraze a informovat o tomto uživatele či další zařízení (např. sepnout výstup pro ovládání osvětlení). U analogových systémů je často detekce pohybu funkcí záznamového zařízení, v IP systémech je toto převážně funkcí kamery.

Inteligentní analýza

Řada různých funkcí, které uživateli poskytují detailnější informace než jen prostá detekce pohybu (např. objevení se nového objektu, ztráta hlídaného objektu, ztráta zaostření atd.). Moderní IP systém je tedy uživatele schopen varovat, že došlo např. k zastříkání objektivu kamery sprejem či jeho zakrytí např. igelitovým sáčkem. Pochopitelně IP záznamová zařízení detekují i přerušení kabelu od kamery.
Naproti tomu analogová záznamová zařízení detekují jedinou událost – přerušení použitého kabelu.

Sledování obrazu přes internet / na mobilním telefonu

Tuto funkci nabízí jak analogové, tak i IP kamerové systémy. Zatímco u analogových systémů je tato vlastnost funkcí záznamového zařízení, v IP systémech má tuto schopnost i kamera.

Co je v této souvislosti nutno zmínit je požadovaná rychlost internetového připojení. Pro účely sledování kamer přes internet se na straně kamer/záznamového zařízení bere v úvahu tzv. rychlost uploadu (tedy rychlost, jakou jdou data od Vás do Internetu). Tato rychlost je např. u ADSL připojení někde na úrovni 512-1024kbitů/s. Jedna analogová kamera při plné snímkové frekvenci vyžaduje rychlost cca 1.8Mbit/s, tedy cca 2-4 násobek toho, co ADSL připojení umožňuje. Na druhé straně (tedy tam, kde chcete obraz z kamer sledovat) je limitující rychlost downloadu (rychlost přenosu dat z Internetu směrem k Vám). Pro ADSL připojení je rychlost downloadu více než dostatečná pro přenos jedné analogové kamery, problémy s rychlostí downloadu na straně příjmu mohou být spíše u mobilních připojení mimo velká města.

V praxi se tedy často volí pro přenos po internetu nižší snímková frekvence, čímž se sníží nároky na rychlost internetového připojení.

Úroveň zabezpečení

V této souvislosti je nutné uvažovat o třech různých aspektech. Prvním je úroveň zabezpečení přenosu mezi kamerou a záznamovým zařízením. Tedy známá situace z kriminálních filmů, kdy bankovní lupiči nenápadně zamění obraz z kamery za nějakou dříve natočenou „smyčku“. Analogové systémy jsou proti tomuto útoku chráněny prakticky pouze znepřístupněním přístupu ke kabeláži. IP kamery mohou při použití šifrované komunikace mezi kamerou a záznamovým zařízením tento druh útoku prakticky vyloučit.
Druhým aspektem je ochrana vlastního záznamu z kamery před jeho pozměněním či jen jeho přečtením. Jak IP, tak i analogové systémy nabízí ochranu vodoznakem proti pozměnění záznamu. Proti přečtení jsou v dnešní době více chráněny IP systémy, některá IP záznamová zařízení totiž nabízí šifrované úložiště (po připojení disku do jiného zařízení nelze data přečíst bez znalosti dříve zadaného hesla).

Třetím aspektem je ochrana dat mezi záznamovým zařízením a „místem zobrazení“. Úroveň zabezpečení je u analogových i IP systémů prakticky shodná – lokální zobrazení na monitoru není prakticky nijak chráněno. Vzdálený přístup přes internet je v obou případech chráněn pomocí jména/hesla, vyšší úroveň zabezpečení přenosu lze u obou typů systémů dosáhnout pomocí VPN, případně méně obvyklých technik (např. port knocking).

Finanční náročnost

Na internetu lze nalézt řadu textů, které porovnávají finanční náročnost na pořízení analogových a IP kamerových systémů. Jejich závěry bývají různé a to dle toho, zda je autorem textu společnost zabývající se výrobou analogových či IP kamer.

Obecně lze říci, že pořízení IP systému je zdánlivě náročnější než pořízení analogového systému. Pokud se podíváte na ceny kamer, vyjde Vás např. nákup IP kamery v rozlišení 2Mpix mnohdy i na 2 – 4 násobek ceny kamery analogové. Uvědomte si však, že 2Mpix kamera poskytuje obraz ve stejné kvalitě jako 5 analogových kamer. Vyšší cena záznamových zařízení pro IP systémy je dána nutným vyšším výkonem (a tedy dražšími součástkami) těchto zařízení.

Další položkou, která výrazně ovlivňuje tuto rozvahu jsou náklady spojené s pořízením kabeláže. Pokud již máte hotovou kabeláž pro počítačovou síť ve všech požadovaných místech (tam, kde budou umístěny kamery), může toto výrazně snížit výslednou cenu za IP systém. Obdobně, pokud již máte instalovánu kabeláž pro analogový systém, bude výsledek rozvahy příznivější pro pořízení analogového systému.

Slovo závěrem

Dosud jsme neodpověděli na úvodní otázku, jaký typ bezpečnostních kamer zvolit při náhradě za starší, analogový systém. Odpověď je jednoduchá – „vždy to záleží na Vašich požadavcích a finančních možnostech“.

Pokud zvolíte opět analogový kamerový systém, toto řešení nebude příliš finančně náročné ve srovnání s IP technologií. Dosáhnete tak pravděpodobně o něco vyššího rozlišení kamer a vyšší citlivosti. Za posledních cca 5 let došlo ke zvýšení rozlišení u analogových kamer o cca 30% a několikanásobnému zvýšení citlivosti, ovšem za použití „softwarového triku“ zvaného integrace světla.
Další výhodou je i to, že nebudete muset měnit kabelové rozvody pro přenos videosignálu. Nevýhodou tohoto řešení však je, že investujete do technologie, která je již „za zenitem“ a nebude se v budoucnu příliš vyvíjet a zlepšovat. Obecně lze analogové kamery doporučit v případech, kdy je cílem pořízení kamerového systému tzv. přehledové sledování (tzn. záběr z kamery je široký, ale obraz neposkytuje příliš detailů). Analogové kamery je dále vhodné použít tam, kde je důležitější jejich citlivost než jejich nižší rozlišení.

Potřebujete-li získat z kamer obraz, který bude dostatečně detailní, snímaná scéna je dobře osvětlena a nejste příliš finančně limitováni, potom je vhodnější sáhnout spíše po IP kamerovém systému.