دوربین مداربسته آنالوگ در برابر دوربین های مداربسته تحت شبکه

امروزه دوربین مداربسته آنالوگ در برابر دوربین مداربسته تحت شبکه نیز قد علم کرده است. طی سال ها، رزولوشن HD بهترین مزیت دوربین مداربسته IPبوده است. با وجود این، با آغاز سال ۲۰۱۳، دوربین مداربسته آنالوگ با رزولوشن HD عرضه شد و اکنون آنالوگ HD به قدرت قابل توجهی در صنعت نظارت تصویری تبدیل شده است. در این نوشته به بررسی AHD ، CVI و TVI که شامل پیشرفت های نسل سوم در مقایسه با دوربین های IP هستند، می پردازیم.

پیشرفت های سال های اخیر در زمینه سازگاری و رزولوشن دوربین مداربسته آنالوگ

اخیرا پیشرفت ها در زمینه سازگاری و رزولوشن دوربین مداربسته آنالوگ بسیار چشمگیر بوده است. این موارد موجب شده است که حتی تعمیر دوربین مداربسته آنالوگ نیز با چالش هایی مواجه شود. در اینجا ترجیح می دهیم تا به برخی از مهم ترین پیشرفت های آنالوگ HD اشاره کنیم.

• قابلیت عملکرد متقابل : دستگاه های ضبط (DVR) نسل جدید آنالوگ HD به طور روز افزون از هر ۳ نوع فناوری (AHD ، CVI و TVI) پشتیبانی می کنند. چرا که تراشه های جدیدتر این قابلیت را به صورت درونی در اختیار قرار می دهند.
• افزایش رزولوشن : در حالی که حداکثر رزولوشن برای آنالوگ HD در سال های اول P1080 بود، اما امروزه دوربین های ۳ مگاپیکسلی و ۴ مگا پیکسلی نیز در دسترس هستند و حتی برای ارائه ۴K نیز برنامه ریزی شده اند.
• توان مصرفی بر روی کابل کواکسیال : جدید ترین نسل پردازنده های آنالوگ HD از ارسال همزمان ویدئو و توان بر روی یک کابل کواکسیال پشتیبانی می کنند.

انواع آنالوگ HD

دوربین مداربسته آنالوگ HD در همه موارد از انتقال تصویر بر روی کابل کواکسیال پشتیبانی می کنند، که معمولا امکان انتقال تصویر تا ۵۰۰ متر با کابل RG-59و حداقل رزولوشن ماکزیمم P1080 را دارد. گفتنی است که نسل جدید این دوربین ها از رزولوشن های ۳، ۴ و ۵ مگاپیکسلی و۴K  نیز پشتیبانی می کنند.

AHD یا آنالوگ با وضوح بالا

AHD یا آنالوگ با وضوح بالا (Analogue High Definition) توسط شرکت نکست چیپ (NEXTCHIP) ، تولید کننده ی کره ای تراشه ، ابداع شده است. نسخه ی اولیه ی آن از رزولوشن حداکثری P720 پشتیبانی می کرد. اما این میزان در نسخه ی دوم به P1080 افزایش یافت. شناخته شده ترین برندهایی که از AHD پشتیبانی می کنند سامسونگ (SAMSUNG)  و دیجیتال واچ داگ (Digital Watch Dog) هستند. با این حال، بیشتر محصولات AHD در حقیقت دوربین مداربسته ارازان از سوی برندهای کمتر شناخته شده هستند. عمده ی شهرت AHD به واسطه ی داشتن کم هزینه ترین دوربین مداربسته آنالوگ HD  است، که اغلب با قیمت های ۱۰ دلار یا حتی کمتر برای هر دوربین عرضه می شوند. البته معمولا این عرضه از سوی تولید کنندگان بدون نام تجاری و با حداقل پشتیبانی است.

CVI یا رابط ویدئویی مرکب

HD-CVI رابط ویدئویی مرکب (High Definition Composite Video Interface) توسط شرکت داهوا (Dahua) ابداع شد و در ابتدا در انحصار این شرکت قرار داشت. با این حال، از آن زمان به بعد مجوز استفاده از آن بر اساس مشخصات HDcctv 2.0  به سایر تولید کنندگان اعطا شد، که در حال حاضر برخی محصولات CVI غیر از داهوا در بازار وجود دارد.

منابع اصلی محصولات CVI در آمریکای شمالی شرکت داهوا و تولید کنندگان اصلی آن شامل فلر (Flir) هانی ول (Honeywell) و کیوسی (Q-See) هستند. در ابتدا ، داهوا CVI را تحت انحصار خود داشت، و نه تنها از AHD و TVI پشتیبانی نمی کرد، بلکه آن ها را به پیگرد قانونی تهدید کرد. سپس، در سال ۲۰۱۶، داهوا موضعش را با انتشار نسخه ی ۳٫۰ خود تغییر داد و اکنون از AHD و TVI بر روی دستگاه های دستگاه ضبط آنالوگ HD  پشتیبانی می کند.

در حال حاضر، دوربین های ۴ مگا پیکسلی CVI در دسترس هستند. آزمایش ها نشان می دهند که این دوربین مداربسته آنالوگ کیفیت تصویر مشابهی را نسبت به دوربین های IP معادل خود در صحنه های روشن، کم نور و WDR ارائه می دهند. علاوه بر این، عملکرد CVI روی کابل های طولانی نیز بهبود یافته است و در طول کابل تقریبأ ۱۵۰۰ فوتی (حدود ۴۵۷ متری) هیچ افت کیفیتی قابل مشاهده نیست یا بسیار اندک است. محدودیت اصلی این فناوری فریم ریت (Frame Rate) است.

TVI یا رابط ویدئویی انتقالی

ابداع HD-TVI یا رابط ویدئویی انتقالی (Transport Video Interface) توسط شرکت تکپوینت (Techpoint)  تولید کننده ی تراشه، انجام شد که توسط چند تولید کننده ی دیگر نیز ادامه یافته است. هایک ویژن (Hikvision) ، رقیب اصلی داهوا، بزرگ ترین این تولیدکنندگان است. سایر تولید کنندگان، نظیر کی تی اند سی (KT&C) ، سی ان بی  (CNBTEC) ، اسپکو (Speco) و نیز تولید کنندگان کوچک تر آن را پذیرفته اند. علاوه بر این، هایک ویژن دارای برندهای متعددی است که تولیدات خود را عرضه می کنند. به این ترتیبHD-TVI  با این نام ها به صورت فزاینده در دسترس قرار می گیرد. در جدید ترین نسخه ی HD-TVI ، یعنی نسخه ی۳٫۰ پشتیبانی دستگاه ضبط از AHD و CVT و نیز دوربین های ۳ مگاپیکسلی اضافه شده است. دوربین های TVI ۵ مگاپیکسلی TVI در نیمه ی دوم سال ۲۰۱۷ از سوی هایک ویژن عرضه شدند.

کد گذاری و انتقال

همه ی دوربین مداربسته آنالوگ و استریم های نظارت تصویری توسط کدگذاری و فشرده سازی (نظیر H.264 یا H.265) می شوند. تفاوت اصلی در میان این سه حالت محل انجام فشرده سازی است. در دوربین های IP، فشرده سازی در داخل دوربین انجام می شود. در سایر دوربین ها، فشرده سازی در سمت سرور و تجهیزات ذخیره سازی (ضبط کننده، انکدر، ویدئو سرور و غیره) انجام می شود. این مسئله عامل اصلی تفاوت عملکردها است.

مزایای کد گذاری در داخل دوربین

• به دلیل اینکه تصویر ویدئویی در داخل دوربین فشرده می شود پهنای باند اساسأ نامحدود است. خروجی می تواند ۳ مگابایت، ۵ مگابایت، ۱۰ مگابایت، ۲۰ مگابایت یا بیشتر باشد و به راحتی می تواند در داخل زیر ساخت های استاندارد شبکه های کامپیوتری (برای مثال، اترنت۱۰۰ مگابیتی) قرار گیرد.
• به مانند رایانه، به راحتی می توان ویژگی های پیشرفته ای همچون فشرده سازی صوت، اصلاح پانورامایی دوربین مداربسته چشم ماهی، پشتیبانی از چند سنسور تصویر ، انجام تجزیه و تحلیل های ویدئویی و … را اضافه کرد.
• در سمت گیرنده، به هیچ سخت افزار تخصصی نیاز نیست. چون تصویر ویدئویی معمولا بر اساس استانداردهای مبتنی بر ۲۶۴ یا H.265 فشرده می شود. کل نیاز سیستم مدیریت ویدئویی، کلاینت و ضبط کننده نرم افزار دوربین مداربسته Open Platform برای کد گشایی و نمایش است. اتصال به دوربین برای دوربین های IP از طریق API تولید کننده ی دوربین انجام می شود. در مقابل، هنگامی که کدگذاری در سمت سرور انجام می شود، سخت افزار تخصصی همیشه باید وجود داشته باشد، که محدودیت های سازگاری در سمت دیگر و پشتیبانی دستگاه ضبط را به همراه خود دارد.

معایب کدگذاری در دوربین

کدگذاری در دوربین مداربسته موجب افزایش هزینه می شود. زیرا هر دوربین، به جای این که به یک یا چند DVR یا انکدر کدگذاری کننده ی چند دوربین متصل شود، برای کد گذاری نیاز به توان پردازشی و سخت افزاری دارد. این یکی از دلایلی است که باعث می شود دوربین مداربسته آنالوگ به طور معمول ارزان تر از دوربین های IP باشند. همراه با این افزایش هزینه، چون هر دوربین IP نقش یک رایانه را دارد، پیچیدگی آن هم بالاتر است. به همراه مزایای مربوط به رایانه بودن دوربین ها، معایبی نظیر افزایش پیچیدگی، احتمال ناسازگاری های نرم افزاری، نیاز به یکپارچه سازی و غیره نیز وجود دارد. این مسائل به طور کلی در دوربین مداربسته آنالوگ (HD  یا SD) وجود ندارند.

رزولوشن دوربین مداربسته آنالوگ

با ورود به سال ۲۰۱۷، هر دو نوع دوربین مداربسته آنالوگ HD و IP به طور معمول با رزولوشن P1080 و Full HD  ارائه شدند. این یک جهش بزرگ نسبت به محدودیت قبلی آنالوگ SD ، یعنی رزولوشن VGA یا تقریبا ۰٫۳ مگا پیکسل، بود. با وجود این، اکنون دوربین های ۴K با رزولوشن ۸٫۳ مگاپیکسلی IP رایج هستند.

در طول سال ۲۰۱۶، تأمین کنندگان دوربین مداربسته آنالوگ HD درباره ی رزولوشن ۴K صحبت می کردند. اما هیچ دوربین ۴K به بازار عرضه نشد. با این حال، چندین مدل ۳ و ۴ مگاپیکسلی هر چند با فریم ریت پایین عرضه شدند. هر محصول ۴K که در سال ۲۰۱۷ ارائه شد، به میزان قابل توجهی کاهش فریم ریت داشت (۷٫۵ فریم در ثانیه چیزی است که ذکر شده است) و این امر باعث می شود که تصویر ۴K واقعی نباشد. اما باز هم رزولوشنی معادل ۸٫۳مگاپیکسل دارد.

در حال حاضر،IP  از نظر رزولوشن در فریم ریت کامل در صدر ایستاده است. گرچه کاربرد آن به طور فزاینده محدود به مواردی می شود که واقعا به دوربینی با رزولوشن بسیار بالا نیاز دارند. به ویژه برای استفاده در محیط داخلی و خانه ها یا کسب و کارهای کوچک ترP1080 HD  اغلب کافی است.

ویژگی های پیشرفته

دوربین های IP از نظر ویژگی های پیشرفته صدرنشین هستند. با توجه به اینکه این دوربین ها در واقع رایانه هایی هستند که به آن ها دوربین متصل شده است، می توانند تمامی انواع پردازش های پیشرفته (صوت، اصلاح تصویر چشم ماهی، پشتیبانی از چند سنسور تصویر، تجزیه و تحلیل Onboard و غیره) را ارائه کنند. CVI و TVI نیز برخی از ویژگی های IP  نظیر I/O و صدای دو طرفه و همچنین کنترل PTZ (دوربین مداربسته اسپید دام) و تنظیم از طریق کابل کواکسیال را ارائه می دهند. هم چنین، AHD  کنترل PTZ/PSD را بر روی کابل کواکسیال ارائه می کند، در حالی که SDI این کار را نمی کند.

سازگاری ذخیره ساز

با اضافه کردن نرم افزار، می توان دوربین های IP را با هر دستگاه ذخیره ساز (NVR) یا کلاینتی سازگار کرد. خواه این یکپارچه سازی به صورت اختصاصی باشد یا با استفاده از استانداردهایی دیگر دوربین مداربسته آنالوگ HD به سخت افزار گیرنده یا کدگذاری اختصاصی نیاز دارد و نمی تواند به سادگی به DVR های قدیمی تر آنالوگ اضافه شود. دستگاه های ضبط یا انکدرهای جدید باید همراه با دوربین ها خریداری شوند. دستگاه های ضبط CVI AHD و TVI به نحو فزاینده می توانند ورودی های آنالوگ NTSC و PAL را با نوع آنالوگ HD  خود ترکیب کنند و مطابقت دهند. انواع دوربین مداربسته آنالوگ HD  از دیر باز با یکدیگر سازگار نبوده اند. برای مثال، اگر دوربین مداربسته TVI را به یک دستگاه ضبط AHD یا CVI تنها وصل کنید، هیچ تصویر ویدئویی قابل استفاده ای دریافت نخواهید کرد.

سازگاری با کواکسیال

برای پیاده سازی دوربین های IP بر روی کابل کواکسیال، به تبدیل اترنت بر روی کواکسیال یا EoC نیاز داریم. با این کار، معمولا بین ۱۰۰ تا ۴۰۰ دلار به هزینه ی هر دوربین افزوده می شود. تمامی انواع دیگر دوربین ها به گونه ای طراحی می شوند که بتوانند بر روی کابل های کواکسیال نصب شده تصویر بدهند. گرچه محدودیت های فاصله ی مورد ادعا متفاوت است. CVI و TVI هر دو ادعای مسافت بیش از ۱۵۰۰ فوتی را با استفاده از کابل RG-59 مطرح می کنند. در آزمایش های انجام شده، TVI های اولیه ای که عرضه شده اند، برخی مشکلات را در استفاده از کابل های طولانی داشتند، اما از آن زمان در نسخه های با تراشه ی HD-TVI2.0  اصلاح شده است.

انتقال برق بر روی کابل کواکسیال

یکی از مزایای بزرگ نصب دوربین های IP ویژگی ای تحت عنوان  PoEیعنی انتقال برق بر روی اترنت است. با این قابلیت، به جای استفاده از یک کابل برای تصویر ویدئویی و یک کابل دیگر برای برق، می توان تنها از یک کابل استفاده کرد و مبدل ها را نیز می توان حذف کرد. در دوربین مداربسته آنالوگ نیز با استفاده از قابلیت انتقال برق بر روی کابل کواکسیال، می توان از کابل ترکیبی به جای کابل RG59  استفاده کرد، منبع برق خارجی را حذف نمود و زمان نصب را کاهش داد. میزان کاهش هزینه ی تخمین زده شده برای نصب های جدید ۲۰ دلار برای هر دوربین است با در نظر گرفتن ۱۶ دوربین و ۲۰۰۰ فوت نصب کابل، به نظر می رسد که قابلیت انتقال برق بر روی کابل کواکسیال هزینه ها را حدود ۳۰۰ دلار کاهش می دهد.

پشتیبانی پس از فروش دوربین های آنالوگ HD

فناوری IP هم به لحاظ تعداد تولید کنندگان و هم از نظر شکل های موجود، دارای پشتیبانی گسترده ی فروشنده است. هر چند که گونه های دوربین مداربسته آنالوگ HD ، با توجه به مدت زمان نسبتا کوتاهی که از عرضه ی آن ها گذشته است محدودیت دارند، اما پشتیبانی از آن ها در حال رشد است.

• نظر عموم بر این است کهAHD در طول زمان کمترین پشتیبانی فروشنده را داشته است. چرا که معمولا با هزینه ی کم و توسط برندهای بی نام (No-Name) عرضه می شود. با این حال، تولید کنندگانی نظیر سامسونگ محصولات AHD نیز ارائه می کنند.
• CVI دارای پشتیبانی گسترده ای از سوی داهوا بنیانگذار CVI و سایر تولید کنندگان آن ها است.
• TVI توسط تعدادی از شرکت ها پشتیبانی می شود، اما تا به حال هایک ویژن و سایر تولیدکنندگان اصلی آن، بزرگترین ها محسوب می شوند.

برندهای بزرگ غربی و ژاپنی که از آنالوگ HD پشتیبانی نمی کنند

امروزه دیگر سیاری از بزرگترین برندهای دنیا از دوربین مداربسته آنالوگ HD  پشتیبانی نمی کنند. برای مثال هیچ کدام از برندهای اویجیلون، اکسیس، کانن، دوربین مداربسته بوش ، پاناسونیک ، پلکو و سونی از دوربین مداربسته آنالوگ HD پشتیبانی نمی کنند. بدون پشتیبانی این شرکت ها، تلاش های بازاریابی پشتوانه ی آنالوگ HD  و همینطور اعتبار این فن آوری محدود می شود. زیرا بسیاری افراد برای تصمیم گیری درباره ی اینکه از چه فناوری ای استفاده کنند به این تولید کنندگان بزرگ رجوع می کنند. در سوی مقابل، آنالوگ HD توسط تولید کنندگان چینی و کره ای رهبری شده است. آن ها قوی ترین شرکت ها در سطح پایین تا متوسط بازار هستند و برای خریداران متوسط به اندازه ی برندهای غربی و ژاپنی شناخته شده نیستند.

دسترسی به مدل

محدودیت مهم دوربین مداربسته آنالوگ HD  با وجود قیمت بسیار پایین آن، تعداد نسبتا کم مدل های دارای قابلیت های بالا بود. زیرا بیشتر دوربین های AHD / TVI / CVI و دستگاه های ضبط دارای قابلیت کم برای پروژه های نصب با هزینه های معقول در نظر گرفته می شوند. دوربین هایی که از ویژگی های پیشرفته ای نظیر WDR با نور دهی چندگانه، عملکرد در نور فوق العاده کم و پشتیبانی می کنند، نسبت به دوربین های IP دارای این ویژگی ها، رواج کمتری دارند. با این حال، دوربین مداربسته آنالوگ HD  نسل جدید داهوا و هایک ویژن به نحو فزاینده ای از ویژگی های مذکور پشتیبانی می کنند. از سوی دیگر، بسیاری از ویژگی های حرفه ای و خاص در دوربین های IP نسبت به مدل های آنالوگ HD  بیشتر است. زیرا بیشتر فروشندگان آنالوگ HD را عمدتا متمرکز بر بازار بودجه در نظر می گیرند.

هزینه

دوربین مداربسته آنالوگ HD ، هم از نظر دوربین و هم ضبط کننده، نسبت به IP مزایای قابل توجهی در بخش هزینه دارد. پایین تر بودن ۳۰ تا ۵۰ درصدی هزینه ی آنالوگ HD  نسبت به سیستم های IP با مشخصات معادل امری متداول است. هزینه های دوربین IP در حال حاضر به نسبت بالا است. این در حالی است که در ابتدای سال ۲۰۰۰ میلادی هزینه ها بسیار بالا بودند و بعدها به کمک گسترش تولید کنندگان کم هزینه ها کاهش یافت. دوربین های AHD / TVI / CVI و ضبط کننده های آن ها، حتی در مقایسه با دوربین های تحت شبکه مشابه، بسیار ارزان تر هستند.

سهولت نصب

اتصال دوربین به ضبط کننده ی IP مشکل تر از هر نوع غیر آنالوگ دیگر است. در سیستم  IP، هر دوربین نیاز به یک آدرسIP  دارد. شبکه باید به صورت مجزا و مستقیم پیکربندی شود. برای اتصال دوربین ها نصاب باید IP آن ها را بداند و سیستم مدیریت ویدئویی یا ضبط کننده باید از طریق نرم افزاری یا درایور مستقیم از آن ها پشتیبانی کند. البته این کار برای متخصصان با تجربه ی نظارت تصویری IT چندان دشوار نخواهد بود. با این حال، برای بسیاری از افراد غیر متخصص در حوزه ی IT و افراد سنتی با آگاهی کمتر، نصب و راه اندازی دوربین مداربسته آنالوگ ساده تر خواهد بود.

دوربین مداربسته آنالوگ HD فاصله با IP را کاهش داده است

امکان دسترسی فزاینده، جا افتادن بهتر در صنعت نظارت تصویری و بهبود ویژگی ها (وضوح بالاتر، سازگاری بهتر) به گسترش انتخاب دوربین مداربسته آنالوگ HD  کمک می کنند. از سوی دیگر، آنالوگ HD  هنوز هم شدیدا بر بخش کم بضاعت بازار متمرکز و بر آن غالب است. فقدان گزینه های دوربین مداربسته آنالوگ و امتناع بزرگترین برندهای غربی و ژاپنی برای پشتیبانی از آنالوگ HD  آن را عقب نگه داشته است. در نهایت باید گفت که مزایای عملکردی برای دوربین های IP در کاربردهای سطح بالای نامحدود همچنان حفظ خواهد شد. زیرا ذخیره سازی، تجزیه و تحلیل های Onboard، مولتی سنسور با یک خروجی و غیره ، همچنان تنها به صورت IP ادامه خواهند داشت. علاوه بر این، بسیاری از کاربردهای بزرگ تر با کابل کشی UTP استانداردسازی شده اند.