Τετάρτη, 23 Μαΐου 2018 | 15:15

Μετάδοση δεδομένων

Πως καθορίζουμε την τοπολογία δικτύου και την παροχή ενέργειας

Η μετάδοση δεδομένων και ο εξοπλισμός διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε ένα σύστημα ασφαλείας. Πιο συγκεκριμένα σε μεγάλες εγκαταστάσεις, ο εξοπλισμός πρέπει να είναι ιδιαίτερα αξιόπιστος, ενώ η τοπολογία..
Γράφτηκε από: Αποστολόπουλος Παναγιώτης

Η μετάδοση δεδομένων και ο εξοπλισμός διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε ένα σύστημα ασφαλείας. Πιο συγκεκριμένα σε μεγάλες εγκαταστάσεις, ο εξοπλισμός πρέπει να είναι ιδιαίτερα αξιόπιστος, ενώ η τοπολογία του δικτύου και η παροχή ενέργειας των συσκευών, είναι επίσης παράγοντες που θα πρέπει να ληφθούν σοβαρά υπόψη κατά το σχεδιασμό του συστήματος.

Η «τοπολογία δικτύου», είναι η αναπαράσταση ενός δικτύου η οποία μπορεί να απεικονιστεί φυσικά ή λογικά. Η φυσική τοπολογία απεικονίζει τις θέσεις των στοιχείων του δικτύου (συσκευές, καλώδια, κλπ) όπως θα ήταν στο χώρο. Η λογική τοπολογία παρουσιάζει την ροή των δεδομένων μέσα στο δίκτυο. Δύο δίκτυα που έχουν την ίδια φυσική τοπολογία, ενδέχεται να έχουν διαφορετική λογική (τοπολογία) αν διαφέρουν στην τεχνολογία των συσκευών και των μέσων μετάδοσης. Υπάρχουν διάφορες τοπολογίες δικτύων, ενώ η τοποθέτηση των συσκευών και του εξοπλισμού μετάδοσης, ποικίλει ανά σύστημα. Μερικές από τις πιο γνωστές είναι η τοπολογία διαύλου ( bus), η τοπολογία αστέρα ( star) και η τοπολογία δακτυλίου (ring).

 

Bus

Στην τοπολογία Bus, κάθε κόμβος συνδέεται σε ένα κεντρικό καλώδιο. Αυτό το κεντρικό καλώδιο είναι ο κορμός (backbone ή bus) του δικτύου και είναι γνωστό ως δίαυλος ή αρτηρία (εικόνα 1). Ένα πακέτο δεδομένων που έχει αφετηρία έναν από τους κόμβους ταξιδεύει και στις δύο κατευθύνσεις και διαδοχικά διέρχεται από όλους τους άλλους κόμβους του διαύλου. Κάθε κόμβος ελέγχει τη διεύθυνση παραλήπτη του πακέτου και αν ταιριάζει με την δική του το αποδέχεται, αλλιώς το αγνοεί. Είναι χαμηλού κόστους και εύκολα στην εγκατάσταση κυρίως για τα μικρά δίκτυα λόγω του μοναδικού κεντρικού καλωδίου. Ωστόσο αυτή η τοπολογία παρουσιάζει και μερικά μειονεκτήματα. Δεδομένου ότι τα πακέτα διασχίζουν όλο το δίκτυο ανεξάρτητα της θέσης του κόμβου-αποδέκτη ενδέχεται να επιβαρύνουν την συνολική του απόδοση. Ένα ακόμα μειονέκτημα είναι ότι αν προσθέσουμε ή αφαιρέσουμε έναν κόμβο, ολόκληρο δίκτυο τίθεται εκτός λειτουργίας, ενώ μια αποτυχία σε μία συσκευή προκαλεί την αποτυχία ολόκληρου του συστήματος. Το ίδιο συμβαίνει και στην περίπτωση κάποιας βλάβης στο κεντρικό καλώδιο. Κυρίως οι τρεις τελευταίοι λόγοι καθιστούν αυτή την τοπολογία ακατάλληλη για μεγάλα δίκτυα.


Star

Στην τοπολογία αστέρα κάθε κόμβος (συσκευή) είναι συνδεδεμένος σε ένα "κεντρικό" κόμβο (εικόνα 2). Σε αυτή την τοπολογία ένα πακέτο δεδομένων που έχει αφετηρία έναν από τους περιφερειακούς κόμβους κατευθύνεται πάντα στον κεντρικό κόμβο, ο οποίος το αναμεταδίδει σε όλους τους κόμβους. Οι περιφερειακοί κόμβοι επικοινωνούν μεταξύ τους με αποστολές και λήψεις στον κεντρικό κόμβο. Η αποδοτική λειτουργία του δικτύου εξαρτάται πολύ από τον κεντρικό κόμβο. Αν είναι απλό hub, το πακέτο που θα παραλάβει από ένα κόμβο θα το στείλει σε όλους τους άλλους κόμβους και τελικά θα παραληφθεί από αυτόν που έχει την διεύθυνση παραλήπτη στο πακέτο, ενώ οι άλλοι κόμβοι θα το αγνοήσουν. Όπως και στην τοπολογία διαύλου, η απόδοση του δικτύου επιβαρύνεται λόγω της μεταφοράς πακέτων σε όλους τους κόμβους. Το δίκτυο γίνεται πιο αποτελεσματικό όταν ο κεντρικός κόμβος είναι switch. Το Switch διαβάζει την διεύθυνση παραλήπτη του πακέτου και το στέλνει αποκλειστικά στον κόμβο-αποδέκτη. Σε ένα σύστημα ασφαλείας η εγκατάσταση και η επέκταση είναι πολύ εύκολη, καθώς ο χρήστης χρειάζεται να προσθέσει μόνο ένα καλώδιο για να συνδέσει μια «πρόσθετη» κάμερα στο σύστημα. Ωστόσο, η τοπολογία αστέρα μπορεί να είναι δαπανηρή, καθώς απαιτείται ξεχωριστό καλώδιο για κάθε συσκευή. Εν τω μεταξύ, δεδομένου ότι όλα τα δεδομένα περνούν από Switch, αν παρουσιαστεί κάποιο πρόβλημα (στο Switch), τότε μπορεί να καταρρεύσει όλο το σύστημα.

 

Ring

Η τοπολογία δακτυλίου είναι σαν την τοπολογία διαύλου (bus) στην οποία όμως τα δύο άκρα ενώνονται σε έναν κλειστό βρόχο, έτσι είναι και πιο αξιόπιστη (εικόνα 3). Τα δεδομένα διαδίδονται προς μία κατεύθυνση, αν και υπάρχουν δακτύλιοι διπλής κατεύθυνσης. Όταν ένας κόμβος στέλνει πακέτα δεδομένων σε έναν άλλο, τα πακέτα περνούν από κάθε ενδιάμεσο κόμβο καθώς διατρέχουν τον δακτύλιο μέχρι να φτάσουν στον κόμβο που προορίζονται. Δεδομένου ότι το σήμα στις καλωδιώσεις των δικτύων εξασθενεί με την απόσταση, είναι σημαντικό ότι ο κάθε ενδιάμεσος κόμβος εκτός του ότι ελέγχει τη διεύθυνση του πακέτου για να δει αν είναι ο αποδέκτης, το επαναπροωθεί στον επόμενο κόμβο αφού το ενισχύσει. Δηλαδή εκτελεί την λειτουργία ενός repeater. Για αυτό το λόγο αυτή η τοπολογία μπορεί να καλύψει μεγάλες αποστάσεις. Όπως και στην τοπολογία διαύλου αν σε κάποιο σημείο του το δίκτυο υποστεί βλάβη, δεν λειτουργεί στο σύνολό του. Πλεονεκτεί της τοπολογίας αστέρα στο ότι δεν χρειάζεται τον "κεντρικό" κόμβο. Μειονέκτημα είναι ότι αν μία από τις συνδέσεις μεταξύ των κόμβων έχει μικρότερη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων καθυστερεί ολόκληρο το δίκτυο.

Η επιλογή της τοπολογίας σε ένα σύστημα ασφαλείας εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως το είδος της εγκατάστασης, τις απαιτήσεις και φυσικά το κόστος. Για παράδειγμα η τοπολογία Bus στην οποία οι συσκευές συνδέονται με μία ακολουθία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αυτοκινητόδρομους, ενώ η τοπολογία αστέρα που είναι μία σύνδεση «point to point», είναι κατάλληλη για συσκευές που είναι συνδεδεμένες σε ένα σημείο, όπως ένα control room. Ακόμα η αξιοπιστία είναι σημαντικό κριτήριο για την επιλογή της δικτύωσης των συσκευών μας. Το Bus είναι απλό στην εγκατάσταση και κοστίζει λιγότερο, αλλά υπάρχει ζήτημα αξιοπιστίας, καθώς η αποτυχία ενός κόμβου προκαλεί την αποτυχία ολόκληρου του συστήματος. Η τοπολογία αστέρα παρέχει καλύτερη αξιοπιστία του συστήματος, ωστόσο εάν το κεντρικό σημείο αποτύχει, αποτυγχάνει και ολόκληρο το σύστημα. Η τοπολογία Ring είναι πιο αξιόπιστη και κοστίζει λιγότερο από τη τοπολογία αστέρα, η οποία απαιτεί καλώδιο για κάθε συσκευή IP στο σύστημα μας.  

 

Τροφοδοσία

Οι περισσότερες σύγχρονες δικτυακές κάμερες μπορούν να τροφοδοτηθούν από το ίδιο το καλώδιο Ethernet, με αποτέλεσμα να μην χρειάζονται μία ξεχωριστή πηγή ενέργειας. Αξιοποιώντας αυτή τη τεχνολογία, οι σχεδιαστές-εγκαταστάτες που αναλαμβάνουν ένα έργο έχουν μία συνολική εικόνα για τον προϋπολογισμό και τη συνολική ισχύ που απαιτείται. Για παράδειγμα, αν υπάρχουν 8 κάμερες 15,4 W και δύο κάμερες 30 W, δηλαδή συνολικά 183,2 W, ο χρήστης πρέπει να τοποθετήσει ένα PoE Switch 10 θυρών, το οποίο θα είναι σε θέση να τροφοδοτεί αυτή την ισχύ. Η τελευταία ενημέρωση για το πρωτόκολλο PoE είναι το πρότυπο IEEE 802.3at, γνωστό ως PoE+. Η κύρια διαφορά μεταξύ του 802.3af (PoE) και του 802.3at (PoE+) είναι ότι το PoE+ μπορεί να παρέχει σχεδόν διπλάσια ισχύ σε ένα ενιαίο καλώδιο Ethernet. Οι συσκευές PoE+ μπορούν να τροφοδοτήσουν το πολύ 30 watt ανά θύρα, ενώ οι συσκευές PoE μπορούν να τροφοδοτήσουν το πολύ 15,4 W ανά θύρα.

Οι αυξανόμενες απαιτήσεις για προϊόντα και εξοπλισμό «PoE» προκάλεσαν ανάπτυξη στην αγορά αυτή. Μια έρευνα της MarketsandMarkets αναφέρει ότι η αγορά προϊόντων PoE αναμένεται να αυξηθεί από 451,1 εκατομμύρια δολάρια το 2015 σε 1 δισεκατομμύριο δολάρια μέχρι το 2022, με ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 12,56% μεταξύ 2016 και 2022. Η αυξανόμενη υιοθέτηση της τεχνολογίας PoE για την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος σε συσκευές παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα, όπως μεγάλη ευελιξία στην εγκατάσταση, χαμηλό κόστος, οδηγώντας έτσι στην αύξηση της ζήτησης, αναφέρει η έρευνα.

ΑΛΛΑ ΑΡΘΡΑ ΣΕ ΑΥΤΗ ΤΗΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ

digitaltvinfo.gr - Τα πάντα για τη δορυφορική, ψηφιακή και HD TV
Κάντε εγγραφή στο ενημερωτικό δελτίο μας για να λαμβάνετε τα νέα μας, τις αποκλειστικές ειδήσεις και τις καταπληκτικές προσφορές από το χώρο των συστημάτων ασφαλείας.