ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ В СЕТЯХ

11610661.f9l8cpardp.W665

Распространение сетевого видеонаблюдения

Тут мы подходим к важному выводу о долгосрочном тренде, который можно сформулировать как проявление повышенного интереса к безопасности со стороны ИТ-интеграторов и ИТ-дистрибьюторов. В свою очередь, понимание этого позволяет логически рассудить, что, вероятнее всего, ИТ-компании будут продвигать и включать в портфолио именно IP-оборудование для безопасности, которое им гораздо ближе и понятнее. Портфолио, вероятно, будет сформировано не только за счет IP-видеонаблюдения, но и IP-систем оповещения и сетевого контроля доступа. Это даст им возможность получить эффект синергии и усилить продажи своих традиционных ИТ-продуктов: СКС, сетевого оборудования, кабельной продукции, ПО, систем хранения и серверов.

Вероятнее всего, разделение сфер ответственности между безопасниками и айтишниками будет проходить по аналогии с новой концепцией системы видеонаблюдения «Безопасный город» (г. Москва). В этом случае безопасники-пользователи формируют некое ТЗ, где описывают сцену наблюдения и необходимую детализацию, места расположения камер и клиентские места, параметры видеопотоков и длительность хранения, а айтишники-исполнители будут определять и закупать оборудование, устанавливать и интегрировать в общую структуру отдельные элементы, выдавая пользователям готовый контент.

При таком распределении зон ответственности зачастую желание иметь живую картинку от большого числа HD-камер упирается в мощность сетевой транспортной инфраструктуры или, по-другому, в ограничение полосы пропускания линий передачи данных. Эта проблема усугубляется в городах, где часто существующие сети не позволяют передавать большие объемы данных, а прокладка новых только под задачи безопасности не всегда экономически оправдана и к выбору способа передачи данных приходится подходить избирательно и ответственно. Поэтому предлагаю немного углубиться в тему сетей.

Появление и распространение сетей передачи данных

Одним из главнейших шагов для развития сетей стала разработка еще до Второй мировой войны принципа пакетной передачи данных, возможно, прототипом современных сетей были терминальные сети крупных вычислительных центров. Первой сетью, где был применен принцип пакетной передачи данных, стал ARPANET — прародитель современного Интернета. Почему же сети стали столь популярными и так бурно и активно развились до состояния, когда компьютер без выхода в Интернет уже зачастую не интересен в принципе? Все потому, что сети передачи данных сделали возможным следующее:

  • доступ к общим ресурсам (принтеры, архивы данных, вычислительные мощности удаленных серверов и т.д.);
  • децентрализация и увеличение вычислительной мощности (GRID), повышение надежности за счет Failover;
  • повышение скорости за счет параллельных потоков данных Р2Р (торренты);
  • обмен данными между людьми и устройствами, находящимися далеко друг от друга, сбор и распределение данных (издательства, новостные агентства, метеоданные и т.д.);
  • распределенный контроль и управление (ERP-системы, облачные и Web-сервисы контроля и управления);
  • всемирные и локальные системы обмена сообщениями и коммуникации (Skype, ICQ, Одноклассники.ру).

Конечно, это довольно грубые и обобщенные пункты, каждый может добавить еще несколько к этому списку. Масштабы применения впечатляют: например, сети активно использовались для расчета генома человека и проверки устойчивости алгоритмов шифрования. Зачастую компьютерные фермы (GRID), состоящие из домашних компьютеров-добровольцев, успешно заменяют суперЭВМ и позволяют предсказывать изменения климата (Climate Prediction), разрабатывать лекарства от СПИДа (World Community Grid) и даже искать внеземной разум (SETI@home). Это стало возможно благодаря сетям передачи данных. Так или иначе, они сейчас везде — в лайнерах и метро, на работе и дома, в телевизорах и смартфонах.

Сеть Интернет может рассматриваться как распределенная суперЭВМ с мощностью, превосходящей любую отдельную машину.

Классификация сетей

Сети передачи данных можно классифицировать разным способом:

1. По областям и масштабам применения: локальные LAN (Local Area Network); городские MAN (Metropolitan Area Network); глобальные WAN (Wide Area Network).

2. По сетевой топологии: шина, кольцо, двойное кольцо, звезда, ячеистая, решетка, дерево.

3. По типу коммутации: показана на рисунке. Идея заключается в том, что при коммутации каналов устанавливается фиксированный канал связи между абонентами, а затем по нему передаются все необходимые данные, при этом все устройства коммутации на всем протяжении линии остаются занятыми до окончания передачи. Коммутация пакетов позволяет каждому пакету идти по своему собственному пути. При этом коммутирующие устройства (маршрутизаторы) могут перенаправлять пакеты от разных абонентов, учитывая и загрузку линий связи между ними, благодаря чему можно повысить общую скорость и производительность такой сети.

4. По типу среды передачи: проводные, беспроводные.

5. По дальности радиуса действия: ближнего, среднего, дальнего.

Проводные сети

1. RS-232 - асинхронный стандарт передачи данных по плоскому кабелю. Применяются для подключения терминального и связного оборудования. Характеризуется малым расстоянием передачи данных, максимум 15 м. В настоящее время практически не применяется.

2. RS-422/485 - стандарт асинхронного интерфейса для создания линий связи типа «общая шина» на основе витой пары. Широко применяется в промышленных сетях автоматизации благодаря хорошей помехоустойчивости и максимальной длине линии 1 км.

3. USB — последовательный интерфейс для подключения низкоскоростных устройств. Использует четырехпроводной кабель, из которых два составляют витую пару для передачи данных, а еще два — для питания устройства, что позволяет подключать устройства без собственного источника питания. Стандарт появился в средине 1990-х гг., и с тех пор вышло уже три поколения интерфейса. Можно подключать устройства по топологии «дерево», допуская до пяти уровней каскадирования с помощью активных USB-хабов с «горячим» подключением/отключением. Самое последнее поколение интерфейса — USB 3.0 — до начала 2012 г. массово не поддерживалось. Новый стандарт позволяет передавать данные со скоростью до 5 Гбит/с, но при этом совестим с USB 2.0.

4. Телефонная сеть - классическая телефонная сеть основана на принципе коммутации каналов. Постоянно развиваясь и совершенствуясь, сегодня телефонная линия осуществляет передачу не только голоса, но и цифровых данных, например с помощью двух технологий: Dial-up и DSL.

1) Dial-up — коммутируемый удаленный доступ — сервис, позволяющий передавать данные с помощью модема со скоростью до 56 Кбит/с. Самый главный плюс — доступность и простота развертывания. Недостатками, помимо небольшой скорости, являлись соединения точка-точка и долгое время установления соединения. Постепенно был вытеснен технологией DSL.

2) DSL — семейство технологий цифровых абонентских линий, позволяющих значительно повысить скорость передачи данных по телефонным линиям за счет цифровой обработки данных и коррекции искажений линий. С конца 1990-х гг. активно вытеснял Dial-up. Можно одновременно передавать голос и данные, что очень удобно абонентам. Недостатки — ограничение по скорости в 1,5 Мбит/с, что в связи с развитием передачи мультимедиаконтента оказалось недостаточным. Последующие стандарты позволяли принимать данные со скоростью до 24 Мбит/с, но к моменту разработки этих стандартов большую популярность завоевал широкополосный доступ. Сейчас применяется в основном для выхода в Интернет в удаленных сельских районах, где развертывание широкополосных линий связи экономически неоправданно.

5. Ethernet - наиболее популярная сегодня проводная пакетная технология передачи данных, применяемая преимущественно в локальных сетях. Изобретена корпорацией Xerox около 40 лет назад. Первоначально передача сигналов осуществлялась по коаксиальному кабелю, позже в качестве среды передачи были добавлены витая пара, радио и оптоволокно. Название объединяет группу стандартов, скорости которых пошагово повышались с развитием технологии. Довольно быстро был разработан стандарт для 1000BaseT Gigabit Ethernet 1 Гбитс, получающий все большую популярность, может работать как на витой паре, так и на оптическом кабеле.

Дальнейшее развитие и увеличение скорости также происходит кратно 10. Сегодня интерфейсы 10 Гбит/с чаще всего применяются для стекирования коммутаторов в сети.

6. Оптическое волокно в общем случае нить из оптически прозрачного материала (пластик, стекло), используемая для передачи света внутри себя путем полного оптического отражения. Кабели из таких волокон используются в волоконно-оптической связи для передачи больших объемов данных на большие расстояния, чем электронные средства связи.

Отличают многомодовое и одномодовое волокно. На сегодня практически все производимое волокно — одномодовое, так как позволяет передавать данные на расстояние до 120 км, в отличие от многомодового волокна, обеспечивающего передачу только до 2 км. Технологии передачи данных по оптике сегодня позволяют передавать по одной жиле (моде) информацию со скоростью до нескольких терабит в секунду благодаря оборудованию спектрального уплотнения, когда передача данных осуществляется несколькими каналами с применением лазеров, работающих на разных длинах волн.

Наиболее перспективный канал передачи данных, так как позволяет передавать данные с высокой скоростью и на большие расстояния. Обладает повышенной надежностью: нечувствителен к электромагнитному фону в местах заложения и не ржавеет, имеет высокую информационную безопасность, так как устанавливает соединение «точка-точка», а также пожаробезопасен и обладает малыми габаритами и массой. Конечно, есть и ряд недостатков, таких как хрупкость волокна, сложность соединения в случае обрыва, а также самое неприятное — помутнение жилы со временем вследствие старения.

Используются оптические линии связи в основном магистральными провайдерами. Например, самый крупный в России магистральный оператор связи — «Ростелеком»: общая протяженность линий более 500 тыс. км. За «Ростелекомом» с большим отрывом следует «большая тройка» операторов мобильной связи, за каждым из них около 115 тыс. км оптических линий.

Беспроводные сети

1. Ближнего радиуса действия.
Bluetooth — технология беспроводной передачи данных, названная в честь Харальда I Синезубого, короля Дании и Норвегии, объединившего в X веке враждовавшие датские племена в единое королевство, подразумевалось, что то же самое делает и Bluetooth с разными устройствами. Bluetooth 4.0 позволяет передавать данные со скоростью до 1 Мбит/с на небольшие расстояния. Как правило, по Bluetooth передаются данные от различных датчиков и сенсоров на устройства контроля: смартфоны, КПК и мобильные телефоны либо идет обмен контентом между абонентскими устройствами.

2. Среднего радиуса действия.
1) IEEE 802.11 (Wi-Fi) — один из самых известных и применяемых повсеместно набор стандартов, превратившийся в бренд, разработанный в 1990-е гг. и продвигаемый организацией Wi-Fi Alliance. Изначально предполагал передачу данных по радиоканалу со скоростью до 1 Мбит/с, но очень быстро скорость возросла на порядок. Работает в нелицензируемом диапазоне частот 2,4 ГГц. Наиболее широко распространена версия IEEE 802.11b, обеспечивающая скорость до 11 Мбит/с, сегодня практически полностью заменена на IEEE 802.1 lg за счет более высокой скорости передачи данных до 54 Мбит/с. Каждое последующее поколение стандарта обратно совместимо с предыдущими, что очень удобно.

Wi-Fi — самая популярная и доступная сегодня технология беспроводной организации сетей, что обусловлено преимуществами беспроводной связи как таковой. Преимущества Wi-Fi также в том, что его можно быстро развернуть на неподготовленной территории или площадке, при этом одной точкой доступа могут пользоваться несколько человек одновременно. Излучение точки доступа на два порядка (в 100 раз) меньше, чем у сотового телефона при передаче данных.

Логично, что присутствуют и недостатки — например, на количество Wi-Fi-сетей, работающих в одной локации, не может быть больше 13 каналов, это все чаще ощущается в многоквартирных домах. В диапазоне частот 2,4 ГГц работает много другой аппаратуры, например Bluetooth. Все Wi-Fi-устройства, имеющие мощность менее 100 мВт включительно, не подлежат в России регистрации в обоих диапазонах — 5 и 2,4 ГГц, что соответствует стандартам IEEE 802.11a/b/g/n. Более мощные устройства нужно обязательно регистрировать.

2) IEEE 802.16 (WiMAX) — телекоммуникационная технология, разработанная для предоставления беспроводной связи на больших расстояниях широкому спектру устройств — как стационарным, так и мобильным. Основана на стандарте IEEE 802.16, который иначе называется Wireless MAN, но по названию форума, продвигающего технологию как замену DSL, широко распространилось и закрепилось жаргонное название WiMAX. Технология обеспечивает скорость до 1 Гбит/с на ячейку.

Существует две разновидности, названные по области применения — стационарный и мобильный WiMAX. Стационарный является более дальнобойным и скоростным по сравнению с Wi-Fi, мобильный — конкурент мобильным сетям третьего поколения и отличается от статичного поддержкой роуминга и возможностью связи с абонентами, движущимися со скоростью до 150 км/ч.

Стандарт позволяет в идеальных условиях устанавливать соединение между абонентом и базовой станцией до 70 Мбит/с, а между базовыми станциями — до 140 Мбит/с. Архитектура построения схожа с сетями GSM и не требует строительства вышек, достаточно обеспечить прямую видимость между базовыми станциями на высоте крыш домов.

3. Сети дальнего радиуса действия.
1) Радиорелейная связь — один из видов радиосвязи, образованный цепочкой ретрансляционных станций. Как правило, ретрансляторы располагаются на мачтах высотой до 100 м, что позволяет ретранслировать сигнал на расстояние до 40-50 км. Принципиальное отличие от других типов радиосвязи — дуплексный режим работы, позволяющий вести одновременно и передачу, и прием данных. По стандарту в России вновь возводимые магистральные радиорелейные линии связи функционируют на скорости 155 Мбит/с. Дальнейшее развитие может происходить за счет использования пакетной передачи данных по радиоканалу и сложных схем модуляции, что позволяет увеличить скорость до 1 Гбит/с. Негативным фактором является зависимость скорости передачи данных от природных явлений, таких как дождь, туман и т.д.

2) Спутниковая связь — один из видов космической радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников Земли в качестве ретрансляторов. По сути, это вынесенный на очень большую высоту ретранслятор, в поле зрения которого — до половины земного шара, что позволяет отказаться от цепочки ретрансляторов и использовать всего лишь один. Дополнительным преимуществом является возможность подключения к сети удаленных клиентов, например в приполярной области, правда на небольшой скорости — обычно это канал до 2 Мбит/с. Возможна организация односторонней передачи информации, например цифровое спутниковое телевидение.

Недостатками являются слабая помехозащищенность и влияние атмосферы. Еще один немаловажный фактор — задержка передачи данных, которая в зависимости от топологии составляет от четверти до половины секунды, что затрудняет использование онлайн-коммуникации, например телефонной связи, так как время между репликами должно быть не менее 0,5 с.

3) Мобильная сотовая связь — в настоящий момент это наиболее популярная из всех видов мобильной связи, но, с другой стороны, стараниями маркетологов и с помощью рекламы, которая зачастую сильно приукрашивает действительность, самая запутанная. Например, когда девушка, лежа на зеленой лужайке, с помощью USB-модема от одного из операторов «большой тройки» без проблем общается в некоем аналоге Skype, становится немного смешно. Почему? Потому, что заявленные в ролике оператора до 7 Мбит/с превращаются в очень сильно «до».

Выделяют несколько поколений С (generation):

  • 1G — аналоговая сотовая связь в настоящий момент не применяется, так как морально устарела.
  • 2 G — цифровая сотовая связь, наиболее известный стандарт GSM, получила широкое распространение в частотах GSM800/1800/1900.
  • 2,5G — условный стандарт, известный как надстройка над GSM-сетями (GPRS), скорость зависит от количества абонентов, подключенных к этой соте (базовой станции), хотя максимальная скорость ограничена 171 Кбит/с, реальная редко превышает 30-40 Кбит/с. Главная особенность — позволяет тарифицировать трафик не по времени подключения, а по скачанной/закачанной информации.
  • 2,75G — дальнейшее развитие стандарта позволило увеличить скорость до 200 Кбит/с при переходе на EDGE. Теоретически стандарт позволяет поднять скорость до 384 Кбит/с, благодаря чему его можно позиционировать как ЗG-стандарт и передавать мультимедиафайлы на телефоны и компьютеры.
  • 3G — широкополосная сотовая связь, коммутируемая компьютерными сетями, например Интернетом. Наиболее яркий представитель — стандарт UMTS, позволяющий получить в теории скорость к абоненту до 7,2 Мбит/с. Однако в реальности, согласно тесту программы «Среда обитания» от 26 января 2011 г., данные выглядят так:

Дополнительным минусом является высокое энергопотребление, что довольно критично для смартфонов, как правило, обладающих большими экранами, что сокращает время между подзарядками устройства.

  • 4G — LTE Advanced вместе с WiMAX 2 была признана связью четвертого поколения. Планируется постепенное доведение скорости для подвижных объектов до 100 Мбит/с и до 1 Гбит/с — для стационарных. При этом количество абонентских устройств для LTE-сетей очень невелико, в том числе потому, что их цена довольно высока.

Специальные технологии и интерфейсы

Специальные технологии и интерфейсы связи потому и называются специальными, что предназначены для решения узкоспециализированных задач и не являются в силу разных причин массовым явлением. Основные — ZigBee, Fire Wire, AppleTalk и множество других, которые часто лучше и удобнее «ушедших в массы», но в силу разных причин оказались не в мейнстриме. При этом часто такие непопулярные технологии успешно применяются в узкоспециализированных областях.

Виртуализация позволила мгновенно расширять доступные вычислительные ресурсы, память или каналы связи. С другой стороны, сети сделали возможным не зависеть от местоположения этих ресурсов

Тренды и перспективы

Основные тренды и ближайшие перспективы можно посмотреть в отчете компании Deloitte или в периодически публикуемых отчетах Cisco. В частности, прогнозируется стремительное увеличение количества пользователей планшетных компьютеров и переход на твердотельные накопители. Стремительно развивающиеся ЗD-технологии могут стать следующей точкой роста и интересной темой для безопасности, способной решить вопрос ложных тревог. Рост популярности смартфонов и планшетов будет усиливать нагрузку на мобильные и магистральные сети при обмене мультимедиаконтентом и просмотре, например, телевидения онлайн, что, в свою очередь, подтолкнет операторов связи модернизировать сети. Закон Мура в компьютерной технике приближается к неспособности описывать дальнейшее развитие, так как уже сейчас процессоры строятся на 18 нм технологии, что сопоставимо с атомарной структурой вещества. Дальнейшим локомотивом могут стать параллельные вычисления, которые уже активно внедряются.

Со стороны сетей, вероятно, правильнее говорить о развитии Интернета как глобальной сети. Поскольку безопасность — относительно небольшая индустрия, которая идет вслед за компьютерной отраслью, то тренды, например развитие Интернета, оказывают непосредственное влияние на запросы клиентов, которые и формируют дальнейшее развитие рынка безопасности. И самая главная тенденция — это переход на цифру, увеличение качества картинки, полный переход на формат HD (16:9) и бурное развитие мобильного видеонаблюдения.

Редакция: Труш Борис Викторович ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ В КРАСНОДАРЕ

Если Вам понравилась статья, то нажмите кнопку социальной сети — Поделитесь с друзьями

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Оставить комментарий

ЗАКРЫТЬ
Seo wordpress plugin by www.seowizard.org.