Выбираем систему видеонаблюдения: облачная vs локальная с Интернетом

Еще несколько десятилетий назад передача видеоданных через компьютерные сети была довольно сложным делом, которое занимало достаточно много времени. Сегодня технологии усовершенствовались, скорость передачи данных возросла во много раз. Как результат, передача видеороликов в цифровом виде через сеть стала намного проще. Очень часто такой способ передачи видео является более удобным, чем традиционная трансляция через коаксиальный кабель. Все это поспособствовало появлению таких устройств, как IP-камеры.

IP-видеонаблюдение использует передачу данных в цифровом виде. Как и другая информация, видео передается с камер через узлы локальной компьютерной сети конечному пользователю. Видеоданные можно передавать на огромные расстояния посредством Интернета. Часто IP-камеры называют еще сетевыми видеокамерами, так как они используют уже готовые компьютерные сети для трансляции видео. Входное изображение оцифровывается и передается на удаленный компьютер самой видеокамерой или IP-видеорегистратором. Изображение из IP-камеры можно увидеть, настроив доступ через обычный интернет-браузер или специальную программу-клиент. Современные сетевые видеокамеры имеют возможность обрабатывать изображение до получения нужного формата, а также анализировать его благодаря встроенному вычислительному процессору.

Знаете ли вы?

Первая сетевая ip видеокамера была создана еще в далеком 1996 году компанией «Axis». Камера обладала разрешением в 0.3 MP и являлась полноценным цифровым устройством, но к сожалению война с аналоговыми системами, полностью захватившими рынок систем видеонаблюдения на тот момент была недопустима, поэтому технология была забыта на долгие годы.

Содержание

Простейшая система IP-видеонаблюдения состоит из одной или нескольких сетевых камеры, маршрутизатора, ПК в качестве сервера, видеорегистратора (опционально) и кабелей для связки всего оборудования (витая пара). Так как половина из этих устройств (компьютер, маршрутизатор, коммуникации) уже есть на любом современном объекте, то такая схема является довольно выгодной для пользователей. Конечно, потребуется дополнительное оборудование, в первую очередь, IP-камеры, количество которых зависит от масштаба будущей системы наблюдения.

Конечно, не все так просто. Характеристики сети должны соответствовать выбранному оборудованию. Качественный видеосигнал требует наличия 20-мегабитной полосы пропускания. Этого достаточно для трансляции видео в высоком качестве. Компьютер должен быть достаточно мощным для работы с видео в реальном времени. Переход на IP-видеонаблюдение еще не означает, что в системе должно быть только цифровое оборудование. Как вариант, можно использовать традиционные аналоговые видеокамеры и гибридный видеорегистратор, который будет оцифровывать видеосигнал и передавать его через компьютерную сеть.

IP-камеры. Преимущества и недостатки.

Да, передавать данные на компьютер можно и с аналоговых устройств, но IP-видеонаблюдение подразумевает использование в первую очередь сетевых камер. Цифровые IP-камеры являются наиболее значимым элементом подобной системы наблюдения. Они очень часто выполняют функции видеорегистратора (обрабатывают сигнал и передают его на ПК, или сохраняют в архив на карту памяти). Устройство может быть оборудовано беспроводный передатчиком, что упрощает его подключение к сети Wi-Fi. Камера получает свой IP-адрес в компьютерной сети наравне с другими устройствами. Это значит, что ее легко можно найти через любой компьютер в локальной сети. Но настройка доступа возможна только при знании пароля и других параметров. Возможность подключения к любой компьютерной сети и поддержка Wi-Fi-технологий делают IP-камеры достаточно мобильными устройствами, если сравнивать их с традиционным оборудованием для видеонаблюдения.

Преимущества использования систем на основе IP-камер:

1. Простота установки.
   Видеокамеры подсоединяются к уже готовым коммуникациям. Многие объекты с самого начала оборудованы сетевым оборудованием, что значительно упрощает работу по подключению видеонаблюдения. Поддержка беспроводных технологий иногда вообще позволяет избежать прокладки дополнительных кабельных линий. Возможен вариант, когда один Ethernet-кабель используется не только для передачи данных, а и для подачи электропитания на камеру (PoE-технология);
2. Мобильность.
   Оператор системы наблюдения не привязан жестко к одному месту, из которого он может работать с видеокамерами, как в случае традиционного видеонаблюдения. Он может подключаться к удаленному компьютеру через локальную сеть, или настроить удаленный доступ через интернет. Как устройство мониторинга можно использовать ноутбук, планшет, смартфон. Специальное ПО позволит передавать данные с IP-камер, задавать параметры съемки, просматривать файлы видеозаписи;
3. Практичность
   . Сами IP-камеры являются многофункциональными устройствами. Они отвечают и за съемку, и за оцифровку, и за передачу данных. Наличие дополнительного оборудования, такого, как видеорегистратор, не обязательно. Помимо этого, устройства в IP-системах наблюдения легко комбинируются одно с другим. Видеокамеры можно дополнить специальными датчиками сигнализации, картами памяти. Видеоустройства также способны самостоятельно обрабатывать входную информацию, как система видеоаналитики (распознавания номеров, лиц и других объектов на видео);
4. Качественное изображение.
   Использование современных кодеков позволяет передавать видео с высоким разрешением через сеть без потерь;
5. Гибкость.
   Системы наблюдения данного вида можно легко расширять за счет добавления новых устройств. При этом пользователь не ограничен территорией самого объекта, при необходимости он может настроить удаленный доступ. Используя беспроводные IP-камеры, легко можно обустроить видеонаблюдение в тех точках объекта, к которым невозможно подвести проводное соединение;
6. Безопасность.
   Как и все данные в компьютерных сетях, видео с камер наблюдения передается на компьютер пользователя в зашифрованном виде. Получить доступ к камере напрямую можно только посредством ввода пароля.

Сетевые камеры – это выгодная альтернатива традиционным аналоговым устройствам. Они способны не только качественно защитить объект, но и помочь пользователю с анализом видеоданных.

Недостатки сетевых видеокамер:

1. Стоимость.
   Как правило сетевая камера стоит дороже аналога из-за гораздо сложной архитектуры устройства, ведь по сути ip видеокамера это небольшой компьютер.
2. Плохая светочувствительность. 
   Ip видеокамеры проигрывают аналоговым устройствам в светочувствительности, а значит съемка в ночное время суток у сетевых видеокамер куда менее информативней, связано это с тем, что все ip видеокамеры оснащаются CMOS матрицами, которые значительно уступают CCD.
3. Задержка при передачи видеосигнала.
   В отличии от аналоговых видеокамер с которых передача видеосигнала происходит мгновенно, сетевым камерам необходимо постоянно сжимать видео-поток, из- за чего сигнал проходит с задержкой от одной до трех секунд.

Сетевые видеокамеры имеют различное исполнение, которое соответствует любому критерию выбора. Рассмотрим типы ip видеокамер:

Корпусные видеокамеры.
Такие видеокамеры предназначены для установки вне помещения в специальный гермо-кожух. Хочется отметить, что производителей выпускающих данные решения с каждым днем все меньше. Сегодня все производители систем видеонаблюдения стараются облегчить процесс установки и позиционирования видеокамеры, поэтому создаются различные цилиндрические уличные видеокамеры, защищенные от влияния внешней среды.

Корпусные компактные видеокамеры (мультимедийные)
. Этот тип применим только для установки внутри помещения. Отличное решение для офиса или квартиры. Такие видеокамеры еще называют мультимедийными, так как они имеют встроенный микрофон и разъем под флэш карту.

Купольные видеокамеры
. Обычно купольные видеокамеры монтируются внутри помещения, так как рабочий диапазон температур внутренней видеокамеры составляет от + 10 до +50 °с, реже можно встретить и уличные купольные видеокамеры, которые как правило обладают железным корпусом и встроенным обогревателем. Идеальное место монтажа купольной видеокамеры считается потолок, но и на стене смонтировать и отрегулировать не составит большого труда, если устройство не имеет вариофакальный объектив.

Поворотные видеокамеры(PTZ)
. Данные видеокамеры применяются на местах, которым необходим постоянный мониторинг и тщательное слежение за объектом. PTZ видеокамера может менять угол и сцену обзора, производить зумирование, но  следует понимать, что все эти действия производятся не в автоматическом режиме, а с помощью оператора, управляющим устройством при помощи ptz пульта или удаленно через сms клиент. В автоматическом режиме ptz видеокамера способна вести патрулирование по заранее заданным точкам. Поворотная видеокамера стоит гораздо дороже любой другой видеокамеры, более дорога в обслуживании, так что в большинстве случаев стоит сто раз подумать, что будет лучше установить одну ptz видеокамеру или 5 обычных за эти же деньги.

Цилиндрические видеокамеры.
Такие видеокамеры выполнены в уличном корпусе, напоминающий цилиндр. Установка возможна как на улице так и внутри помещения. Установка камеры цилиндрического типа возможна, как на потолке так и на стене. Цилиндрические видеокамеры это лучшее и самое удобное решение для рядового покупателя, решившего организовать уличное видеонаблюдение.

Говоря о разрешении ip видеокамер необходимо понимать, для каких целей  выбирается  устройство. Конечно можно предположить, что чем выше разрешение тем лучше, от части это верно, но относительно чего? На сегодняшний день доступны разрешения от 1  до 12 мегапикселей, но по сути есть всего два разрешения способные выдавать правильное широкоформатное соотношение сторон 16:9 это 1MP HD ( 1280 х 720) и 2 MP Full HD( 1980 х 1080), все остальные разрешения имеют соотношения  4:3 что вовсе неестественно смотрятся на компьютерном мониторе . Другими словами  IP видеокамера c разрешением 4 MP может выглядеть идентично или даже хуже на  мониторе Full HD по сравнению с 2MP видеокамерой.

Но стоит согласиться с тем, что чем выше разрешение ip видеокамеры чем больше высота и широта кадра, т.е видеокадр  допустим с 2 MP видеокамеры будет более информативным чем с 1 MP.

При выборе ip видеокамеры по качеству разрешения необходимо отталкиваться не от технических характеристик заявленных в паспорте, а от ее тестовой записи. Каждый, уважающий себя производитель, которому нечего скрывать от своих клиентов выкладывает демо видео своей продукции.

Как обманывает производитель?

Некоторые сомнительные компании применяют интерполяцию для искусственного повышения разрешения, благодаря чему видеокамера с матрицей с разрешением в 1280 х 720 пикселей может разгоняться процессором видеокамеры до Full HD, теряя при этом в качестве.

Существуют две технологии матриц для камер видеонаблюдения СMOS и CCD. По светочувствительности первая гораздо уступает второй, но искать сегодня ip камеру c ПЗС матрицей (CCD) занятие неблагодарное. CCD матрица гораздо сложнее и дороже в производстве именно поэтому крупные производители перешли на CMOS и постоянно ведут разработки для ее улучшения.

Да конечно тот СMOS, что выпускался на первых порах уступает сегодняшнему. Первые APS
CMOS матрицы создавали слишком много шумов они получили применение в бюджетном сегменте, сегодня доступна более усовершенственная CMOS матрица ACS.
Матрица ACS CMOS имеет больший размер, что позволяет достигать более высокую светочувствительность.

Чем больше размер матрицы, чем больше света отдается на каждый пиксель изображения, а значит тем выше светочувствительность. Размер матрицы всегда указан в дробях 1/3, 1/4, 2/3.

Полезные технологии

В хороших ip видеокамерах можно встретить следующие обозначения: WDR, DNR, AWB. Эти технологии позволяют достигнуть оптимального изображения в трудных условиях.

WDR
 (Wide Dynamic Range) — технология расширения динамического диапазона. Крайне необходимая опция в условиях плохой освещенности, например когда  передний план слишком яркий, а задний очень темный или наоборот. Что бы достигнуть оптимального освещения на кадре и не допустить засвет следует использовать видеокамеры с WDR.

DNR
(Digital Noise Reduction) — цифровое шумоподавление. Видеокамера при работе улавливает различные шумы от электромагнитных волн излучаемых  от различного близ лежащего оборудования, что негативно сказывается на четкости изображения. Так же появлению шума способствует слабая освещенность. Чтобы избежать размытия и нечеткости стоит прибегнуть к оборудованию с DNR функцией.

Существует два типа  DNR функций: 2D и 3 D. 2D DNR уступает 3D DNR в сглаживании размытых границ.

AWB
— автоматический баланс белого. Технология позволяет достичь реальных цветов при постоянно меняющемся освещении.

ГлавнаяВидеонаблюдениеСистемыЛокальная сеть видеонаблюдения — 5 советов по построению

Большое количество самого разнообразного сетевого оборудования различных уровней дает возможность организовать локальную сеть для передачи значительного объема информации.

В локальных сетях могут использоваться различные средства и способы передачи данных. Это может быть витая пара, оптоволокно, Wi-Fi.

Содержание:

Коммутаторы и разграничение сетей

Даже если в сети присутствует несколько камер видеонаблюдения, необходимо приобрести для них отдельный гигабитный коммутатор.

Это не только позволит в будущем легче провести масштабирование и модернизацию сети, но эффективно разграничит информационные потоки.

Гигабитные коммутаторы имеют ряд преимуществ над обычными:

• большая пропускная способность портов и внутренней шины;
• увеличенный размер таблицы МАК адресов;
• возможность настройки приоритетов трафика.

Кроме того, это уменьшит вероятность несанкционированного доступа к видеоданным из локальной и глобальной сети.

При монтаже переносного видеодомофона не требуется прокладка кабеля и иного нарушения целостности несущих конструкций.

Наличие выходного интерфейса HS+, HS-, VO, GND позволяет подключать дополнительные устройства. Это может быть такой же монитор или трубка УКП. Подробнее о видеодомофонах на 2 монитора читайте здесь.

Как вариант защиты от проникновения в точке пересечения локальной и видеосети можно установить программируемый маршрутизатор с параметрами безопасности полного запрета по умолчанию и давать доступ с выделенных IP адресов вручную.

Это подводит сетевых интеграторов к еще одному варианту сетевого разграничения – разведенная адресация подсетей.

Если сеть организации использует Active Directory для управления правами пользователей, то достаточно ограничить диапазон IP адресов, которые используются. Но если сеть одноуровневая, то для системы видеонаблюдения следует использовать IP адреса отличного Domain Forest.

Пример при многоуровневой сети адреса ПК 192.134.1.10 – 20, адреса IP камер 192.134.1.50.-.55. При одноуровневой сети ПК 192.134.1.10, камеры 192.134.2.10. при этом управляющий ПК который должен контролировать сеть видеонаблюдения и предоставлять, при необходимости доступ к видеоархивам, должен иметь две сетевые карты с соответствующими адресами.

Следует заметить, что в системах видеонаблюдения по локальной сети, имеющей сложную пространственную структуру, необходимо соблюдать правило разграничения уровней.

Коммутаторы уровня доступа подключены непосредственно к камере. К уровню распределения относятся промежуточные устройства, которые агрегируют поступающий из каждой подсистемы трафик в один поток.

Уровень ядра это самый мощный коммутатор сети, который непосредственно связан с устройствами хранения и обработки информации.

Кабеля и РоЕ

Для полноценного функционирования гигабитных коммутаторов, как правило, для построения сетей видеонаблюдения используют кабеля витой пары категории 6 и 6А. Только они в состоянии пропускать требуемый поток информации.

Основное преимущество таких кабелей перед «классическим» коаксиалом:

• легкость монтажа;
• устойчивость к внешним наводкам и другим помехам;
• увеличенная дальность передачи видеоинформации за счет использования симметричного дифференциального сигнала в аналоговых устройствах и пакетного способа передачи в цифровых;
• передача по одному кабелю видеоинформации, аудиосигнала, команд управления и питания.

Последний пункт требует более пристального внимания. Передача питания на IP видеокамеру осуществляется по технологии РоЕ и регламентируется несколькими стандартами.

IEEE 802.3af
– обеспечивает максимальную мощность в 15,4 Вт передаваемую через 2 пары проводников в восьмипарном UPT кабеле. По этому стандарту разграничивают 5 классов устройств по мощности потребляемого тока. Нулевой класс потребляет всю предоставляемую по стандарту энергию, 1 класс не более 4 Вт, 2 класс не более 7Вт, 3 Класс от 7Вт до максимума, 4 класс временно не используется.

IEEE 802.3at
повышает предел передаваемой мощности до 25,5Вт, но запрещает получение энергии одновременно по четырем проводникам.

Коммутаторы, поддерживающие технологию РоЕ, обычно способны передавать питание только по половине наличных портов. Для подключения дополнительного оборудования на камере используются РоЕ сплиттеры распределяющие сигнал и РоЕ инжекторы, подающие энергию в витую пару.

Протоколы передачи и шифрование данных

Наиболее популярный протокол передачи данных TCP-IP который используется в локальных сетях не слишком подходит для передачи большого количества видеоданных.

Конечно, этот протокол обеспечивает регулировку скорости при передаче, в зависимости от загруженности канала, к тому же он гарантирует правильный порядок принимаемых пакетов, повторную отсылку поврежденных или потерянных данных, но для видеоинформации это оправдано когда один клиент получает видеопоток с одного сервера при низкой скорости от 4 до 10 кадр./сек.

Если в сети есть несколько клиентов, которые получают информацию с разных серверов или разные видеопотоки с одного сервера, то оптимальнее использовать протокол UDP.

С его помощью можно организовать одновременную передачу данных нескольким клиентам, занимает меньшую часть трафика, а правильность поступающих пакетов происходит за счет буферизации.

При этом, если скорость передачи составляет 25 кадр/сек, то утерянные данные можно просто пропустить. Никаких подтверждений о получении или целостности пакета естественно не запрашивается.

Еще один протокол транспортного уровня RTP целесообразно использовать, когда наряду с видеоизображением передается звук. RTP протокол присваивает передаваемым пакетам временные метки за счет чего и происходит восстановление синхронизации потоков видео и аудио.

При удаленном просмотре видеоданных особенно остро стоит проблема перехвата или несанкционированного проникновения. Для ее решения можно использовать так называемый «протокол нулевого клиента». PCoIP – обеспечивает двухстороннюю передачу данных с их одновременным шифрованием.

Происходит это благодаря дополнительной плате Tera Host Processor устанавливаемой на ПК. Все данные передаются с помощью сетевого UDP протокола.

Разграничение прав и уровней доступа

При работе с видеонаблюдением в локальных сетях существует возможность доступа к базам архива с любого ПК подключенного в ту же сеть. И даже если управляющий ПК в сети один за ним могут работать несколько операторов.

Для повышения уровня безопасности доступа к данным рекомендуется ограничивать права обычных операторов (охранников). Ввести систему уникальных учетных записей с обязательной аутентификацией при входе в сеть или на сервер видеонаблюдения.

При этом лог файл должен быть защищен от несанкционированного изменения, а в идеале физически размещен на другом ПК.

Если система управления видеонаблюдением находится на специализированном устройстве с отдельной ОС, то нужно заблокировать паролями функции, изменяющие пользовательские настройки получения и обработки видеосигнала.

Беспроводное мини видеонаблюдение, установленное под углом у самых дорогих групп товаров, помогут идентифицировать преступника.

Бескорпусные чёрно-белые камеры с CCD матрицей и объективом в форме усечённого конуса. Имеют разрешение до 380Твл при светочувствительности 0,4 лк. Подробнее о цифровых видеоглазках читайте в этой статье.

Камеры, видеорегистраторы и прочее

Аппаратная составляющая в процессе построения сети видеонаблюдения не играет значительной роли.

Подобрать среди надежных производителей отдельные устройства или готовый комплект не представляет проблем.

Главное условие соответствие минимально необходимой функциональности:

• отображение событий на мониторе;
• запись в архив;
• управление данными из архива, поиск по событию, дате, времени;
• воспроизведение сохраненного;
• наличие программного детектора движения;
• наличие нескольких режимов записи, по движению, по времени, непрерывно;
• управление настройками камер;
• управление PTZ приводом камер.

Интерес рынка к IP-видеокамерам вполне понятен. У них много преимуществ: широкий выбор устройств, гибкость функционала софта, хорошая картинка, легкая встраиваемость в компьютерную инфраструктуру. Настало время подумать о том, как наиболее удобно и экономно построить для видеонаблюдения на базе IP-камер устойчивую среду передачи данных, предусматривающую возможность масштабирования. Просто бросить оптику и подключить к ней первый попавший под руку набор медиаконверторов и простеньких хабов – тоже выход, но чреватый множеством проблем в перспективе. Есть смысл исследовать проблему поглубже. Вопросов возникает очень много. Какая схема подключения? Перед прокладкой кабеля возникает вопрос: а как класть? Какой кабель класть? Сколько волокон должно быть? А что, его еще и варить надо? Какое активное оборудование использовать?… И т.д. Давайте рассмотрим все эти вопросы по порядку, на примере абстрактной территории. На рис. №1 дана схема такой территории.Рис.1
Расстановку, выбор типа и необходимого количества камер, их направление мы опускаем, поскольку данные вопросы требуют отдельной статьи. Периметр нашей территории порядка 1550 метров. Допустим, что для видеонаблюдения будут достаточны 15 IP-камер, расположенных в радиусе 100 метров от шкафов. Такое расстояние обусловлено тем, что стандарт Ethernet регламентирует рабочее состояние сегмента, длиной не более 100 метров. В настоящее время стандартом «де-факто» является использование технологии POE, которая позволяет подавать питание на камеру от коммутатора по тому же самому UTP-кабелю, по которому она подключена. Это решает очень много проблем, связанных с подачей электричества, поскольку в этом случае достаточно запитать управляющий шкаф с коммутатором, а о питании камеры при этом уже можно не заботиться. Таким образом, мы получаем от 2 (на схеме: кружок с меткой «2к») до 3 (на схеме: кружок с меткой «3к») камер на шкаф. Разумно было бы объединить данные шкафы с серверной оптическим кабелем, используя 2 направления (показаны на схеме красным и синим цветом). На рис.2 в схему добавлены оба направления кабеля, шкафы, и «возможное» положение шкафа №7, который мы, допустим, на этом этапе монтировать не собирались, но хотим, чтобы такая возможность у нас в будущем была.Рис.2
Теперь возникает вопрос: какую конструкцию кабеля использовать? Ответ на данный вопрос зависит во многом от способа прокладки. К примеру, в случае если по периметру территории расположены столбы, то разумнее использовать «подвесной кабель с выносным силовым элементом». Конструкция такого кабеля показана на рис. 3.Рис.3
Используя номенклатуру одного из крупных поставщиков оптического кабеля, компании «Интегра», модель такого кабеля будет называться ИК/Т-М4П-Aх. Последние 2 символа означают: «А» — одномодовый кабель, и на месте «х» ставится количество волокон. К примеру «A8» — это 8 одномодовых волокна. Если кабель планируется уложить в грунт, либо смонтировать вдоль забора, то разумнее выбрать конструкцию с легкой броней. См. рис. 4 Рис.4
Согласно все той же номенклатуре компании «Интегра», модель будет называться ИКСЛ-М4П-Ах. В реальных проектах возможны комбинации этих, а так же использование других конструкций, но кабели, описанные выше, используются наиболее часто. Тип кабеля выбрали, однако теперь, возникает вопрос, а как объединить это все на уровне оптических волокон, или другим словами: «Как варить-то будем, заказчик?» Тут стоит рассмотреть все три возможных сценария развития событий. Если говорить кратко, то все соединить: — последовательно «шиной»; — звездой, используя отдельные волокна/волокно на оптическое соединение. На этом этапе необходимо построение так называемого «сварочного плана». Зачем он нужен? Ну, во-первых, вы, как заказчик для себя будете иметь перед собой подробную схему соединений, которая в дальнейшем вам пригодится в процессе эксплуатации. Во-вторых, приглашая инженера-сварщика со стороны, либо давая задания своему специалисту, нет никакого другого способа четко и ясно поставить задачу. И, в-третьих, на этой схеме будут видны все 3 варианта соединений, которые мы сейчас и рассмотрим.Рис.5
Итак, вариант №1: последовательно «шиной», дан на рис. №5. Черными точками на этой схеме обозначены места сварок, черными квадратами обозначены коннекторы, а линии заканчивающиеся маленькой черточкой — это свободно оставленные волокна. Как видно из схемы, в кабеле будут задействованы всего 2 волокна, в том числе и при добавлении нового шкафа. В случае, если в кабеле более 2-х волокон, на этапе монтажа рекомендуется произвести сварку свободных волокон, как это показано на примере 3-го волокна. Это будет сделать в любом случае полезно, поскольку в случае дальнейшего развития сети не нужно будет лезть в уже смонтированные шкафы, увеличивая риск возникновения внештатных ситуаций. При использовании этой схемы мы видим, что для прокладки нам потребуется 2-х и более волоконный оптический кабель, а от оборудования требуется наличие минимум 2- оптических портов. Данная схема, хоть и привлекательна своей простотой, очевидностью и меньшим количеством сварок, однако в ней есть один существенный недостаток. Представим, что что-то случилось с оборудованием в шкафу №1. Что станет с нашими подключениями в шкафах №2 и №3? Верно! Мы их потеряем. Чтобы избежать подобных случаев, необходимо продолжить кабель из шкафа №4 и вернуть его (желательно иным путем, к примеру посредством подключения к шкафу №5) в серверную, создав таким образом кольцо. При этом, разумеется, требуется поддержка «кольца» активным оборудованием, и правильная его настройка. И очевидно подобное потребует дополнительно 420 метров кабеля и управляемых коммутаторов, которые отнюдь не дешевы. Следует упомянуть, что в рассматриваемой схеме возможно использование всего одного волокна, если применить оптическое оборудование WDM, позволяющее передавать и принимать сигнал с использованием 1 волокна на разных длинах волн. Однако описанную выше проблему это не решает. Альтернативой этой схеме соединения, будет использование топологии «Звезда», показанная на рис. 6.Рис.6
Как видно из этой схемы, при использовании данной топологии каждый шкаф будет подключен «независимо» от соседних. Почему слово «независимо» взято в кавычки? Следует понимать, что безусловно мы потеряем соединения в шкафах №2 и №3, если разрубить, к примеру, кабель между серверной и шкафом №1. От подобной неприятности спасет только построение настоящего кольца, описанного выше. Однако от проблем с питанием или выходом из строя оборудования внутри шкафа №1 это спасает однозначно. На схеме видно, что количество сварок возрастает, поскольку, если не использовать «транзитный» монтаж, то необходимо сваривать каждую пару волокон, проходящих транзитом через соседний шкаф. Безусловно, как и в предыдущем варианте, возможно использование WDM приемо-передатчиков, что в свою очередь в двое сократит количество используемых волокон, а равно и количество сварок. Какую схему выбирать — решает заказчик. Поскольку нам желательно обеспечить независимое функционирование каждого шкафа друг от друга и использовать недорогое оборудование, в данном примере мы возьмем за основу схему соединения «звезда», при которой от серверной до каждого шкафа будут идти 2 отдельных волокна. Виртуально со схемой мы определились, однако как же это будет выглядеть на практике? Обычно, для минимизации потерь с одной стороны, и надежного оконечивания с другой, для терминации волокон внутри шкафов возможно использование оптического бокса модели GP-B. Его внешний вид показан на рис. 7Рис.7
Бокс имеет два порта для кабеля (вход и выход в нашем случае) и крепление для выходящего оптического шнура. Особенностью данного бокса является то, что волокна, подлежащие терминации привариваются непосредственно к половинкам патчкордов, а транзитные волокна свариваются в сплайс-кассету. Таким образом упрощается соединение (убирается связка сварка+пигтейл+адаптер+патчкорд), тем самым уменьшаются потери. В нашем случае мы будем использовать 1,5 метровые половинки 3-х метрового патчкорда LC/UPC-LC/UPC-SMB1-DX-3M. Вопроса об использовании коннектора LC/UPC мы коснемся несколько позже. В этой связи отмечу, что некоторые заказчики, желающие «сэкономить» себе в убыток, ограничиваются только сплайс-кассетой и привариванием пигтейла (диаметром 0.9мм), что в итоге ведет к обрывам и прочим неприятностям. Данное решение будет надежно фиксировать оба конца оптического кабеля, предохранять места сварки и даст возможность подключить оборудование при помощи защищенного 3мм оболочкой шнура. В серверной вопрос терминации кабеля обстоит несколько иначе. Поскольку зачастую серверная комната оборудована 19 дюймовым шкафом, то в этом случае необходимо применить оптический кросс. В нашем случае нам необходим оптический кросс, укомплектованный на 16 оптических портов. Хорошим выбором станет модель FODF-1U-24SCSX/24LCDX, показанная на рис. 8.Рис.8
Эта модель имеет легкий алюминиевый корпус, 3 сменные планки, рассчитанные на адаптеры либо SC simplex либо LC duplex, и емкую сплайс-кассету. Практически это все, что нам нужно. В дальнейшем нам, разумеется, понадобятся оптические патчкорды, к примеру SC/UPC-LC/UPC-SMB1-DX-1M, которые отлично подойдут для подключения нашего оборудования к этому кроссу. Теперь настало время определиться с активным оборудованием. Разумеется, задачу можно решить с использованием офисных коммутаторов-мыльниц и медиаконверторов, создав таким образом, неповторимую кучу оборудования, внушающую ужас обслуживающим инженерам. Возможно читатель уже слышал, или даже использовал так называемые «промышленные» коммутаторы (подобные MOXA, Hirschmann и т.д.). Однако решение на их основе может довольно дорого. Как лучше поступить и выбрать в меру недорогое оборудование, которое бы решало наши задачи? Такое оборудование существует! Для примера возьмем две модели неуправляемых коммутаторов с POE портами FastEthernet и портом SFP. Ниже на рис.10 даны 2 модели в 4-мя и 8-ю портами соответственно:Рис.9
Как вы видите, мы имеем дело со коммутаторами в формфакторе «industrial», позволяющим монтировать данные модели на DIN рейку и эффективно работать в неблагоприятных условиях. Данная модель относится к классу неуправляемых коммутаторов, что в свою очередь положительно сказывается на его цене. В нашей схеме мы можем выбрать модель UTP7204E-POE, с четырьмя медными POE портами и одним SFP портом. Внесем ясность: а куда же тут подключать оптику? А оптику мы будем подключать к SFP модулю, который, в свою очередь будет вставлен в SFP порт коммутатора. Зачем нужны такие сложности, спросите вы? А мы ответим — использование различных оптических модулей дает возможность использовать данный коммутатор и в схемах с 2-мя волокнами, и в схемах с 1-м волокном, и на многомодовом волокне, и на различных расстояниях и тд.и т. п. Одним словом, подбираете нужный вам оптический модуль, вставляете его в коммутатор, и готово! В нашем случае мы выберем недорогой оптический модуль модели APS31123xxL2 показанный на рис.10Рис.10
Этот гигабитный модуль работая по 2-м волокнам, позволит нам делать соединения на расстоянии до 2км! Хорошо, в шкафах мы будем использовать 4-х портовые коммутаторы, а что можно использовать в серверной? В серверной, чтобы собрать все оптические линки, нам потребуется коммутатор посерьезнее. Итак, модель UTP7524GE-MX — это гигабитный модульный (что очень важно) управляемый коммутатор. Его внешний вид показан на рис. 11Рис. 11
Модульным он назван потому, что позволяет, в процессе роста самой сети, использовать дополнительные модули для подключения оптических линков. Всего таких модулей можно поставить до 3 штук, т. е. 8 портов, 16 портов, и наконец, 24 порта! Поскольку в нашем случае нам потребуется 6 портов для соединения с 6-ю шкафами, то одного модуля (см. рис.12), для начала, будет вполне достаточно.Рис.12
И, конечно же, к нему нам потребуются такие же оптические модули, которые мы использовали в шкафах. Остался один вопрос, на который я обещал ответить: почему коннектор LC/UPC? Просто потому, что, как вы заметили, в оптических SFP модулях чаще всего используется именно этот коннектор.