La Vidéosurveillance sans fil

Livre Blanc
La Vidéosurveillance sans fil
Juin 2009
Rev B
SOMMAIRE
LA VIDEOSURVEILLANCE SANS FIL
3
1. Introduction : L’industrie de la surveillance est entrée dans l’ère numérique
3
2. L’alternative sans fil : un monde de possibilités
2.1 Le potentiel de l’IP sans fil pour les applications de surveillance
2.2 La motivation économique – Réduction des coûts
2.3 Quelle technologie sans fil ?
3
4
4
4
3. Topologies sans fil disponibles
5
4. Adéquation des besoins de la vidéosurveillance aux topologies sans fil
6
5. Les avantages du portefeuille de produits Alvarion
6
6. Conseil et assistance
6
7. Construire un réseau de vidéosurveillance sans fil avec Alvarion
7
8. Caractéristiques requises par les équipements radio pour un déploiement de
vidéosurveillance urbaine
8.1 Caractéristiques et spécifications radio
8.2 Caractéristiques et spécifications réseau
8.3 Gestion de la sécurité
8.4 Administration
8.5 Conditions d’installation
8.6 Conformité aux standards
7
7
9
9
9
9
9
9. Conclusion
10
La Vidéosurveillance sans fil
1. Introduction : L’industrie de la surveillance est entrée dans l’ère numérique
Les organismes de sécurité publique, urbaine ou d’entreprise disposent aujourd’hui d’infrastructures
sophistiquées et géographiquement étendues nécessitant une supervision centralisée et le déploiement d’un
réseau global de sécurité et de surveillance. Dans un monde de plus en plus sensibilisé à la sécurité, l’arrivée de
solutions de surveillance multi-sites capables de respecter les normes de sécurité à base de vidéo les plus
rigoureuses est devenue une réelle nécessité, et le marché est en forte croissance. Le déploiement d’une
infrastructure de réseau de sécurité viable et économique sur de multiples sites éloignés est un nouveau défi à
relever pour les professionnels.
Au cours des dernières années, l’industrie de la vidéosurveillance a fait des pas de géant vers la numérisation de
ses infrastructures – tendance qui se développe de façon permanente et croissante. Le premier avantage du
numérique est la possibilité de remplacer les réseaux de transmission analogiques limités en capacité et en
portée par les innombrables possibilités offertes par les réseaux IP.
La nature universelle des systèmes IP est leur facilité d’intégration et leur interopérabilité avec une multitude
d’autres systèmes, ce qui permet de mutualiser des infrastructures télécoms existantes ou à créer.
Bien au-delà de la simple supervision visuelle, les systèmes de surveillance sous IP permettent le contrôle en
temps réel, la levée de doute, la localisation d’individus et de biens sur des sites multiples, l’enregistrement en
haute qualité aussi bien du son que de l’image, et le contrôle et l’activation d’alarmes à partir d’un simple
ordinateur. Il est pour cela nécessaire de disposer d’une infrastructure de réseau à haut débit, et les organismes
concernés ont le choix entre différentes options au regard de leur situation vis-à-vis de la fracture numérique.
2. L’alternative sans fil : un monde de possibilités
La plupart des systèmes filaires, tels que le cuivre, ont été déployés il y a des dizaines d’années avant l’arrivée de
la révolution Internet. Les technologies xDSL permettent d’utiliser ces infrastructures existantes, avec des
contraintes liées essentiellement à la disponibilité d’un répartiteur, à la distance du site utilisateur par rapport à ce
répartiteur, et au type de données à véhiculer. Par ailleurs, la plupart de ces technologies fonctionnent en mode
asymétrique, privilégiant le flux descendant.
Au cours des dernières années, un certain nombre de collectivités ont également déployé des infrastructures à
base de fibre optique, mais ce type de déploiement est extrêmement coûteux et nécessite des procédures
administratives et techniques de longue durée.
La disponibilité de technologies sans fil de type BLR (Boucle Locale Radio) à haut débit offre une alternative
intéressante, en permettant le déploiement d’un réseau de communications à haut débit lorsque les technologies
filaires sont indisponibles ou lorsqu’elles ne permettent pas d’obtenir les performances souhaitées. Un tel réseau
peut également être déployé en complément d’un réseau filaire existant, pour en étendre la couverture et/ou la
capacité, tout en offrant de nouvelles possibilités de modularité et de mobilité.
2.1 Le potentiel de l’IP sans fil pour les applications de surveillance
Depuis l’apparition du sans fil, la technologie des réseaux radio IP a évolué pour procurer plus de
bande passante, plus de portée, et plus de sécurité, paramètres indispensables pour le transport de la
vidéosurveillance.
Avec l’intégration de techniques de cryptage sophistiquées, il est même possible de transporter sans fil
des applications sensibles, militaires ou assimilées.
Dans le cadre de la vidéosurveillance urbaine, il est désormais possible de déployer des caméras en un
minimum de temps dans les lieux publics, les centres commerciaux, les zones industrielles, etc…, et ce
dans une enveloppe budgétaire limitée et avec des coûts de fonctionnement réduits.
Pour des segments de marché tels que les transports publics ou la sureté publique, le Haut Débit sans fil
ouvre la voie à des fonctionnalités de surveillance 24/7 inaccessibles aux infrastructures filaires les plus
évoluées. Un réseau sans fil permet à un véhicule de patrouille de partager à distance des vidéos
bidirectionnelles, des transmissions audio et d’autres types de données avec ses collègues ou avec des
systèmes centraux.
Par ailleurs, la même infrastructure peut servir à distribuer de l’accès Internet, tout en préservant la
séparation des flux et leur confidentialité.
2.2 La motivation économique – Réduction des coûts
Contrairement à la fibre, au cuivre ou au câble, qui nécessitent un investissement initial élevé en génie
civil, l’investissement en équipement radio est directement proportionnel au besoin. Le réseau est
modulaire, économique, et peut être déployé très rapidement.
Le sans fil garantit une économie considérable lorsqu’il faut envisager le déploiement de nouveaux
câblages. Il s’amortit également en quelques mois s’il est comparé au coût récurrent d’une liaison
spécialisée ou d’une liaison SDSL.
2.3 Quelle technologie sans fil ?
De nombreuses technologies coexistent actuellement sur le marché, donnant parfois à penser que tout
est possible avec le sans fil. Cette vulgarisation a eu l’avantage de démystifier le transport de données
par radio, mais des précautions d’utilisation sont indispensables, et les règles d’architecture doivent être
respectées.
Le tableau ci-dessous résume les différentes technologies disponibles, leurs caractéristiques et leur
adéquation éventuelle à l’utilisation en vidéosurveillance urbaine.
Technologie radio
Topologie
Bande de fréquence
Modulation
Sensibilité aux interférences
Visibilité nécessaire
Débit net Maximum en MBps
(FTP/UDP)
Portée maximum en visibilité
Débit montant garanti
Qualité
de service
Commentaires
WiFi (b/g)
WiFi (a)
WiMAX
HiPerLan
PTP & PtMP
2.4 GHz
DSSS / OFDM
Forte (3 canaux
uniquement)
Obligatoire
6/7
20/25
(b)
(g)
Quelques
centaines de m
Non
Non
PTP & PtMP
5.x GHz
OFDM
Moyenne (11
canaux)
Préférable
25/32
PTP & PtMP
5.x GHz
OFDM
Faible (11 canaux)
< 8 km
PtMP uniquement
3.5 GHz et 5.x GHz
OFDM
Faible (fréquence dédiée
ou bande 5.x GHz)
NLOS
25 (3.5 GHz)
50 (5.x GHz)
> 25 km
Non
Limitée
Oui
Oui
Aucune garantie de
qualité.
Sécurité faible. Non
adapté à la
vidéosurveillance
Aucune garantie de
qualité. Sécurité
moyenne. Petits
déploiements
uniquement
Technologie d’opérateur
télécom. Bonne
adéquation à la
vidéosurveillance
NLOS
PTP : 250/270
PMP : 32/40
PTP : > 30 km
PtMP : < 15 km
Oui
Oui
Le « WiMAX hors
licence ». Adéquation
totale aux contraintes
de la
vidéosurveillance.
3. Topologies sans fil disponibles
Un réseau de communications sans fil consiste en récepteurs montés sur des édifices publics ou privés, des
châteaux d’eau, des mâts ou toute autre structure élevée permettant d’optimiser les transmissions.
La couverture d’une zone utilisera des liaisons point à point (PTP) et point à multipoint (PtMP) suivant la
topologie des lieux et l’architecture souhaitée. Les couvertures peuvent atteindre plusieurs kilomètres (jusqu’à
30km et plus pour une liaison PTP à très haut débit), et desservir tout type de client public ou privé.
Un produit PTP permet de faire communiquer entre eux deux points uniquement. Cette topologie sera utilisée soit
pour connecter une caméra unique à distance, soit pour rapatrier le flux d’un pool de caméras vers un PC
Sécurité distant.
Serveur
Video
Routeur
Monitoring
& stockage
Jusqu’à 30Km
Backhaul
Configuration Point à Point
La topologie PtMP, constituée par une station de base centrale, permettra de rapatrier le flux de multiples
caméras installées sur des sites distants éloignés les uns des autres. Il s’agit d’une infrastructure modulaire,
capable d’évoluer en fonction des besoins, aussi bien en termes de capacité que de couverture. Il sera possible
de rajouter des points distants à la demande.
Camera sur
lampadaire
Serveur
Video
CCTV
Monitoring
& stockage
Routeur
Backhaul
Jusqu’à 20Km
Camera sur
feux
tricolores
Configuration Point à Multipoint
Il existe également une autre forme de topologie, appelée réseau maillé ou « mesh ». Un tel réseau,
extrêmement intéressant sur le plan de la mobilité, est peu adapté au transport de signaux vidéo de qualité, car il
ne permettra pas de garantir la qualité de service nécessaire à ce type d’application, particulièrement dans le cas
de réseaux importants.
Configuration en Réseau Maillé
En réalité, les différentes topologies ci-dessus pourront être mixées en fonction de la configuration du réseau de
vidéosurveillance à déployer, et il appartiendra au responsable du projet de définir l’architecture optimum
garantissant le meilleur ratio performances/coûts.
4. Adéquation des besoins de la vidéosurveillance aux topologies sans fil
Le tableau ci-dessous résume les différents scénarios envisageables pour un déploiement de réseau de
vidéosurveillance numérique et les topologies recommandées :
Scenario
Connexion d’une seule caméra distante
Connexion d’un site distant (sur lequel
sont regroupées plusieurs caméras
câblées)
Topologie recommandée
Système sans fil Point-à-Point (PTP)
Système sans fil Point-à-Point,
probablement de capacité élevée.
Connexion de caméras dispersées sur une
zone urbaine étendue
Système sans fil Point-à-Multipoint
(PtMP). Système modulaire
permettant l’ajout ultérieur de
caméras supplémentaires.
Déploiement de plusieurs groupes de
caméras, chaque groupe se trouvant dans
une zone et/ou une direction différentes
par rapport au poste de supervision
Système sans fil PtMP pour
concentrer les caméras dispersées
dans chaque zone, et système sans
fil PTP pour rapatrier les flux des
groupes de caméras vers le poste de
contrôle
Commentaires
Ce scenario inclut la connexion de caméras connectées
en filaire sur un switch installé dans le site distant et le
rapatriement sans fil de tous les flux vidéo vers un poste
de supervision situé dans un autre bâtiment.
Plutôt que de déployer une liaison PTP par caméra, un
simple système PtMP permettra de servir toutes les
caméras, réduisant ainsi la taille de l’infrastructure
centrale et les difficultés d’installation. Ce système pourra
être complété par un réseau maillé local pour atteindre
économiquement des caméras regroupées sur une
couverture réduite.
La combinaison des deux topologies permet la
construction d’un système disposant de plus de capacité,
et contournant les éventuels problèmes de visibilité entre
les caméras et le site centrale en œuvre des solutions de
redondance, en faisant se chevaucher les zones de
couverture de différentes stations de base PtMP.
5. Les avantages du portefeuille de produits Alvarion
Alvarion s’est spécialisé dans les infrastructures de réseaux sans fil à haut débit depuis plus de quinze ans, et se
présente actuellement comme le leader mondial sur ce marché.
Alvarion a développé un portefeuille complet de produits, permettant de résoudre toutes les situations, aussi bien
opérationnelles que règlementaires.
Les caractéristiques matérielles et logicielles des produits Alvarion permettent de couvrir tous les besoins et ont
été développées pour répondre aux demandes du marché.
Pour les applications de sécurité, qui nécessitent un niveau de fiabilité élevé, Alvarion se présente comme le
choix naturel le meilleur pour déployer une infrastructure sans fil. Les produits Alvarion, exploitant les
technologies WiMAX et HiPerLan, ont été conçus pour fonctionner dans des conditions environnementales
extrêmes, pour surmonter les phénomènes d’interférences typiquement rencontrés dans les zones urbaines ou
industrielles, et pour fournir un réseau sans fil hautement sécurisé aux applications de protection.
La gamme étendue de produits PTP, PtMP et Local Mesh d’Alvarion accompagne le client final dans sa volonté
de choisir la solution au meilleur rapport performances/prix, sans sacrifier à la modularité, la sécurité ou la fiabilité
de son réseau.
6. Conseil et assistance
L’offre d’Alvarion ne se limite pas à la fourniture de produits performants.
Alvarion propose à ses Partenaires Certifiés un Service complet de Conseil pour la conception d’une architecture
et sa validation. Ce service, taillé sur mesure, permet de garantir à l’Installateur une offre hautement
concurrentielle.
7. Construire un réseau de vidéosurveillance sans fil avec Alvarion
Comme indiqué plus haut, deux types de topologies sans fil peuvent être combinées ou utilisées
indépendamment pour construire différentes configurations de réseaux de CCTV numériques.
Le tableau ci-dessous décrit un certain nombre de situations possibles et les réponses d’Alvarion pour relever les
défis présentés. Les capacités indiquées sont celles du flux montant :
Besoin
Connexion d’une seule caméra
distante
Produit Alvarion
recommandé
BreezeNET B14
(5 GHz, PtP)
Connexion d’un site distant (sur
lequel sont regroupées plusieurs
caméras câblées)
BreezeNET
B14/28/100/300
(5 GHz, PtP)
Connexion de caméras dispersées
sur une zone urbaine étendue
BreezeACCESS VL
(5 GHz, PtMP)
éventuellement
complété par
BreezeACCESS Wi2
(WiFi local mesh)
Déploiement de plusieurs groupes
de caméras, chaque groupe se
trouvant dans une zone et/ou une
direction différentes par rapport au
poste de supervision
Combinaison de
systèmes
BreezeACCESS VL
et BreezeNET
B28/B100/B300
Avantages
Commentaires
1. Immunité aux interférences
2. Capacité 7Mbps net
3. Transmission sécurisée
1. Portée étendue
2. Possibilité de fonctionnement en
l’absence de visibilité
3. Capacité élevée (de 7 à 200Mbps
net)
4. Produit évolutif par mise à jour
logicielle (sauf B300)
1. Couverture étendue
2. Possibilité de fonctionnement en
l’absence de visibilité
3. Capacité élevée (jusqu’à 25Mbps
net)
4. Configuration modulaire et
évolutive
1. Vaste portefeuille de produits
permettant de construire la solution
sur mesure la plus économique
2. Utilisation de fréquences libres de
droits
Utilise la techologie OFDM, robuste
et efficace en environnement
urbain
Utilise la techologie OFDM, robuste
et efficace en environnement
urbain, où la visibilité n’est pas
toujours garantie. Prix d’entrée
agressif, avec évolution de
capacité en deux phases par
acquisition de licence logicielle
Capacité élevée permettant
d’accueillir plusieurs caméras dans
un même secteur de couverture.
Utilise la techologie OFDM, robuste
et efficace en environnement
urbain, où la visibilité n’est pas
toujours garantie
8. Caractéristiques requises par les équipements radio pour un déploiement de
vidéosurveillance urbaine
Les équipements étant destinés à une installation en extérieur doivent être conçus comme tels, à savoir :
Plage de température de fonctionnement étendue : -40 à +55°C
Résistance aux intempéries et à l’environnement ambiant : classe d’isolation IP67
Protection intégrée contre la foudre pour la protection des équipements réseaux
Alimentation en basse tension, avec possibilité d’éloignement important entre l’équipement externe et
son point de raccordement au réseau interne
Outils d’aide à l’alignement des antennes
…
8.1 Caractéristiques et spécifications radio
Les équipements devant être installés dans un environnement urbain utiliseront des fréquences peu
susceptibles de pollutions électromagnétiques, tout en restant librement utilisables. La bande de fréquences
privilégiée sera donc la bande des 5.4 GHz, la bande 2.4 GHz étant extrêmement encombrée par les
innombrables bornes WiFi, qu’elles soient autonomes et professionnelles ou intégrées dans les « box »
ADSL résidentielles.
Par ailleurs, les caractéristiques radio devront permettre une installation aisée quelles que soient les
conditions de visibilité entre les caméras et leurs points de concentration, tout en garantissant des
performances compatibles avec les instructions de l’arrêté du 4 Août 2007 du Ministère de l’Intérieur.
Radio et Modem
o Fréquence : 5.470 à 5.725 GHz
o Largeur de canal :
Standard : 20 MHz (11 canaux disponibles)
Optionnel : 5 ou 10 MHz (pour meilleure gestion du spectre en environnement
dense) et 40 MHz (pour optimisation des liens point à point
o Mode de fonctionnement TDD (Time Division Duplex)
o Méthode d’accès Radio : OFDM
o Modulation : BPSK, QPSK, QAM16, QAM64 avec deux niveaux de correction de code par
niveau et adaptation automatique
o Sensibilité (dBm) -71 pour la modulation la plus haute
o Outils d’aide à l’alignement et au diagnostic intégrés
o Détection automatique de canaux
Modulation OFDM
Dispositif d’accès au médium CSMA-CA avec mécanisme DCF
Adaptation automatique du niveau de modulation et du débit en fonction des conditions
environnementales, avec 8 niveaux de modulation intermédiaires
Capacité de traitement : 40000 paquets par seconde, quelle que soit la taille des paquets
Gestion de la bande passante par utilisateur et par direction (lien montant/descendant)
o Débit garanti : CIR
o Débit maximum : MIR
Gestion des priorités sur le lien radio
Filtrage des Broadcasts Ethernet
Contrôle Automatique de la Puissance de Transmission
Gestion du DFS en conformité avec la norme ETSI EN 301 893 V1.4.1 minimum
Débit radio : 54Mbps à la modulation la plus élevée en point à multipoint, 108 Mbps en point à point
Capacité maximum UDP : 40Mbps net par secteur de station de base en point à multipoint, 270
Mbps en point à point
Débit maximum par utilisateur : 32 Mbps net UDP
Débit minimum garanti : 2 Mbps dans chaque sens
Portée maximum 30km en visibilité radio
8.2 Caractéristiques et spécifications réseau
Support des VLAN (802.1Q)
Mode Trunk
Mode Accès
Mode Hybride
Support des VLAN QinQ
Gestion des priorités de bout en bout
Par VLAN (802.1P)
Par identification du champ IP ToS ou DSCP (RFC791 ou RFC2474)
Par port UDP/TCP
Gestion de la VoIP avec contrôle d’admission
Gestion du multicast et support d’IGMP
8.3 Gestion de la sécurité
Encryptage WEP 128 et AES 128 minimum
Support de l’encryptage FIPS 197
Contrôle d’accès aux fonctions d’administration
Filtrage par type de protocole (tous, PPPoE uniquement, IP uniquement)
Filtrage par adresses MAC (listes d’autorisation ou d’interdiction)
Blocage du port Ethernet à distance
8.4 Administration
Par le port Ethernet ou le lien radio
Telnet
SNMP
Adressage fixe ou DHCP
Modification et/ou mise à jour de la configuration et/ou du firmware à distance
Par unité
Par lots
Compteurs et Statistiques
Statistiques de trafic (Ethernet et radio)
Trafic par niveau de modulation
Indication de la qualité du lien radio
8.5 Conditions d’installation
Equipements externes
Température : -40°C à 55°C
Hygrométrie : 5%-95%
Protection : IP67
8.6 Conformité aux standards
EMC FCC part 15 class B
ETSI EN 489-1, EN 301-489
Sécurité UL 1950, EN 60950
Protection foudre EN 61000-4-5
Environnement
ETS 300 019 part 2-3 class 3.2E pour les unités internes
ETS 300 019 part 2-4 class 4.1E pour les unités externes
Transport ETS 300 019-2-2 class 2.3
Stockage: ETS 300 019-2-1 class 1.2E
Radio FCC part 15, ETSI EN 301 753, ETSI EN 301 021, ETSI EN 301 893 (v1.4.1)
9. Conclusion
Comme beaucoup d’industries qui dépendent de la facilité de transfert de données entre des sites multiples
distants, le marché de la vidéosurveillance tire un immense bénéfice de la numérisation de son réseau.
Depuis le transport de signaux vidéo et audio de haute qualité à partir de caméras distantes jusqu’au partage en
temps réel de données entre tous les éléments de la chaine de surveillance, le réseau sans fil propose une réelle
alternative incontournable aux coûteuses infrastructures filaires traditionnellement utilisées.
La solution sans fil est économique, s’intègre naturellement dans les environnements IP et offre souplesse et
modularité.
Alvarion, premier fournisseur de solutions d’accès à haut débit sans fil au monde, a accumulé plus de quinze ans
d’expérience et s’enorgueillit de plus de 3000000 de points déployés dans le monde entier, en PTP et en PtMP.
L’étendue de notre offre de produits modulaires, notre modèle « pay-as-you-grow », associés à nos services de
Conseil, font d’Alvarion le choix naturel pour les Collectivités soucieuses d’améliorer leur système de sécurité tout
en bénéficiant des avantages d’un système complet et éprouvé d’accès à haut débit sans fil.