Данная статья посвящена применению IP-технологий в современных системах безопасности. Мы попытаемся понять, что с практической точки зрения полезного могут сегодня предложить IP-технологии индустрии безопасности, а именно: системам контроля доступа (СКУД), охранно-пожарной сигнализации и интегрированным системам безопасности (ИСБ)

Прежде всего, необходимо определить, что мы будем понимать под термином "IP-технологии". Дадим упрощенное определение, включив в него пункты, важные для практического применения в системах безопасности Итак, под IP-технологиями мы здесь будем понимать совокупность:

• стандартизованного IP-протокола, который служит для передачи данных в сетях общего пользования
• Ethernet-сетей - среды передачи данных.

Для того чтобы разобраться, что нового и полезного предоставляют IP-технологии для систем безопасности, сравним их с технологиями, которые до последнего времени наиболее широко использовались и используются при создании систем безопасности. Эти технологии были основаны на применении RS-232 и RS-485, а также близких к ним протоколов. При сравнении IP-технологий с RS-232/485 первые имеют следующие преимущества:

• скорость передачи данных между устройствами сети Ethernet примерно в 1000 раз выше, чем у RS-232/485;
• набор устройств, на которых строится сеть Ethernet, позволяет создавать более гибкую структуру системы передачи данных, свободную от ряда ограничений, имеющихся в RS-232/485;
• максимальный размер и простота масштабируемости Ethernet-сети несравненно выше;
• сеть Ethernet создается на основе стандартных устройств и стандартных требований, не зависящих от производителя конкретного оборудования, а в системах безопасности каждый производитель оборудования, как правило, пользуется целым набором уникальных устройств для обмена информацией в системе, и нередко со своими требованиями к созданию кабельной структуры.

IP-технологии в СКУД

Наиболее часто IP-технологии используются в контроллерах. В системах с различной архитектурой это проявляется по-разному. Так, в системах с централизованной и смешанной архитектурой, состоящих из мастер-контроллеров и дверных контроллеров, к которым непосредственно подсоединяются считыватели, IP-технологии используются исключительно в мастер-контроллерах. Передача информации в системе между дверными и мастер-контроллерами реализуется по RS-485.

В системах с многоуровневой архитектурой (например, Apollo) дверные контроллеры типа AIM-4SL могут подключаться в небольших СКУД непосредственно к компьютеру по сети Ethernet. Однако при использовании в крупных СКУД те же дверные контроллеры необходимо подключать к мастер-контроллерам AAN-100/32 для реализации аппаратной логики работы на большом сегменте системы и дополнительного уровня хранения базы данных карт и событий Это можно сделать как по RS-485, так и по Ethernet - выбор делает потребитель. В качестве примеров систем доступа с централизованной, смешанной и многоуровневой архитектурой можно привести оборудование следующих фирм - Apollo (AAN-100), Bosch (система АЕС), Lenel, Siemens (система SiPass), HID Globa (VertX V1OOO) и др.

В системах с распределенной архитектурой имеется только один вид контроллеров, к которым напрямую подключаются считыватели, а сами контроллеры подсоединяются к компьютеру управления. Подключение считывателей к контроллерам в подавляющем большинстве случаев происходит с помощью технологий RS-232/485 или аналогичных им. (Большинство специалистов СКУД под RS-232/485-технологиями понимают интерфейсы Wiegand и Data/Clock. Эти интерфейсы по скорости передачи информации, функциональности и защищенности существенно уступают RS-485, поэтому дальше в статье мы их отдельно рассматривать не будем.) Ряд производителей распределенных систем доступа выпускают контроллеры, имеющие Ethernet-интерфейс, что позволяет им обмениваться информацией с компьютером управления по сети Ethernet. К таким производителям относятся Bosch (система АМС-2), "Мегасет" (система "МЕГАПОРТ"), Northern Computers (при использовании Ethernet-платы), Siemens (система SIPORT) и др.

Для полноты информации необходимо упомянуть о наличии считывателей, имеющих Ethernet-интерфейс. Применение таких считывателей встречается редко и оправдывается, в первую очередь, на удаленных объектах, где дешевле установить один такой дорогой считыватель вместо контроллера или контроллеров (при использовании смешанных или централизованных СКУД) с обычным считывателем. Считыватели с Ethernet-интерфейсом, являясь прямой аналогией IP-камер, на взгляд автора, не должны восприниматься как IP-революция в СКУД, а должны использоваться там, где это коммерчески или технически выгодно и обосновано. В настоящее время попытка применения IP-считывателей всегда и везде приведет к большому и необоснованному увеличению стоимости системы доступа без каких-либо явных преимуществ. Наличие IP-считывателей демонстрирует возможность и техническую готовность СКУД к полному переходу на IP-технологии уже сегодня, а это значит, что не только видеосистемы являются локомотивом новых компьютерных технологий в индустрии безопасности. Может быть, специалисты СКУД просто более спокойные и прагматичные люди, предпочитающие делать свое дело без революционных потрясений? IP-считыватели, известные автору, используются в системах "МЕГАПОРТ" и SIPORT.

Преимущества использования IP-технологий в СКУД

Рассмотрим теперь, что дает системам доступа применение IP-технологий.

1. Как уже отмечалось выше, скорость передачи информации в сети Ethernet примерно в 1000 раз выше, чем у RS-232/485. На практике цифры несколько другие. Автору известны СКУД, использующие IP-технологии, где информация между контроллерами системы и компьютером управления передается со скоростью 100 Мбит/с. С другой стороны, RS-232/485 на практике обычно обеспечивают обмен информации со скоростью 19,6 кбит/с, но не более порядка 50 кбит/с. В результате получается, что практическая скорость передачи информации в существующих СКУД, в полном объеме использующих IP-технологии, в 2000 раз выше, чем у СКУД, целиком построенных на RS-232/485.

В небольших системах доступа, состоящих из 10-20 считывателей и нескольких сотен пользователей, разница в скоростях не будет заметна. Но в системах, полностью построенных на RS-232/485 (от считывателя до компьютера используется только RS-232/485), содержащих несколько десятков считывателей и от тысячи пользователей, задержка может составлять более нескольких секунд. Такая задержка уже заметна и серьезно мешает пользователям и раздражает их. На практике они пытаются повторно приложить карту к считывателю, а это уже приводит к прямым нарушениям учетных данных в системе. Кроме того, пропускная способность СКУД заметно падает, особенно на проходных. Конечно, негативное влияние низкой скорости в такой системе можно уменьшить, но для этого нужно устанавливать дополнительные компьютеры в наиболее "узких" местах, что приводит к значительному возрастанию общей стоимости СКУД и требует от проектировщиков изначального знания о наличии этих "узких" мест в системе.

В системах с мастер-контроллерами, где уже используются IP-технологии, время задержки гораздо меньше. В таких системах заметные задержки могут проявляться в крупных СКУД с несколькими сотнями считывателей и несколькими тысячами пользователей. Преодоление временных задержек также осуществляется проще - путем увеличения количества мастер-контроллеров. Тем не менее при проектировании крупных систем сданной архитектурой необходимо знать о такой особенности оборудования и не проектировать мастер-контроллеры со 100%-ной загрузкой в соответствии с паспортными данными на систему. В результате стоимость системы возрастает, но не столь значительно, как в первом случае.

В системах с распределенной архитектурой и IP-контроллерами задержки, вызванные использованием в СКУД интерфейсов RS-232/485, самые небольшие, так как к каждому IP-контроллеру по интерфейсу RS-232/485 подключается значительно меньшее количество считывателей, чем в системах с мастер-контроллерами.

Необходимо отметить, что проблема с задержками зависит не только от архитектуры системы и соотношения используемых в СКУД IP-технологий и RS-232/485, а также от производительности контроллеров и качества программного обеспечения. Временные задержки можно также уменьшать, как уже упоминалось выше, за счет установки в "узких" местах дополнительного оборудования. Поэтому задержки в системах, использующих как IP-технологии, так и RS-232/485, могут быть не столь сильно зависимы от архитектуры СКУД. Но задержки в системах доступа, построенных с использованием только RS-232/485, проявляются в гораздо большей степени, особенно по мере роста размера СКУД. В интегрированных системах безопасности влияние скорости передачи информации в каждой системе на качество работы ИСБ проявляется гораздо сильнее, так как задержка в каждой системе суммируется и в большей степени сказывается на конечном результате. Поэтому необходимость увеличения скорости передачи информации наступает при меньшем размере каждой отдельной системы. Увеличение же скорости передачи можно обеспечить за счет использования IP-технологий.

Применение IP-технологий в СКУД играет существенную роль при оборудовании системой доступа пространственно распределенных объектов. Сегодня практически каждый объект административного или промышленного назначения имеет выход либо в Интернет, либо в корпоративную сеть передачи данных, строящуюся на основе IP-технологий. Поэтому наиболее простым и доступным способом обмена информацией (а часто и единственным) между пространственно распределенными объектами является использование стандартных сетей передачи данных, таких как Ethernet. Системы доступа с IP-контроллерами могут устанавливаться на удаленных объектах и подключаться к существующей сети передачи данных напрямую без каких-либо промежуточных устройств. Системы СКУД, не использующие IP-технологии, также могут подключаться к информационной сети, но только при наличии компьютера управления Необходимость установки компьютера существенно не влияет на общую стоимость СКУД, если каждый из защищаемых объектов достаточно велик по размеру. В этом случае стоимость дополнительно устанавливаемого компьютера распределяется в расчете на оборудование каждого объекта и не вносит существенной добавки к общей стоимости. Но если на каждом из объектов необходимо установить лишь несколько считывателей, а количество объектов достаточно велико, то суммарная стоимость дополнительно устанавливаемых компьютеров складывается в крупную сумму, значительно увеличивающую итоговую стоимость системы. Причем общее превышение бюджета системы по сравнению с системой доступа, использующей IP-технологии, происходит даже при использовании дешевых контроллеров и считывателей.

2. Еще одним достоинством СКУД, использующих IP-технологии, является возможность задействовать существующую компьютерную сеть предприятия при монтаже и последующем расширении системы доступа. Причем в отличие от видеосистем IP-оборудование системы контроля доступа не требует большого трафика для обмена информацией. Поэтому даже крупные СКУД, содержащие IP-устройства, могут реально работать в компьютерной сети предприятия, не ухудшая радикально ее пропускную способность в отличие от видеосистем.

3. Преимуществом применения IP-технологий в СКУД, уже отмеченным в начале статьи, является использование стандартных Ethernet-технологий, что упрощает проектирование систем доступа.

Тенденции и перспективы

Ряд объективных тенденций, связанных с развитием техники и общества, будут неизбежно способствовать увеличению использования IP-технологий в системах доступа.

Во-первых, появляется все больше крупных объектов и заказчиков, удовлетворение запросов которых неизбежно потребует увеличения скорости обмена информацией в СКУД. Увеличение скорости достижимо за счет повышения производительных мощностей оборудования, используемого в системах доступа, а также за счет увеличения скорости обмена информацией в системе, которое сегодня возможно в основном благодаря внедрению IP-технологий по причинам, описанным выше.

Доказательством является хотя бы тот факт, что еще 10 лет назад крупным считался объект, состоящий из 100 считывателей. Сегодня в высотных зданиях Москва-Сити проектируются СКУД с количеством считывателей более 10 000. Одновременно появляются крупные территориально распределенные объекты, которые необходимо оснащать системами доступа. Задачи контроля, управления и связи со своими промышленными объектами стоят перед Газпромом, электрораспределительными компаниями и рядом других предприятий.

Во-вторых, появление новых технологий и новых задач, которые ставятся перед системами контроля доступа, требуют увеличения производительности и функциональности СКУД. Так, появление карт стандарта Ml FARE позволяет системам доступа в широких пределах реализовывать дополнительно к своим основным функциям новые для СКУД расчетные функции. Например, учет оплаты услуг столовой, парковки с помощью систем доступа и карт MIFARE и т.п. Если считыватели и/или контроллеры будут располагаться в разных пространственных местах, то обмен информацией между ними возможен посредством сетей передачи данных общего пользования, а для этого необходимо все шире вводить IP-технологии. Расчетные функции потребуют увеличения производительности и скорости обмена информацией, что опять-таки приведет к расширению применения IP-технологий в СКУД.

В-третьих, для повышения эффективности и функциональности в работе систем безопасности неизбежно будет увеличиваться интеграция между ними. Если видеосистемы все больше используют IP-технологии в своей работе, а СКУД, как мы уже выяснили, не отстают от них в этом процессе, то следует ожидать появления новых интеграционных решений между указанными системами на базе IP-технологий. И такие новые интеграционные системы, связывающие на аппаратном уровне и на основе IP-технологий системы видеонаблюдения и СКУД, уже появились. Это новые IP-контроллеры, которые помимо обслуживания 8 считывателей и 256 охранных шлейфов, имеют возможность записывать в свою автономную память до 20 000 кадров с четырех IP-камер, причем между всеми подключаемыми к контроллеру устройствами реализуется интеграция на базе аппаратных и программных ресурсов самого контроллера без участия компьютера управления. Такие контроллеры сегодня работают в системах "МЕГАПОРТ" и SIPORT.