CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии

В реальной жизни машины бывают разных размеров, а в сети пакеты данных тоже отличаются по размеру. Они также содержат разные данные, а в машинах едет неодинаковое количество людей и разнообразных грузов.

Чтобы доехать от пункта отправления, например, из дома, до пункта назначения, то есть супермаркета, ваш водитель должен знать адрес магазина. В сети тоже нужно знать IP-адрес получателя пакета.

А теперь давайте представим, что по пути в супермаркет мы захватили с собой нашего престарелого родственника, который не может передвигаться самостоятельно и ездит в инвалидной коляске. Чтобы войти с ним в супермаркет мы воспользуемся отдельным входом с пандусом, по которому можно подняться с детской или инвалидной коляской. Этот отдельный вход и предназначен для людей, которые не могут передвигаться самостоятельно, остальные люди используют главный вход. Адрес магазина (IP-адрес) мы знаем, но чтобы туда попал наш престарелый родственник, мы пользуемся отдельным входом (сетевым портом). Есть еще один вход (сетевой порт) в супермаркет, которым пользуются машины для доставки товаров, но он предназначен только для этой цели, а вовсе не для входа покупателей, хотя те и другие приезжают по одному адресу (IP-адресу). Кстати, нередко встречаются цифровые видеорегистраторы, у которых один порт используется для передачи кадров, а другой — для синхронизации времени по сети и прочих функций.

Продолжая наше сравнение, представим, что по каким-то причинам нам нужно срочно покинуть наш городок и уехать в другую страну. Придется пройти пограничный контроль, и нас не пропустят, если не все наши документы в полном порядке. Пограничный контроль работает на границе сети как маршрутизатор с сетевым экраном.

Хакеры и вирусы могут вести себя как назойливые коммивояжеры, стучащиеся в каждую дверь, но куда хуже, если они напоминают грабителей, которые не только крадут ваши вещи и деньги, но и поджигают ваш дом, чтобы замести следы.

Следующий раздел посвящен беспроводным сетям, которым тоже можно найти аналогию в нашем городке. Только для этого нам потребуются не машины, а, например, вертолет, который может нас быстро доставить в любую точку, разумеется, в пределах радиуса полета, ограниченного максимальным количеством топлива. Для вертолета нам уже не нужны дороги (медные или оптоволоконные провода).

Впрочем, диспетчерская башня с земли будет координировать все полеты, так же как в беспроводных сетях мосты или точки доступа координируют передачу данных.

Все мы уже привыкли к тому, что все большее количество продуктов в сфере видеонаблюдения использует подключение по беспроводным сетям (Wireless LAN — WLAN), число инсталляций с использованием беспроводных сетей также возрастает. Популярность и удобство беспроводных коммуникаций между компьютерами, маршрутизаторами и цифровыми устройствами ввода и обработки видео заставляют производителей выпускать более совершенные и дешевые решения с завидной частотой. За последние годы было уже немало несовместимых между собой решений и неэффективных стандартов, но, наконец, индустрия определилась с поддержкой одной серии стандартов для беспроводных сетей, а именно серии стандартов 802.11, разработанной Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE).

Эти новые стандарты определяют передачу по беспроводным сетям (wireless Ethernet, WLAN), по отношению к ним также употребляется термин Wi-Fi (Wireless Fidelity).

Впрочем, существует много вариаций стандартов 802.11. Некоторые из этих вариаций более «зрелые», чем другие. Сейчас все более важно не просто разбираться в номенклатуре этих стандартов, но и понимать, какими возможностями они обладают и какое практическое применение они имеют в видеонаблюдении и в других сферах.

Продажи растут, так как растет количество компаний, которые оценили преимущества беспроводных сетей. Росту их популярности также способствовала ассоциация WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), которая обеспечивает тестирование совместимости и взаимодействия оборудования различных производителей. Эта группа, в которую входят более 130 компаний, уже вынесла положительное заключение о соответствии стандарту 802.11 b более чем по 200 продуктам, выдав им свой фирменный знак «Wi-Fi».

В рамках серии стандартов IEEE 802.11 существует несколько спецификаций, часть из которых находится еще в процессе разработки.

Что такое 802.11?

IEEE 802.11 или Wi-Fi определяет набор стандартов для беспроводных сетей, разработанный группой 11 IEEE 802.

Иногда термин используют для обозначения первоначального стандарта, который во избежание ошибок также именуют традиционным 802.11 (802.11 legacy).

В настоящее время семейство 802.11 включает в себя три отдельных протокола кодирования (a, b, g). Изначально функции безопасности были включены в эти протоколы, но в дальнейшем они развивались как отдельные стандарты (например, 802.11i). Другие стандарты в этом семействе (c-f, h-j, n) являются сервисными улучшениями, дополнениями или исправлениями предыдущих спецификаций.

Первым стандартом, который получил широкое распространение, оказался 802.11b. За ним, как это ни странно, последовали стандарты 802.11а и 802.11 g.

Частоты радиоволн, используемые в серии стандартов 802.11, принадлежат к СВЧ-диапазону и в большинстве своем подлежат минимальному регулированию со стороны контролирующих органов. В большинстве стран для использования этого спектра радиочастот не требуются специальные разрешения.

Рис. 11.31. Беспроводной мост

Традиционный стандарт 802.11

Первоначальная версия стандарта IEEE 802.11, появившаяся в 1997 году и иногда называемая 802.1у, определяла две скорости передачи данных (1 и 2 Мбит/с). Передача должна была осуществляться в инфракрасном диапазоне или на полосе частот 2.4 ГГц, предназначенной для использования в промышленных, научных и медицинских целях.

В последующих версиях стандарта отказались от инфракрасного диапазона, поскольку реального применения этот диапазон не нашел в стандарте и не мог конкурировать с устоявшимся протоколом IrDA. На смену традиционному стандарту 802.11 быстро пришел новый стандарт 802.11b.

802. 11b

Дальность действия стандарта составляет около 50 метров при использовании кругонаправленных антенн с малым усилением, которые обычно применяются в устройствах 802.11b. Максимальная пропускная способность — 11 Мбит/с. Впрочем, значительная часть ее расходуется на непроизводительные затраты, а максимальная пропускная способность на практике составляет около 5.5 Мбит/с. Металл, вода и толстые стены способны поглощать сигналы 802.11b и существенно уменьшают дальность действия. Стандарт работает на полосе частот 2.4 ГГц и использует в качестве метода доступа к среде передачи множественный доступ с контролем несущей и предотвращением конфликтов CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance).

При использовании внешних антенн с высоким коэффициентом усиления этот протокол можно применять для установления двухточечного соединения с дальностью действия до 8 километров, хотя некоторые утверждают, что им удавалось добиться дальности действия до 80-120 километров в зоне прямой видимости. Обычно это делается для замены дорогих выделенных линий или очень громоздкого микроволнового коммуникационного оборудования. Современные сетевые карты поддерживают передачу данных со скоростью 11 Мбит/с, но автоматически снижают скорость до 5.5, а затем до 2 и 1 Мбит/с при падении мощности сигнала.

Для протокола 802.11b предусмотрен ряд расширений (например, объединение каналов (channel bonding) и пакетная передача данных (burst transmission)) для увеличения скорости передачи данных до 22, 33 и 44 Мбит/с. Все эти расширения протокола являются разработками отдельных компаний, которые используют их в своем оборудовании, и, соответственно, официально расширения не поддерживаются со стороны IEEE. Многие компании называют эти улучшенные версии протокола