La Vidéosurveillance sans fil -...

La Vidéosurveillance sans fil Juin 2009 Rev B

Livre Blanc

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 3

2.1 Le potentiel de l’IP sans fil pour les applications de surveillance 4

2.2 La motivation économique – Réduction des coûts 4

2.3 Quelle technologie sans fil ? 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 7

8.1 Caractéristiques et spécifications radio 7

8.2 Caractéristiques et spécifications réseau 9

8.3 Gestion de la sécurité 9

8.4 Administration 9

8.5 Conditions d’installation 9

8.6 Conformité aux standards 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

WiFi (b/g)

PTP & PtMP

WiFi (a)

PTP & PtMP

WiMAX

PtMP uniquement

HiPerLan

PTP & PtMP

Bande de fréquence 2.4 GHz 5.x GHz 3.5 GHz et 5.x GHz 5.x GHz

Modulation DSSS / OFDM OFDM OFDM OFDM

Sensibilité aux interférences Forte (3 canaux uniquement)

Moyenne (11 canaux)

Faible (fréquence dédiée ou bande 5.x GHz)

Faible (11 canaux)

Visibilité nécessaire Obligatoire Préférable NLOS NLOS

Débit net Maximum en MBps (FTP/UDP)

6/7 (b)

20/25 (g)

25/32 25 (3.5 GHz) 50 (5.x GHz)

PTP : 250/270 PMP : 32/40

Portée maximum en visibilité Quelques centaines de m

< 8 km > 25 km PTP : > 30 km PtMP : < 15 km

Débit montant garanti Non Non Oui Oui

Qualité de service

Non Limitée Oui Oui

Commentaires 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

Le « WiMAX hors licence ». Adéquation totale aux contraintes

de la vidéosurveillance.

Jusqu’à 30Km

Routeur

ServeurVideo

Monitoring & stockage

Backhaul

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.

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.

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

Jusqu’à 20Km

Routeur

ServeurVideo

Camera sur lampadaire

CCTV

Camera sur feux

tricolores

Monitoring & stockage

Backhaul

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 Topologie recommandée Commentaires

Connexion d’une seule caméra distante Système sans fil Point-à-Point (PTP)

Connexion d’un site distant (sur lequel sont regroupées plusieurs caméras câblées)

Système sans fil Point-à-Point, probablement de capacité élevée.

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.

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.

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.

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

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 Produit Alvarion recommandé

Avantages Commentaires

Connexion d’une seule caméra distante

BreezeNET B14 (5 GHz, PtP)

1. Immunité aux interférences 2. Capacité 7Mbps net 3. Transmission sécurisée

Utilise la techologie OFDM, robuste et efficace en environnement urbain

Connexion d’un site distant (sur lequel sont regroupées plusieurs caméras câblées)

BreezeNET B14/28/100/300 (5 GHz, PtP)

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)

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

Connexion de caméras dispersées sur une zone urbaine étendue

BreezeACCESS VL (5 GHz, PtMP) éventuellement complété par BreezeACCESS Wi2 (WiFi local mesh)

1. Couverture étendue 2. Possibilité de fonctionnement en l’absence de visibilité 3. Capacité élevée (jusqu’à 25Mbps net) 4. Configuration modulaire et évolutive

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

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

1. Vaste portefeuille de produits permettant de construire la solution sur mesure la plus économique 2. Utilisation de fréquences libres de droits

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.