S&G Seguridad

COMO DISEÑAR UN SISTEMA DE CCTV

PARTE VII

¿COMO IMPLEMENTAMOS UN SISTEMA DE OBSERVACION UTILIZANDO REDES INFORMATICAS Y CAMARAS AUTONOMAS CON PROTOCOLO IP?

Como hemos mencionado en la nota anterior, las redes de transmisión de datos pueden aprovecharse para enviar imágenes de CCTV y evitar así el tendido de cables coaxiles.
Una cámara de red o más comúnmente denominada cámara IP es un dispositivo que contiene la cámara, un chip de compresión y un microprocesador. Este último es pequeño y está especializado para aplicaciones en red.

Este tipo de cámaras tienen su propia dirección IP y se conectan a la red como cualquier otro dispositivo. Incorporan el software necesario de servidor web, servidor o cliente FTP (File Transfer Protocol), de correo electrónico, etc. y tienen la capacidad de ejecutar pequeños programas personalizados denominados scripts. No necesitan estar conectadas a una PC para funcionar.

Una cámara IP está compuesta por el procesador (CPU), la memoria Flash y la memoria Dram.

Se debe tener en cuenta que muchas cámaras web o webcam, se comercializan como cámaras de red, pero realmente precisan estar conectadas a una PC a través de un puerto de conexión USB o a través de un cable. Para este tipo de productos, la PC se utiliza para la conexión a la red.

Las cámaras IP están equipadas con entradas y salidas digitales. La entrada puede ser usada para que la cámara active la transmisión de imágenes y poder visualizarlas remotamente.
Las salidas digitales se usan por ejemplo, para abrir en forma remota una puerta, o para encender y apagar una luz de una dependencia dentro de un edificio.
Las cámaras IP con memoria (buffer) pueden guardar y enviar las imágenes que fueron captadas antes de que se haya producido una alarma.

El vídeo en red tiene miles de aplicaciones. Simplemente se puede añadir una cámara a  la red IP existente y visualizar las imágenes en directo desde una PC. No se necesita software adicional, simplemente utilizar un navegador web.

El sistema de vigilancia IP permite transmitir imágenes y almacenarlas en un servidor remoto a través de la red, haciendo muy difícil el sabotaje o la destrucción de evidencias delictivas.

En algunos casos, en particular donde el ancho de banda de la red es limitado, se pueden almacenar localmente las imágenes de vídeo en un DVR. Esta solución permite que las fuentes de vídeo analógicas se conviertan y almacenen como grabaciones digitales. A estas se puede acceder en cualquier momento desde una PC a través de la red.

La resolución de las cámaras analógicas se mide habitualmente por el número de líneas horizontales de TV. La resolución de las cámaras digitales se mide en función del número de píxeles del CCD.

Ejemplos de conversión:
512x492 píxeles = 330 líneas horizontales de TV
512x582 píxeles = 380 líneas horizontales de TV
640x480 píxeles = 400 líneas horizontales de TV
768x492 píxeles = 470 líneas horizontales de TV
768x582 píxeles = 770 líneas horizontales de TV
1280x960 píxeles = 800 líneas horizontales de TV

Cuando se emplean imágenes digitales es posible seleccionar la calidad de imagen deseada. Se debe recordar que cuanto mayor sea la calidad de las imágenes mayor será la cantidad de datos. Las imágenes de mayor calidad precisan más tiempo para ser transmitidas y más espacio en disco duro para ser almacenadas.

Se debe tener en cuenta que:
Las imágenes más grandes precisan menos datos que las pequeñas.
Las imágenes más comprimidas requieren menor cantidad de datos que las que emplean bajos factores de compresión.
Cuanto mayor sea la compresión, las imágenes serán más borrosas.
Las escenas con más detalles generen más datos que aquellas con menos detalles. Por ejemplo, una imagen en color de un árbol genera mucha mayor cantidad de datos que una pared pintada en un solo color.

Las imágenes digitales y las de vídeo digital se comprimen siempre con el fin de economizar espacio en los discos duros y para hacer más rápida la transmisión de las mismas. Los factores de compresión habituales están entre 10 y 100. Una imagen con una resolución de 640x480 píxeles ocupa aproximadamente 600 kB (2 bytes por píxel). Comprimiéndola 25 veces el tamaño de la imagen estará en el orden de los 25 kB.

El análisis de los distintos estándares de compresión los hemos realizado en la nota anterior.

Redes IP
IP es el protocolo de comunicaciones de mayor difusión en la actualidad. Es el protocolo en el que se basa Internet, el correo electrónico, etc. y casi todas las nuevas redes que se instalan. Una de las principales razones de su popularidad es su escalabilidad. En otras palabras, funciona bien tanto en pequeñas instalaciones como en las más grandes y está soportado por una creciente variedad de equipamiento de alto rendimiento y bajo costo.

En cualquier oficina moderna la mayoría de las computadoras de la empresa se hallan conectadas a través de una red Ethernet (norma o estándar  que determina la forma en que los puestos de la red envían y reciben datos sobre un medio físico compartido que se comporta como un bus lógico, independientemente de su configuración física) formando una red de área local (LAN), o una LAN inalámbrica.
Todas las computadoras modernas incorporan una tarjeta de conexión a redes Ethernet o se le puede instalar fácilmente. Si se instala una conexión a Internet, lo más probable es que incorpore un conector Ethernet.

Ethernet a 10 Mbit se usa en edificios de oficinas y es una arquitectura de red que soporta transferencias de hasta 10Mbit/seg. Emplea cable de cobre de par trenzado. El uso de conmutadores elimina las colisiones y permiten usar el 100% de la capacidad de la red.
Ethernet a 100 Mbit  soporta transferencia de datos de hasta 100 Mbit/seg. Aunque es más nuevo y rápido que Ethernet a 10 Mbit en el resto de los aspectos es exactamente igual.

El vídeo IP puede transmitirse casi a cualquier parte. No está limitado por un medio particular y actualmente es de uso común sobre redes LAN conmutadas a 10Mbit, 100Mbit y 1Gbit y sobre redes inalámbricas
Dentro de un edificio se recomienda el empleo de redes Ethernet a 100 Mbits.
Ethernet se basa en una tecnología muy probada que se ha modificado y actualizado a través del tiempo y cumple con los requerimientos actuales de velocidad de transmisión de datos. Debido a su popularidad, es razonablemente barata.
Las redes Ethernet a 100 Mbit emplean cables de cobre de par trenzado. Este cable puede estar apantallado para evitar ruidos. La longitud de cable máxima está en torno a 100 metros. Si es necesario conectarse a distancias superiores existen diferentes dispositivos que lo hacen posible: fibra óptica o redes inalámbricas.
La velocidad de transmisión se expresa en bits por segundo. Un byte lo componen 8 bits. Para la transmisión de un byte se emplean, aproximadamente, otros dos bits adicionales para control, lo que supone que para transmitir un byte son necesarios 10 bits.

1byte/seg. ~ 10 bits/seg.
1kbit/seg. ~ 1000 bits/seg.

El ancho de banda es la máxima cantidad de datos que pueden pasar por un camino de comunicación en un momento dado, normalmente medido en segundos. Cuanto mayor sea, más datos por segundo podrán circular por dicha vía.

Ancho de banda = Tamaño del fichero x cantidad de imágenes/seg. x 10

Módems ADSL
Los servicios de transmisión de ADSL son cada día más populares y están disponibles desde la mayoría de las compañías telefónicas.
Los Módems ADSL son cada día más comunes. Se paga una cuota fija mensualmente y se está conectado 24 hora al día. La velocidad puede variar dependiendo del proveedor, por lo que se recomienda comprobar las ofertas de los operadores locales.

La velocidad difiere en el envío y recepción de datos. Si la velocidad de bajada (recepción) es de 1 Mbit/seg. la de subida (envío) puede ser de aproximadamente entre 64kbits/seg a 250 kbits/seg.

Debe tenerse en cuenta que para transmitir imágenes a un puesto remoto utilizando ADSL se debe utilizar un router.

Los componentes básicos de una red Ethernet son:

HUBS y ROUTERS
Los hubs o concentradores se usan como una caja de conexión que permite que diferentes equipamientos compartan una misma conexión Ethernet. Normalmente
es posible conectar entre 4 y 24 dispositivos a un hub. Si es necesario usar más dispositivos se puede añadir otro hub.
Para que la red sea más rápida se emplean hubs conmutados y routers  Estos dispositivos permiten la transmisión de varios paquetes de datos simultáneamente.
Se define un router como una pieza de hardware o software que conecta dos o más redes. Es una pasarela entre dos redes. Asegura el encaminamiento de una comunicación a través de una red.

DIRECCIONES IP
Cada dispositivo de una LAN debe tener una dirección única. A esta se le denomina comúnmente dirección IP y a veces se la refiere como dirección Ethernet. Una dirección IP está formada por 4 conjuntos de hasta tres números separados por un punto; cada número se halla comprendido entre el 0 y el 255. Por ejemplo, una dirección podría ser:
192.36.253.80.
Los primeros tres grupos de números son comunes a todos los dispositivos conectados al mismo segmento de red, por ejemplo, siguiendo el caso anterior, todas las direcciones IP de las unidades conectadas a ese segmento de red empezarían por 192.36.253
Cada dirección IP se divide en 65.535 puertos. Las diferentes aplicaciones emplean diferentes puertos IP.
El protocolo que se usa para la navegación web, el http (siglas de HyperText Transfer Protocol, el método utilizado para transferir ficheros hipertexto por Internet), usa habitualmente el puerto 80 (en el ejemplo anterior sería 192.36.253.80).

Acceso Remoto
El proveedor de servicios de Internet, además de instalar la conexión ADSL y el módem, puede proveer una dirección IP fija para acceder a las imágenes de las cámaras.
Otra opción es trabajar con una IP dinámica ingresando a un Sitio gratuito que brinde el servicio, algunas veces ofrecido por el fabricante de las cámaras. En este caso es importante realizar pruebas preliminares para comprobar la fiabilidad de la conexión.