Сравнение rs 485 и ethernet. Такой разный ip-скуд

С. Солодянкин
ЗАО «Стилсофт»

В настоящее время преимущества сетевых систем контроля и управления доступом ни у кого уже не вызывают сомнений – возможность централизованного ведения базы данных пропусков, учет рабочего времени, удаленное управление устройствами ограничения доступа давно уже стали стандартом де-факто для проектируемых систем. Также в отдельную категорию необходимо вынести желание заказчика иметь распределенную комплексную систему безопасности, в которую входят, помимо системы СКУД, системы видеонаблюдения, охранно-пожарной сигнализации, оповещения, защиты периметра. В данный момент времени существуют две основные архитектуры построения сетевых СКУД – на базе протокола RS-485 и на базе протокола Ethernet. Попробуем разобраться, какая из них удобнее.

Немного истории

RS-485 – полудуплексный многоточечный последовательный интерфейс передачи данных. Передача данных осуществляется по одной паре проводников с помощью дифференциальных сигналов. Разница напряжений между проводниками одной полярности означает логическую единицу, разница другой полярности – нуль.
Стандарт RS-485 совместно разработан двумя ассоциациями: Ассоциацией электронной промышленности (EIA – Electronics Industries Association) и Ассоциацией промышленности средств связи (TIA – Telecommunications Industry Association). Ранее EIA маркировала все свои стандарты префиксом RS (рекомендованный стандарт). Многие инженеры продолжают использовать это обозначение, однако EIA/TIA официально заменил RS на EIA/TIA с целью облегчить идентификацию происхождения своих стандартов. На сегодняшний день различные расширения стандарта RS-485 охватывают широкое разнообразие приложений, этот стандарт стал основой для создания целого семейства полевых шин, широко используемых в промышленной автоматизации.
В стандарте RS-485 для передачи и приема данных часто используется единственная витая пара проводов. Процедуры совместного использования линии передачи требуют применения определенного метода управления направлением потока данных. Наиболее широко распространенным методом является использование сигналов RTS (Request To Send) и CTS (Clear To Send).
Электрические и временные характеристики интерфейса RS-485:

• 32 приемопередатчика при многоточечной конфигурации сети (на одном сегменте максимальная длина линии в пределах одного сегмента сети 1200 м).
• Только один передатчик активный.
• Максимальное количество узлов в сети – 250, с учетом магистральных усилителей.
• Характеристика «скорость обмена/длина линии связи» (зависимость экспоненциальная):
  – 62,5 Кбит/с 1200 м (одна витая пара);
  – 375 Кбит/с 300 м (одна витая пара);
  – 500 Кбит/с;
  – 1000 Кбит/с;
  – 2400 Кбит/с 100 м (две витых пары);
  – 10000 Кбит/с 10 м.

Ethernet (эзернет, от лат. aether – эфир) – пакетная технология компьютерных сетей, преимущественно локальных.
Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат пакетов и протоколы управления доступом к среде – на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространенной технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века.
Технология Ethernet была разработана вместе со многими первыми проектами корпорации Xerox PARC. Общепринято, что Ethernet был изобретен 22 мая 1973 года, когда Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet. Но законное право на технологию Меткалф получил только через несколько лет. В 1976 году он и его ассистент Дэвид Боггс (David Boggs) издали брошюру под названием Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks.
Меткалф ушел из Xerox в 1979 году и основал компанию 3Com для продвижения компьютеров и локальных вычислительных сетей (ЛВС). Ему удалось убедить DEC, Intel и Xerox работать совместно и разработать стандарт Ethernet (DIX). Впервые этот стандарт был опубликован 30 сентября 1980 года. Он начал соперничество с двумя крупными запатентованными технологиями token ring и ARCNET, которые вскоре были похоронены под накатывающимися волнами продукции Ethernet.
В зависимости от скорости передачи данных и передающей среды существует несколько вариантов технологии. Независимо от способа передачи стек сетевого протокола и программы работают одинаково практически во всех вариантах. Ввиду огромного количества разнообразных стандартов протокола Ethernet, многие из которых устарели, не успев даже появиться, рассмотрим лишь несколько основных:
100BASE-T – общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 150 м. Включает в себя стандарты 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.
100BASE-LX WDM – стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина сегмента 15 км в полнодуплексном режиме на длине волны 1310 нм и 1550 нм. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны), либо одной латинской буквой A(1310) или B(1550). В паре могут работать только парные интерфейсы, с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой – на 1550 нм.
1000BASE-T, IEEE 802.3ab – стандарт, использующий витую пару категорий 5e или 6. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных – 250 Мбит/с по одной паре.

Рассматриваемые интерфейсы в системах контроля и управления доступом

Первым на рынок систем безопасности пришел и прочно там закрепился интерфейс RS-485, так сложилось ввиду его широкого распространения на рынке промышленных микроконтроллеров, в то время когда Ethernet еще только-только начал появляться в сфере высоких технологий. На текущий момент времени львиная доля рынка систем СКУД, как, впрочем, и систем охранно-пожарной сигнализации, безоговорочно принадлежит RS-485.
Контроллеры СКУД, передающие данные по протоколу RS-485, чаще всего недороги. Микросхемы, организующие шину, стоят очень дешево, схемотехника готового устройства чрезвычайно проста – все эти факторы, безусловно, говорят в пользу RS-485.
Рассмотрим процесс передачи данных по шине RS-485. Центральный контроллер (Мастер-контроллер) или компьютер обеспечивает загрузку в память контроллера данных о пропусках, временных графиках доступа. Логика контроллера самостоятельно принимает решения о пропуске того или иного человека. После совершения прохода контроллер обеспечивает выгрузку событий о проходах в базу данных компьютера (Мастер-контроллера). Пропускная способность шины и, как следствие, количество контролеров на одной шине обычно не имеют принципиального значения, в связи с тем, что работа по добавлению новых пропусков и передаче событий может происходить в фоновом режиме, одновременно с функционированием проходной.
Казалось бы, если все работает, зачем изобретать что-то новое, но развитие технологий не останавливается, задачи по обеспечению безопасности с каждым днем становятся все сложнее, развитие программного обеспечения для систем контроля и управления доступом начинает опережать аппаратную составляющую.
И сразу же начинают возникать проблемы. Допустим, нам требуется управлять одной или несколькими проходными в реальном времени, используя сложные нестандартные правила. Например, применяя одновременно несколько способов идентификации (например, по карте, отпечатку пальца и лицу), практикуя правила двух или трех карт, задействовав для разных групп людей разные устройства идентификации. Обычно контроллер не может решить эту задачу самостоятельно в автономном режиме. Подобные сложные решения обычно реализуют, управляя контроллером непосредственно с компьютера, используя контроллер просто как интерфейсный модуль, через который подключены считыватели и устройства ограничения доступа. Одновременный обмен данными уже с 15 контроллерами по шине RS-485 вызывает неприемлемые для пользователя задержки в работе системы – открытия турникета при поднесении карты приходится ждать по несколько секунд. Ускорить данный процесс техническими ухищрениями практически невозможно в связи с «идеологией» организации шины RS-485. Все устройства, подключенные к этой шине, опрашиваются последовательно, одно за другим, а если учесть маленькие скорости передачи данных шины RS-485, то легко сделать вывод, что большую систему контроля и управления доступом, использующую сложные методы идентификации на шине RS-485, построить практически невозможно.
Перечисленные выше недостатки в ряде систем СКУД проявляются даже на уровне простых решений. Например, если во время добавления пользователей в бюро пропусков попытаться с рабочего места охранника открыть турникет вручную из программного обеспечения, то команда открытия турникета дойдет со значительной задержкой.
Решить данную проблему можно, заменив протокол передачи данных. Новый протокол должен обеспечивать параллельную передачу данных с тем, чтобы команды и данные передавались не всем устройствам по очереди, а необходимому устройству сразу. Также необходимо увеличить скорость передачи данных. И последнее, новый протокол должен быть максимально распространенным для обеспечения совместимости с существующими сетевыми устройствами и будущими разработками. Используя распространенный протокол, можно быть уверенным, что строящаяся система контроля и управления доступом сможет получить развитие в будущем. Идеально, если протокол сможет организовать единую шину передачи данных для всех элементов комплексной системы безопасности объекта.
Обобщив все вышеуказанные тезисы, можно легко сделать вывод, что единственная на данный момент времени технология передачи данных, удовлетворяющая всем перечисленным выше требованиям, – это сеть Ethernet.
Ethernet – самая распространенная в мире сеть передачи данных. Оборудование и протоколы передачи данных, использующие эту сеть, непрерывно развиваются. Благодаря большой распространенности микроконтроллеры, поддерживающие сеть Ethernet, значительно подешевели и, соответственно, цена на контроллеры СКУД может быть невысокой. Также сети Ethernet уже имеются в каждом офисе и предприятии, соответственно при использовании данной сети не потребуются дополнительные затраты на прокладку проводов.
Давайте обобщим основные преимущества использования сети Ethernet для организации СКУД:

• вероятное наличие сети Ethernet на предприятии и, как следствие, отсутствие затрат на прокладку сети;
• параллельная работа всех контроллеров дает возможность организовывать прямое управление устройствами с компьютера и, как следствие, чрезвычайную гибкость в построении правил идентификации и работы системы в целом;
• высокая скорость передачи данных и параллельная работа всех контроллеров позволяют строить громадные системы СКУД, фактически без ограничения по количеству контроллеров;
• принцип построения сети Ethernet предполагает максимально простое масштабирование системы – достаточно просто подключить еще один контроллер;
• параллельная работа всех контроллеров повышает надежность системы в целом, при отказе одного устройства все остальные продолжают работу в штатном режиме;
• использование стандартной шины передачи данных позволяет применять большое количество различных способов организации сети, в том числе радиоканал;
• простота интеграции контроллеров, использующих шину Ethernet в существующие системы контроля и управления доступом или автоматизированные системы управления предприятием;
• использование стандартной сети передачи данных дает возможность построить единую сеть для передачи информации от всех устройств, организующих систему безопасности, – систем видеонаблюдения, пожарной сигнализации, контроля доступа, оповещения.

Но, как известно, любая, даже самая совершенная, система имеет недостатки. Рассмотрим недостатки контроллеров СКУД, использующих шину Ethernet.

• несколько большая, по сравнению с контроллерами на шине RS-485, стоимость;
• меньшее максимальное расстояние между контроллерами при использовании стандартных решений: в шине RS-485 – 1200 м, в шине Ethernet – до 300 м (между контроллерами коммутатор). Данный недостаток с лихвой компенсируется большим количеством альтернативных способов организации сети Ethernet: оптоволокно, SHDSL- и PLC-технологии, работающие на больших расстояниях;
• более высокая квалификация инсталлятора системы, требуются начальные знания по построению сетей Ethernet.

Перечисленные выше недостатки шины Ethernet не идут ни в какое сравнение с получаемыми, в конечном счете, возможностями.
Чтобы наиболее полно оценить разницу в технологиях, давайте рассмотрим функциональные характеристики контроллера СКУД STS-407, использующего шину Ethernet, и сводную характеристику контроллеров СКУД ряда ведущих российских и зарубежных производителей, использующих шину RS-485 (табл. 1):

Практическая проверка

Для того чтобы наиболее полно увидеть картину рынка СКУД на сегодняшний день, было решено произвести небольшое исследование. Было разработано и отправлено два технических задания в 36 случайным образом выбранных компаний-инсталяторов систем безопасности, представленных на российском рынке. Компании были абсолютно разные: небольшие и крупные, известные и зарекомендовавшие себя на рынке и только-только начинающие свой путь.
Первое техническое задание – маленький офис с одним турникетом на входе. Из требований было выдвинуто: фотоидентификация, две камеры видеонаблюдения, учет рабочего времени, общее количество сотрудников 120 человек. Результаты были в принципе предсказуемы заранее, хочется сразу предупредить, что средняя цена решений получилась условной, это объясняется разной политикой компаний (где-то, например, явно завышена цена на монтажные работы и сильно опущена на оборудование), а также разными регионами расположения компаний инсталляторов. Получившиеся результаты выглядят примерно так:
1. 25 компаний предложили простое решение с контроллерами различных производителей на базе шины RS-485, видеонаблюдение было предложено как отдельная система, не связанная с системой СКУД; средняя цена оборудования для данного решения составила 73000 руб.
2. 8 компаний предложили комплексное (СКУД интегрирован с видеонаблюдением) решение на базе контроллера, работающего по RS-485; средняя цена не сильно отличалась от предыдущего результата, будем считать ее равной 73000 руб.
3. 3 компании предложили комплексное решение (СКУД интегрирован с видеонаблюдением) на базе контроллера с шиной Ethernet. Это решение оказалось незначительно дороже всех остальных и в среднем обойдется клиенту в 78000 руб.
Второе техническое задание было не простым. Один из крупных объектов нефтегазовой промышленности: 12 проходных, разнесенных по территории, 8 из них связаны с серверной (находящейся в административном здании) локальной компьютерной сетью, на 2 есть телефонная связь и свободная витая пара, но нет возможности установки компьютера, расстояние до административного здания 1100 и 3300 м, 2 проходные без линий связи, расстояние 1600 и 2000 м прямой видимости до административного здания. Воздушные лини связи не разрешены, кабельные канализации существуют, но доступ к ним не разрешен. Требования: количество сотрудников 17000 человек, глобальный режим запрета повторного прохода AntiPassBack, учет рабочего времени, возможность использования биометрических сканеров и т.п., также было предъявлено требование по интеграции с видеонаблюдением (на каждой проходной 2 камеры, минимум по 7-8 к/с). Результаты оказались очень интересны:
1. От 7 компаний за два дня внятного ответа получить не удалось.
2. 1 компания через 3 часа прислала ТЗ к авторам этой статьи с просьбой предложить решение.
3. 16 компаний предложили однотипные решения, которые выглядели примерно так: на каждой проходной устанавливается компьютер, к которому подключаются по RS-485 контроллеры СКУД и видеокамеры. Все компьютеры разными способами организуют между собой локальную сеть. Там, где нет возможности устанавливать компьютеры, используются преобразователи интерфейса RS-485 в Ethernet. Средняя цена такого решения получилась: оборудование – 2530000 руб., работы и расходные материалы – 1980000 руб.
4. 12 компаний предложили использовать Ethernet-контроллеры, которые разными способами (хDSL, WiFi-технологии) образуют локальную сеть. Для организации видеонаблюдения использовались IP-технологии. Средняя цена такого решения: оборудование – 2150000 руб., работы и расходные материалы – 1550000 руб.
Из нашей практической проверки можно сделать следующие выводы:

• Самой распространенной технологией является RS-485.
• Протокол Ethernet в контроллерах СКУД занял свою нишу на российском рынке систем безопасности.
• На небольших объектах за счет стоимости выигрывает RS-485.
• На больших объектах за счет простоты решения и стоимости выигрывает Ethernet.
  Необходимо указать, что средняя цена объекта получилась очень условной по ряду причин:
• Неполное и допускающее двоякое понимание техническое задание.
• Явные ошибки в предоставленных сметах.
• Большая разница цены на оборудование, не относящееся к нашему исследованию (турникеты, серверное оборудование, оборудование для организации связи).
• Разница в функциональных характеристиках решений.

Но в рамках нашего исследования тенденция, обозначенная выше, прослеживалась достаточно четко.

Выводы

Прогресс не стоит на месте, последнее десятилетие в мире невооруженным глазом видна тенденция бурного роста компьютерных технологий, вычислительных мощностей и огромных скоростей передачи данных. Многие эксперты считают, что в недалеком будущем нас ждет «глобальная сетевая интеграция» на основе Internet. Учитывая вышесказанное, рано или поздно все, или почти все, системы, которые используют передачу данных, благополучно перейдут на протокол Ethernet. Яркий пример тому – системы охранного телевидения: несколько лет назад у IP- видеонаблюдения было огромное количество противников, но время все расставило на свои места, и сейчас мы видим, что IP-видео медленно, но неотвратимо вытесняет с рынка классические схемы построения систем видеонаблюдения. Хотя многие эксперты в области СКУД считают, что протокол Ethernet «избыточен» для систем СКУД, что он слишком «широкий» и «быстрый», мы с уверенностью можем сказать, что в IT-технологиях «слишком быстро» не бывает. Никто не знает, какие требования к системам СКУД будут предъявлены завтра, и запас скорости точно не будет лишним, а сегодня можно существенно упростить и удешевить систему комплексной безопасности объекта, использовав единую шину передачи данных для всех ее элементов (СКУД, видеонаблюдение, ОПС) и проложив один информационный кабель вместо толстого жгута проводов. Учитывая все вышеизложенное, я думаю, что не слишком сильно ошибусь, предположив, что не пройдет и двух-трех лет до того момента, когда принцип построения СКУД на Ethernet станет считаться классическим.

While Ethernet is the most commonly used communication protocol among multiple types of devices, ranging from consumer gadgets to industrial devices, TIA/EIA-485 commonly known as RS-485 is still broadly used in industrial devices even if it is older than Ethernet. Let"s see why it is still in use and why, at Robotiq , we decided to use it as the standard communication protocol for our devices.

RS-485 You Said?

Many people are often confused when dealing with communication standards. Often, terms like ""RS-485"", ""USB"" and ""Ethernet"" are interchanged as if they could be switched and do the same job. But in fact, the RS-485 standard is only a physical layer standard. It defines the electrical characteristics of the transmitter and the receiver. On top of that, an application layer must be used to handle stuff like device addresses, checksum, packet collision, master/slave topology, frame construction, etc. In the case of Ethernet and USB, these protocols define both the physical and application layer in their communication standard.

If you"re lost at this point, let"s make an analogy with human communications. As humans, we use our voice as a transmitter and our ears as receivers. This is our physical layer, the way we transmit information. Another example of a physical layer in our digital era could also be SMS that transmits our messages. It is still a physical layer from our perspective. The application layer in the case of humans is language. This is how we organize information. There are hundreds of them and even if they use the same physical layer, they are not necessarily compatible.

Why RS-485 Survived Ethernet

Ethernet (IEEE 802.3) is the most broadly used network protocol these days. It is also a serial communication standard. Since it is used in so many modern networks, the question is why hasn"t it replaced RS-485 and its other variations (RS-232, RS-422).

When comparing RS-485 with Ethernet both of them have advantages and disadvantages. The major drawback of RS-485 is its limited communication speed which is maxed out at 10 Mbaud. RS-485 is designed for a master/slave topology. In this system, the master polls each slave, waits for the response, and then polls the next slave. This allows a deterministic behavior by avoiding collisions of data packets. Ethernet however has no built-in methods to avoid data packet collisions. In applications like process control or robot control, for us, the deterministic behavior is mandatory while the speed of the communication is usually more than high enough. Communicating at lower speeds also has the advantage of being more resilient to the noise present in industrial environments.

RS-485 Standard

Forewarning: In standard applications where a Robotiq device is connected directly to a robot controller through the cable provided (normally 5 or 10 m) and where the Gripper is the only device on the communication bus, no special care is generally required to make the communication bus work. But for people who intend to attach our product to a custom bus or use a longer cable than provided by Robotiq , you should pay attention to the following concept.

RS-485 is capable of up to 32 drivers and up to 32 receivers in a half-duplex multi drop configuration. Receiver input sensitivity is ±200mV, which means that to recognize a 1 or a 0 bit, the receiver must see signal levels between +200mV and -200mV . Minimum receiver input impedance is 12kΩ, and the driver output voltage is ±1.5V minimum, ±5V maximum. Here"s an example of a multi drop RS-485 bus.

Cable Length

RS-485 can be transmitted at a distance of up to 1200m (4000 feet) when the data rate is below 100k bps. At higher data rates, the cable length must be reduced as shown in the chart below.

A long cable can act like a transmission line, in which case, care should be taken to properly connect the network. Let"s look at the most important characteristics of the network that need to be accurately controlled.

Network Topology

The network topology determines the way devices are connected together. The image below shows some common topologies. Among these possibilities, the best network topology for RS-485 is a daisy chain (or line), because this topology has the lowest impact on signal integrity. A bus topology (backbone using stubs) is okay, but as the length of each stub increases, the maximum data rate that can be transmitted will decrease due to signal distortion on the communication line.

Twisted Pair Cable

Using a twisted pair cable for RS-485 helps to reduce electromagnetic interference. The twisted pair allows the noise that is on the line to be equivalent on both wires. The noise is still there, but because the receiver looks at the difference between the two signals, this difference is not affected by the noise and thus the receiver can accurately reestablish the original signal at the end.

Termination Resistor

Terminating a cable is the action of adding a resistor across the differential lines at both ends of the cable. The purpose of doing this is to reduce or eliminate the reflection coefficient on the line caused by an impedance mismatch. The resistance in the case of the RS-485 standard is define as 120 ohms. This reflection can lead to interference at the receiver input and then effect the signal integrity. This phenomenon is strongly correlated to the data rate and the length of the cable. So in some circumstance where low data rates and short cables are used, a RS-485 can work without a termination resistor. But as a precaution and to avoid any problems, resistors should always be used.

RS-485 at Robotiq

We decided to standardize our products by using RS-485 back in 2013 for many reasons, but mostly because it is resistant to noise, simple and effective. It is also a broadly used protocol among industrial devices which means that resources can be easily found on the web. Robotiq devices like the 2-Finger 85 and the FT 150 come with RS-485. Modbus RTU is used as our communication protocol. These devices have a termination resistor that can be activated easily through the User Interface Software that we provide. In addition, we support many other industrial protocols with the Robotiq Universal Controller, such as: Ethernet/IP, TCP/IP, DeviceNet, CANopen and EtherCAT.

Hope that you have found this blog post informative and that it helped you out with understanding just what a RS-485 is. If you want to learn more about the different communication protocols, we have complied a ""Communication Protocol Cheat Sheet"" that can be downloaded by using the link below.

С. Солодянкин
ЗАО «Стилсофт»

В настоящее время преимущества сетевых систем контроля и управления доступом ни у кого уже не вызывают сомнений – возможность централизованного ведения базы данных пропусков, учет рабочего времени, удаленное управление устройствами ограничения доступа давно уже стали стандартом де-факто для проектируемых систем. Также в отдельную категорию необходимо вынести желание заказчика иметь распределенную комплексную систему безопасности, в которую входят, помимо системы СКУД, системы видеонаблюдения, охранно-пожарной сигнализации, оповещения, защиты периметра. В данный момент времени существуют две основные архитектуры построения сетевых СКУД – на базе протокола RS-485 и на базе протокола Ethernet. Попробуем разобраться, какая из них удобнее.

Немного истории

RS-485 – полудуплексный многоточечный последовательный интерфейс передачи данных. Передача данных осуществляется по одной паре проводников с помощью дифференциальных сигналов. Разница напряжений между проводниками одной полярности означает логическую единицу, разница другой полярности – нуль.
Стандарт RS-485 совместно разработан двумя ассоциациями: Ассоциацией электронной промышленности (EIA – Electronics Industries Association) и Ассоциацией промышленности средств связи (TIA – Telecommunications Industry Association). Ранее EIA маркировала все свои стандарты префиксом RS (рекомендованный стандарт). Многие инженеры продолжают использовать это обозначение, однако EIA/TIA официально заменил RS на EIA/TIA с целью облегчить идентификацию происхождения своих стандартов. На сегодняшний день различные расширения стандарта RS-485 охватывают широкое разнообразие приложений, этот стандарт стал основой для создания целого семейства полевых шин, широко используемых в промышленной автоматизации.
В стандарте RS-485 для передачи и приема данных часто используется единственная витая пара проводов. Процедуры совместного использования линии передачи требуют применения определенного метода управления направлением потока данных. Наиболее широко распространенным методом является использование сигналов RTS (Request To Send) и CTS (Clear To Send).
Электрические и временные характеристики интерфейса RS-485:

• 32 приемопередатчика при многоточечной конфигурации сети (на одном сегменте максимальная длина линии в пределах одного сегмента сети 1200 м).
• Только один передатчик активный.
• Максимальное количество узлов в сети – 250, с учетом магистральных усилителей.
• Характеристика «скорость обмена/длина линии связи» (зависимость экспоненциальная):
  – 62,5 Кбит/с 1200 м (одна витая пара);
  – 375 Кбит/с 300 м (одна витая пара);
  – 500 Кбит/с;
  – 1000 Кбит/с;
  – 2400 Кбит/с 100 м (две витых пары);
  – 10000 Кбит/с 10 м.

Ethernet (эзернет, от лат. aether – эфир) – пакетная технология компьютерных сетей, преимущественно локальных.
Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат пакетов и протоколы управления доступом к среде – на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространенной технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века.
Технология Ethernet была разработана вместе со многими первыми проектами корпорации Xerox PARC. Общепринято, что Ethernet был изобретен 22 мая 1973 года, когда Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet. Но законное право на технологию Меткалф получил только через несколько лет. В 1976 году он и его ассистент Дэвид Боггс (David Boggs) издали брошюру под названием Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks.
Меткалф ушел из Xerox в 1979 году и основал компанию 3Com для продвижения компьютеров и локальных вычислительных сетей (ЛВС). Ему удалось убедить DEC, Intel и Xerox работать совместно и разработать стандарт Ethernet (DIX). Впервые этот стандарт был опубликован 30 сентября 1980 года. Он начал соперничество с двумя крупными запатентованными технологиями token ring и ARCNET, которые вскоре были похоронены под накатывающимися волнами продукции Ethernet.
В зависимости от скорости передачи данных и передающей среды существует несколько вариантов технологии. Независимо от способа передачи стек сетевого протокола и программы работают одинаково практически во всех вариантах. Ввиду огромного количества разнообразных стандартов протокола Ethernet, многие из которых устарели, не успев даже появиться, рассмотрим лишь несколько основных:
100BASE-T – общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 150 м. Включает в себя стандарты 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.
100BASE-LX WDM – стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина сегмента 15 км в полнодуплексном режиме на длине волны 1310 нм и 1550 нм. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны), либо одной латинской буквой A(1310) или B(1550). В паре могут работать только парные интерфейсы, с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой – на 1550 нм.
1000BASE-T, IEEE 802.3ab – стандарт, использующий витую пару категорий 5e или 6. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных – 250 Мбит/с по одной паре.

Рассматриваемые интерфейсы в системах контроля и управления доступом

Первым на рынок систем безопасности пришел и прочно там закрепился интерфейс RS-485, так сложилось ввиду его широкого распространения на рынке промышленных микроконтроллеров, в то время когда Ethernet еще только-только начал появляться в сфере высоких технологий. На текущий момент времени львиная доля рынка систем СКУД, как, впрочем, и систем охранно-пожарной сигнализации, безоговорочно принадлежит RS-485.
Контроллеры СКУД, передающие данные по протоколу RS-485, чаще всего недороги. Микросхемы, организующие шину, стоят очень дешево, схемотехника готового устройства чрезвычайно проста – все эти факторы, безусловно, говорят в пользу RS-485.
Рассмотрим процесс передачи данных по шине RS-485. Центральный контроллер (Мастер-контроллер) или компьютер обеспечивает загрузку в память контроллера данных о пропусках, временных графиках доступа. Логика контроллера самостоятельно принимает решения о пропуске того или иного человека. После совершения прохода контроллер обеспечивает выгрузку событий о проходах в базу данных компьютера (Мастер-контроллера). Пропускная способность шины и, как следствие, количество контролеров на одной шине обычно не имеют принципиального значения, в связи с тем, что работа по добавлению новых пропусков и передаче событий может происходить в фоновом режиме, одновременно с функционированием проходной.
Казалось бы, если все работает, зачем изобретать что-то новое, но развитие технологий не останавливается, задачи по обеспечению безопасности с каждым днем становятся все сложнее, развитие программного обеспечения для систем контроля и управления доступом начинает опережать аппаратную составляющую.
И сразу же начинают возникать проблемы. Допустим, нам требуется управлять одной или несколькими проходными в реальном времени, используя сложные нестандартные правила. Например, применяя одновременно несколько способов идентификации (например, по карте, отпечатку пальца и лицу), практикуя правила двух или трех карт, задействовав для разных групп людей разные устройства идентификации. Обычно контроллер не может решить эту задачу самостоятельно в автономном режиме. Подобные сложные решения обычно реализуют, управляя контроллером непосредственно с компьютера, используя контроллер просто как интерфейсный модуль, через который подключены считыватели и устройства ограничения доступа. Одновременный обмен данными уже с 15 контроллерами по шине RS-485 вызывает неприемлемые для пользователя задержки в работе системы – открытия турникета при поднесении карты приходится ждать по несколько секунд. Ускорить данный процесс техническими ухищрениями практически невозможно в связи с «идеологией» организации шины RS-485. Все устройства, подключенные к этой шине, опрашиваются последовательно, одно за другим, а если учесть маленькие скорости передачи данных шины RS-485, то легко сделать вывод, что большую систему контроля и управления доступом, использующую сложные методы идентификации на шине RS-485, построить практически невозможно.
Перечисленные выше недостатки в ряде систем СКУД проявляются даже на уровне простых решений. Например, если во время добавления пользователей в бюро пропусков попытаться с рабочего места охранника открыть турникет вручную из программного обеспечения, то команда открытия турникета дойдет со значительной задержкой.
Решить данную проблему можно, заменив протокол передачи данных. Новый протокол должен обеспечивать параллельную передачу данных с тем, чтобы команды и данные передавались не всем устройствам по очереди, а необходимому устройству сразу. Также необходимо увеличить скорость передачи данных. И последнее, новый протокол должен быть максимально распространенным для обеспечения совместимости с существующими сетевыми устройствами и будущими разработками. Используя распространенный протокол, можно быть уверенным, что строящаяся система контроля и управления доступом сможет получить развитие в будущем. Идеально, если протокол сможет организовать единую шину передачи данных для всех элементов комплексной системы безопасности объекта.
Обобщив все вышеуказанные тезисы, можно легко сделать вывод, что единственная на данный момент времени технология передачи данных, удовлетворяющая всем перечисленным выше требованиям, – это сеть Ethernet.
Ethernet – самая распространенная в мире сеть передачи данных. Оборудование и протоколы передачи данных, использующие эту сеть, непрерывно развиваются. Благодаря большой распространенности микроконтроллеры, поддерживающие сеть Ethernet, значительно подешевели и, соответственно, цена на контроллеры СКУД может быть невысокой. Также сети Ethernet уже имеются в каждом офисе и предприятии, соответственно при использовании данной сети не потребуются дополнительные затраты на прокладку проводов.
Давайте обобщим основные преимущества использования сети Ethernet для организации СКУД:

• вероятное наличие сети Ethernet на предприятии и, как следствие, отсутствие затрат на прокладку сети;
• параллельная работа всех контроллеров дает возможность организовывать прямое управление устройствами с компьютера и, как следствие, чрезвычайную гибкость в построении правил идентификации и работы системы в целом;
• высокая скорость передачи данных и параллельная работа всех контроллеров позволяют строить громадные системы СКУД, фактически без ограничения по количеству контроллеров;
• принцип построения сети Ethernet предполагает максимально простое масштабирование системы – достаточно просто подключить еще один контроллер;
• параллельная работа всех контроллеров повышает надежность системы в целом, при отказе одного устройства все остальные продолжают работу в штатном режиме;
• использование стандартной шины передачи данных позволяет применять большое количество различных способов организации сети, в том числе радиоканал;
• простота интеграции контроллеров, использующих шину Ethernet в существующие системы контроля и управления доступом или автоматизированные системы управления предприятием;
• использование стандартной сети передачи данных дает возможность построить единую сеть для передачи информации от всех устройств, организующих систему безопасности, – систем видеонаблюдения, пожарной сигнализации, контроля доступа, оповещения.

Но, как известно, любая, даже самая совершенная, система имеет недостатки. Рассмотрим недостатки контроллеров СКУД, использующих шину Ethernet.

• несколько большая, по сравнению с контроллерами на шине RS-485, стоимость;
• меньшее максимальное расстояние между контроллерами при использовании стандартных решений: в шине RS-485 – 1200 м, в шине Ethernet – до 300 м (между контроллерами коммутатор). Данный недостаток с лихвой компенсируется большим количеством альтернативных способов организации сети Ethernet: оптоволокно, SHDSL- и PLC-технологии, работающие на больших расстояниях;
• более высокая квалификация инсталлятора системы, требуются начальные знания по построению сетей Ethernet.

Перечисленные выше недостатки шины Ethernet не идут ни в какое сравнение с получаемыми, в конечном счете, возможностями.
Чтобы наиболее полно оценить разницу в технологиях, давайте рассмотрим функциональные характеристики контроллера СКУД STS-407, использующего шину Ethernet, и сводную характеристику контроллеров СКУД ряда ведущих российских и зарубежных производителей, использующих шину RS-485 (табл. 1):

Практическая проверка

Для того чтобы наиболее полно увидеть картину рынка СКУД на сегодняшний день, было решено произвести небольшое исследование. Было разработано и отправлено два технических задания в 36 случайным образом выбранных компаний-инсталяторов систем безопасности, представленных на российском рынке. Компании были абсолютно разные: небольшие и крупные, известные и зарекомендовавшие себя на рынке и только-только начинающие свой путь.
Первое техническое задание – маленький офис с одним турникетом на входе. Из требований было выдвинуто: фотоидентификация, две камеры видеонаблюдения, учет рабочего времени, общее количество сотрудников 120 человек. Результаты были в принципе предсказуемы заранее, хочется сразу предупредить, что средняя цена решений получилась условной, это объясняется разной политикой компаний (где-то, например, явно завышена цена на монтажные работы и сильно опущена на оборудование), а также разными регионами расположения компаний инсталляторов. Получившиеся результаты выглядят примерно так:
1. 25 компаний предложили простое решение с контроллерами различных производителей на базе шины RS-485, видеонаблюдение было предложено как отдельная система, не связанная с системой СКУД; средняя цена оборудования для данного решения составила 73000 руб.
2. 8 компаний предложили комплексное (СКУД интегрирован с видеонаблюдением) решение на базе контроллера, работающего по RS-485; средняя цена не сильно отличалась от предыдущего результата, будем считать ее равной 73000 руб.
3. 3 компании предложили комплексное решение (СКУД интегрирован с видеонаблюдением) на базе контроллера с шиной Ethernet. Это решение оказалось незначительно дороже всех остальных и в среднем обойдется клиенту в 78000 руб.
Второе техническое задание было не простым. Один из крупных объектов нефтегазовой промышленности: 12 проходных, разнесенных по территории, 8 из них связаны с серверной (находящейся в административном здании) локальной компьютерной сетью, на 2 есть телефонная связь и свободная витая пара, но нет возможности установки компьютера, расстояние до административного здания 1100 и 3300 м, 2 проходные без линий связи, расстояние 1600 и 2000 м прямой видимости до административного здания. Воздушные лини связи не разрешены, кабельные канализации существуют, но доступ к ним не разрешен. Требования: количество сотрудников 17000 человек, глобальный режим запрета повторного прохода AntiPassBack, учет рабочего времени, возможность использования биометрических сканеров и т.п., также было предъявлено требование по интеграции с видеонаблюдением (на каждой проходной 2 камеры, минимум по 7-8 к/с). Результаты оказались очень интересны:
1. От 7 компаний за два дня внятного ответа получить не удалось.
2. 1 компания через 3 часа прислала ТЗ к авторам этой статьи с просьбой предложить решение.
3. 16 компаний предложили однотипные решения, которые выглядели примерно так: на каждой проходной устанавливается компьютер, к которому подключаются по RS-485 контроллеры СКУД и видеокамеры. Все компьютеры разными способами организуют между собой локальную сеть. Там, где нет возможности устанавливать компьютеры, используются преобразователи интерфейса RS-485 в Ethernet. Средняя цена такого решения получилась: оборудование – 2530000 руб., работы и расходные материалы – 1980000 руб.
4. 12 компаний предложили использовать Ethernet-контроллеры, которые разными способами (хDSL, WiFi-технологии) образуют локальную сеть. Для организации видеонаблюдения использовались IP-технологии. Средняя цена такого решения: оборудование – 2150000 руб., работы и расходные материалы – 1550000 руб.
Из нашей практической проверки можно сделать следующие выводы:

• Самой распространенной технологией является RS-485.
• Протокол Ethernet в контроллерах СКУД занял свою нишу на российском рынке систем безопасности.
• На небольших объектах за счет стоимости выигрывает RS-485.
• На больших объектах за счет простоты решения и стоимости выигрывает Ethernet.
  Необходимо указать, что средняя цена объекта получилась очень условной по ряду причин:
• Неполное и допускающее двоякое понимание техническое задание.
• Явные ошибки в предоставленных сметах.
• Большая разница цены на оборудование, не относящееся к нашему исследованию (турникеты, серверное оборудование, оборудование для организации связи).
• Разница в функциональных характеристиках решений.

Но в рамках нашего исследования тенденция, обозначенная выше, прослеживалась достаточно четко.

Выводы

Прогресс не стоит на месте, последнее десятилетие в мире невооруженным глазом видна тенденция бурного роста компьютерных технологий, вычислительных мощностей и огромных скоростей передачи данных. Многие эксперты считают, что в недалеком будущем нас ждет «глобальная сетевая интеграция» на основе Internet. Учитывая вышесказанное, рано или поздно все, или почти все, системы, которые используют передачу данных, благополучно перейдут на протокол Ethernet. Яркий пример тому – системы охранного телевидения: несколько лет назад у IP-видеонаблюдения было огромное количество противников, но время все расставило на свои места, и сейчас мы видим, что IP-видео медленно, но неотвратимо вытесняет с рынка классические схемы построения систем видеонаблюдения. Хотя многие эксперты в области СКУД считают, что протокол Ethernet «избыточен» для систем СКУД, что он слишком «широкий» и «быстрый», мы с уверенностью можем сказать, что в IT-технологиях «слишком быстро» не бывает. Никто не знает, какие требования к системам СКУД будут предъявлены завтра, и запас скорости точно не будет лишним, а сегодня можно существенно упростить и удешевить систему комплексной безопасности объекта, использовав единую шину передачи данных для всех ее элементов (СКУД, видеонаблюдение, ОПС) и проложив один информационный кабель вместо толстого жгута проводов. Учитывая все вышеизложенное, я думаю, что не слишком сильно ошибусь, предположив, что не пройдет и двух-трех лет до того момента, когда принцип построения СКУД на Ethernet станет считаться классическим.

Мы говорим IP, подразумеваем Ethernet. Мы говорим Ethernet, подразумеваем… что?

Начиная разговор об IP-СКУД, сразу возникает вопрос - почему именно IP? Что такого в этом IP, и нужно ли оно нам? Чем плохи традиционные системы с RS-485? Есть ли с точки зрения логики работы системы какая-то разница между данными способами передачи? Попробуем ответить на эти вопросы.

Не сравнивать зеленое и твердое

Прежде всего отметим, что сравнивать RS-485 и IP некорректно. RS-485 - это среда передачи данных (провода, электронные компоненты, токи, напряжения, и т.п.). IP - это протокол (набор правил, которые должны соблюдаться участниками обмена).

При сопоставлении понятий IP и RS-485 и под IP обычно подразумевается использование протокола IP на основе передачи данных в среде Ethernet (реже другие среды передачи данных, но здесь мы не будем рассматривать их). Предлагаем для начала сравнивать сущности одного порядка - RS-485 и Ethernet.

Сравнение RS-485 и Ethernet

При сравнении параметров RS-485 и Ethernet можно сделать несколько выводов:

1. Кабель везде нужен хороший, и де-факто это будет UTP (FTP) 5-й категории.

2. Ethernet более удобен в прокладке, поскольку можно сделать ответвление от любого хаба.

3. Ethernet имеет явное преимущество в скорости обмена. Однако современный СКУД имеет малый трафик, поэтому высокая скорость обмена не слишком востребована.

4. Достоинство RS-485 также очевидно - значительная длина кабельной линии между устройствами. Вкупе с топологией "шина" это весьма удобно, например, при установке оборудования на протяженных линейных объектах и периметрах.

5. В сравнении с километровой линией RS-485, 100 метров "по меди" у Ethernet кажутся мизерными. Однако для большинства современных городских, офисных и промышленных объектов такого расстояния вполне достаточно, особенно если речь идет о подключении к существующей сети.

Рис. 1. Современный IP-контроллер с разъёмом RJ-45

IP качественно меняет СКУД

Использование IP-протокола позволяет качественно изменить СКУД, внедрение этой системы и ее обслуживание.

Массовая и понятная технология

Меняется уровень обслуживающего персонала. Важнейшим достоинством Ethernet является массовое применение уже отработанной технологии и, как следствие, наличие недорогого проверенного сетевого оборудования, программного обеспечения и многотысячной армии квалифицированных специалистов и продвинутых пользователей.

Для любого системного администратора на предприятии принять на обслуживание несколько "IP-железок" - задача обычная. Контроль за устройством сводится к набору общепринятых действий: пропинговал, раздал IP-адреса, проверил через Web-панель настройки сети - все, как у любого сетевого изделия. Надо перенести контроллер - тоже никаких проблем: вытащил патчкорд из одного RJ-45 и воткнул в другой. Надо перенести рабочее место - просто установил ПО на другой машине без каких-либо монтажных работ. Иное дело - специфические контроллеры с мудреными для современных айтишников древними протоколами и топологиями кабельных трасс, которые при любых изменениях необходимо прокладывать заново.

Каким должен быть настоящий IP контроллер

Увеличение объема передаваемых данных и скорости обмена дают возможность:

• выдавать сообщение о событии другим сетевым устройствам;
• отказаться от последовательного опроса устройств - позволяет сделать передачу событий практически мгновенной;
• использовать готовые методы маршрутизации для построения территориально распределенных систем.

Однако для получения очевидного выигрыша IP-устройство должно полноценно использовать стек протоколов IP с возможностью выполнения милых сердцу продвинутого пользователя команд ping, а также настройки IP-адреса через локальную сеть либо вручную, либо с помощью DHCP.

Основное преимущество локальной сети - доступ к сетевым устройствам с рабочего места администратора - должно быть реализовано. Не можем признать удовлетворительным вариант смены IP-адреса в некоторых "псевдо-IP"-системах с помощью компьютера, подключенного непосредственно к контроллеру по USB. Представьте себе эту процедуру на большом объекте с десятками установленных не в самых удобных местах контроллеров.

Стоило ли ради таких мучений уходить от старого доброго RS-485? Настоящая IP-СКУД просто обязана обеспечивать смену IP-адреса контроллера через Ethernet без прыжков по стремянкам с ноутбуком.

Web-панель: удобство и надежность

Конфигурирование устройства по локальной сети разумнее всего осуществлять через Web-панель, которая становится неотъемлемой принадлежностью "продвинутых" IP-контроллеров. Аналогичный путь в свое время прошли IP-камеры. Если раньше для некоторых потребность во встроенном Web-сервере IP-камер была неочевидна, то сейчас де-факто практически все серьезные модели его имеют, обеспечивая просмотр и администрирование из браузера.

Помимо несомненного удобства при пуско-наладке, Web-панель является основой для устойчивости системы. Так, компьютер с установленной программой может выйти из строя, а дистрибутив программы утерян. Тогда управление и просмотр изображения с IP-камер, а в нашем случае с параметрами точек прохода, может осуществляться с любого компьютера в сети через Web-панель (разумеется, с необходимой защитой от несанкционированного доступа).

Наличие WEB панели довольно четко разделяет полноценные IP-контроллеры и древние маломощные системы на RS-485, наскоро переделанные в "почти IP" с помощью разного рода переходников. Разработчики и рады были бы втиснуть туда панель, но на нее у старичков родом из прошлого тысячелетия (имеются в виду контроллеры) просто "не хватает мозгов". Присутствие же панели гарантирует существенный уровень вычислительной мощи и долгую работу изделия без морального устаревания, с возможностью реализации разнообразных сетевых решений и протоколов не только сегодня, но и в будущем.

Рис. 2. Web-панель управления контроллером

Ближайшие перспективы

На сегодня IP, являясь наиболее распространенным протоколом, объединил мир, стер различия в расстояниях и породил системы нового уровня. Сетевое устройство становится доступно в любой точке, и различные приложения могут получить к нему доступ одновременно. Настройка устройства через Web-панель "разгружает" программу от несвойственных ей "приземленных" параметров (время открытия/задержки, тип замка, IP-адрес, и т.п.).

СКУД без ПО

Не исключено, что с ростом вычислительной мощи контроллеров начнут появляться СКУД вовсе без специального ПО, предназначенные исключительно для работы через браузер. Благодаря единой среде обмена и росту вычислительной мощности, устройства смогут взаимодействовать друг с другом, минуя центры координации (разного рода серверы), что многократно повысит надежность систем. Аналогичная тенденция прослеживается в смежных областях - видеонаблюдении и ОПС. Таким образом создается основа для интеграционных решений на основе оборудования с программным обеспечением типа onboard, без участия (или с минимальным участием) серверного ПО. Например, возможна синхронизация баз данных во всех сетевых устройствах без какого-либо единого центра.

Полная совместимость

Развитием идей интеграции сетевых устройств будет выработка единых стандартов представления информации. Эти стандарты уже есть, осталось только осмысленно реализовать их в рамках устройств нового типа. Результатом будет совместимость оборудования и программ различных производителей друг с другом по аналогии с ONVIF в видеонаблюдении. Стандартизация потребует определенной вычислительной мощности сетевых устройств, и реализация IP-протоколов - первый шаг в эту сторону.

Современный рынок предлагает самые разные варианты СКУД, и все они в той или иной мере справляются с классическими задачами контроля доступа. На наш взгляд, уже сейчас, строя перспективную распределенную систему, стоит обратить внимание на "умненькие" IP-контроллеры. Если же система не слишком большая, хорошо "ложится" на топологию "шина", а на объекте нет локальной сети, то проверенные контроллеры с RS-485 по прежнему решат все традиционные задачи управления доступом. Эпоха IP-СКУД только начинается, и время вхождения в нее каждый выбирает сам.

Самые лучшие перспективы имеет внедрение IP оборудования СКУД на объектах с развитой сетевой инфраструктурой, таких как объекты энергетики, нефтегаза, транспорта – объектов, где уже имеются надежные каналы связи.

Для таких объектов традиционно важны надежность и возможность удаленного контроля и администрирования. И тут оборудование на базе IP протоколов проявляет себя во всей красе; такое оборудование может быть интегрировано в существующую инфраструктуру практически без изменения коммуникаций. "Малыми деньгами" можно создать единую систему управления доступом на объектах с громадной протяженностью.

В рамках развитой сетевой инфраструктуры контроллеры СКУД могут показать себя и с другой стороны: как источник сбора и передачи информации. Вместо общепринятых кнопок и герконов к входам контроллера СКУД могут быть подключены источники данных от технологического (или любого другого) оборудования. Наработанный за десятилетия опыт работы с данными в области СКУД может быть эффективно использован для мониторинга состояния и управления самыми разными системами и комплексами.

Здравствуй, уважаемый читатель! Эта статья поможет Вам разобраться в системах СКУД и задуматься о повышении контроля на вашем предприятии. В данный момент времени существуют две основные архитектуры построения сетевых СКУД - на базе протокола RS-485 и Ethernet. В этой статье, попробуем разобраться, какая из них удобнее.

История создания RS-485 и Ethernet

RS-485 - полудуплексный многоточечный последовательный интерфейс передачи данных. Передача данных осуществляется по одной паре проводников с помощью дифференциальных сигналов. Разница напряжений между проводниками одной полярности означает логическую единицу, разница другой полярности - нуль.
В зависимости от скорости передачи данных и передающей среды существует несколько вариантов технологии. Рассмотрим несколько вариантов:
— 100BASE-T - общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 150 м. Включает в себя стандарты 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.
— 100BASE-LX WDM - стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина сегмента 15 км в полнодуплексном режиме на длине волны 1310 нм и 1550 нм.
— 1000BASE-T, IEEE 802.3ab - стандарт, использующий витую пару категорий 5e или 6. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных - 250 Мбит/с по одной паре.

Первым на рынок систем безопасности пришел и прочно там закрепился интерфейс RS-485. Так сложилось ввиду его широкого распространения на рынке промышленных микроконтроллеров, в то время, когда Ethernet еще только-только начал появляться в сфере высоких технологий. На текущий момент времени львиная доля рынка систем СКУД, как, впрочем, и систем охранно-пожарной сигнализации, безоговорочно принадлежит RS-485.
Контроллеры СКУД, передающие данные по протоколу RS-485, чаще всего недороги.

Что выбрать RS-485 или Ethernet?

Казалось бы, если все работает, зачем изобретать что-то новое? Но развитие технологий не останавливается, задачи по обеспечению безопасности с каждым днем становятся все сложнее, развитие программного обеспечения для систем контроля и управления доступом начинает опережать аппаратную составляющую.
И сразу же начинают возникать проблемы. Допустим, нам требуется управлять одной или несколькими проходными в реальном времени, используя сложные нестандартные правила.

Например, применяя одновременно несколько способов идентификации (например, по карте, отпечатку пальца и лицу), практикуя правила двух или трех карт, задействовав для разных групп людей разные устройства идентификации. Обычно контроллер не может решить эту задачу самостоятельно в автономном режиме. Подобные сложные решения обычно реализуют, управляя контроллером непосредственно с компьютера, используя контроллер просто как интерфейсный модуль, через который подключены считыватели и устройства ограничения доступа.

Одновременный обмен данными уже с 15 контроллерами по шине RS-485 вызывает неприемлемые для пользователя задержки в работе системы - открытия турникета при поднесении карты приходится ждать по несколько секунд. Ускорить данный процесс техническими ухищрениями практически невозможно в связи с «идеологией» организации шины RS-485. Все устройства, подключенные к этой шине, опрашиваются последовательно, одно за другим, а если учесть маленькие скорости передачи данных шины RS-485, то легко сделать вывод, что большую систему контроля и управления доступом, использующую сложные методы идентификации на шине RS-485, построить практически невозможно.

Перечисленные выше недостатки в ряде систем СКУД проявляются даже на уровне простых решений. Например, если во время добавления пользователей в бюро пропусков попытаться с рабочего места охранника открыть турникет вручную из программного обеспечения, то команда открытия турникета дойдет со значительной задержкой.

Решить данную проблему можно, заменив протокол передачи данных. Новый протокол должен обеспечивать параллельную передачу данных с тем, чтобы команды и данные передавались не всем устройствам по очереди, а необходимому устройству сразу. Также необходимо увеличить скорость передачи данных. И последнее, новый протокол должен быть максимально распространенным для обеспечения совместимости с существующими сетевыми устройствами и будущими разработками. Используя распространенный протокол, можно быть уверенным, что строящаяся система контроля и управления доступом сможет получить развитие в будущем. Идеально, если протокол сможет организовать единую шину передачи данных для всех элементов комплексной системы безопасности объекта.

Обобщив все вышеуказанные тезисы, можно легко сделать вывод, что единственная на данный момент времени технология передачи данных, удовлетворяющая всем перечисленным выше требованиям, - это сеть Ethernet.
Ethernet - самая распространенная в мире сеть передачи данных. Оборудование и протоколы передачи данных, использующие эту сеть, непрерывно развиваются. Благодаря большой распространенности микроконтроллеры, поддерживающие сеть Ethernet, значительно подешевели и, соответственно, цена на контроллеры СКУД может быть невысокой. Также сети Ethernet уже имеются в каждом офисе и предприятии, соответственно при использовании данной сети не потребуются дополнительные затраты на прокладку проводов.

Плюсы IP решений

Давайте обобщим основные преимущества использования сети Ethernet для организации СКУД:
вероятное наличие сети Ethernet на предприятии и, как следствие, отсутствие затрат на прокладку сети;
параллельная работа всех контроллеров дает возможность организовывать прямое управление устройствами с компьютера и, как следствие, чрезвычайную гибкость в построении правил идентификации и работы системы в целом;
высокая скорость передачи данных и параллельная работа всех контроллеров позволяют строить громадные системы СКУД, фактически без ограничения по количеству контроллеров;
принцип построения сети Ethernet предполагает максимально простое масштабирование системы - достаточно просто подключить еще один контроллер;
параллельная работа всех контроллеров повышает надежность системы в целом, при отказе одного устройства все остальные продолжают работу в штатном режиме;
использование стандартной шины передачи данных позволяет применять большое количество различных способов организации сети, в том числе радиоканал;
простота интеграции контроллеров, использующих шину Ethernet в существующие системы контроля и управления доступом или автоматизированные системы управления предприятием;
использование стандартной сети передачи данных дает возможность построить единую сеть для передачи информации от всех устройств, организующих систему безопасности, - систем видеонаблюдения, пожарной сигнализации, контроля доступа, оповещения.

IP-турникеты

IP-турникеты - комплексное, готовое к установке устройство, позволяющее организовать автоматическую проходную и осуществлять идентификацию проходящих людей с помощью бесконтактных карт. Вы можете не только предотвратить проникновение посторонних, но и настраивать различные режимы доступа для сотрудников, получать отчеты о проходах, организовать работу нескольких пользователей системы и много другое.
Внедрение IP-турникета осуществляется максимально просто - работа по подключению контроллера и считывателей уже проделана на производстве, что помимо экономии времени решает и вопрос совместимости всего комплекса оборудования.
Основные функции ПО в комплексе IP турникет:
Заведение карточек сотрудников.
Автоматический импорт информации о сотрудниках из таблицы Excel.
Управление доступом в режиме свой/чужой.
Контроль повторных проходов («antipassback»).
Фотоидентификация (всплывающая фотография проходящих через турникет людей).
Организация любого количества удаленных рабочих мест (мест получения отчетов, просмотра событий в режиме реального времени). В том числе удаленные места могут присоединяться к серверу через сеть Интернет.
Управление правами операторов системы (пользователей удаленных рабочих мест).
Многоязычность (в настоящее время ПО работает на русском и английском языках, другие языки будут добавляться в кооперации с партнерами в соответствующих странах).
Получение отчетов и их выгрузка в Excel:
–О сотрудниках
–По проходам, совершенным «по карточке», «по кнопке» (санкционированным с пульта), по фактам запрета доступа.
–По местонахождению сотрудников на текущий момент и на любую историческую дату.
–По действиям операторов системы.

Заключение

В настоящее время преимущества сетевых систем контроля и управления доступом ни у кого уже не вызывают сомнений - возможность централизованного ведения базы данных пропусков, учет рабочего времени, удаленное управление устройствами ограничения доступа давно уже стали стандартом-де-факто для проектируемых систем. Также в отдельную категорию необходимо вынести желание заказчика иметь распределенную комплексную систему безопасности, в которую входят, помимо системы СКУД, системы видеонаблюдения, охранно-пожарной сигнализации, оповещения, защиты периметра.