Видеонаблюдение 4G. Основы.

(167 просмотров)

Организация доступа через сотовую связь имеет определенную специфику, по сравнению с проводным подключением, и овладев тонкостями монтажники получат серьезное преимущество, по сравнению с другими, а люди, устанавливающие видео системы для себя, получат качественный удаленный доступ и сэкономят на квалифицированных специалистов. И поверьте, услуги этих специалистов стоят не дешево и оборудование, которое они используют, тоже стоят не дешево. Вот пример расчета одного из таких "специалистов".


Наша история вопроса.

Для того, чтобы понять, какое элегантное решение предлагает наша компания, я расскажу, как мы к этому шли. Первые решения были самими очевидными, мы ставили обычный роутер типа Zyxel keenetic 4g и обычный 4G модем. Эта схема плохо работала, во-первых, роутер можно было разместить только в помещении, соответственно требовалось очень хорошее покрытие. Во-вторых, облако тогда располагалось на китайских серверах, а низкая скорость сотовой связи, накладываясь на перегруженный доступ к китайским серверам не позволял комфортно работать с удаленным видеонаблюдением. Существует вариант выделения "белого" адреса через сотовую связь, но только для Йоты у юридических лиц и стоит это сейчас 1800 рублей в месяц, а это не дешево. Следующим шагом в развитии удаленного 4G доступа было развертывание собственного выделенного VPN сервера. Роутер как клиент подключался к серверу, а пользователь подключаясь через сервер, имел прямой доступ к портам на своих устройствах. Причем не только к камерам или регистратору, а, например, к интерфейсу роутера, модема или любого другого устройства в сети.  Кстати, мы даем бесплатные 5 Гб в месяц трафика через наш сервер для некоторых решений нашей компании. 
Но это решение не стало выходом в ситуации плохого покрытия. Мы не стали использовать технологию размещения с внешней антенной и длинном кабеле до модема, поскольку хороший ВЧ кабель стоит дорого, а дополнительные разъемы и длинный кабель дают серьезное затухание сигнала, которое уже не дает нужного эффекта. Следующим нашим устройством стало размещение в герметичном коробе компактного роутера типа TP-LINK TL-MR3020 или WR703N с установленной прошивкой OpenWRT и модемом с питанием через витую пару. Данный модуль устанавливался максимально высоко, при необходимости подключалась антенна. Эффект такого решения был значительно больший, чем подключение антенны посредством ВЧ кабеля.
Наша компания уже полтора года занимается сборочным производством IP камер наблюдения и очевидным продолжением развития тенденции 4G удаленного доступа стало размещение предыдущей схемы внутри корпуса камеры. А поскольку мы еще занимаемся и монтажом, то во всех наших решениях, где требовалось организовать удаленный доступ через сотовую связь, мы применяли наши IP камеры или, как мы их назвали, Хост камеры.
Это было не массовое решение, такие камеры собирались по предзаказу и только для клиентов нашего региона, поскольку видеонаблюдение относится к системам безопасности, а они должны быть надежные. USB разъем роутер-модем, микроЮСБ разъем питания, дополнительный конвертер питания на 5 вольт, пайка проводов снижают надежность устройства.
Прошлый 2018 год был весьма положительным для организации удаленного 4G наблюдения. Во первых появились 4G модули-роутеры для установки в камеры наблюдения и во вторых, компания Hangzhou Xiongmai Technology разметила свои облачные сервера в России, таким образом в большинстве случаев можно отказаться от VPN технологии доступа к своим устройствам и в третьих Xiongmai разработала новый протокол H.265X позволяющий еще больше сжимать видео поток. Эти три факта и дали импульс к развитию этого направления , в ближайшие недели мы анонсируем линейку моделей 4G IP камер на все случаи жизни.

Выбор тарифа.

Выбор тарифа это важный момент, поскольку это постоянный платеж, который придется платить много лет. При выборе, прежде всего, надо определить объем передаваемого трафика для тарифов, имеющих ограничение по объему или скорости, например в Йоте для модема тариф без ограничения по трафику, но цена зависит от скорости подключения. Однако, поскольку для видеонаблюдения нам нужна исходящая скорость, следует иметь в виду, что исходящая скорость в 3 раза ниже, чем входящая на всех тарифах Йота модем, кроме максимального.
Лайфхак №1: Система наблюдения, построенная на новом протоколе H.265++/H.265X позволит серьезно сэкономить как на трафике, так и на дисковом пространстве, читайте нашу статью Преимущества протоколов H.265+, H.265++ или H.265X.
Лайфхак №2: Существуют безлимитные тарифы для смартфонов, которые подразумевают, что при большом распространении этого тарифа на смартфонах не будет много трафика, поэтому тарифы дешевые. Тестовая партия 4G роутеров для камер наблюдения имели IMEI от Sony Xperia и прекрасно работали в нашей тестовой 4G IP камере на полностью безлимитном тарифе от йоты за 240 рублей в месяц. Мы не гарантируем, что это всегда будет работать, но пока это так.
Лайфхак №3: На Авито и некоторых сайтах предлагают интересные тарифы, значительно более выгодные, чем у обычных операторов, это связано с созданием корпоративных тарифов, изучите эти предложения. Желательно брать не через доставку, а напрямую в живую у продавца, тогда вероятность, что кинут, минимальная. Однако не стоит вносить на симку большую сумму денег, поскольку этот тариф могут заблокировать.
Лайфхак №4: Йота модем имеет не очень большое покрытие, а базовые станции Йоты часто перегружены, но для йота смартфон используются БС как Йоты, так и Мегафона, имеющего самое большое покрытие в России и если удастся использовать безлимитный тариф йота смартфон для видеонаблюдения, это будет большой удачей.

Анализ покрытия.

Первым делом необходимо провести обследование территории, но подождите ехать, в первую очередь идем на сайты операторов, которые предлагают карты покрытия. Прежде всего нас интересует 4G покрытие, однако в крайнем случае устроит качественное 3G покрытие. В каждом регионе свои особенности сотовой связи, различные тариф, плотность покрытия и загруженность базовых станций, поэтому надо очень внимательно изучить все варианты. Карты покрытия МегафонаМТСБилайнЙотаТеле2.
Если выбранный по удобному тарифу оператор имеет гарантированное 4G покрытие, дальше можно не читать. Вам подойдет 4G IP камера со встроенной антенной.
Если место установки находится на границе покрытия 4G, то тогда скорее всего Вы поймаете сеть на нашу 4G IP камеру. Мы используем неплохую компактную 4G антенну с усилением 8dbi± 0.7dbi длинной 15 см, но следует постараться запланировать установку камеры так, чтобы ее не закрывали строения по ходу движения сигнала от базовой станции. Местоположение БС можно определить, если увеличить масштаб карты, визуально это просто определить, БС транслирует секторами и центр покрытия есть место установки.
Если граница 4G сети далеко, то очень много зависит от рельефа и помех. Даже если граница заканчивается рядом, но вокруг высокий лес или низина, то вряд ли вы получите качественную связь, возможно понадобится установка мачты высотой 5-10-15-20 метров, установка мачты процедура затратная, а обслуживание сложное. Мы постараемся решить проблему доступа более простыми средствами. Самая эффективная антенна из недорогих, которую мы используем, «Antex» AX-2517Y 4G (LTE), 2,5-2,7 Ггц 17dbi. Обратите внимание, антенны выпускаются под определенные частоты, бывают антенны на несколько диапазонов, но их усиление на разных диапазонах суммируется, т.е. если усиление 15dbi на трех частотах, то скорее всего на каждой частоте будет усиление по 5dbi. Лучше брать антенну на определенную частоту, которую можно узнать у оператора или проверить универсальным 4G модемом, подъехав поближе к станции. Если 17dbi окажется недостаточной, то у нас есть еще более мощный вариант, который мало кто использует - 4g облучатель для спутниковой тарелки, они обеспечивают усиление до 30dbi при правильной антенне обеспечивая устойчивую связь на большом расстоянии. Некоторые получали стабильную скорость на удалении более 10 км от БС. А стоимость такого комплекта чуть больше двух тысяч рублей. Это ни в какое сравнение не идет с панельными антеннами ценой 4-5 тысяч ни по цене, ни по усилению. Я не буду описывать здесь всю специфику использования офсетных облучателей, это большая тема и в интернете все подробно описано, просто не забудьте подобрать излучатель под нужную частоту.
Наши камеры имеют стандартный антенный разъем SMA-KK/гнездо SMA (наружная резьба, "мама") и вам нужно будет купить соответствующий кабель с нужными разъемами. Обычно у антенн разъем N(F). Имейте в виду, что каждый дополнительный переходник и каждый метр лишнего кабеля съедает децибелы усиления!
Но если 4G связь в вашем районе отсутствует полностью, можно обойтись и 3G, используя новый протокол сжатия H.265X, но все равно, постарайтесь максимально усилить уровень сигнала. 

Не просто 4G IP камера.

Когда мы видим предложение купить 4G IP камеру, подразумевается, что мы будем использовать только одну камеру, а если надо больше, то нужно купить еще одну дорогую камеру и нести дополнительные расходы на SIM карту. Наши камеры, помимо основной функции, так же могут выступать шлюзом в интернет для целой системы наблюдения, вы можете установить регистратор или подключить несколько камер с хранением записей на карте памяти. А еще можно подключить по кабелю в доме роутер и раздавать по WiFI интернет для личных целей.

05.01.2019