Fonctionnement d’un réseau

Un Réseau est un ensemble d’ordinateurs interconnectés de manière à échanger des informations. On distingue plusieurs types de réseaux en fonction de leur taille, de leur importance géographique :

LAN (Local Area Network) = Réseau Local :
C’est un réseau situé généralement dans la même entité géographique (Entreprise, commerce, domicile)

WAN (Wide Aera Network) = Réseau Grande Distance :
C’est un réseau qui se mesure sur une grande échelle géographique. Certaines sociétés, généralement internationales disposent souvent de tels réseaux à l’échelle planétaire. Internet est un réseau WAN

WLAN (Wireless Local Aera Network) = Réseau Local sans Fil :
C’est un réseau LAN sans fil qui peut employer une technologie comme le WiFi.

 

Vidéosurveillance et type de réseau

 

Les débits :

Les différents types de réseau présentés ci-dessous permettent de véhiculer les données à une certaine vitesse ; l’image est assez « gourmande » en bande passante et, bien sûr, plus le nombre d’images/seconde et la résolution de l’image seront élevés, plus les informations seront nombreuses ; d’où l’importance de pouvoir transmettre les informations à des débits minimums afin de garantir une image exploitable dans le cadre de la reconnaissance en vidéosurveillance.
Les débits s’expriment en Mbits/s (Méga Bits par seconde).

Voici les débits théoriques et réels pour chaque type de réseau :

Type de réseau : Débit théorique : Débit réel (estimation)
Wi-Fi G 54 Mbits/s 10 – 20 Mbits/s
Wi-Fi mimo, + 108 Mbits/s 20 – 30 Mbits/s
Wi-Fi N 270 Mbits/s 40 – 100 Mbits/s
CPL 85 Mbits 85 Mbits/s 15 – 25 Mbits/s
CPL 200 Mbits 200 Mbits/s 30 – 70 Mbits/s

Il est important de connaître le débit qu’occupe une caméra IP sur un réseau ; cela permet de déterminer la bande passante nécessaire et le nombre de caméras que le réseau peut supporter ; car il faut s’assurer d’éviter de surcharger ou de rendre inutilisable le réseau, à moins de travailler sur un réseau dédié.

Grâce au tableau présenté ci-dessous, on peut remarquer que l’utilisation de quelques caméras sur un réseau filaire Ethernet 100 Mbits ne posera pas de problèmes ; bien sûr il faut prendre en compte l’utilisation d’un réseau Wi-Fi ou CPL avec des débits moins importants.

Débit : MJPEG 640×480 MPEG-4 640×480 MJPEG 320×240 MPEG-4 320×240
1 image/s 350 kbits/s 100 kbits/s 100 kbits/s 30 kbits/s
5 images/s 1,5 Mbits/s 400 kbits/s 400 kbits/s 110 kbits/s
10 images/s 3 Mbits/s 800 kbits/s 800 kbits/s 220 kbits/s
25 images/s 7,5 Mbits/s 2 Mbits/s 2 Mbits/s 540 kbits/s

Le mode de compression MPEG-4 possède l’avantage d’avoir un débit 4 fois plus faible que le MJPEG.

La norme H.264 est appelée à devenir la norme vidéo de référence. Un encodage en H.264 peut réduire la taille d’un fichier vidéo numérique de plus de 80 % par rapport à la norme MJPEG et de 50 % par rapport à la norme MPEG-4, sans que la qualité d’image ne soit compromise. Résultat : un fichier vidéo nécessite nettement moins d’espace de stockage et de bande passante réseau. Ce qui signifie aussi que vous pouvez bénéficier d’une qualité vidéo nettement supérieure et c’est pourquoi les dernières caméras réseau IP adoptent de plus en plus ce format de compression ; pour en savoir plus sur les normes de compression et les caméras, cliquez ici.

Quel type de réseau choisir ? :

Il existe plusieurs types physiques de liaison ; voici les 3 types utilisés dans les systèmes de vidéosurveillance sur réseau IP :

Le réseau filaire Ethernet :

Le réseau filaire est le plus largement répandu . Il permet des débits de 10, 100 Mbit/s et 1 Gbit/s. Pour mettre en place un réseau Ethernet filaire, il suffit de relier la caméra au routeur avec un câble RJ45. La distance entre les deux éléments du réseau ne pourra être supérieure à 100 mètres, mais il existe des solutions matérielles pour résoudre cette restriction.

Le réseau sans fil Wi-Fi :

Le réseau Wi-Fi : L’IEEE 802.11 est un réseau sans fil de type Ethernet.

Le standard IEEE 802.11b utilise la bande des 2,4GHz pour des débits de 11 Mbit/s théoriques (typiquement 6 ou 7 Mbit/s).

IEEE 802.11a utilise quant à lui la bande des 5 GHz et permet des débits plus élevés jusqu’à théoriquement 54 MBit/s (en pratique plutôt entre 20 et 25 Mbit/s. Mais cela n’est vrai que très proche du point d’accès et le débit chute bien plus rapidement avec la distance que pour 802.11b).

L’IEEE 802.11g permet d’utiliser la même bande de fréquence que 802.11b (2,4 GHz) mais avec un débit supérieur. C’est ce standard qui est utilisé sur les caméras présentes sur ce site.

Les évolutions du standard IEEE 802.11 devraient permettre à l’avenir des débits de 108 Mbit/s et même jusqu’à 320 Mbit/s.

Contrairement à un réseau filaire, la bande passante varie avec les distances. Plus le périmètre est restreint, plus les performances sont optimales. Par exemple, pour profiter des 11 Mbps, le périmètre maximum est de 25 à 50 mètres en intérieur et de 160 mètres en terrain découvert. La nature des murs, parois et plafonds joue énormément sur la qualité et la performance du réseau. Des antennes WiFi optionnelles, servant à amplifier le signal, peuvent dans certains cas, être installées.

Le WiFi et la sécurité : Le point faible souvent cité pour le réseau WiFi est la sécurité. En effet, là où un réseau filaire est difficilement piratable, un réseau sans fil peut (dans la théorie) être « écouté » car les ondes ne s’arrêtent pas à la limite de votre habitation.
Les normes WiFi sont de plus en plus sécurisées, les normes 802.11b et g sont mieux sécurisées que la première norme 802.11a. Plusieurs paramétrages vous permettent de renforcer la sécurité de votre réseau : ne pas vous mettre en DHCP, activer le cryptage WEP (clé qui sert de mot de passe sur votre réseau) ou définir par filtrage des adresses MAC, les machines et les périphériques qui ont le droit d’accéder au réseau.

Le réseau sur courant porteur (CPL) :

Le réseau sur Courant Porteur utilise le réseau de câbles électriques posés dans les murs de la maison pour transmettre les données entre les ordinateurs et les autres composants réseaux, connecté aux adaptateurs correspondants.
Chaque prise de courant murale devient alors un accès réseau. Pour transmettre les données, celles-ci sont transformées (« modulées ») et envoyées dans les câbles électriques sous forme de signal. La technologie garantit que le courant électrique et le réseau de données ne se gênent mutuellement.

 

Réseau vidéosurveillance sur courant porteur

 

Conclusion – choisir son type de réseau.

S’il n’est pas possible d’utiliser un réseau Ethernet filaire ou si son installation s’avère trop compliquée ou trop coûteuse, il faut choisir entre le réseau sans fil Wi-Fi et le réseau sur courant porteur :

Le Wi-Fi est toujours la solution la plus séduisante mais, il arrive souvent que la qualité du signal soit altérée par l’environnement. Certains murs en béton, des structures métalliques ou encore certains isolants bloquent les ondes. Le signal faiblit aussi rapidement avec la distance en intérieur. Suivant l’agencement du local, de la maison ou de l’appartement, cela peut être de l’ordre de 20 mètres. De plus avec les obstacles et l’éloignement, les débits chutent beaucoup ; il est donc déconseillé d’utiliser le WiFi pour les caméras extérieurs.

Le CPL 200 Mbits offre des débits supérieurs au Wi-Fi 802.11g et affiche un taux réel de 30 à 70 Mbits/s suivant l’éloignement et la qualité du réseau. C’est plus que suffisant pour transmettre un signal vidéo. On se retrouve presque dans les conditions d’un réseau filaire et le débit est stable contrairement au WiFi qui peut varier du simple au double d’un jour à l’autre.

Autre avantage du CPL et non des moindres : sa facilité d’installation. Là où le Wi-Fi demande un minimum de connaissance en matière de réseau, le CPL s’installe en quelques minutes. Il suffit de connecter les prises et les câbles Ethernet et c’est prêt.

Un autre atout du CPL, c’est sa portée qui est plus importante que le Wi-Fi, surtout si les murs et obstacles sont nombreux. Le CPL passera facilement 2 à 3 étages ; même si le signal sera affaibli et les débits en baisse, la transmission des images sera toujours possible en adaptant la résolution de la caméra ; le CPL est la solution idéale pour les caméras extérieures lorsqu’une connexion filaire jusqu’à la Box ou le routeur n’est pas possible. (Cliquez ici pour découvrir les exemples de connexions CPL, WiFi et filaire.)

Pour conclure, dans le cas d’un local récent (type appartement ou local commercial de 40/50m²), le Wi-Fi sera envisageable, les obstacles étant peu nombreux, les murs pas très épais et les distances peu importantes. Dans le cas d’un local plus important ou d’une maison, le CPL a l’avantage de ne pas être influencé par l’épaisseur des murs et pourra faire arriver le signal réseau bien plus loin que le Wi-Fi.

 

(suite) Choisir une caméra de vidéosurveillance IP

 

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