Что нам ждать от IP?


В журнале "Системы безопасности" № 4 за 2007 г. увидел статью под названием "ШЗ - революция". В ней говорилось о возникшей в последнее время моде на IP-решения инженерных систем обеспечения безопасности. "Откуда такое странное название - ШЗ?" - спросит читатель. ШЗ - это IP, напечатанное в русской раскладке клавиатуры. Сразу скажу, что полностью согласен с мнением автора той статьи -- применение подобных решений всегда должно быть оправдано экономическими и технологическими причинами и ни в коем случае не должно представлять собой слепое следование популярным тенденциям.

В последнее время стало очевидным увлечение IP. Конечно, это имеет право на жизнь, но грань между эффективным применением таких решений и самообманом так сильно размыта и незаметна, как граница между поверхностью моря в штиль и туманом.

"В чем же самообман?" - спросит читатель. А самообман здесь кроется, как ни странно, в особенностях данных систем, почти всегда подающихся как преимущества. И дело даже не в самих "преимуществах", а в том, что в определенных условиях так превозносимые "преимущества" IP-сетей и беспроводных систем перерождаются в их органические недостатки и могут привести к парализации всего высокотехнологичного оборудования.



Преимущества - недостатки IP


Главным преимуществом IP-сетей небезосновательно считают возможность использования одной структурированной кабельной сети для информационного обмена между устройствами всех систем объекта. Однако сети бывают разные, и оборудование предъявляет к ним различные требования. Таким образом, может оказаться, что закупленное дорогостоящее оборудование откажется работать в сети из-за наличия хотя бы одного слабого места в последней в виде, например, дешевого устаревшего коммутатора или некачественно проведенного кабеля. Конечно, если источник проблемы известен, то проще устранить причину. А если нет?

Бывают ситуации, когда затруднена даже локализация проблемного звена. Такое весьма вероятно на больших объектах, когда компания- арендатор помимо собственной сети использует для связи между удаленными помещениями сеть владельца комплекса зданий. И не факт, что владельцы арендуемой сети пойдут навстречу и согласятся на затраты по модернизации своей инфраструктуры только из-за пристрастия арендатора к новым технологиям. Как избежать подобных проблем?

Во-первых, нужно четко представлять, каким требованиям должно отвечать новое оборудование.

Во-вторых, следует выяснить, достаточна ли квалификация персонала, обслуживающего систему, для того, чтобы разговаривать на u1086 одном языке с системными администраторами, и достаточно ли последние понимают суть работы систем безопасности и связи и требования оборудования к сети?

В-третьих, необходимо оценить максимальную загрузку сети, создаваемую новым оборудованием, или, как принято говорить в телефонии, максимально возможное количество обслуживаемых соединений в часы наибольшей нагрузки. Для чего это нужно?
Представим себе аварийную ситуацию, произошедшую в разгар рабочего дня в крупном офисном центре, оборудованном интегрированной системой на базе IP-сети. В одном из помещений происходит авария. Информация о событии, как правило, от нескольких устройств передается в помещение оператора. Запускается тревожный режим, при котором работа всех систем безопасности требует более активного обмена информацией; также происходит передача сообщений в системе речевого оповещения; скорее всего, потребуется и просмотр видео с места тревожного события в реальном времени! Вот здесь и лежит подводный камень - а выдержит ли сеть перекачку таких объемов информации, а если и выдержит, то какова будет стоимость такой сети?

При расчете не стоит забывать о том, что хорошая сеть должна быть отказоустойчивой и поддерживать так называемое управление качеством предоставления услуг (Quality of Service или QoS).

Дешевые сетевые коммутаторы эту функцию не поддерживают.
Отказоустойчивость приводит к увеличению количества связей между коммутаторами магистрального уровня. Отмечу также, что 99% корпоративных сетей старше пяти лет не поддерживают опцию Quality of Service.

Так, например, сеть, построенная по схеме, изображенной на рис. 1, содержит на магистральном уровне (backbone) N×(N-1)/2 связей. При обрыве двух любых связей на этом уровне сеть сохранит свою работоспособность в полном объеме. Помимо этого подобная сеть более устойчива к перегрузкам. Но плата за это - увеличение количества кабельных соединений.

схема сети каждый с каждым
Рис. 1. Отказоустойчивая сеть с реализацией связей между коммутаторами магистрального уровня по принципу "каждый с каждым"


Сеть, построенная по кольцевой схеме (рис. 2) содержит меньше связей, но и живучесть ее ограничивается повреждением лишь одного соединения.

схема сети по кольцевой топологии
Рис. 2. Сеть, построенная по кольцевой топологии.


Получается, что преимущества IP-решений не так уж и очевидны.
Подчас надежное IP-решение может оказаться гораздо дороже традиционных систем, использующих выделенную кабельную сеть.
Кроме того, многие производители используют в своих изделиях собственные адаптированные к IP протоколы передачи данных, не совместимые с протоколами других производителей. Получается, что и совместимость оборудования от различных фирм находится под большим вопросом.

Важно учесть!

Попытаюсь сформулировать некоторые основные рекомендации относительно IP-решений, применимых к системам внутриобъектовой связи.

1. Для передачи звука нужно соблюдать следующее правило: задержки между пакетами, содержащими звук одного канала, не должны превышать величины 50 мс, задержка пакетов в сети не должна превышать 100 мс. В противном случае будет наблюдаться существенное искажение речи. Пропадания звука на это же время также недопустимы. Наш слух обладает меньшей инертностью, чем зрение. Частота смены кадров более 15 раз в секунду практически не различается большинством зрителей, это значение соответствует продолжительности показа кадра, равной примерно 67 мс.

Вероятность потери битов должна быть весьма малой для надежной связи, не более 10-7, иначе возможны кратковременные пропадания звука и снижение разборчивости речи. Если в IP-системах видеонаблюдения возможно уйти на скорость передачи 5--6 кадров в секунду, то человеческое ухо не может позволить себе такой роскоши воспринимать отдельно проскакивающие звуки.

Таким образом, передавать звук по IP сложнее, чем видео. При наличии QoS пакеты звуковых каналов должны иметь безусловный приоритет по сравнению с видео, а тем более с каналами сигналов управления различными устройствами.

2. Уровень качества (полоса частот) протокола передачи звука весьма существенно зависит от особенностей объекта. Одно дело использовать традиционный VoIP для обеспечения телефонных переговоров, а совсем другое - транслировать музыкальные программы. Поэтому применение модели переговорного устройства или телефонного аппарата, поддерживающего прямое подключение в IP-cеть, должно быть оправданно и, опять же, зависеть от ряда внешних условий - должностных обязанностей данного абонента (приоритет), требований по функциональности и прочих пожеланий заказчика. Если особых требований не предъявляется, то целесообразно использовать традиционную абонентскую линию.

3. В отдельных случаях, при наличии большой нагрузки на локальную вычислительную сеть объекта (большой объем передачи данных), предпочтительным является построение физически выделенной кабельной структуры для IP-сети системы связи либо назначение высшего приоритета по занятию канала пакетам этой системы. Кроме того, в данном случае возможно более предпочтительным окажется вариант, когда абоненты внутриобъектовой телефонной сети подключены по традиционным абонентским линиям к малой номерной емкости, а вот IP-АТС в свою очередь связаны между собой через локальную вычислительную сеть. При этом IP-каналы будут заниматься, только если абоненты подключены к различным IP- АТС. Если абоненты подключаются к портам одной и той же мини- АТС, то соединение производится без задействования IP-сети. Тем самым можно достичь значительного снижения нагрузки на объектовую сеть!



Что же нам ждать от IP в будущем?


Понятно, что сфера применения подобных систем будет с течением времени расширяться. Жесткие требования, предъявляемые подключаемым оборудованием, вызовут необходимость реконструкции большинства корпоративных сетей. С другой же стороны, ограниченные сетевые ресурсы вынудят производителей разрабатывать новые высокоэффективные методы сжатия информации. Будет возрастать роль специалистов-сетевиков.
Более того! Без знания основ сетевых технологий и понимания сетевой орфоэпии работа на данном рынке в скором времени станет невозможной! И, наконец, смело можно утверждать, что классические слаботочные системы будут существовать еще в течение долгого времени, и прежде чем принять решение об отказе от оных, следует взвесить все "за" и "против" и просчитать затраты и их последующую эффективность, связанную с переходом на другой технологический уровень.



Автор: Р.В. Мишин
Инженер по звуковому оборудованию и связи
ЗАО "Компания Безопасность"
Читайте также: