Расположение оборудования в компьютерных или видео сетях, его размещение и способы связи межу собой обозначается как сетевая топология, другими словами, структура или конфигурация.
Технология организации сети предъявляет к ней определенные требования в зависимости от типа соединительных кабелей, а также устройств, обеспечивающих беспроводное соединение. Также система должна иметь запас прочности и надежности, т.е. потенциал для дальнейшего расширения и увеличения подключенных к ней устройств.
Топология делится на физическую и информационную. Первая объединяет и обеспечивает взаимодействие между серверами, точками беспроводного доступа и маршрутизаторами. Вторая, топология информационной сети, оказывает влияние на направление и скорость трафика между активными и пассивными объектами.
Структура сети может быть шинной, звездной, кольцевой, иерархической и произвольной. Несмотря на это, на ее создание, в конечном, итоге влияет конфигурация и особенности охраняемого объекта. Поэтому если говорить о структуре, чаще всего речь идет о применении "звёздной", как самой простой, но надежной системы. Стоит заметить, что часто применяются схемы построения сетей "смешанного типа"
Разработка топологии информационной сети
Она создается на базе данных трех образующих ее составных параметров:
• Размер максимального видеопотока, который создается на основании данных, поступающих от всех видеокамер;
• Размер максимального видеопотока, который сеть способна пропустить через свои каналы (пропускная способность);
• Размер максимального видеопотока с расчетом нагрузки на один отдельно взятый порт.
К работе по проектированию сети системы IP-видеонаблюдения приступают с определения максимального потенциала информационных потоков, который будет создаваться всеми видеокамерами, входящими в систему. Суммарный результат этой величины будет зависеть от разрешающей способности, кодеков сжатия, установленной частоты кадров, интенсивности движения перед объективом каждой камеры. Если камера будет транслировать дополнительно и звук, это немного увеличит нагрузку на трафик, но совсем незначительно.
Проведение данного мероприятия на начальном этапе создания сети позволяет:
• Обозначить количество информационных подсетей, по которым передается информация от камер на сервер;
• Спланировать структуру и составляющие информационной подсети.
1) Определение общей скорости информационного потока
На выбор скорости информационного потока влияют задачи, которые ставятся перед камерами. Их можно осуществлять при помощи потокового (Н.264) или покадрового (MJPEG) кодека. Их скорость передачи регулируется, в зависимости от интенсивности движения перед видеокамерой. Стоит заметить, что средний трафик с 2-3х Мегапиксельной сетевой камеры видеонаблюдения, составляет от 2х до 5ти Мегабит в секунду, при минимальном сжатии изображения и скоростью в 20/25 кадров в секунду. IP-камера видеонаблюдения с разрешением в 1 Мегапикселя, будет генерировать трафик до 1 Мегабита. Достаточно важную роль играет центральный процессор, установленный в самой камере. Он отвечает за обрабатку и сжатия видеопотока, поэтому несколько камер с одинаковым разрешением изображения могут создавать трафик достаточно различный по своему "весу".
2) Выбор пропускной способности сети
Эта характеристика сети определяется видом кабеля. Он может быть коаксиальный, на основе экранированной/неэкранированной витой пары или оптоволоконный. Наиболее распространенной считается неэкранированная витая пара (UTP). Это оптимальный вариант для передачи информации от 100 до 1000 Мбит/с на расстояние до ~90-100 м, без применения дополнительных устройств. Этот вид кабеля включен почти во все стандарты и технологии, обслуживающие локальные сети.
Оптоволокно может обеспечить высокую пропускную способность каналов на длительные расстояния. Поэтому такой кабель используется в магистралях глобальных сетей. Скорость передачи данных сравнивается, практически со скоростью света.
3) Определение количества информационных подсетей
Необходимо для расчета пропускной способности для обеспечения доставки видеосигнала через подсети от каждой камеры.
4) Определение максимально граничного потока на один порт, который в состоянии пропустить сетевое оборудование
При создании сети используется активное оборудование – коммутатор с комбо-портом. Его функция состоит в разделении или объединении телекоммуникационных путей от видеокамер до серверов. Характеристика сетевого переключателя зависит от количества портов. Общая загруженность портов коммутатора не должна превышать отметку максимальной пропускной способности самого устройства. Для выполнения этого условия необходимо конкретизировать норму скорости потока по каждому порту.
Разработка физической топологии сети
Практические мероприятия по укладке сети напрямую связаны с определением мест для установки видеокамер и путями прокладки кабелей к серверам. Поэтому физическая топология проектируется согласно плану территории и схемы размещения видеокамер.
В связи с этим необходимо сразу учесть возможные проблемы с прокладкой кабеля и устранить их. Во-первых, длина кабеля не должна превышать расстояние 100 метров, и во-вторых, обеспечение питанием по PoE имеет дистанционные ограничения. В первом случае сложности можно обойти еще на этапе проектирования и найти альтернативные способы установки и размещения видеокамер путем комбинирования соединительных кабелей с различными свойствами.
Что касается энергообеспечения IP-видеокамер, то оно может быть организовано с привлечением дополнительных блоков питания, а также применением сетевого оборудования с повышенными возможностями передачи энергии по стандарту PoE (Power of Ethernet). Для этого между IP-камерами видеонаблюдения и точкой доступа, используют POE-коммутаторы. В некоторых случаях, используются PoE-инжекторы. Они позволяют разделять, либо наоборот объединять, питание и данные, передаваемые по кабелю типа витая пара.
Характеристика сетевого оборудования
Сетевое оборудование – это комплект взаимодополняющих разнофункциональных устройств, которые объединяются в сеть, по которой передается и обрабатывается информация, поступающая с IP-камер видеонаблюдения.
Сетевое оборудование условно делится на два вида:
• Активное, которое может преобразовывать и брать в обработку информацию, которая поступает в сеть. К таким элементам сети относятся коммутаторы, маршрутизаторы и сетевые карты.
• Пассивное – это сетевое оборудование, которое выполняет функции по передаче сигнала на уровне проводников.
Сетевые коммутаторы
Их функция состоит в том, чтобы концентрировать или распределять информацию между сетевым оборудованием. Так же предлагаются модели с возможностью передачи питания по стандарту IEEE 802.3 af (POE) для такого оборудования, как IP-телефония или IP-камеры видеонаблюдения. Для работы с этим функционалом, требуется использование 4х парного медного кабеля UTP или FTP, категории 5E или выше. В 100Мегабитных сетях используются только 2 пары (оранжевый/зелёный, при обжиме кабеля типа Patch Cord) из 4х. Оставшиеся 2 пары, как раз и используются для передачи питания для устройств, напряжением 48В.
Маршрутизаторы
Это своеобразные преобразователи информации. Они могут принимать пакет данных с одной стороны и, адаптировав под другое оборудование, передать пакет протокола другого вида. После этого информация может быть перенаправлена в уже другую сеть. Маршрутизаторы за счет наличия настроек работы устройства, дают возможность выхода Интернет.
Создавая IP-сеть с возможностью удаленного доступа к IP-камерам видеонаблюдения и некоторых других функций, важно резервирование порта коммутатора для связи с маршрутизатором.
Среди пассивных элементов сетевого оборудования следует обратить внимание на роль повторителей и медиаконвертеров.
Первые предназначаются для увеличения расстояния подачи питания или сигнала в сети. Если длина соединения витой пары превышает 100 метров, повторитель через каждый такой интервал усилит и пролонгирует подачу питания дальше. Сам он получает питание из того самого кабеля.
Вторые, медиаконвертеры, могут применяться при построении сетей с использованием коаксиальных и оптоволоконных кабелей. Они классифицируются по скорости пропуска данных Ethernet и по использованию с одно- или многомодовым оптоволокном.
В итоге, следует отметить, что если во время эксплуатации IP-систем видеонаблюдения обнаруживаются недостатки в их работе, не стоит сразу критиковать видеокамеры, серверы или программное обеспечение. Задержки или зависания в отображении или трансляции видео могут иметь не материально-технический, а организационный характер. Основная причина проявления таких сложностей может быть связана с неправильным распределением потоков и комплектацией активного оборудования во время создания сети.
Возврат к списку
