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.

Применение IP в ОПС

Пожарная сигнализация в настоящее время, пожалуй, меньше всех других систем безопасности использует IP-технологии. Причина этого кроется в структуре и задачах, которые перед ней стоят. Скорость при обнаружении пожара, конечно, важна, но выигрыш в доли секунды не стоит того, чтобы во все пожарные извещатели встраивать IP-технологии, увеличивая стоимость системы в разы. Поэтому в ближайшее время не стоит ждать революционного внедрения IP-технологий в состав оборудования пожарных систем.

Но уже сегодня серьезные производители пожарных сигнализаций выпускают пожарные панели, оснащенные Ethernet-интерфейсами для работы в компьютерных сетях. Пожарные панели, не имеющие Ethernet-интерфейса, могут быть подключены в сеть Ethernet с помощью специальных интерфейсных модулей, которые со стороны пожарной панели принимают информацию по RS-232/485, а с другой стороны имеют Ethernet-плату.

Использование IP-технологий в пожарных панелях адресно-аналоговых систем, скорее всего, будет увеличиваться, так как это позволяет повысить скорость передачи информации между панелями, работающими в составе крупной пожарной системы большого объекта, а также значительно упрощает обмен информацией с ИСБ и системами автоматизации и диспетчеризации объектов. Пожарные сигнализации, работающие с пороговыми извещателями, вряд ли будут использовать IP-технологии, так как это потребует серьезного увеличения интеллектуального уровня и, как следствие, стоимости пожарных панелей, что не очень целесообразно для данного класса оборудования, в котором цена является главным и, пожалуй, единственным преимуществом.

Системы охранной сигнализации имеют различную структуру и по-разному будут использовать IР-технологии в своем развитии. Те из них, которые представляют собой самостоятельные системы, скорее всего, будут развиваться потому же направлению, что и пожарные сигнализации. Крупные и адресные охранные панели будут оснащаться Ethernet-платами для обмена информацией с внешними системами, а маленькие неадресные панели вряд ли будут использовать IP-технологии по ценовым соображениям.

Другой многочисленный класс охранных систем объединяет системы, использующие для своего создания оборудование систем контроля доступа и являющиеся частью СКУД. Этот класс охранных систем уже опосредованно использует IР-технологии, и их применение будет идти гораздо быстрее и глубже, так как оно неразрывно связано с более интенсивным внедрением IР-технологий в системах доступа.

Применение IP в ИСБ

Еще 15 лет назад самым распространенным способом интеграции было использование релейных контактов. Системы безопасности большинства производителей настолько отличались друг от друга, что иного способа интеграции часто технически не существовало, да и задачи по интеграции между системами если и ставились, то редко и в очень ограниченном объеме - под интеграцией понималась передача информации между системами при возникновении тревожных ситуаций. Около 10 лет назад крупные производители оборудования (например, Honeywell, Siemens) уже делали интегрированные на программном уровне системы безопасности, но только для своего оборудования и с использованием своих специально разработанных приборов и интерфейсов. Подключить к ИСБ производства Siemens или Honeywell можно было только свое, "родное" оборудование, а не произвольно выбранную систему другого производителя. Справедливости ради нужно отметить, что уже тогда существовали фирмы, которые интегрировали оборудование различных производителей. Но перечень интегрируемого оборудования, как правило, был небольшим, а уровень интеграции в функциональном отношении не отличался от релейного способа взаимодействия систем. Задачи интеграции по-прежнему оставались те же- реализация в автоматическом режиме заранее определенного алгоритма взаимодействия между системами при возникновении тревожной ситуации в одной из них.

В настоящее время положение изменилось довольно существенно. В связи с внедрением IP-технологий производители индустрии безопасности, особенно в системах видеонаблюдения, для интеграции предлагают свой SDK (System Development Kit), благодаря которому нужно просто создать программу стыковки двух систем и не думать при этом о необходимости согласования различных интерфейсов, так как связь между системами осуществляется на основе стандартизованных Ethernet-технологий. Такой подход к интеграции существенно упрощает и удешевляет процесс стыковки различных систем, и появляется возможность интегрировать оборудование самых разных производителей.

Использование IP-технологий также дало возможность увеличить скорость и объем передаваемой информации, что в совокупности с более широким применением компьютеров и ростом интеллектуальных характеристик центрального оборудования отдельных систем безопасности привело к усложнению алгоритмов взаимодействия внутри ИСБ. Современные ИСБ не просто передают тревожную информацию между отдельными системами, а обеспечивают их интеграцию на уровне штатных событий, количество которых может доходить до нескольких тысяч ежедневно. Например, автоматическая запись кадра с изображением человека, приложившего карту доступа к считывателю на проходной или ставящего помещение на охрану. Поиск нужного события в одной из систем (например, поиск нужного кадра среди сотен тысяч подобных) может производиться автоматически по событию в другой системе. Количество и сложность алгоритмов взаимодействия может изменяться по требованию заказчика Увеличение интеллектуального уровня ИСБ позволяет сделать более эффективной работу оператора и избавить его от выполнения рутинных операций, экономя его время и, следовательно, обеспечивая заказчику возврат вложенных средств за счет оправданного сокращения штата охраны и более эффективной эксплуатации оборудования.

Тенденции и перспективы применения IP-технологий в ИСБ

История и направление развития ИСБ со всей очевидностью показывают, что использование IР-технологий при создании интегрированных систем будет возрастать.

Более частое и глубокое применение IP в ИСБ позволит увеличить количество оборудования различных производителей, интегрированного друг с другом. При использовании IP-технологий все более будет возрастать сложность алгоритмов взаимодействия систем в составе ИСБ и увеличиваться эффективность работы ИСБ. Повышение скорости передачи информации за счет использования IP-технологий позволит создавать все более крупные ИСБ, работающие в режиме реального времени.

В будущем влияние IP-технологий на индустрию безопасности будет расти. Но это не значит, что их нужно немедленно начать применять всегда и везде. Использование IP-технологий должно быть оправданно с технической и экономической точек зрения, а для этого каждому из нас нужно спокойно разобраться в их достоинствах и недостатках. С другой стороны, отмахиваться от них и думать, что на мой век хватит и старых добрых технологий RS-232/485, вряд ли получится. IP-технологии находят свое место в системах безопасности уже несколько лет, и организации, решившие сегодня не замечать их, завтра рискуют серьезно отстать от своих конкурентов.

Д.Е. Евдокимов
Генеральный директор ООО "Мегасет-Сервис".