В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
 |
UHF vs. HF RFID: новый взгляд на старую полемику |
Считыватели с УВЧ-диапазоном пришли в СКУД из логистики, где их применение серьезно упростило работу с большими объемами товаров. В области контроля доступа эта технология решает задачи дистанционной идентификации в радиусе около 10 м. Помимо этого, как и в логистике, важным для СКУД преимуществом УВЧ является возможность одновременного считывания большого количества карт. Непрограммируемая часть памяти чипов обеспечивает достаточно высокий уровень безопасности работы. Конечно, высокочастотные решения – не самые бюджетные, что обусловлено отсутствием аналогов по стоимости и диапазону считывания, а также спектру решаемых задач. Эти характеристики позволяют рассматривать их присутствие в проектах СКУД как вполне закономерное явление.
На сегодня УВЧ-технология в задачах СКУД чаще всего используется для дистанционного считывания при проезде автотранспорта, но скорее всего зоны применения будут расширяться благодаря возможности идентификации Hands Free, не требующей от пользователя выполнения дополнительных действий. Например, в системах контроля доступа УВЧ может внедряться для отслеживания перемещения материальных ценностей. Помимо этого, были проекты реализации СКУД, где УВЧ-оборудование применялось для идентификации и учета рабочего времени на крупном добывающем предприятии без использования ограничивающих пропускную способность турникетов.
Принципиальное отличие УВЧ – возможность идентификации в радиусе 10 м, что не могут обеспечить ни Proximity, ни Smart.
Применение УВЧ в СКУД пока ограничено из-за невысоких показателей безопасности, но варианты повышения защиты УВЧ-идентификации все же имеются.
Память УВЧ-чипа разделена на несколько полей – пользовательские и заводское. Пользовательские поля не защищены от считывания и записи, поскольку УВЧ-технология создавалась для "открытой" идентификации. В заводское поле при производстве чипа может записываться уникальный для каждого чипа код. Уникальный код можно считать, но нельзя будет скопировать в ту же область памяти, поскольку она не является перепрограммируемой. Таким образом, ориентируясь на уникальный номер чипа, можно построить систему, в том числе и контроля доступа, с достаточно высоким уровнем безопасности при дистанционной идентификации. Proximity-чипы защищены слабее, так как их уникальные номера легко копируются и дублируются.
Если говорить о стоимости, УВЧ-метки недорогие, не требуют обслуживания, но считыватели гораздо дороже, чем Proximity. Это связано с более сложной конструкцией антенны, а также с более "умной" начинкой, позволяющей интегрировать эти считыватели в любые сторонние приложения. Если ограничиться функционалом, требуемым для СКУД, то стоимость УВЧ-считывателей может быть скорректирована в сторону уменьшения.
Выбор считывателя в первую очередь зависит от нужд проекта. Оборудование 2,45 ГГц обеспечивает большее расстояние срабатывания и большую вероятность считывания метки, что дает определенную гибкость в ходе реализации проектов при более высокой стоимости как меток, так и считывателей. Помимо этого, в процессе работы требуется замена элементов питания, а соответственно обслуживания: поскольку метка 2,45 Г Гц активна, постоянное обращение к ней приводит к быстрому разряду батареи и возникает необходимость ее замены. 2,45 ГГц имеет диапазон считывания в несколько десятков метров, а также возможность пересечения пункта идентификации без снижения скорости. Подобные задачи ставятся далеко не во всех проектах, поэтому более доступной технологией для автомобильной идентификации я назвал бы все-таки УВЧ.
Перспективы применения УВЧ-оборудования в проектах СКУД связаны с выпуском комбинированных карт с разной дальностью считывания. Наряду с УВЧ-составляющей они будут иметь, например, компоненты MIFARE. Высокочастотная составляющая будет срабатывать в зонах удаленной идентификации, а в точках с повышенными требованиями к уровню защиты канала обмена данными между картой и считывателем информация будет читаться из сектора памяти MIFARE, в котором для этого применяется дополнительная защита с шифрованием.
Продукты RFID LF, HF и UHF являются коммерческими изделиями, позволяющими решать различные задачи в повседневной жизни и бизнесе. Чтобы понять причину появления UHF-диапазона в области RFID, надо рассмотреть процесс эволюции RFID-меток.
Диапазон LF (125–136 кГц) был пионером в RFID. Его применение позволило получить дешевые RFID-метки и дешевое считывающее оборудование и решить многие актуальные проблемы бизнеса. Недостатки:
Для решения проблем коллизии надо было:
Очевидно, чтобы транслировать больше информации за короткое время, необходимо использовать более высокочастотный канал передачи данных. Таким образом переход с LF-диапазона в HF был предопределен, и полученные преференции весьма существенны. HF RFID уверенно занимает рыночные ниши, связанные с оборотом защищенных данных (платежные системы, бизнес-приложения).
Потребность в быстрой обработке данных о грузе/товаре выдвинула требования:
Все это привело к появлению UHF.
Каждая из технологий имеет свой достаточный рынок потребления, что и обеспечивает успешное развитие RFID в целом.
Необходимо отметить, что сам характер бизнес-приложений не (!) обязывает разработчиков следовать каким-либо стандартам. Основным критерием эффективности решения является восприимчивость рынком того или иного решения.
UHF оптимальны для решения следующих задач:
Достоинства:
Недостатки:
Выбор типа оборудования определяется исходя из многих факторов.
Перспективы хорошие, UHF успешно решает задачи, где необходимо:
Ознакомимся с особенностями сти применения UHF-технологии в сравнении с традиционными СКУД:
UHF-считыватели проигрывают по некоторым параметрам считывателям форматов EM и MIFARE. Однако UHF может успешно использоваться в сочетании с упомянутыми низкочастотными технологиями. Это может быть учет оборудования и материальных ценностей на предприятии, подсчет людей, идентификация товаров при транспортировке и т.д.
На сегодня технология UHF наиболее успешно применяется для складской логистики, однако массового распространения пока не получила.
Высокая скорость и дальность считывания позволяют проводить идентификацию большого количества меток одновременно, что может быть востребовано на объектах с высокой пропускной способностью. Однако управление доступом подразумевает индивидуальное считывание каждой метки в сочетании с дальнейшей сработкой исполнительного устройства – замка двери/шлагбаума/турникета. Поэтому для идентификации людей данные преимущества технологии UHF неактуальны.
Дальность считывания является преимуществом, но имеет и обратную сторону – считывание всех меток, попавших в зону действия считывателя, что недопустимо в классических системах СКУД.
В классических системах СКУД важны надежность считывания и отказоустойчивость всей системы в целом, достаточная защищенность карты от копирования. На сегодня системы на базе UHF не способны обеспечить высокий уровень надежности и безопасности объектов доступа, однако с успехом могут использоваться там, где важна низкая стоимость карты, высокая скорость и/или дальность считывания, а надежность считывания на уровне 99% и ниже является удовлетворительной.
Технология UHF будет скорее востребована в приложениях, где нужен больше учет, чем контроль (например, подсчет автотранспорта для оценки дорожной ситуации или товаров при складской логистике).
Мы используем RFID-считыватели UHF-диапазона в составе нашей СКУД уже несколько лет. И имеем успешный опыт эксплуатации данного технологического решения. Такое р еше ни е удо бн о и в монтаже, и особенно в эксплуатации, однако имеются свои особенности при настройке системы. Поэтому нам пришлось помогать нашим партнерам при первых установках. Исходя из такого опыта, можно твердо сказать, что данное техническое решение рынком принято и его полностью устраивает. Безусловно, оно будет развиваться, так как ниша его использования на сегодня не широка.
Мы рекомендуем использовать данные считыватели для организации учета автотранспорта на таких объектах, как парковки, мойки, жилищные комплексы и т.п. На наш взгляд, это оптимальное решение для подобных объектов. Применение считывателей и меток UHF-диапазона для учета людей осложняется проблемами, связанными с распространением радиосигнала.
Достоинство очевидно – это большая дальность считывания меток. Однако существуют сложности, связанные с настройкой системы. Применение данного решения требует от инсталляторов знаний об основах радиолокации и радиотехники. Надо понимать, что такое антенна, диаграмма направленности, затухание и т.п. Отсутствие подобных знаний затрудняет грамотное использование UHF-считывателей.
Еще одним достоинством является возможность считывания нескольких меток одновременно. Это позволяет в перспективе использовать такое решение не только для учета транспорта.
На мой взгляд, вопрос некорректен. Дело не в считывателе и не в диапазоне его работы, а в задаче, которая решается. При использовании считывателей диапазона 2,45 ГГц у нас повышается дальность считывания меток, что позволяет решать не только задачи, связанные с организацией проездов автотранспорта, но и задачи учета транспорта в потоке, на стоянке и т.п. Однако техническое решение на RFID-считывателях UHF-диапазона при организации проездов получается более экономичным. Поэтому для каждой задачи надо грамотно выбирать тип считывателя.
Нельзя сказать, что перспективы использования данного вида считывателей очень большие. Нет. Но, разумеется, с улучшением качества приемников появится возможность использовать считыватели данного диапазона для решения задачи учета людей в потоке, что, безусловно, расширит область применения этой технологии.
Прежде всего необходимо определиться с используемой терминологией. Диапазон UHF (дециметровые волны) соответствует частотам от 300 МГц до 3 ГГц. Системы радиочастотной идентификации (RFID), работающие в этом диапазоне, описываются зарубежным стандартом ISO/IEC 18000. Этот стандарт определяет два поддиапазона: 860–960 МГц и 2,45 ГГц. Некоторые фирмы, работающие на рынке, используют обозначение UHF только для систем с радиочастотами 860–960 МГц. На наш взгляд, это не совсем корректно, поскольку поддиапазон 2,45 МГц также относится к ультравысоким частотам. В России использование частот для систем RFID регламентируется решением ГКРЧ при Мининформсвязи России от 07.05.2007 № 07-20-03-001 "О выделении полос радиочастот устройствам малого радиуса действия". Важно отметить, что в этом решении нет разрешенного поддиапазона для систем RFID 2,45 ГГц, поэтому законность применения считывателей данного типа в России вызывает сомнения. Многие из предлагаемых на российском рынке считывателей используют радиочастоты 865–868 МГц, которые либо не разрешены, либо требуют лицензирования. В связи с этим преждевременно говорить о развитии RFID-систем, работающих на данных радиочастотах, поскольку вопросы лицензирования не решены на законодательном уровне.
Основным преимуществом диапазона 860– 960 МГц для радиочастотной идентификации является возможность получения большой дальности считывания (для пассивных идентификаторов – до 10 м). Большая дальность считывания идентификаторов в СКУД нужна прежде всего для контроля доступа автотранспорта и возможности доступа людей без необходимости предъявления карты считывателю (режим Hands Free). Для типовых задач контроля доступа людей большая дальность считывания обычно не требуется, поскольку при этом несколько идентификаторов могут попадать в зону действия одного считывателя. Чрезмерно большая дальность считывания также может приводить к считыванию идентификатора соседними считывателями, тем самым делая невозможным организацию режима контроля повторного прохода (anti-passback). Поэтому появление систем, работающих в диапазоне UHF, является закономерным с учетом возрастающих требований к контролю доступа автотранспорта и желания заказчиков обеспечить максимальное удобство пользователей при доступе через проходную.
Достоинства и недостатки любой технологии зачастую относительны. Преимуществом UHF-технологии является возможность получения большой дальности считывания идентификаторов по сравнению с диапазонами 125 кГц и 13,56 МГц. При этом спектр задач СКУД, требующих использования считывателей большой дальности, ограничен преимущественно контролем автотранспорта. Для идентификации людей большая дальность считывания является скорее недостатком. Считыватели UHF-диапазона значительно дороже низкочастотных, требуют специальной настройки в месте установки, а также принятия мер для исключения непреднамеренного попадания идентификаторов пользователей в зону их действия.
Термин "UHF-считыватели" применительно к СКУД, возможно, не совсем корректен, но является устоявшимся в профессиональном сообществе. Обычно под UHF имеют в виду считыватели с диапазоном частот 865–868 МГц, комплектуемые идентификаторами (картами, метками, тэгами) пассивного типа, то есть не имеющими собственного источника питания. Такие считыватели имеют меньшую дальность чтения, чем их "старшие коллеги", работающие на частоте 2,45 ГГц, но эта дальность намного превосходит возможности Proximity и Smart-считывателей (125 кГц и 13,56 М Гц соответственно). Дальность чтения идентификаторов у UHF-считывателей обычно лежит в пределах 2–4 м, что подходит для регистрации легкового автотранспорта и решения задачи типа Hands Free (доступ в режиме "свободные руки").
Думаю, слово "недостатки" немного резкое, скорее можно говорить об особенностях, связанных с данной технологией. Достоинства данного решения проистекают в значительной степени из того, что идентификаторы пассивные и соответственно стоимость их производства невысока. Сами считыватели также значительно дешевле своих аналогов гигагерцевого диапазона. Получается, что мы имеем приличную дальность чтения при низкой стоимости решения. Поскольку бесплатного сыра не бывает, расплачиваться за это приходится менее уверенным чтением идентификаторов на предельных дальностях и более низким значением этих самых предельных дальностей.
Если ставится задача идентификации большегрузного транспорта, автобусов, вагонов, контейнеров и пр., я выбрал бы считыватели 2,45 ГГц с активными идентификаторами. Если же задача более простая – например, идентификация легкового автотранспорта на въезде в служебный гараж, – можно применить считыватели 865–868 МГц с пассивными картами. Следует также понимать, что указываемая в документации дальность является лабораторной (полученной в благоприятных условиях). Если написано, что считыватель работает в диапазоне расстояний 2–4 м, то это не гарантирует на 100% его стабильную работу на объекте на предельных 4 м. Все будет зависеть от конкретной электромагнитной ситуации на месте его установки, и это надо учитывать.
Речь идет об одной из характеристик радиочастотных считывателей, а именно о частоте, от которой происходит их название. "Обычные" (наиболее распространенные в СКУД) системы работают на низкой частоте (LF) 125 КГц. "Новые" системы (не менее распространенные, но для контроля проезда на транспорте) используют высокую частоту (HF) 13,56 МГц. Третьи – "специальные" – (распространенные меньше и в основном в логистике) применяют ультравысокую частоту (UHF) 800–900 МГц. И "микроволновые" (SHF), только начинающие путь, работают на частоте 2,45 ГГц.
Хорошо бы разобраться, зачем вообще нужно повышать частоту приемника. При повышении частоты возрастает главным образом дальность действия системы, то есть считывания кода, и скорость этого считывания.
Дальнобойность – важный параметр для систем контроля проезда автомобилей. Оно и понятно: метка, приклеенная на лобовое стекло и считывающаяся автоматически, гораздо приятнее необходимости подъезжать вплотную к считывателю и высовывать наружу руку. Поэтому определяем первую (и боюсь, единственную) точку соприкосновения гигагерцевых систем со СКУД – контроль проезда и парковочные системы.
Скорость же считывания и, как ее следствие, возможность одновременного распознавания десятков идентификаторов, вряд ли привнесут что-то новое в идеологию СКУД. Ну разве что можно найти ей применение в системах регистрации и учета рабочего времени. А когда носителем ID станет вживленный в человеческий организм чип, то без высокочастотных технологий уже не обойтись…
Мне, как разработчику СКУД, неважно, какие технологии используются при распознавании уникального идентификатора, меня больше волнует, чтобы результатом распознавания было формирование Wiegand-кода. Пользователя больше всего волнует цена, поэтому он скорее выберет дешевую классику, если не требуется "чего-то этакого", за что он готов платить. Итак, недостаток только в более высокой стоимости.
Если бы я был заказчиком СКУД для проезда, то посчитал бы, что мне выгоднее: поставить дешевую LF- или HF-систему с низкой пропускной способностью или дорогую "дальнобойную", но позволяющую не создавать очередь при проезде на вверенную территорию.
Дело в цене вопроса. Пока будут "дорогие" и "дешевые" системы (дешевизна – понятие весьма относительное), то большинство заказчиков выберет более дешевую, то есть классическую низкочастотную технологию. Ну а при снижении цены на ультрачастотную и выше прочие просто уйдут с рынка.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #3, 2014
Посещений: 16422
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
