Использование средств проводной связи для систем безопасности на базе IP-протокола.

Автор статьи Аластор Маклеод, управляющий директор компании Veracity, отмечает, что, на первый взгляд, использование средств проводной связи для передачи данных в системах безопасности – это довольно обширный вопрос, но если принять во внимание полезное расстояние и приемлемую скорость передачи данных, а также возможность подачи электропитания, фактически, ее можно сократить до нескольких технологий.

Многие стандартные форматы систем проводной связи можно проигнорировать из-за очень малого покрытия (например, USB, SCSI, Firewire и прочие). Несмотря на то, что такие простые интерфейсы последовательной передачи данных, как RS232, все еще являются популярными и надежными решениями безопасности, скорость передачи данных с их помощью слишком мала для того, чтобы считать их чем-то большим, нежели интерфейсами для медленного соединения с простыми устройствами. В связи с этим они также не затрагиваются в данной статье.
Мы рассматриваем системы среднего диапазона, которые можно применять на конкретном объекте, требующем обеспечения безопасности. Это означает исключение технологий с большим диапазоном, например, DSL. Хотя оптоволоконный кабель допустимо применять внутри крупного объекта, его мы также не включаем в обзор, поскольку он представляет собой отдельную тему для разговора и, кроме того, неспособен передавать электропитание.
Итак, сосредоточимся на системах проводной связи, способных передавать системам безопасности электропитание, видеоданные и звуковые данные, а также другие данные, требующие высокой скорости передачи. Объединяющим фактором в данном случае выступает сеть Ethernet, которая за последние 10 лет превратилась в доминирующую технологию сетевых соединений и высокоскоростной передачи данных, так что вряд ли стоит говорить о каких-то других вариантах. Даже небольшие недорогие устройства оборудованы разъемами для Ethernet-соединения, а системы управления доступом стремительно переходят на технологии на базе IP-протокола, равно как и системы наблюдения. Основной движущей силой этих перемен является стремление к упрощению: если все устройства будут обладать одинаковыми характеристиками Ethernet, проблема интеграции будет касаться уже не аппаратного, а программного обеспечения, а проблема несовместимых и специальных жестких разъемов и протоколов передачи данных вообще исчезнет.
Мы установили, что Ethernet является практически универсальным стандартом. Теперь перейдем к рассмотрению вариантов среды передачи данных. Сюда входят кабели передачи электрической энергии, неэкранированные кабели типа «витая пара» (например, стандартный сетевой кабель CAT5e/6), одножильный кабель типа «витая пара» (например, телефонный кабель) и коаксиальные кабели (например, кабели, используемые для аналогового видеосигнала в замкнутых телевизионных системах).
ВЧ-связь по ЛЭП
Системы ВЧ-связи по ЛЭП разработаны компаниями-владельцами энергосистем общего пользования. Отмена государственного регулирования заставила их искать новые коммерческие возможности. Рассматривая свои установленные питающие кабели в качестве потенциальных систем передачи данных, компании финансировали развитие технологии ВЧ-связи по ЛЭП. Несмотря на то, что высокоскоростная передача данных на большие расстояния по линиям электропередач сопряжена со значительными трудностями в связи с возникновением помех, в настоящее время локальные системы ВЧ-связи по ЛЭП весьма широко распространены в бытовой среде. Самый часто используемый стандарт – это стандарт HomePlug Powerline Alliance. Многие производители выпускают данные системы. Однако, как бы ни удобна была система для домашнего пользования, маловероятно, что ВЧ-связь по ЛЭП может успешно применяться в целях обеспечения безопасности, особенно в промышленной или корпоративной среде, где другие подключенные к сети устройства могут ослаблять сигналы или вызывать помехи.
Системы ВЧ-связи по ЛЭП способны передавать электропитание по определению, так что проблема явно не в этом. Но скорость передачи данных прямо пропорциональна расстоянию, и опять же, если для дома компромисса между скоростью передачи данных и расстоянием может оказаться достаточно, это звучит не столь заманчиво для большого офисного здания или склада. И практически неприменимо, к примеру, в больнице, университете, городском центре, тюрьме или аэропорту.

CAT5e/6 ETHERNET
Стандартный сетевой кабель является идеальной передающей средой для проводных систем связи, поскольку он специально разработан для высокоскоростной передачи сигналов сети (до 1 гигабита в секунду). Дополнительное преимущество заключается в том, что большинство систем рассчитано на кабель CAT5e с универсальными разъемами RJ45. Этот стандартный «сетевой кабель» известен практически всем и каждому.
Однако, что касается приложений безопасности, особенно систем видеонаблюдения, есть один серьезный недостаток: расстояние. Примерно после 100 метров сигнал Ethernet начинает пропадать, и соединение нарушается. Для грамотно спроектированного и охваченного кабельной сетью офиса, где на каждом этаже установлено множество коммутаторов и маршрутизаторов, а любое сетевое устройство находится на расстоянии, не превышающем нескольких десятков метров от такого соединения, это не представляет серьезной проблемы. Однако сетевые камеры часто необходимо использовать на границах объекта (на линиях ограждения, стоянках, входах и выходах, коридорах, подъездных путях и т.д.). Как правило, они находятся на расстоянии более 100 метров от ближайшего коммутатора. Это также распространяется, хоть и не в такой степени, на средства управления доступом, телефоны с голосовой связью по IP-протоколу (VoIP) и пульты помощи.
Проблему расстояния можно легко решить при помощи расширителей локальной сети и питания по Ethernet (PoE), которые появились в последние годы. Это небольшие сетевые повторители, получающие питание через сетевой соединительный кабель по Ethernet и размещаемые на 100-метровой границе сети Ethernet или непосредственно перед ней. Они восстанавливают и повторно отправляют сетевые пакеты Ethernet (подобно коммутатору), увеличивая, таким образом, расстояние эффективной передачи данных по сетевому кабелю вдвое – до 200 метров. Можно использовать несколько подобных устройств, чтобы обеспечить передачу на расстояния в 300, 400 метров и т.д. В зависимости от входной мощности и требуемого расстояния (а также потребления мощности повторителем) возможна передача эффективных уровней мощности на некоторое расстояние за счет питания по Ethernet. Подобные устройства становятся важной частью инструментария разработчика видеосистем на базе IP-протокола.
В настоящее время практически все оборудование Ethernet работает на скорости не менее 100 мегабит в секунду (Мбит/с). Популярна технология Gigabit Ethernet, однако для нее требуется кабель высокого качества, и она, как правило, не поддерживается расширителями локальной сети и питания по Ethernet. Тем не менее, проблем практически не возникает, даже когда речь идет об IP-видео с использованием систем мегапиксельных камер, поскольку длинные участки кабеля обычно передают один, два или четыре потока видеоданных в любой точке. Ближе к центру сети (например, в основном здании), где потоки объединяются на сетевых коммутаторах, коммутаторы и остальные сетевые устройства могут работать на гигабитных скоростях, а длина кабеля становится короче, начиная с данной точки.
Таким образом, организация сети Ethernet через кабель CAT5e/6 представляет собой практически универсальное решение, а при использовании современных расширителей локальной сети и питания по Ethernet идеально подходит для всех типов систем безопасности. Хотя данная статья посвящена средствам проводной связи, необходимо отметить, что беспроводные сетевые сегменты могут быть эффективно интегрированы в стандартные сети, что значительно повысит гибкость системного проектирования. Однако для обеспечения максимальной зоны покрытия точки беспроводного доступа не следует размещать на расстоянии более 100 метров от ближайшей точки проводной сети (коммутатора). Опять же, допускается использование расширителей локальной сети и питания по Ethernet.
Сравнение среды передачи данных Ethernet

Экранированная витая пара
Как правило, экранированная витая пара используется (для высокоскоростной передачи данных) только тогда, когда нет других вариантов, или когда такой кабель уже имеется, и его невозможно заменить (например, телефонная линия). Существуют устройства для передачи Ethernet через экранированную витую пару. При помощи технологии DSL (абонентской цифровой линии), разработанной для высокоскоростных подключений, можно передавать данные на большие расстояния. Но, как правило, скорость передачи данных резко понижается с увеличением расстояния.
Ethernet через коаксиальный кабель
По всему миру установлено огромное количество коаксиальных кабелей, изначально предназначавшихся для аналоговых камер замкнутой телевизионной системы. Действительно, несмотря на резкий скачок продаж сетевых камер, множество камер наблюдения по-прежнему аналоговые, причем большинство из них подключается через коаксиальные кабели сопротивлением 75 Ом самых различных типов и качества. Поскольку данные камеры заменяются сетевыми, этот старый коаксиальный кабель можно повторно использовать для скоростного Ethernet-соединения (100 Мбит/c) при помощи питаемых адаптеров типа EoC (Ethernet через коаксиальный кабель).
На рынке имеется множество решений по организации сети Ethernet через коаксиальный кабель. Большинство этих решений предназначено для использования в домашних условиях (с помощью телевизионной кабельной инфраструктуры), но они, как правило, не подходят для профессиональных систем безопасности (устройства слишком большого размера, оснащены другими видами разъемов, менее прочны, к ним предъявляются определенные/стандартные требования в отношении электропитания, часто отсутствует надлежащее сопровождение и диагностика, а функции ограничены). Тем не менее, некоторые компании сосредоточились на решениях для рынка видеонаблюдения, чем активно пользуются различные консультанты, специалисты-спецификаторы и системные интеграторы.
У повторного использования установленного коаксиального кабеля есть ряд значительных преимуществ: отсутствует необходимость в протягивании новых кабелей; сокращается продолжительность установки; перерыв в деятельности заказчика сведен к минимуму; с экологической точки зрения повторное использование имеющегося кабеля приветствуется; даже протяженные участки кабеля длиной 200 или 300 метров передают данные со скоростью 100 Мбит/с, не требуя установки повторителей. Кроме того, используя многопортовые адаптеры EoC для подключения камер, можно передавать потоки данных с нескольких сетевых камер через один коаксиальный кабель. Это экономичный способ увеличения количества камер при прокладке минимального количества дополнительных кабелей. Также следует обратить внимание на то, что данные Ethernet-соединения через коаксиальный кабель могут использоваться для любых сетевых подключений, например, контроля доступа через IP-протокол, голосовой связи по IP-протоколу (VoIP), систем сигнализации на базе IP-протокола, систем диспетчеризации инженерного оборудования здания или для нескольких подобных систем с одновременной передачей IP-видео или без нее.

Простых решений не бывает
ВЧ-связь по ЛЭП не самое удачное решение для профессиональных систем безопасности, она больше подходит для использования в домашних условиях, включая бытовую автоматизацию. При организации сети Ethernet посредством ВЧ-связи по ЛЭП возникает наложение сигналов, возможны непредсказуемые реакции. Как правило, кабель типа «витая пара» используется только в том случае, когда более приемлемые варианты неосуществимы в силу каких-либо причин.
При использовании кабеля CAT5e/6 технология Ethernet становится практически универсальным решением, а связанные с вопросами безопасности проблемы расстояния решаются за счет расширителей локальной сети и питания по Ethernet. Имеющиеся коаксиальные кабели, которые изначально устанавливались для аналогового видео, также можно повторно использовать для сегментов «быстрого» Ethernet, что позволит устранить серьезные рыночные ограничения в отношении преобразования аналогового видео в видео на базе IP-протокола.

Источник: asmag