Le funzioni dei moderni sistemi di sorveglianza sono andate ben oltre la semplice registrazione video. Rilevamento del movimento nell'area di interesse, conteggio e identificazione di persone e veicoli, tracciamento di oggetti in movimento: oggi tutto ciò è possibile anche con telecamere IP non particolarmente costose. Con un server sufficientemente potente e il software necessario, le capacità delle infrastrutture di sicurezza diventano praticamente illimitate. Eppure, una volta queste stesse tecnologie non sapevano neanche registrare video.
Dal pantelgraf a un televisore meccanico
I primi tentativi di trasmettere immagini a distanza risalgono alla seconda metà del XIX secolo. Nel 1862, l'abate fiorentino Giovanni Caselli creò un dispositivo in grado di trasmettere e ricevere immagini tramite fili elettrici: il pantelgraf. Eppure, definire questo dispositivo come "televisore meccanico" sarebbe stato eccessivo: in realtà, l'inventore italiano aveva realizzato un prototipo di fax.
Pantelgraf di Giovanni Caselli
Il telegrafo elettrochimico di Caselli funzionava nel seguente modo. L'immagine da trasmettere veniva prima "convertita" in un formato appropriato, ridisegnando con inchiostri non conduttivi su una piastra di stagno, e poi fissata tramite morsetti su una base di rame curva. La testina di lettura era un ago d'oro, che scansionava riga per riga la lastra metallica con un passo di 0,5 mm. Quando l'ago passava sopra l'area con inchiostri non conduttivi, il circuito di terra si apriva e la corrente veniva inviata ai fili che collegavano il pantelgraf trasmittente a quello ricevente. Contemporaneamente, l'ago del ricevitore si muoveva sopra un foglio di carta spessa impregnato di una miscela di gelatina e ferro potassico di cianuro. Sotto l'azione della corrente elettrica, l'unione si scuriva, formando così l'immagine.
Questa macchina aveva molti difetti, tra cui è necessario evidenziare la bassa produttività, la necessità di sincronizzazione tra ricevitore e trasmettitore, dalla cui precisione dipendeva la qualità finale dell'immagine, nonché l'impegno e il costo elevato della manutenzione, a causa dei quali l'era del pantelégrafo si rivelò estremamente breve. Per esempio, i dispositivi Caselli, utilizzati sulla linea telegrafica Mosca - San Pietroburgo, hanno funzionato per poco più di un anno: messi in servizio il 17 aprile 1866, giorno dell'inaugurazione della comunicazione telegrafica tra le due capitali, i pantelégrafi furono smontati già all'inizio del 1868.
Risultò molto più pratico il bildtelegraph, creato nel 1902 da Arthur Korn sulla base del primo fotoelemento ideato dal fisico russo Alexander Stoletov. Il dispositivo guadagnò una notorietà mondiale il 17 marzo 1908: quel giorno, grazie al bildtelegraph, dal commissariato di polizia di Parigi a Londra fu inviata una fotografia di un criminale, grazie alla quale gli agenti di polizia riuscirono poi a identificare e arrestare il malfattore.
Arthur Korn e il suo bildtelegraph
Un dispositivo simile garantiva una buona dettaglio dell'immagine fotografica e non richiedeva più una preparazione speciale, tuttavia per la trasmissione di immagini in tempo reale era ancora inadeguato: per elaborare una fotografia occorrevano circa 10–15 minuti. Tuttavia, il bildtelegraph si rivelò utile nella criminologia (venne utilizzato con successo dalla polizia per trasmettere foto, fotoprogetti e impronte digitali tra le varie divisioni e perfino tra i paesi), così come nel giornalismo di cronaca.
Una vera e propria svolta in questo campo si ebbe nel 1909: fu allora che Georges Rignoux riuscì a ottenere la trasmissione di immagini con una frequenza di aggiornamento di 1 fotogramma al secondo. Poiché l'apparecchio telefotografico aveva un 'sensore' costituito da una matrice di fotoelementi al selenio, e la sua risoluzione era di soli 8 × 8 'pixel', non oltrepassò mai i confini del laboratorio. Tuttavia, il semplice fatto della sua apparizione pose le basi necessarie per ulteriori ricerche nel campo della trasmissione di immagini.
Il vero pioniere in questo campo è stato l'ingegnere scozzese John Logie Baird, che è entrato nella storia come il primo uomo a riuscire a trasmettere un'immagine a distanza in tempo reale; per questo motivo è comunemente considerato il "padre" della televisione meccanica (e della televisione in generale). Considerando che Baird rischiò quasi la vita durante i suoi esperimenti, subendo una scarica elettrica di 2000 volt mentre sostituiva un elemento fotoelettrico nella sua telecamera, questo titolo è assolutamente meritato.
John Logie Baird, inventore della televisione
Nella creazione di Baird è stato utilizzato un disco speciale, inventato dal tecnico tedesco Paul Nipkow nel 1884. Il disco di Nipkow, realizzato in un materiale opaco con una serie di fori di diametro uguale disposti a spirale in un solo giro dal centro del disco e a distanza angolare equidistante l'uno dall'altro, veniva utilizzato sia per la scansione dell'immagine sia per la sua formazione nell'apparato ricevente.
Il funzionamento del disco di Nipkow
L'obiettivo focalizzava l'immagine dell'oggetto da riprendere sulla superficie del disco rotante. La luce, passando attraverso i fori, raggiungeva il fotoelemento, il che permetteva all'immagine di essere convertita in un segnale elettrico. Poiché i fori erano disposti a spirale, ciascuno di essi realizzava effettivamente una scansione riga per riga di una precisa sezione dell'immagine focalizzata dall'obiettivo. Un disco identico era presente anche nel dispositivo di riproduzione, ma dietro di esso si trovava una potente lampada elettrica, che percepiva le variazioni di luminosità, e davanti ad esso una lente di ingrandimento o un sistema di lenti che proiettava l'immagine sullo schermo.
Principio di funzionamento dei sistemi televisivi meccanici
Il dispositivo di Baird utilizzava il disco di Nipkow con 30 fori (di conseguenza, l'immagine ottenuta aveva una risoluzione di soli 30 linee in verticale) e poteva scansionare oggetti alla frequenza di 5 frame al secondo. Il primo esperimento riuscito di trasmissione di un'immagine in bianco e nero avvenne il 2 ottobre 1925: in quell'occasione l'ingegnere riuscì per la prima volta a trasmettere da un dispositivo all'altro un'immagine in scala di grigi di una marionetta ventriloqua.
Durante lo svolgimento dell'esperimento, alla porta suonò un corriere, incaricato di consegnare un'importante corrispondenza. Ispirato dal successo, Baird afferrò la mano del giovane demoralizzato e lo condusse nel suo laboratorio: non vedeva l'ora di valutare come la sua creazione si sarebbe comportata nella trasmissione dell'immagine di un volto umano. Così, il ventenne William Edward Tainton, trovandosi nel posto giusto al momento giusto, entrò nella storia come il primo uomo "entrato nella televisione".
Nel 1927, Baird effettuò la prima trasmissione televisiva tra Londra e Glasgow (a una distanza di 705 km) utilizzando fili telefonici. Nel 1928, la Baird Television Development Company Ltd, fondata dall'ingegnere, realizzò con successo la prima trasmissione di segnale televisivo transatlantica al mondo tra Londra e Hartsdale (New York). La dimostrazione delle capacità del sistema a 30 bande di Baird si rivelò la migliore pubblicità: già nel 1929, la BBC la adottò e la utilizzò con successo per i successivi 6 anni, fino a quando non fu sostituita da apparecchiature più avanzate basate sui tubi a raggi catodici.
Iconoscopio — il precursore di una nuova era
Grazie all'emergere del tubo a raggi catodici, il mondo deve molto al nostro ex connazionale Vladimir Kozmich Zworykin. Durante la guerra civile, l'ingegnere si schierò a favore del movimento bianco e fuggì da Ekaterinburg a Omsk, dove si dedicava all'equipaggiamento delle stazioni radio. Nel 1919, Zworykin partì per una missione a New York. In quel periodo si svolse l'operazione di Omsk (novembre 1919), culminata con la cattura della città da parte dell'Armata Rossa praticamente senza combattimento. Poiché l'ingegnere non aveva altro luogo dove tornare, rimase in esilio forzato, diventando dipendente della Westinghouse Electric (oggi CBS Corporation), già allora una delle principali corporation elettriche negli Stati Uniti, dove si occupava parallelamente di ricerche nel campo della trasmissione dell'immagine a distanza.
Vladimir Kozmich Zworykin, creatore dell'iconoscopio
Entro il 1923, l'ingegnere riuscì a creare il primo dispositivo televisivo, basato su un tubo elettronico di trasmissione con fotocathode a mosaico. Tuttavia, la nuova direzione non prendeva sul serio il lavoro dello scienziato, così per molto tempo Zworykin dovette condurre le sue ricerche da solo, in condizioni di risorse estremamente limitate. L'opportunità di tornare a un'attività di ricerca piena si presentò a Zworykin solo nel 1928, quando incontrò un altro emigrato dalla Russia — David Sarnoff, che all'epoca ricopriva il ruolo di vicepresidente della Radio Corporation of America (RCA). Trovando le idee dell'inventore molto promettenti, Sarnoff nominò Zworykin direttore del laboratorio di elettronica RCA, e il lavoro cominciò a progredire.
Nel 1929, Vladimir Kozmich presentò un prototipo funzionante di un tubo televisivo ad alto vuoto (cinescopio), e nel 1931 completò il lavoro su un dispositivo di ricezione, da lui chiamato "ikonoscopio" (dal greco eikon — "immagine" e skopeo — "guardare"). L'ikonoscopio consisteva in un bulbo di vetro a vuoto, all'interno del quale erano fissati un bersaglio fotosensibile e un'arma elettronica posizionata ad un angolo rispetto ad esso.
Schema di principio dell'ikonoscopio
Il bersaglio fotosensibile, delle dimensioni di 6 × 19 cm, era presentato da una sottile lamina di isolante (mica), su un lato della quale erano depositate micro gocce d'argento (di dimensioni di qualche decina di micron ciascuna), in un numero di circa 1 200 000, coperte di cesio, mentre sull'altro lato vi era un rivestimento d'argento uniforme, da cui veniva prelevato il segnale in uscita. Quando il bersaglio era illuminato, sotto l'azione dell'effetto fotoelettrico, le gocce d'argento acquisivano una carica positiva, la cui grandezza dipendeva dal livello di illuminazione.
L'originale ikonoscopio in esposizione al Museo Nazionale della Tecnica della Repubblica Ceca
L'icornoscope ha costituito la base dei primi sistemi di televisione elettronica. La sua apparizione ha permesso di migliorare significativamente la qualità dell'immagine trasmessa grazie al notevole aumento del numero di elementi nell'immagine televisiva: da 300 × 400 punti nei primi modelli a 1000 × 1000 punti nei modelli più avanzati. Sebbene il dispositivo non fosse privo di alcuni difetti, tra cui una bassa sensibilità (per una ripresa completa era necessaria un'illuminazione di almeno 10.000 lux) e distorsioni trapezoidali causate dal disallineamento dell'asse ottico con l'asse del tubo catodico, l'invenzione di Zvorikin è stata una tappa importante nella storia della videosorveglianza, definendo in gran parte la direzione futura dello sviluppo del settore.
Sulla strada da «analogico» a «digitale»
Come spesso accade, lo sviluppo di alcune tecnologie è favorito dai conflitti militari, e la videosorveglianza in questo caso non fa eccezione. Durante la Seconda guerra mondiale, il Terzo Reich iniziò lo sviluppo attivo di razzi balistici a lungo raggio. Tuttavia, i primi prototipi del famoso «arma della vendetta» V-2 non si distinguevano per affidabilità: i razzi esplodevano frequentemente al lancio o cadevano poco dopo il decollo. Poiché a quel tempo non esistevano sistemi avanzati di telemetria, l'unico modo per determinare la causa dei fallimenti era l'osservazione visiva del processo di lancio, un'operazione estremamente rischiosa.
Preparazione al lancio del razzo balistico V-2 presso il poligono di Peenemünde
Per semplificare il compito degli sviluppatori di armamenti missilistici e non mettere in pericolo le loro vite, l'elettricista tedesco Walter Bruch progettò la cosiddetta sistema CCTV (Closed Circuit Television — sistema di televisione a circuito chiuso). L'attrezzatura necessaria fu installata presso il poligono di Peenemünde. L'invenzione dell'elettricista tedesco ha permesso agli scienziati di osservare il corso dei test da una distanza sicura di 2,5 chilometri, senza temere per la propria vita.
Nonostante tutti i pregi, il sistema di videosorveglianza Brukh presentava un inconveniente piuttosto significativo: mancava di un dispositivo di registrazione video, il che significava che l'operatore non poteva allontanarsi dal proprio posto di lavoro nemmeno per un secondo. La gravità di questo problema permette di valutare uno studio condotto dalla IMS Research ai giorni nostri. Secondo i suoi risultati, una persona fisicamente sana e ben riposata può perdere fino al 45% di eventi importanti dopo soli 12 minuti di osservazione, mentre dopo 22 minuti questa cifra raggiunge il 95%. E se nel campo dei collaudi di armamenti missilistici questo fatto non giocava un ruolo significativo, poiché gli scienziati non avevano bisogno di stare davanti agli schermi per ore di fila, nel contesto dei sistemi di sicurezza, l'assenza della possibilità di registrazione video influiva notevolmente sulla loro efficacia.
Questo è continuato fino al 1956, quando vide la luce il primo videoregistratore Ampex VR 1000, creato di nuovo dal nostro ex connazionale Aleksandr Matveyevich Ponyatov. Similmente a Zvorikin, lo scienziato si schierò dalla parte dell'Armata Bianca, dopo la sconfitta della quale emigra prima in Cina, dove per 7 anni lavorò in una delle aziende di energia elettrica di Shanghai, poi visse per un certo periodo in Francia, e alla fine degli anni '20 si trasferì stabilmente negli Stati Uniti, ottenendo la cittadinanza americana nel 1932.
Aleksandr Matveyevich Ponyatov e il prototipo del primo videoregistratore al mondo Ampex VR 1000
Nel corso dei successivi 12 anni, Ponyatov lavorò per aziende come General Electric, Pacific Gas and Electric e Dalmo-Victor Westinghouse, ma nel 1944 decise di avviare una propria attività e registrò la Ampex Electric and Manufacturing Company. Inizialmente, Ampex si specializzò nella produzione di drive ad alta precisione per sistemi di radar, ma dopo la guerra l'attività dell'azienda fu riorientata verso un settore più promettente: la produzione di dispositivi di registrazione magnetica. Tra il 1947 e il 1953, l'azienda di Ponyatov lanciò diversi modelli di registratori di successo, utilizzati nel campo del giornalismo professionale.
Nel 1951, Poniatov e i suoi principali consulenti tecnici Charles Ginzburg, Walter Selsted e Miron Stolyarov decisero di andare oltre e sviluppare un dispositivo di registrazione video. Nello stesso anno, crearono il prototipo Ampex VR 1000B, che utilizzava il principio della registrazione a scansione trasversale delle informazioni tramite teste magnetiche rotanti. Questa progettazione permetteva di garantire il livello di prestazioni necessario per registrare segnali televisivi con frequenze di diversi megahertz.
Schema di registrazione a scansione trasversale del segnale video
Il primo modello commerciale della serie Apex VR 1000 fu lanciato dopo 5 anni. Al momento della sua uscita, il dispositivo era venduto a 50 mila dollari, cifra enorme per quei tempi. Per fare un confronto: la Chevy Corvette lanciata nello stesso anno era proposta a soli 3000 dollari, e si trattava di un'automobile appartenente, per inciso, alla categoria delle sportiv.
Proprio il costo elevato dell'attrezzatura ha avuto a lungo un effetto dissuasivo sullo sviluppo della videosorveglianza. Per illustrare questo fatto, è sufficiente dire che, durante i preparativi per la visita della famiglia reale tailandese a Londra, la polizia ha installato solo 2 telecamere di sicurezza in Trafalgar Square (e questo per proteggere le prime cariche dello stato), mentre al termine di tutti gli eventi, il sistema di sicurezza è stato smantellato.
La Regina del Regno Unito Elisabetta II e il Principe Filippo, Duca di Edimburgo, incontrano il Re della Thailandia Bhumibol e la Regina Sirikit
L'introduzione di funzioni di avvicinamento, panoramica e rotazione programmata ha ottimizzato i costi per la costruzione di sistemi di sicurezza, riducendo il numero di dispositivi necessari per il controllo del territorio; tuttavia, l'implementazione di progetti simili richiedeva ancora ingenti investimenti. Ad esempio, il sistema di videosorveglianza urbano sviluppato per la città di Olean (New York), attivato nel 1968, costò alle autorità cittadine 1,4 milioni di dollari e la sua implementazione richiese 2 anni, nonostante l'intera infrastruttura fosse costituita solo da 8 telecamere. E, naturalmente, non si parlava affatto di registrazioni 24 ore su 24: il videoregistratore veniva attivato solo su comando dell'operatore, poiché sia la pellicola che l'attrezzatura erano troppo costose, e non si poteva nemmeno parlare di un utilizzo operativo 24/7.
Tutto è cambiato con la diffusione dello standard VHS, di cui dobbiamo l'esistenza all'ingegnere giapponese Shizuo Takano, che lavorava per la JVC.
Shizuo Takano, creatore del formato VHS
Il formato prevedeva l'uso della registrazione azimutale, in cui vengono utilizzate due testine video. Ciascuna di esse registrava un campo televisivo e aveva gap di lavoro inclinati rispetto alla direzione perpendicolare a un angolo uniforme di 6° in direzioni opposte, riducendo così le interferenze incrociate tra i nastri video adiacenti e diminuendo significativamente la distanza tra di essi, aumentando la densità di registrazione. Le testine video erano posizionate su un tamburo di 62 mm di diametro, che ruotava a una velocità di 1500 giri al minuto. Oltre alle tracce video inclinate, lungo il bordo superiore del nastro magnetico venivano registrate due tracce audio alternate, separate da uno spazio protettivo. Lungo il bordo inferiore del nastro veniva registrata una traccia di controllo, contenente impulsi di sincronizzazione del fotogramma.
Utilizzando il formato VHS, si registrava un segnale video composito sulla cassetta, permettendo così di utilizzare un unico canale di comunicazione e semplificando notevolmente il cablaggio tra i dispositivi di ricezione e trasmissione. Inoltre, a differenza dei formati popolari di quei tempi come Betamax e U-matic, che utilizzavano un meccanismo a U per l'inserimento del nastro magnetico con una piattaforma rotante, caratteristica di tutti i sistemi a cassetta precedenti, il formato VHS si basava su un nuovo principio noto come M-loading.
Schema M-loading del nastro magnetico nella cassetta VHS
L'estrazione e il caricamento del nastro magnetico avvenivano grazie a due forchette guidate, ciascuna delle quali era composta da un rullo verticale e un supporto cilindrico inclinato, che determinava l'angolo preciso di ingresso del nastro sul tamburo delle testine rotanti, il quale garantiva l'inclinazione del tracciato della registrazione video rispetto al bordo di base. Gli angoli di ingresso e uscita del nastro dal tamburo erano uguali all'angolo di inclinazione del piano di rotazione del tamburo rispetto alla base del meccanismo, consentendo così a entrambi i rulli della cassetta di trovarsi nello stesso piano.
Il meccanismo M-loading si è rivelato più affidabile e ha aiutato a ridurre il carico meccanico sul nastro. L'assenza della piattaforma rotante semplificava la produzione sia delle cassette stesse che dei videoregistratori, con un impatto positivo sui costi di produzione. Gran parte del merito di questo successo va attribuito al fatto che il VHS ha ottenuto una chiara vittoria nella "guerra dei formati", rendendo la videosorveglianza veramente accessibile.
Anche le videocamere non rimasero ferme: ai dispositivi con tubo a raggi catodici si affiancarono i modelli basati su matrici CCD. L'arrivo di queste ultime è da attribuire a Willard Boyle e George Smith, che lavoravano presso gli AT&T Bell Labs su memorie a semiconduttore. Durante le loro ricerche, i fisici scoprirono che i circuiti integrati che avevano creato erano soggetti all'effetto fotoelettrico. Già nel 1970, Boyle e Smith presentarono i primi fotodetettori lineari (linee CCD).
Nel 1973 la Fairchild iniziò la produzione in serie di matrici CCD con risoluzione di 100 × 100 pixel, e nel 1975 Steve Sasson della Kodak creò la prima macchina fotografica digitale basata su tale matrice. Tuttavia, era completamente impossibile da usare, poiché il processo di formazione dell'immagine richiedeva 23 secondi, e la successiva registrazione su una cassetta da 8 mm durava una volta e mezzo di più. Inoltre, per alimentare la fotocamera venivano utilizzate 16 batterie nichel-cadmio, e tutto il dispositivo pesava 3,6 kg.
Steve Sasson e la prima macchina fotografica digitale Kodak in confronto con le moderne 'compatte'
Il principale contributo allo sviluppo del mercato delle fotocamere digitali è stato dato dalla Sony e da Kazuo Iwana, che all'epoca guidava la Sony Corporation of America. Fu lui a insistere per investire enormi somme nello sviluppo di chip CCD proprietari, grazie ai quali nel 1980 l'azienda presentò la prima videocamera CCD a colori, XC-1. Dopo la morte di Kazuo nel 1982, fu posta una lapide sulla sua tomba con una matrice CCD incorporata.
Kazuo Iwana, presidente della Sony Corporation of America negli anni '70 del XX secolo
Settembre 1996 segnò un evento che può essere paragonato, in importanza, all'invenzione dell'iconoscopio. Fu allora che la compagnia svedese Axis Communications presentò la prima 'macchina fotografica digitale con funzionalità di server web', la NetEye 200.
Axis Neteye 200 — la prima IP camera al mondo
Anche al momento del rilascio, NetEye 200 era difficile da definire una vera videocamera nel senso tradizionale del termine. Il dispositivo era inferiore ai suoi omologhi in praticamente ogni aspetto: le sue prestazioni variavano da 1 fotogramma al secondo in formato CIF (352 × 288, o 0,1 Mp) a 1 fotogramma ogni 17 secondi in 4CIF (704 × 576, 0,4 Mp), con la registrazione che veniva salvata non in un file separato, ma come una sequenza di immagini JPEG. Tuttavia, la vera innovazione del prodotto Axis non era tanto la velocità di ripresa o la nitidezza dell'immagine, quanto la presenza di un proprio processore RISC ETRAX e di una porta Ethernet integrata 10Base-T, che permetteva di collegare la videocamera direttamente al router o alla scheda di rete del PC come un normale dispositivo di rete e di controllarla tramite le applicazioni Java fornite. Questa innovazione ha costretto molti produttori di sistemi di videosorveglianza a rivedere radicalmente le loro opinioni e ha determinato per molti anni la direzione generale dello sviluppo dell'industria.
Più possibilità — più costi
Nonostante lo sviluppo frenetico delle tecnologie, anche dopo tanti anni la questione finanziaria rimane uno dei fattori chiave nella progettazione dei sistemi di videosorveglianza. Sebbene la ricerca e sviluppo abbia contribuito a ridurre significativamente i costi delle attrezzature, tanto che oggi è possibile assemblare un sistema simile a quello installato alla fine degli anni '60 a Oleana con un investimento di poche centinaia di dollari e in poche ore di tempo reale, tale infrastruttura non è più in grado di soddisfare le esigenze enormemente aumentate del business moderno.
In larga misura, ciò è dovuto a un cambiamento nelle priorità. Se in passato la videosorveglianza veniva utilizzata solo per garantire la sicurezza in un'area protetta, oggi il principale motore di sviluppo dell'industria (secondo Transparency Market Research) è il retail, che utilizza tali sistemi per affrontare diverse sfide di marketing. Uno scenario tipico è la determinazione del tasso di conversione basato sulle informazioni sul numero di visitatori e sul numero di clienti passati attraverso le casse. Se aggiungiamo a questo un sistema di riconoscimento facciale, integrandolo con un programma di fedeltà esistente, otteniamo la possibilità di studiare il comportamento dei clienti in relazione a fattori socio-demografici per poi formare offerte personalizzate (sconti individuali, bundle a prezzo vantaggioso, ecc.).
Il problema è che l'implementazione di un tale sistema di videoanalisi comporta rilevanti costi capitali e operativi. Il punto critico qui è il riconoscimento facciale dei clienti. Da un lato, ci sono le scansioni facciali frontali alle casse durante i pagamenti contactless, dall'altro c'è il riconoscimento in un flusso (nel punto vendita), da angolazioni diverse e in diverse condizioni di illuminazione. Solo la modellazione facciale in 3D in tempo reale utilizzando telecamere stereo e algoritmi di machine learning può dimostrare un'efficacia sufficiente, il che porterà a un inevitabile aumento del carico su tutta l'infrastruttura.
Tenendo conto di ciò, l'azienda Western Digital ha sviluppato il concetto di Core to Edge storage for Surveillance, offrendo ai clienti un insieme completo di soluzioni moderne per i sistemi di registrazione video "dalla telecamera al server". La combinazione di tecnologie avanzate, affidabilità, capacità e prestazioni consente di creare un'ecosistema armoniosa in grado di affrontare praticamente qualsiasi compito assegnato, ottimizzando i costi per il suo dispiegamento e mantenimento.
La linea di punta della nostra azienda è la famiglia di hard disk specializzati per sistemi di videosorveglianza WD Purple, con capacità che vanno da 1 a 18 terabyte.
I dischi della serie Purple sono stati sviluppati appositamente per un funzionamento continuo all'interno di sistemi di videosorveglianza ad alta definizione e incorporano le ultime innovazioni di Western Digital nella produzione di dischi rigidi.
- Piattaforma HelioSeal
I modelli superiori della gamma WD Purple con capacità da 8 a 18 TB sono realizzati sulla base della piattaforma HelioSeal. I gusci di questi dischi sono completamente ermetici e il blocco ermetico è riempito con elio rarefatto anziché aria. La diminuzione della resistenza nel mezzo gassoso e dei parametri di turbolenza ha permesso di ridurre lo spessore delle piastre magnetiche e di ottenere una maggiore densità di registrazione tramite il metodo CMR grazie all'aumento della precisione nel posizionamento della testina (utilizzando la Advanced Format Technology). Di conseguenza, il passaggio a WD Purple consente un incremento della capacità fino al 75% negli stessi armadi, senza necessità di scalare l'infrastruttura. Inoltre, i dischi con elio si dimostrano più efficienti dal punto di vista energetico del 58% rispetto ai normali HDD, grazie alla riduzione della potenza necessaria per l'avviamento e la rotazione del mandrino. Ulteriori risparmi sono garantiti dalla riduzione dei costi di condizionamento: a parità di carico, i dischi WD Purple risultano più freschi rispetto ai concorrenti di circa 5°C.
- Tecnologia AllFrame AI
I piccoli interruzioni durante la registrazione possono portare alla perdita di dati video critici, rendendo impossibile l'analisi successiva delle informazioni raccolte. Per prevenire ciò, nel firmware dei dischi della serie 'purple' è stata implementata la supporto per la sezione opzionale Streaming Feature Set del protocollo ATA. Tra le sue capacità spicca l'ottimizzazione dell'utilizzo della cache in base al numero di flussi video gestiti e la gestione delle priorità delle operazioni di lettura/scrittura, il che contribuisce a ridurre al minimo la probabilità di perdere fotogrammi e la comparsa di artefatti nell'immagine. A sua volta, il nuovo set di algoritmi AllFrame AI offre la possibilità di utilizzare i dischi rigidi in sistemi che trattano un numero significativo di flussi isocroni: i dischi WD Purple supportano il funzionamento simultaneo con 64 telecamere ad alta definizione ed sono ottimizzati per sistemi di videoanalisi ad alto carico e Deep Learning.
- Tecnologia Time Limited Error Recovery
Una delle problematiche più comuni durante l'operatività con sistemi altamente caricati server è il guasto spontaneo del RAID, causato dal superamento del tempo massimo consentito per il recupero degli errori. L'opzione Time Limited Error Recovery aiuta a evitare la disconnessione dell'HDD nel caso in cui il timeout superi i 7 secondi: per evitare ciò, l'unità invierà un segnale al controller RAID, dopo di che la procedura di correzione verrà rinviata fino a quando il sistema sarà inattivo.
- Il sistema di monitoraggio Western Digital Device Analytics
Le principali sfide da affrontare nella progettazione di sistemi di videosorveglianza sono aumentare il periodo di funzionamento senza guasti e ridurre i tempi di inattività a causa di malfunzionamenti. Grazie al innovativo software Western Digital Device Analytics (WDDA), l'amministratore ha accesso a una vasta gamma di dati parametrici, operativi e diagnostici sulla condizione degli archivi, permettendo di identificare tempestivamente eventuali problemi nel funzionamento del sistema di videosorveglianza, pianificare la manutenzione preventiva e identificare tempestivamente i dischi rigidi da sostituire. Tutto ciò contribuisce a migliorare significativamente la resilienza dell'infrastruttura di sicurezza e a minimizzare il rischio di perdita di dati critici.
Specificamente per le moderne telecamere digitali, Western Digital ha sviluppato una linea di schede di memoria ad alta affidabilità, le WD Purple. L'ampia risorse di scrittura e la resistenza agli agenti esterni consentono di utilizzare queste schede per attrezzature sia interne che esterne di videosorveglianza, oltre che per applicazioni in sistemi di sicurezza autonomi, nei quali le schede microSD svolgono un ruolo fondamentale come principali archivi di dati.
Attualmente, la serie di schede di memoria WD Purple include due linee di prodotto: WD Purple QD102 e WD Purple SC QD312 Extreme Endurance. La prima comprende quattro varianti di chiavette USB con capacità da 32 a 256 GB. Rispetto alle soluzioni destinate ai consumatori, le WD Purple sono state appositamente adattate per i moderni sistemi digitali di videosorveglianza attraverso l'implementazione di una serie di importanti miglioramenti:
- La resistenza all'umidità (il prodotto è in grado di sopportare immersioni fino a 1 metro in acqua dolce o salata) e l'ampia gamma di temperature operative (da -25 °C a +85 °C) consentono di utilizzare in modo altrettanto efficace le schede WD Purple per fornire sia dispositivi di registrazione video interni che esterni, indipendentemente dalle condizioni meteorologiche e climatiche.
- La protezione contro l'influenza dei campi magnetici statici con induzione fino a 5000 Gs e la resistenza a forti vibrazioni e urti fino a 500 g escludono completamente la possibilità di perdita di dati critici anche in caso di danneggiamento della videocamera.
- La risorsa garantita di 1000 cicli di programmazione/cancellazione consente di prolungare notevolmente la vita utile delle schede di memoria anche in modalità di registrazione continua e, così, ridurre significativamente le spese per la manutenzione del sistema di sicurezza.
- La funzione di monitoraggio remoto aiuta a monitorare rapidamente lo stato di ogni scheda e a pianificare in modo più efficiente le operazioni di assistenza, aumentando così ulteriormente l'affidabilità delle infrastrutture di sicurezza.
- La conformità con le classi di velocità UHS Speed Class 3 e Video Speed Class 30 (per schede da 128 GB e oltre) rende le schede WD Purple adatte per l'uso in fotocamere ad alta risoluzione, comprese quelle panoramiche.
La serie WD Purple SC QD312 Extreme Endurance comprende tre modelli: da 64, 128 e 256 gigabyte. A differenza delle schede WD Purple QD102, queste schede di memoria sono in grado di sopportare carichi significativamente maggiori: la loro risorsa di lavoro è di 3000 cicli P/E, rendendo queste unità flash una soluzione ideale per l'uso in oggetti altamente protetti, dove la registrazione avviene in modalità 24/7.
Fonte: habr.com
