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La VideoSorveglianza secondo SONY

Prima puntata: La storia della VideoSorveglianza, dall'analogico al digitale

Menzionando il termine VideoSorveglianza molte persone si riferiscono alle videocamere montate negli angoli delle stazioni dei treni e delle banche, oppure a registrazioni segrete fatte da detective privati per scoprire un tradimento coniugale. La verità è che la storia della VideoSorveglianza è molto più complessa e parte da molto tempo più indietro rispetto a quello che si possa pensare.
In questa news sarà presentata l'evoluzione dei sistemi di VideoSorveglianza, ponendo principalmente l'attenzione su due aspetti importanti:

• la storia dei sistemi di VideoSorveglianza
• Confronto tra sistemi analogici e digitali

Analizzando l'evoluzione storica e il confronto tra le due famiglie di sistemi sarà possibile avere una panoramica completa sul mondo della VideoSorveglianza.

La storia dei sistemi di VideoSorveglianza

Considerando solo il semplice monitoraggio video, i primi sistemi di VideoSoverglianza possono essere considerati gli impianti di TV a circuito chiuso.
Fin dal 1965, diversi articoli giornalistici americani suggerivano l'utilizzo di TV camere per il monitoraggio di luoghi pubblici; nel 1969, la polizia di NewYork installò una serie di telecamere all'interno dell'edificio del Municipio. Questa pratica venne presto adottata e diffusa in altre città, con l'installazione di sistemi TV a circuito chiuso (CCTV) controllati dagli operatori.
La prima vera innovazione fu l'introduzione registratori a cassette, grazie ai quali era possibile salvare i filmati riprodotti dalle telecamere e conservarli come "prove". Gli anni '70 videro l'esplosione della VideoSorveglianza in moltissimi ambienti d'utilizzo, dalla sicurezza pubblica al controllo del traffico e alle cause di divorzio.
Fino a quel punto, comunque, i sistemi di monitoraggio video erano usati solo in ambienti pubblici; per i privati cittadini, la tecnologia analogica di VideoSorveglianza cominciò ad essere accessibile negli anni '70 e '80, soprattutto per rilevare il lato "oscuro" delle persone vicine: gli imbrogli e i tradimenti di consorti e parenti.
Un grosso limite di questo tipo di sistemi analogici era l'inefficienza nella registrazione, in quanto proprietari ed addetti dimenticavano spesso di sostituire le cassette e quest'ultime si usuravano velocemente se riutilizzate; inoltre era davvero problematico il monitoraggio di ambienti con poca luce o di notte.
Proprio per ovviare ai problemi di sensibilità alla luce, il passo tecnologico successivo fu l'introduzione del Charged Coupled Device (CCD), un nuovo tipo di sensore per la rilevazione dell'immagine basato sulla tecnologia a microchip; grazie alle telecamere con CCD, le riprese in condizioni di bassa luminosità diventarono meno problematiche.
L'introduzione dei sensori CCD anticiparono di poco un'altra grande innovazione: nei primi anni '90 vennero introdotti i Digital Video Recorder, dispositivi in grado di convertire in digitale i flussi analogici di una o più telecamere (funzionando anche da aggregatori di flussi video). Quando i DVR raggiunsero un buon grado di affidabilità, essi rivoluzionarono il mercato della VideoSorveglianza: la memorizzazione dei flussi in formato digitale (negli hard disk di appositi computer) permise di superare i problemi relativi alla registrazione su cassette.
Con i DVR il processo di migrazione verso il digitale divenne molto più che un'idea; tale processo divenne inarrestabile con l'introduzione delle telecamere digitali (o IP camera), capaci di rilevare le immagini e produrre direttamente un flusso video in formato digitale; in questo modo tutta l'infrastruttura del sistema di VideoSorveglianza divenne un sistema totalmente digitale. Chiaramente questa evoluzione si sviluppò a seguito della vera e propria rivoluzione degli anni '90: la rivoluzione della Rete Internet. Questa tecnologia di VideoSorveglianza è tutt'ora definita come Network Video Monitoring.
L'ultima frontiera della VideoSorveglianza riguarda proprio la fusione tra telecamere diVideoSorveglianza e dispositivi di rete: le telecamere IP di ultima generazione, avendo un web server integrato, possono essere contattate e configurate da remoto direttamente tramite web browser. In questo modo si superano tutti i limiti spaziali, permettendo di considerare in un unico sistema di VideoSorveglianza, telecamere e dispositivi delocalizzati in diverse sedi.

	Sistema di VideoSorveglianza tradizionale
	Sistema di VideoSorveglianza ibrido Conversione in digitale del segnale delle telecamere analogiche
	Network Video Monitoring Tutti i dispositivi del sistema parlano IP

Confronto tra sistemi analogici e digitali

La migrazione al digitale non ha certo fatto scomparire i sistemi di VideoSorveglianza analogica, ancora presenti in modo considerevole sul mercato. Decidere se adottare la tecnologia digitale o analogica è la prima fondamentale scelta da fare per un sistema di VideoSorveglianza.

La principale differenza è il modo con cui il segnale video viene trasmesso dalla telecamera all'apparato di visualizzazione e registrazione: le telecamere analogiche producono un segnale video analogico che può essere riprodotto da un televisore o da un videoregistratore; una telecamera IP, o Network camera, genera un flusso video digitale e utilizza gli encoder e i protocolli necessari a rendere tale flusso inviabile sulla una rete dati (LAN o WAN); la network camera funge anche da dispositivo di rete stand alone, visto che essa è accessibile anche da Internet grazie al web browser integrato.

Tale diversità nella natura del flusso video is ripercuote immediatamente sull'infrastruttura di rete: mentre le telecamere analogiche richiedono un cavo (solitamente coassiale) dedicato per il collegamento di ognuna delle telecamere al dispositivo di registratore o al convertitore analogico/digitale, le telecamere IP sono collegabili mediante cavo Ethernet con connettore RJ45, come un qualsiasi dispositivo di rete.

Cavo coassiale	cavo Ethernet RJ45

A questo punto è conveniente riassumere pro e contro dei sitemi di VideoSorveglianza basati su telecamere analogiche e su network camere IP.

VANTAGGI delle CAMERE ANALOGICHE

• Costo leggermente inferiore: il fatto che la tecnologia analogica sia presente da molti più anni nei sistemi di VideoSorveglianza porta, grazie agli effetti dell'economia di scala, ad un costo leggermente inferiore rispetto alle più recenti IP camera; in realtà la diffusione sempre maggiore dei sitemi basati su IP sta portando gli stessi benefici dell'economia di scala anche sulle telecamere IP e questa differenza è in progressiva diminuzione.
  

• Maggiore compatibilità tra brand diversi: la presenza da più tempo delle telecamere analogiche sul mercato ha permesso anche un più approfondito sviluppo di sistemi compatibili tra loro; mettere sul mercato dei prodotti di VideoSorveglianza che funzionano esclusivamente tra dispositivi della stessa marca è da molti anni un'azione che nessun produttore compie, per ovvie ragioni di flessibilità richieste dal mercato stesso. Chiaramente dal punto di vista tecnologico sono inevitabili delle incongruenze tra dispositivi di brand diversi, che solo con il successivo sviluppo di ulteriori funzioni e modifiche software, possono essere risolte. Va sottolineato, comunque, che anche il mondo della VideoSorveglianza digitale sta percorrendo questa strada, soprattutto per quanto riguarda i software di gestione di più telecamere; MailStone ne è un esempio: la sua compatibilità (almeno per le funzioni di base) è ormai disponibile per una lunga serie di produttori di telecamere IP.

SVANTAGGI delle CAMERE ANALOGICHE

• mancanza di funzionalità avanzate: le telecamere analogiche, per loro natura, non possono mettere a disposizione una serie di funzionalità avanzate presente sulle telecamere IP (motion detection - object detection - image filtering ecc); questo deriva dal fatto che non è possibile eseguire sulle telecamere analogiche tutte le operazioni di post-processing del flusso video che invece sono implementabili sulle telecamere IP.

• necessità di un cavo dedicato per ogni telecamera: come già accennato in precedenza, è necessario collegare con un cavo dedicato ogni telecamera analogica al punto di aggregazione dei flussi (DVR o convertitore analogico/digitale); se da un lato questo garantisce una banda trasmissiva pari alla banda del cavo per una singola telecamera, dall'altro complica notevolmente l'implementazione dell'infrastruttura del sistema di VideoSorveglianza, richiedendo la stesura di un cavo per ogni camera.
  

• infrastruttura monoservice e poco flessibile: l'utilizzo di un cavo dedicato porta inevitabilmente alla costruzione di un'infrastruttura utilizzabile esclusivamente per la VideoSrveglianza, senza la possibilità di integrazione con altri sistemi e reti esistenti o future. Inoltre, la possibilità di cambiamento ed espansione del sistema è molto limitato, proprio per la natura "dedicata" dei collegamenti.

• difficoltà di utilizzo in applicazioni a grande distanza: se il monitoraggio richiesto deve avere la possibilità di distribuire telecamere in una vasta area, le telecamere analogiche non sono la migliore scelta; il processo di trasmissione analogica del video, infatti, risente maggiormente dell'attenuazione e distorsione dovute al cavo; il fatto stesso di stendere un cavo molto lungo può essere decisamente problematico e dispendioso in molti ambiti.

• controllo e gestione remota molto limitati: la gestione da remoto degli apparati di un sistema di VideoSorveglianza analogico è una funzionalità non facilmente usufruibile, in quanto è permessa solo attraverso un apposito cablaggio per il controllo via porta seriale RS485.

• unica rete utilizzabile per più servizi (Multiservice): i sistemi di VideoSorveglianza digitali basati su IP possono essere visti come una rete di dispositivi di rete alla pari di una rete locale di PC. Questa considerazione porta a due vantaggi principali: nel caso in cui sia necessario creare "da zero" l'infrastruttura del sistema, questa può essere pensata come una nuova rete IP o un'estensione di un'altra rete già esistente che può essere utilizzata anche per ogni altro dispositivo rete; nel caso in cui sia presente già una rete IP, è possibile installare il sistema di VideoSorveglianza senza posare alcun cavo aggiuntivo, avendo solo cura di avere sufficienti prese RJ45 libere (in fase di progetto del cablaggio solitamente si considera come valore dail doppio delle risorse necessarie).

• disponibilità di funzionalità e servizi avanzati: le telecamere IP sono dotate di un processore embedded che permette di eseguire una serie di operazioni di post-processing per il miglioramento del flusso video e per il monitoraggio avanzato; l'image filtering, il motion e l'object detection e tutte le altre funzioni di sorveglianza avanzata sono facilmente montabili sulle network camere e soprattutto si prevede un frenetico ritmo di miglioramento, paragonabile a quello delle altre applicazioni multimediali.

• utilizzo di uno standard mondiale per la comunicazione: nell'ambito dell'interconnessione e della trasmissione, le telecamere IP possono sfruttare tutti i benefici dati dal protocollo di rete IP e da tutti gli altri standard di comunicazione utilizzati per Internet, a partire dalla possibilità di interconnessione wired o wireless e dalla facilità di raggiungimento del dispositivo, fino ai protocolli di sicurezza di ultima generazione.

• sistema flessibile ed facilmente espandibile: l'utilizzo di un'infrastruttura di rete IP come sistema di comunicazione per la VideoSorveglianza permette una grande flessibilità e una possibilità di espansione estremamente facile; questo è intrinseco nella tecnologia di comunicazione utilizzata. La possibilità di collegamento wireless delle telecamere IP, inoltre, aumenta notevolmente tale livello di flessibilità.

• accesso e controllo facili e sicuri via web browser: le telecamere IP di ultima generazione montano, al loro interno, un web server integrato, per cui sono disponibili le interfacce di visualizzazione e configurazione consultabili direttamente con il web browser; la compatibilità con i principali protocolli di rete permette un facile accesso da remoto mediante username e password, senza la necessità di un accesso via seriale. Per aumentare la sicurezza dell'accesso, nelle telecamere più avanzate è possibile inserire una access list con i soli IP che possono accedere alla telecamera, limitando così a priori gli accessi indesiderati.

• registrazione avanzata e senza problemi di spazio: la tecnologia digitale utilizzata dai sistemi di VideoSorveglianza trasforma la registrazione in una semplice memorizzazione di dati su disco rigido o su qualsiasi altro dispositivo di memoria di massa (Flash memory, NAS). Grazie ai software di monitoraggio e gestione è possibile poi ottimizzare il processo di registrazione, configurando la registrazione manuale, schedulata in base a fasce orarie o a seguito di un allarme esterno.

SVANTAGGI delle NETWORK CAMERE IP

• costo leggermente superiore: le telecamere IP hanno ancora un costo leggermente superiore rispetto alle telecamere analogiche; questo è dovuto anche dal fatto che il livello di tecnologia superiore presente a bordo delle network camere ha un costo d'implementazione e integrazione che ancora non risente in modo considerevole dei benefici dell'economia di scala.

• requisiti di banda da considerare: l'utilizzo di telecamere IP in una rete non dedicata richiede che quest'ultima sia sufficientemente dimensionata per supportare i flussi video in tempo reale delle telecamere. Tipicamente i flussi sono di qualche Mbps, ampiamente gestibili in una rete Fast Ethernet o Gigabit Ethernet; quando però, il numero di telecamere comincia ad aumentare, la rete deve essere in grado di processare diversi stream video in tempo reale. Per evitare rallentamenti nei momenti di traffico di punta, è consigliabile introdurre la gestione della QoS nella rete.