Analogové CCTV
UTC
• • • •
Analogové SD systémy UTC UTC = Up The Cable ovládání OSD menu kamery přes video signál Sony Effio-E/S/P a Nextchip 2090 není to automatická vlastnost Technicky - binární signál vložený do vertikálního zatemňovacího pulzu
Na www.asm.cz hledej kamery s UTC vlastností
Analogové SD systémy UTC UTCOSD-105 ovladač pro přístup do OSD menu baterka 3V, BNC samec-samice
do DVR
ke kameře
MCCD „star-light sensitive“
MCCD • CMOS snímač s vnějším rozhraním jako CCD snímač • Snímače – BG0601 ~ 700TVL, 20,6V/lux*sec – BG0605 ~ 1200TVL, 13,6V/lux*sec pozn. běžné 1/3“ 0.5Mpix kamery 2~5V/lux*sec
• DSP – Nextchip NV2040 – Fullhan FH8520
MCCD Náš test: • BG0605 + FH8520 • model s 850nm a 940nm přísvitem • 6mm objektiv nedostupnost kratších f v 1/2“ formátu (6mm 1/2” ~~ 4mm 1/3”) • vyšší citlivost bez slow shutteru t.j,. bez rozmazávání objektů při pohybu
MCCD OUTIR1200M2W-6-94
MCCD OUTIR1200M2K-6-85
CMOS SONY IMX138 OUTIRDC76050OW-2812
CCD Super HAD II + Nextchip 2040 OUTIRDC750OW-2812
MCCD OUTIR1200M2W-6-94
mnohem vyšší citlivost MCCD, model pro 940nm CMOS SONY IMX138 OUTIRDC76050OW-2812
celkově menší citlivost na IR moderní CMOS s velkým dyn. rozsahem
MCCD OUTIR1200M2K-6-85
rovnoměrně nasvícená scéna MCCD, model pro 850nm CCD Super HAD II + Nextchip 2040 OUTIRDC750OW-2812
Šum nerovnoměrné nasvícení SuperHAD 2. generace, běžný typ
MCCD OUTIR1200M2K-6-85 850nm, 6mm, do 50m OUTIR1200M2W-6-94 940nm, 6mm, do 30m
Souboj HD systémů
Existující HD systémy jejich největší bolesti
IP kamerové systémy • komplexnost síťové a aplikační vrstvy • nekompatibilita, ONVIF • latence
HD-SDI • dosah? zesilovač, opakovač • cena? už minulost..
HD systémy
HD-CVI AHD HD-TVI
Analogové HD systémy záměr Princip: • bezproblémový upgrade z analogových SD na HD • levně! • po běžném (laciném) koaxiálním kabelu bez 100m délkového omezení (jako u HD-SDI) • zcela stejná infrastruktura jako analogové SD kamery • dosáhnout tržní dominance = být standardem ?
Analogové HD systémy
Proč hned tři? HD-CVI == Dahua AHD == Nextchip HD-TVI == Hikvision
Analogové HD systémy Jak to funguje? Analogový systém tak jak jej známe dnes se zvýšením pracovních kmitočtů. ! VELMI ZJEDNODUŠENO !
Analogové HD systémy Výhody – Nevýhody • • • •
vzájemná nekompatibilita systémů žádný standard nejistá budoucnost systémů zmenšující se cena vs. HD-SDI a vyřešení délkových omezení u HD-SDI • popularita IP řešení navzdory všem jejich nevýhodám z komplexnosti • ne až tak velký sortiment kamer/snímačů
HD-CVI
• • • • • •
HD-CVI = High Definition Composite Video Interface Autor: Dahua Technology Verze: 1.0 Výrobci čipů: Dahua Technology existence: cca. 4/2012 začátek prodeje: 9/2013 od začátku verze 720p i 1080p
HD-CVI Výhody • Rozlišení – –
720p (1Mpix) - 1280x720 / 25 fps 1080p (2Mpix) – 1920x1080 / 25fps
–
720p 500m / 1080p 300m na běžné RG59 kabeláži
• Přenosové cesty
• Souběžný přenos zvuku a ovládání, – –
DVR mají volbu zda se zvuk bere z HD-CVI kamery nebo z analog vstupu PTZ přes HD-CVI, OSD kamery přístupné z DVR
• Real-time, bez latence –
latenci reálně způsobuje jen výkon DVR či jeho implementace, ne protokol
–
minimální problém upgradovat z analogového SD na HD
• Téměř shodná infrastruktura jako u analogu • Ucelený sortiment –
včetně PTZ kamer
HD-CVI Nevýhody • Zpětná kompatibilita – žádná – snaha dělat DVR s automatickou detekcí analog/HD-CVI – modely se spínačem na přepnutí do CVBS – nové řady DVR umějí samostatně detekovat typ kamery analog/CVI
• Standard – žádný – http://www.highdefcctv.org/, Steering member = Dahua – utajování skutečných parametrů
• Obtížně odhadnutelná životnost „standardu“ – 1. rok existence na trhu
HD-CVI – technický princip • žádný skutečný popis technologie zveřejněn nebyl http://www.dahuasecurity.com/hdcvi/ • nejblíže realitě popis z 6/2012 http://www.edn.com/design/analog/4402915/1/Transmitting-HD-video
• korigováno dle vlastních měření…
HD-CVI – technický princip • vychází se z NTSC • nejde o digitální kompresi • analogová ztrátovost využití akceptovatelnosti postupné degradace signálu v analogových systémech • počítá s útlumem 30dB @ 73MHz • QAM modulace (jak hluboká?)
HD-CVI – technický princip Struktura signálu • snímky oddělené synchronizačním signálem - sledem pulzů pro vertikální synchronizace, totožné s NTSC
HD-CVI – technický princip snímky oddělené sync. signálem Sync. signál
jeden snímek – 25Hz
720p
1080p
HD-CVI – technický princip Struktura signálu • jednotlivé řádky oddělené synchronizačním pulzem (rovněž negativním) • následuje vkládaný puls nosného kmitočtu • za ním oblast pro video a audio
HD-CVI – technický princip Struktura signálu jeden řádek 720p
Pulz nosného kmitočtu
Sync. puls
Video + audio
HD-CVI – technický princip spektrum - významné kmitočty Pomocná nosná: 21,8MHz @ 720p (srovnání s PAL: 4,4MHz) Spektrum: do ~26MHz @720p
37,8MHz @1080p
do ~43MHz @1080p
Kmitočet obrazových bodů (určeno výpočtem, modulováno, nejde o kmitočet spektra): 29MHz @ 720p 67,5MHz @1080p (srovnání s PAL: 13,6MHz) Ideální pasivní prvky s pásmem: 720p do ~30MHz 1080p do ~ 45MHz
HD-CVI – technický princip testy rušení Analogový systém SD i HD => podobné neduhy (zemní smyčka, poruchy synchronizace atd.) V návrhu se ale zjevně na řadu z nich myslelo • pomalejší náběžné hrany synchro signálů • posunutí chromy za luma Efekt: • při překročení povoleného útlumu nejdříve ztráta barvy (vyšší kmitočet který chromatická složka okupuje) • žádný vliv NF signálů do 2MHz, největší efekt kolem sub-nosné (ztráta barev, 20-23,5MHz u 720p systému) • lze čekat rušení od pulzních zdrojů ~100kHz – průmyslové provozy
HD-CVI sortiment kamer odstupňované vlastnosti produktových řad: • Lite – jen 720p, PixelPlus – bez OSD, bez audio, jen kompaktní řady
• Pro – – – –
720 i 1080p OSD, přepínač mezi HD a SD nový DSP procesor DH500 Sony Exmor
• Ultra – – – – –
duální napájení 12V DC/24V AC autoiris alarm in/out audio-in nejkvalitnější řady snímačů
HD-CVI sortiment DVR • hybridní IP/HD-CVI/analog – v jednom zařízení HD-CVI + analog + IP – HD-CVI + analog na stejném BNC konektoru, automatická detekce – synchronní přehrávání všech vstupů – IP ONVIF 2.4
modely: HCVR74xx,78xx HCVR52xx-V2, 54xx-V2, 58xx-V2
1080p/25fps 1080p/12fps, 720/25fps
• řady iHCR – rozšířené o videoanalytiku detekce tváře
AHD
AHD • • • • • • •
AHD = Analog High Definition Autor: Nextchip ? Verze: 1.0 Výrobci čipů: Nextchip Aplikant: každý Nextchip zákazník Začátek prodeje: 5/2014 aktuálně jen do 720p chystá se 1080p
AHD Výhody • Rozlišení – AHD-L 960H – AHD-M 720p (1Mpix) - 1280x720 / 25 fps – AHD-H 1080p (2Mpix) – 1920x1080 / 25fps
• Přenosové cesty – 720p 500m / 1080p 300m na běžné RG59 kabeláži
• Real-time, bez latence • Téměř shodná infrastruktura jako u analogu – minimální problém upgradovat z analogového SD na HD
AHD Výhody • zpětná kompatibilita – – – –
DVR zařízení automaticky poznávají AHD-L, AHD-M a CVBS Na DVR simultánně pracují všechny typy AHD-L kompatibilní s 960H přímo kamery mají přepínač mezi AHD a CVBS režimem
• následování zvyklostí
– OSD již od nejlevnějších kamer
AHD Nevýhody • Zatím není čipset pro AHD-H (1080p) • Není souběžný přenos zvuku – marketing uvádí že je, žádné volby jak DVR tak u kamery však nejsou, rovněž čipové sady zvuk nemodulují
• Není definovaný přenos ovládání kamer • Standard – žádný – otevřenost ze strany výrobce, nemá tendence ovládnout trh se svými kamerami, je to dodavatel čipů s velkým záběrem trhu – vnímán jako „open-standard“…což námi chápáno jako výhoda – obtížně odhadnutelná životnost „standardu“ – dají se očekávat revize, AHD 2.0, 3.0 …
AHD – technický princip • principiálně totéž jako HD-CVI • jiné frekvence nosného kmitočtu a pixel-clock • rozdíly v modulaci chromy – pozn. kamera HD-CVI zapojená na AHD DVR = čb, čistý obraz kamera AHD zapojená do HD-CVI DVR = čb, rastrový (nedívatelný) obraz
AHD – technický princip Struktura signálu jeden řádek jeden řádek 720p
Pulz nosného Pulz nosného kmitočtu kmitočtu
Sync. puls
Video + audio Video
AHD – technický princip spektrum - významné kmitočty Pomocná nosná: 11,47MHz @ 720p (srovnání s PAL: 4,4MHz, HD-CVI 21,8MHz) Spektrum: do ~28MHz (srovnání s HD-CVI: 26MHz) Kmitočet obrazových bodů: 35,8MHz určeno výpočtem, modulováno, nejde o kmitočet spektra (srovnání s PAL: 13,6MHz, HD-CVI 29MHz @720p ) Ideální pasivní prvky s pásmem: 720p do ~30MHz
HD-TVI
• • • • •
HD-TVI = High Definition Transport Video Interface Autor: Techpoint Verze: 1.0 Výrobci čipů: Techpoint Aplikant: Hikvision, TVT,… Začátek prodeje: 8/2014
Analogové HD systémy srovnání Rozlišení
Audio v protokolu
Zpětná podpora PAL/NTSC (D1) UTC a RS485 v protokolu Dosah 720p/RG59
HD-CVI
AHD
HD-TVI
1080p 720p
720p 1080p na Q4/2014
1080p 720p
Ano
Deklarováno Neimplementováno
Ano
Ne, Tribridy
Ano, do 720p
Ne, Tribridy
Ano
Neimplementováno Není důvodu proč ne
Ano
500m
500m
300-500m
Analogové HD systémy společné vlastnosti – analogové neduhy Stejné neduhy jako všechny analogové systémy: - vyrovnávání napěťových potenciálů (pruh putující nahoru-dolů) - útlum signálu tj. především na vyšších kmitočtech (ztráta barev, ztráta detailů) - poruchy synchronizace tj. útlum na nízkých kmitočtech ( přerušování, „škubání“ obrazu ) - rušení ( jemné proužky a sítka)
Analogové HD systémy společné vlastnosti – koax „RG-59 dosah 720p 500m, 1080p 300m“ Dosahy: Původní návrh 30dB @ 73MHz jako limitní pro 720p/60 (tj. jako 1080p/30). Vzhledem k měřením praktická čísla: HD-CVI 30dB @30MHz/720p 30dB @45MHz/1080p AHD 30dB @30MHz/720p Cu vodič@30MHz/@45MHz/100m dB/km RG-59/0.6mm ~ 5,2/6,4 RG-59/0.8mm ~ 4,1/6,3 RG-6/1.0mm ~ 3,2/3,9
dosah 720p/1080p 500/300m 700/450m 900/750m
Pozn. test .. RG-59/0.8mm, 1080p přes 400m bez problémů. Pozn. pasivní prvky pro koax. např. bleskojistky bez problému.
Analogové HD systémy společné vlastnosti – UTP přenosy • funkční i bez balunu – impedanční nepřizpůsobení – v závislosti na délce vedení očekávat nepříjemné efekty, obvykle hned obraz s defekty, používat jen v nouzi
• běžné baluny (definované do ~8MHz) – 720p, 100~200m (HD-CVI 720p >300m) – 1080p, 50~70m (tj. test jen HD-CVI 1080p)
• baluny pro HD-CVI/AHD/HD-TVI (dle měření dodavatelů) – 720p na 250m~400m CAT5E – 1080p na 200m CAT5E Pozn. čím se liší „běžný“ od „HD-CVI“ balunu? 720p… někdo ho změřil a otestoval 1080p…skoro jistě nutná i konstrukční změna
Analogové HD systémy společné vlastnosti – přenos po optice Přenos signálu po optickém vlákně • nové modely optických vysílačů a přijímačů Pozn. moc odlišné od současných nejsou .. ad testy modelu jako XT-VT1401
Analogové HD systémy Scénář rozšiřování SD analog. systému HD-CVI – pouhá změna DVR pokud má volbu režimu kamery, jinak i náhrada kamer
AHD – změna DVR kdykoliv, standardně akceptuje i analog SD kamery
• Koax. kabeláže beze změny • UTP kabeláže změny v balunech pro nově instalované HD kamery
Kdy co nabídnout Rozhodovat se dle: 1.) přenosových cest, tj. proveditelnosti 2.) real time potřeby (cca. 250ms) vyloučeno užití IP kamer
3.) dostupnosti potřebné kamery - rozlišení, snímač, clona, přísvit, krytí, ohřev, stěrač, antivandal, zoom např. PTZ kamery – dostupné v analogu, menší sortiment v IP a HD-SDI
4.) odhadu budoucnosti u zákazníka: tj. trápí Vás pokud za 3~4 roky dodaný systém možná nepůjde rozšiřovat? – stabilní partner => HD-SDI – následuje marketing => HD-CVI, IP – preferuje cenu => AHD, analog
HD-SDI
HD SDI
SDI - Serial Digital Interface •
Elektrická/fyzická přenosová vrstva
• •
Standardizována SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) Vznikla pro HDTV studiové kvality
SD-SDI = 270Mbps HD-SDI = 1485Mbps 3G-SDI = 2970Mbps •
Aktuální tržní synonyma pro užívání HD-SDI – HDCCTV, HD over coax, „megapixel over coax“
HD-SDI - opakování HD-SDI – High Definition Serial Digital Interface • Datová rychlost 1 485Mbps (1,5Gbps) • •
Standard SMPTE-292M v roce 1998 Globální standard
• • • • • • •
komunikace je jednosměrná elektricky je signál 0,8Vp-p NRZI kódování, 1,485GHz přenášet lze různá rozlišení, obvyklé 1920x1080/25fps audio obsaženo (až 16 kanálů, každý 48kHz/24bit) barevné kódování 20bit komunikace zahrnuje CRC
HD-SDI - opakování HD-SDI Obvyklá rozlišení – Evropa: • • •
720p50 - 1280x720 - 50 fps - 0,92Gb/s 1080p25 - 1920x1080 – 25 fps - 1,04Gb/s 1080i50 - 1920x1080 – 50 fps prokládaně - 1,04Gb/s
• • •
poměr stran 16:9 jiné rozměry a formáty možné ale nepopulární jiné fps možné (60,50,30,25,24), záleží spíše na možnostech DVR, standard je zná
HD-SDI – spektrální profil • nezkreslený signál max. 1852MHz • nejvyšší potřebný pracovní kmitočet 742.5MHz • reálné spektrum cca. 35-970MHz • nemá DC složku – možnost ovládání a napájení v jednom kabelu • je tolerantní vůči NF rušení - odolné proti klasickému brumu • nelze používat NF součástky - baluny, oddělovače
HD-SDI – přenosová média – opak. Koaxiální kabely • • • • • •
„libovolný“ 75Ω kabel dosah dán především útlumem specifikace povoluje 20dB @ 743MHz realisticky se předpokládají zařízení akceptující útlum 30dB doporučuje se 10% rezerva vyhýbat se nadměrnému počtu konektorů
Dosahy se započtenou rezervou: – – – –
RG59 (0.65mm Cu jádro, 5-6mm): 72m-108m RG59 (0.81mm Cu jádro, 6mm): 85m-128m RG6 (1.0mm Cu jádro, 7mm): 105m - 158m RG11 (1.7mm Cu jádro, 10mm): 160m - 245m
HD-SDI řešení dosahu • • • • • •
největší omezení max. 100m na RG59 levně a elegantně vyřešeno „opakovačem“ datový kompresor vložený do linky dosah na RG59 přes 300m pracuje v páru, žádné nastavování má se dokonce stát v budoucnu součástí kamer a DVR
HD-SDI řešení dosahu HDRP-101L – 12V DC, do 1W – 88x33x22mm, montáž i na stěnu
Kamera
TX 100m
>300m RG59
DVR
RX 100m
HD-SDI řešení dosahu - princip • řešeno specializovaným čipem Eyenix EN331 • HD-SDI na vstupu kompresováno do JPEG ve vysoké bitové rychlosti • vizuálně prakticky nedetekovatelné PSNR (peak-to-signal ratio) >40dB • kompresuje se průběžně (po 20 řádcích) => velmi nízká latence 100us • odvysíláno na rychlosti 270Mbps • kmitočty odpovídají vysílání v SD-SDI (EX-SDI) • přijato, dekompresováno • HD-SDI na výstupu
HD-SDI řešení dosahu Dosahy na koaxiálních vodičích námi testováno: • RG-59/0,6mm - 400m • RG-59/0,8mm - 400m • RG-6/1mm - 500m
HDRP-101L
(nezahrnuje délkové segmenty před a po opakovači)
Dosahy UTP CAT5E (pozn. HD-SDI jinak ~30m)
• s frekvenčně vhodnými baluny BPH11 a BPC11FF-2 otestováno na 120m • lze i souběh více kamer v kabelu
Děkuji za pozornost Další informace na www.asm.cz www.asm.sk www.planet.com.tw www.lanvision.cz
Technická podpora www.asm.cz, ftp.asm.cz
[email protected]
