سیستم نظارت تصویری چیست و از چه اجزایی تشکیل می شود؟

در این مطلب بررسی می کنیم سیستم نظارت تصویری چیست و از چه اجزایی تشکیل می شود و سیستم را نه فقط در سطح چند دوربین ساده، بلکه به صورت یک معماری چند لایه شامل لایه میدانی، شبکه، ضبط، ذخیره سازی، VMS و اتاق کنترل تحلیل می کنیم تا برای طراحی پروژه های سازمانی و صنعتی تصویر روشنی داشته باشید.

سیستم نظارت تصویری چیست؟

سیستم نظارت تصویری یک راهکار یکپارچه برای پایش تصویری محیط است که شامل دوربین ها، زیرساخت شبکه یا کابل، تجهیزات ضبط و نرم افزار مدیریت تصویر می شود. به طور کلی هدف این سیستم فقط دیدن تصویر زنده نیست، بلکه ثبت قابل استناد رویدادها، جستجوی سریع، تولید آلارم و یکپارچگی با سایر سامانه های امنیتی است.

در معماری حرفه ای، سیستم نظارت تصویری از چند لایه تشکیل می شود: لایه میدانی شامل انواع دوربین ها، لایه انتقال شامل شبکه IP، فیبر یا لینک بی سیم، لایه ضبط و ذخیره سازی شامل DVR، NVR یا سرور VMS و استوریج، و لایه مانیتورینگ شامل اتاق کنترل، ویدئو وال و کنسول اپراتور. علاوه بر این، در پروژه های جدی لایه مدیریت و گزارش گیری نیز به این ساختار اضافه می شود.

از سوی دیگر، سیستم نظارت تصویری مدرن باید مقیاس پذیر، پایدار و امن باشد. بنابراین انتخاب پروتکل ها، برندها، استانداردهایی مانند ONVIF، روش های احراز هویت، رمزنگاری، لاگ گیری و مانیتورینگ سلامت سیستم به اندازه انتخاب خود دوربین ها مهم است. در غیر این صورت، سیستم در زمان بحران عملکرد مطلوبی نخواهد داشت.

اجزای اصلی سیستم نظارت تصویری

برای پاسخ عملی به سوال سیستم نظارت تصویری چیست و از چه اجزایی تشکیل می شود بهتر است اجزا را در چند دسته فنی بررسی کنیم. این دسته ها شامل تجهیزات میدانی، شبکه و انتقال، ضبط و ذخیره سازی، نرم افزار مدیریت ویدئو و اتاق کنترل است. در ادامه هر بخش را از نگاه مهندسی و اجرایی مرور می کنیم.

دوربین های مداربسته و تجهیزات میدانی

دوربین، نقطه شروع هر سیستم نظارت تصویری است و کیفیت کل سیستم به درستی انتخاب آن وابسته است. به طور کلی دو خانواده اصلی داریم: دوربین های آنالوگ HD و دوربین های تحت شبکه (IP). در پروژه های حرفه ای و مقیاس بزرگ، معمولا از دوربین های IP با رزولوشن بالا، کدک H.265، پشتیبانی از ONVIF و امکان تنظیم ریموت استفاده می شود.

انتخاب دوربین فقط رزولوشن نیست. نوع سنسور، اندازه سنسور، حساسیت نوری، نوع لنز (فیکس، وریفوکال، موتورایز)، WDR واقعی، IR هوشمند، رفرش ریت، تنظیمات پروفایل روز و شب، و قابلیت هایی مانند تحلیل هوشمند روی خود دوربین (Edge Analytics) در کیفیت نهایی پروژه تاثیر جدی دارند. از سوی دیگر، در سایت های صنعتی باید فاکتورهایی مثل دمای کاری، استاندارد IP و IK و جنس بدنه را هم در نظر گرفت.

در کنار دوربین ها، تجهیزات میدانی دیگری مانند باکس های محافظ، براکت ها، جعبه تقسیم های ضد رطوبت، میکروفن ها، اسپیکرها و چراغ های کمکی نیز بخشی از لایه میدانی سیستم محسوب می شوند. اگر این جزئیات به درستی طراحی نشود، حتی بهترین دوربین ها هم خروجی قابل اعتمادی نخواهند داشت.

زیرساخت شبکه و انتقال تصویر

در سیستم های IP، شبکه ستون فقرات سیستم نظارت تصویری است. بنابراین طراحی توپولوژی شبکه، انتخاب سوئیچ ها، محاسبه پهنای باند، VLAN بندی، QoS و امنیت لایه سه موضوعی کاملا جدی است. علاوه بر این، در بسیاری از پروژه ها پیشنهاد می شود شبکه نظارت تصویری از شبکه دیتای سازمان منطقا یا فیزیکی جدا شود.

در سمت کابل کشی، انتخاب بین کابل شبکه مسی، فیبر نوری، لینک بی سیم نقطه به نقطه یا ترکیبی از این گزینه ها به فاصله ها، نویز محیطی و بودجه پروژه بستگی دارد. برای مثال، در فواصل بالای 90 متر استفاده از فیبر یا اکستندر ضروری می شود. از سوی دیگر، در پروژه هایی با تعداد دوربین بالا استفاده از سوئیچ های PoE با مانیتورینگ SNMP و تغذیه Redundant توصیه می شود.

در سیستم های آنالوگ یا هایبرید، کابل کواکسیال، بالون های تبدیل و گاهی لینک های مایکروویو نقش اصلی را در انتقال سیگنال دارند. در این سناریو نیز افت سیگنال، نویز، نوع کانکتور BNC و کیفیت ارت تاثیر مستقیم روی کیفیت تصویر دارند. بنابراین زیرساخت انتقال نباید صرفا به عنوان هزینه جانبی دیده شود.

دستگاه های ضبط، سرور و استوریج

لایه بعدی، لایه ضبط و ذخیره سازی است. در سیستم های کوچک، DVR یا NVR نقش ضبط کننده را ایفا می کند. در پروژه های سازمانی، معمولا چند NVR یا یک سرور VMS با استوریج اختصاصی NAS یا SAN استفاده می شود. انتخاب معماری ضبط به تعداد دوربین ها، بیت ریت مجموع، مدت نگهداری تصاویر و نیاز به افزونگی بستگی دارد.

برای طراحی درست، باید بیت ریت موثر هر دوربین، تعداد کانال ها، فریم ریت، نوع کدک و درصد حرکت تصویر محاسبه شود و سپس ظرفیت مورد نیاز بر حسب ترابایت برای دوره نگهداری مشخص استخراج گردد. علاوه بر این، در سیستم های حرفه ای از آرایه های RAID 5 یا RAID 6 برای حفاظت در برابر خرابی دیسک استفاده می شود. به همین دلیل، استوریج نباید با نگاه صرفا ارزان ترین هارد بازار انتخاب شود.

از سوی دیگر، در معماری های توزیع شده ممکن است بخشی از ضبط روی NVR های لبه شبکه انجام شود و سپس کلیپ های مهم یا آرشیو بلندمدت روی استوریج مرکزی ذخیره گردد. این روش فشار شبکه و استوریج مرکزی را کاهش می دهد و در عین حال انعطاف سیستم را بالا می برد.

نرم افزار مدیریت ویدئو (VMS)

در پروژه های متوسط و بزرگ، نرم افزار مدیریت ویدئو یا VMS قلب سیستم نظارت تصویری است. VMS علاوه بر مدیریت ضبط و پخش، وظیفه مدیریت کاربران، سطوح دسترسی، تعریف نقشه سایت، نمایش چند لایه، تعریف سناریوهای آلارم، گزارش گیری و اغلب تحلیل های هوشمند را بر عهده دارد. بنابراین انتخاب VMS مناسب می تواند تفاوت جدی در قابلیت های نهایی سیستم ایجاد کند.

به طور کلی، VMS حرفه ای باید از پروتکل های استاندارد مانند ONVIF، RTSP، HTTP API و درگاه های یکپارچه سازی با سیستم های دیگر پشتیبانی کند. علاوه بر این، وجود امکاناتی مانند Failover Recording، Load Balancing، مدیریت مجوزها در سطح Role، و رمزنگاری جریان های حساس برای پروژه های امنیتی حیاتی است. در غیر این صورت، سیستم در مقیاس بالا پایدار نخواهد بود.

اتاق کنترل، مانیتورینگ و عملیات

آخرین حلقه زنجیره، اتاق کنترل و مرکز عملیات است. حتی بهترین سیستم اگر در اتاق کنترل به خوبی چیدمان نشود، بهره عملیاتی چندانی نخواهد داشت. طراحی ویدئو وال، تعریف Layout های مختلف برای سناریوهای روزمره و بحرانی، استفاده از کنسول های ارگونومیک، روشنایی مناسب و تهویه صحیح از ملزومات یک اتاق کنترل حرفه ای است.

علاوه بر این، باید روی فرآیندهای کاری اپراتورها نیز تمرکز شود. تعریف SOP ها، نحوه ثبت رخداد، سطح دسترسی هر اپراتور، زمان نگهداری لاگ ها و روش های Audit امنیتی، نقش مهمی در کارایی سیستم دارند. از سوی دیگر، مانیتورینگ سلامت تجهیزات از طریق ابزارهایی مانند SNMP، Syslog و داشبوردهای NOC باعث می شود قبل از بروز بحران، مشکل شناسایی و رفع شود.

معماری و طراحی سیستم نظارت تصویری حرفه ای

اکنون که می دانیم سیستم نظارت تصویری چیست و از چه اجزایی تشکیل می شود، نوبت به بحث معماری می رسد. در طراحی حرفه ای باید از ابتدا سناریوها، سطوح ریسک و الزامات حقوقی مشخص شوند. سپس بر اساس این نیازها، رزولوشن هر ناحیه، زوایای دید، مسیرهای کابل، توپولوژی شبکه، تعداد سرورها و استوریج مورد نیاز محاسبه می شود.

به طور کلی، در سایت های متوسط و بزرگ معماری سه لایه توصیه می شود: لایه Access شامل سوئیچ های PoE و دوربین ها، لایه Distribution برای تجمیع ترافیک و لایه Core برای اتصال به سرورها، استوریج و لینک های بین سایت ها. علاوه بر این، جداسازی منطقی با VLAN، استفاده از QoS برای جریان های ویدئویی حساس و تعریف ACL ها برای امنیت شبکه از اصول پایه این طراحی است.

در حوزه ذخیره سازی، باید بر اساس بیت ریت مجموع و دوره نگهداری، ظرفیت مورد نیاز را محاسبه و سپس با توجه به میزان تحمل ریسک، سطح RAID و تعداد Enclosure ها را انتخاب کرد. در پروژه های حیاتی، معمولا از معماری Active-Standby یا Active-Active برای سرورها و استوریج استفاده می شود تا در صورت خرابی یک نود، سیستم بدون قطعی در دسترس بماند.

در نهایت، بحث امنیت سایبری نباید نادیده گرفته شود. تغییر Default Password، استفاده از پروتکل های امن، محدود کردن دسترسی از اینترنت، به روز رسانی Firmware، استفاده از لاگ سرور مرکزی و تعریف سیاست Backup بخشی از چک لیست امنیتی است که باید در هر پروژه نظارت تصویری اجرا شود.

کاربردها و سناریوهای رایج سیستم نظارت تصویری

سیستم نظارت تصویری در صنایع و کاربردهای مختلفی استفاده می شود؛ از خرده فروشی تا حمل و نقل، نفت و گاز، مراکز داده و سازمان های دولتی. در هر سناریو، ترکیب دوربین ها، رزولوشن، محل نصب، سیاست نگهداری تصاویر و سطح هوشمندسازی متفاوت است. به همین دلیل، طراحی یک نسخه ثابت برای همه سایت ها کار حرفه ای محسوب نمی شود.

برای نمونه، در فروشگاه ها تمرکز روی رفتار مشتری، جلوگیری از سرقت و مدیریت صف است. در حالی که در سایت های صنعتی، پایش فرآیند، ایمنی پرسنل و مقاومت تجهیزات در برابر شرایط سخت محیطی اهمیت بیشتری دارد. از سوی دیگر، در مراکز شهری و حمل و نقل، موضوعاتی مانند پوشش وسیع، پلاک خوانی و مدیریت ترافیک در اولویت است.

بنابراین، هنگام انتخاب تجهیزات و معماری، باید ابتدا سناریوهای واقعی استفاده تعریف شود و سپس بر اساس آن، اجزای سیستم نظارت تصویری انتخاب شوند. این رویکرد باعث می شود بودجه در نقاط درست هزینه شود و خروجی نهایی با نیاز عملیات و مدیریت همخوانی داشته باشد.

سوالات متداول