Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Проектирование и монтаж СКС. Мнение интегратора систем безопасности

В рубрику "Комплексные решения. Интегрированные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Проектирование и монтаж
СКС Мнение интегратора систем безопасности

Опыт показывает, что заказчики все чаще задумываются о взаимной интеграции телекоммуникационных систем и систем безопасности. Наиболее оптимальным методом взаимной интеграции сетей можно назвать СКС
А.В. Прошунин
Инженер компании ID Systems Group

Структурированная кабельная система (СКС) – это единая сеть, позволяющая объединить в себе множество сервисов разного назначения: локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности.

СКС полностью соответствует современному уровню развития технологий на рынке безопасности и легко позволяет взаимодействовать системам охранно-пожарной сигнализации, контроля доступа, видеонаблюдения. При этом обеспечивается самое высокое качество линий и каналов связи.

Ключевое требование

Основная особенность проектирования и монтажа СКС для систем видеонаблюдения и интегрированных систем безопасности заключается в том, что данная реализация должна быть гарантированно защищена от воздействий извне – будь то наводки на линию связи (коаксиальный кабель, интерфейсная линия RS-485 и т.д.) или целевое воздействие (с целью получения данных или их искажения). В зависимости от масштаба объекта, его архитектурных особенностей и требований заказчика используют различное оборудование и материалы.

Монтируем крупную систему

Если территория объекта большая, то система (например, видеонаблюдения) разбивается на несколько подсистем. Связь между подсистемами организуется по оптоволоконным линиям связи, что обеспечивает высокую скорость передачи данных и значительную пропускную способность канала.

Почему выбираем оптоволокно
Использование оптоволокна оправдано при передаче данных на расстояние более 2 км. К тому же оптоволоконный кабель имеет длительные сроки эксплуатации. Существует два вида оптоволоконного кабеля: многомодовый и одномодовый. Многомодовый применяется для построения трасс менее 5000 м, одномодовый – большей протяженности. В случае необходимости использования многомодового кабеля для трасс более 5000 м вопрос решается установкой дополнительных ретрансляторов и повторителей, но это, конечно же, удорожит проект. Некоторые производители готовы продемонстрировать положительные примеры использования многомодового кабеля и на трассах до 7000 м.

Какая топология сети нужна
Что касается топологии сетей, построенных на базе оптоволоконного кабеля, то их две – "звезда" и "шина". Применяемая с недавнего времени технология CWDM для топологии "шина" позволяет значительно уменьшить стоимость проекта на трассах более 10 км. Не углубляясь в технические подробности, отметим, что благодаря CWDM можно строить сложную, разветвленную сеть на базе одной жилы оптоволоконного кабеля, что значительно уменьшает расходы на кабельную продукцию. В этом случае возрастает количество устанавливаемых модулей, но при трассах от 10 км такие расходы полностью компенсируются экономией на кабеле.

Монтируем небольшую систему

Для небольших объектов целесообразно применять коаксиальный кабель или витую пару.

Коаксиал: о чем следует помнить
Коаксиальный кабель рекомендуется применять при длине трасс не более 300 м. При большей длине может возникать эффект антенны, что означает появление возможности несанкционированной передачи по нему не только видеосигнала, но и любых других данных. Поэтому если говорить о передаче гарантированно устойчивого видеосигнала, то длина коаксиального кабеля должна быть не более 100 м. Для защиты кабеля от индустриальных помех и прочих воздействий применяется экранированная оплетка.

Витая пара: ограничения
Передача сигнала по витой паре лежит в пределах 1500 м. Встречаются изделия, обеспечивающие и большую длину трассы, но их практическое применение весьма ограничено. Это связано с тем, что затухание в кабеле даже при очень хорошей амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) для витой пары при длине свыше 1500 м настолько сильное, что сигнал "вытащить" в принципе можно, но невыгодно – передавать по оптоволокну будет просто дешевле.

Еще немного о кабеле

При прокладке сети через люковое хозяйство необходимо учесть главную опасность – гастрономическое пристрастие крыс (которых предостаточно в подземном пространстве) ко всем видам кабеля. Избежать таких повреждений можно только использованием бронированной кабельной продукции. И конечно же, нельзя забывать про организацию заземления брони кабеля в соответствии с требованиями электробезопасности. В бронированном корпусе, помимо организации заземления брони, необходимо предусмотреть грозозащиту (защиту от наведенных напряжений, в том числе и от грозовых разрядов) каждой пары кабеля, устанавливаемую на обоих концах трассы. Многие производители обеспечивают данный вид защиты штатно.

Как задействовать компьютерную сеть

Некоторые инсталляторы и монтажные организации подходят к решению проблем с большими расстояниями при помощи нового, довольно сложного оборудования. Сегодня очень трудно найти предприятие или офис, не опутанные компьютерными сетями. Более того, территориально распределенные предприятия также часто имеют выделенные сетевые коммуникации для связи головного офиса и многочисленных филиалов. Так, если компьютерные сети используются для всех видов коммуникаций между субъектами бизнеса, почему же не применять их и для связи контроллеров СКУД с остальной системой? Ведь кабели уже проложены, а добавка к трафику со стороны СКУД просто мизерная.

Ethernet-решения на стороне оборудования (контроллеров) стали экономически рентабельными. Конструктивно эти решения выглядят следующим образом: в контроллере доступа устанавливается контроллер Ethernet (аналог сетевой карты в ПК), с которым напрямую взаимодействует микропроцессор контроллера СКУД. Естественно, программное обеспечение контроллера доступа в части обмена с ПК кардинально меняется. Таким образом, СКУД с Ethernet – это весьма сложная новая разработка, и чтобы приступить у ее реализации, должен быть соответствующий спрос на данное техническое решение.

Как защитить оборудование связи

Сети передачи информации состоят не только из кабельных трасс. Система включает в себя и преобразователи, и ретрансляторы, и модули. При этом рабочая температура оборудования, рекомендуемая производителем, обычно не допускается ниже -10 °С. Именно поэтому нельзя обойтись без термошкафов. Кроме климатической защиты, термошкафы выполняют функции антивандальной и антикриминальной защиты.

Представленные на рынке модификации отечественных термошкафов прекрасно отвечают большинству вариантов построения сетей. При проектировании системы необходимо заранее предусмотреть место их установки и, исходя из этого, прокладывать трассы.

Кроме подвода электропитания, рекомендуется установка охранной сигнализации на вскрытие шкафов. Что особенно важно в необслуживаемых, малопосещаемых местах прокладки трасс (например, железнодорожные перегоны, трубопроводы, автомобильные трассы), ну и, конечно, при установке шкафов в населенных пунктах. Идеально совместить установку шкафа с камерой видеонаблюдения в одной точке.

"Железо" и софт: как избежать проблем

К сожалению, проблемы, возникающие при проектировании и монтаже СКС, бывают связаны не только с кабельными трассами и оборудованием связи. Сложности могут возникать также с "железом" и программным обеспечением.

Оборудование отечественных производителей нередко появляется на рынке с существенными недоработками, а иногда вообще не соответствует заявленным техническим параметрам. Заказчики полагают, что если продукты разных производителей работают по одним и тем же стандартам, то они сравнимы по параметрам стоимости, качества и гибкости. Это серьезное заблуждение.

Различия между продуктами могут быть очень серьезными даже для такой относительно однородной сферы, как мультимедиа. Еще резче они выражены при использовании данных продуктов с такими существенно различающимися целями, как мультимедиа и охранное телевидение.

Стандарты типа Н.264 дают свободу в разработке способов сжатия данных, но эта разработка оказывается дорогостоящей. Поэтому многие производители систем видеонаблюдения при небольших рынках сбыта своей продукции стараются избегать новых разработок и часто прибегают к применению дешевых решений из сферы мультимедиа.

Подобные попытки нецелового применения оборудования не всегда успешны из-за появления ряда компромиссов. Это значит, что некоторые производители, возможно, уже много лет сознательно вводят пользователей в заблуждение. Они экономят средства на разработку, а проблемы, которые вполне могли бы быть ими решены, перекладываются на плечи пользователей.

Головная боль передачи данных

При проектировании СКС может возникнуть проблема скорости передачи данных из-за недостаточной пропускной способности. В качестве решения можно прибегнуть к аппаратному сжатию видеоданных. Компрессия видесигнала бывает покадровой (например, MJPEG), а также с межкадровым сжатием (например, MPEG-2, MPEG-4 и Н.264).

Кодеки сжатия: чем рискуем
Формат MJPEG обеспечивает сжатие каждого отдельного кадра изображения независимо от других. Компрессия с межкадровым сжатием предполагает разбиение кадров на группы. В группе первый кадр является опорным и кодируется независимо от других. Для остальных (промежуточных) кадров кодируются только изменения относительно опорного и предшествующего. Поскольку изменения в изображениях от кадра к кадру часто небольшие, то при использовании компрессии с межкадровым сжатием генерируется незначительное количество данных по сравнению с методами компрессии отдельных кадров, благодаря чему снижаются затраты на хранение и передачу сжатого видео. Однако при этом появляются существенные недостатки. Так как для промежуточных кадров имеется только информация об изменениях, при декодировании в памяти должны находиться все кадры, которые использовались для образования данных изменений. Это повышает затраты на декомпрессию данных. Если, скажем, теряется один из кадров, на которые имеется ссылка в конкретном текущем кадре, то полная декомпрессия уже не может быть выполнена без искажений.

Мультимедиа и безопасность: где возможны компромиссы
Для мультимедийных приложений компромиссы, связанные с этой проблемой, часто вызывают лишь некоторые неудобства: прогоны вперед/назад от кадра к кадру в DVD-записях возможны только большими "шагами". При прямой телевизионной трансляции изображений при наличии помех возможны потери кадров, которые приводят к искажениям в последующих кадрах последовательности. Переходы с канала на канал при цифровой передаче данных связаны с относительно большим временем ожидания. В сфере мультимедиа вообще не существует прямой телевизионной трансляции реальных изображений, так как используемые методы компрессии допускают потерю данных и вносят задержки до нескольких секунд. Но если в мультимедийных приложениях с этими неудобствами можно смириться, то в охранном телевидении такие недостатки существенны и влияют на эффективность системы в целом.

Как оптимизировать сжатие видео

Однако все же есть возможность оптимально привести методы компрессии видеоданных с межкадровым сжатием в соответствие со стандартными требованиями для систем видеонаблюдения.

Чтобы компрессия кадров не зависела от наличия всех кадров в цепочке, необходимо обратиться к таким параметрам стандартов, как степени свободы, которые обычно не играют роли. Однако техническая реализация этой задачи связана с вмешательством в процесс компрессии данных. Это предполагает, что в каждой группе кадров изображений (GOP) расчет изменений для каждого кадра Р-типа должен производиться с привязкой к опорному кадру – то есть к кадру 1-го типа, а не к предыдущему кадру того же Р-типа с формированием цепочки, как это предусмотрено стандартом. При такой реализации процесса компрессии кадры Р-типа в группе кадров изображений не связаны в цепочку, и потеря отдельных из них не повлияет на декомпрессию последующих кадров. Стандарт Н.264 позволяет создавать такие структуры, но в сфере мультимедиа они не используются, поскольку такой подход ведет к снижению эффективности компрессии данных, к более высокой битовой скорости и связанным с ней повышенным затратам на передачу или хранение данных. В охранном телевидении этот недостаток во многом перевешивают выигрыш в гибкости и альтернативное сокращение затрат – например, при записи с замедленной кадровой скоростью (Time-Lapse).

Идеальным является продукт для компрессии данных, который предоставляет пользователю свободу выбора между противоречивыми целями: гибкостью и эффективностью компрессии. Такие продукты уже не только существуют, но и предлагаются на рынке. Важным функциональным параметром этих методов компрессии, специально модифицированных для видеонаблюдения, является возможность управления без задержек генерацией опорных кадров, кадров 1-го типа (Instantaneous Frames). Без такой возможности во многих процессах при видеонаблюдении возникают длительные временные задержки, так как изменение качества изображения или разрешения возможно только в моменты, когда в потоке данных появляется новый опорный кадр – кадр 1-го типа. Если приходится ждать начала новой группы кадров изображений (GOP), то управление всем оборудованием и процессом становится заторможенным или даже может потеряться существенная информация, например кадры тревоги.

Обращайтесь к профессионалам

Взаимная интеграция телекоммуникационных систем и систем безопасности весьма сложный и трудоемкий процесс, который требует определенных теоретических знаний и практического опыта. Для успешного решения этих задач обращайтесь к профессионалам.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #3, 2011
Посещений: 16609

  Автор

Прошунин А. В.

Прошунин А. В.

Инженер компании ID Systems Group

Всего статей:  1

В рубрику "Комплексные решения. Интегрированные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций