В рубрику "Комплексные системы безопасности" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
В данной статье при описании топологий не используются понятия ПЭВМ (рабочая станция, компьютер), коммутатора, маршрутизатора и т.д. Это обусловлено тем, что принципы формирования и основные преимущества указанных топологий могут быть использованы в системах передачи данных различного назначения, в том числе в локальных вычислительных сетях и системах передачи данных для периферийного оборудования ("полевых" магистралях).
При оснащении объектов применяются следующие хорошо зарекомендовавшие себя сетевые структуры (топологии) – "шина", "кольцо", "звезда", "ячейка".
Характерная особенность топологии типа "шина" (рис. 1а) – наличие единой магистрали передачи данных ("шины"), к которой подключены все устройства – абоненты, осуществляющие поочередный обмен данными.
Передаваемые данные доступны всем абонентам, подключенным к магистрали. Параметры данных задаются таким образом, чтобы адресат (получатель) однозначно идентифицировал их.
Преимущества топологии "шина":
В отличие от топологии "шина" структура топологии "кольцо" подразумевает последовательное подключение абонентов, в результате этого информационный поток идет от одного устройства к другому по очереди (схема приведена на рис. 1б). Параметры сообщения содержат маркеры, на основании которых принимающее устройство определяет, является ли оно адресатом. В случае положительного ответа сообщение считается доставленным, а при отрицательном ответе – передается дальше по сети.
Плюсы топологии "кольцо":
Минусы:
В современных КИТСФЗ наиболее часто встречается топология типа "звезда" (рис. 1в).
Схема подключения по указанной топологии требует наличия коммутирующего устройства, которое обеспечивает адресацию и распределяет информационные потоки между абонентами по отдельным каналам связи.
Развитием топологии типа "звезда" можно назвать топологию "расширенная звезда" – объединение нескольких сетей типа "звезда" в единую структуру.
Преимуществами топологии "звезда" являются:
Недостатки:
Особенностью топологии "ячейка" является то, что абонентские устройства в том числе выполняют роль коммутирующих (схема приведена на рис. 1г).
Каждое абонентское устройство соединено четырьмя каналами связи (при самой простой структуре).
Преимуществом является высокая надежность данной структуры – каждая точка обладает как минимум четырьмя каналами связи с другими абонентскими устройствами.
Минусы указанной топологии:
В современных системах безопасности все рассмотренные топологии в своей классической реализации морально устарели и могут иметь применение лишь в крайне ограниченном наборе задач.
Первоначально топологии "кольцо", "шина", "ячейка" служили для подключения и связи между собой абонентских устройств, выполняющих конкретную функцию. Таким образом, целью подключения было решение двух основных задач:
В настоящее время коммутационная функция не является частью абонентских приборов и осуществляется специализированным оборудованием. В результате все приводимые топологии могут быть использованы для подключения именно коммутационных систем. При данном подходе многие недостатки, связанные с ограничениями по передаче данных и присущие указанным топологиям, не играют существенной роли, и на передний план выходят преимущества подобного рода подключений.
Как правило, стандартный состав КИТСФЗ формируется из следующих основных компонентов – систем:
Рациональным подходом (рис. 2) является размещение оборудования СТН на периметрах по схеме подключения типа "шина", поскольку основными требованиями при размещении систем на периметре являются:
В качестве коммутационного оборудования могут быть применены компактные 4-портовые 10/100 Мбит коммутаторы/медиаконвертеры с возможностью подключения одно-/многомодового оптического кабеля с расширенным температурным диапазоном.
В строениях, размещаемых в зонах, где требуется установка периферийного оборудования (например, из состава систем СКУД), СОТС может быть подключено с помощью топологий "шина" и "кольцо".
Подключение можно организовать по варианту 1 (рис. 3а) или 2 (рис. 3б)
Концентраторы периферийного оборудования последовательно объединяются в "кольцо" Ethernet, что позволяет обеспечивать сравнительно высокую скорость передачи данных при сохранении требуемых расстояний без увеличения сегмента сети. Периферийное оборудование (датчики, управляющее оборудование и т.д.) при этом через концентраторы подключаются по топологии "шина", концентраторы в данном случае выполняют функцию преобразования (интерфейсов "полевой" сети) и коммутации (в сети Ethernet).
Непосредственное подключение периферийного оборудования с помощью преобразователей интерфейсов (RS-232/ RS-485/CAN) в Ethernet, что позволит организовывать сеть сразу с применением стандартного сетевого оборудования. В качестве стандартного сетевого оборудования могут быть использованы коммутаторы с 8–12 портами 10/100 Мбит и 2 (и более) портами 1 Гбит (порты 1 Гбит используются для подключения концентраторов в "кольцо").
Административные здания и пункты управления обычно оснащаются большим количеством автоматизированных рабочих мест и серверов. В условиях значительной номенклатуры применяемого оборудования необходимо обеспечивать наиболее гибкую структуру сети, которая должна отвечать требованиям разветвленности, масштабируемости, обеспечивать достаточную скорость передачи данных, обладать устойчивостью к неисправностям. Рациональным будет применение сети с топологией "звезда" и "расширенная звезда", в качестве коммутационного оборудования могут быть использованы 20- и более портовые 10/100/1000 Мбит коммутаторы стоечного исполнения, оснащенные не менее чем двумя портами для подключения оптоволоконных кабелей. На схеме (рис. 2) топология "ячейка" может быть применена на уровне связи между зданиями № 1–4. Так реализуется очень надежный канал передачи данных.
Кроме того, указанная топология может быть применена для обеспечения надежного канала связи как между серверами внутри здания, так и между серверами, располагающимися в других зданиях на территории.
Использование топологии "ячейка" для периферийных устройств нецелесообразно вследствие избыточной надежности, большого расхода кабельной продукции и сложности настройки. Для топологии "ячейка" могут быть применены концентраторы, используемые для "кольца" и "шины", в зависимости от сложности структуры сети. Основным параметром в данном случае становится наличие не менее 4 портов (для самой простой структуры).
Современный уровень развития систем передачи данных приводит к необходимости использовать новые подходы к построению каналов передачи данных, используемых в КИТСФЗ.
Проведенный анализ топологий позволяет сделать следующий вывод: каналы передачи данных в КИТСФЗ могут быть построены на основе устоявшихся сетевых структур (топологий) с учетом, что в современных комплексах узлами сети чаще всего являются не исполнительные устройства, а коммутационное оборудование. Используя комбинации и преимущества указанных сетевых структур, можно построить систему передачи данных КИТСФЗ любой степени сложности.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #4, 2016
Посещений: 32748
Автор
| |||
В рубрику "Комплексные системы безопасности" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций