Sede Renca

IMPLEMENTACIN DE SEGURIDAD Y ALMACENAMIENTO SOBRE UN SERVIDOR

NAS SYNOLOGY.

Trabajo de seminario para optar al ttulo de

Ingeniero en Telecomunicaciones, Conectividad y Redes

Profesor gua: Juan Francisco Huichipoco Cortez

Autores:

Ignacio Andrs Gianecchine Avils.

David Alexander Lpez Moya.

Jos Manuel Isaac soto Ros.

Diciembre de 2013

Sede Renca

IMPLEMENTACIN DE SEGURIDAD Y ALMACENAMIENTO SOBRE UN SERVIDOR

NAS SYNOLOGY.

Trabajo de seminario presentado por

IGNACIO ANDRS GIANECCHINE AVILS

DAVID ALEXANDER LPEZ MOYA

JOS MANUEL ISAAC SOTO ROS

Como requisito para optar al ttulo de

Ingeniero en Telecomunicaciones, Conectividad y Redes

Profesor Gua

Juan Francisco Huichipoco Cortez

Diciembre de 2013

TITULO DEL TRABAJO DE SEMINARIO:

Implementacin de Seguridad y Almacenamiento sobre un Servidor NAS Synology.

AUTORES

IGNACIO ANDRS GIANECCHINE AVILS

DAVID ALEXANDER LPEZ MOYA

JOS MANUEL ISAAC SOTO ROS

TRABAJO DE SEMINARIO, presentado en cumplimiento parcial de los requisitos para

optar al ttulo de Ingeniero en Telecomunicaciones, Conectividad y Redes de la

Universidad Tecnolgica de Chile INACAP, sede Renca.

Comisin Examinadora:

Director de Carrera ...................................................................

Docente 1 .....................................................................

Docente 2 .....................................................................

Docente 3 .....................................................................

Docente 4 .....................................................................

NOTA OBTENIDA: .........................

Santiago, Chile, Diciembre de 2013.

Agradecimientos

En este da tan especial, agradezco enormemente a mi familia. A mi madre,

Claudia Avils y a mi padre Andrs Gianecchine por el cario, amor y apoyo entregado

durante toda mi vida, me han brindado una enseanza y sabidura, que he sabido sacar

provecho en todo lo que me he propuesto para crecer tanto en lo personal como

profesional. Agradezco tambin a mi pareja Josefina Urrutia, quin da a da me brinda

su apoyo y palabras de aliento para lograr todos mis objetivos propuestos.

A mis colegas de proyecto Jos Soto y David Lpez, con quienes hemos

compartido en este largo proceso de nuestra carrera, llevando este compaerismo a

una gran amistad, apoyndonos y agregando en todo momento la alegra caracterstica

de ambos.

A mi profesor, colega y amigo Eduardo Cornejo, quin me ha brindado gran

apoyo en todo lo que he requerido, durante mi proceso de crecimiento laboral y de

conocimientos, que hoy lo reflejo al sentirme seguro de enfrentar nuevas metas que se

me presenten.

Saludos cordiales.

Ignacio Andrs Gianecchine Avils.

Agradecimientos

Despus de haber estado ms de 4 aos en la carrera de ingeniera en redes,

telecomunicaciones en instituto Inacap. Realmente uno se da cuenta de quienes s son

los que valen la pena y estn en esos momentos nicos en tu vida. En esta larga

carrera con muchos altos y bajos me he fortalecido como profesional y persona que

saldr a la fauna laboral con una motivacin en querer ser ms de lo que ya he

aprendido, motivacin que nace por la inspiracin en lo que eleg como estudios,

realmente la mejor eleccin de mi vida.

En primer lugar agradezco a todas las personas que estuvieron apoyndome,

comprendindome y motivndome a lo largo de toda mi carrera, en especial a mis

padres, mis amigos ms cercanos y como no a mis compaeros de carrera que en

conjunto luchamos hasta el final de esta gran meta en nuestras vidas, a las siguientes

personas muchas gracias:

Mama Edith Moya

Papa Miguel Lpez

Amigos cercanos

Compaeros de carrera

David Alexander Lpez Moya.

Agradecimientos

Quisiera agradecer a mi familia. A mi padre, Jos Soto. A mi madre, Vernica

Ros. Mis hermanos, Zoe Soto y Alex Soto. A mi pareja, Javiera Meza. Quienes da a

da me brindaron sus fuerzas y apoyo constante para lograr este objetivo y tambin a mi

familia en general, quienes siempre me brindaron su afecto.

A mis colegas de proyecto quienes en conjunto llevamos a cabo esta

experiencia, Ignacio Gianecchine y David Lpez, gracias por su cooperacin,

entusiasmo, dedicacin y amistad durante todo el proceso de nuestra carrera.

A mi colega Carlos Espinoza, quien por cosas del destino no pudo ser con

nosotros en este proyecto, xito para l y su colega Felipe Sols.

De corazn mis ms sinceros agradecimientos a todos los que nos apoyaron y

cooperaron para desarrollar este proyecto.

Saludos Cordiales.

Jos Manuel Isaac Soto Ros.

Dedicatoria

Este proyecto y el resultado de toda mi carrera universitaria, estn dedicados a la

persona ms importante de mi vida, Mi madre. Luisa Adriana Muoz R. Gracias a ti soy

la persona que soy. Gracias a ti, saque fuerzas para continuar y no rendirme. Gracias a

ti, seguir a delante en todo lo que me espera.

Te amo, te extrao y siempre estars en mi corazn.

Este proyecto y este ttulo son para ti.

Luisa Adriana Muoz Rodrguez. 1940-2011.

Jos Manuel Isaac Soto Ros.

Resumen Ejecutivo

El siguiente proyecto aborda la necesidad de las pequeas y medianas

empresas de poseer sistemas de vigilancias para la proteccin de sus activos y sus

trabajadores. Utilizando tecnologas del ms alto nivel como lo es Synology NAS,

implementaremos un sistema unificado de vigilancia y almacenamiento.

Nuestro enfoque se centra en optimizar una red de rea local de una pyme,

debido a constantes robos en la organizacin, aprovecharemos al cien por ciento la

infraestructura existente en las dependencias, logrando amortizar costos elevados de

una implementacin de tal magnitud.

Los beneficios del proyecto o solucin a implementar, se vern reflejados con el

trascurso del tiempo, respetando el tiempo de duracin del proyecto (tres aos). Tiempo

en el cual durante una investigacin realizada la empresa hasta la fecha ha sido objeto

de robos en ms de una ocasin.

Dentro de este proyecto adems abordaremos los estudios de factibilidad tcnica

y econmica, aspectos socio-econmicos entre otros.

El proyecto de implementacin de video vigilancia y almacenamiento se

encuentra en su etapa de implementacin siendo esta una de las ltimas junto con la

etapa de pruebas y diagnstico.

Executive Summary

The next project tackles the need of small and medium enterprises of having

surveillance systems to protect their assets and workers. Using for this purpose highest

level technologies such as Synology NAS, we will implement a unified system of

surveillance and storage.

Our focus is to optimize a local area net of a PYME -small and medium enterprise

in Spanish pequea y mediana empresa- because of constant thefts in the

organization. We will make the most of the existing infrastructure of the rooms, getting

depreciate high costs of an implementation of this magnitude.

The benefits of this project or solution to implement will be reflected during the

time, respecting the total duration of the project (three years). During this current

investigation many thefts have occurred.

In this project we also tackle feasibility studies technically and economically,

social economic aspects and others.

The implementation project of video surveillance and storage is in its stage of

implementation, one of the last stages besides testing and diagnostic ones.

10

ndice de Contenido.

ndice de contenidos ...................................................................................................... 10

ndice de figuras ............................................................................................................... 1

ndice de Tablas ............................................................................................................... 1

1. Captulo I Introduccin .............................................................................................. 1

1.1. Definicin del problema ............................................................................................. 1

1.2. Objetivo general ........................................................................................................ 1

1.3. Objetivos especficos ................................................................................................ 1

1.4. Origen y necesidad ................................................................................................... 1

1.5. Desarrollo y alcances ................................................................................................ 1

1.6. Motivacin ................................................................................................................. 1

1.7. Estado del arte .......................................................................................................... 1

2. Capitulo II Marco Terico ........................................................................................... 1

2.1.Resumen del captulo ................................................................................................. 1

2.2. Sistemas de CCTV .................................................................................................... 1

2.2.1. Historia del circuito cerrado de televisin ............................................................... 1

2.2.2. Evolucin de los sistemas de seguridad................................................................. 1

2.3. Video sobre IP ........................................................................................................... 1

2.3.1. Qu es el video sobre IP? .................................................................................... 1

2.3.1.1. Vigilancia y seguridad.......................................................................................... 1

2.3.1.2. Monitorizacin remota ......................................................................................... 1

2.3.1.3. Software de gestin de video .............................................................................. 1

2.3.2. Sensores CCD, CMOS y Megapxel ...................................................................... 1

2.3.2.1. Sensores CCD .................................................................................................... 1

2.3.2.2. Sensores CMOS.................................................................................................. 1

2.3.2.3. Sensores Megapxel ............................................................................................ 1

11

2.3.3. Resoluciones .......................................................................................................... 1

2.3.3.1. NTSC y PAL ........................................................................................................ 1

2.3.3.2. Resolucin VGA .................................................................................................. 1

2.3.3.3. Resolucin Megapxel ......................................................................................... 1

2.3.4. Compresin de video.............................................................................................. 1

2.3.4.1. Cdec de video ................................................................................................... 1

2.3.4.2. Compresin de imagen vs compresin de video ................................................. 1

2.3.4.2.1. Compresin de imagen .................................................................................... 1

2.3.4.2.2. Compresin de video ........................................................................................ 1

2.3.4.2.3. Compresin de movimiento basado en bloques ............................................... 1

2.3.4.2.4. Motion JPEG .................................................................................................... 1

2.3.4.2.5. MPEG-4 ............................................................................................................ 1

2.3.4.2.6. H.264 o MPEG-4 parte 10/AVC ........................................................................ 1

2.3.5. Barrido progresivo y entrelazado ............................................................................ 1

2.3.5.1. Barrido progresivo ............................................................................................... 1

2.3.5.2. Barrido entrelazado ............................................................................................. 1

2.3.6. Estndar 802.3 Ethernet ......................................................................................... 1

2.3.6.1. Deteccin de portadora ....................................................................................... 1

2.3.6.2. Deteccin de colisiones ....................................................................................... 1

2.3.7. Estndar 802.11 WIFI............................................................................................. 1

2.3.7.1. Estndar 802.11a ................................................................................................ 1

2.3.7.2. Estndar 802.11b ................................................................................................ 1

2.3.7.3. Estndar 802.11g ................................................................................................ 1

2.3.7.4. Estndar 802.11n ................................................................................................ 1

2.3.7.5. Tecnologa inalmbrica en cmaras IP ............................................................... 1

2.3.8. Tecnologas de almacenamiento ............................................................................ 1

2.3.8.1. RAID .................................................................................................................... 1

12

2.3.8.1.1. Tipos de estndar RAID ................................................................................... 1

2.3.8.1.1.1. RAID 0 ........................................................................................................... 1

2.3.8.1.1.2. RAID 1 ........................................................................................................... 1

2.3.8.1.1.3. RAID 5 ........................................................................................................... 1

2.3.8.2. SCSI .................................................................................................................... 1

2.3.8.2.1. Tipos de estndar SCSI ................................................................................... 1

2.3.8.2.1.1. SCSI 1 ........................................................................................................... 1

2.3.8.2.1.2. SCSI 2 ........................................................................................................... 1

2.3.8.2.1.3. SCSI 3 ........................................................................................................... 1

3. Capitulo III Estudio Econmico ................................................................................. 1

3.1. Justificacin de proyecto ........................................................................................... 1

3.2. Mercado Objetivo ...................................................................................................... 1

3.3. Aspectos estadsticos y socio-econmicos ............................................................... 1

3.3.1. Resultados relevantes ............................................................................................ 1

3.4. Uso de las tecnologas de la informacin en la PYMES ............................................ 1

3.4.1. Tipos de conexin a internet usado por las empresas ........................................... 1

3.4.2. Uso de las redes sociales en las PYMES ............................................................... 1

3.5. Fuerzas competitivas de porter ................................................................................. 1

3.5.1. Potenciales entrantes ............................................................................................. 1

3.5.2. Sustitutos ................................................................................................................ 1

3.5.3. Compradores o clientes .......................................................................................... 1

3.5.4. Proveedores ........................................................................................................... 1

3.5.5. Competidores existentes ........................................................................................ 1

3.6. Inversin inicial .......................................................................................................... 1

3.7. Precio de venta ......................................................................................................... 1

3.8. Flujo de caja .............................................................................................................. 1

13

3.8.1. Escenario pesimista ............................................................................................... 1

3.8.2. Escenario alcanzable ............................................................................................. 1

3.9. Matriz foda ................................................................................................................. 1

3.10. Viabilidad del proyecto ............................................................................................ 1

3.10.1. Payback ................................................................................................................ 1

4. Capitulo IV Desarrollo del Proyecto ......................................................................... 1

4.1. Resumen del captulo ................................................................................................ 1

4.2. Configuraciones y manejo de DSM ........................................................................... 1

4.2.1. Configuracin de red .............................................................................................. 1

4.2.2. Configuracin DDNS .............................................................................................. 1

4.2.3. Bloqueo automtico ................................................................................................ 1

4.2.4. Opciones regionales ............................................................................................... 1

4.3. Instalacin herramienta survillance station ................................................................ 1

4.4. Uso de herramienta Surveillance station ................................................................... 1

4.4.1. Gestin ................................................................................................................... 1

4.4.1.1. Grabacin ............................................................................................................ 1

4.4.1.2. Notificacin .......................................................................................................... 1

4.4.1.3. Usuarios .............................................................................................................. 1

4.4.1.4. E-Map .................................................................................................................. 1

4.4.1.5. Licencia ............................................................................................................... 1

4.4.1.6. Registro ............................................................................................................... 1

4.4.2. Lnea temporal ....................................................................................................... 1

4.4.3. Visualizacin en directo .......................................................................................... 1

4.5. Instalacin de licencia ............................................................................................... 1

4.6. Implementacin en terreno ........................................................................................ 1

4.6.1. Pelucenter Huechuraba .......................................................................................... 1

14

4.6.2. Pelucenter Quilicura ............................................................................................... 1

4.7 Carta Gantt ................................................................................................................. 1

5. Captulo V Conclusiones ........................................................................................... 1

5.1. Resumen del captulo ................................................................................................ 1

5.2. Conclusiones finales ................................................................................................. 1

Referencias bibliogrficas ................................................................................................ 1

15

ndice de Figuras.

1. Captulo I.

Figura 1.1. Solucin NVR Synology ................................................................................. 1

Figura 1.2. Diagrama de solucin de vigilancia implementado con Synology ...................... 1

Figura 1.3. Solucin video-vigilancia Surveillance/Synology ..................................................... 1

2. Captulo II.

Figura 2.1. Sistema CCTV analgico. ............................................................................................... 1

Figura 2.2. Sistema CCTV hibrido ...................................................................................................... 1

Figura 2.3. Sistema vigilancia CCTV sobre red IP. ....................................................................... 1

Figura 2.4. Sensor CCD ........................................................................................................................ 1

Figura 2.5. Sensor CMOS. ................................................................................................................... 1

Figura 2.6. Formatos de resoluciones NTSC PAL ..................................................................... 1

Figura 2.7. Tabla de resoluciones VGA ............................................................................................ 1

Figura 2.8. Relacin de aspecto 4:3 y 16:9 ...................................................................... 1

Figura 2.9. Formato de codificacin Motion JPEG ........................................................... 1

Figura 2.10. Formato de codificacin diferencial .............................................................. 1

Figura 2.11. Fotograma de movimiento basado en bloques............................................. 1

Figura 2.12. Fotograma I, P, B ......................................................................................... 1

Figura 2.13. Composicin del barrido entrelazado ........................................................... 1

Figura 2.14. Cmara de seguridad IP inalmbrica ........................................................... 1

Figura 2.15. Arreglo de un sistema de discos RAID 0 ...................................................... 1

Figura 2.16. Arreglo de un sistema de discos RAID 1 ...................................................... 1

Figura 2.17. Arreglo de un sistema de discos RAID 5 ...................................................... 1

Figura 2.18. Conector de cable Bus SCSI 1 ..................................................................... 1

Figura 2.19. Conector de cable Bus SCSI 2 ..................................................................... 1

Figura 2.20. Conector de cable Bus SCSI 3 ..................................................................... 1

16

3. Captulo III.

Figura 3.1. Grafico victimizacin de hogares 2012 INE............................................................... 1

Figura 3.2. Grfico de victimizacin 2011-2012 ............................................................................. 1

Figura 3.3. Porcentaje uso de las TIC en PYMES ........................................................................ 1

Figura 3.4. Comparativa de tipos de conexin a internet usado por PYMES ....................... 1

Figura 3.5. Grafico porcentual total de activos ............................................................................... 1

4. Captulo IV.

Figura 4.1. Inicio de sesin DSM ........................................................................................................ 1

Figura 4.2. Escritorio inicial con men principal desplegado ..................................................... 1

Figura 4.3. Panel de control DSM, seleccin configuracin de red ......................................... 1

Figura 4.4. Configuracin de red - general ...................................................................................... 1

Figura 4.5. Configuracin de red interfaz de red ........................................................................ 1

Figura 4.6. Panel de control DSM, seleccin configuracin de DDNS ................................... 1

Figura 4.7. Lista de dominios creados en DDNS ........................................................................... 1

Figura 4.8. Registro de DDNS ............................................................................................................. 1

Figura 4.9. Configuracin bloqueo automtico - general ............................................................ 1

Figura 4.10. Configuracin bloqueo automtico - lista de bloqueo .......................................... 1

Figura 4.11. Geo localizacin IP 121.33.253.211 (China) .......................................................... 1

Figura 4.12. Geo localizacin IP 201.48.250.233 (Brasil) ........................................................... 1

Figura 4.13. Panel de control DSM, seleccin de opciones regionales.................................. 1

Figura 4.14. Configuracin opciones regionales ............................................................................ 1

Figura 4.15. Escritorio inicial DSM, centro de paquetes en el men principal ..................... 1

Figura 4.16. Centro de paquetes, seleccin de la seccin seguridad ..................................... 1

Figura 4.17. Centro de paquetes, seleccin de aplicacin survillance station ..................... 1

Figura 4.18. Centro de paquetes, instalacin de survillance station ....................................... 1

17

Figura 4.19. Centro de paquete, Comienzo de descarga de surveillance station ............... 1

Figura 4.20. Centro de paquetes, surveillance station instalada en DSM ............................. 1

Figura 4.21. Escritorio inicial DSM, inicio de surveillance station ............................................. 1

Figura 4.22. Surveillance station, pagina inicial ............................................................................. 1

Figura 4.23. Surveillance station, pagina inicial en detalle ......................................................... 1

Figura 4.24. Surveillance station, seleccin de grabacin .......................................................... 1

Figura 4.25. Surveillance station, listado de grabaciones ........................................................... 1

Figura 4.26. Surveillance station, seleccin de notificacin ....................................................... 1

Figura 4.27. Surveillance station, configuracin de notificacin ....................................... 1

Figura 4.28. Surveillance station, habilitacin notificacin por correo electrnico ............ 1

Figura 4.29. Surveillance station, habilitacin servicio de notificaciones SMS ................. 1

Figura 4.30. Surveillance station, habilitacin de servicios PUSH.................................... 1

Figura 4.31. Surveillance station, seleccin de usuarios .................................................. 1

Figura 4.32. Surveillance station, lista de usuarios .......................................................... 1

Figura 4.33. Surveillance station, seleccin de E-MAP .................................................... 1

Figura 4.34. Surveillance station, vista de E-MAP ............................................................ 1

Figura 4.35. Surveillance station, seleccin de licencia ................................................... 1

Figura 4.36. Surveillance station, licencias en detalle ...................................................... 1

Figura 4.37. Surveillance station, seleccin de registro ................................................... 1

Figura 4.38. Surveillance station, listado de registro ........................................................ 1

Figura 4.39. Surveillance station, reporte de registros en HTML...................................... 1

Figura 4.40. Surveillance station, lnea temporal .............................................................. 1

Figura 4.41. Surveillance station, bsqueda en base a una hora especifica .................... 1

18

Figura 4.42. Surveillance station, iniciar bsqueda inteligente ......................................... 1

Figura 4.43. Surveillance station, bsqueda inteligente en proceso ................................. 1

Figura 4.44. Surveillance station, resultados de bsqueda inteligente ............................. 1

Figura 4.45. Surveillance station, visualizacin en directo ............................................... 1

Figura 4.46. Surveillance station, licencia fsica de cmara ............................................. 1

Figura 4.47. Surveillance station, instalacin de licencia ................................................. 1

Figura 4.48. Surveillance station, acuerdo de licencia ..................................................... 1

Figura 4.49. Surveillance station, clave fsica de licencia ................................................. 1

Figura 4.50. Surveillance station, ingreso de licencia ....................................................... 1

Figura 4.51. Surveillance station, licencia instalada ......................................................... 1

Figura 4.52. Topologa de RED Pelucenter ................................................................... 1

Figura 4.53. Cmara IP de vigilancia Pelucenter Huechuraba....................................... 1

Figura 4.54. Cmara IP de vigilancia Pelucenter Huechuraba en detalle ...................... 1

Figura 4.55. Cmara IP de vigilancia Pelucenter Quilicura ............................................ 1

Figura 4.56. Cmara IP de vigilancia Pelucenter Quilicura en detalle ........................... 1

Figura 4.57. Equipos de comunicaciones ......................................................................... 1

Figura 4.58. Servidor Synology DS212j, en funcionamiento ............................................ 1

Figura 4.59. Router Mikrotik RB2011UAS-2HnD-IN, en funcionamiento .......................... 1

Figura 4.60. Carta Gantt planificacin de actividades. ..................................................... 1

Figura 4.61. Carta Gantt planificacin diaria .................................................................... 1

19

ndice de Tablas.

Capitulo III.

Tabla 3.1. Total de empresas Regin Metropolitana .................................................................... 1

Tabla 3.2. Segmentacin de nicho de mercado objetivo ............................................................ 1

Tabla 3.3. Cadena del valor ................................................................................................................. 1

Tabla 3.4. Potenciales entrantes de porter ...................................................................................... 1

Tabla 3.5. Sustitutos porter .................................................................................................................. 1

Tabla 3.6. Compradores o clientes porter ........................................................................................ 1

Tabla 3.7. Proveedores porter ............................................................................................................. 1

Tabla 3.8. Competidores existentes porter ...................................................................................... 1

Tabla 3.9. Inversin inicial .................................................................................................................... 1

Tabla 3.10. tems precio de venta unitario ....................................................................................... 1

Tabla 3.11. Unidades de ventas mensuales ................................................................................... 1

Tabla 3.12. Flujo Caja ............................................................................................................................ 1

Tabla 3.13. Escenario pesimista, flujo de caja ............................................................................... 1

Tabla 3.14. Aumento de ventas porcentual, escenario pesimista ............................................ 1

Tabla 3.15. Escenario alcanzable, flujo de caja ............................................................................. 1

Tabla 3.16. Aumento de ventas porcentual, escenario alcanzable ......................................... 1

Tabla 3.17. Escenario alcanzable, flujo de caja ............................................................................. 1

Tabla 3.18. Aumento de ventas porcentual, escenario optimista ............................................. 1

Tabla 3.19. Matriz FODA Debilidades vs Oportunidades ........................................................... 1

Tabla 3.20. Matriz FODA Fortalezas vs Amenazas ...................................................................... 1

Tabla 3.21. Matriz FODA Fortalezas vs Oportunidades .............................................................. 1

20

Tabla 3.22. Matriz FODA Debilidades vs Amenazas ................................................................... 1

Tabla 3.23. Viabilidad del proyecto .................................................................................................... 1

Tabla 3.24. Retorno de la inversin ................................................................................................... 1

1. Captulo I Introduccin

El presente trabajo aborda la problemtica de la pequea y mediana empresa en

crecimiento que desea realizar un mejoramiento de sus servicios de video vigilancia y

almacenamiento en la red interna de la compaa. Esto comprende video vigilancia

basado en la analtica y el almacenamiento de informacin relevante, debido a la

creciente problemtica de robos y perdida de informacin histrica de la organizacin.

Nuestro enfoque se centra en proveer una solucin conjunta de video vigilancia

inteligente y almacenamiento tanto para la informacin de video como el Storage de

archivos y datos en la red, todo esto acorde a las necesidades de cada organizacin,

con soluciones medidas de servidores NAS de la marca Synology.

Por tanto, los beneficios del proyecto o solucin a proponer en cada caso

particular, que consta principalmente de un servidor NAS marca Synology, de la

implementacin de cmaras IP compatibles con el servidor y el uso de la aplicacin

Surveillance station que nos proporciona la capacidad de anlisis inteligente de video,

todo esto unificado en un mismo servidor hace la diferencia con otras tecnologas que

ofrece el mercado, disminuyendo costes de implementacin, infraestructura, flexibilidad

en administracin y administracin de la plataforma.

En un mercado actualmente en crecimiento, en cuanto a los servicios de video

vigilancia y almacenamiento en la pequea y media empresa, resulta indispensable

disponer de algn mecanismo que permita la gestin de la informacin desde una

perspectiva global, contemplando todas las opciones en cuanto al buen funcionamiento

de la organizacin, tales como; continuidad del propio negocio o la expansin del

mismo, reduccin de costos de seguridad por siniestros, entre otros. El hecho de poder

compartir informacin entre dos departamentos de una organizacin, teniendo la total

21

administracin al acceso de la informacin interna, en funcin de los perfiles de

responsabilidad de cada usuario, lleva consigo el incremento del rendimiento laboral

entre las unidades o departamentos, avance que pueden ser reflejados a simple vista

como lo es la rapidez de atencin, fluidez, eficacia, ptimo rendimiento. Esto mejora la

relacin cliente proveedor ya que se pueden ofrecer respuestas a sus necesidades de

forma inmediata.

1.1. Definicin del Problema

En la actualidad existe una alta demanda de sistemas de seguridad debido a la

alza de delincuencia que afecta a las pequeas y medianas empresas. Se produce la

necesidad de tener un registro de modo visual, capaz de notificar eventos o sucesos

anmalos dentro de la organizacin, adems de esto poder contar con la confianza de

mantener todo el registro almacenado de estos sucesos de manera segura y ordenada.

Sobre la necesidad de cambios a nivel de crecimiento en las tecnologas, esto se

ve reflejado en la incorporacin de aplicaciones multimedia lo que conlleva el

crecimiento en las ventas y elevacin del consumo de recursos, debido a esto la

necesidad de seguridad y proteccin de la infraestructura, y sistemas es primordial

dentro de las organizaciones para el futuro desarrollo de estas. Con el objetivo de

lograr un aumento en el nivel de calidad de los servicios de telecomunicaciones dentro

de las pequeas y medianas empresas de Chile.

1.2. Objetivo General

Nuestro objetivo general es disear e implementar una solucin unificada a dos

problemticas de carcter crecientes en la actualidad, nos referimos a los servicios de

video vigilancia inteligente y almacenamiento de data critica dentro de las pequeas y

medianas empresas.

Actualmente la video vigilancia se torna una problemtica de carcter ineficiente,

hoy en da el no disponer de un sistema automatizado para la video vigilancia, sumado

22

al nulo respaldo de la informacin capturada se traduce en una perdida monetaria y

material para las organizaciones, el disponer de una persona dedicada a observar de

forma permanente y oportuna un sistema de vigilancia, no garantiza ser la mejor la

opcin, ya que el capital humano tambin es objeto de vulnerabilidad y se vuelve poco

eficiente.

Mediante el uso de uno o ms servidores NAS Synology, brindaremos a los

clientes distintos tipos de soluciones acorde a cada perfil organizacional. Un servidor

NAS es bsicamente una unidad de almacenamiento en la red, capaz de brindar

mltiples servicios, de los cuales utilizaremos dos en particular; video vigilancia

inteligente mediante la aplicacin Surveillance y como se nombr anteriormente su

aplicativo principal de almacenamiento.

1.3. Objetivos Especficos

Implementar un sistema de seguridad inteligente, que incremente el grado de

eficacia al momento de resguardar las instalaciones internas y externas de una

empresa, as como tambin, el almacenamiento de estos registros y otros

documentos de relevancia para la empresa.

Realizar estudio de factibilidad para desplegar el servicio de seguridad y

almacenamiento de forma completa y/o complementaria en caso de ya existir un

sistema previo de seguridad.

Instalar un servidor NAS Synology que se ajuste al requerimiento de la empresa,

configurar la aplicacin Surveillance para efecto del sistema de monitoreo de

cmaras.

Despliegue de cmaras en lugares estratgicos de seguridad, implementando

soluciones tanto inalmbricas como cableadas, cumpliendo con los estndares de

telecomunicaciones.

Realizar mediciones y pruebas para verificar la calidad del servicio de video

vigilancia y el uso de datos a travs de la red.

23

Realizar estudio cuantitativo para dimensionar la tasa de almacenamiento de

archivos y datos, para garantizar que el servidor cumpla con las capacidades que la

empresa desee almacenar.

Realizar estudio de investigacin respecto a la inversin que hacen las empresas en

el rea de seguridad y como ha incrementado la necesidad de incorporar nuevas

tecnologas en este aspecto.

1.4. Origen y Necesidad

La reciente encuesta Nacional Urbana de Seguridad Ciudadana (ENUSC) 2012,

mostro una disminucin de la victimizacin general de un 26,3% en comparacin del

ao 2011 que arrojo un 31,1%. Datos relevantes que deben ser tomados en cuenta a

futuro, ya que an existe una gran brecha con respecto a pases desarrollados en el

tema de seguridad.

Nuestra investigacin se centra en indagar en uno de los sectores ms fructferos

del pas, revelando que ms de mil empresas presentan un crecimiento anual de unos

dos dgitos y una facturacin que bordea los USD1.000 millones, adems de ndice de

delincuencia que los afectan a diario, lo cual conlleva a que sus trabajadores se sientan

inseguros en su puesto de trabajo.

Considerando todos estos datos, se decide implementar un sistema de seguridad

avanzado que otorgue soluciones a pequeas y medianas empresas, entregando

seguridad eficiente y a la vez, dando una solucin de almacenamiento de datos crticos

o relevantes para la empresa. Unificando los dos sistemas en un mismo servidor, capaz

de notificar eventos, sucesos anmalos y adems de esto contar con la confianza de

mantener todo el registro histrico almacenado de forma segura y ordenada.

1.5. Desarrollo y Alcances

El desarrollo y alcances de nuestro proyecto, contemplan la instalacin de un

24

servidor de almacenamiento NAS, que con su aplicacin Surveillance integrado en

su sistema operativo, proveeremos de una solucin de video vigilancia inteligente

dentro de la pequea y mediana empresa. Realizaremos un estudio tcnico de

seguridad y verificaremos el equipamiento vigente, en el caso de existir algn tipo de

servicio anteriormente en funcionamiento, con la finalidad de poder ser reutilizados

dependiendo de la compatibilidad del hardware.

Adems contemplaremos el desarrollo de un sistema de almacenamiento de

datos crticos dentro de una organizacin, donde se establecern atributos de acceso

y almacenaje a cada usuario acorde a las caractersticas de sus perfiles laborales

por separados. El objetivo de esto es poder mejorar los tiempos de respuesta y

gestin a necesidades de los clientes, evitando dejar de lado las responsabilidades de

cada trabajador dentro de la organizacin.

Nuestro proyecto contempla el desarrollo de los puntos anteriormente

mencionados, para luego pasar a las pruebas finales de implementacin, adaptacin

del modelo y finalmente capacitacin del personal para su operacin.

1.6. Motivacin

Nuestra motivacin de realizar este proyecto se basa en la eficiencia de contar

con un sistema unificado de alto rendimiento y bajo costo, que da solucin a dos

grandes problemticas de carcter critico organizacional, de esta manera lograr

brindar una solucin concreta y deseable para una organizacin sin importar la

necesidad inicial que esta requiera.

Destacando que la administracin del sistema es bastante sencillo, incluso para

usuarios con poco manejo informtico, quedan de lado otros sistemas altamente

sofisticados y a su vez costosos. Synology nos ofrece su solucin de servidores NAS

con mltiples aplicativos integrados, como lo es el video analtico inteligente y

todos sus complementos de deteccin de movimiento y seguimiento de objetos o

25

sujetos, entre muchas otras aplicaciones. Tambin es destacable la manera gestionar

las grabaciones que son capturadas y almacenadas dentro de la misma unidad NAS,

estableciendo una librera por orden cronolgico de manera muy amigable orientada al

usuario, dems la gestin de polticas y grupos orientado a la administracin de

almacenamiento dentro de las organizaciones.

1.6. Estado del Arte

La compaa Couplands Bakeries, minimiza perdidas y logra eficiencia operativa

con la solucin NVR de Synology. Alguna de las caractersticas que adopto esta

compaa para satisfacer sus necesidades son:

Vigilancia en tiempo real en sus PC, Mac o en dispositivos mviles.

Solucin de vigilancia fiable y rentable.

Herramienta de anlisis inteligente de imgenes.

Mxima y creciente compatibilidad con cmaras IP.

Figura 1.1. Solucin NVR Synology.

En una de sus entrevistas, el gerente general de la compaa Couplands

Bakeries, destac lo siguiente: La solucin NVR de Synology es fiable, multifuncional y

rentable. Ha superados con creces nuestros requisitos y expectativas, ayudndonos de

un modo eficaz a controlar nuestras 26 tiendas y 2 fbricas, tanto a nivel central como

remoto. Synology incluso es compatible con las recientes tecnologas de ojo de pez, lo

que nos aporta la solucin rentable de utilizar solo una cmara de ojo de pez Vivotek

26

para cubrir todos los ngulos del lugar. La funcin de correccin de la imagen funciona

realmente bien.

Historia de Couplands Bakeries

Fundada hace ms de 40 aos, la empresa por cuenta propia Couplands

Bakeries (www.couplands.com) es una de las cadenas pasteleras ms grande de

Nueva Zelanda. La empresa cuenta con 26 tiendas en la isla Sur, Hamilton, Rotorua,

Tauranga y recientemente en Napier, adems de 2 fbricas a gran escala en

Christchurch y Hamilton. Los deliciosos productos horneados que elabora y su alta

calidad hacen de Couplands Bakeries la opcin preferida en el pas.

El Reto de la Compaa

Couplands Bakeries tena un sistema de vigilancia obsoleto basado en Windows

que, de vez en cuando, se estropeaba y cuya respuesta era muy lenta. Cuando el

sistema fallaba era difcil saber si el problema radicaba en el software de gestin o en el

hardware. Como resultado, la empresa a menudo experimentaba cierta ineficacia al

resolver los incidentes durante el control en directo o la reproduccin de los vdeos

grabados.

Ya que la cadena pastelera Couplands Bakeries busca ofrecer un servicio

ptimo al cliente y productos de alta calidad, era de suma importancia vigilar las cajas

de cobro, las recogidas y entregas de los camiones as como la totalidad de las tiendas

y fbricas. Robos, errores y cualquier acto de vandalismo deba ser gestionado. De ah

la importancia de tener un sistema de vigilancia fiable y eficiente para lograr la

excelencia operativa de la empresa.

La Solucin a la Problemtica

En 2011, Couplands Bakeries se propuso reemplazar su antiguo sistema de

vigilancia optando por una solucin de vigilancia IP fcil de gestionar, rentable y fiable.

27

Despus de una evaluacin meticulosa de varios sistemas NAS y de PC, Lindsay

Sutcliffe, la gerente de informtica en Couplands Bakeries, se decant por la solucin

de vigilancia de Synology e implement ms de 30 unidades DiskStation para gestionar

un total de 265 cmaras IP instaladas en sus 26 tiendas y 2 fbricas de produccin a

gran escala. El integrador del sistema que implement la solucin fue Active Security

Systems. Su personal conoce muy bien el software de Synology Surveillance Station y

cuenta con amplia experiencia en la implementacin de cmaras de seguridad IP, ya

sea en pequeos o grandes establecimientos. Todos los DiskStations se gestionan a

nivel central en la oficina de la empresa ubicada en Christchurch. En numerosos

establecimientos tambin se configur una pantalla para mostrar una visualizacin en

directo de las imgenes transferidas localmente desde las cmaras de la tienda.

Figura 1.2. Diagrama de solucin de vigilancia implementado con Synology.

El resultado de la solucin.

El resultado de la opcin adoptada por la compaa, es una gran escalabilidad y

mxima compatibilidad con las cmaras. Couplands Bakeries posee varias tiendas e

28

instalaciones de produccin en Nueva Zelanda, cada una de diferente tamao y con

distintos requisitos de seguridad. "Synology ofrece una amplia seleccin de

DiskStations, entre los que podemos elegir diferentes modelos segn las necesidades

de un establecimiento ms o menos grande. Adems, los DiskStations estn diseados

para ofrecer gran flexibilidad al guardar transmisiones de vdeo con mxima calidad de

imagen", puntualiz Sutcliffe.

Antes de la solucin de vigilancia de Synology, Couplands Bakeries ya contaba con

varias cmaras IP en diferentes lugares. Segn Sutcliffe, el cambio a la solucin de

vigilancia de Synology no deja a las cmaras ya existentes fuera de juego, sino que

todas ellas son compatibles con los DiskStations de Synology. Adems, la

compatibilidad de las cmaras de Synology contina aadiendo los modelos de cmara

ms recientes a su lista de compatibilidad. "Synology incluso es compatible con las

recientes tecnologas de ojo de pez, lo que nos aporta la solucin rentable de utilizar

solo una cmara de ojo de pez Vivotek para cubrir todos los ngulos del lugar", explic

Sutcliffe. "La funcin de correccin de la imagen funciona realmente bien".

Otra ventaja de la solucin de vigilancia de Synology es su fiabilidad.

"Comparado con nuestro antiguo sistema basado en Windows, los DiskStations de

Synology son muy estables, capturan imgenes claras y reproducen sin problemas los

vdeos grabados", indic Sutcliffe. Couplands Bakeries tambin configura sus

DiskStations con diferentes niveles de RAID para contar con una capa adicional de

proteccin en sus vdeos de vigilancia. Todos los modelos de DiskStation funcionan con

el producto Synology Surveillance Station y comparten las mismas funciones.

"Surveillance Station es un sistema intuitivo y fcil de utilizar, facilitando a los

empleados su uso", apunt Sutcliffe. Ya que Surveillance Station se basa ntegramente

en la web, es ms fcil para la empresa mantener el sistema que tener que instalar un

software cliente en cada ordenador.

Surveillance Station ofrece mltiples funciones para ayudar a que Couplands

Bakeries capture cualquier accin de vandalismo, robo, errores o accidentes en los

29

canales en directo y en los eventos grabados. Cuenta con diversas herramientas de

anlisis, como deteccin de movimiento, ofrece capacidades sustanciales y enva

alertas cuando surgen incidentes sospechosos. La compaa se qued fascinada con la

aplicacin DS cam. "DS cam nos permite reaccionar ante incidentes aunque no

estemos en la oficina, proporcionando acceso desde dispositivos mviles a todos los

establecimientos incluyendo la visualizacin en directo y los vdeos grabados", indic

Sutcliffe.

Couplands Bakeries puntualiz que los DiskStations bien merecen cualquier

dinero invertido, con las nuevas funciones que incorporan las actualizaciones de

software sin ningn coste aadido. "La solucin NVR de Synology es fiable,

multifuncional y rentable. Ha superado nuestros requisitos y expectativas, ayudndonos

de un modo eficaz a controlar nuestras 26 tiendas y 2 fbricas, tanto a nivel central

como remoto", concluy Sutcliffe. Despus de dos aos tras implementar la solucin de

vigilancia de Synology, la empresa ha empezado a beneficiarse de otras funciones que

incorporan los DiskStations, como la copia de seguridad de red o el almacenamiento.

"Los Synology DiskStations tambin han cautivado al personal de asistencia

informtica, y prueba de ello es que todos han implementado un DiskStation en su

casa", aadi Sutcliffe.

30

Figura 1.3. Solucin video-vigilancia Surveillance-Synology.

2. Captulo II Marco Terico

2.1. Resumen del Captulo

En el presente captulo denominado marco terico abordamos temas

relacionados con los sistemas de circuito cerrado de televisin, la historia como primera

referencia de ste, su evolucin en el tiempo e integracin de nuevas tecnologas,

adems como se ha hecho posible en el transcurso de los aos el transportar imgenes

de video por redes informticas, utilizando para esto distintos mtodos de compresin

tanto de imagen como video. Otros aspectos importantes a destacar son la

caracterstica del video sobre IP y sus variados aplicativos, que por medio de software

hace que la vigilancia hoy en da tome caractersticas de inteligente; cmaras con

sensores internos que proporcionan cada vez imgenes de mayor calidad y las distintas

resoluciones existentes que adopta cada pas.

Por ultimo nos interiorizamos en los distintos sistemas de almacenamientos

existentes para brindar soluciones acorde a las necesidades de cada empresa, con el

31

fin de mejorar los sistemas de resguardo de informacin relevante como lo son las

bases de datos y otros documentos de vital importancia.

2.2. Sistemas de CCTV

2.2.1. Historia del Circuito Cerrado de Televisin

La primera referencia sobre el Circuito Cerrado de Televisin fue en ao 1942,

desarrollado por la empresa Siemens AG para el ejrcito Alemn, con la finalidad de

poder monitorizar el lanzamiento de los misiles V2. Tambin durante los aos 40 el

ejrcito americano utiliz este sistema para poder desarrollar y testear las armas

atmicas desde un rea segura.

La primera comercializacin de este tipo de sistemas fue en 1949 a travs de la

empresa Vericon, que por aquel entonces, no dispona de sistemas de grabacin de

imagen, la monitorizacin se haca de forma continuada. Recin por el ao 1951

apareci el primer sistema para poder almacenar las imgenes en una cinta de video.

En los aos siguientes empresas privadas comenzaron a utilizar estos sistemas

como medida de seguridad, como en bancos, gasolineras, etc. Por aquel entonces, no

se demostr que estos sistemas pudieran disminuir el ratio de criminalidad, pero s

ayudo bastante a la hora de capturar a los criminales.

Cabe destacar que uno de los primeros Gobiernos que utiliz estos sistemas de

seguridad para controlar el trfico y las manifestaciones fue el Gobierno Britnico,

debido al potencial de estos sistemas tambin se comenz a utilizar con otros fines y a

instalarlos en ms reas.

Al principio todos estos sistemas eran analgicos y funcionaban a travs de un

cable coaxial con una seal sinusoidal entre + 0,5 y -0,5 voltios, las cmaras enviaban

la seal al monitor o a la matriz a travs de este cable, que era muy susceptible a

interferencias y provocaba que las imgenes no fueran de calidad. La calidad de la

32

imagen se meda en lneas de televisin (LTV) y en vez de grabadores digitales haba

video-grabadores con cintas de video VHS o VTR.

2.2.2. Evolucin de los Sistemas de Seguridad

En los ltimos cinco aos las tendencias en este campo especfico han ido

migrando gradualmente, desde los antiguos CCTV analgicos hasta hoy en da los

conocidos pero poco usados sistemas de vigilancia inteligente.

Los sistemas bsicos de CCTV analgicos constan de custro partes

fundamentales: cmaras, multiplexores, monitores y grabadores. Con los antiguos tubos

de rayos catdicos utilizados tanto en cmaras como en monitores, fueron

reemplazados por circuitos impresos que hacen las veces de sensores de luz y

proyectores de imgenes. Los primeros grabadores fueron los Video Cassete Recorder

(VCR) los cuales requeran de un gran mantenimiento y cambio de cintas. La siguiente

figura presenta un diagrama de un sistema de CCTV analgico, actualmente en desuso.

Figura 2.1. Sistema CCTV analgico.

Los Digital Video Recorder (DVR) fueron los sucesores de los VCR al incorporar

la tecnologa de discos duros de distintas capacidades que facilitaron mucho ms el

mantenimiento y la calidad de grabacin de video. En la actualidad los sistemas de

vigilancia conjugan ambas tecnologas a fin de reutilizar inversiones ya realizadas en

equipos analgicos. El uso de codificadores y decodificadores (CODEC) permite el

33

transporte de la informacin tanto en interfaces elctricas como en pticas e incluso

interfaces areas (coaxial, par trenzado, fibra ptica, radio frecuencia). La siguiente

figura presenta un diagrama de solucin de CCTV hibrida.

Figura 2.2. Sistema CCTV hibrido.

La siguiente generacin de los sistemas de seguridad CCTV integra la nueva

generacin de grabadores de video llamados Network Video Recorder (NVR)

desplazando as a su antecesor VCR. La flexibilidad de los NVR los hace integrables en

cualquier parte de la red LAN, y escalables en su capacidad de almacenamiento muy

superior a los VCR y DVR, gracias a su sistema de discos RAID (arreglo redundante

independiente de discos) en sus distintas configuraciones para un manejo de

almacenamiento masivo de informacin a gran escala. La siguiente figura presenta un

sistema de vigilancia CCTV sobre una red IP.

34

Figura 2.3. Sistema vigilancia CCTV sobre red IP.

2.3. Video sobre IP.

2.3.1. Qu es el video sobre IP?

El video IP, general mente conocido como video vigilancia IP, es un sistema que

ofrece a los usuarios la posibilidad de controlar en tiempo real y grabar en formato de

video a travs de una red LAN, WAN o Internet.

El termino video IP hace referencia tanto a las fuentes de video como de audio

disponibles, a travs del sistema. En una aplicacin de video en red, las secuencias de

video digitalizado pueden ser transmitidas a cualquier parte del mundo a travs de una

red IP tanto inalmbrica como cableada, permitiendo la monitorizacin y grabacin de

video desde cualquier punto de la red.

2.3.1.1. Vigilancia y Seguridad

La avanzada funcionalidad del video IP lo convierte en un medio muy adecuado

para las aplicaciones relacionadas con la video vigilancia y seguridad. La flexibilidad de

35

esta tecnologa digital, permite al rea de seguridad de una empresa proteger de

manera ms eficiente; personal, propiedad y bienes.

2.3.1.2. Monitorizacin Remota

El video IP ofrece a los usuarios la posibilidad de reunir informacin en todos los

puntos clave de una operacin y visualizarla en tiempo real, convirtindose en la

tecnologa perfecta para la monitorizacin remota y local de equipos, personas y

lugares. Como ejemplos de aplicacin son la monitorizacin de activos y mltiples reas

crticas de produccin.

2.3.1.3. Software de Gestin de Video

Podemos encontrar diferentes software de gestin de video que funcionan sobre

servidor Unix/Linux o en Microsoft Windows, estos software establecen la base para la

administracin de grabacin, anlisis y monitorizacin en tiempo real de video.

Utilizando un navegador web estndar proporciona la visualizacin adecuada para

muchas aplicaciones de video IP integrada en la cmara IP o servidor de video,

especialmente en casos de visualizacin simultnea de cmaras.

Para visualizar diversas cmaras al mismo tiempo, es necesario un software de

gestin exclusivo, para este proyecto en particular, utilizaremos la aplicacin

Surveilliance propietario del sistema operativo basado en Unix/Linux de un servidor

NAS marca Synology, que en su forma ms simple ofrece visualizacin mltiple de

cmaras en tiempo real, almacenamiento y recuperacin de imgenes de video.

Surveillance en anlisis de visualizacin en directo ofrece un seguimiento de

eventos en tiempo real con ocho opciones de anlisis seleccionables:

Deteccin de movimiento.

El sistema detecta si hay movimientos en un rea predeterminada.

Falta de objeto.

36

Cualquier objeto que se ha eliminado o falta de un rea predefinida activa la

alarma.

Objeto extrao.

Cualquier objeto que entre y permanezca en un rea predefinida se considera

como un objeto extrao.

Oclusin de cmara.

Cuando objetos desconocidos bloquean la lente de la cmara el sistema activar

una alerta.

Enfoque perdido.

Cuando el enfoque de una cmara se ajusta o pierde, se activar una alerta.

Zona exclusiva de paso.

Cuando un objeto permanece en la zona exclusiva de paso durante un periodo

de tiempo superior al definido, se activar una alerta inmediata.

2.3.2. Sensores CCD, CMOS y Megapxel

El sensor de imagen de una cmara se encarga de transformar la luz en seales

elctricas. Cuando se fabrica una cmara, existen dos tecnologas de sensor de imagen

disponible:

Sensores CCD (Dispositivo de acoplamiento de carga)

Sensores CMOS (Semiconductor de xido metlico complementario)

Los sensores CCD son fabricados usando una tecnologa desarrollada

especficamente para la industria de cmaras, mientras que los sensores CMOS se

37

basan en una tecnologa estndar ampliamente utilizada en chips de memoria como por

ejemplo, los de un PC.

2.3.2.1. Sensor CCD

Los sensores CCD llevan utilizndose en las cmaras desde hace ms de 20

aos y presentan muchas ventajas de calidad, entre las cuales cabe destacar una mejor

sensibilidad a la luz que los sensores CMOS. Esta mayor sensibilidad a la luz se

traduce en mejores imgenes en situaciones de luz escasa. Sin embargo, los sensores

CCD son caros ya que estn fabricados siguiendo un proceso no estandarizado y ms

complejo para ser incorporados a una cmara. Adems, cuando existe un objeto muy

luminoso en la escena (como, por ejemplo, una lmpara o la luz solar directa), el CCD

puede tener prdidas, provocando rayas verticales por encima y por debajo del objeto.

Este fenmeno se llama "smear (mancha).

Figura 2.4. Sensor CCD.

2.3.2.2. Sensor CMOS.

Los recientes avances en los sensores CMOS los acercan a sus homlogos CCD

en trminos de calidad de la imagen, pero los sensores CMOS siguen siendo

inadecuados para cmaras donde se exige la mxima calidad de imagen posible. Los

sensores CMOS proporcionan soluciones de cmaras ms econmicas ya que

contienen todas las funciones lgicas necesarias para fabricar cmaras a su alrededor.

Hacen posible la produccin de cmaras de un tamao menor. Los sensores de tamao

38

mayor ofrecen una resolucin megapxel para una variedad de cmaras de red. Una de

las limitaciones actuales de los sensores CMOS es su menor sensibilidad a la luz. En

condiciones de luz normales esto no supone ningn problema, mientras que en

situaciones de escasa luz se vuelve manifiesto. El resultado es una imagen muy oscura

o una imagen con apariencia granular.

Figura 2.5. Sensor CMOS.

2.3.2.3. Sensores Megapxel

Los sensores megapxel (sensores que contienen un milln de pxeles o ms)

tienen el mismo tamao o uno ligeramente mayor que los sensores VGA, que ofrecen

una resolucin de 640x480 (307.200 pxeles). Esto significa que el tamao de cada

pxel de un sensor megapxel es menor que el de un sensor VGA. Por ejemplo, un

sensor megapxel de 1/3 y 2 megapxeles tienen pxeles de un tamao de 3 micrones.

En cambio el tamao de un pxel de un sensor VGA de 1/3 es de 7,5 micrones. De este

modo, mientras que la cmara megapxel ofrece una resolucin ms alta y con mayor

detalle, es menos sensible a la luz en comparacin a su homloga VGA, ya que el

tamao del pxel es menor y la luz reflejada de un objeto se extiende a ms pxeles.

2.3.3. Resoluciones

La resolucin en un mundo digital o analgico es parecida, pero existen algunas

diferencias importantes sobre su definicin. El video analgico, una imagen consta de

lneas o lneas de televisin, puesto que la tecnologa de video deriva de la industria de

la televisin. En un sistema digital, una imagen est formada por pixeles cuadros.

39

2.3.3.1. NTSC y PAL

En Amrica del Norte y Japn, el estndar NTSC (comit nacional de sistemas

de televisin) es el estndar de video analgico que predomina, mientras que en

Europa, pases de Asia y frica utilizan la norma PAL (lnea de alternancia de fase).

Ambos estndares derivan de la industria de la televisin. NTSC tiene una resolucin

de 480 lneas horizontales y una velocidad de refresco de 60 campos entrelazados por

segundo (o 30 imgenes completas por segundo). En cambio PAL tiene una resolucin

de 576 lneas horizontales y una velocidad de refresco de 50 campos entrelazados por

segundo (o 25 imgenes completas por segundo). La cantidad total de informacin por

segundo es idntica en ambos estndares.

Cuando el video analgico se digitaliza, la cantidad mxima de pxel que pueden

crearse se basar en el nmero de lneas de televisin disponibles para ser

digitalizadas. En NTSC, el tamao mximo de imgenes digitalizadas es de 720x480

pxel. En cambio en el estndar PAL, el tamao es de 720x576 pxel 8D1).

Figura 2.6. Formatos de resoluciones NTSC PAL.

2.3.3.2. Resolucin VGA

40

Con la introduccin de las cmaras IP, se pueden disear sistemas 100%

digitales provocando que las limitaciones de NTSC y PAL pierdan importancia. Al

integrarse nuevas resoluciones provenientes de la industria informtica, estas

proporcionan mejor flexibilidad y, adems constituyen estndares universales. VGA es

la abreviatura de Video Graphics Array, es un sistema de exposicin de grficos para

computadoras desarrollado originalmente por la compaa IBM. Posee una resolucin

de 640x480 pxeles, un tamao muy parecido a los estndares NTSC y PAL. La

resolucin VGA es comnmente ms adecuada para las cmaras IP, ya que el vdeo

capturado por la cmara, en la mayora de los casos, se mostrara en una pantalla de

computador con resoluciones en VGA o mltiplos de esta. Quarter VGA (QVGA),

tiene una resolucin de 320x240 pxel, tambin es un formato habitualmente utilizado

por su tamao muy similar a CIF. QVGA en ocasiones se llama SIF (formato de

intercambio estndar), que fcilmente se puede confundir con CIF. Otras resoluciones

basadas en VGA son XVGA con resoluciones de 1.024x768 pxeles y 4xVGA con

1.280x960 pxeles (cuatro veces VGA), que ofrecen una resolucin megapxel. La

siguiente figura despliega una tabla con los distintos formatos y su resolucin

correspondiente.

Figura 2.7. Tabla de resoluciones VGA.

2.3.3.3. Resolucin Megapxel

41

Una cmara de seguridad para ofrecer resoluciones megapxel, debe tener

integrado un sensor megapxel. Cuantos ms pxeles el sensor de la cmara, mayor

potencia tendr al momento de capturar imgenes ofreciendo alto detalle y calidad.

Esto lo hace ideal para una cmara de seguridad al momento de identificar un

delincuente. La resolucin megapxel hace la distincin entre una cmara analgica con

una digital. La resolucin mxima que puede proporcionar una cmara analgica

despus de que su seal de video haya sido digitalizada por un DVR, es de

aproximadamente 400.000 pxeles (720x576 = 414.720), donde 414.720 es el

equivalente a 0.4 megapxeles. Un formato comn megapxel es 1280x1024, ofreciendo

una resolucin de 1.3 megapxeles, 3 veces ms resolucin de lo que puede ofrecer

una cmara de CCTV analgica convencional. Actualmente podemos encontrar en el

mercado cmaras con resoluciones de 2 megapxeles y 3 megapxeles, e incluso se

esperan resoluciones superiores es un futuro cercano.

La resolucin megapxel tambin es capaz de proporcionar imgenes con

distintas relaciones de aspecto (la relacin entre el ancho y la altura de una imagen). Un

circuito cerrado de televisin con una pantalla convencional, muestra una imagen con

una relacin de aspecto de 4:3, en cambio una cmara con una relacin de 16:9, tiene

la ventaja de desplegar una imagen en un televisor panormico suprimiendo detalles

insignificantes que se encuentran en la parte superior e inferior de una imagen de

tamao convencional, reduciendo ancho de banda y espacio de almacenamiento. La

siguiente figura muestra la relacin de aspecto entre los dos formatos.

42

Figura 2.8. Relacin de aspecto 4:3 y 16:9.

2.3.4. Compresin de Video

Las tcnicas de compresin de video consisten en reducir y eliminar datos

redundantes del video, para que el archivo de video digital pueda ser enviado por la red

y almacenado en unidades de discos rgidos u otro medio. Con las tcnicas de

compresin se reduce considerablemente el tamao del archivo de video afectando

muy poco, o en lo absoluto, la calidad de la imagen. Sin embargo, la calidad del video

puede verse afectada si el tamao del archivo de video es reducido en exceso

aumentando el nivel de compresin de la tcnica que se utilice. Actualmente existen

variadas tcnicas de compresin, tanto patentadas como estndar, esto lo hace de

suma importancia para asegurar la compatibilidad e interoperabilidad con distintas

marcas que ofrecen dispositivos que forman parte de una red de monitoreo. Gracias al

constante desarrollo de estndares, los usuarios tienen variadas opciones de escoger

entre diferentes proveedores, en lugar de optar solo por un sistema o mara de video

vigilancia.

43

2.3.4.1. Cdec de Video

En el proceso de compresin se aplica un algoritmo al video original para crear

un archivo comprimido, quedando listo para ser transmitido o guardado en algn medio

de respaldo. Para reproducir el archivo comprimido se aplica el algoritmo inverso y se

crea un video que contiene prcticamente el mismo contenido que el video original. El

tiempo que se tarda en comprimir, enviar, descomprimir y mostrar un archivo es lo que

se denomina latencia. Mientras ms avanzado sea el algoritmo de compresin, mayor

ser la latencia.

El par de algoritmos que funcionan conjuntamente se denomina cdec de video

(codificador decodificador). Los cdec de video de estndares diferentes no sueles

ser compatibles entre s, es decir, un contenido de video comprimido con un estndar

no puede ser descomprimido con otro estndar diferente. Por ejemplo, un decodificador

MPEG-4 no funcionar con un codificador H.264. Esto ocurre simplemente porque un

algoritmo no puede decodificar correctamente los datos de salida del otro algoritmo,

pero es posible usar muchos algoritmos diferentes en el mismo software o hardware,

que permitan la coexistencia de varios formatos.

2.3.4.2. Compresin de Imagen vs. Compresin de Video

Los diferentes estndares de compresin utilizan distintos mtodos para reducir

los datos, en consecuencia los resultados en cuanto a frecuencias de bits y latencia son

diferentes. Existen dos tipos de algoritmos de compresin: compresin de imgenes y

compresin de video.

2.3.4.2.1. Compresin de Imagen

La compresin de imagen utiliza la tecnologa de codificacin intrafotograma, los

datos son reducidos a un fotograma de imagen con el fin de eliminar la informacin

44

innecesaria que puede ser imperceptible para el ojo humano. Motion JPEG es un

ejemplo de este tipo de estndar de compresin. En una secuencia motion JEPG, las

imgenes se codifican o comprimen como imgenes JPEG individuales. La siguiente

figura muestra el formato motion JPEG, la tres imgenes de la secuencia se codifican y

se envan como imgenes nicas y separadas, sin que dependan unas de otras.

Figura 2.9. Formato de codificacin Motion JPEG.

2.3.4.2.2. Compresin de Video

Los algoritmos de compresin de video-4 como el MPEG-4 y el H.264 utilizan

prediccin interfotograma para reducir los datos de video entre las series de

fotogramas. Esto consiste en tcnicas como la codificacin diferencial, en la que un

fotograma se comprara con otro fotograma de referencia y slo se codifican los pxeles

que han cambiado con respecto al fotograma de referencia. De esta forma, se reduce el

nmero de valores de pxeles codificados y enviados. Cuando se visualiza una

secuencia codificada de este modo, las imgenes aparecen como en la secuencia de

video original. La siguiente figura muestra la prediccin intrafotograma, donde slo la

primera imagen es codificada en su totalidad. En las dos imgenes siguientes existen

referencias de la primera imagen en lo que se refiere a elementos estticos, como la

casa. Slo se codifican las partes en movimiento, en este caso la persona que corre,

mediante vectores de movimiento reduciendo as la cantidad de informacin que se

enva y almacena.

45

Figura 2.10. Formato de codificacin diferencial.

2.3.4.2.3. Compresin de Movimiento Basado en Bloques

Para reducir an ms los datos, es posible aplicar otras tcnicas como la

compresin de movimiento basada en bloques. Esta compresin tiene en cuenta que

gran parte de un fotograma nuevo est ya incluido en el fotograma anterior, aunque

quizs en un lugar diferente del mismo. Esta tcnica divide un fotograma en una serie

de macro bloques (bloques de pxeles). Se puede componer o predecir un nuevo

fotograma bloque a bloque, buscando un bloque que coincida en un fotograma de

referencia. Si se encuentra una coincidencia, el codificador codifica la posicin en la

que se debe encontrar el bloque coincidente en el fotograma de referencia. La

codificacin del vector de movimiento, como se denomina, precisa de menos bits que si

hubiera de codificarse el contenido real de un bloque.

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Figura 2.11. Fotograma de movimiento basado en bloques.

Con la prediccin interfotograma, cada fotograma de una secuencia de imgenes

se clasifica como un tipo de fotograma concreto, como un fotograma I, P o B. Un

fotograma I, o intrafotograma, es una imagen autnoma que se puede codificar de

forma independiente sin hacer referencia a otras imgenes. La primera imagen de una

secuencia de vdeo es siempre un fotograma I. Los fotogramas I sirven como puntos de

inicio en nuevas visualizaciones o como puntos de re sincronizacin si la transmisin de

bits resulta daada. Los fotogramas I se pueden utilizar para implementar funciones de

avance o retroceso rpido o de acceso aleatorio. Un codificador insertar

automticamente fotogramas I a intervalos regulares o a peticin de nuevos clientes

que puedan incorporarse a la visualizacin de una transmisin. La desventaja de este

tipo de fotogramas es que consumen muchos ms bits, pero por otro lado no generan

demasiados defectos provocados por los datos que faltan. Un fotograma P (de

interfotograma predictivo), hace referencia a partes de fotogramas I o P anteriores para

codificar el fotograma. Los fotogramas P suelen requerir menos bits que los fotogramas

I, pero con la desventaja de ser muy sensibles a la transmisin de errores, debido a la

compleja dependencia con fotogramas P o I anteriores. Un fotograma B, o

interfotograma Bipredictivo, es un fotograma que hace referencia tanto a fotogramas

anteriores como posteriores. El uso de fotogramas B aumenta la latencia.

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Figura 2.12. Fotograma I, P, B.

Cuando un decodificador de vdeo restaura un vdeo descodificando la

transmisin de bits fotograma a fotograma, la descodificacin debe comenzar siempre

por un fotograma I. Los fotogramas P y B, en caso de usarse, deben descodificarse

junto a los fotogramas de referencia. Adems de la codificacin diferencial y la

compensacin de movimiento, se pueden emplear otros mtodos avanzados para

reducir an ms los datos y mejorar la calidad de vdeo. El H.264, por ejemplo, admite

tcnicas avanzadas como los esquemas de prediccin para codificar fotogramas I, la

compensacin de movimiento mejorada con una precisin inferior a un pxel y el filtro de

eliminacin de bloques en bucle para suavizar los bordes de los bloques.

2.3.4.2.4. Motion JPEG

Motion JPEG, traducido al espaol Grupo de Expertos Fotogrficos Unidos, o M-

JPEG es una secuencia de video digital compuesta por una serie de imgenes JPEG

individuales. Cuando se visualizan 16 o ms imgenes por segundo, el ojo humano lo

percibe como un video en movimiento. Un video en completo movimiento se percibe a

30 imgenes por segundo en NTSC, o 25 imgenes por segundo en PAL. Una de la

ventaja de M-JPEG es que cada imagen de una secuencia de video puede conservar la

misma calidad, que se determina mediante el nivel de compresin elegido para la

cmara o el codificador de video. Cuanto ms alto es el nivel de compresin, menor es

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el tamao del archivo y la calidad de imagen. Al no haber dependencia alguna entre los

fotogramas de M-JPEG se vuelve resistente, lo que significa que si falla un fotograma

durante la transmisin, el resto del video no se ver afectado.

Motion JPEG es un estndar que no requiere licencia. Tiene una amplia

compatibilidad y su uso es muy comn en aplicaciones de se requieren fotogramas

individuales es una secuencia de video. Sin embargo, el principal inconveniente de

Moution JPEG es que no utiliza ninguna tcnica de compresin de video para reducir

dato, ya que consiste en una serie de imgenes fijas y completas. El resultado es una

frecuencia de bits relativamente alta o una relacin de compresin baja para la calidad

proporcionada, en comparacin con los estndares MPEG-4 y H.264.

2.3.4.2.5. MPEG-4

Cuando se nombra el estndar de compresin MPEG-4 en las aplicaciones de

video vigilancia, normalmente nos referimos a MPEG-4 parte 2, tambin conocido como

MPEG-4 Visual. Como todos estos estndares MPEG requieren de un licenciamiento,

los usuarios deben paga una tasa de licencia por cada estacin de vigilancia. MPEG-4

es compatible con aplicaciones de ancho de banda reducido y aplicaciones que

requieren imgenes de alta calidad, sin limitaciones de frecuencia de imagen.

2.3.4.2.6. H.264 o MPEG-4 Parte 10/AVC

El H.264, tambin conocido como MPEG-4 parte 10/AVC para codificacin de

video avanzado, es el estndar ms actual para la codificacin de video. Se espera que

el H.264 se convierta en la alternativa de estndar en los prximos aos. Esto se debe

a que el codificador H.264 puede reducir el tamao de un archivo de video digital en las

de un 80%, sin comprometer la calidad de la imagen, esto comparado con el formato

Motion JPEG, y hasta un 50% ms en comparacin con el estndar MPEG-4. En

conclusin se requiere menos ancho de banda y espacio de almacenamiento para los

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archivos de video, o visto de otra manera se puede lograr mayor calidad de imagen de

video para frecuencia de bits determinada.

El H.264 ha sido definido conjuntamente por organizaciones del sector de las

telecomunicaciones (ITU-Ts Video Coding Express Group) y de las tecnologas de la

informacin (ISO/IEC Moving Picture Experts Group), y se espera que tenga una mayor

adopcin que los estndares anteriores, especialmente el en sector de la video

vigilancia. H.264 encontrar su mayor utilidad en aplicaciones donde se necesiten

velocidades y altas resoluciones.

2.3.5. Barrido Progresivo y Entrelazado

Actualmente existen dos tcnicas diferentes disponibles para interpretar el video:

el barrido entrelazado y el barrido progresivo. Cual sea la tcnica que se seleccione

depender de la aplicacin y objetivo del sistema de video, y en particular de si ser

necesario captar objetos en movimiento y permitir la visualizacin en detalle de una

imagen en movimiento.

2.3.5.1. Barrido Progresivo

El barrido progresivo, a diferencia del entrelazado, escanea la imagen entera

lnea a lnea cada 1/16 segundos. En otras palabras, las imgenes captadas no se

dividen en campos separados como ocurre en el barrido entrelazado. Los monitores de

ordenador no necesitan el entrelazado para mostrar la imagen en la pantalla. Las

coloca en una misma lnea a la vez en perfecto orden como por ejemplo, 1, 2, 3, 4, 5, 6,

7, etc. Por tanto, virtualmente no existe un efecto de parpadeo. En ese sentido, en una

aplicacin de vigilancia puede resultar vital para visualizar al detalle una imagen en

movimiento como por ejemplo, una persona que est huyendo. Sin embargo, se

necesita un monitor de alta calidad para sacar el mximo partido de este tipo de barrido.

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2.3.5.2. Barrido Entrelazado

Las imgenes que se basan en el barrido entrelazado utilizan tcnicas

desarrolladas para las pantallas de monitores de TV con tubo de rayos catdicos (CRT),

que constan de 576 lneas visibles horizontalmente situadas a lo ancho de una pantalla

de TV estndar. El entrelazado las divide en lneas pares e impares y, a continuacin,

las actualiza a 30 imgenes por segundo. El pequeo retraso entre las actualizaciones

de una lnea par e impar crea una distorsin o jaggedness". Esto ocurre porque slo la

mitad de las lneas sigue la imagen en movimiento mientras que la otra mitad espera a

ser actualizada. Los efectos del entrelazado se pueden compensar ligeramente

utilizando el desentrelazado. El desentrelazado es el proceso de convertir el vdeo

entrelazado en una forma no entrelazada, eliminando parte de la distorsin del vdeo

para lograr una mejor visualizacin. A este proceso tambin se le conoce como

duplicado de lneas. Algunos productos de vdeo IP, incorporan un filtro de

desentrelazado que mejora la calidad de imagen en mxima resolucin (4CIF). Esta

caracterstica elimina los problemas de distorsin de movimiento provocados por la

seal de vdeo analgica de la cmara analgica. El barrido entrelazado ha sido de

gran utilidad durante muchos aos en el mundo dela cmara analgica, la televisin y el

vdeo VHS, y an lo sigue siendo para determinadas aplicaciones. Sin embargo, ahora

que la tecnologa de la pantalla est cambiando con la llegada de la pantalla de cristal

lquido (LCD), los monitores que se basan en transistores de pelcula delgada (TFT), las

cmaras digitales y los DVD, se ha creado un mtodo alternativo de aportar imagen a la

pantalla, conocido como barrido progresivo.

Figura 2.13. Composicin del barrido entrelazado.

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2.3.6. Estndar Ethernet

En 1972 comenz en desarrollo de una tecnologa de redes conocida como

Ethernet experimental. Este sistema desarrollado, conocido en ese entonces como red

ALTO ALOHA, fue la primera red de rea local (LAN) para computadoras personales.

Esta red funcion por primera vez en mayo de 1973 a una velocidad de 2.94 Mb/s.

Las primeras especificaciones formales de Ethernet fueron desarrolladas en

conjunto por las corporaciones Xerox, Digital e Intel. Conocida como el estndar DEC-

Intel-Xerox (DIX), Ethernet experimental operando a 10 Mb/s. como estndar abierto.

Ethernet fue adoptada para su estandarizacin por el comit de redes locales

(LAN) de la IEEE (Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos), como el estndar

IEEE 802.3, este estndar provee un sistema de tipo Ethernet basado en el primer

desarrollo DIX, llamado finalmente 802.3 CSMA/CD.

El estndar IEEE 802.3 especifica el mtodo de control del medio denominado

CSMA/CD, por sus siglas en ingles de acceso mltiple con deteccin de portadora y

deteccin de colisiones.

2.3.6.1. Deteccin de Portadora

La deteccin de portadora se utiliza para escuchar al medio (la portadora), para

ver si este medio se encuentra libre para transmitir. Si la portadora se encuentra libre,

los datos son enviados a la capa fsica para su transmisin. Si la portadora se

encuentra ocupada por otro dispositivo del medio que est transmitiendo, se monitorea

hasta que el medio sea liberado.

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2.3.6.2. Deteccin de Colisiones

Luego de comenzar la transmisin por el medio, continua el monitoreo de este.

Cuando dos seales colisionan, sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles. Si

esto ocurre, las estaciones afectadas detienen su transmisin y envan una seal de

expansin, esta asegura que todas las dems estaciones de la red se enteren de que

ha ocurrido una colisin.

2.3.7. Estndar 802.11 Wifi

El estndar ms habitual para redes inalmbricas de rea local (WLAN) es la

norma IEEE 802.11. Si bien existen otros estndares y otras tecnologas patentadas, la

ventaja de utilizar los estndares inalmbricos 802.11 es que funcionan en un mbito

sin licencia, de manera que no implican ningn coste asociado a la configuracin y al

funcionamiento de la red. Las extensiones ms relevantes del estndar son 802.11a,

802.11b, 802.11g y 802.11n.