Видеокамеры аналоговые уличные

Аналоговые уличные видеокамеры: технические аспекты, стандарты и применение в системах видеонаблюдения

Аналоговые уличные видеокамеры представляют собой класс устройств формирования видеосигнала, предназначенных для работы вне помещений в составе систем охранного телевидения (CCTV). Несмотря на активное развитие сетевых (IP) решений, аналоговый формат сохраняет значительную долю рынка благодаря своей надежности, простоте интеграции, низкой задержке передачи сигнала и экономической эффективности для задач, не требующих сверхвысокого разрешения. Современные аналоговые технологии, такие как AHD, HD-TVI и HD-CVI, обеспечивают качество изображения, сопоставимое с базовыми IP-системами.

Конструктивные особенности и исполнение

Уличные аналоговые камеры отличаются от внутренних в первую очередь конструкцией корпуса, обеспечивающей защиту от внешних воздействий.

• Климатическое исполнение и защита (IP и IK коды): Корпус должен обеспечивать защиту от пыли и влаги. Стандартом является степень защиты IP66 (полная защита от пыли и сильных струй воды) или IP67 (допускает кратковременное погружение). Для защиты от механических воздействий используется стандарт IK – ударопрочность. Для большинства уличных условий достаточно IK08 (защита от ударов 5 Дж, что эквивалентно падению массы 1.7 кг с высоты 30 см).
• Термокожух и встроенный обогреватель: В регионах с экстремально низкими температурами используются камеры в термокожухах со встроенным обогревателем и вентилятором, поддерживающим рабочую температуру внутри кожуха (обычно от -40°C до +50°C и выше).
• Антивандальное исполнение: Подразумевает использование прочного корпуса, часто купольного типа, из ударопрочных материалов и защищенного монтажа, затрудняющего физический вывод устройства из строя.
• Материал корпуса: Металлический корпус (алюминиевый сплав) обеспечивает лучший теплоотвод и прочность по сравнению с пластиковым.

Ключевые технические параметры

Матрица и разрешение

Основой камеры является ПЗС (CCD) или КМОП (CMOS) матрица. В современных аналоговых камерах преобладают CMOS-матрицы из-за меньшей стоимости, энергопотребления и возможности реализации прогрессивной развертки. Разрешение определяется телевизионными линиями (ТВЛ) для стандарта CVBS и мегапикселями (Мп) для современных аналоговых стандартов.

• CVBS (стандартной четкости): До 700 ТВЛ, максимальное разрешение 720х576 (PAL).

AHD, TVI, CVI (высокой четкости): Поддерживают разрешения от 1 Мп (1280×720) до 5 Мп (2560×1920) и выше. Наиболее распространены 2 Мп (1080p Full HD) и 4 Мп (1440p).

Чувствительность и освещенность

Измеряется в люксах (лк). Показывает минимальный уровень освещенности объекта, при котором камера способна формировать узнаваемое изображение. Для уличных камер критически важна работа в условиях низкой освещенности.

• Стандартная: 0.1 – 0.5 лк (цветное изображение).
• Высокая: 0.01 – 0.1 лк (черно-белое).
• Сверхвысокая (Starlight и аналоги): 0.001 – 0.005 лк. Достигается за счет использования матриц с большим размером пикселя, высококачественных объективов с низкой диафрагмой и продвинутых алгоритмов шумоподавления.

Объектив и диафрагма

Объектив определяет угол обзора и количество света, попадающего на матрицу.

• Фиксированный объектив: Имеет постоянное фокусное расстояние (например, 3.6 мм – широкий угол, 12 мм – узкий угол).
• Вариофокальный объектив: Позволяет регулировать фокусное расстояние вручную в определенном диапазоне (например, 2.8-12 мм), что упрощает настройку поля зрения при монтаже.
• Диафрагма: Обозначается как F-число (например, F1.2). Чем меньше число, тем больше светосила объектива, что улучшает работу в темноте. Для уличных камер часто используется объектив с автоматической диафрагмой (Auto Iris, AI), регулирующей количество поступающего света в зависимости от освещенности сцены.

ИК-подсветка

Инфракрасная подсветка является обязательным элементом уличной камеры для работы в полной темноте. Представляет собой массив светодиодов вокруг объектива. Дальность ИК-подсветки варьируется от 10 до 100+ метров. Важным элементом является наличие интеллектуального ИК-фильтра (ICR), который автоматически убирает инфракрасную составляющую из светового потока днем для корректной цветопередачи и включает его ночью для максимальной чувствительности.

Сигнальный процессор (DSP) и функции

Процессор отвечает за формирование итогового видеосигнала и реализацию дополнительных функций.

• Шумоподавление (2D/3D DNR): Критически важно для получения четкого изображения в условиях низкой освещенности. 3D DNR эффективнее, так как анализирует несколько последовательных кадров.
• Компенсация встречной засветки (BLC, HLC, WDR):
  • BLC (Back Light Compensation): Базовая компенсация контрового света.
  • HLC (High Light Compensation): Подавление засветки от фонарей, фар.

  WDR (Wide Dynamic Range): Наиболее важная функция для уличных камер. Позволяет одновременно детализировать как темные, так и ярко освещенные области кадра (например, вход в здание с ярким солнцем за спиной). Измеряется в децибелах (дБ). Для уличного применения рекомендуется WDR не менее 120 дБ.

• Детекция движения (Motion Detection): Анализирует изменения в кадре для активации записи или тревоги.

Стандарты передачи аналогового видеосигнала

Эволюция аналоговых технологий привела к появлению нескольких конкурирующих стандартов высокой четкости.

Сравнительная таблица стандартов аналогового видео

Параметр	CVBS (Traditional Analog)	AHD (Analog High Definition)	HD-TVI (High Definition Transport Video Interface)	HD-CVI (High Definition Composite Video Interface)
Максимальное разрешение	D1 (720×576)	8 Мп (в теории), практика: 4-5 Мп	8 Мп и выше	4 Мп (чаще 2 Мп)
Типовое разрешение	960H (960×576)	1080p (1920×1080), 4 Мп (2560×1440)	1080p, 4 Мп, 5 Мп (2560×1920)	1080p, 3 Мп (2048×1536)
Дальность передачи по коаксиальному кабелю (без усилителей)	до 300 м	до 500 м	до 500 м	до 500 м (заявлено до 700 м)
Совместимость с существующей коаксиальной инфраструктурой (RG-59, RK-75)	Да	Да	Да	Да
Передача аудио по одному кабелю	Нет (требуется отдельный провод)	Да (встроенный аудиоканал)	Да (встроенный аудиоканал)	Да (встроенный аудиоканал)
Передача управляющих сигналов (PTZ) по одному кабелю	Нет	Нет (редко — по отдельным стандартам)	Да (по протоколу RS-485)	Да (по протоколу RS-485)
Основной разработчик/владелец	Общепринятый стандарт	Nextchip (открытый стандарт)	Techpoint (проприетарный, лицензируемый)	Dahua Technology (проприетарный)

Электропитание и подключение

Большинство уличных аналоговых камер питаются постоянным током напряжением 12 В (реже 24 В AC/DC). Ключевые моменты:

• Падение напряжения: При большой длине кабеля питания происходит падение напряжения. Необходим расчет сечения проводника. Использование локальных источников питания рядом с камерами предпочтительнее.
• Пусковые токи: При включении ИК-подсветки и обогревателя возникают пусковые токи, которые могут в 2-3 раза превышать номинальные. Блок питания должен иметь запас по мощности (рекомендуется 30-50%).
• Комбинированный кабель (Spyder): Часто используется для упрощения монтажа. Содержит коаксиальный провод для видео и два провода для питания в общей изоляции.
• Разъемы: Для видео – BNC. Для питания – клеммная колодка или разъем DC-джек.
• Грозозащита: Обязательна установка УЗИП (устройств защиты от импульсных перенапряжений) как в цепях питания, так и в видеолинии, особенно для камер, установленных на высоких мачтах и зданиях.

Схемы построения систем на основе аналоговых уличных камер

1. Классическая схема с видеорегистратором (DVR): Камеры по коаксиальному кабелю подключаются к входам DVR. Питание может подаваться от отдельных блоков или через DVR, если он поддерживает подачу питания (PoC – Power over Coax) по тому же коаксиальному кабелю. DVR производит оцифровку, запись, обработку и предоставление доступа к видео.

2. Гибридная схема: Использование гибридного видеорегистратора (XVR), способного принимать сигналы как с аналоговых (AHD/TVI/CVI), так и с IP-камер. Это обеспечивает плавную миграцию с аналоговых систем на сетевые.

3. Интеграция в существующую аналоговую инфраструктуру: Современные камеры высокой четкости часто имеют режим совместимости (downscale), позволяющий подключить их к старому DVR стандартной четкости по коаксиальному кабелю, с перспективой последующей замены регистратора на современный без замены кабельной системы.

Критерии выбора для профессиональных задач

• Условия эксплуатации: Диапазон рабочих температур, необходимость в обогреве, уровень вандалозащиты.
• Требования к изображению: Необходимое разрешение для идентификации объекта (например, для распознавания лица требуется камера с разрешением не менее 1080p и правильным выбором фокусного расстояния). Наличие WDR для засвеченных сцен.
• Освещенность на объекте: Чувствительность и дальность ИК-подсветки. Для полностью темных периметров – камеры с ИК-подсветкой 50+ метров или с поддержкой внешней ИК-прожекторов.
• Совместимость с регистратором: Камера и регистратор должны поддерживать один стандарт высокой четкости (AHD, TVI, CVI) на одинаковом уровне разрешения. В противном случае система перейдет в режим базовой четкости (CVBS).
• Надежность бренда и компонентов: Качество матрицы (Sony, Samsung, OmniVision), объектива и схемы питания напрямую влияет на срок службы в жестких уличных условиях.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем современные аналоговые камеры (AHD/TVI) отличаются от старых аналоговых?

Современные аналоговые камеры передают не стандартный композитный сигнал CVBS, а оцифрованный и сжатый видеопоток высокой четкости по коаксиальному кабелю. Это обеспечивает разрешение вплоть до 4-8 Мп, цифровое качество без помех, передачу аудио и данных по одному кабелю, сохраняя при этом простоту и надежность классической аналоговой системы.

Что лучше для уличного наблюдения: аналог высокой четкости (HD-TVI/AHD) или IP?

Выбор зависит от задачи. Аналог высокой четкости предпочтительнее при:
— Необходимости модернизации существующей коаксиальной системы без замены кабелей.
— Требовании к минимальной задержке видео (актуально для систем реального времени).
— Ограниченном бюджете на систему в целом.
— Необходимости простоты настройки и отказа от сетевых проблем (IP-адресация, пропускная способность сети).
IP-системы имеют преимущество в:
— Мегапиксельных разрешениях выше 8 Мп.
— Гибкости размещения (использование существующей LAN-сети, Wi-Fi).
— Возможности детальной аналитики на краю (внутри камеры).
— Более удобной организации распределенных систем на больших объектах.

Какую максимальную длину кабеля можно использовать для камер AHD/TVI 5 Мп?

Заявленная производителями дальность – до 500 метров по кабелю типа RG-59 при использовании качественных разъемов. Однако на максимальных разрешениях (4-5 Мп) и длине более 250-300 метров может наблюдаться ухудшение качества (потеря четкости, появление артефактов). Для длинных линий рекомендуется использовать кабель с медной центральной жилой и экраном (не сталь-медь), усилители-повторители сигнала или переход на волоконно-оптическую линию с соответствующими медиаконвертерами.

Нужно ли для аналоговых камер с ИК-подсветкой устанавливать отдельное освещение?

Нет, ИК-подсветка предназначена именно для работы в полной темноте. Однако важно понимать, что ИК-лучи невидимы для человека, и камера будет видеть только то, что они освещают. Для участков, где необходимо искусственное освещение для людей, его установка целесообразна, но для работы самой камеры ИК-подсветки, как правило, достаточно.

Почему ночью изображение с уличной камеры становится черно-белым?

Это штатный режим работы. При низком уровне освещенности электронный фильтр (ICR) убирает инфракрасный cut-фильтр, и матрица начинает использовать весь световой поток, включая ИК-составляющую. Так как ИК-лучи не имеют цвета, изображение становится монохромным. Это значительно повышает чувствительность и детализацию ночного изображения.

Как защитить уличную камеру от грозовых перенапряжений?

Необходимо организовать комплексную защиту:
1. Установка УЗИП для видеосигнала на вводе в здание (коаксиальные газоразрядники).
2. Установка УЗИП в цепь питания (12/24В).
3. Правильное заземление всех защитных устройств и металлических корпусов камер.
4. По возможности, прокладка кабелей в металлических трубах или гофротрубах, которые также должны быть заземлены.

Можно ли использовать старый коаксиальный кабель от системы стандартной четкости для камер 1080p?

Да, в большинстве случаев это возможно. Кабели RG-59, RG-6, РК-75-4-11 подходят для передачи сигналов AHD/TVI/CVI на стандартные расстояния (до 200-300 метров). Однако если старый кабель имеет повреждения, окисленные разъемы или выполнен из некачественных материалов (стальная омедненная жила), это может привести к ухудшению сигнала и потере качества на высоких разрешениях. Перед модернизацией рекомендуется проверить целостность линии.