Atualmente grande parte dos sistemas de CFTV existentes, utiliza câmeras analógicas e sistema de gravação digital. As câmeras de segurança analógicas tradicionalmente utilizam como meio de transmissão cabos coaxiais de 75 ohms, nos quais é transmitido um sinal de vídeo composto de 1Vpp, modulado em AM-VSB na sua banda base, neste 0,7V refere-se ao sinal de luminância e 0,3 é referente aos pulsos de sincronismo horizontal e vertical. Além disso sobre este sinal é transmitida uma portadora de cor modulada na frequência de 3,57MHz. As sincronizações, modulações e frequências são definidas através da norma do NTSC, que estabelece o sistema norte-americano de difusão de televisão analógica, estabelecido em 1953.
Apesar de amplamente funcional e de apresentar um nível de qualidade aceitável para grande parte das transmissões de vídeo, o sistema de transmissão analógico possui algumas limitações características que limitam as capacidades de resolução, qualidade, privacidade e segurança. Dessa forma, em sistemas de CFTV analógico o sinal de vídeo trafega no modo unidirecional da câmera para o sistema de gravação sem qualquer tipo de proteção do sinal, ou seja, o sinal trafega de forma aberta e não existe nenhuma forma de verificação da consistência do sinal na chegada, confirmação do recebimento para a câmera, correção do sinal recebido ou mesmo uma proteção contra acesso indevido. Tendo-se acesso ao cabeamento é possível injetar um sinal de vídeo falso ou adulterado, sem que o equipamento de gravação tenha uma forma segura e garantida de detectar a mudança no sinal original.
Além disso, os sistemas de CFTV com base analógica apresentam os seguintes aspectos:
- Limitações de resolução e qualidade de imagem;
- Limitações no comprimento e passagem do cabeamento;
- Necessidade de cabeamento e infraestrutura dedicada ao sistema de CFTV;
- Cabeamento dedicado ponto a ponto de cada câmera até o sistema de gerenciamento e gravação;
- Necessidade de cabeamentos adicionais para sinais de áudio, acionamento de dispositivos, alarmes, movimentação PTZ;
- Necessidade de cabeamento independente e específico para alimentação elétrica das câmeras;
- Infraestrutura e cabeamento dedicados e de alto custo para prover sistemas de maior qualidade e complexidade;
- Limitações de topologia de cabeamento e infraestrutura, reduzindo as possibilidades de integração e crescimento dos sistemas;
- Custo global superior a longo prazo;
- Impossibilidade de compartilhamento de cabeamento com outras tecnologias e sistemas;
- Novas câmeras requerem a implantação de nova infraestrutura e passagem de cabeamento;
- Maior custo de manutenção devido aos constantes problemas de cabeamento, conectores, fontes e demais componentes sujeitos a falha.
Essa topologia é tipicamente local, como apresentado na figura 1.
Caracteristicamente a transmissão de vídeo analógico sofre com problemas relacionados a diversas formas de interferências e ruídos, ocasionados por interferências eletromagnéticas causadas por outros equipamentos, indução a partir de condutores, motores, máquinas e circuitos próximos, enlace de terra, transmissões de radiofrequência, descargas atmosféricas, entre outras.
Pela natureza do sinal de vídeo transmitido não existe uma forma prática de eliminar estas interferências, que são consequentemente sobrepostas as imagens finais na forma de ruídos, barras ou granulações que deterioram e reduzem a qualidade da imagem, causando a perda irreversível de qualidade e informações presentes na imagem.
Com o advento da utilização de redes de dados mais robustas, utilizando protocolos de comunicação como TCP/IP e redes estruturadas baseadas principalmente em cabos de pares trançados (UTP), fibras ópticas e rádios digitais, normatizadas por padrões internacionais que definem níveis superiores de proteção, capacidade, segurança e qualidade, através da utilização de técnicas de transmissão de pacotes de dados com fluxo bidirecional, possibilitando a verificação e correção erros, encriptação de dados, autenticação, privacidade de acesso através de senhas, além de permitir o tráfego de diversos outros pacotes de dados com diferentes informações e sinalizações sobre o mesmo meio de transmissão.
O uso de redes digitais apresenta vários benefícios, além dos citados acima, é possível gerenciar sistemas múltiplos através da configuração de redes de maior porte WAN (Wide Area Network), configurar os dispositivos remotamente, utilizar câmeras de alta resolução e megapixel, integrar o gerenciamento de dispositivos em diferentes sites e localidades. Essa topologia básica de sistema de CFTV é apresentada na figura 2.
Figura 2: Sistema de CFTV Sobre Rede IP
Os sistemas de vigilância baseada em IP oferecem vários benefícios para aplicações corporativas e de alto nível de exigência, incluindo:
- Processamento distribuído, inteligência em nível de dispositivos, codificação e análise inicial periférica, compressão, análise de vídeo, notificação de e-mail, funções automatizadas, detecção de movimento, configuração remota e atualizações de firmware.
- Liberdade de topologia, permitindo que os sistemas tenham uma operação de alta qualidade independente das características e complexidade da rede, seja ela local ou remota (LAN/WAN/MAN).
- Uma escalabilidade sem limites, pois sistemas de CFTV IP possibilitam um crescimento e expansão para qualquer dimensão e topologia. A qualquer momento podem ser inseridas novas câmeras, servidores, canais de gerenciamento, estações de trabalho e demais recursos.
- Menores custos de cabeamento e infraestrutura através da utilização de tecnologias de rede e cabeamento estruturado. Com o backbone de rede montado, novas câmeras podem ser adicionadas, com a nova infraestrutura a partir dos pontos de consolidação.
- Simplificação do gerenciamento e distribuição de energia, aproveitando os recursos de Power over Ethernet (POE), permitindo uma simplificação da infraestrutura, gerenciamento de backup de energia, redução de custos e supervisão de consumo/fornecimento de energia.
- A convergência de TI na gestão de recursos compartilhados de infraestrutura.
- O uso de servidores dedicados de alto desempenho para gerenciamento de sistemas distribuídos e múltiplos dispositivos.
- Controle de pan, tilt e zoom (PTZ), interfaces de entrada e saída, áudio em dupla via, sobre o mesmo cabo.
- Capacidade de múltiplos streams (fluxos) de vídeo, com diferentes resoluções como por exemplo, MJPEG, MPEG-4 e H.264, para diferentes usuários ou aplicações.
- Maiores resoluções, incluindo alta definição (HD) e capacidades megapixel.
- Redução no número de câmeras a partir do uso de dispositivos de alta resolução.
Dadas as inúmeras vantagens do vídeo sobre IP, existe no mercado uma grande tendência de substituição gradativa dos sistemas de CFTV analógico, por sistemas IP, principalmente em aplicações de grande porte, críticas, industriais, empresariais e onde níveis maiores de qualidade e recursos tecnológicos sejam necessários. Essa substituição já está ocorrendo e deverá se estender pelos próximos anos, com o crescimento substancial da aplicação de sistemas IP e decréscimo na aplicação de sistemas analógicos.
Figura 3: Sistema de CFTV Sobre Rede IP
Atualmente muitos fabricantes produzem câmeras IP, servidores web e diversos outros equipamentos de vídeo voltados para segurança. Esses equipamentos utilizam diferentes técnicas de codificação, compressão e armazenamento de vídeo de forma a utilizar os meios de transmissão de maneira adequada, mantendo um custo atrativo e oferecendo funções que permitam obter informações relevantes nas cenas e locais monitorados.
Apesar de todas as vantagens dessa tecnologia, a compatibilidade de protocolos de aplicação e equipamentos foi problemática no início da aplicação da tecnologia, devido aos diferentes plataformas de sistemas e tecnologias de equipamentos, dificultando de certa forma a compatibilidade entre sistemas de gerenciamento e diferentes fabricantes e modelos de câmeras.
Nesse período os fabricantes desenvolviam livremente seus protocolos e interfaces de comunicação, sem compromisso ou busca de compatibilidade com equipamentos de outros fabricantes, produzindo dessa formas softwares e sistemas de controle compatíveis somente com seus sistemas. Nos últimos anos surgiram com muita força consórcios formados pelos principais fabricantes de equipamentos de CFTV e vigilância IP com objetivo de criar padrões abertos de comunicação, propiciando a interoperabilidade e padronização de protocolos de comunicação entre câmeras, dispositivos e sistemas de gravação. Dentre os principais podemos destacar o ONVIF (http://www.onvif.org/) e PSIA (http://www.psialliance.org/).
Se desejar obter maiores informações sobre dispositivos, projetos, aplicações e tecnologias IoT, entre em contato comigo através do e-mail marcelo@guiadocftv.com.br, terei o maior prazer em compartilhar meu conhecimento e trocar informações.
Guia do CFTV
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