Умный город: стрим от камер видеонаблюдения по радиолинку

Сегодня технологические преимущества беспроводных решений отмели все подобные сомнения, во многом благодаря появлению надежного, простого в монтаже и доступного по цене решения. Появилась беспроводная технология на миллиметровых радиоволнах – E-band (70/80 ГГц), возможно, на сегодняшний день это одно из лучших решений в сфере беспроводных систем, активное развитие которых началось несколько лет назад.

Как это связано с умным городом?

Непростые вызовы, стоящие перед современным обществом, – террористические угрозы, криминальная обстановка, техногенные и природные катастрофы – требуют достаточно плотного размещения видеокамер и прочих датчиков безопасного города и умного города. Важно понимать, что разворачивание данных устройств идет поверх существующей и сложившейся телекоминфраструктуры, а не строится с нуля. Поэтому как планировщикам видеонаблюдения, так и сетевым архитекторам умного города зачастую весьма непросто размещать камеры и подключать их к существующей сети заказчика.

Частот нет, но вы держитесь©

На протяжении многих лет у профессионалов в области безопасности было только две возможности для передачи видео: по кабелю (оптоволоконный, медный) или через радиомост. Несмотря на повсеместное строительство оптоволоконных сетей (далее ВОЛС – волокно-оптическая линия связи) в городах, у ВОЛС остаются серьезные недостатки, которые "уравновешивают" их важные преимущества. Надежность, защищенность и скорость передачи данных по оптоволоконному кабелю высоки, но, к сожалению, цена, затраты времени и трудности на этапе проектирования и монтажа – тоже. ВОЛС – это всегда долго и дорого, подчас не укладывается в требуемые рамки (сроки и бюджет) конкретных проектов.

Лучше развивать ВОЛС как значимую опорную сеть, чем осуществлять физически разводку и разварку к каждому фонарному столбу, чтобы подключать все камеры уличного видеонаблюдения

По своему большому опыту знаю, что в центре городов кабельные канализации, как правило, уже забиты старыми кабелями, поэтому прокладка новых в существующую кабельную канализацию (инфраструктуру) зачастую сильно затруднена или вообще невозможна. Поэтому даже сегодня, несмотря на глубокое проникновение телекоммуникаций, вариант беспроводного канала все еще остается актуальным и востребованным. Скажу больше, порой без радиорешений не построить требуемую сеть. В то же время применение традиционной массовой беспроводной технологии в диапазоне ниже 6 ГГц – те самые частоты 2,4 ГГц, 5 ГГц – для сетей систем безопасности не "вытягивают", они не смогли стать надежным и гибким техническим решением, даже с массой оговорок.

Радиочастотный ресурс – ограничен

Отдельное внимание следует уделить выбору беспроводных технологий, которые смогут отвечать задачам безопасности и видеонаблюдения, решаемым планировщиками сетей для умного города. Поэтому рекомендую взвешенный подход, позволяющий определиться с технологией передачи данных, радиочастотным спектром и т.д. И тут важнейшую роль играет используемый частотный радиодиапазон. Дело в том, что радиочастотный ресурс сам по себе ограничен и исчерпаем, и за годы использования он уже значительно заполнен радиоисточниками. Наиболее остро стоит вопрос в популярных диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц, которые активно используются населением под Wi-Fi, а также небольшими местными операторами для работы радиомостов и т.д. Все перечисленные выше факторы привели к сильному зашумлению данного популярного диапазона. И это несмотря на то, что на частотах 2,4 ГГц действуют ограничения от регулятора (которые часто нарушаются пользователями частот), а на использование частоты в полосе 5 ГГц необходимо получать разрешения. Именно плотная работа операторов на радиомостах в упомянутых частотах (Wi-Fi) оказывает наибольшее негативное влияние на данный спектр частот. Дело в том, что многие используют радиомосты 5 ГГц, в режиме "точка-многоточка", именно такая деятельность позволяет базовой станции излучать во всем секторе углов, потенциально мешая другим приемникам. А теперь представьте, что все пытаются так работать, создавая интерференцию и мешая друг другу. Напомню, это негативное явление называется интерференция радиоволн. Вдобавок на практике случается, что частотную регуляцию нарушают, и это приводит к значительному ухудшению интерференционной обстановки. Все вышесказанное привело к тому, что этот радиодиапазон (2,4 ГГц, 5 ГГц) был просто "убит". То есть услуги, реализованные на таких радиомостах, в данных частотах будут негарантированными ("как получится"). Нельзя также сбрасывать со счетов вполне реальную уязвимость таких систем для кибератак именно на уровне радиодоступа. Естественным выходом из сложившейся ситуации видится использование других частотных диапазонов, где отсутствуют указанные негативные явления.

Целесообразно выбирать  радиорешения, работающие в беспомеховом радиодиапазоне 60 и 70/80 ГГц (соответственно, V-band и E-band)

Сделайте правильный выбор

Другими словами, наличие диапазона 60 и 70/80 ГГц является спасением в сложившейся ситуации. У них есть неоспоримые веские преимущества. Во-первых, они бесплатны для работы и не требуют частотных разрешений, во-вторых, в них невозможно кому-то помешать непреднамеренно или со злым умыслом создать помеху, потому что используются остронаправленные антенны (ширина луча антенны – один градус и меньше). В-третьих, отсутствует какая-либо возможность для несанкционированного доступа в сеть и последующих кибератак.

Техническое обозрение "Видеокамеры 4К ULTRA HD"

Для большинства развертываний систем безопасности и видеонаблюдения ненадежная и уязвимая беспроводная сеть недопустима.

От современных сетей безопасности требуется постоянное соединение без помех и интерференции, при помощи которого картинка в реальном времени передается в сторону ядра сети (VMS).

Напомним, что важной надстройкой описанной сети является ПО видеоаналитики. А видеоаналитика эффективна тогда, когда обеспечена именно онлайн-работа со стабильным подключением, возможностью моментально указывать и быстро реагировать на тревожные события.

Практика показала, что при плотном городском планировании радиосети (наличие множества источников излучения), когда большое количество технологий конкурируют на одних и тех же радиочастотах (точки доступа Wi-Fi, радиомосты), другие беспроводные сети на частоте ниже 5 ГГц не обеспечивают надежность и появляется риск серьезного сбоя сети безопасности

Видеонаблюдение без волокна?Поставьте E-band – гигабит по радио!

Появление на рынке систем безопасности новинок радиорешений в совершенно другом частотном диапазоне (миллиметровый) несколько лет назад стало началом революции. Получившие признание у операторов связи России радиолинки типа "точка-точка" (PtP) и рвущаяся на рынок новейшая технология "точка-многоточка" (PtMP) работают в целом неиспользуемом "океане" миллиметрового спектра (70/80 и 60 ГГц, соответственно, E-band и V-band) с узким лучом антенны, который серьезнейшим образом защищен от помех. Это определенно можно назвать физическим иммунитетом от радиоинтерференции. Технология PtP обеспечивает мультигигабитную пропускную способность (за счет широкого используемого спектра свободных частот) и в то же время надежную защиту от кибератак (просто нет возможности на физическом уровне по радиоинтерфейсу "достучаться" до устройства). Описанная технология V-band и E-band уже нашла широкое распространение во многих умных городах по всему миру.

Сегодня видим их активное использование на культмассовых мероприятиях (таких как фестивали под открытым небом, спортивные соревнования), в инфраструктурных объектах (транспорт/каналы для трафика Wi-Fi в умных парках), радиозащищенное видеонаблюдение в морских портах, аэропортах, на удаленных умных парковках и в коттеджных поселках. Данный вид связи обеспечивает высокую скорость передачи данных и бесперебойное соединение, как у оптоволокна, для систем видеонаблюдения и IoT, что уже повсеместно используется при подключении датчиков умных/безопасных городов в  проектах безопасности по всему миру.

Для примера посмотрите реализацию одного из проектов безопасного города (см. рис.).

Диапазон E-band – "король" всей беспроводки

Из всех беспроводных технологий системные интеграторы все чаще обосновано выделяют одну – частотный диапазон Е-band 70/80 ГГц и V-band 60 ГГц. Именно эта технология обладает серьезными преимуществами при выборе средств подключения видеокамер наблюдения:

• частоты бесплатны и не зашумлены;
• не требуется получать разрешение на использование частот;
• кристальная чистота спектра (благодаря особым условиям распространения радиоволн);
• отсутствие интерференции и помех (благодаря очень узким лучам антенн – менее одного градуса);
• можно обеспечить передачу широкого потока данных (от 1 до 10 Гбит/с), что невозможно на других частотных диапазонах ввиду их
  ограниченности.

Построенные на этой технологии радиолинки снискали популярность в качестве радиомостов для подключения видеокамер и построения
сетей в умных городах.

Монтаж радиосистемы типа E-band системные интеграторы назвали простым, и его может выполнить один человек. Встроенная техническая возможность таких комплектов позволяет пропускать через себя питание по Ethernet (PoE), что в итоге делает весь процесс развертывания высокоскоростной системы видеонаблюдения оперативно быстрым.

Системные интеграторы, даже те, кто пока незнаком с оборудованием, работающим в указанном частотном диапазоне, с легкостью могут проектировать и монтировать такие сети без специального обучения, добиваясь значительной скорости развертывания, закладывая высокую надежность и пропускную способность.

На рынке России можно найти радиорелейное оборудование, оптимизированное специально под задачи видеонаблюдения. Здесь необходимо обращать внимание на полезный функционал: наименьшие весогабариты, низкое энергопотребление (желательно стандартный РоЕ 25 Вт), возможность управлять и пропускать питание РоЕ через себя для запитывания камер. Это дает планировщикам сети бóльшую свободу действий, удешевляет стоимость конечного решения (например, экономия на аутдорных РоЕ-инжекторах).

Данный сценарий подключения наиболее часто встречается на рынках США, Англии, некоторых стран Европы.

Если ваши сети работают на частотах V-band, E-band, вы можете забыть о потере важных эпизодов видео, которые не были записаны из-за помех в сети или чьего-то преднамеренного злого умысла. Благодаря производительности как у волокна и беспроводной гибкости такие радиосети безопасности являются идеальным решением для передачи видео в реальном времени и потока данных с датчиков систем безопасности умного города: они одинаково просты для планирования, разворачивания и доступны по бюджету.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" №4/2019