Системы цифрового видеонаблюдения при организации охранных структур на особо охраняемых объектах

35. Параметры идентификации и шифрования.

NSS содержит еще два компонента - AuC (Authentication Center - центр

авторизации) и EIR (Equipment Identity Register - реестр идентификации

оборудования). Первый блок используется для процедур установления

подлинности абонента, а второй, отвечает за допуск к эксплуатации в сети

только разрешенных сотовых телефонов.

Исполнительной, если так можно выразиться, частью сотовой сети,

является BSS (Base Station Subsystem - подсистема базовых станций. BSS

состоит из нескольких частей BSC (Base Station Controller - контроллер

базовых станций), а также BTS (Base Transceiver Station - базовая станция).

Базовые станции можно наблюдать повсюду - фактически это просто приемно-

передающие устройства, содержащие от одного до шестнадцати излучателей.

Каждый BSC контролирует целую группу BTS и отвечает за управление и

распределение каналов, уровень мощности базовых станций и тому подобное.

Обычно BSC в сети не один, а целое множество (базовых станций же вообще

сотни). Одна BTS - одна "сота", ячейка. Для упрощения функционирования

системы и снижения служебного трафика, BTS объединяют в группы - домены,

получившие название LA (Location Area - области расположения). Каждой LA

соответствует свой код LAI(Location Area Identity). Один VLR может

контролировать несколько LA. И именно LAI помещается в VLR для задания

местоположения мобильного абонента. В случае необходимости именно в

соответствующей LA будет произведен поиск абонента. При перемещении

абонента из одной соты в другую в пределах одной LA перерегистрация и

изменение записей в VLR/HLR не производится, но стоит ему (абоненту)

попасть на территорию другой LA, как начнется взаимодействие телефона с

сетью. При смене LA код старой области стирается из VLR и заменяется новым

LAI, если же следующий LA контролируется другим VLR, то произойдет смена

VLR и обновление записи в HLR. Здесь есть одна проблема, слишком мелкие LA

приведут к частым перерегистрациям телефонов и, как следствие, к

возрастанию трафика разного рода сервисных сигналов и более быстрой

разрядке батарей мобильных телефонов. Если же сделать LA большими, то, в

случае необходимости соединения с абонентом, сигнал вызова придется

подавать всем сотам, входящим в LA, что также ведет к неоправданному росту

передачи служебной информации и перегрузке внутренних каналов сети.

Далее рассмотрим алгоритм handover`ра (такое название получила смена

используемого канала в процессе соединения). Во время разговора по

мобильному телефону вследствие ряда причин (удаление "трубки" от базовой

станции, многолучевая интерференция, перемещение абонента в зону так

называемой тени и т.п.) мощность и качество сигнала может ухудшиться. В

этом случае произойдет переключение на канал (может быть, другой BTS) с

лучшим качеством сигнала без прерывания текущего соединения. Handover`ы

принято разделять на четыре типа:

Смена каналов в пределах одной базовой станции

Смена канала одной базовой станции на канал другой станции, но

находящейся под патронажем того же BSC.

Переключение каналов между базовыми станциями, контролируемыми разными

BSC, но одним MSC

Переключение каналов между базовыми станциями, за которые отвечают не

только разные BSC, но и MSC.

В общем случае, проведение handover`а - задача MSC. Но в двух первых

случаях, называемых внутренними handover`ами, чтобы снизить нагрузку на

коммутатор и служебные линии связи, процесс смены каналов управляется BSC,

а MSC лишь информируется о происшедшем.

Во время разговора мобильный телефон постоянно контролирует уровень

сигнала от соседних BTS (список каналов (до 16), за которыми необходимо

вести наблюдение, задается базовой станцией). На основании этих измерений

выбираются шесть лучших каналов, данные о которых постоянно (не реже раза в

секунду) передаются BSC и MSC для организации возможного переключения.

Существуют две основные схемы handover`а:

"Режим наименьших переключений" (Minimum acceptable performance). В

этом случае, при ухудшении качества связи мобильный телефон повышает

мощность своего передатчика до тех пор, пока это возможно. Если же,

несмотря на повышение уровня сигнала, связь не улучшается (или мощность

достигла максимума), то происходит handover.

"Энергосберегающий режим" (Power budget). При этом мощность

передатчика мобильного телефона остается неизменной, а в случае ухудшения

качества меняется канал связи (handover).

Маршрутизация вызовов.( абонент находится в зоне действия гостевой

сети)

[pic]

MSC пересылает в HLR номер (MSISDN) абонента. HLR, в свою очередь,

обращается с запросом к VLR гостевой сети, в которой находится абонент. VLR

выделяет один из имеющихся в ее распоряжении MSRN (Mobile Station Roaming

Number - номер "блуждающей" мобильной станции). HLR домашней сети получает

от VLR присвоенный абоненту MSRN и, сопроводив его IMSI пользователя,

передает коммутатору домашней сети. Заключительной стадией установления

соединения является направление вызова, сопровождаемого IMSI и MSRN,

коммутатору гостевой сети, который формирует специальный сигнал,

передаваемый по PAGCH (PAGer CHannel - канал вызова) по всей LA, где

находится абонент.

Прошло немногим более двух десятилетий с момента появления первых

мобильных телефонов, но мобильная связь уже подверглась существенным

изменениям. Cистемы первого поколения, основанные на аналоговом принципе,

использовались исключительно для телефонной связи и лишь впоследствии

обзавелись некоторыми базовыми сервисами. Cистемы второго поколения так

назывфаемые 2G, включая стандарт GSM, предоставляют улучшенное качество

передачи и защиту сигнала, дополнительные сервисы, низкоскоростную передачу

данных, и для систем GSM - автоматическую службу т.н. роуминга для удобства

передвижения абонента по разным странам и континентам. Однако использование

данног стандарта было практически невозможно для передачи видео

изображения, так как не обеспечивались нормальные скорости при передачи

данных, поэтому вскоре после появления второго поколения мобильных систем,

начались приготовления к проектированию стандартов мобильной связи

следующего поколения.

Технология третьего поколения (3G) обеспечивает высококачественную

передачу речи, изображений (скорость предположительно будет достигать 2

Мбит/с вместо 9.6 Кбит/с, доступных сегодня), и доступ в Internet, а также

обмен данными между мобильным телефоном и компьютером. В то же самое время

3G технологии должны улучшить качество cервиса сетей вторых поколений,

добавляя им множество новых услуг. Спецификация 3G все еще в процессе

развития. Для новой 3G системы были выделены следующие частотные диапазоны:

1885-2025 МГЦ, и 2110-2200 МГЦ для дальнейшего развития 3G, в частности для

спутниковой части 3G выделены диапазоны 1980-2010 и 2170-2200 МГЦ

соответственно.

GPRS - General Packet Radio System

GPRS - одна из важнейших технологий в переходном периоде от систем

второго поколения к 3G. GPRS часто упоминается как GSM-IP (GSM Internet

Protocol), так как это - технология, предлагающая абоненту GSM прямой

доступ к провайдеру Internet со скоростью до 115 Кбит/с. Еще одной

отличительной особенностью GPRS от систем старого поколения является то,

что GPRS позволяет абоненту иметь постоянную связь с ISP и пребывать в так

называемом режиме online. Новая система потребует введения нового принципа

оплаты: Ваша плата будет зависеть только от объема принятых/переданных

данных вне зависимости от времени использования радио канала. К тому же,

введение GPRS будет способствовать более бережливому и рациональному

распределению радиочастотного ресурса: "пакеты" данных предполагается

передавать одновременно по многим каналам (именно в одновременном

использовании нескольких каналов и заключается выигрыш в скорости) в паузах

между передачей речи. И только в паузах - голосовой трафик имеет

безусловный приоритет перед данными, так что скорость передачи информации

определяется не только возможностями сетевого и абонентского оборудования,

но и загрузкой сети. Подчеркну, что в GPRS ни один канал не занимается под

передачу данных целиком - и это основное качественное отличие новой

технологии от используемых ныне.

Построение GPRS сетей

Доработку GSM-сети для предоставления услуг высокоскоростной передачи

данных GPRS можно условно разделить на две формы - программную и

аппаратную. Если говорить о программном обеспечении, то оно нуждается в

замене или обновлении практически всюду - начиная с реестров HLR-VLR и

заканчивая базовыми станциями BTS В частности, вводится режим

многопользовательского доступа к временным кадрам каналов GSM, а в HLR,

например, появляется новый параметр Mobile Station Multislot Capability

(количество каналов, с которыми одновременно может работать мобильный

телефон абонента).

[pic]

Ядро системы GPRS (GPRS Core Network) состоит из двух основных блоков

- SGSN (Serving GPRS Support Node - узел поддержки GPRS) и GGPRS (Gateway

GPRS Support Node - шлюзовой узел GPRS).

SGSN является центральным процессором GPRS сети. В некотором роде SGSN

можно назвать аналогом MSC - коммутатора сети GSM. Он выполняет следующие

функции.

SGSN контролирует доставку пакетов данных пользователям.

взаимодействует с реестром собственных абонентов сети HLR, проверяя,

разрешены ли запрашиваемые пользователями услуги.

ведет мониторинг находящихся online пользователей.

организует регистрацию абонентов вновь "проявившихся" в зоне действия

сети и т.п.

Так же как и MSC, SGSN, в системе может быть и не один - в этом случае

каждый узел отвечает за свой участок сети. Например, SGSN производства

компании Motorola имеет следующие характеристики:

каждый узел поддерживает передачу до 2000 пакетов в секунду,

одновременно контролирует до 10000 находящихся online пользователей.

Всего же в системе может быть до 18 SGSN Motorola.

Назначение GGSN следующее - грубо говоря, это шлюз между сотовой сетью

(вернее, ее частью для передачи данных GPRS) и внешними информационными

магистралями (Internet, корпоративными интранет-сетями, другими GPRS

системами и так далее). Основной задачей GGSN, таким образом, является

роутинг (маршрутизация) данных, идущих от и к абоненту через SGSN.

Вторичными функциями GGSN является адресация данных, динамическая выдача IP-

адресов, а также отслеживание информации о внешних сетях и собственных

абонентах (в том числе тарификация услуг).

Внутри ядра GPRS-системы (между SGSN и GGSN) данные передаются с

помощью специального туннельного протокола GTP (GPRS Tunneling Protocol).

Еще одной составной частью системы GPRS является PCU (Packet Control

Unit - устройство контроля пакетной передачи). PCU стыкуется с контроллером

базовых станций BSC и отвечает за направление трафика данных

непосредственно от BSC к SGSN. При ориентации системы на мобильный Интернет

возможно добавление специального узла - IGSN (Internet GPRS Support Node -

узел поддержки Интернет).

Прежде чем приступить к работе с GPRS, мобильная станция, так же как и

в обычном случае передачи голоса, должна зарегистрироваться в системе. Как

уже было сказано, регистрацией (а, точнее, "прикреплением" (attachment) к

сети) пользователей занимается SGSN. В случае успешного прохождения всех

процедур (проверки доступности запрашиваемой услуги и копирования

необходимых данных о пользователе из HLR в SGSN) абоненту выдается P-TMSI

(Packet Temporary Mobile Subscriber Identity - временный номер мобильного

абонента для пакетной передачи данных), аналогичный TMSI, который

назначается мобильному телефону для передачи голоса (кстати, если

абонентский терминал относится к классу А, то ему при регистрации

выделяется как TMSI, так и P-TMSI).

Для быстрой маршрутизации информации к мобильному абоненту GPRS-

система нуждается в данных о его месторасположении относительно сети,

причем с большей точностью, нежели в случае передачи голосового трафика. Но

если если телефон будет информировать систему каждый раз при переходе от

одной соты к другой служебный трафик в сотовой сети и расход энергии

мобильным аппаратом возрастает. Чтобы найти разумный компромисс между

объемом сигнального трафика в сети GPRS и необходимостью знать с высокой

точностью местонахождение абонента принято деление терминалов на три

класса:

IDLE (неработающий). Телефон отключен или находится вне зоны действия

сети. Очевидно, что система не отслеживает перемещение подобных абонентов.

STANDBY (режим ожидания). Аппарат зарегистрирован (прикреплен) в GPRS-

системе, но уже долгое время (определяемое специальным таймером) не

работает с передачей данных. Местоположение STANDBY-абонентов известно с

точностью до RA (Routing Area - область маршрутизации). RA мельче, чем LA

(каждая LA разбивается на несколько RA, но, тем не менее, RA крупнее, чем

сота, и состоит из нескольких элементарных ячеек).

READY (готовность). Абонентский терминал зарегистрирован в системе и

находится в активной работе. Координаты телефонов, находящихся в режиме

READY, известны системе (а, точнее, SGSN) с точностью до соты.

EDGE - Enhanced Data GSM Environment.

EDGE - заключительная ступень на пути к 3G. Она позволит операторам

GSM предлагать абонентам мультимедиа сервисы при 384 Кбит/с. Полагают, что

операторы GSM смогут предоставлять услуги EDGE за относительно низкую цену,

поскольку это потребует всего лишь небольших изменений в программном

обеспечении и оборудовании операторов. Система будет использовать TDMA

интерфейс (Time Division Multiple Access) и типичный для GSM шаг 200 КГЦ.

Глава 2

Программа управления камерами предназначена для непосредственного

управления камерой или группой камер.

Управление возможно с помощью мыши, клавиатуры, джойстика, задания

камере предустановок (определенной последовательности команд).

Как и в любой системе управления, имеется субъект и объект управления.

Субъект управления - оператор системы безопасности. Объектами управления

являются поворотный механизм камеры и трансфокаторы. Поворотный механизм

отвечает за повороты камеры в вертикальной и горизонтальной плоскостях,

вверх и влево, вверх и вправо, вниз и вправо, вниз и влево. Трансфокаторы

отвечают за управлением зумированием и фокусировкой.

Схема функционирования.

[pic]

В качестве протокола для управления камерами выбран RS-232, который

связывает компьютер (с соответствующим программным обеспечением) и

преобразователь интерфейсов. Протокол RS-422 предназначен для передачи

управляющих воздействий на контроллер поворотных механизмов камер и

трансфокаторов.

В данном случае такой выбор протоколов обмена обусловлен их

техническими характеристиками и принципами работы.

Технические характеристики RS- протоколов

Протоколы RS-232 и RS-422 являются дуплексными протоколами, применение

дуплексного протокола позволяет принимать и передавать информацию

одновременно, то есть оба оконечных устройства могут быть приемниками и

передатчиками одновременно.

Важное отличие протокола RS-232 состоит в том, что они используют

небалансный сигнал, в то время как RS-422 использует балансный. Небалансный

сигнал передается по несбалансированной линии, которая представляет собой

«землю» и одиночный сигнальный провод. Балансный сигнал передается по

сбалансированной линии, в котором присутствуют «земля» и пара проводов,

разница напряжений между которыми используется для приема и передачи

сигнала. Сбалансированный сигнал передается быстрее и дальше, чем

несбалансированный.

Ниже в таблице приведены технические характеристики протоколов RS-232

RS-422

| |RS-232 |RS-232 |

|Соединения |Одиночный провод |Одиночный провод/много |

| | |соединений допустимо |

|Количество устройств |1 передатчик |5 передатчиков |

| |1 приемник |10 приемников на 1 |

| | |передатчик |

|Вид протокола |дуплексный |Дуплексный |

|Макс. длинна провода |~15.25 м. При 19.2Kbps |~1220 м. При 100Kbps |

|Макс. скорость передачи |19.2Kbps для 15 м. |10Mbps для 15 м |

|Сигнал |небалансный |Балансный |

|двоичная 1 |-5В мин. |2В мин. (A>B) |

| |-15В макс. |6В макс. (A>B) |

|двоичный 0 |5В мин. |2В мин. (B>A) |

| |15В макс. |6В макс. (B>A) |

|Мин. входное напряжение |+/- 3В |0.2В |

|Выходной ток |500мА |150мА |

Принцип работы протокола RS-232

Все оборудование, соединяемое по RS-232 протоколу, разделяют на DCE

оборудование - передачи данных, и DTE - терминальное оборудование. Различие

заключается в разъемах и разводке разъемов.

| |DCE |DTE |

|Pin 1 |Защитное заземление |Защитное заземление |

|Pin 2 |Прием данных |Передача данных |

|Pin 3 |Передача данных |Прием данных |

|Pin 4 |Запрос на прием |Запрос на передачу |

|Pin 5 |Запрос на передачу |Запрос на прием |

|Pin 6 |Готов выход |Готов вход |

|Pin 7 |Земля сигнальная |Земля сигнальная |

|Pin 8 |Несущий выход |Несущий вход |

|Pin 9 |Не указано |Не указано |

Принцип работы протокола RS-422

RS-422 используют экранированную витую пару, экран в качестве сигнальной

«земли», земля не используется для определения логического состояния линии,

при этом сигнал уровня RS-422 является парафазным. Стандарт на RS-422

предусматривает 32 пары передатчик/приемник. На данный момент возможности

протокола RS-422 расширены, теперь он поддерживает от 128 до 255 устройств

на одной линии. Протокол RS-422 предусматривает использование

четырехжильной экранированной витой пары, при этом получается полный

дуплекс. В таком случае необходимо, чтобы одно из устройств было

сконфигурировано как ведущее, а остальные как ведомые. Тогда все ведомые

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10