REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL UNEFA DISEÑO DE UN SISTEMA DE VIDEO VIGILANCIA IP PARA EL CENTRO DE COORDINACIÓN SUCRE DEL CUERPO DE POLICÍA NACIONAL BOLIVARIANA (CPNB). TUTOR(A) ACADEMICO(A): TUTOR(A) INSTITUCIONAL: Apellidos y Nombres: Antuarez Rivas Milexcy Thamara Apellidos y Nombres: Guerra López Pastor Antonio Cédula de Identidad: V-15.507.209 Cédula de Identidad: V- 6.922.363 ESTUDIANTE: Apellidos y Nombres: Martínez Martínez Omaira Jamileth Cédula de Identidad: V-12.682.654 Carrera y/o Especialidad: Ingeniería en Telecomunicaciones Caracas, Febrero 2014
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
UNEFA
DISEÑO DE UN SISTEMA DE VIDEO VIGILANCIA IP PARA EL CENTRO
DE COORDINACIÓN SUCRE DEL CUERPO DE POLICÍA NACIONAL
BOLIVARIANA (CPNB).
TUTOR(A) ACADEMICO(A): TUTOR(A) INSTITUCIONAL:
Apellidos y Nombres:
Antuarez Rivas Milexcy Thamara
Apellidos y Nombres:
Guerra López Pastor Antonio
Cédula de Identidad:
V-15.507.209
Cédula de Identidad:
V- 6.922.363
ESTUDIANTE:
Apellidos y Nombres: Martínez Martínez Omaira Jamileth
Cédula de Identidad: V-12.682.654
Carrera y/o Especialidad: Ingeniería en Telecomunicaciones
Caracas, Febrero 2014
ii
CONTENIDO.
Pág.
INDICE DE FIGURAS iv
INDICE DE TABLAS v
INTRODUCCIÓN
1
I. DESCRIPCIÓN DE LA INSTITUCIÓN 3
Ubicación Geográfica 3
Visión 3
Misión 3
Objetivos de la Institución 3
Estructura Organizativa 5
Descripción del departamento donde se desarrollo la práctica
profesional
6
Nombre del encargado del departamento 6
Funciones del departamento 6
II. ÁREA DE ATENCIÓN
8
III. PLAN DE ACTIVIDADES 10
IV. LOGROS DEL PLAN DE ACTIVIDADES 12
Semana Nº 1 12
Semana Nº 2 y Semana Nº 3 13
Semana N° 4 y Semana N° 5 36
Semana N° 6 42
Semana N° 7 a la Semana N° 10 43
Semana Nº 11 a la Semana Nº12 44
iii
Semana N° 13 48
Semana N° 14 y Semana N° 15 51
Semana Nº 16 51
V. CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS DURANTE LA
PRÁCTICA PROFESIONAL
53
VI. CONCLUSIONES 54
VII. RECOMENDACIONES 55
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 56
IX. ANEXOS 58
iv
ÍNDICE DE FIGURAS
N°
Figura
CONTENIDO Pág.
1 Componentes de una cámara IP. 16
2 Cámaras de red fijas. 18
3 Cámara de red domo fijas. 18
4 Cámaras PTZ mecánicas. 19
5 Cámaras PTZ no mecánicas. 20
6 Cámaras tipo domo PTZ. 20
7 Tamaños del sensor. 22
8 Imagen de barrido entrelazado. 23
9 Imagen de barrido progresivo. 24
10 Comparación barrido entrelazado (izquierda) y barrido
progresivo (derecha).
24
11 A la izquierda, diferentes resoluciones de imagen NTSC. A la
derecha, diferentes resoluciones de imagen PAL.
26
12 Esquema de conexión PoE. 32
13 Configuración de parámetros de la cámara SW-396. 43
14 Configuración de parámetros de la cámara SW-355. 44
15 Formato de la trama Ethernet. 45
16 Campo de datos de la trama Ethernet. 45
17 Sobrecarga real de la Trama de Ethernet. 45
18 Ancho de Banda y espacio en disco con el estándar de
compresión MJPG.
49
19 Ancho de Banda y espacio en disco con el estándar de
compresión MPEG-4.
49
20 Ancho de Banda y espacio en disco con el estándar de
compresión H.264.
50
v
ÍNDICE DE TABLAS
N°
Tabla
CONTENIDO Pág.
1 Ubicación de las cámaras. 13
2 Ejemplo de longitud focal necesaria para lograr un campo de
visualización horizontal a 30° aprox.
22
3 Formatos de Resolución VGA. 26
4 Formatos de Resoluciones Megapíxel. 27
5 Tipos de redes Ethernet. 30
6 Protocolos y puertos TCP/IP habituales utilizados para el video en
red.
34
7 Características de la cámara modelo SW-396. 37
8 Características de la cámara modelo SW-355. 38
9 Características del servidor de video. 38
10 Características televisor modelo KLD42EX FULL HD. 39
11 Características del computador. 39
12 Características software de gestión. 40
13 Características del switch Gigabit LP-SG2401. 40
14 Características routers Cisco 2800. 41
15 Direccionamiento IP. 52
2
INTRODUCCIÓN.
El 20 de diciembre del año 2009, nace el cuerpo de policía nacional
bolivariana a fin de dar respuesta a un conjunto de problemáticas identificadas en el
amplio diagnóstico que elaboró la comisión nacional para la reforma policial.
Representa el máximo exponente del nuevo modelo policial, al ser
predominantemente preventivo, de carácter civil y profesional, con el propósito de
proteger y garantizar los derechos de las personas frente a situaciones que constituyan
amenaza, vulnerabilidad, riesgo o daño para su integridad física, sus propiedades, el
ejercicio de sus derechos, el respeto de sus garantías, la paz social, la convivencia y el
cumplimiento de la ley.
Desde hace años, los sistemas de vigilancia de circuito cerrado de televisión
han sido un factor importante para la seguridad. Estos sistemas empezaron siendo
100% analógicos y paulatinamente se fueron digitalizando. Esta evolución ha
permitido que sus aplicaciones hayan aumentado de forma considerable en los
últimos años.
El presente trabajo, tiene como fin el diseño de un sistema de video vigilancia
IP para el centro de coordinación sucre del cuerpo de policía nacional bolivariana
(CPNB), esta tecnología combina los beneficios tradicionales CCTV (Circuito
Cerrado de Televisión) con las ventajas digitales de las redes de comunicaciones IP
(Protocolo de Internet), permitiendo una supervisión local y remota de imágenes, así
como también permite el tratamiento digital para aplicaciones de reconocimiento de
matrículas o reconocimiento facial.
La característica principal del diseño sistema de video vigilancia IP es que
permitirá salvaguardar el inmueble, el valor legal de la documentación que se archiva,
así como los medios de trabajos, recursos humanos, además de otros valores con que
2
cuenta, ya que se han detectado intentos de accesos y penetración de intrusos,
sustracción de documentos legales, información y equipos técnicos, además de
agresiones a la integridad física de los funcionarios.Para el desarrollo de este diseño,
fue necesario realizar un estudio de los elementos que conforman el sistema de video
vigilancia, sus características y equipos. A fin de que se pueda realizar una buena
elección y que se cumpla con los requerimientos de la organización.
Este sistema se va a monitorear de dos maneras, la primera es local mediante
la pantalla ubicada en la Sala Situacional dispuesta en la planta alta del centro de
coordinación Sucre y la segunda es por acceso remoto mediante una IP pública y
telefonía celular mediante configuración de software.
El desarrollo del informe se manejó bajo una estructura conformada por de
siete (7) partes: la primera parte consta de la descripción de la organización
(ubicación geográfica, misión, visión, objetivos, su estructura organizativa,
descripción del departamento donde se realizó la práctica profesional y sus
funciones). La segunda y tercera parte describe el área de atención y el plan de
actividades en la cual se realiza el planteamiento del problema y las actividades que
se deben cumplir para llegar a la solución del problema que presenta la organización.
En la cuarta parte del informe se definen los logros del plan de actividades, en ello se
describe los resultados obtenidos durante la investigación en función de los objetivos
específicos. La quinta parte consta de los conocimientos adquiridos donde se expresa
todos los conocimientos que se aprendieron durante la práctica profesional. Por
último, las conclusiones y recomendaciones que consta de lo que se ha observado en
los resultados obtenidos y las recomendaciones que se le van a dar a la organización
para futuras mejoras de la investigación realizada.
3
I. DESCRIPCIÓN DE LA INSTITUCIÓN.
Ubicación Geográfica.
Av. Abraham Lincoln, Av. Las Acacias, Edif. Radio City, Piso 2, ofic. de
Sistemas y Tecnología de Información Cuerpo de Policía Nacional Bolivariana
(CPNB). Plaza Venezuela, Parroquia El Recreo. Municipio Libertador. Caracas
Visión.
Optimizar la gestión administrativa para que sea capaz de dar respuesta rápida
y efectiva de los requerimientos de apoyos tecnológicos de las operaciones de todas
las instancias que demanda la institución de una manera eficaz y transparente.
Misión.
Planificar, organizar, desarrollar e implementar, los sistemas y equipamiento
tecnológico de punta, controlando el adecuado uso y empleo de la disponibilidad de
los servicios, la seguridad de la información y datos del CPNB.
Objetivos.
Mantener un adecuado clima de seguridad, proteger a las personas y sus
bienes con la finalidad de garantizar la paz social.
Garantizar y preservar el orden público, actuar frente a hechos delictivos.
4
Desarrollar y consolidar relaciones armónicas estrechas con la ciudadanía,
con el fin de estimular su participación consciente en la prevención de la actividad
delictiva para así incrementar su cooperación y reconocimiento al desempeño
policial.
Convocar a las demás autoridades, funcionarias, funcionarios, trabajadoras o
trabajadores del Cuerpo de Policía Nacional a reuniones, conformar equipos de
trabajo y recomendar las acciones necesarias para la consecución de los objetivos.
Supervisar, evaluar las actividades realizadas, solicitar y recibir de las o los
integrantes del Cuerpo de Policía Nacional informes periódicos, cuando lo estime
necesario.
Presentar ante el Órgano Rector, por conducto de la Viceministra o
Viceministro del Sistema Integrado de Policía, el avance en la ejecución de las
políticas y planes del Cuerpo de Policía Nacional.
Detectar casos de indicios sobre la comisión de hechos constitutivos de faltas
graves o delitos cometidos por personal del Cuerpo de Policía Nacional.
Establecer, levantar, procesar y sistematizar información que permita detectar,
contener y responder a las desviaciones policiales en el Cuerpo de Policía Nacional.
Velar por la adecuada señalización y condiciones de seguridad de las vías de
circulación.
Canalizar y dirigir el tránsito, manteniendo la fluidez y seguridad del mismo.
Velar porque las vías de circulación se encuentren libres de obstáculos,
procurando la remoción de objetos que estorben la circulación de vehículos y
peatones en las vías públicas y privadas.
Recibir denuncias de supuestas irregularidades efectuadas por funcionarias o
funcionarios del Cuerpo de Policía Nacional e identificar el tipo de responsabilidad a
que diera lugar la acción.
Desarrollar acciones que permitan prevenir las posibles desviaciones de la
ética y de las buenas prácticas policiales.
5
Estructura Organizativa.
Fuente: Cuerpo de Policía Nacional Bolivariana (CPNB) (2013).
DIRECCIÓN DE DESVIACIONES
POLICIALES
1 Director.
1 Coordinador.
2 Analista C.
3 Especialista A, B.
2 Asistentes A, B.
1 Aux. de Servicio Administrativo C
DIRECCIÓN GENERAL
1 Director General.
1 Sub-Director.
1 Adjunto al Director.
1 Coordinador.
3 Asistentes A, B.
2 Aux. de Servicio Administrativo A, B y C.
DIRECCIÓN DE PLAMIFICACIÓN Y
PRESUPUESTO
1 Director.
3 Coordinador.
2 Analista C.
3 Especialista A, B.
3 Asistentes A, B.
2 Aux. de Servicio Administrativo C.
SECRETARIA GENERAL
1 Director.
1 Coordinador.
1 Analista C.
2 Especialista A, B.
2 Asistentes A, B-
5 Aux. de Servicio Administrativo C.
DIRECCIÓN DE GESTIÓN
ADMINISTRATIVA
1 Director.
4 Coordinador.
5 Analista C.
5 Especialistas A, B.
8 Asistentes A, B.
6 Aux. de Servicio Administrativo C.
ASESORÍA LEGAL
1 Director. 3 Coordinador. 3 Analista C. 5 Especialistas A, B. 2 Asistentes A, B. 2 Aux. de Servicio Administrativo C.
DIRECCIÓN OCAP
1 Director.
1 Coordinador.
2 Analista C.
5 Especialistas A, B.
5 Asistentes A, B.
3 Aux. de Servicio Administrativo C.
DIRECCIÓN DE RELACIONES
PÚBLICAS
1 Director.
2 Coordinador.
2 Analista C.
2 Especialistas A, B.
2 Asistentes A, B.
1 Aux. de Servicio Administrativo C.
DIRECCIÓN DE RECURSOS HUMANOS
1 Director.
4 Coordinador.
4 Analista C.
5 Especialistas A, B.
6 Asistentes A, B.
3 Aux. de Servicio Administrativo C.
Estructura de Cargos del CPNB
DIRECCIÓN DE TECNOLOGÍA DE
INFORMACIÓN
1 Director. 4 Coordinador. 4 Analista C. 4 Especialistas A, B. 6 Asistentes A, B. 2 Aux. de Servicio Administrativo C 1 Aux. de Servicio Administrativo A, B.
6
Organigrama de la Dirección de Tecnología e Información.
DIRECTOR
ASISTENTE
ASESORIA, ADMINISTRACIÓN,
LOGÍSTICA Y PERSONAL
COORDINADOR DE
INFORMATICA Y CONTROL DE BIENES
COORDINADOR DE
INGENIERÍA
COORDINADOR DE
CRIPTOGRAFÍA
COORDINADOR DE MANTENIMIENTO
DEP. DE REDES
DEP. DE
SOPORTE
DEP. DE
PROGRAMA-CIÓN
DEP.
ALMACÉN
DEP.
CENTROS REGIONALES
DEP. DE TELEFONÍA
DEP. TRANSMISIÓN
DEP. SONIDO
DEP. INFORMÁTICA
CCTV
DEP.PROYECTO
DEP.DOCUMENTA-
CIÓN
DEP.CLAVES
DEP.CRIPTOGRAFÍA
REG.OCCIDENTE
REG.SUR
REG.ORIENTE
SECC.HF
SECC. PORTÁTILES
SECC. MICOONDA
SECC.ENERGÍA
Fuente: Cuerpo de Policía Nacional Bolivariana (CPNB) (2013).
7
Descripción del Departamento.
La Dirección de Tecnología de Información está adscrita al CPNB, con la
finalidad de ofrecer una infraestructura de radiocomunicaciones, telefonía, redes y
sistemas informáticos, considerando un nivel de seguridad en las comunicaciones y
de seguridad criptográfica, que permita mantenerse a la vanguardia en el área de la
tecnología, tanto en instalaciones como en recursos humanos, para responder a la
funcionalidad y despliegue tecnológico.
Nombre del Jefe o Encargado del Departamento.
Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica Jorge Rattia
Funciones.
Coordinar y desarrollar proyectos de capacitación, actualización y
adiestramiento del personal de la dirección.
Desarrollar las estrategias y planes, incluyendo el análisis estratégico de los
proyectos.
Investigar sobre enfoques y tendencias organizacionales.
Gestionar las adquisiciones, investigar el mercado y mantener las relaciones
con los proveedores, desarrollando la cadena de suministros de acuerdo con los
intereses de la institución.
Preparar y elaborar el pliego de condiciones para la adquisición de los
productos, servicios y recursos.
Las demás funciones inherentes a esta división no contempladas en el manual.
8
II. ÁREA DE ATENCIÓN
La Coordinación de ingeniería está divida en dos (2) departamentos, el
departamento de proyectos y el de documentación e información. La coordinación
está conformada por un grupo de ingenieros que cumplen con las siguientes
funciones:
Realizar validación de cotización y ofertas de proveedores, proponiendo las
más adecuadas, que garantice la compra de productos y servicios de calidad mundial
que posibilite mayor eficiencia, optimización de los procesos y seguridad
tecnológica.
Participar en los procesos de instalación y puesta en marcha de los sistemas de
software y hardware adquirido a los proveedores y los desarrollados por las
coordinaciones de la Dirección de Tecnología de la Información, certificando prueba
de aceptación.
Garantizar que toda la plataforma de los sistemas y el equipamiento
Tecnológico cumplan con los estándares, normas y procedimientos de ingeniería
establecidos en ley para el CPNB y resolver fallas de gran complejidad de los
Sistemas de Radio-comunicaciones, Interconexión de las redes, Sistemas Telefónicos
y de programas Informáticos.
El área donde se desarrolló las pasantías fue el departamento de proyectos,
cuyas funciones específicas son:
Coordinar y desarrollar proyectos de capacitación, actualización y
adiestramiento del personal de la dirección.
Desarrollar las estrategias y planes, incluyendo el análisis estratégico de los
proyectos.
9
Investigar sobre enfoques y tendencias organizacionales y gestionar las
adquisiciones, investigar el mercado y mantener las relaciones con los proveedores,
desarrollando la cadena de suministros de acuerdo con los intereses de la institución.
En el Centro de Coordinación Sucre del Cuerpo de Policía Nacional
Bolivariana (CPNB) se han suscitado hechos de violencias que atentan con la
integridad física de los funcionarios y de personas que transitan por sus adyacencias.
Por ello, se tiene la necesidad de un sistema de video vigilancia que permita obtener
mayor seguridad en sus instalaciones, recursos humanos y otros valores, con el fin de
cumplir con el nuevo modelo policial.
10
III. PLAN DE ACTIVIDADES.
Actividad Fecha Semanas
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Análisis Preliminar. 07/10/13 al 11/10/2013
Presentación de la
empresa y departamento donde se
desarrollará las
pasantías.
Asignación del
Proyecto.
Definición del
Proyecto.
14/10/13 al 08/11/13
Investigación necesaria y documentación de los
equipos para el
desarrollo del sistema.
Análisis de los requerimientos técnicos
de los equipos.
Realizar la selección de
los equipos a utilizar.
Planeación del
Proyecto.
11/11/2013 al 10/01/14
Realizar estudio de factibilidad.
11
Actividad Fecha Semanas
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Realizar simulaciones
con el software IP video system y videocad.
Realizar simulaciones para cálculos de ancho
de banda estimado,
ángulos de visión.
Comparación de los estándares de
compresión de video.
Documentar la propuesta.
Finalización del
Proyecto.
13/01/14 al
24/01/14
Preparación del informe
del diseño de sistema de video vigilancia.
Entrega del Proyecto Final.
Por: Cuerpo de Policía Nacional Bolivariana Nacional
Ing.: Guerra López Pastor Antonio
Tutor Organizacional.
12
IV. LOGROS DEL PLAN DE ACTIVIDADES.
SEMANA 1 (07/10/2013 AL 11/10/2013).
En la primera semana de pasantías, se realizó una introducción en las áreas del
departamento de tecnología del CPNB, para así obtener una idea de las funciones de
la misma. Así mismo, se asignó el proyecto y un puesto de trabajo para la
investigación.
Se realizaron visitas a las instalaciones del centro de coordinación sucre con la
finalidad de efectuar el levantamiento de información, se pudo observar que no
cuentan con un sistema de video vigilancia, el proyecto surge de la necesidad que
tiene CPNB de proteger el inmueble para la seguridad nacional y el valor legal de la
documentación que se archiva, así como los medios de trabajos, recursos humanos,
además de otros valores con que cuenta, ya que se han detectado intentos de accesos
y penetración de intrusos, sustracción de documentos legales, información y equipos
técnicos, además de agresiones a la integridad física de los funcionarios.
El diagnóstico de la situación actual permitirá realizar el análisis de los
requerimientos que necesita la organización para evitar que ocurran eventualidades
dentro del centro de coordinación sucre. Tras los hechos que se han suscitado y para
evitar que sigan ocurriendo la organización decidió que se realizará el diseño de un
sistema de video vigilancia que permita la seguridad de las instalaciones y del recurso
humano que allí labora.
13
SEMANA 2 Y 3 (14/10/2013 AL 25/10/2013).
Se realizó el estudio de la distribución de las cámaras sobre las bases de las
necesidades del centro de coordinación sucre.
El diseño a realizar permitirá la transmisión de video en tiempo real, desde el
centro de coordinación sucre a la sala situacional a través de internet, así mismo, se
realizará un análisis de los equipos necesarios para la estructuración del sistema de
seguridad, asignaciones de las direcciones IP, configuraciones de router y switches,
como también, estimar que el sistema preste buena calidad de servicio (QoS).
También, permitirá el acceso remoto y seguro desde cualquier dispositivo de la red,
así como desde fuera de la red a través de VPN o https.
Para este diseño se planificó que la distribución de las cámaras quedaría de la
siguiente manera:
Tabla N° 1 Ubicación de las Cámaras.
Cámara 1 Exterior área trasera y lateral izquierdo.
Cámara 2 Exterior área delantera y lateral derecho.
Cámara 3 Exterior área delantera y lateral izquierdo.
Cámara 4 Exterior área trasera y lateral derecho.
Cámara 5 Recepción.
Cámara 6 Pasillo de informática.
Cámara 7 Escalera.
Cámara 8 Pasillo de denuncias.
Cámara 9 Pasillo actas policiales.
Cámara 10 Entrega de armas.
Cámara 11 Pasillo sala situacional.
Cámara 12 Pasillo hall.
Cámara 13 Puerta de entrada al área de reclusión.
Cámara 14 Pasillo de calabozos.
Fuente: Elaborado por el autor (2014).
14
Plano N° 1 Nivel PB centro de coordinación sucre.
Arr
iba
Dimensiones de hilera
21943mm x 2500mm
Ancho de plaza 2500mm.
Largo de plaza 5000mm.
Ángulo de plaza
Nº de plazas 6
Sala de
ReunionesActas
Policiales
Recepción
Parque
de
Armas
Entrega
de
Armas
Oficina
Cuarto de
Rack
Seguridad de
Instalaciones
AdjuntoServicios
Policiales
Investigaciones
Anti-
Droga
Denuncia
3
Denuncia
2
Denuncia 1Denuncia
4
Archivo
Móvil
Baño
Baño
Estacionamiento
Oficina
Oficina
TT
T
T
T
T
T
T
T
T
Fuente: Elaborado por el autor (2014).
Plano N° 2 Nivel PH centro de coordinación sucre.
Arr
iba
Baño de
Mujeres
Baño de
Hombres
Comprobación de
Sipol
Comedor
Sala Situacional
Oficina Oficina Oficina
T
T
Fuente: Elaborado por el autor (2014).
15
Plano N° 3 Anexo área de reclusión.
Reseña
Áre
a d
e R
eclu
sió
n
2500,0 mm x 800,0 mm
2500,0 mm x 800,0 mm
Área de Visita
T
T
Fuente: Elaborado por el autor (2014).
Luego del levantamiento de información y de conocer la necesidad que tiene
el Centro de Coordinación Sucre, se comenzó con la investigación de los equipos a
utilizar en el diseño del sistema de video vigilancia, en esta semana se realizó una
breve explicación teórica con el objetivo de definir todos los componentes que se
están estudiando para la presentación del diseño, a manera de tener una idea clara y
poder hacer una buena elección a la hora de escoger los mismos.
Para ello se deben de tener en consideración aspectos muy importantes como
lo son:
1. Elementos captadores de Imágenes (Cámaras IP).
2. Formatos de Compresión.
3. Sistemas de Visualización.
4. Elementos Grabadores de imagen.
5. Elementos transmisores y tecnología de red.
6. Comunicación a través de internet.
7. Ancho de Banda.
16
1. Elementos Captadores de Imágenes.
Una cámara de red, también llamada cámara IP es un dispositivo diseñado
para vigilancia y monitorear distintas áreas. Tiene la ventaja de poder ser controlada
de manera remota y transmitir por medio de Internet en tiempo real (de manera
instantánea), hacia el dispositivo desde dónde es requerido visualizar las imágenes.
Los componentes principales de este tipo de cámaras de red incluyen lente,
procesador de video, compresión por hardware, sensor de imagen, CPU y bloque de
terminales, como se puede observar en la figura 1.
La cámara de red dispone de su propia dirección IP, se conecta directamente
y en cualquier ubicación en la que exista una conexión de red. Algo muy importante
es que a diferencia de cualquier otro tipo de cámara, las cámaras de red no necesitan
estar conectadas a una computadora ni dependen de ella, son totalmente
independientes, lo cual incrementa aún más su funcionalidad.
Estas cámaras proporcionan servidor web FTP (File Transfer Protocol,
Protocolo de transferencia de archivos), funciones de correo electrónico,
administración de alarmas y muchos otros que en su conjunto permiten realizar
17
programación directamente en la cámara. También incluye gran variedad de
protocolos de red IP y de seguridad.
Además de capturar video, las cámaras IP ofrecen gestión de eventos y
funciones de video inteligentes como detección de movimiento, detección de audio,
alarma anti manipulación activa y auto-seguimiento. Igualmente, pueden incluir
prestaciones como funciones de audio y soporte integrado para alimentación por
Ethernet (PoE, Power over Ethernet1).
Las cámaras de red se pueden clasificar en función de su diseño (para uso en
interiores o para uso en interiores y exteriores). Las cámaras para exteriores suelen
tener un objetivo con iris automático para regular la cantidad de luz a la que se
expone el sensor de imagen. Una cámara de exteriores también necesitará una carcasa
de protección externa, salvo que su diseño ya incorpore un cerramiento de protección.
Las carcasas también están disponibles para cámaras para interiores que requieren
protección frente a entornos adversos como polvo, humedad y frente a riesgo de
vandalismo o manipulación. En algunos diseños de cámara, las funciones a prueba de
vandalismo y manipulaciones ya están integradas y no requieren ningún tipo de
carcasa externa2.
Las cámaras de red, diseñadas para su uso en interiores o exteriores, pueden
clasificarse en cámaras de red fijas, domo fijas, PTZ3, y domo PTZ.
1.1. Cámaras de red fijas.
Una cámara de red fija es la tradicional que dispone de un campo de vista fijo
en el que la cámara y la dirección a la que apunta son claramente visibles una vez
montada.
1 PoE, Power over Ethernet: Tecnología que incorpora alimentación eléctrica a una infraestructura LAN estándar,
usando el mismo cable que se utiliza para una conexión de red. 2 http://www.axis.com/es/products/video/camera/about_cameras/types.htm 3 PTZ Pan-tilt-zoom (Pan: giro, tilt: inclinación, zoom)
Las cámaras PTZ o Domo PTZ pueden moverse horizontalmente,
verticalmente, acercarse o alejarse de su área o a un objeto de forma automática o
manual.
1.3.1. Cámaras de red PTZ mecánicas.
Estas cámaras se utilizan principalmente para interiores y en aplicaciones
donde se emplea un operador.
Fig. 4 Cámaras PTZ mecánicas.
Fuente: http://security.panasonic.com.
1.3.2. Cámaras de red PTZ no mecánicas.
Ofrecen capacidades de movimiento horizontal, vertical y zoom sin partes
móviles, de forma que no existe desgaste. Con un objetivo gran angular, ofrecen un
campo de visión mas completo que las cámaras de red PTZ mecánicas.
20
Fig. 5 Cámara PTZ no mecánica.
Fuente: http://www.axis.com.
1.4. Cámara de red domo PTZ.
Las cámaras domo PTZ son ideales para la supervisión en directo, cuando el
usuario desea seguir a una persona o un objeto. Proporcionan movimientos
horizontal, vertical y zoom, permitiendo la cobertura de amplias zonas y gran
definición al acercar el zoom.
Fig. 6 Cámaras tipo Domo PTZ.
Fuente: http://www.archiexpo.es.
Para elegir una cámara de red es necesario tener en cuenta ciertas
características que repercuten entre la calidad de imagen y el campo de visión. Entre
estos elementos se encuentran la sensibilidad lumínica de una cámara, el tipo de
21
objetivo, el tipo de sensor de imagen y la técnica de barrido, así como las
funcionalidades de procesamiento de imagen.
1.5. Sensibilidad Lumínica.
La sensibilidad lumínica de una cámara de red se especifica en términos de
lux4, que corresponde a un nivel de iluminación bajo, en donde, una cámara produce
una imagen aceptable. En general, cuanta más luz reciba el sujeto, mejor será la
imagen. Con mínima luz, será difícil realizar el enfoque resultando una imagen
granulada y/u oscura.
1.6. Elementos de un Objetivo.
El conjunto de objetivos5 de una cámara de red se encarga de definir el campo
de visión, el cual captura parte de la escena. Controla la cantidad de luz que atraviesa
el sensor de imagen para que una imagen quede expuesta correctamente y enfoca
ajustando los elementos internos del conjunto del objetivo o la distancia entre el
conjunto del objetivo y el sensor de imagen.
1.7. Campo de Visión.
El campo de visión es el área de cobertura y el grado de detalle que se
visualizará, este viene determinado por la longitud focal y el tamaño del sensor de
imagen.
La longitud focal es la distancia entre el objetivo de entrada (un punto
específico en un conjunto de objetivos) y el punto en el que convergen todos los rayos
de luz hacia un punto (normalmente es el sensor de imagen de la cámara).
4 LUX : Unidad de intensidad de iluminación 5 Objetivo: dispositivo que contiene un conjunto de lentes y en algunos casos sistema de enfoques y/u obturación.
22
Cuanto mayor sea la longitud focal, mas estrecho será el campo de
visualización.
Tabla N°2 Ejemplo de longitud focal necesaria para lograr un campo de
visualización horizontal a 30° aprox.
Objetivo y tamaño del sensor ½’’ 1/3’’ ¼’’
Longitud Focal 12mm 8mm 6mm
Fuente: www.axis.com.
Los sensores de imagen se encargan de transformar la luz en señales
eléctricas, debido a que cada píxel de un sensor de imagen registra la cantidad de luz
a la que se expone y la convierte en un número de electrones correspondiente.
El tamaño del sensor de una cámara de red, normalmente son 1/4”, 1/3”, 1/2”
y 2/3”.
Fig.7 Tamaños del sensor.
Fuente: www.axis.com.
Existen dos tecnologías que se pueden utilizar con el sensor de imagen, las
cuales son: Tecnología CCD (Dispositivo de acoplamiento de carga) y Tecnología
CMOS (Semiconductor de óxido metálico complementario).
23
Los sensores con tecnología CCD ofrecen mayor sensibilidad lumínica y
produce menos ruido, lo que permite obtener mejores imágenes.
Los sensores con tecnología CMOS permiten mayores posibilidades de
integración y más funciones, reduce el coste total de las cámaras y su tamaño.
1.7.1. Técnicas de Barrido de Imágenes.
Existen dos técnicas para el barrido de imágenes que permiten leer y mostrar
la información producida por los sensores de imagen. El barrido entrelazado se utiliza
principalmente en los sensores CCD. El barrido progresivo se utiliza tanto en los
sensores CCD como CMOS.
En el barrido entrelazado se dividen las líneas pares e impares y las actualiza a
30 imágenes por segundo. Las líneas que siguen la imagen en movimiento son sólo
la mitad mientras que la otra mitad espera a ser actualizada, un mínimo retraso entre
las actualizaciones de una línea par e impar crea una distorsión.
Fig. 8 Imagen de barrido entrelazado.
Fuente: http://www.gervasoni.biz.
En el barrido progresivo se escanea la imagen entera línea a línea 1/16
segundos. Las imágenes captadas no se dividen en campos separados, se envía una
imagen completa a través de una red y cuando se muestra en un monitor de barrido
progresivo, cada línea de una imagen se coloca en la pantalla en perfecto orden una
tras otra.
24
Fig. 9 Imagen de barrido progresivo.
Fuente: http://www.axis.com.
Cuando una cámara capta un objeto en movimiento, la nitidez de la imagen
congelada dependerá de la tecnología empleada. En la figura 10 se muestra la imagen
de un auto con velocidad 20Km/h, a la izquierda está la imagen procedente de una
cámara con tecnología de barrido entrelazado, a la derecha una imagen con barrido
progresivo; en ambas imágenes se observa el fondo con claridad, sin embargo, el
conductor sólo se aprecia en la imagen con barrido progresivo (derecha).
Fig. 10 Comparación barrido entrelazado (izquierda) y barrido progresivo
(derecha).
Fuente: http://www.axis.com.
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1.7.2. Resoluciones.
La calidad y nitidez de la imagen viene dada por la resolución, la misma que
puede ser interpretada como líneas de resolución o píxeles. A continuación se muestra
distintas resoluciones entre ellas: resoluciones NTSC6 y PAL
7, resoluciones VGA,
Megapíxel, resoluciones HDTV.
1.7.2.1. Resoluciones NTSC y PAL.
NTSC es un estándar de video analógico que se ha empleado en América del
Norte, América Central, la mayor parte de América del Sur y Japón entre otros,
mientras que en los países africanos, asiáticos y europeos, además de Australia se usa
el estándar PAL. Ambos estándares son de la televisión.
NTSC tiene una resolución de 480 líneas horizontales y una frecuencia de
actualización de 60 campos entrelazados por segundo (o 30 imágenes completas por
segundo). PAL tiene una resolución de 576 líneas horizontales y una frecuencia de
actualización de 50 campos entrelazados por segundo (o 25 imágenes completas por
segundo). La cantidad total de información por segundo es la misma en ambos
estándares.
En algunas ocasiones se utiliza una cuarta parte de la imagen CIF8, que se
conoce por la abreviatura QCIF (Quarter CIF: cuarta parte de CIF).
6 NTSC Comité Nacional de Sistemas de Televisión. 7 PAL Línea de Alternancia de Pase. 8 CIF (Common Intermediate Format) formato que se utiliza para compatibilizar los diversos formatos de video
digital.
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Fig. 11 A la izquierda, diferentes resoluciones de imagen NTSC. A la
derecha, diferentes resoluciones de imagen PAL.
Fuente: http://www.axis.com.
1.7.2.2. Resolución VGA.
VGA es la abreviatura de video graphics array (Tabla de gráfico de videos) es
un sistema desarrollado por IBM. La resolución se define a 640x480 pixeles, de
tamaño parecido al NTSC y PAL. Esta resolución es la mas adecuada ya que el video
se mostrará por la pantalla de un ordenador.
Tabla N°3 Formatos de Resolución VGA.
Formato de Visualización. Pixeles.
QVGA (SIF) 320x240
VGA 640x480
SVGA 800x600
XVGA 1024x768
4X VGA 1280x960
Fuente: www.axis.com.
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1.7.2.3. Resolución Megapíxel.
Las cámaras de red que ofrecen resolución megapíxel proporcionan mejor
calidad de imagen, permitiendo obtener mas detalle del escenario vigilado.
Tabla N°4 Formatos de Resoluciones Megapíxel.
Formato de
Visualización.
Megapíxeles. Pixeles.
SXGA 1,3 1280x1024
SXGA + (EXGA) 1,4 1400x1050
UXGA 1,9 1600x1200
WUXGA 2,3 1920x1200
QXGA 3,1 2048x1536
WQXGA 4,1 2560x1600
QSXGA 5,2 2560x2048
Fuente: www.axis.com.
1.7.2.4. Resolución de Televisión de Alta Definición (HDTV).
La HDTV proporciona una resolución hasta cinco veces mas alta que la
televisión analógica estándar. También ofrece una mejor fidelidad de color y un
formato 16:9. Las dos normas HDTV más importantes, definidas por la SMPTE
(Society of Motion Picture and Television Engineers - Sociedad de Ingenieros de
Cine y Televisión), son la SMPTE 296M y la SMPTE 274M.
La norma SMPTE 296M (HDTV 720P), define una resolución de 1280 x 720
píxeles con una alta fidelidad de color en formato 16:9 y utiliza el barrido progresivo
a 25/30 hertzios (Hz) (que corresponde a 25 ó 30 imágenes por segundo, en función
del país) y 50/60 Hz (50/60 imágenes por segundo).
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La norma SMPTE 274M (HDTV 1080), define una resolución de 1920 x 1080
píxeles con una alta fidelidad de color en formato 16:9 y utiliza el barrido entrelazado
o progresivo a 25/30 Hz y 50/60 Hz.
El hecho de que una cámara cumpla con las normas SMPTE indica que
cumple la calidad HDTV y debe proporcionar todas las ventajas de la HDTV en
cuanto a resolución, fidelidad de color y frecuencia de imagen.
2. Formato de compresión de video.
Las técnicas de compresión de video consisten en reducir y eliminar datos
redundantes del video para que el archivo de video digital se pueda enviar a través de
la red y almacenar en discos informáticos.
Existen diferentes técnicas de compresión, la mayoría de proveedores de video
en red utilizan técnicas de compresión estándar. Los estándares son importantes para
asegurar la compatibilidad y la interoperabilidad. Gracias al desarrollo de estándares,
los usuarios finales tienen la opción de escoger entre diferentes proveedores, en lugar
de optar por uno solo para su sistema de video vigilancia.
2.1. Motion JPEG.
Motion9 JPEG
10 o M-JPEG es una secuencia de video digital compuesta por
una serie de imágenes JPEG individuales. Cuando se visualizan 16 o más imágenes
por segundo, el ojo humano lo percibe como un video en movimiento. Un video en
completo movimiento se percibe a 30 (NTSC) ó 25 (PAL) imágenes por segundo.
9 Motion: movimiento. 10 (Joint Photographic Experts Group - Grupo conjunto de Expertos en fotografía, creadores de estándares de
compresión y codificación de imágenes fijas.
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2.2. MPEG-4.
Cuando se menciona MPEG-4 en las aplicaciones de video vigilancia,
normalmente nos referimos a MPEG-4 Parte 2, también conocido como MPEG-4
Visual. Como todos los estándares MPEG11
, requiere una licencia, es decir, los
usuarios deben pagar una tasa de licencia por cada estación de supervisión. MPEG-4
es compatible con aplicaciones de ancho de banda reducido y aplicaciones que
requieren imágenes de alta calidad, sin limitaciones de frecuencia de imagen y con un
ancho de banda virtualmente ilimitado.
2.3. H.264 o MPEG-4 PART 10/AAVC.
Es un estándar actual de compresión de video que busca reducir el tamaño de
un archivo hasta un 80% si se compara con el Motilón JPEG, y hasta un 50% más en
comparación con MPEG-4 sin comprometer la calidad de imagen obteniendo
velocidades y resoluciones altas. Esto significa que se requiere menos ancho de
banda y espacio de almacenamiento para los archivos de video.
3. Sistemas de visualización.
Los monitores que son similares a un receptor de televisión excepto que éste
no tiene circuito de sintonía y la característica principal es la durabilidad de la
pantalla para trabajar 24 horas sin degradamiento de la imagen por varios años
continuos en ambientes difíciles u hostiles.
Para seleccionar se debe tener en cuenta aspectos como interfaz de conexión:
DVI, RCA, VGA, HDMI12
, video compuesto, streaming IP13
; conectividad,
resolución, contraste, luminosidad, tiempo de respuesta, consumo eléctrico.
11 (Moving Picture Experts Group) Grupo de trabajo de expertos que se formó para establecer estándares para
audio y transmisión de video. 12 Interfaz multimedia de alta definición, permite audio y video sin comprimir a través de un único cable. 13 Entrada de video de alta definición transferido continuamente desde la red.
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4. Elementos grabadores de video.
Un video grabador de red (LNVR) es un dispositivo que graba y muestra
imágenes digitales desde la red IP que son almacenadas en un disco duro. Los datos
de entrada y salida son datos IP enviados al LNVR a través de la red y no existe
ninguna conexión de video debido a que está basado en un software informático.
5. Elementos transmisores y tecnologías de red.
Los datos recolectados por las cámaras IP se envían en forma de paquetes a la
red y pueden ser transmitidos bajo tecnología LAN siendo la mas utilizada la
ETHERNET especificada por la norma IEEE 802.3.
Ethernet utiliza una topología en estrella, los nodos periféricos están
conectados unos con otros a través de un equipo de red activo como un conmutador.
El medio de transmisión físico para una LAN por cable implica cables,
principalmente, de par trenzado o bien fibra óptica.
Un cable de par trenzado consiste en ocho cables que forman cuatro pares de
cables de cobre trenzados y se utiliza con conectores RJ-45 y sockets. La longitud
máxima de un cable de par trenzado es de 100 metros mientras que para la fibra, el
máximo varía entre 10 y 70 kilómetros, dependiendo del tipo. En función del tipo de
cables de par trenzado o de fibra óptica que se utilicen, actualmente las velocidades
de datos pueden oscilar entre 100 Mbit/s y 10.000 Mbit/s.
Tabla N° 5 Tipos de redes Ethernet.
Tecnología Velocidad de
Transmisión
Tipo de Cable Distancia
Máxima
Topología
100BASET4 100Mbit/s Par trenzado
(cat 3 UTP)
100m Estrella. Hall
Duplex (Hub). Full
Duplex (switch).
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100BASETX 100Mbit/s Par Trenzado
(Cat 5 UTP).
100m Estrella. Hall
Duplex (Hub). Full
Duplex (switch).
100BaseFX 100Mbit/s Fibra Óptica. 2000m No permite el uso
de Hub.
1000BaseT 1000Mbit/s 4 Pares
Trenzado (Cat
5e ó 6UTP).
100m Estrella. Full
Duplex (Switch).
1000BaseSX 1000Mbit/s Fibra Óptica
(Multimodo).
550m Estrella. Full
Duplex (Switch).
1000BaseLX 1000Mbit/s Fibra Óptica
(Monomodo).
5000m Estrella. Full
Duplex (Switch).
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Ethernet
5.1. Switch.
Un switch es un dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de
computadores que opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI. Su función es
interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes de red,
pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de
las tramas en la red.
5.2. Alimentación sobre Ethernet.
PoE es una tecnología basada en la norma IEEE 802.3af, para redes locales,
que permite que la energía requerida para la operación de los dispositivos sea
transmitida por la red de datos en vez de cables de poder.
La alimentación sobre la Ethernet minimiza el número de cables que se deben
tender para instalar la red, resultando en menos costos, menor tiempo de interrupción,
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mas fácil mantenimiento, y mayor flexibilidad en la instalación cuando se compara
![Ross Informe de Pasantias Jc[1]](https://static.documents.pub/doc/80x56/54a1af07ac79598c368b4679/ross-informe-de-pasantias-jc1.jpg)
