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Just Do IP est un organisme de formation spécialisé en Vidéo sur IP : méthodologies de déploiement, test et étalonnage de caméras, choix d’équipements, IP sur coaxial, Analyse vidéo, Vlans …



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Just DO IP, membre AN2V, Open IP Video Forum et SVDI propose des modules de formation
Inter ou Intra entreprise, permettant de mieux appréhender les technologies IP appliquées
aux métiers de la sécurité :

-         Bases TCP /IP appliqués aux réseaux VDI et aux métiers de la sécurité
-         Méthodologie de déploiement et de paramétrage de réseaux de vidéo protection sur IP
-         Migration de réseaux vidéo analogiques coaxiaux en IP HD sans re-câblage
-         Architectures Vlans et de redondance réseau en vidéo
-         Utilisation de l’analyse vidéo et de la détection d’anormalité pour améliorer un système vidéo
-         Comment utiliser et vendre les technologies IP pour gagner des marchés et se différencier
          dans les marchés de la sécurité
 
 
 
 



Caméras analogiques versus caméras IP

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Avant l’apparition des caméras réseaux, les caméras analogiques étaient des équipements passifs, connectés avec câble coaxial, qui captaient les images, mais incapables d’analyser ou d’agir de façon autonome.

Leur résolution maximum était au maximum de 400 000 pixels, (soit 704 x 576), nombre qu’il faut comparer aux 2 à 10 millions de pixels que nous avons désormais sur nos téléphones portables ou nos appareils photo numériques.

Les caméras IP comprennent également une partie optique avec un capteur numérique (CCD ou CMOS), mais aussi une partie encodeur qui convertit le signal dans un format numérique compressé diffusable et exploitable sur un réseau IP, de façon très similaire aux systèmes de diffusion télé sur Internet (IPTV).

Jusqu'à 20 millions de pixels

Les résolutions en numérique atteignent aisément des millions de pixels : caméra HD de un millions de pixels, Full HD de deux millions, cinq millions voire certains modèles atteignant 20 millions de pixels.

Véritables petits ordinateurs, les caméras IP peuvent détecter un mouvement, envoyer un email, jouer un son, émettre une alarme et enregistrer sur une carte SD ou sur un disque réseau distant (NAS)

Caméras Analogiques



Caméras IP



Des box, bullet, dôme, demi-dôme…

On trouve des formats historiques box rectangulaires (1) souvent équipés d’objectifs interchangeables au format CS et d’interfaces mixtes BNC et RJ45. Avantages des formats mixtes : la possibilité de régler l’angle de vue et le focus avec un moniteur analogique. Des formats bullet ou canon (2) et des dômes extérieurs motorisés 360° (3). Le format demi-dôme (4), de plus en plus miniaturisé est l’un des plus demandé actuellement que cela soit pour une installation en intérieur ou en extérieur aux normes IP /IK et avec leds IR.

… aux formats FishEye, panoramique, discrète

Avec l’IP et l’avènement des caméras méga pixels, certains nouveaux modèles sont apparus : les formats FishEye 360° (5) qui comprennent une optique permettant de visualiser à 360° une pièce en un seul flux et de simuler plusieurs caméras fixes ou mobiles, uniquement par traitement logiciel. Egalement, les caméras panoramiques (6) multi-objectifs couvrant 180° ou 360° avec de très bonnes résolutions et enfin les caméras discrètes haute résolution (7).

Hier, au format CIF, les caméras discrètes HD permettent aujourd’hui d’améliorer fortement l’identification grâce à leur positionnement à hauteur de visage et complètent les gammes de caméras fixes classiques.


Un œil mobile en milieu urbain avec des caméras *

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En vidéoprotection, il est difficile, pour des raisons de coûts ou de faisabilité technique de couvrir l’intégralité d’un périmètre. Il existe donc forcément des zones blanches non surveillées. En outre, l’installation de caméras provoque immanquablement un effet “plumeau”, c’est-à-dire un déplacement de la délinquance vers des zones non surveillées. Enfin, certains événements peuvent nécessiter une couverture vidéo mais de façon extrêmement provisoire, juste pour une journée, une semaine ou un mois : chantiers, manifestations, campements…

Les caméras nomades permettent de répondre à cette triple problématique et complètent les installations vidéos fixes filaires et sans fils fixes gérées par le centre de supervision urbain (CSU). La solution consiste en un système comprenant :

- Une ou plusieurs caméras fixes ou motorisées (PTZ) prévues pour l’extérieur (IP66) et, éventuellement, antivandalisme (IK10) ou blindées, avec led infrarouge. Les modèles et marques de caméras dépendent de l’assembleur.
- Un système de transmission télécom 3G (à terme 4G dans les zones couvertes) comprenant un modem et un abonnement télécom data (carte Sim M2M, environ 300 euro/an) Les communications sont le plus souvent cryptées via un VPN garantissant une transmission sécurisée des flux.
- Un système d’enregistrement dans un coffret IP66 garantissant cependant un enregistrement local avec la qualité et la fréquence d’images voulues.
- Comme pour les caméras sans fils Wifi/Wimax placées sur candélabres, le système peut fonctionner en journée sur batteries et requiert la présence d’une source de courant fort au moins la nuit pour les recharger. D’autres systèmes peuvent fonctionner avec chargeurs solaires, si le climat et la puissance consommée le permettent.
- Il est également possible de gérer par l’ensemble des capteurs et des contacts secs de systèmes externes (intrusion, contrôle d’accès, Rfid…) illustrant le concept de convergence.
- Certaines solutions surcompressent les flux vidéos H264 et permettent d’atteindre jusqu’à 12 images/seconde au format 4Cif sur des débits 3G montants de 380 Kbit/s.

Alarmes et pré-alarmes vidéos peuvent être redirigées et intégrées directement à la plateforme logicielle de gestion du CSU qui peut accéder en levée de doute aux caméras, et aux enregistrements dans le sens inverse.

Les caméras nomades peuvent ainsi être réutilisées plusieurs fois par an et apporter une dimension de flexibilité au système de vidéo protection urbain.

* Article de vulgarisation destiné aux décideurs, élus…




Comment mesurer le trafic de plusieurs caméras IP sur un switch ?

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Il est souvent compliqué de connaître le trafic réel généré par 4,8 ou 20 caméras connectées sur un switch réseau. On se contente souvent d’évaluations plus ou moins fiables qui peuvent conduire à une sous-évaluation de la bande passante globale et à de futurs problèmes de performances : pics de débits, images figées, pixellisation… 
 

Lors d’un déploiement IP il sera donc particulièrement important de surveiller si les ports de connexion des PC clients, des murs Vidéo, des serveurs vidéo et des unités de stockage (serveurs ou NAS), ainsi que les ports d’interconnexion des switchs (uplink) ne sont pas saturés et peuvent absorber d’éventuelles variations et surcharges de trafic. 
  
Cela permettra de choisir la bonne architecture réseau et les switchs adaptés au projet en terme de performances (vitesse, mémoire, ports de communication) et en terme de fonctionnalités réseaux: spanning tree, boucle fibre, agrégation de liens, IGMP / FastLeave ou Vlan (Points traités dans d’autres Focus) 
  
Des switch réseaux dits “administrables” 
  
Il existe une option très intéressante des switch réseaux dits “administrables”, via un navigateur Web de niveau 2 ou de niveau 3”. L’option “Port mirroring” (Réplication de port) qui permet de simuler le trafic d’un ou plusieurs ports du switchs vers un port de destination. On indique dans l’onglet “Port Mirroring” du switch, quels ports on redirige vers le port Miroir. Sur le port “Miroir” on va pouvoir connecter un PC et un utilitaire de mesure de trafic, qui va pouvoir mesurer l’intégralité du trafic transmis et reçus sur TOUS les ports analysés. 



Tout sur la fonction redondance Réseau

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Quand on souhaite augmenter la robustesse de son réseau de caméras IP en cas de panne, une fonction réseau intéressante est la fonction de redondance RSTP (Rapid Spaning Tree Protocol)  Cette fonction est normalisée IEEE 802.1w sur la plupart des switchs réseaux administrables (Switch niveau 2+ ou niveau 3).


Le RSTP permet de configurer une ou plusieurs connexions de secours qui ne s’activeront que si, et uniquement si, le lien principal est interrompu (Switch défaillant ou lien réseau physiquement rompu). Le trafic sur le port de secours ne sera donc activé qu’à cette condition, évitant ainsi une boucle réseau, habituellement fatale aux réseaux IP.

Du chemin “normal” vers le chemin “de secours”

On configure pour chaque switch un port de liaison Rtsp avec une pondération par switch qui détermine le chemin “normal” du chemin “de secours”.

Le switch de secours doit avoir des caractéristiques techniques (fond de panier, Débit du lien d’upload) lui permettant de récupérer ce doublement de données.

Par Marc Pichaud



Qu’est ce qu’une caméra IP ou un encodeur multi flux ? (multi streams)

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Une caméra IP ou un encodeur  est un petit ordinateur avec un processeur, de la mémoire et un logiciel embarqué qui lui apporte ses fonctionnalités. 

Comme un PC, la caméra ou l’encodeur pourra délivrer, selon la puissance de son processeur  un ou plusieurs flux vidéos simultanés, permettant, par exemple, de visualiser les vidéos en temps réel avec une certaines fréquence d’images et  une certaine qualité et d’enregistrer avec une autre qualité, une autre fréquence et autre format de compression vidéo.

Une caméra mais plusieurs flux simultanés

Exemple : une caméra pourra être réglée en visualisation en HD (1280x720 pixels) à 20 images par seconde, avec un format de compression H264 en compression moyenne (30 à 40 %) et fournir un deuxième flux pour un enregistrement continu en Mjpeg à 6 images/seconde, compressé à 40 % typiquement pour un enregistrement extérieur de nuit.

Une caméra qui peut envoyer deux flux simultanés est qualifiée de double flux (dual stream). Cette capacité à pouvoir gérer un ou deux, voire trois flux simultanés (avec un flux vidéo dégradé pour une connexion distante par exemple…), doit  être généralement géré par le logiciel de gestion vidéo que vous aurez choisi.

Par Marc Pichaud


Bien dimensionner la taille du stockage vidéo

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Le stockage est un élément indispensable dans un projet de vidéosurveillance. Sous-dimensionné, il ne permettra pas de stocker la qualité vidéo désirée sur la durée souhaitée. Surdimensionné, il peut générer des coûts importants qui impacteront d’autres éléments du projet. 

Le poids d’une image vidéo est conditionné par sa résolution, son format de compression (Codec Mjpeg, Mpeg4 ou H264) et le taux de compression de la vidéo. Un dernier facteur important est le type de scène filmé : simple ou complexe en termes de couleurs, de luminosité et de mouvements qui peut faire varier d’un facteur de 10 l’enregistrement. Un mauvais éclairage la nuit, par exemple, peut aussi générer du bruit dans l’image, sous forme de blocs de pixels aléatoires qui augmentent le poids des vidéos (jusqu’à 70 % de données en plus !).
Enfin, le nombre d’image par seconde souhaité (de 1 à 12 ou +), le type d’enregistrement (continu 24/24 ou sur détection)  et la durée de conservation des images (3, 7, 15, 30  jours) conditionneront la taille totale du stockage.

Bien connaître les caractéristiques des caméras utilisées 

Pour éviter de trop s’éloigner de la réalité, il convient avant tout de bien connaître les caractéristiques des caméras utilisées sur votre projet  : c’est possible avec des calculateurs fournis par les constructeurs de caméras, mais c’est également possible  en testant soi-même les débits fournis par la caméra dans des conditions données, avec un logiciel de mesure de débits : en journée ou la nuit, quand la scène filmée est plutôt fixe (halls, couloirs) ou très animée (paysage extérieur avec arbres, ciel, trafic routier, drapeaux, gares…).

A titre d’exemple : une image d’une caméra en résolution HD (1 280 x 720) compressée en H264 à 30 % peut aller de 5,5 Ko ambiance calme bien éclairée à 58,5 Ko dans une station de métro ou une gare.Sur un mois, à 12 images par seconde, on atteint dans le premier cas 171 giga-octets et dans le second 1,81 téra-octet !

Prendre en compte la taille des informations générées par le système d’indexation de la vidéo

Dans le cas d’un projet utilisant un logiciel de gestion vidéo, il faudra également prendre en compte la taille des informations générées par le système d’indexation de la vidéo : bases de données, paramètres logs, métadonnées qui viennent s’ajouter aux données vidéos…

Par Marc Pichaud


Tout savoir sur le Power Over Ethernet (POE) ?

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La grande majorité des caméras IP est désormais proposée en version POE. Power Over Ethernet est une norme réseau (IEEE)  qui permet de diffuser à la fois le réseau IP et l’alimentation électrique nécessaire aux caméras IP sur un simple câble en paires torsadées Ethernet de catégorie 5, 5E, ou 6A. Deux équipements POE se reconnaissent automatiquement empêchant ainsi toute surtension avec un équipement ou switch qui ne serait pas POE. 

On utilise généralement un Switch POE pour un réseau de plusieurs caméras IP. Quand on a une caméra isolée ou qui requiert un maximum de puissance on peut utiliser un injecteur POE, appelé aussi “Midspan”.

En protégeant par onduleur les switchs POE, on sécurise toute l’installation réseau et caméras ce qui est un avantage majeur dans le choix de ces équipements.

Plusieurs classes d’équipements 

Il existe plusieurs classes d’équipements POE selon leur puissance électrique. La classe 0 (IEEE 802.3 af), la plus répandue, permet de fournir une puissance maximum de 12,95 Watt utile pour des caméras de faibles consommations. La classe 4, appelée POE Plus (IEEE 802.3 at), la plus récente, permet d’alimenter des caméras de plus fortes puissances (jusqu’à 26W), notamment les dômes motorisés équipés de leds infrarouges ou des switchs POE qui s’autoalimentent eux-mêmes sur le POE.

Le POE est normalement limité à 100 mètres, comme en Ethernet, mais des répéteurs POE existent, qui permettent d’étendre ces distances jusqu’à 200, 300 voire 400 mètres tout en s’autoalimentant sur la source.

Signalons enfin, qu’il  existe aussi des solutions POE sur câble coaxial 75 Ohms (type Kx) pouvant fonctionner au-delà de 300 mètres. 

Par Marc Pichaud


Valider le plan d’implantation des caméras

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Afin de choisir la bonne caméra au bon emplacement il est fortement conseillé de dessiner sur un plan métré son installation avec les emplacements des caméras (actuelles et futures) et leurs champs de vision.      

Pour les caméras fixes, il est conseillé de faire figurer le champ de vision exact après réglage focal final optimum de la caméra. Pour les caméras PTZ, les zones de balayage maximum, les zones de rondes en pré position et les éventuelles zones privatives nécessitant des masques.      

Des utilitaires constructeurs permettent le plus souvent de choisir son objectif et sa focale et de récupérer des formes Visio pré dessinées pour insertion dans un schéma. D’autres utilitaires plus puissants permettent de calculer automatiquement les champs de vision et les seuils de densité de pixels au mètre en fonction de la hauteur de la caméra, de sa résolution, de son inclinaison, de la largeur de scène surveillée et de la focale de l’objectif.      

Sur le schéma ci-dessous la zone rouge indique au moins 250 Pixels au mètre pour de la reconnaissance, et la zone jaune 120 points au mètre. On peut même simuler le résultat avec une visualisation en 3D en plaçant des avatars sur la scène et en important des plans 3D autocad.      

On affine et on valide ainsi son installation dans le détail en évitant parfois quelques erreurs. 

Par Marc Pichaud



Vendredi 1 Juin 2012
Evelyne Guitard
Evelyne Guitard


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