Многоканальная подсистема передачи извещений.
Многоканальная подсистема передачи извещений
Для понимания принципиальных отличий систем передачи извещений предлагаем краткий исторический экскурс. Продолжительное время, вплоть до 2000-х годов, в мире доминировали мониторинговые системы на основе низкоскоростных каналов связи, в основном с использованием коммутируемых телефонных линий и радиоканалов, а в российской действительности — аппаратура вневедомственной охраны. Технологическая революция в централизованной охране произошла в момент бурного развития сетей сотовой связи поколений 2,5G/3G, с внедрением пакетной передачи данных на основе IP-протоколов. Но большинство производителей систем мониторинга, обремененных старым парком оборудования, вынужденно использовали устаревшие протоколы и принципы работы систем, не используя весь потенциал новых технологий. Отдельные производители предлагают устройства передачи извещений не в качестве полноценных систем мониторинга, а опционально к существующим локальным интегрированным системам, со всеми вытекающими последствиями. Принципиальное отличие системы «Мираж» в том, что она создавалась «с чистого листа» для решения конкретной задачи — профессиональной охраны объектов в условиях открытого конкурентного рынка. Характером постановленной задачи и внешними факторами обусловлены технические решения, о которых далее пойдет речь.
Каналы и методы передачи информации условно можно разделить на две группы:
Off-line — основанные на принципе коммутации каналов и специальных сервисах (CSD, SMS, DTMF, CALL ID), типовые методы для сетей связи второго поколения и телефонных сетей. Основные недостатки связаны с низким быстродействием, ограниченной скоростью передачи данных и информативностью;
On-line — основанные на пакетной передаче данных (GPRS, CDMA, UMTS, ETHERNET) с использованием IP. Прогрессивные методы, реализованные в современных телекоммуникационных сетях, к числу которых относятся сети сотовой связи поколений 2,5G/3G/4G.
В системе «Мираж» приоритетно используются on-line каналы различной физической природы, off-line каналы в основном используются в качестве резервных. Но с учетом всех достоинств и недостатков, присущих отдельным каналам, оптимальный результат с точки зрения быстродействия, надежности и стоимости достигается комплексным их использованием. Поддержание устойчивого функционирования нескольких каналов связи в режиме реального времени, достижение разумного компромисса между скоростью доставки извещений, контролем исправности каналов и эксплуатационными расходами — задача не тривиальная. Многоканальность СПИ неизбежно приводит к усложнению алгоритмов работы и повышает требования к производительности как станции мониторинга, так и объектового оборудования. Алгоритмы работы серии оборудования «Мираж-Профессионал» позволяют поддерживать одновременно два on-line канала с жестким контролем исправности, а также различные комбинации on-line/off-line каналов. Тем самым достигаются исключительно важные
технические характеристики:
— время доставки извещений — 1 … 2 секунды;
— контроль канала связи — 2 минуты.
Обращаем внимание на один тонкий момент — в системе «Мираж» отсчет времени ведется с момента срабатывания датчика — появления события, а не с момента получения информации от приемно-контрольной панели. Потеря времени и информативности исключается за счет применения технологии множественного доступа на интерфейсе RS-485, при этом интерфейс является виртуальным продолжением системы передачи извещений.
Контроль каналов связи в системах охранного мониторинга — важнейший параметр, определяющий способность системы противостоять «интеллектуальному взлому». В ИСМ «Мираж» реализован алгоритм селективного контроля каналов связи, который позволяет своевременно и точно оценивать степень технических проблем и угрозы охраняемому объекту. Диспетчеру предоставляется оперативная информация о кратковременных отключениях on-line каналов, отказах отдельных сетей связи и подавлении каналов связи. Детальная статистика позволяет системному администратору принимать решения о настройках оборудования, выборе операторов связи, оптимизации расходов и т.д. Селективный контроль в многоканальных системах является весьма эффективным инструментом, практически не имеющим альтернативы при использовании исключительно беспроводных каналов связи.
Каждый оn-line канал, в зависимости от физической среды, имеет свою специфику, которую необходимо учитывать в алгоритмах работы оборудования. В системе «Мираж» реализованы механизмы агрессивного поддержания on-line каналов в дежурном режиме, особенно это касается технологии GPRS. Станция мониторинга поддерживает два IP-адреса и множественность TCP-портов, что существенно повышает надежность доставки извещений в условиях динамичного изменения пропускной способности GPRS-каналов. Инициатива в поддержании активности on-line каналов принадлежит объектовому оборудованию. Использование собственного стека TCP/IP-протоколов позволяет решать эту задачу без потери времени и управляемости процессом обмена. Практика показала, что встроенные в модемы TCP/IP стеки с задачами в режиме реального времени не справляются. Кроме того, использование собственного стека протоколов обеспечивает полную преемственность отлаженных алгоритмов при переносе firmware на новые аппаратные платформы.
Связующим логическим звеном любой системы мониторинга являются протоколы обмена между станцией мониторинга и объектовым оборудованием. При создании системы «Мираж» в нее были заложены принципы и технические требования, которые привели к необходимости разработки собственного универсального протокола MSRV, поскольку широко распространенные протоколы (Ademco Contact ID и т.п.) были разработаны для односторонних низкоскоростных систем и очевидно устарели.
Протокол MSRV:
1. Не ограничивает поэтапное расширение функциональных возможностей и масштаба системы, а в силу своей универсальности применяется не только в системах безопасности. В протокол внедрен механизм автоматического определения версии, поэтому внедрение его новых версий происходит без потери совместимости оборудования;
2. Позволяет реализовать функции дистанционной настройки и обновления firmware по каналам связи, причем не нарушая режима функционирования объекта;
3. Предоставляет возможность дистанционного конфигурирования и управления сетевым оборудованием, подключенным к базовым контроллерам по интерфейсу RS-485. Тем самым, образуется «сквозной канал» — станция мониторинга получает доступ непосредственно к сетевым устройствам;
4. Обеспечивает двустороннее динамическое шифрование извещений при передаче их по открытым каналам связи;
5. Информационная таблица содержит значительно большее количество событий и легко расширяется, что крайне важно при интеграции объектового оборудования;
6. Позволяет передавать аналоговые значения, что значительно повышает информативность и расширяет сферу применения.
Протокол MSRV позволяет инкапсулировать в себя Contact ID, тем самым обеспечивается интеграция со станциями мониторинга сторонних производителей. При интеграции следует учитывать, что значительная часть функциональных возможностей системы «Мираж» не будет использована в связи с ограничениями устаревших протоколов.
 |
Схема работы системы передачи извещений представлена на рисунке. On-line каналы обозначены синим цветом, off-line — черным. Каналы в рабочем состоянии обозначены сплошными линиями, резервные — пунктиром. Сервер принимает пакеты от двух точек доступа в Интернет со статическими IP-адресами, физически образованными оптоволоконными линия связи (FTTx) и медными линиями связи (xDSL). Как правило, все элементы ПЦН связаны между собой локальной сетью (LAN). Для обслуживания каждого IP-адреса выделено 3 TCP-порта. В процессе on-line обмена между объектом и сервером задействованы нескольких точек доступа от различных провайдеров, пакеты автоматически перенаправляются различными маршрутами на разные IP-адреса и порты, таким образом образуется непрерывный поток данных, который агрессивно поддерживается и контролируется системой. Для полноценного использования всех алгоритмов работы системы к серверу подключены 3 GSM-модема, два из которых принимают информацию методом передачи данных (CSD) и SMS. Третий модем необходим для контроля of-line канала связи и реализации алгоритма селективного контроля on-line каналов связи. Модем СТМ-02 принимает информацию по телефонным сетям общего пользования (PSTN), может использоваться в качестве выносного элемента пульта в географически удаленном населенном пункте и использоваться как шлюз между сетями связи. На объектовой стороне совместно с GSM/GPRS каналами могут использоваться либо Ethernet (EM-01), либо телефонные линии (ТМ-01).