درس 4 - سیستم های نسل جدید - دوربین مداربسته

سیستم های مداربسته آنالوگ و دیجیتال نسل جدید

هر یک از سیستم های آنالوگ و دیجیتال نقاط ضعف مربوط به خود را دارند. سیستم های آنالوگ و دیجیتال نسل جدید سیستم هایی هستند که برای پوشش نقاط ضعف سیستم های مداربسته به وجود آمده اند.

سیستم های آنالوگ نسل جدید

سیستم های آنالوگ تیوی لاینی یک نقطه ضعف بسیار بزرگ دارند و آن محدودیت بسیار بالای رزولوشن تصاویر است. در سیستم های آنالوگ تیوی لاینی رزولوشن تصویر در بهترین حالت میتواند به 0.5 مگا پیکسل برسد. این موضوع کارایی آنها را به شدت کاهش می دهد. تمام سیستم های آنالوگ نسل جدید سعی می کنند در کنار حفظ دو مزیت بزرگ سیستم های آنالوگ – سادگی و هم هزینه بودن - به روزولشن های بالاتر تصویر نیز دست پیدا کنند. امروزه تکنولوژی های آنالوگ نسل جدید امکان دسترسی به روزولشن تا 2 مگاپیسکل را فراهم می کنند که برای بسیاری از کاربری ها مناسب است.

سیستم های مداربسته آنالوگ نسل جدید با توجه به محاسن بالا، به سرعت در حال جایگزینی با تجهیزات آنالوگ تیوی لاینی هستند. یکی از نقاط قوت این سیستم ها تطابق کامل آنها با بستر های آنالوگ است به صورتی که می توان تنها از طریق تعویض DVR و دوربین ها سیستم قدیمی را ارتقا داد و هیچ نیازی به اعمال تغییرات بر روی بستر و کابل ها نخواهد بود. سیستم های آنالوگ نسل جدید تحت تکنولوژی های متفاوتی ساخته می شوند، هر یک از این تکنولوژی ها روش مختص خود را برای ارسال اطلاعات دارند، به همین دلیل با هم تطابقی نداشته و نمی توانند به صورت ترکیبی کار کنند.

تکنولوژی AHD

اصطلاح AHD مخفف Analog High Definition به معنای "آنالوگ کیفیت بالا" است. این تکنولوژی بیشتر به وسیله شرکت های کوچک تولید کننده دوربین های مداربسته مورد استفاده قرار میگیرد چراکه یک تکنولوژی Open source است که استفاده از آن برای این شرکت ها هزینه ای ندارد. با توجه به دسترسی تولید کنندگان کوچک به این تکنولوژی برندهای بسیار متعددی از آن برای تولید دوربین مداربسته استفاده می کنند. تقریبا تمام برندهای متفرقه موجود در بازار ایران دوربین های آنالوگ نسل جدید خود را با تکنولوژی AHD می سازند.

AHD در حال حاضر امکان دسترسی به رزولوشن تا 2مگا پیکسل را فراهم می کند. محدودیت طول کابل در این تکنولوژی نیز با سیستم های آنالوگ تیوی لاینی تفاوت زیادی ندارد و میتوان تصویر را با کابل RG59 تا 500 متر نیز انتقال داد. دوربین های AHD عموما از چیپ های Progressive CMOS استفاده می کنند. دستگاه های DVR AHD برای تطابق بیشتر با سیستم های آنالوگ تیوی لاینی این دوربین ها را نیز پشتیبانی می کنند. این بدان معناست که میتوان در کنار دوربین های AHD دوربین های آنالوگ تیوی لاینی را نیز با هر برندی به دستگاه متصل کرد.

توجه داشته باشید که تکنولوژی AHD دارای ورژن های متفاوتی است. گاهی ممکن است دستگاه DVR شما امکان پشتیبانی از دوربین های با رزولوشن بیش از 1 مگا پیکسل را نداشته باشد یا با برخی دوربین های AHD در برندهای دیگر همخوانی نداشته باشد.

تکنولوژی HDCVI

اصطلاح HDCVI مخفف High Definition Composite Video Interface به معنای "رابط ویدئویی کیفیت بالای مرکب" است. استفاده از واژه مرکب به دلیل امکان انتقال چند سطح از اطلاعات به وسیله این تکنولوژی است. از طریق استاندارد HDCVI میتوان به صورت همزمان صدا، تصویر و اطلاعات کنترل دوربین های گردان را به وسیله کابل انتقال داد. البته گرچه این موضوع در ابتدا یک نقطه قوت بزرگ برای این تکنولوژی به شما میرفت اما در حال حاضر تکنولوژی های رقیب نیز دست به استفاده از همین روش زده اند.

تکنولوژی HDCVI نیز مانند AHD امکان افزایش روزولشن تصویر در دوربین های مداربسته آنالوگ را فراهم کرد. در حال حاضر دوربین های آنالوگ HDCVI امکان دسترسی به رزولوشن تا 2مگا پیکسل را پیدا کرده اند. در گذشته ارتباط تجهیزات HDCVI برای متراژهای بیش از 350 متر با کابل RG59 ممکن نبود اما امروزه و با ارتقای این تکنولوژی این مشکل برطرف شده و امکان انتقال تصاویر تا 500 متری وجود دارد.

نکته مهم در رابطه با این تکنولوژی انحصاری بودن آن است. شرکت داهوا تکنولوژی (Dahua Technology) انحصار تولید تجهیزات با این تکنولوژی را در اختیار دارد و تمام دوربین ها و تجهیزاتی که با این تکنولوژی ساخته می شوند به نحوی متعلق به این شرکت هستند.

تکنولوژی HDTVI

اصطلاح HDTVI مخفف High Definition Transport Video Interface به معنای "رابط انتقال ویدئویی کیفیت بالا" است. این تکنولوژی تفاوت زیادی به دو تکنولوژی قبلا گفته شده از نظر قابلیت ندارد و در حال حاضر امکان دسترسی به رزولوشن های 1 و 2 مگا پیکسل را در دوربین ها فراهم می کند.

گرچه تکنولوژی HDTVI یک تکنولوژی Open Source به شمار می رود اما بیشتر به واسطه تولید دوربین های شرکت هایک ویژن (Hikvision) مشهور شده است. شرکت های دیگری نیز از این تکنولوژی استفاده می کنند اما هیچ یک بنام نیستند. هایک ویژن در تلاش است با ارتقا این تکنولوژی امکان دسترسی به روزولشن های تا 5 مگا پیکسل را برای دوربین های آنالوگ خود فراهم کند.

ساختار فنی سیستم های آنالوگ نسل جدید

تمام تکنولوژی های آنالوگ نسل جدید ساختار فنی مشابهی دارند. در ابتدا تصویر در چیپ تصویر به صورت دیجیتال تولید می شود. اطلاعات تصویر سپس به یک چیپ رمزگذاری ارسال می شود که آن را به سیگنال های آنالوگ تحت استاندارد مورد نظر تبدیل می کند. در صورتی که اطلاعات کنترل دوربین یا صدا نیز در دوربین دریافت شود این اطلاعات درون سیگنال تصویر رمز گذاری می شود. اطلاعات سپس به خروجی دوربین ارسال می شود تا از طریق کابل کواکسیال به دستگاه ضبط کننده ارسال شود. در دستگاه ضبط کننده یک چیپ دکودر سیگنال رمزگذاری شده را باز کرده و اطلاعات را مجدد به صورت دیجیتال در می آورد. اطلاعات دیجیتال از اینجا برای نمایش یا ضبط به بخش های مربوطه ارسال می شود.

از آنجا که هر تکنولوژی روش خاص خود را برای رمزگذاری کردن اطلاعات دارد دوربین های امکان اتصال به دستگاهی به جز دستگاه با تکنولوژی خود را ندارند. البته همه این تکنولوژی امکان نمایش تصاویر دوربین های آنالوگ تیوی لاینی را دارند. برخی شرکت ها در تلاشند DVRهایی طراحی کنند که امکان همخوانی با چند تکنولوژی را داشته باشند.

سیستم های دیجیتال نسل جدید

همانطور که قبلا گفته شد سیستم مداربسته تحت شبکه تنها سیستم مداربسته دیجیتال به شمار نمی روند. روشهای دیگری نیز برای انتقال دیجیتال اطلاعات وجود دارد که البته هیچ یک به اندازه سیستم تحت شبکه رایج نبود. سیستم های دیجیتال نسل جدید معمولا به دنبال پوشش ضعف های سیستم تحت شبکه هستند. این ضعف ها عبارتند از: عدم تطابق با بسترهای آنالوگ، گران قیمت بودن و پیچیدگی سیستم تحت شبکه. در ادامه به بررسی یکی از معروف ترین تکنولوژی های دیجیتال نسل جدید یعنی تکنولوژی HDSDI می پردازیم.

تکنولوژی HDSDI

اصطلاح HDSDI مخفف high-definition serial digital interface به معنای "رابط دیجیتال سریال کیفیت بالا" است. برخلاف سیستم های شبکه که اطلاعات دیجیتال را به صورت پارالل یا موازی (از طریق چندین سیم) ارسال می کنند، در تکنولوژی HDSDI اطلاعات دیجیتال تنها به وسیله یک سیم و به صورت سریال ارسال می شود.

جالب است بدانید که تکنولوژی HDSDI بیشتر در سیستم های تلویزیونی دیجیتال استفاده می شود. بسیاری از رابط های تجهیزات ویدئویی از این تکنولوژی یا تکنولوژی های مشابه آن استفاده می کنند.

تکنولوژی HDSDI نسبت به سیستم مداربسته تحت شبکه چندین مزیت بزرگ دارد:

این تکنولوژی تطابق زیادی با سیستم های آنالوگ دارد و میتوان از آن برای ارتقای سیستم های مداربسته آنالوگ استفاده کرد. البته متاسفانه دستگاه های ضبط کننده HDSDI دوربین های آنالوگ تیوی لاینی را پشتیبانی نمی کنند پس باید تمام سیستم به صورت یکپارچه تعویض شود. این تکنولوژی پیچیدگی های سیستم شبکه را ندارد و نصب و راه اندازی آن تقریبا به اندازه دوربین های آنالوگ ساده است.
تجهیزات مداربسته HDSDI نسبت به تجهیزات مشابه تحت شبکه ارزان قیمت تر هستند، البته همچنان نسبت به تجهیزات آنالوگ نسل جدید گران قیمت تر به شمار می روند.

با وجود مزایای سیستم HDSDI این سیستم در گرفتن بازار سیستم های حفاظتی موفقیت زیادی نداشت. دلیل این امر شاید عدم امکان رقابت با سیستم های آنالوگ نسل جدید بود. در ضمن سیستم HDSDI مزایای سیستم شبکه را نیز نداشت پس نتوانست جایگاهی مناسب در این بازار پیدا کند. البته گذشته از این موضوع این سیستم تا حدی نیز بی ثبات بود و مشکلاتی را در حین نصب ایجاد می کرد. کابل RG59 مورد نیاز نیز باید حتما از کیفیت خیلی بالایی برخوردار می بود که گاهی در ارتقا سیستم های قدیمی، امکان استفاده از بستر قدیمی آنالوگ را از بین می برد.

سیستم HDSDI با وجود این نقاط ضعف به داشتن کیفیت خیره کننده مشهور است. با توجه به اینکه هیچ نوعی از تبدیل یا فشرده سازی در طول انتقال تصاویر انجام نمی شود، کیفیت تصویر در نمایش زنده بسیار بالا خواهد بود.

بررسی و مقایسه سیستم های مداربسته نسل جدید

جدول زیر به مقایسه کوتاه انواع تکنولوژی های حفاظتی می پردازد:

مشخصه	960H	HDCVI	HDTVI	AHD	HD-SDI	IP
نوع تکنولوژی (1)	متن باز	خصوصی	متن باز	متن باز	متن باز	متن باز
نوع چیپ (2)	CCD+DSP	CMOS+ISP	CMOS+ISP	CMOS+ISP	CMOS+ISP	CCD/CMOS+DSP
نوع سیگنال (3)	آنالوگ	آنالوگ	آنالوگ	آنالوگ	دیجیتال	دیجیتال
کیفیت تصویر	اندک	خیلی خوب	خیلی خوب	خیلی خوب	عالی	عالی
رزولوشن تصویر	700TVL	720P/1080P	720P/1080P/3MP	720P/1080P	1080P	720P/1080P و بالاتر
سازگاری با زیرساخت های کواکسیال (4)	زیاد	زیاد	زیاد	زیاد	متوسط	نیاز به تغییر زیرساخت
امکان کارکرد هیبریدی (5)	خیر	بله	بله	بله	خیر	خیر
میزان پیچیدگی راه اندازی	متوسط	متوسط	متوسط	متوسط	متوسط	بالا
بیشترین طول خط بدون تقویت کننده (6)	متر500 کابل کواکسیال 5С-2V	متر500 کابل کواکسیال 5С-2V	متر500 کابل کواکسیال 5С-2V	متر500 کابل کواکسیال 5С-2V	متر150 کابل کواکسیال 5С-2V	متر150 کابل شبکه CAT5
کیفیت کابل مورد نیاز	متوسط	متوسط	متوسط	کم	زیاد	کم
نوع سیگنال	CVBS	CVBS	CVBS	CVBS	SDI	IP
تاخیر (7)	خیر	خیر	خیر	خیر	خیر	بله
هزینه تجهیزات	کم	کم	کم	کم	زیاد	زیاد

این ردیف مشخص می کند که آیا تکنولوژی این تجهیزات به صورت عمومی مورد استفاده قرار می گیرد یا در مالکیت شرکتی خاص است.
این ردیف نوع چیپ تصویرهای مورد استفاده در این تکنولوژی را نشان می دهد.
نوع سیگنال انتقال یافته بین دوربین و دستگاه ضبط کننده
این ردیف مشخص می کند در صورت وجود زیر ساخت کواکسیال، تکنولوژی جدید چقدر میتواند در این زیرساخت به خوبی عمل کند.
امکان نصب دوربین ها به صورت آنالوگ + HD + IP در این سیستم.
این ردیف مشخص می کند که سیگنال دوربین مدار بسته در این تکنولوژی را حداکثر تا چه فاصله ای میتوان بدون تقویت کردن ارسال کرد.
این ردیف مشخص می کند آیا بین اتفاقات در صحنه و تصویر نمایش داده شده به صورت زنده فاصله زمانی وجود دارد یا خیر.