Technologie sieciowe IP coraz częściej wykorzystywane są do budowy systemów telewizji przemysłowej. Upowszechnienie protokołu internetowego IP sprawiło, że sieciowe systemy monitoringu wizyjnego coraz częściej instalowane są w zwykłych obiektach, a nie jak to było kiedyś tylko w punktach newralgicznych. Protokół internetowy IP (Internet Protocol) jest obecnie najczęściej stosowanym protokołem komunikacyjnym w sieciach pakietowych. To właśnie na bazie tego protokołu funkcjonuje cała sieć Internet. Główną przyczyną tak ogromnej popularności protokołu internetowego IP (Internet Protocol) jest jego skalowalność, dzięki której protokół doskonale sprawdza się zarówno w bardzo małych jak i wyjątkowo rozległych instalacjach telewizji przemysłowej IP. Ponadto, ogromna popularność protokołu IP związana jest także z możliwością stosowania bardzo efektywnych, tanich i sprawdzonych urządzeń i technologii. W niniejszym artykule postaram się zaprezentować Państwu różne technologie oparte na protokole internetowym IP, wykorzystywane w sieciowych systemach monitoringu wizyjnego.
1. Sieci Ethernet
Większość współczesnych komputerów biurowych najczęściej korzysta z protokołu TCP/IP poprzez sieć typu Ethernet. Dwie główne zalety sieci Ethernet to jej szybkość i stosunkowo niskie koszty związane z jej budową. Obecnie wyróżnia się trzy podstawowe typy sieci Ethernet, mianowicie:
1.1. Ethernet 10Mb/s
Obecnie sieć Ethernet typu 10Mb/s jest bardzo rzadko stosowana w sieciach produkcyjnych. Wynika to głównie z tego, że sieci Ethernet 10Mb/s cechują się małą wydajnością. To właśnie ze względu na małą wydajności sieci Ethernet 10Mb/s pod koniec lat 90 ubiegłego wieku zostały zastąpione nowym standardem Ethernet 100Mb/s. Najbardziej popularną i najpowszechniej stosowaną topologią sieci Ethernet 10Mb/s została ochrzczona nazwą 10BASE-T. Topologia 10BASE-T korzysta z czerech żył, skręconych w dwie pary, kabla komunikacyjnego kategorii 3 lub 5. W centrum takiej topologii znajduje się specjalny koncentrator lub przełącznik, w postaci switcha. Identyczna konfiguracja stosowana jest w sieciach Fast Ethernet i Gigabit Ethernet.
1.2. Fast Ethernet 100Mb/s
Fast Ethernet, czyli jak sama nazwa wskazuje szybki Internet został wprowadzony pod koniec lat 90 ub. wieku i jest następcą sieci Ethernet 10Mb/s. Ze względu na swoje właściwości oraz dużą wydajność Fast Ethernet jest obecnie najczęściej wykorzystywanym typem Ethernetu w sieciach komputerowych. Podstawowym standardem sieci Fast Ethernet jest 100BASE-T. Standard 100BASE-T można podzielić na dwa podrzędne standardy, mianowicie na standard 100BASE-TX korzystający z skrętki miedzianej kategorii 5 i standard 100BASE-FX wykorzystujący światłowody.
1.3. Gigabit Ethernet 1000Mb/s
Jest to obowiązujący standard sieci Ethernet. Gigabit Ethernet 1000Mb/s został wprowadzony przez producentów nowoczesnych urządzeń sieciowych. Standard Gigabit Ethernet najczęściej wykorzystywany jest w sieciach szkieletowych, jako połączenie pomiędzy serwerami a przełącznikami sieciowymi. Ethernet Gigabit 1000Mb/s dzieli się na kilka standardów pośrednich, mianowicie na:
- Standard 1000BASE-T – sieci budowane na okablowaniu miedzianym kategorii 5e lub 6,
- Standard 1000BASE-SX – sieci budowane na światłowodach wielomodowych o maksymalnym zasięgu 550 metrów,
- Standard 1000BASE-LX – sieci budowane na światłowodach wielomodowych. Zasięg przesyłu zwiększony do 10 kilometrów poprzez zoptymalizowanie do przesyłu na światłowodzie jednomodowym.
- Standard 1000BASE-LH – sieci budowane na światłowodach jednomodowych, przystosowane do transmisji sygnału na bardzo duże odległości. Maksymalny zasięg do 100 kilometrów.
1.4. 10 Gigabit Ethernet 10 000Mb/s
Najnowsze rozwiązanie z dziedziny Ethernetu. Głównym zastosowaniem sieci 10 Gigabit Ethernet jest budowa zakładowych sieci szkieletowych. Jest to niezwykle zaawansowany standard, wykorzystujący aż siedem różnych mediów dla sieci LAN/WAN/MAN (sieć miejska). Obecnie uznawany jest za standard dodatkowy. Za standard podstawowy zostanie zapewne uznany już w najbliższym czasie, w przyszłej aktualizacji IEEE 802.3.
2. Zasilanie kamer przez sieć Ethernet
Sieci Ethernet pozwalają na bezpośrednie zasilanie wielu urządzeń sieciowych, w tym także kamer IP. Bezpośrednie zasilanie kamer i innych urządzeń sieciowych możliwe jest dzięki technologii PoE (Power over Ethernet). Power over Ethernet to nowoczesna technologia pozwalająca na integracje zasilania w standardowych strukturach sieci komputerowych LAN. Dzięki PoE całkowicie eliminujemy konieczność stosowania gniazdek elektrycznych oraz okablowania. Bezpośrednie zasilanie z sieci Ethernet pozwala na zdecydowanie łatwiejszą instalację kamer IP oraz zasilaczy awaryjnych UPS, pozwalających na ciągłą pracę sieciowego systemu monitoringu wizyjnego. Technologia bezpośredniego zasilania z Ethernetu PoE została znormalizowana przez standard IEEE 802.3af. Dzięki standaryzacji PoE nie wpływa negatywnie na jakość transmitowanego obrazu i nie zmniejsza zasięgu transmisji danych. PoE pozwala na zasilanie urządzeń o maksymalnym poborze mocy rzędu 15,4 W po stronie przełącznika lub specjalistycznego urządzenia typu midspan, co przekłada się na maksymalny pobór mocy przez kamerę lub urządzenie sieciowe rzędu 12,9 W. Jest to pobór odpowiadający kamerą wewnętrznym. W przypadku kamer zewnętrznych typu PTZ czy też Auto Dome pobór mocy zazwyczaj przekracza tą wartość. Z tego też względu PoE jest bardziej efektywne i funkcjonalne w przypadku instalacji wewnętrznych. Ponadto, standard 802.3af zapewnia także obsługę klasyfikacji zasilania, dzięki czemu jest wstanie negocjować pobór mocy pomiędzy urządzeniem sieciowym a funkcją PoE. Dzięki takiemu rozwiązaniu zaawansowany techniczne przełącznik jest w stanie rezerwować optymalną moc dla kamer/urządzeń, co w efekcie umożliwia zasilenie więcej urządzeń za pomocą PoE.
Technologia bezpośredniego zasilania z sieci Ethernet PoE korzysta ze standardowego okablowania sieciowego do zasilania bezpośrednio z portów, do których podłączone są urządzenia sieciowe. Obecnie większość producentów oferuje przełączniki przystosowane do obsługi PoE. Poniższy schemat przedstawia kamerę IP zasilaną przy pomocy PoE, mogącą pracować nawet w przypadku awarii zasilania.
![technologie_sieciowe2](sys