Сравнительный анализ HD-CVI, AHD и HD-TVI стандартов видеонаблюдения

На протяжении двадцати лет системы видеонаблюдения строились на базе аналогового стандарта и именно он был монополистом рынка. Ситуация поменялась, когда около двадцати лет назад были изобретены IP камеры, в разы улучшившие качество картинки.

Однако их высокая стоимость и низкая адаптивность к имеющейся кабельной инфраструктуре воспрепятствовали их повсеместному распространению.

В связи с этим независимыми разработчиками были начаты поиски "золотой середины": создания аналогового видео с высоким разрешением по демократичной цене. Результатом явилась разработка трех новых гибридных стандартов передачи данных: HD-CVI, AHD и HD-TVI, совместивших достоинства IP и аналоговых решений.

В чем сходство и отличия данных форматов, и каковы их преимущества перед обычным аналоговым и цифровым видео?

Зачем понадобилось изобретение?

Простой обыватель, давно привыкший к компьютерным и телевизионным мониторам в формате Full HD, может искренне недоумевать по поводу всеобщего ажиотажа, произведенного новыми аналоговыми стандартами видеосистем.

В действительности, не все так просто. Все дело в имеющейся масштабной инфраструктуре, построенной на применении коаксиального кабеля. Цифровые устройства не совместимы с ней, так как их сигнал может транслироваться только по витой паре. Это означает, что их применение требует огромных расходов на замену сотен километров проложенных кабельных трасс по всему миру.

В противовес этому гибридные камеры с легкостью адаптируются к структуре на основе не только коаксиального кабеля, но и витой пары. Это позволяет быстро и дешево модернизировать существующую систему видеонаблюдения, заменив всего лишь конечные устройства.

Кто принес инновации "в мир"?

Первопроходцем рынка аналоговых HD систем стала китайская компания Dahua Technology, производящая готовые решения (камеры, модули, видеорегистраторы, платы и пр.). В 2012 году она предложила стандарт High Definition Coaxial Video Interface (HD-CVI), представляющий собой запатентованную технологию, производство которой требует получения лицензии.

Это ограничило число компаний, желающих приобщиться к производству устройств данного формата. Кроме того, закрытая технология считается менее клиентоориентированной, так как она не подразумевает возможность внесения различных корректировок.

В том же 2012 году, но чуть позже, на рынок вышел китайский стартап Techpoint, организованный бывшими работниками известного завода Techwell. Он предложил свою разработку в области аналогового высокоточного видео – High Definition Transport Video Interface (HD-TVI). Почему везде имеется информация о том, что разработчиком стандарта является компания Hikvision? Потому что именно она выступила главным инвестором молодого предприятия.  

Годом позже южнокорейский бренд Nextchip, являющийся одним из мировых лидеров в производстве микросхем и элементной базы для видеоустройств, предложил свою разработку – стандарт Analog High Definition (AHD).

В отличие от HD-CVI – AHD и HD-TVI являются "открытым" решением, подразумевающим его свободное использование другими производителями.

Что общего у гибридных систем?

Все три формата построены на базе классической топологии "звезда", центральным звеном которой выступает видеорегистратор. Он связывается с соединенными через коаксиальный кабель камерами с помощью двухточечной сигнальной передачи.

При этом в каждом стандарте на разных этапах обработки передачи данных подключается функция квадратурной амплитудной модуляции. Она позволяет разделить сигнал на две составляющие: цветности и яркости. Благодаря этому ликвидируется большинство перекрестных помех, присущих обычным аналоговым устройствам.

Дополнительно для минимизации искажений сигнала при его передаче на большие дистанции применяется алгоритм его автоматической коррекции. Это позволяет  избежать задержки и потери кадров, характерных для IP камер.

В связи с применением достаточно низкочастотной модуляции, гибридные стандарты не требовательны к параметрам провода, качеству монтажа и производства разъемов. Цифровые камеры не могут похвастаться такой лояльностью.

Что касается точности картинки, новые стандарты характеризуются применением высокого разрешения, эквивалентного 720 р (HD 1280х720) и 1080 р (Full HD 1920х1080) при соотношении сторон 16:9. Это дает шанс максимально детализировать изображение, вплоть до распознавания номиналов денежных знаков или автомобильных номеров. Это было невозможно в обычном аналоговом стандарте D1 (704х576) и 960H (960х526).

Справедливости ради, нужно отметить, что первые двухпиксельные устройства были разработаны в формате HD-CVI, а произведены – в HD-TVI. Стандарт AHD значительно отстал в данном вопросе от конкурентов, относительно недавно выпустив устройства в заявленном Full HD.

https://www.youtube.com/watch?v=DtLRtfGdl2k

Для того чтобы разобраться в отличиях между этими стандартами, стоит более подробно остановиться на их характеристиках.

Дальность передачи сигнала без потери качества картинки на мониторе

По этому параметру аналоговое HD видео уверенно превосходит как обычные аналоговые, так и цифровые устройства. Витая пара для IP камер способна передавать сигнал только на 100 м, а аналоговые устройства передают данные максимум на 100 - 150 м., без применения приёмо-передатчиков. В новых стандартах дальность увеличена до 500 метров.

Заявленный производителями показатель действителен при использовании кабеля высокого качества: РК 75-5 (RG-59).

Наименее устойчив к помехам в этом случае оказался стандарт HD-TVI, в котором может наблюдаться даже потеря картинки. Для AHD характерен переход в черно-белое изображение. А вот HD-CVI выдерживает испытание, хотя разрешение все же несколько теряется и в кадре слышен шум.

При использовании витой пары дальность передачи данных без потери качества составляет 150 м для HD-CVI и AHD и 100 м для HD-TVI.

Трехсигнальная передача данных по одному проводу

В отличие от обычного аналогового видеонаблюдения, транслирующего только видеосигнал, новые стандарты анонсируют возможность передавать через один провод сразу три сигнала: аудио-, видео- и управляющих команд к поворотным камерам, что даёт возможность уже прямой интеграции с другими системами (например, с системами контроля доступа). Это уравнивает их с цифровыми устройствами и дает шанс существенно упростить разводку без необходимости прокладки дополнительных кабелей.

В действительности формат HD-TVI несколько отстает от конкурентов. Сегодня в нем реализована двусторонняя способность передачи видеосигнала и RS-485. В ближайшем будущем ожидается и появление возможности транслировать аудиосигнал.

Гибридность подключения

Под данной характеристикой подразумевается возможность подключения, помимо HD аналоговых камер, обычных аналоговых и цифровых устройств. По данному показателю гибридные системы уверенно опережают не только CCTV, но и IP камеры, не наделенные такой способностью.

HD-CVI и AHD обеспечивают гибридность на приемном чипе, поддерживающем нужные форматы. Это позволяет легко создать гибридную сеть без дополнительных затрат и доработок. Причем стандарт AHD позволяет объединить все три типа камер в единую систему, управляемую видеорегистратором. При этом можно использовать как обычные AHD камеры, так и модернизированные устройства, имеющие собственное OSD меню и настройки.

Дополнительный бонус – возможность управления через облачные сервисы, что характерно и для цифровых решений. Это позволяет управлять системой видеонаблюдения, находясь в любой точке мира.

Что касается HD-TVI, то здесь дела с гибридностью обстоят сложнее. Наряду с HD-TVI устройствами вполне можно подключить и аналоговые камеры. А вот подключение цифровых IP камер требует дополнительной установки аналогового видеокодера, что влечет за собой удорожание системы. Поэтому по данному показателю этот формат проигрывает конкурентам.

Стоимость

Изначально все гибридные системы были примерно в одной ценовой категории, учитывая приблизительно равноценные технические характеристики. Однако по мере завоевания рынка ситуация изменилась.

В результате того, что более тридцати китайских и корейских заводов взяли на вооружение формат AHD, его цена значительно снизилась. Сегодня этот формат является наиболее бюджетным среди конкурентных стандартов и практически сравнялся со стоимостью обычных аналоговых устройств.

Стандарт HD-TVI, хоть и является открытым, наиболее широко продвигается самим разработчиком – Hikvision.  Сам по себе он дороже на 15-20%, чем AHD.

HD-CVI остается "середняком", превышающим стоимость продуктов AHD формата на 5-15%. Из-за "закрытости" технологии политикой ценообразования ведает исключительно разработчик. Это затрудняет естественное снижение стоимости продукта, которое могло бы осуществиться в следствие конкурентной борьбы между различными производителями стандарта. 

Итоговый сравнительный анализ

Для простоты сравнения трех стандартов всю вышеизложенную информацию можно объединить в одну сравнительную таблицу:

Таким образом, новые аналоговые стандарты HD-CVI, AHD и HD-TVI не только превосходят параметры обычного аналогового видео, но и по некоторым характеристикам опережают цифровые технологии (дальность передачи без потери качества, гибридность, нетребовательность к параметрам кабелей и разъемов). При этом они дают шанс организовать структуру видеонаблюдения высокой точности по гораздо более доступным ценам в сравнении с IP камерами.

Что касается сопоставления технических параметров новых стандартов, все они примерно одного уровня. Однако, принимая во внимание "закрытость" технологии HD-CVI и некоторое отставание формата HD-TVI в вопросах устойчивости к помехам и возможности создания гибридных схем, лидером все-таки можно назвать стандарт AHD. Данное мнение подтверждается и политикой ценообразования в отношении этого формата, позволившей ему стать наиболее бюджетным решением среди конкурентов.