Sistemas de Seguridad – Sistemas Gestión de Video – CCTV

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1. Sistemas de Seguridad

Definimos que:

Sistema de Seguridad es el conjunto de dispositivos e instalaciones destinados a  prevenir y controlar riesgos  con el fin de proporcionar protección a las personas y bienes materiales como así también minimizar pérdidas ante incidentes de inseguridad (robo, fraude, agresión, etc.) y siniestros (incendio, fenómenos climatológico, interrupción de suministro eléctrico, etc.)

Estos sistemas (gestión de video, detección y extinción de incendio, alarmas, pararrayos, UPS, etc.) tienen la misión de actuar automáticamente ante un riesgo. Lo detectan, lo ubican y desarrollan acciones (alarmas, notificación, registro, extinción, etc.) destinadas a suprimir o disminuir el riesgo.

En este artículo analizaremos las características de los Sistemas de Gestión de Video.

2. Sistemas de Gestión de Video (SGV)

monitoreo-CCTVLos Sistemas de Gestión de Video comúnmente denominados CCTV (circuito cerrado de televisión) son sistemas de seguridad que permiten, por medio de imágenes,  monitorear áreas en forma remota.

Están constituidos por dispositivos para captura de imágenes, de visualización, de control, de grabación, de procesamiento, de almacenamiento y software de gestión inteligente que deben permitir la acción de observación en tiempo real al mismo tiempo que registran la evidencia como soporte y facilitan el procesamiento para su análisis en etapas posteriores.

En la gestión de Casinos actúan como herramienta soporte en las tareas de vigilancia y en el control de procesos de la gestión operativa de juegos.

Existen varias tecnologías para su implementación, algunas obsoletas para su uso en la operación de casinos.

1.1 Sistemas analógicos (CCTV)

Los sistemas de CCTV “Circuito Cerrado de Televisión”, fueron concebidos originalmente como sistemas de captura de video en una red cerrada con acceso limitado dentro de esa misma red.

Las terminales de usuarios tienen que estar  conectadas físicamente a la misma red para ver y gestionar vídeo, siendo imposible el acceso remoto desde fuera de esa red cerrada.

Usan métodos de captura de imágenes y almacenamiento analógicos con soporte en cinta.

Las conexiones entre dispositivos del sistema se hacen con cable coaxial. Si se necesita audio hay que instalar cableado dedicado para audio.  También la alimentación de las cámaras analógicas requiere cableado independiente. Si la cámara es PTZ es necesario cableado adicional serial para el envío de comandos.

Estos sistemas hoy están considerados tecnológicamente obsoletos para su implementación en casinos.

1.2 Sistemas analógicos-digitales con DVR – (SGV a-d/ DVR)

En una primera etapa los Sistemas de CCTV analógicos evolucionaron  hacia Sistemas  analógicos/digitales al incorporar procesos de digitalización con grabadores digitales de video  denominados DVR estándar (digital video recorder).

Estos dispositivos contienen CPU, software, disco duro y conversor analógico-digital en una sola unidad (DVR dedicado ó PC con placa con placa DVR).  Su funcionalidad es convertir señales de video analógico al formato digital y almacenarlas en disco rígido. El DVR estándar está limitado al uso de cámaras analógicas (fijas y PTZ).

La mejora introducida fue migrar de almacenamiento en cinta al almacenamiento digital dentro del mismo sistema de CCTV analógico. Es una tecnología que, al grabar en disco duro, permite procesar datos digitalizados en equipamiento inteligente  facilitando la búsqueda  ordenada y rápida de las imágenes de archivo y la incorporación de procesamientos sencillos como detección de movimiento.Sistema analógico digital con DVR

Si bien con la incorporación de DVR la calidad de la imagen se puede mantener más fácilmente que en el sistema analógico, es necesario considerar que en estos sistemas se realizan conversiones analógicas-digitales-analógicas. Las señales se transportan como analógicas hasta el DVR donde se digitalizan para su grabación. Para ser visualizadas en formato de video analógico (monitores de TV) es necesario volver a convertirlas, esta vez de digital a analógico. Las imágenes analógicas capturadas se degradan con cada conversión.

Otro factor a considerar es la distancia de los cables (usan tipo coaxial) pues cuanto más lejos tienen que viajar las señales más débiles se vuelven. La distancia entre la cámara analógica y la DVR es limitada.

El sistema permite el acceso al video en la DVR vía redes (LAN /WAN, Internet) configurando un sistema abierto para la visualización, procesamiento y grabación remota de las imágenes.

Existen todavía sistemas de este tipo en uso pero ya son obsoletos. La mayoría está en etapa de migración a tecnologías actualizadas.

1.3 Sistemas analógicos-IP con DVR híbrido – (SGV a-d/DVRH)

La siguiente evolución fue hacia los Sistemas híbridos analógico/IP que, a diferencia del anterior, admiten el uso de cámaras de red IP y cámaras analógicas operando en conjunto. Esta integración se logra con el uso de DVR híbrido (DVRH).

Los DVR híbridos, a diferencia de los DVR estándar, admiten  la conexión de cámaras analógicas y cámaras IP directamente al dispositivo. Tienen conectores específicos para las analógicas y otros para cámaras IP.

Sistema analógico digital con DVR híbrido

La mejora introducida respecto del uso de DVR estándar básicamente es la incorporación de cámaras digitales IP al sistema, sin proponer cambios en la instalación de las cámaras analógicas.

Es decir que esta tecnología no elimina en las cámaras analógicas el cableado coaxial y los cableados de alimentación, control PTZ y audio.

El sistema permite el acceso al video vía redes (LAN /WAN, Internet) configurando un sistema abierto para la visualización, procesamiento y grabación remota de las imágenes.

Son sistemas actualmente en uso pero la mayoría está en etapa de migración a tecnologías actualizadas.

1.3.1 Cámaras IP

Son cámaras digitales que capturan imágenes en calidad VGA, SVGA, megapíxel o HDA y las transmiten en formato digital a través de redes Ethernet con protocolo TCP/IP o redes inalámbricas. Fundamentalmente se diferencian de las analógicas porque, además de la mayor calidad de imagen, la señal digital no sufre degradación en el transporte, visualización y almacenamiento.

Las cámaras IP también denominadas cámaras de red o digitales poseen características de resolución de imagen, conectividad, gestión de eventos y gestión de video inteligente que no es posible tener con las cámaras analógicas.

  • Detección de eventos configurables por SW  tales como:
    • movimiento en el video de personas u objetos
    • manipulación o sabotaje de la cámara
    • provenientes de sistemas externos conectados  al puerto de entrada/salida (sensores de movimiento PIR, interruptores de puertas, accionamiento de sirenas)
  • Notificación de eventos utilizando HTTP, SMTP, FTP (email, SMS,MMS, etc.)
  • Power over Ethernet (PoE) señal y alimentación por el mismo cable Ethernet
  • Compatibilidad para el acceso desde dispositivos móviles inteligentes
  • Audio bidireccional sobre la misma red Ethernet (protocolos SIP, IFX)
  • Iluminadores infra rojos para captura de imágenes diurnas/nocturnas
  • Comandos PTZ enviados por el mismo cable de red (manual ó automático)
  • Recorte y detalle (zoom digital) de la actividad en la imagen que está captando
  • Grabación de imágenes programadas o por evento

1.3.2 Codificador para convertir cámara analógica en cámara IP

Las cámaras analógicas pueden comportarse como IP si se conectan a codificadores de video. Estos dispositivos digitalizan las señales analógicas de vídeo para que puedan ser enviadas directamente a través de una red IP.

camara analógica con coversor

En un sistema con codificador de video para cámaras analógicas las imágenes se digitalizan a la salida de la cámara. De esta manera  la información se mantienen en formato digital en la transmisión, almacenamiento y procesamiento sin nuevas conversiones ni debilitamiento de la señal por distancia de cableado.

Algunos modelos de codificador tienen capacidad de procesar audio y comandos PTZ para transmitirlos sobre la misma red IP, por lo cual, hasta las cámaras analógicas con movimiento y audio pueden ser vistas por el sistema de gestión de video como una cámara IP.

1.4 Sistemas IP de Gestión de Video Digital en Red – (SGV IP)

La tecnología actual son los Sistemas IP de Gestión de Video Digital en Red, a veces  denominados CCTV por IP.

Están basados en el transporte de señales del sistema de gestión de video (audio y video digital, comandos PTZ, etc.) sobre red física Ethernet y redes inalámbricas (WLAN, Internet).

La evolución respecto de los sistemas mencionados anteriormente es la posibilidad de gestionar  el sistema y grabar la información desde cualquier punto de la red de área local (LAN),  desde la red de área extensa (WAN) privada y desde Internet, como así también la integración con otros sistemas (control de acceso, POS, detección de incendio, control de alarmas y eventos, dispositivos con video inteligente, etc.).

Los Sistemas IP de Gestión de Video en Red Introducen importantes ventajas respecto de los sistemas mencionados anteriormente pues ofrecen características tales como:

  • accesibilidad remota de los usuarios autorizados (definidos a partir de políticas de permisos y acceso) para la configuración de dispositivos, acceso a las aplicaciones  y la visualización de imágenes en tiempo real ó almacenadas
  • almacenamiento  local y remoto con sistema NAS y SAN, que facilitan políticas de back up. Admiten tecnología Cloud
  • equipamiento de HW estándar en la configuración de redes
  • software para gestión de eventos y video  inteligente. Esta funcionalidad realiza automáticamente análisis de la captura de video en respuesta a la detección programada de eventos tales como detección de movimiento por vídeo, detección de audio, manipulación de la cámara, recuento de personas, circulación de clientes, vallas virtuales, reconocimiento de matrículas de vehículos, etc.
  • funcionalidad de grabación avanzada que permite configurar la compresión, la resolución y el frame rate de todas las cámaras conectadas. Y seleccionar el modo de grabación (continua, en  lapsos ó por eventos)
  • integración con otros sistemas que, basados en estándares abiertos, se ejecutan en ordenadores vinculados a redes físicas o inalámbricas LAN ó WAN bajo protocolo TCP/IP (control de acceso, POS, detección de incendio, sistemas de alarma, etc.)
  • escalabilidad y flexibilidad. Al estar basados en IP los dispositivos del sistema comparten la misma red (física ó inalámbrica) LAN/WAN, por lo cual es posible la ampliación del sistema en forma integrada al incorporar nuevos sitios físicos a controlar
  • rentabilidad de la inversión. Los costos de instalación, equipamiento y mantenimiento respecto de las prestaciones del sistema son menores a los de los sistemas tradicionales.

Existen 2 plataformas de HW diferentes para estos sistemas:

1.4.1 Sistemas IP de gestión de video en red basados en servidor – (SGV IP/server)

Sistema IP en plataforma Servidor

Sus componentes son:

  • Cámaras IP (digitales y analógicas con conversor)
  • Red física Ethernet  y redes inalámbricas
  • Servers (de aplicación, de almacenamiento, de dominio, etc)
  • SW de gestión de video

 1.4.2  Sistemas IP de gestión de video en red basados en grabadoras de video en red (NVR net video recorder) – (SGV IP/NVR)

Sistema IP en plataforma NVR

Sus componentes son:

  • Cámaras IP (digitales y analógicas con conversor)
  • Red física Ethernet  y redes inalámbricas
  • Grabadores de video en red NVR
  • SW de gestión de video

Las grabadoras de vídeo en red (NVR) son dispositivos stand alone constituidos por CPU, SW y discos rígidos (HDD tipo HS en configuración RAID) dedicados para almacenamiento (DAS direct attached storage o almacenamiento con conexión directa).

Las NVR pueden grabar vídeo de cámaras IP situadas en ubicaciones locales o remotas, permiten la visualización en tiempo real y la reproducción de archivos con navegador web desde puestos de monitoreo local o remoto.

1.5 Almacenamiento digital en SGV

Los sistemas de registro digital de video son complejos de especificar pues al grabar en disco duro sólo pueden almacenar una cantidad limitada de vídeo. Cuando el disco está lleno el material más antiguo se sobrescribe con el nuevo.

En consecuencia cuando se especifica un SGV se debe dar a la capacidad de almacenamiento un concepto de diseño que provea los métodos adecuados para crear registros de captura online, registros permanentes de evidencia ante cualquier incidente clave y políticas de respaldo (back up de archivos).

Los siguientes factores están relacionados entre sí y determinan la capacidad de almacenamiento estimada

  • Tamaño de la imagen. Es el tamaño promedio de cada imagen registrada que está relacionado con la resolución de imagen y la compresión a la imagen ó secuencia de video
  • Cuadros por Segundo (fps). Es el número de imágenes por segundo registradas para cada cámara. Tiene fuerte impacto en la cantidad de datos generados. En algunos casos el registro se hace solo ante eventos detectados. Cuando la exigencia es de registro continuo puede considerarse como valor dinámico con bajo fps (1 fps) hasta que un evento es detectado pasando el registro a alta fps (12 fps) por un corto periodo.
  • Cantidad de cámaras. Es el número total de cámaras activas que tiene el SGV
  • Horas operativas. Es el número de horas que el SGV debe estar operativo
  • Período de retención. Es el tiempo por el cual las imágenes capturadas por el SGV deben ser almacenadas antes de ser sobrescritas

Para el almacenamiento local, remoto y back up se usan redes SAN (Storage Area Network – Red de área de almacenamiento), NAS (Network Attached Storage – Almacenamiento Conectado en Red) o configuraciones híbridas SAN-NAS.

1.6 Software de gestión inteligente de video

Los programas de software para gestión de video en algunos casos son específicos para productos de una marca determinada de dispositivos, pero también hay disponible programas que admiten el uso de múltiples marcas. En ambos casos algunas de las características que deben tener son:

  •  Grabación de video activada en forma manual, programada o por evento
  • Selección de parámetros de grabación (fps, resolución y compresión)
  • Notificación de eventos por alarmas sonoras, visuales o en pantalla del monitor y por servicios de email, SMS (mensaje de texto) y MMS (mensaje multimedia)
  • Gestión de video inteligente incorporada al SW de gestión y capacidad para gestión de video inteligente como funcionalidad incorporada a un dispositivo de la red
  • Manejo de entradas – salidas y audio bidireccional
  • Gestión manual y automática de cámaras PTZ
  • Configuración de usuarios, contraseñas y niveles de acceso
  • Visualización de varias cámaras simultáneamente en un mismo monitor
  • Administración y gestión de todos los dispositivos que integran el SGV