Видеонаблюдением я занимаюсь с 2008 года. Я тогда подбирал системы для небольших коммерческих помещений: офисов, производств, общепита, автомоек и прочего. Случались квартиры и загородные дома. Для коммерческих помещений основной критерий был «решить задачу дешевле». Для квартир и домов — «покачественнее (для себя же, не для работы), но всё равно недорого». Тогда уже были два варианта систем: аналоговые и цифровые (IP). Эти же два варианта есть и сейчас, но в несколько продвинутом варианте. Расскажу подробнее про возможности систем видеонаблюдения в 2021 году.

Аналоговые камеры

Аналоговые видеокамеры дают на выходе примерно такой сигнал:

Вообще, аналоговый (в отличие от цифрового) сигнал представляет собой не нолики и единички, а последовательность уровней, как на картинке осциллографа выше. Простой аналоговый видеосигнал можно подключить к телевизору (даже самому старому) на аналоговый вход, который называется «колокольчик», он же по-правильному RCA.

В разъёме есть просто плюс (который в центре) и минус (который круглый снаружи). По проводу с двумя такими разъёмами на каждом конце мы привыкли передавать аудиосигнал (стерео, поэтому два провода). А по одному можно передавать не очень качественное (в отличие от HDMI) видео. Аналоговые видеокамеры предельно просты по своему устройству и подключению. Самая примитивная камера, как те, что уже были в ходу в том самом 2008 году, выглядит примерно так:

Это квадратная плата, в центре у неё светочувствительная матрица, а на матрице объектив. Объектив определяет угол обзора камеры. От камеры идут три проводочка: красный для +12 вольт, чёрный для земли и жёлтый для видеосигнала. Подключаем к чёрному и красному 12 вольт, к жёлтому и чёрному разъём RCA, подключаем к телевизору и получаем картинку — готово. Остаётся только вставить камеру в какой-нибудь корпус: купол, буллет или уличный термокожух с влагозащитой и подогревом.

В те самые старые времена для удешевления и универсальности бралась такая камера с нужными характеристиками объектива и матрицы и устанавливалась в нужный корпус. Уличные корпуса требовали питание 220 вольт и имели внутри трансформаторный блок питания и нагревательный элемент, который при подаче 220 вольт просто грел корпус изнутри. Для серьёзных задач брались камеры в так называемом «стандартном корпусе» с нормальным объективом и устанавливались либо в помещении на кронштейн, либо в тот же уличный кожух.

Сейчас такими вещами как сборка камеры из отдельно видеомодуля и кожуха никто не занимается, кроме случаев, когда нужен кожух для специальных условий (взрывозащищённость или мороз до -60 градусов). Видеокамеры всегда продаются уже в сборе, а уличным камерам отдельный подогрев не нужен.

В чём измеряется разрешение аналоговой камеры? В ТВЛ — телевизионных вертикальных линиях. Это термин из телевидения. Картинка рисуется не попиксельно (вообще понятия пикселя там нет), а вертикальными линиями на экране. То есть, если бы мы могли видеть с гораздо большим количеством кадров в секунду, мы бы видели, как картинка на старом телевизоре обновляется вертикальными линиями слева направо. Были камеры 380ТВЛ — это очень низкое качество, как картинка с 380 пикселями по горизонтали. Не совсем плохо, что-то видно при этом, конечно. Были камеры (уже не помню точных цифр, могу ошибиться) 450-480ТВЛ (как видео на youtube в самом низком качестве), были 600ТВЛ (это уже круто!), далее появились 800ТВЛ, 900ТВЛ и даже очень дорогие 1100ТВЛ.

То есть, если не брать крайности, наивысшее качество картинки соответствует разрешению примерно 720х480 пикселей. Предположим, что камера смотрит на улицу и ширина картинки от одного края до другого составляет 10 метров. Делим на количество ТВЛ и получаем, что лицо человека по ширине получится в 10 линий. Узнать знакомого можно, а вот составить фоторобот незнакомого не получится. Внесём поправку на объектив, который чуть размывает картинку и корпус камеры в пыли. Для оценки количества машин на автомойке — достаточно. Для безопасности очень мало.

В общем, что вот эти аналоговые камеры отличаются не очень высоким разрешением картинки и очень простым подключением — из камеры сразу выходит аналоговый сигнал, готовый к подключению к телевизору или регистратору. Очень часто простые системы видеонаблюдения включали в себя дешёвые автомобильные телевизоры, удобные тем, что сами питались от 12 вольт, имели в комплекте настенный кронштейн и один или два аналоговых входа. Плюс телевидение ловили. Можно повесить такой в прихожей и смотреть картинку с камер, именно так часто и делали. Если нужно было вывести на телевизор две видеокамеры, а видеовход у него был один, можно было взять обычный переключатель, как для света, и переключать камеры.

Было ещё такое устройство — квадратор. На него мы подключаем несколько аналоговых камер, а на выходе получаем аналоговую картинку, на которой сразу все камеры отображаются. Если камер 4, то каждая камера занимает четверть экрана. Такую же картинку можно было получить на выходе регистратора, но регистратор, который обеспечивает запись на жёсткий диск, был нужен не всем. Со временем регистраторы становились всё дешевле, в какой-то момент стали дешевле квадраторов, и квадраторы совсем ушли с массового рынка.

Вот такой экскурс в историю аналоговых камер. Ещё два момента касательно них. Во-первых, аналоговые камеры (как и AHD, о которых ниже) подключаются разъёмом BNC. Он выглядит так:

Физически никакой разницы с RCA — те же плюс (штырёк внутри) и минус (всё, что снаружи), но крепление более надёжное благодаря фиксирующей закручивающейся части. Если дёрнуть кабель — штекер не вылетит (зато вылетит кабель из штекера, если плохо прикручен).

Второй момент — видеосигнал передаётся по коаксиальному кабелю. Которым прокладывается телевидение, 75-омным. Чем качественнее кабель и чем лучше проложен (с соблюдением расстояния от силовых кабелей), тем на большее расстояние можно передать видеосигнал, считается, что в среднем до 100 метров.

Для подключения аналоговых камер есть специальный комбинированный кабель из соединённых друг с другом коаксиала и ШВВП 2х0.75 (или 2х0.5) для передачи 12 вольт питания камеры. При использовании такого кабеля надо считать падение напряжения, чтобы 12 вольт не просели при длинном кабеле и большой нагрузке.

Видеорегистратор — это окно в мир для аналоговых камер. Он осуществляет запись картинки с них на жёсткий диск (как в компьютере, формата SATA 3.5 дюйма), функции поиска по архиву, квадрирование картинки (чтобы посмотреть все камеры на одном экране), доступ через интернет к просмотру онлайн и записям. Я застал время, когда регистраторы были без выхода в интернет и с аналоговым выходом видеосигнала. Потом появились регистраторы с интернетом (с просмотром через web интерфейс в Internet Explorer исключительно либо с приложением для Windows) и выходом HDMI для подключения мониторов с более высоким разрешением (сами камеры могли иметь низкое, но несколько на экране уже требовали FullHD). Потом с развитием iOS и Android появились приложения для регистраторов, поначалу также безумно неудобные. Обязательно для доступа к регистратору через интернет нужен был статический IP адрес и мучительный проброс портов на роутере (не все роутеры это умели).

Сейчас таких проблем нет. У самого дешёвого-раздешёвого современного регистратора с Aliexpress есть и HDMI выход (а вот аналогового выхода уже давно нет), и приложения для iOS и Android, и облачный сервис для просмотра без статического IP, поддержка и аналоговых, и AHD, и IP камер. Отличие разных моделей в количестве и разрешении поддерживаемых камер, стабильности работы облака и удобстве приложений.

Были, кстати, такие вещи как платы видеозахвата. Это плата, которая вставляется в компьютер в материнскую плату и сама оцифровывает картинку с подключенных видеокамер. Поскольку полноценный компьютер имеет гораздо больше возможностей, чем видеорегистратор с достаточно простым интерфейсом, работать с видео становится гораздо удобнее. Решение на базе платы видеозахвата были дешевле, если уже есть постоянно работающий компьютер с жёстким диском достаточного объёма. Если компьютера нет или ставить его негде, удобнее видеорегистратор: он компактнее, его можно запереть в сейфе, работает надёжнее, чем комп с Windows.

Вот такой ликбез. Самое главное: сейчас обычные аналоговые (не AHD, о которых ниже) камеры для видеонаблюдения используются крайне редко. В каких-то самых дешёвых самодельных решениях. Или, например, в вызывных панелях недорогих домофонов, где требования по качеству невысокие (лицо человека с расстояния 1-2 метра). Или для видеонаблюдения в подъезде для подключения к недорогому монитору домофона. Аналоговые камеры сейчас вытеснены цифровыми и AHD камерами.

IP камеры, кстати, были уже тогда, давно, но стоили очень дорого, а преимуществ в качестве давали не очень много, поэтому для частных объектов почти не применялись за неоправданностью цены.

IP видеокамеры

IP видеокамеры, они же цифровые, отличаются тем, что каждая камера является частью компьютерной сети. У каждой камеры есть свой IP адрес и порт передачи данных. Как правило, порта два: для передачи потока и web-интерфейс.

IP камера всегда дороже аналоговой, так как в ней содержится небольшой компьютер, работающий с видео и аудиосигналами, имеющий интерфейс Ethernet, сжимающий видео в нужном качестве и разрешении и имеющий различные встроенные функции. Например, прямо в камере мы можем настроить работу встроенного в неё детектора движения, приватные зоны (которые не передаются на сервер), микрофона.

Кстати, ещё минутка ностальгии. Всегда было особым искусством подключиться к IP камере или видеорегистратору с компьютера, а настроить удалённый доступ со статическим IP адресом — вообще высший пилотаж. Дело в том, что для подключения к интерфейсу нужна была поддержка ActiveX в браузере, она есть только в Internet Explorer. ActiveX — это такая среда исполнения приложений в браузере, а web интерфейс камеры или регистратора, который должен отображать нам видеопоток в собственном формате устройства, требует отдельного приложения. Internet Explorer крайне негативно относится к «неподписанным» приложениям ActiveX, так как они создают угрозу безопасности, поэтому попытку интерфейса камеры запустить приложение просто игнорировал. Нужно было сначала в настройках Internet Explorer добавить IP адрес в доверенные, затем разрешить доверенным запуск любых ActiveX, затем установить этот элемент ActiveX и надеяться на то, что заработает, потому что может и вовсе зависнуть при запуске. А проброс портов и сейчас может стать квестом, включающим общение с провайдером.

Так вот, IP камера подключается к компьютерной сети интерфейсом Ethernet, то есть, витой парой. Питание камеры либо 12 вольт отдельным кабелем, либо через ту же витую пару (это называется PoE — power over ethernet). Существует даже специальный комбинированный кабель UTP + ШВВП для питания, но использовать PoE гораздо удобнее, если только камера не слишком далеко, тогда нужно искать источник питания рядом с камерой. Вот такую схему нашёл, достаточно понятную: камеры подключены к коммутатору в одной локальной сети, питание от блока питания 12 вольт либо видеосервера со встроенным коммутатором с PoE.

Установка IP камеры такая же, как у аналоговой, они даже внешне отличаются только разъёмами, больше ничем. А вот настройка сложнее. Для аналоговых камер достаточно подключить к камере питание и сигнал — на мониторе видим картинку. Для IP камер нужно сначала подключиться к камере с компьютера, настроив на нём номер подсети такой же, как у камеры по умолчанию, потом через интерфейс камеры или специальную программу изменить IP адрес камеры и настроить её важные параметры: разрешение, микрофон, формат видеопотока, детектор движения и прочее. Производители стараются максимально упростить этот процесс, позволяя через интерфейс регистратора настраивать камеры, но, во-первых, для этого нам нужны камеры и регистратор одного производителя, во-вторых, это присутствует только в камерах профессионального уровня, в-третьих, всё равно нам нужен уже не просто монтажник, который умеет подключать камеры, но тот, который умеет работать с компьютером, настраивать сеть и IP адреса, в этом основная сложность. Зачастую тот, кто умеет проложить кабель и присверлить камеру к поверхности и тот, кто настроит их работу — разные люди.

Устройство, которое записывает видео с аналоговых камер, обычно называется DVR, а устройство, обрабатывающее видео с IP камер — NVR. В качестве NVR, как и с аналоговыми камерами, может служить обычный компьютер, а так как плата видеозахвата уже не нужна, то это может быть ноутбук. NVR представляет собой небольшой компьютер, часто с Linux, в котором установлена программа для работы с камерами.

IP видеокамеры могут быть со встроенным микрофоном, со входом для подключения микрофона, с детектором движения, даже с динамиками.

Если у аналоговых камер видеосигнал стандартный, подключаемый к телевизору, то у IP камер видеосигнал передаётся в своём формате. Камера каким-то образом сжимает видео, к нему добавляет данные о движении, звуке, своих настройках и всё передаёт одним потоком. Получаем проблему стандартов — камера и регистратор могут быть несовместимыми. Был придуман стандарт Onvif, который сейчас поддерживается большинством приличных камер и регистраторов. Но у него также появилось несколько разновидностей, какие-то специфические для камеры функции могут не поддерживаться регистратором, хоть у них у обоих есть поддержка Onvif одной разновидности, в общем, нужно следить за совместимостью конкретных моделей.

Качество картинки IP камер гораздо выше, чем у аналоговых: начинается с HD разрешения (1280х720 точек, также называется 720Р, оно же 1 мегапиксель), заканчивается 5 мегапикселями и больше. 1280 точек по горизонтали — это уже сильно лучше, чем 720.

Переключимся на современный аналог аналоговых камер (извините за тавтологию), который оставляет открытым вопрос выбора между IP и аналогом.

AHD видеокамеры и прочие

В какой-то момент людям стало сильно не хватать убогого качества аналоговых камер. Это, думаю, произошло с распространением DVD и фильмов в разрешении FullHD и цифрового телевидения в высоком качестве — стало с чем сравнивать. На IP камеры так просто не перейти, потому что надо менять проложенный коаксиальный кабель на витую пару, что зачастую невозможно. И появилось несколько новых стандартов, позволяющих по коаксиальному кабелю передавать в аналоговом виде видео высокой чёткости, начиная от HD и вплоть до 5 мегапикселей. Проблема в том, что эти стандарты разрабатывались разными фирмами, поэтому надо делать выбор в пользу одного из них, брать камеры и регистратор этого стандарта и придерживаться впоследствии этого производителя.

У нескольких производителей были разные линейки камер, разных стандартов.

Был HD-SDI, который представлял собой цифровой сигнал, передаваемый по коаксиалу. Высокое качество, нет задержек (а у IP камер, кстати, всегда есть совсем небольшая задержка, всего пара секунд, из-за необходимости обрабатывать видеопоток и передавать его по TCP/IP, который работает не мгновенно), но отсутствие обратной совместимости и небольшая (как у аналоговых камер) дальность передачи, так как цифровой сигнал по коаксиалу передавать сложно, до 100 метров хорошим кабелем. Сейчас оборудования этого стандарта я не вижу.

Появились AHD, TVI и CVI. Все работают по коаксиалу, у всех большая дальность (500 и более метров), все, что интересно, позволяют передавать по тому же кабелю ещё звук и сигналы управления для поворотных камер. CVI разработан компанией Dahua, TVI компанией Hikvision. Длительной борьбы стандартов не было — регистраторы просто стали поддерживать все эти стандарты, да ещё и с автоопределением. Выпускаются также камеры с маркировкой MHD — это поддержка всех стандартов с переключением типа выхода на самой камере. Так что современный самый недорогой регистратор, как правило, умеет работать с аналоговыми камерами, с AHD, CVI и TVI. Да ещё и поддерживает IP камеры в каком-то количестве и разрешении (зависит от мощности процессора). Надо только смотреть на разрешение поддерживаемых камер, чем выше разрешение, тем мощнее нужен процессор для обработки видео (оцифровки).

Даже многие мониторы домофона (кроме самых дешевых) поддерживают AHD камеры и вызывные панели до разрешения FullHD.

Сегодня за 4000 рублей можно купить уличную AHD камеру с разрешением 5 мегапикселей и встроенным датчиком движения хорошего производителя, а на Aliexpress всё, как всегда, обнаруживается в разы дешевле.

Все старые регистраторы, которые не поддерживали AHD камеры, не будут с ними работать. Все новые регистраторы, которые поддерживают AHD камеры, отлично работают со старыми аналоговыми камерами. Почти все новые регистраторы поддерживают какое-то количество IP камер. Регистраторы называются гибридными: и аналог, и AHD, и IP. Иногда заодно и CVI, и TVI.

Так что сегодня, как и 10 лет назад, при установке систем видеонаблюдения остаётся выбор между аналоговой (AHD) системой и цифровой (IP) системой. Камеры и регистраторы стали сильно дешевле, но IP всегда дороже AHD, качество картинки на одном уровне.

IP камеры сложнее в настройке, так как нужно каждой камере задать свой IP адрес и настроить на уровне камеры перед подключением к регистратору, нужно построить из них компьютерную сеть, нужно уметь обжать витую пару. То есть, IP система всегда будет дороже.

Для профессиональных систем нужны именно IP камеры, так как там будут присутствовать всякие продвинутые возможности видеоаналитики в самих камерах. IP камеры могут работать по Wi-Fi. В офисах, где не проложить коаксиал, но во всех помещениях есть локальная сеть, удобнее подключать IP камеры. Так что преимуществ у них хватает.

Для загородных домов и квартир можно подумать, какую систему выбрать. Плюс IP будет в том, что мы можем, например, протянуть в гараж одну витую пару для работы там интернета и Wi-Fi, поставить там коммутатор и подключить к нему нужное количество камер. При необходимости добавить камеру. В аналоговой системе к каждой камере надо тянуть отдельный коаксиальный кабель, добавить камеру просто не получится.

Вывод такой: для максимального удешевления системы при отсутствии необходимости её наращивать используем AHD. Если система с упором на качество и на возможности расширения в будущем, то используем IP.

Есть ещё одна категория IP камер, которых я хотел бы отдельно рассмотреть, иначе меня закидают вопросами «а как же камеры Nest?», «а как же камеры xiaomi?» и прочими.

Облачные видеокамеры

Это устройства «всё-в-одном», максимально простые для установки и использования. На самом деле, это IP камеры, но с достаточно продвинутой прошивкой для того, чтобы не требовать видеосервер или регистратор для удобной работы с ними, завязанные на облачный сервер.

Как правило, в угоду рынку, имеют на борту Wi-Fi, микрофон, объектив с широким углом обзора.

Вот известная видеокамера Xiaomi (до 2 тысяч рублей):

Вот VStarcam с поворотным механизмом (3500 рублей):

Вот их профессиональный аналог — камера Nest от Google за 200 долларов (в США, у нас не продаётся):

У всех этих камер есть своё приложение для iOS и Android, обязательно регистрация на сайте производителя, подключение и настройка камеры прямо через приложение (никаких плясок с настройкой IP адресов и прочих сложностей), работа через интернет без статического IP адреса, возможность записи на облачный сервер (платно, разумеется).

То есть, максимум возможностей при простоте установки и настройки. Камеры Nest могут похвастаться видеоаналитикой: распознавание знакомых людей и отправка уведомлений при попадании в кадре незнакомого. Вся аналитика, как и в случае с умными колонками, происходит на сервере, поэтому работоспособность зависит от наличия интернета и доступности сервера (они все не в России, конечно).

Я противник построения серьёзных систем безопасности на таких камерах, так как система безопасности должна уметь работать автономно от интернета и сторонних серверов. В случае пропадания связи мобильного интернета будет недостаточно для передачи видеопотока с нескольких камер. А вот быстро установить в квартире 1-2 камеры для наблюдения вполне можно, если не беспокоит приватность.

Многие IP видеокамеры, предназначенные для подключения к системе видеонаблюдения, имеют в своей прошивке возможность связи с облачным сервером, их можно напрямую завести на приложение сканированием QR кода. Но при наличии видеорегистратора (или сервера или NAS для записи) лучше через роутер запретить камерам доступ в интернет, чтобы улучшить безопасность работы системы.

Если говорить о записи камер куда-то помимо регистратора для безопасности данных, то у нас есть два варианта: использовать камеры с платным облачным хранилищем записей (это Vstarcam, IPEYE, Trassir Cloud и, самый простой вариант, видеонаблюдение от Ростелеком), либо поставить обычный видеорегистратор, но вне дома, а камеры к нему подключить через проброc портов и статический IP. Второй вариант надёжнее, но требует приобретения сервера (быстро окупится при большом количестве камер за счёт отсутствия платы за облако) и хорошего интернета.