Architektura monitoringu opartego o sieci IP

Monitoring wizyjny jest jednym z najpewniejszych systemów do ochrony wszelkiego rodzaju obiektów. Od wielu lat ewoluował zarówno pod względem jakości dostarczanych urządzeń, jak i możliwości i zasięgu stosowania.
Bardzo popularne systemy oparte są o rejestratory typu DVR. Pomimo szerokiego spektrum zastosowań i ograniczeń jakościowych, mają pewne wady: otóż pierwszym ograniczeniem jest prowadzenie okablowania do każdej kamery co bardzo zwiększa koszt samej instalacji. Kolejnym jest fakt, że przekroczenie granicznej liczby kanałów wymaga dołączenia kolejnego rejestratora. Na koniec trzeba wspomnieć, że centrum dozoru jest jedno i na dodatek zlokalizowane w miejscu rejestratora.

Technika transmisji oparta na dzieleniu sygnałów na pakiety pozwala w szerokim zakresie powiększyć możliwości systemów monitoringu wizyjnego. Systemy oparte o analogowe kamery oraz rejestratory DVR wyposażone w interfejsy sieciowe, umożliwiają dodatkowo podłączenie ich do dowolnego rodzaju sieci komputerowej (LAN, DSL, itp.) i sterowanie nimi z dowolnego miejsca sieci. W zaawansowanych urządzeniach można za pomocą jednego oprogramowania zarządzać jednocześnie kilkoma rejestratorami, co w jeszcze większym stopniu poszerza ich możliwości.
Jednak cały czas pozostają problemy na styku kamery rejestrator, o których wspomniano wcześniej.

Aby rozwiązać niedogodności związane z analogową transmisją sygnałów wideo należy zastosować urządzenia dedykowane do pracy w sieciach IP. Należą do nich kamery IP oraz serwery wideo – kodujące sygnały AV do strumienia cyfrowego. Technika IP pozwala na dowolne rozproszenie przestrzenne urządzeń. Przy zachowaniu odpowiednio szerokiego pasma transmisyjnego można stosować dowolne medium takie jak skrętka komputerowa, fale radiowe, włókna światłowodowe, przewody telefoniczne czy nawet sieci telewizji kablowej.
Jeśli chodzi o architekturę systemu to jest ona także uzależniona od zastosowanego sprzętu i oprogramowania. W najprostszej postaci opiera się on na dodawanym oprogramowaniu służącym do prostego zarządzania urządzeniami tylko danego producenta. Jest ono ograniczone co do liczby podłączonych kamer czy serwerów wideo. Ponadto takie oprogramowanie ma postać kliencką. Oznacza to, że nie ma w systemie żadnego punktu centralnego, a każda podłączona stacja dozoru łączy się z wszystkimi kamerami w systemie.
Jest to bardzo poważne ograniczenie, ponieważ urządzenia sieciowe mają skończoną liczbę możliwych jednoczesnych połączeń co może stać się problematyczne przy dodawaniu kolejnych stacji klienckich.

Popularnym rozwiązaniem tego problemu, są urządzenia Dual Stream. Pozwalają one na zwiększenie funkcjonalności poprzez możliwość wysyłania dwóch różnych strumieni. W ten sposób jedno urządzenie może transmitować stosunkowo wysokiej jakości strumień MJPEG do serwera, na którym jest on rejestrowany, a niższej jakości obrazy w MPEG-4 wysyłane są do zdalnych klientów.

Jednak nawet i to rozwiązanie ma ograniczenia związane z koniecznością łączenia się do kamery przez każdego użytkownika i w konsekwencji skończoną liczbę możliwych połączeń. W takiej sytuacji rozwiązaniem może być system oparty na architekturze serwer-klient. Umożliwia ona budowę bardzo wydajnych instalacji, w których kamery czy serwery wideo podłączane są do jednego, lub kilku serwerów, które odpowiedzialne są za zarządzanie całym w ten sposób skonstruowanym systemem. Natomiast klienci łączą się jedynie z zainstalowanymi wcześniej serwerami. Podstawową zaletą takiego podejścia jest fakt, że zarówno kamery jak i łącza z kamery do serwera nie przeciążają się wraz ze wzrostem liczby klientów. Dodatkowo, poważna rozbudowa systemu składająca się z dodania kamer jak i serwerów, nie ma wpływu na stacje klienckie, które jednocześnie mogą łączyć się nawet z kilkunastoma serwerami jednocześnie.

Jedynym problemem przedstawionej powyżej architektury jest fakt, że awaria serwera powoduje utratę łączności między klientami a kamerami. Ponieważ z założenia nie mogą być te dwa elementy bezpośrednio ze sobą połączone, dlatego najważniejszym wymogiem jest niezawodność serwerów dozoru.
Każda z przedstawionych powyżej rodzajów budowy systemów CCTV znajduje zastosowanie w bardzo różnych aplikacjach. Systemy oparte na rejestratorach stosuje się w monitoringach budynków. Gdy jest to kilka budynków, wyjście sieciowe jest idealnym rozwiązaniem.
W przypadku obiektów o dużym rozproszeniu, do głosu dochodzą możliwości transmisyjne urządzeń IP, a w zależności od liczby i usytuowania stacji klienckich, stosuje się odpowiednie oprogramowanie zarządzające.