СКС для IP-видеонаблюдения

video1-1Статья для журнала Системы Безопасности, №1 2011 г., изд-во Гротек.
Андрей Малков (Labi)

СКС для IP-видеонаблюдения

IP-видеонаблюдение среднего и крупного объекта следует строить в рамках СКС — это постулат. Строить IP-видеонаблюдение, находясь в рамках существующей СКС, чаще всего совсем неудобно — это жизнь

СКС — это очень уж странный предмет, если он есть, то его сразу нет!

Фраза, выделенная жирным шрифтом выше, позаимствована у вдумчивого и универсального специалиста Винни-Пуха. Она отражает всю суть существующего явления: для IP-видеонаблюдения готовая классическая СКС — это пустой горшок. Вещь в хозяйстве нужная, но для решения задач видеонаблюдения малополезная.

Дело в следующем

1. Порты классической СКС расположены «не там». Они сосредоточены в районе рабочих мест и отсутствуют там, где обычно устанавливают видеокамеры (под потолком, в районах входных групп, на лестничных маршах и т.д.);

2. В рамки классической СКС не попадают порты для уличных камер. Все, что в СКС выходит за пределы здания, — это магистральная подсистема кампуса или сети операторов связи. Порты для уличных камер там не предусматриваются.

3. В классической СКС зачастую исчерпан 100-метровый лимит на длину линий. Большинство СКС сегодня строятся так, чтобы в один узел стягивалось как можно больше кабелей, а узел был как можно крупнее. Такой подход дает системному интегратору максимальную стоимость монтажных работ (сулит существенно больше денег) в первую очередь за счет увеличения количества погонных метров. В этом случае на наиболее длинных линиях остается запас в 4—5 метров, что для видеонаблюдения, учитывая места расположения портов, часто недостаточно.

Другими словами, если СКС уже есть, то для IP-видеонаблюдения толку от нее обычно мало. Совсем другой расклад получается, если СКС сразу строить с учетом требований IP-видеонаблюдения.

СКС, подходящая для IP-видеонаблюдения

СКС (структурированная кабельная система) здания — это строго-упорядоченная (то есть — структурированная) совокупность кабелей, кабельных компонентов и коммутационных устройств.

Для IP-видеонаблюдения лучше всего подходит кабельная система, в которой в каждом узле на каждом уровне коммутации предусматривается установка активного оборудования (коммутаторов сети). Это позволяет преодолеть 100-метровое ограничение по длине линий.

На рис. 1 приведена линейная схема соединения узлов СКС, где:
* магистральная подсистема здания соединяет распределительный узел здания и этажные узлы;
* горизонтальная подсистема соединяет этажные узлы с узлами рабочих групп, а узлы рабочих групп — с портами розеток.

line3
Рис. 1. Линейная схема соединения узлов СКС

Длина каждого участка линий такой СКС может достигать 92 метров — это 100-метровое ограничение минус 2 аппаратных шнура, в среднем по 4 метра.

В такой СКС расстояние между портами, расположенными в противоположных крыльях здания, может достигать 368 метров (4×92 метра).

При использовании в узлах настенных шкафов, топология СКС может соответствовать схеме, показанной на рис. 2.

topolog3
Рис. 2. Топология СКС при использовании в узлах настенных шкафов

В наиболее защищенном месте располагается распределительный узел, к которому подключены этажные узлы (это магистральная подсистема здания, далее идет горизонтальная подсистема), к которым, в свою очередь, подключены узлы рабочих групп, а к последним — порты розеток. При этом один этажный узел обслуживает собственный этаж и два смежных этажа.

В случае использования напольных шкафов на каждом этаже необходимо организовать телекоммуникационную комнату, куда будут стянуты кабеля от розеток всего этажа. При этом максимальная длина каждого плеча горизонтальной подсистемы сократится на 92 метра.

Для еще большего усложнения СКС и ее соответствующего удорожания можно постараться стянуть все кабели в один центральный узел. В этом случае длина каждого плеча горизонтальной подсистемы сократится еще на 92 метра, но зато все будет выглядеть весьма солидно и монументально. Как памятник Петру работы Церетели — сразу ясно, что денег стоило немалых.

Розетки для видеокамер целесообразно размещать в районе потолка в углах со стороны окон, на стенах напротив входов, на лестничных маршах и т.д. То есть везде, где специалист по видеонаблюдению может представить себе необходимость в видеокамере, а системный администратор не сможет поставить компьютер.

Розетки под IP-видеокамеры следует закладывать независимо от текущих планов по установке видеокамер. Избыточность портов — это основной принцип СКС. Где-бы потом не захотелось смонтировать видеокамеру — недалеко должна оказаться розетка с соответствующими портами.

Под камеры, устанавливаемые на наружные стены здания, также вполне разумно заранее заложить внутренние розетки и кондуиты (кондуит — красивое слово, в СКС обозначающее трубу, замурованную в стену) так, чтобы уличные камеры могли быть подключены к этим розеткам.

Остальные уличные видеокамеры (вне границ здания) следует монтировать как отдельную систему, не пытаясь их притянуть к СКС.

При этом надо помнить, что IP-видеокамеры нуждаются в бесперебойном (резервируемом и независимом от других приложений) питании. Чтобы его обеспечить, во всех узлах СКС следует предусмотреть место под источники бесперебойного питания, а в узлах рабочих групп нужно заложить PoE-коммутаторы (PoE — питание поверх Ethernet, то есть без дополнительного кабеля питания).

Если надо, то надо

Реклама в Интернете и различных специализированных журналах говорит о том, что СКС — это уже практически построенная система IP-видеонаблюдения. На полную готовность СКС ко всему, включая видеонаблюдение, часто указывают и немалые деньги, ранее потраченные на ее строительство.

В такой ситуации монтажнику видеонаблюдения деваться некуда — нужно варить суп из СКС-топора. Для этого (см. рис. 3).

* Часть модулей портов розеток на рабочих местах утапливается внутрь короба (или в блоки розеток).
* К этим модулям портов аппаратными шнурами подключаются видеокамеры.
* Штатные провода питания видеокамер протягиваются от блоков питания через освободившиеся окна портов к видеокамерам.
* Провода питания и аппаратные шнуры закрываются миниатюрными кабель-каналами.

Если длины линий не хватает, то устанавливаются промежуточные коммутаторы сети. Так, как это делали до СКС, — коммутаторы просто монтируются на стену.

image088
Рис. 3. Подключение IP-видеокамеры к порту рабочего места

Если не хватает длины проводов питания, то на этот случай отдельные производители видеокамер выпускают специальные удлинители питания. Понятно, что монтажники врядли будут их искать — просто нарастят провода питания. Однако здесь нужно быть осторожными. Если камера питается пониженным напряжением (5,1 В; 3,3 В), то это верный признак того, что ее провода питания удлинять нельзя (из-за бОльших токов и по причине того, что такое напряжение подается сразу на микросхемы камеры, без обычного понижения).

В этом случае разумнее подумать о питании по PoE. Если видеокамера не поддерживает PoE, то рядом с ней можно поставить PoE-сплиттер (отделитель питания). Если PoE не поддерживает коммутатор сети, то рядом с ним можно установить PoE-инжектор.

Если нет СКС

В заключение еще одна цитата уважаемого Винни-Пуха:

— Никто не может грустить, когда у него есть воздушный шарик!

Есть СКС — надо быть бодрым и веселым. Однако если СКС нет, то следует радоваться вдвойне — ее можно построить, в том числе и под IP-видеонаблюдение.

Справочно: Где кончается ЛВС и начинается СКС

Когда-то, 20 лет назад, что по меркам IT-области – в стародавние времена, на земле существовало большое количество разнообразных локальных сетей. Тогда каждый крупный производитель придумывал свой вариант организации локальной вычислительной сети (ЛВС) и своими-же силами выводил его на рынок.

В результате сети были радикально разными, что создавало проблемы при строительстве различных коммерческих зданий – ведь заведомо не известно, кто именно будет арендовать помещения здания и какие сети арендаторы предпочтут.

Выходом из сложившейся ситуации оказалась идеология построения кабельной системы, применимой к любой сети, любому другому приложению, включая телефонию и полевые шины автоматических систем управления, и к любой возможной топологии построения сетей (дерева, шины, звезды, кольца и произвольного соединения).

Так появилось понятие Структурированная Кабельная Система – СКС, рассчитанная на “зоопарк” из 48-ми различных приложений, в основном существовавших 20 лет назад.

Однако далее, в течении буквально 5-ти лет, среди локальных сетей появился явный лидер – Ethernet.

В последующее время большинство СКС стали строить всего для двух приложений: Ethernet и медной (Не-IP) телефонии.

Мало того, в последние годы технология Ethernet вышла за пределы локальных сетей и активно стала вытеснять традиционную медную телефонию, аналоговое видеонаблюдение и полевые шины в индустриальных системах управления.

В итоге за рубежом бОльшая часть СКС сегодня строится всего под одно приложение – Ethernet (включая ЛВС, IP-телефонию, IP-видеонаблюдение и системы управления). В России пока большинство СКС строятся под два приложения: Ethernet (включая ЛВС и IP-видеонаблюдение) и медную телефонию.

То есть из всего широчайшего набора положений, содержащихся в определении СКС, сегодня актуальными являются только те, которые совпадают по идеологии (структуре и топологии) с Ethernet и медной телефонией. Остальные многочисленные положения СКС – это не более, чем история.

Справочно: Современная СКС

Занимаясь строительством СКС сегодня нужно отчётливо понимать – что и для чего предназначено.

Если необходимо освоить солидный бюджет, то следует твёрдо настаивать на том, что СКС строится для 48-ми различных приложений, без привязки к активному оборудованию сети. Настаивать на том, что основа СКС – это просторная телекоммуникационная комната (серверная) с большими напольными шкафами и лотками, полными кабелей.

Тем более под высоко-бюджетные кабельные системы выпускаются такие-же дорогие и большие коммутаторы сети. Коммутаторы, в которых одновременно содержатся все уровни деления сети — от уровня ядра до уровня доступа — в результате чего каждый отдельный порт приобретает весьма высокую цену.

Вообще, в классической СКС есть крепкие традиции нагромождения и усложнения всего и вся. Например, правила маркировки кабелей и устройств обычно рассчитаны на то, что СКС может закрывать целую группу зданий – кампус (корни этого живут в СКС университетских кампусов – мечте системного интегратора), а не ограничивает СКС отдельным зданием. Чтобы понять, во что это обычно выливается, можно представить себе как будет выглядеть номер простой городской квартиры, содержащий в себе информацию о доме, улице и центральной площади, в которую втекает улица. То есть, вместо таблички с двумя-тремя цифрами на двери квартиры должен быть нанесён длинный ряд цифр и букв, понять которые можно, только заглянув в специальный журнал (журнал «соединения дверей квартир с центральной площадью города»).

В случае строительства СКС для IP-видеонаблюдения такой классический подход скорее-всего не пройдёт, поскольку существует жёсткая ценовая и технологическая конкуренция с аналоговым видеонаблюдением.

В этом случае к СКС правильнее подходить как к набору компонентов для построения ЛВС, то есть, как к некоему аксессуару для Ethernet.

Вот тут специалисту по СКС следует осознать, что понятие Ethernet само по себе содержит в себе структуру и топологию, согласно с которыми строятся все современные локальные сети.

При этом эту структуру и эту топологию легко можно реализовать в рамках СКС, используя их как фильтр от всего ненужного, усложняющего и удорожающего обычную СКС.

Исходя из этого, на рисунке 4 уровни деления ЛВС соотнесены с уровнями деления СКС:

scslvs640
Рис.4. Соотношения уровней ЛВС и СКС

1. Уровень доступа (Access Layer) соответствует уровню узлов рабочих групп СКС или уровню точек консолидации. На этом уровне устанавливаются L2-коммутаторы для рабочих групп;

2. Уровень распределения (Distribution Layer) соответствует уровню этажных узлов CКС. На этом уровне устанавливаются L3-коммутаторы, связывающие коммутаторы рабочих групп с коммутатором ядра сети;

3. Уровень ядра (Core Layer) соответствует уровню распределительного узла СКС здания.
На этом уровне размещается L2 или L3-коммутатор ядра сети, являющийся центром ЛВС;

4. Уровень коммутаторов серверов (Server Farm) соответствует аппаратной/серверной комнате СКС. Коммутатор серверов размещается в серверном шкафу и связывается непосредственно с коммутатором ядра;

Для защиты ЛВС от воздействий из вне в СКС организуется точка демаркации, где размещается оборудование, поддерживающее работу внешних сетей и активное оборудование операторов связи.

Соблюдение делений на эти уровни делает СКС масштабируемой (всегда можно достроить новые сегменты, не вмешиваясь в работающие) и доступной, в первую очередь за счёт сокращения количества погонных метров кабелей (от видеокамер и портов на рабочих местах кабели не тянутся в один общий узел, а прокладываются только до ближайшего узла, откуда идёт уже 1-2 кабеля, без широких лотков и больших кондуитов).

Справочно: СКС, медная телефония и бардак

К сожалению, большинство СКС связаны с бардаком, отсутствующем при сдаче СКС и прогрессирующем в ходе её эксплуатации. Так, как это отражено на рисунке 5.

Вся СКС хабботня живёт здесь!
Рис.5. Коллажи, примеры бардака в СКС

Источником бардака в СКС является механическая пере-коммутация. То есть перекрёстное соединение портов коммутационных панелей и коммутаторов сети соответствующими шнурами.

Однако недопущение бардака в СКС — вполне решаемая задача (см. рисунок 6). Для этого :

Рис.6. Узел СКС без механической пере-коммутации портов
Рис.6. Узел СКС без механической пере-коммутации портов

а. Необходимо исключить механическую пере-коммутацию портов ЛВС. Поэтому следует использовать исключительно управляемые коммутаторы, чтобы пользователей можно было разбивать на группы (V-Lan, отдельные виртуальные сети) и можно было переносить любого пользователя из одной группы в другую простой перенастройкой коммутатора, без перекладывания соединительных шнуров. При этом количество портов коммутаторов должно быть избыточным, чтобы их можно было сразу соединить с портами СКС, аккуратно уложив длинные шнуры в кросс-организаторы или изготовив шнуры «в нужный размер» (ранее было принято избыточность обеспечивать только за счёт портов СКС);

б. Коммутацию медной (Не-IP) телефонии, если она объективно нужна, разумнее вынести в отдельный телефонный кросс (см. на рисунке 6, справа) с обычными телефонными плинтами (блоками ножевых контактов). Суть в том, что плинты соединяются тонким кроссировочным проводом (одной парой проводников вместо четырёх пар в толстой общей оболочке), укладываемым в специальные компактные кросс-организаторы и автоматически отрезаемым в нужный размер специальным разделочным инструментом. То есть, несмотря на то, что аналоговой телефонии свойственны перекрёстные соединения, в отдельном телефонном кроссе бардак создать достаточно сложно;

в. Не надо стремиться к большой плотности портов в узлах СКС, стягивая туда как можно больше кабелей. Разумнее сделать бОльшее число узлов СКС и получить экономию на меньших длинах кабелей (на стоимости СМР).

Гигантомания – это не то, за что в СКС стоит бороться, а потом – расхлёбывать.

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s