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¿Cuándo usar cámaras IP o cámaras análogas?

En la primera entrega, hablamos sobre cuáles son las cámaras ideales para la seguridad y las diferencias entre las IP y las análogas. En este artículo analizaremos más características de las IP para seguridad, cómo se desarrolla el mercado y cuándo deben usarse.

Por Germán Alexis Cortés

La cámara IP se comporta como un nodo más de la red, es decir como un miembro más de los equipos que están identificados con una dirección IP, por lo tanto puedo acceder a ella con sólo direccionala adecuadamente desde cualquier otro PC en la red.

Sin embargo aquí vienen dos alternativas:

a) Que la cámara IP se comporte como un webserver de video. La cámara internamente tiene el software necesario para entregar video, administrarlo y ajustarlo cuando desde otra estación de la red, a través de un browser (Explorer, netscape, opera, firefox), se digite la dirección IP asignada o el nombre mediante un servidor DNS. En ese momento el browser presenta una página web que reside en la cámara, en donde normalmente se inicia solicitando un código de acceso (debo advertir que fácilmente hackeable) y posteriormente se visualiza la imagen de la cámara de forma continua. En esta página HTML, normalmente existen otros menús que permiten configurar y hacer ajustes a la cámara. Si otro usuario de la red digita la misma dirección IP para acceder a la misma cámara seguirá el mismo procedimiento hasta que se colme el número de usuarios permitidos por la cámara. Esta es una solución muy buena si debemos llevar el video de las cámaras a varios usuarios en toda la red existente; sin embargo se convierte en un riesgo más de seguridad, porque precisamente cualquiera con sólo romper el código de acceso, puede ver la información.

b) Que se comporte como una estación tradicional; es decir que la cámara no tenga webserver y en este caso si se digita la dirección IP desde un browser, simplemente no se muestra nada y no pasa nada. Para poder visualizar la imagen en una estación de trabajo de la red, será necesario instalar un software especial que entrega el fabricante de la cámara y sólo a través de esta aplicación se podrá acceder a la cámara, administrarla y configurarla. En este caso se requieren licencias para que múltiples usuarios accedan a la cámara, pero desde el punto de vista de seguridad es mejor, pues no todos tienen acceso a la señal de video digital. Casi siempre el software permite encriptar la información y establece un enlace seguro entre el monitor y la cámara.

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¿Cuál es preferible? Normalmente depende de la aplicación que se le vaya a dar a la cámara. Para el caso de seguridad profesional, me inclino más por la segunda opción.

Alimentación eléctrica

Otro detalle importante es la alimentación eléctrica de la cámara IP. La gran mayoría de equipos profesionales, poseen un conector de 12Vdc/24Vac, que deberá ser suministrado a través de una fuente centralizada y/o a través de fuentes locales en cada sitio, - recuerde siempre salir de la misma fase eléctrica para evitar problemas de sincronismo o retornos por tierra-. Esto implica llevar un cable de alimentación del calibre indicado, que tenga en cuenta la distancia, el voltaje de salida, la atenuación y demás factores que garanticen la energía apropiada para cada cámara.

Si se usa cable UTP de varios pares, por uno de ellos podrá viajar esta alimentación eléctrica y se comportará siguiendo las leyes de Ohm. En este caso debemos ser conscientes que el calibre del cable (normalmente 24 AWG) es muy pequeño y que seguramente no podremos alejarnos de la fuente de alimentación centralizada. Sin embargo todo depende del consumo de cada cámara.

Si usamos cable UTP siguiendo recomendaciones de EIA/TIA para cableado estructurado en el peor de los casos el cableado horizontal llegará hasta máximo 90 metros.

Existe también la probabilidad de usar el nuevo protocolo POE (Power over Ethernet), que permite transmitir la señal de alimentación eléctrica por uno de los pares del cable y enviar algo más de 1 Amp. que sale directamente del equipo de red activo (switch), que debe cumplir con el estándar.

Nuevamente una cosa es lo que las normas y los avances del mundo de TI hagan y otra lo que representa para el mundo de la seguridad. En este caso usar PoE puede no ser muy recomendable en seguridad electrónica, por varias razones: estamos amarrados a una distancia máxima que no siempre se cumple. La alimentación sale del mismo equipo activo incrementando el riesgo de daño y costo de mantenimiento. La cámara debe cumplir con el estándar PoE y no todas lo hacen. Finalmente es inseguro compartir todo el cableado de datos y comunicaciones con seguridad.

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Cuidado: aquí debo advertir que algunas cámaras IP dicen cumplir con PoE, pero hay inconsistencias de fondo, como decir que se alimentan a 12Vdc y consumen 15W. Si se hace un análisis simple, se observa que la corriente será entonces de 1.25 Amperios y en un cable calibre 24 AWG, no es recomendable manejar esta corriente tan grande. Entonces en este ejemplo, no podría usar el cable UTP tradicional, deberá comprar uno de mayor calibre… mi sugerencia es siempre hacer el cálculo siguiendo las leyes de Ohm.

Grabación de las imágenes

Un tema muy controvertido y poco claro es en ¿dónde se graban las imágenes de una cámara IP? mucha gente dice que en las DVR, sin embargo debo aclarar que las DVR graban señales de video análogas no digitales. Aunque muchas tienen un puerto de red, por allí sólo salen señales para otras estaciones, pero no están diseñadas para recibir por allí señales de alta velocidad provenientes de cámaras IP.

Lo normal es grabar las cámaras IP mediante un software de grabación que normalmente suministra el fabricante de la cámara, en el disco duro del PC en donde se esté consultando. Sin embargo la intención de la mayoría de software de este tipo es grabar una parte del video recibido y no realizar una grabación continua o por eventos de manera permanente. En este caso el software graba la escena de video en un formato conocido y sin muchas exigencias de compresión y/o seguridad.

Cuando se desea grabar de manera permanente (es decir 24x365) por eventos o de manera continua, lo indicado es usar una NVR (Network Video Recorder), que es un PC dedicado exclusivamente a tomar los datos provenientes de las cámaras IP a través del puerto de red (normalmente de alta velocidad superior a 1 Gbps) y almacenarlos en un disco duro de elevadas especificaciones. Estos equipos se programan una vez y quedan como cajas negras en la red, almacenando todo el video. Poseen el software necesario para diferenciar cada stream de video y almacenarlo de forma segura. Los fabricantes especifican la capacidad de una NVR en canales de video que pueden almacenar de forma simultánea, la cantidad de FPS y resolución para cada cámara.

Recientemente han salido en el mercado unidades DVR que se presentan como híbridas. En este caso pueden grabar algunos canales análogos en sus entradas BNC y otros canales de video digitales a través de su puerto de comunicaciones de red.
Tenga cuidado de no grabar las imágenes de su cámara IP en el otro extremo de la red, pues la ocuparía totalmente. Le recomiendo que grabe las imágenes provenientes de cámaras IP en NVR ubicados en la misma LAN y sólo emplee los canales WAN para monitorear algunas señales de video esporádicas, no continuas.

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Algunos modelos recientes de cámaras IP permiten generar más de un stream de video. Cada stream puede ser de una calidad y velocidad diferente, incluso con un algoritmo de compresión distinto. De esta forma usted podría usar el stream en JPEG de buena calidad a 30 FPS para observar la señal en su propia LAN, el stream en MPEG2 de alta calidad a 30 FPS para grabación local y el stream en MPEG4 de baja calidad a 5 FPS, para monitorear de forma remota a través de Internet.

Mercado actual

En el mercado actual ya existen muchas cámaras con salidas IP, incluso cámaras móviles en domos de alta velocidad. En este caso, el video y los datos para control de los motores van por el mismo canal de comunicación. La alimentación en estos modelos se recomienda llevar por separado debido al consumo de la unidad.

Algunas marcas, que aún no tienen cámaras IP, tienen encoders que permiten pasar una señal análoga de cualquier cámara tradicional a una señal digital, por lo tanto la convierten en una cámara IP. En este caso el encoder digitaliza la señal, la comprime y la entrega a través de una red ethernet usando un protocolo de comunicaciones conocido. En este caso la dirección IP se le asigna al encoder y se maneja como una cámara IP integrada.

¿Cuándo usar una cámara IP?

La respuesta implica tres factores claros:
1.La aplicación de seguridad requiere transmitir video de forma remota. Preferiblemente cuando existen muchas cámaras distribuidas por un amplio territorio y se desean monitorear y administrar desde un punto centralizado.
2.Ya existe una red de datos cubriendo los diferentes sitios remotos.
3.El ancho de banda de la red de datos es suficiente para transmitir el video de forma eficiente sin interferir con la operación normal de la red.

Cuando no se cumple el factor número uno, es decir todas las cámaras están en el mismo sitio, mi sugerencia por ahora, es un sistema tradicional, usar cámaras análogas, aunque usando cable UTP y transceivers. En estos casos no vale la pena usar la infraestructura de red existente, porque siempre será mejor por seguridad y administración, trabajar con una red separada y dedicada exclusivamente a seguridad. Una red que sólo operen los encargados de seguridad y mantenimiento técnico especializado. A menos que se disponga del presupuesto necesario para construir una red de datos de alta velocidad (recuerde que se requieren como mínimo dos a cinco Mbps por cada cámara), siempre será mejor hacer esta red de tipo tradicional aislada totalmente de la red de datos que lleva información múltiple.

Si no se cumple el factor dos, es decir no existe una red de datos, es importante saber que el costo de la cámara IP es mínimo comparado con la infraestructura de telecomunicaciones necesaria. Sólo en casos en donde: a) se tenga muy claro el concepto de una red de video digital, b) se haya analizado respecto a otras alternativas de transmisión de señal de video y c) se llegue a la conclusión que es mejor usar cámaras IP; entonces se procede a crear una red de datos totalmente nueva, con suficiente ancho de banda (LAN superior a 1Gbps y WAN superior a 20 Mbps). Se recomienda que si se construye una red nueva, ésta sea en la medida de lo posible para uso exclusivo de video y/o seguridad electrónica.

Cuando se dan los factores 1) y 2) pero NO se cumple el 3), que es lo que ocurre en la mayoría de casos; se hace necesario replantear el proyecto desde dos perspectivas:
a) actualizar la red de datos y mejorarla hasta conseguir el ancho de banda necesario ó b) sacrificar desempeño y calidad en las imágenes que se envían, obteniendo imágenes aisladas a velocidades de refresco muy bajas (menor a 2-3 FPS) y con resoluciones similares a CIF (320x240), en el mejor de los casos. Esto claramente no puede emplearse para una aplicación de seguridad sino de monitoreo remoto. No espere milagros.

Los departamentos de seguridad y de sistemas de cada empresa, deben entonces conciliar y encontrar de forma mutua, una solución adecuada. Muchas cámaras IP pueden limitar su ancho de banda a costa de disminuir FPS a muy baja resolución. Con unidades que tengan estas características, el departamento de sistemas puede asignar a seguridad un ancho de banda de la red y quedarse tranquilo, en sentido que no se va a copar la red más allá de lo permitido, creando conflictos en la operación tradicional de datos de la red existente. Aquí el sacrificado es el departamento de seguridad.

En la mayoría de los casos, las empresas hacen una inversión importante en tecnología de video IP, sabiendo que van a tener imágenes de escasa resolución y baja velocidad, es decir, sabiendo que las imágenes van a ser deficientes. Sin embargo sólo son conscientes de su error, cuando requieren ver la imagen de algún siniestro y efectivamente se dan cuenta que las imágenes son deficientes. Entonces, ¿para qué lo hacen? acaso ¿para estar a la moda? acaso ¿por qué alguien les vendió una idea errónea?

Otras empresas deciden aprovechar el momento de solicitud de tecnología originado en el departamento de seguridad para actualizar su red de datos y aumentarle el ancho de banda y en ocasiones el cubrimiento. Sin embargo el costo es tan elevado, que muchas veces el limitante presupuestal hace que el proyecto no progrese.

Errores comunes

•No darse cuenta que la velocidad de una red LAN es muy superior la de una red WAN. Por lo tanto no espere que la imagen medianamente decente que ve en la red su oficina la vea desde su casa o de una oficina remota.
La calidad, brillo, velocidad y nitidez de imágenes a nivel análogo no depende de terceros, es la cámara, el cable y el monitor. Se cumple el Standard NTSC, por lo tanto la imagen siempre va a 30 FPS y con la resolución de origen de la cámara.
•En el caso digital, la red de comunicación de datos depende de terceros (switch, router, otras redes, información que se comparte con otros departamentos, resolución de los monitores, de las cámaras, tipo de cable, entre otros); por lo tanto tenga en cuenta que la imagen va a ser considerablemente inferior.
•Considerar que para ver imágenes remotas, debo usar una cámara IP. Esto bien lo puede hacer un DVR grabando cámaras análogas (económicas, de alta calidad, profesionales) de manera local y enviar las imágenes por el puerto de red, cuando se ingresa desde Internet.

Siguiente paso

Como podemos darnos cuenta, la solución con cámaras IP no es la más adecuada cuando las condiciones externas no son favorables. Aunque no es parte del tema de este artículo, una sugerencia a evaluar es colocar DVR’s, alambradas de forma local a través de UTP y realizar accesos remotos esporádicos (sólo cuando se presente una situación anormal que requiera revisión inmediata) a través de la red de datos existente. En este caso anormal, lo tradicional es que se coordine con el departamento de sistemas y se le de prioridad a la seguridad para que pueda usar todo el ancho de banda de la red para la señal de video, colocando de forma temporal los otros procesos en standby mientras de cubre el siniestro.

Cuando ya existen equipos de video, se pueden involucrar a un sistema IP, a través de elementos que reciben la señal de video análogo, la digitalizan, comprimen y sacan a la red mediante un protocolo de datos conocido. En este caso los encoders de diferentes fabricantes se pueden usar con cualquier tipo de cámaras. De igual forma los equipos para visualizar las imágenes también pueden acoplarse a la red mediante decoders que hacen el proceso inverso.

Algunas fábricas importantes actualmente, no ofrecen cámaras IP, pero si una línea de encoders y decoders que transforma el panorama nuevamente sobre IP. Las mismas restricciones y beneficios mencionados aplican en este caso.

La tendencia de varias empresas, es precisamente a ofrecer una solución digital que poco a poco vaya reemplazando la solución análoga tradicional. El punto clave es el ritmo de cambio. Sólo hasta que nuestras redes de telecomunicaciones sean de alta velocidad y excelente performance para video permanente, llegaremos a aplicar estas soluciones de forma rutinaria. Por ahora considero que debemos analizar los factores mencionados y sólo cuando tengamos la completa certeza de no perder la inversión, dar el paso hacia video totalmente digital. El tema de matrices virtuales, no es más que eso. Consiste simplemente en tener muchas señales de video provenientes de muchas cámaras IP o la combinación de cámara y encoder, en unión con señales de video hacia monitores y decoders, videograbadoras de red y estaciones de trabajo que logren administrar los datos de manera inmediata y eficiente. En este caso los mismos fabricantes recomiendan que se trabaje sobre una red de datos de altísima velocidad, exclusiva para video.

Otros temas a tratar en otra oportunidad, serán: a) tipo de software para administrar video y dar acceso a las diferentes unidades de video. b) integración con los actuales sistemas análogos de video y de integración, c) sofisticación en el análisis de video, para apoyar la labor del operador y finalmente d) seguridad en las redes de datos que transportan video.

* Germán Alexis Cortés es ingeniero electrónico experto en automatización de edificios y Gerente General de Insetrón Ltda. Se dedica a la consultoría de proyectos y a dar capacitación  especializada de carácter latinoamericano. Si desea puede escrbirle al correo electrónico gcorté[email protected]

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