IP сети в системах безопасности

Современная система безопасности объекта, включает в себя подсистемы охранной и пожарной сигнализации, контроля и управление доступом и видеонаблюдения и представляет собой совокупность устройств (извещателей, видеокамер, панелей сигнализации, компьютеров и т. д.), соединенных физическими или беспроводными каналами связи и между которыми в процессе функционирования происходит информационный обмен.

За последние 10-15 лет, повсеместное внедрение интегрированных инженерных систем способствовало масштабному переходу производителей на оборудование, использующее в качестве среды передачи IP сети, помимо более унифицированной интеграции, это позволяет так же использовать единую кабельную инфраструктуру для нескольких систем безопасности.

Анализ современных тенденций в сфере производства охранного оборудования свидетельствует о том, что большинство производителей, оборудования видеонаблюдения, СКУД, охранной и пожарной сигнализации и иных систем предусматривают возможность передачи данных по сетям TCP/IP. Т.о. наблюдается рост популярности сетевых систем безопасности и повышение спроса на соответствующее оборудование.

Основными факторами, способствующими распространению сетевых систем, являются:

Возможность передачи в рамках одной сети сигналов и сообщений систем различного назначения с сохранением общности управления и мониторинга;
Универсальность средств передачи данных (медный кабель и оптоволокно);
Отсутствие необходимости ретрансляции, т.к. она заложена в принцип построения IP сети;
Неограниченные расстояния передачи данных. Особенности протоколов передачи в цифровой IP сети обеспечивают проверку целостности каждого пакета информации, таким образом, отсутствует затухание сигнала;
Широкий выбор оборудования;
Простота при масштабировании системы, которая характеризует все IP сети. К сети подключаются дополнительные коммутаторы;
Отказоустойчивость, возможность передачи информационного пакета разными маршрутами;
Экономия средств при строительстве инфраструктуры возможно за счет двух факторов. Первый – одна сеть обслуживает оборудование нескольких систем. Второй – возможность передачи питания по информационной линии с использованием протокола Poe и Poe+, если используется Ethernet.

Основной недостаток применения IP сетей в системах безопасности – необходимость обеспечения безопасность самой IP сети от взлома. Причины взлома аналогичны таковым при взломе любой компьютерной сети – человеческий фактор и недостатки (дырки) в ПО поставщика оборудования. Методы защиты так же аналогичны – обучение персонала, применение закрытых сетей, применение шифрования при передаче данных.

IP видеонаблюдение

Под IP системой теленаблюдения будем понимать передачу видео сигнала по сетям по протоколам TCP/IP.

Например, не является системой IP-видеонаблюдения. Система, состоящая из нескольких телекамер, передающих аналоговый сигнал по коаксиальному кабелю на цифровой регистратор, пусть даже доступ к нему и осуществляется по IP сети.

Видеонаблюдение с помощью IP-камер сегодня один из наиболее активно развивающихся сегментов современных систем безопасности. С развитием технологий, характеристики оборудования непрерывно улучшаются, стоимость же напротив снижается (рассматривается стоимость в долларовом эквиваленте).

Это обусловлено преимуществами, которые дают предоставляют современные системы IP-телевидения:

Матрицы высокого разрешения формируют изображение, позволяющее одновременно захватить большое количество объектов, а при необходимости приближения различать небольшие детали, такие как номера машин или индивидуальные черты лиц;
Возможность размещения телекамер в разных городах, при этом они будут работать в единой системе и отображаться на всех постах, к которым осуществлена их привязка. В данном случае, требуется уделить большое внимание обеспечению безопасности работы;
Простая масштабируемость: подключение новой камеры к системе с технической стороны решается просто и быстро;
Встроенные средства искусственного интеллекта даже в недорогих моделях, позволяют системе проводить анализ изображения, снижая нагрузку на оператора;
Возможность реализации записи архива переменной плотности. Когда при определенных условиях производится запись с повышенным или пониженным разрешением (или числом кадров в секунду);
Возможность передачи питания и данных по одной линии.

Основными компонентами системы IP-видеонаблюдения являются (оборудование сетевой инфраструктуры не рассматривается):

IP-камеры – это цифровая видеокамера, особенностью которой является передача видеопотока в цифровом формате по сети, использующей протокол IP. IP-телекамера представляет собой небольшой компьютер, основной задачей которого является преобразование «аналогового живого изображения» в цифровой сигнал определенного формата (H.264, Mpeg-4 и т.п.) сигнала Являясь сетевым устройством, каждая IP-камера в сети имеет свой IP-адрес и MAC – адрес;
IP-видеорегистраторы (Network Video Recorder) – это автономное устройство со встроенным мультимедийным процессором. Он позволяет транслировать видео на мониторы с одной или нескольких IP-камер, записывать видеосигнал и аудиопоток на жесткий диск, просматривать выбранные фрагменты видеозаписи, сохранять архивные данные на внешние носители. Видеорегистраторы применяются в относительно небольших системах, т.к. сочетают в себе все функции устройств обработки, отображения, записи и хранения данных. В больших системах эти функции могут распределяться на несколько устройств;
IP-видеодекодеры – устройства, которые служат для преобразования традиционного аналогового видеосигнала в высококачественное цифровое видео, с целью дальнейшего его использования в системе IP видеонаблюдения. Применяются при модернизации аналоговых систем, когда старые телекамеры подключаются к IP-видеорегистраторам;
IP-видеосерверы – устройства, осуществляющие управление и распределение видеопотоков в больших системах. Видеонаблюдение генерирует наибольший объем траффика из всех систем безопасности, и обычному видеорегистратору не хватает мощности для обработки всей информации. Задача видеосервера – произвести первичную обработку сигнала и «распределить обязанности» между другим оборудованием;
Системы хранения данных - это файловые серверы большой емкости. В современных решениях, система управления хранением данных объединена с системой управления IP системой, в результате, пользователь осуществляет настройку параметров хранения в основной программе, а сервер «подстраивается» под настройки без участия пользователя;
IP-рабочие станции, джойстики и клавиатуры – средства управления. Средства работы для сотрудников служб безопасности. Предназначены для оперативного управления оборудованием, отображения информации, в т.ч. на мнемосхемах, определения места нарушения, общей настройки системы.

IP охранно-пожарная сигнализация

Основное отличие IP системы ОПС от IP систем видеонаблюдения в том, что изменение стоимости конечного оборудования, реализованного для работы в IP сети по сравнению со стандартным будет разным. IP камера дороже аналоговой камеры в разы и менее, IP извещатель охранной или пожарной сигнализации будет дороже своего стандартного аналога на порядок и более. Это фактор ограничивает внедрение IP оборудования на «полевом» уровне, переход в IP осуществляется на уровне приемно-контрольных панелей и преобразователей интерфейсов.

Оборудование охранной и пожарной сигнализации обычно подключается к Ethernet через IP-шлюзы, основная цель – соединение объектового оборудования с системой управления более высокого уровня (например, системой управления зданием).

Другим важным преимуществом и использования технологии IP является возможность создания интегрированной системы безопасности на единой платформе, объединяющей в себе функции видео, контроля доступа, охранно-пожарной сигнализации, с использованием одной графической оболочкой с единой базой данных.

Так же преимуществом применения IP-технологий в охранно-пожарных системах являются:

Возможность построения распределенных объектов;
Возможность интеграции данных системы с бизнес-процессами предприятия;
Возможность удаленного администрирования с максимальной степенью передачи информации и детализации событий;
Снижение эксплуатационных расходов, в ряде случаев для настройки и управления, нет необходимости выезда на объект;
Гибкость и наглядность при конфигурировании, анализе, обработке, накоплении и отображении данных;
Возможность централизации задач мониторинга и, снижение издержек за счет исключения дублирования этой функции операторами нескольких систем;
Возможность контроля действий оператора.

IP СКУД

В стоимостном отношении, реализация IP-систем контроля и управления доступом занимают промежуточное положение между IP видеонаблюдением и IP ОПС. Стоимость оборудования СКУД, поддерживающего прямое подключение к TCP/IP сети выше, но не существенно по сравнению со стандартным.

Основные преимущества применения IP-технологий в СКУД:

Возможность удаленного мониторинга, конфигурирования и управления контроллеров СКУД без потери функциональности;
Возможность прямого информационного обмена со смежными инженерными системами;
Синхронизация в реальном времени множественных точек доступа с целью контроля повторного прохода, зонирования, обеспечения шлюзовых режимов, автоматизированных операций постановки/снятия с охраны;
Простое масштабирование и расширение функциональности до глобальной распределённой географически систем;
Использование стандартных средств защиты информации.

Наиболее часто, интеграцию СКУД в IP сеть осуществляют по технологии, которую используют при разработке систем IP-ОПС. Существующая функционирующая подсистема, на уровне сетевых контроллеров присоединяется к IP-шлюзам, далее несколько подсистем объединяются по TCP/IP сетям в большую. Права доступа к настройкам каждого из контроллеров определяются при настройке системы.

При этом при потере соединения с стальными частями системы, контроллеры СКУД продолжают выполнять свои функции:

При необходимости полноценно функционировать в автономном режиме (т.е. помнить о правах доступа, протоколировать события, управлять дополнительными устройствами, а при возобновлении связи с основным оборудованием – передать эту информацию на центральный пост);
Контролировать доступ на объект и осуществлять учёт рабочего времени;
При восстановлении связи с основным оборудованием, обеспечить доставку и получение изменившихся данных.

Интеграция на базе IP сетей

Критическим моментом при проектировании IP-сети для системы безопасности является необходимость обеспечения высокой пропускной способности сети. Поток данных от устройств к оборудованию управления может быть существенен, в особенности, если в сети используется ip-телекамеры системы охранного телевидения.

С приходом в системы безопасности IP-технологий понятие «интеграция» стало употребляться настолько часто, что можно было бы сделать вывод что почти все системы безопасности интегрируются друг с другом. В теории это так, но на практике, для полноценной интеграции не взаимосвязанных систем, разработчик должен написать специализированное программное обеспечение. Подобные решения существуют в коробочном варианте, но они могут иметь ограничения в реализации определенных функций и при подключении новых устройств.

Основным признаком интеграции на базе IP сетей является то, что пользователь при ее использовании имеет доступ ко всем функциям и настройкам камер и регистраторов, панелей через единый интерфейс. Основной смысл интеграции – разработка и применение на объекте алгоритмов автоматического управления системами.

Интеграция представляет собой самый «прямой» способ обеспечения совместной работы элементов системы на протяжении всего времени функционирования, независимо от изменения версий каждого входящего в систему продукта. При масштабировании системы, новое оборудование включается в общую сеть автоматически.

Фактически же обещанная многими продавцами интеграция подразумевает собой простую совместимость одного оборудования с другим, при этом для ее реализации часто требуются дополнительные решения от монтажной организации. Возможное расширение такой системы повлечет за собой большой объем по «подключению» нового оборудования.