Protocollo AHD, l’alta definizione viaggia sul vecchio cavo coassiale

 

Il protocollo di trasmissione AHD permette di veicolare - su un tradizionale cavo coassiale o di rete - i segnali video non compressi, fino alla risoluzione Full HD 1080p (prossimamente anche 4K), senza latenze né perdite fino a 500 metri di distanza.

 

L’avvento dell’alta definizione nell’ambito della videosorveglianza professionale ha aperto la strada a nuove applicazioni ed eliminato gran parte dei limiti dei sistemi analogici, come ad esempio lo scarso dettaglio delle riprese.

Una telecamera HD, rispetto a una telecamera a definizione standard (anche da 800-1000 linee Tv), permette di riconoscere più facilmente i soggetti e gli oggetti inquadrati come, ad esempio, i volti delle persone e le targhe degli automezzi, assicurando un buon dettaglio anche nelle panoramiche più ampie.

Fino a qualche anno fa, per progettare un impianto di videosorveglianza HD era quasi obbligatorio ricorrere alla tecnologia IP.

Oggi, invece, grazie ai nuovi protocolli di trasmissione analogica HD messi a punto dalle aziende produttrici di telecamere e DVR, l’alta definizione è ormai alla portata di tutte le tasche e rappresenta, quindi, una reale alternativa all’analogico SD, perché sfrutta lo stesso tipo di cablaggio (cavo coassiale o di rete con balun) e non richiede particolari componenti e strumenti per la messa a punto dell’impianto.

 

Analog High Definition

Tra i protocolli di trasmissione analogica HD, quello più popolare (e “open source”), è sicuramente l’AHD, acronimo di “Analog High Definition”.

Sviluppato dall’azienda sudcoreana Nextchip - e adottato da tantissimi produttori di telecamere e DVR per il suo basso costo e le eccellenti prestazioni - l’AHD non rappresenta solo una reale alternativa al sistema analogico SD per un nuovo impianto, ma anche la soluzione perfetta in caso di upgrade di un vecchio impianto Tvcc a bassissima definizione (es.: 400-500 TVL).

Nella stragrande maggioranza dei casi, si può, infatti, riutilizzare il cablaggio esistente e sostituire solo le telecamere (tutte o in parte) e il DVR.

Inoltre, le telecamere compatibili con il protocollo AHD mantengono anche l’uscita video analogica Pal, utile per il puntamento in fase di installazione utilizzando un qualunque tester/monitor CVBS, anche da polso.

 

Encoder e decoder

Per veicolare un segnale HD in formato analogico attraverso un cavo coassiale o di rete, l’AHD utilizza un algoritmo “sub-carrier” (sotto-portante) e una tecnologia di pseudo-separazione di luminanza e crominanza, gestite da un chipset che comprende un processore di immagine (ISP - Encoder - installato nella telecamera) e un processore di segnale digitale (DSP - Decoder - nel DVR).

Questo chipset si occupa di codificare (COdec) il segnale sul lato sorgente e di decodificarlo nel DVR (coDEC).

Senza questo chipset, il cavo coassiale o di rete potrebbe veicolare solo un segnale video composito, quindi a definizione standard e con le informazioni di luminanza e crominanza miscelate tra loro.

Nextchip produce vari chipset AHD, che si differenziano per le caratteristiche e le dotazioni tecniche.

L’encoder NVP6021, ad esempio, supporta le risoluzioni video HD 720p (25-30-50-60 fps) e Full HD 1080p (25-30 fps), il sotto-campionamento della crominanza YCbCr 4:2:2, l’uscita AHD 1.0/2.0 e il protocollo di comunicazione I2C.

Il decoder NVP6114A gestisce fino a 2 canali Full HD oppure 4 HD ed è compatibile con diversi formati di ingresso (CVBS, Comet, AHD 1.0); l’NVP6124 può gestire fino a 4 canali video Full HD e gli ingressi CVBS, Comet, AHD 1.0 e AHD 2.0.

Gli ingegneri coreani non si sono limitati a progettare i chipset AHD solo per la gestione del flusso video, ma hanno previsto altre funzionalità utili e interessanti.

Questa tecnologia permette, infatti, di veicolare altri dati, come il controllo remoto e l’audio, inseriti negli spazi vuoti del segnale video (HD byte-interleave).

Questo significa che, con un solo cavo, è possibile vedere e registrare le immagini ad alta definizione catturate dal sensore CMOS, l’audio ambientale catturato dal microfono, controllare i movimenti della telecamera (PTZ) oppure il solo zoom motorizzato.

 

Tecnologia in rapida evoluzione

La tecnologia AHD ha fatto il suo esordio sul mercato nel 2014 con i chipset di prima generazione (1.0 - AHD-M), che supportavano segnali video fino a 720p a 25 o 30 fps.

Nel 2015 sono apparsi i primi chipset AHD 2.0 (AHD-H), compatibili con i segnali HD fino a 50-60 fps e Full HD 1080p a 30 fps, e quelli della X-Series (FHD-X e HD-X), che permettono di raddoppiare il numero dei canali video dimezzando la risoluzione, senza un evidente peggioramento della qualità delle immagini.

Tra la fine di quest’anno e l’inizio del prossimo, Nextchip lancerà i nuovi processori di terza (3.0) e quarta (4.0) generazione, in grado di supportare addirittura la risoluzione QHD (Quad HD - 4 volte l’HD - 2560x1440 pixel) e UHD (Ultra HD - 4 volte il Full HD - 3840x2160 pixel).

Ovviamente, per garantire la necessaria qualità video, la telecamera deve adottare sensori di immagine CMOS ad alta risoluzione, da un minimo di 1,3 MP fino a 8 MP e oltre.

 

Addio bassa definizione

Se consideriamo la costante riduzione di prezzo dei dispositivi AHD degli ultimi 12-24 mesi, è facile prevedere che questa tecnologia soppianterà molto presto quella analogica a bassa definizione.

Secondo le ricerche degli analisti, l’AHD conquisterà un’ampia fascia del mercato, di basso (AHD 1.0 e 2.0), medio (AHD 2.0) e medio/alto livello (AHD 3.0 e 4.0), ponendosi, in alcune condizioni, in diretta concorrenza con i sistemi IP.

A tale proposito, sul mercato troviamo già molti DVR di tipo “ibrido”, che supportano automaticamente - sulla stessa presa di ingresso BNC - sia i segnali video analogici CVBS SD tradizionali sia quelli AHD, così da permettere a chi sceglie ora un sistema CCTV analogico SD di poter effettuare, in un prossimo futuro, l’upgrade all’AHD cambiando solo una o più telecamere.

 

AHD oppure IP?

Considerati gli innegabili vantaggi dell’AHD e la sua rapida evoluzione, verrebbe da chiedersi se questa tecnologia sia in grado di soppiantare anche i sistemi IP dopo quelli analogici a definizione standard.

Allo stato attuale delle cose, la risposta è negativa, perché la tecnologia IP è strutturata per garantire una maggiore versatilità e flessibilità d’uso, con tanti plus irrinunciabili negli ambiti di applicazione più sensibili.

L’IP, ad esempio, permette la gestione delle telecamere da remoto, con PC o altri sistemi, in modo più efficace e sicuro rispetto all’analogico e all’AHD.

Inoltre, non vengono posti limiti alla risoluzione video (adattabile in base alla banda a disposizione), al numero di telecamere gestibili (quasi illimitato utilizzando una network di NVR) e alla lunghezza dei collegamenti, grazie alla flessibilità delle reti LAN e WLAN.

Molte telecamere IP, inoltre, integrano sofisticate funzioni di elaborazione video (c Face/Motion Detection e Privacy Masking) e registrazione (Edge Storage) mentre, grazie alla tecnologia PoE, è possibile alimentare la telecamera utilizzando lo stesso cavo UTP/FTP che trasporta i vari “pacchetti” digitali.

Di contro, i sistemi IP soffrono del fenomeno della latenza (assente nell’analogico e nell’AHD) che fa apparire le riprese (e l’esecuzione dei comandi) in ritardo di alcuni secondi rispetto al “live”.

Questo fenomeno è causato dalla conversione analogica-digitale, dalla preparazione dei pacchetti TCP/IP e dalla loro collisione sulla rete Ethernet.

 

Valerio Stanna

 

There are 2 comments

  1. Andrea

    Buongiorno
    Ho collegato una telecamera ahd a una trasmittente radio AV, la ricevente ad un ahd decoder e l’ahd decorer a un hd tv, ma il video è in bianco e nero: penso che il problema sia nel filtro passa basso o passa alto della ricevente video, qual’è la larghezza di banda utilizzata da questi sistemi( io in particolare ho una camera ahd2.0 1080p)?
    Ottimo articolo,
    Saluti

    1. Paola Cozzi

      Buongiorno Sig. Andrea.

      Il segnale AHD richiede una larghezza di banda di almeno 35 MHz per
      garantire la piena risoluzione orizzontale Full HD 1080p (AHD 2.0). Se il
      suo RTX AV supporta una larghezza di banda inferiore ai 15 MHz, le immagini
      perdono di definizione ed anche il colore. Probabilmente il suo RTX AV è
      stato progettato per i segnali CVBS SD che hanno una larghezza di banda di
      soli 5 MHz.
      Per rendere “wireless” una telecamera AHD e garantire la qualità video
      dell’alta definizione è quindi necessario utilizzare un ricetrasmettitore AV
      che supporta questo standard e non uno qualsiasi progettato per l’analogico.
      Il trasmettitore deve essere anche in grado di rilevare il tipo di segnale
      in ingresso (AHD o analogico) e di comunicarlo al ricevitore. Da una rapida
      ricerca, abbiamo verificato che i (pochi) sistemi RTX compatibili AHD in
      commercio operano in banda 5,8 GHz e supportano lo standard AHD 1.0 (AHD-M –
      720p).

      Cordiali saluti.

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