07 июля 2008
С. Нигрен. Беспроводная видеосвязь – до сих пор нишевый рынок.
С. Нигрен
Возможность передачи видеосигналов по радиоканалу до сих пор в основном используется в специальных приложениях типа создания моста на большие расстояния, в местах, где нет кабельной сети. Но эта ситуация, возможно, начинает меняться. Рост видеонаблюдения на основе сетевых камер означает падение цен на WLAN линии связи малой дальности, которые легко инсталлировать. Но важно защищать эти WLAN линии связи при помощи соответствующего шифрования.
Беспроводная передача видеосигналов, например от камер видеонаблюдения, использовалась и до сих пор в основном используется в специальных приложениях, когда надо развернуть видеонаблюдение на большой площади, или организовать наблюдение за промышленными процессами, транспортными средствами, кораблями, или в случае инсталляций в интересах военных. В таких случаях для передачи информации часто использовались и используются микроволновые линии связи.
Сейчас наблюдаются некоторые подвижки в этом вопросе. В новые сетевые системы видеонаблюдения недавно начали вводиться камеры со встроенным беспроводным сетевым каналом передачи данных. Дальность действия такого радиоканала относительно небольшая, порядка 100 м, но и стоимость этой технологии невелика.
Классическая микроволновая линия связи
Классическая видеолиния работает в микроволновом диапазоне и является мощной узконаправленной линией связи типа точка-точка между двумя тщательным образом нацеленными антенными тарелками, установленными на крышах, мачтах или на стенах домов. Для такой линии связи характерны высокая пропускная способность, большая дальность передачи и относительно высокая стоимость. Подобная технология и частотная полоса, используется, среди прочего, для распространения широкополосного сигнала в областях с низкой плотностью населения или управления коллекцией программ в телевизионной и радио индустрии.
Мощная направленная линия связи такого типа предлагает потенциал для передачи одного или более каналов изображений на относительно дальние расстоянии – до нескольких десятков км. Но чтобы линия работала, необходима прямая видимость между антеннами и на такой большой дистанции на пропускание может оказывать влияние дождь. Широкое использование также лимитируется тем фактом, что оборудование едва ли может быть отнесено к категории дешевых. Поэтому микроволновые линии связи используются в первую очередь там, где без этого просто не обойтись, например, чтобы организовать мост на большое расстояние, когда альтернативные кабельные маршруты отсутствуют.
Рассмотренные линии связи работают на лицензируемых частотах, что, как правило, требует лицензии от соответствующих организаций.
Первое звено линии связи
Т.к. традиционный видеосигнал относительно требователен к полосе пропускания (порядка 4-8 МГц) базовый принцип всегда был в том, чтобы подать его в кабельную или волоконную линию связи для последующей передачи в центр наблюдения как можно раньше. Практически мы сейчас говорим о первом звене в линии связи, от камеры до мультиплексора, видеокоммутатора или соответствующего оборудования. Эта воздушная линия связи является уязвимой с точки зрения безопасности. Аналоговый сигнал, пересдаваемый посредством радиоканала, трудно защитить – факт, известный уже дано, особенно в военном контексте. Действительно, хорошо известна стратегия, заключающаяся в том, чтобы заставить врага перевести связь в радиоэфир, где ее легко перехватить.
В этом контексте, однако, следует упомянуть, что поскольку микроволновой луч узконаправленный, это делает трудным перехват сигнала. Сила сигнала очень быстро падает по мере отклонения от линии визирования, что означает, что на практике надо оказаться очень точно между приемной и передающей антеннами, чтобы быть в состоянии хоть что-то перехватить.
Только цифровую передачу изображений следует использовать в новых инсталляциях
Защита посредством шифрования
Общим методом защиты радиотрафика является его оцифровка и шифрование. Прежние методы, заключающиеся в искажении аналогового сигнала посредством т.н. скремблирования, в настоящее время, как правило, не используются. Эти методы основаны на том, чтобы сделать сигнал неразборчивым, а различающихся способов искажения сигнала не так уж и много. Вот почему только цифровая передача изображений должна использоваться в новых инсталляциях, а если камеры аналоговые, то сигналы с них должны оцифровываться и затем передаваться посредством цифровой линии связи.
В этих случаях сигнал, как правило защищается шифрованием всего канала связи. Вот как это удобно сделать: трафик инкапсулируется целиком и процесс шифрования может быть выполнен при помощи оборудования, входящего в состав канала связи. Видеосигнал передается внутри этой инкапсуляции, также возможна передача внутри защищенной «шифрооболочки» тревожного сигнала.
Сетевые камеры
Мы уже упоминали сетевые камеры наблюдения. Это относительно новое явление на рынке видеонаблюдения. Сейчас можно извлечь выгоду из технического развития компьютерной индустрии за последние годы и просто подсоединить видеокамеру к беспроводной сетевой панели.
Технология в такой сетевой камере, как правило основывается на WLAN (Wireless Local Area Network – беспроводная локальная сеть), стандартизованной технологии связи, которая на практике не что иное, как радиоверсия Ethernet, доминирующей технологии связи в обычных корпоративных сетях (LAN, Local Area Network). Обе эти технологии были стандартизованы американской инженерной организацией IEEE. Ethernet имеет обозначение 802.3, а WLAN - 802.11.
Различие заключается в методе "слушания линии" и в тайминге передачи сигналов по сетевому каналу для того, чтобы установить контакт (установить связь). С WLAN относительно легко подсоединить видеоизображение прямо, например, к корпоративной сети. Возможны, однако, некоторые обстоятельства, оправдывающие построение раздельных сетей для видеонаблюдения и тревожной сигнализации. Тем не менее, нет необходимости строить физически разделенные сети. Сеть видеонаблюдения может быть легко реализована посредством WLAN-технологий (виртуальная LAN).
Относительно малая дальность
WLAN использует лицензированную свободную частотную полосу вблизи 2,45 ГГц. Этот сегмент – т.н. ISM-полоса (Industrial, Scientific, Medical), которая может также использоваться для другого оборудования, например для микроволновых печей. Обычно это не создает проблем, но необходимо быть осведомленным о фоновом загрязнении, которое может временами мешать оборудованию связи. Дальность обычно ограничена 100 м, но применяя дополнительные направленные антенны часто возможно достигнуть удовлетворительной передачи на расстояние порядка километра, иногда чуть больше. Значительное преимущество WLAN – низкая стоимость и простота.
Сегодня несколько производителей камер встраивает сетевые соединители для Ethernet или WLAN непосредственно в камеры. Если WLAN-соединение имеется в камере, то все, что вам необходимо сделать – это инсталлировать ее и связаться с ближайшей точкой доступа к WLAN, которая, в свою очередь, связана с традиционной корпоративной сетью. Если WLAN отсутствует, но камера оборудована Ethernet соединением, тогда она может быть связана с небольшим по стоимости внешним устройством WLAN, который, в свою очередь, может быть соединен с точкой доступа в корпоративную сеть. Инсталлирование камер этого типа – процесс обычно простой и быстрый. Та часть радиоспектра, которую использует WLAN, не требует никакого частотного планирования, что делает возможным свободную изменение расположения прибора.
Cрок службы может быть разный
Препятствием для быстрого внедрения WLAN технологии является, с одной стороны, надежность, во-вторых безопасность передачи данных. Начнем с надежности. Сетевые камеры в определенной степени являются результатом развития компьютерной индустрии за последние 10 лет и одно поколение продуктов сменяет другое в бесконечном потоке. Протокол по использованию WLAN-коммуникации на настоящий момент устоялся, и часто доступны программные апдейты. Заслуживают внимания дополнения к IEEE 802.11 (a/b/g), где доступна более высокая скорость передачи. Чтобы воспользоваться выгодами от более высокой скорости передачи и не иметь при этом проблем, вся аппаратура должна быть одного бренда и типа.
Компоненты в физической конструкции не всегда самого высшего качества. Оборудование WLAN для обычного потребителя не всегда разрабатывается для использования 24 часа в сутки и в течение нескольких лет. Обычный пример – сетевые адаптеры для бюджетных WLAN соединений. Они обычно выходят из строя после примерно года эксплуатации. Поэтому важно – особенно для приложений, связанных с безопасностью – приобретать оборудование, разработанное для длительной и непрерывной работы. Производители WLAN имеют сегодня три продуктовые линейки: потребительская, для предприятий и для предприятий связи.
Безопасность линии связи
Безопасность является второй дилеммой, присущей WLAN камерам. В своей основе WLAN является открытой технологией связи, которая нуждается в том, чтобы ее дополнили шифрованием, чтобы защитить трафик. Это может быть достигнуто несколькими различными способами: посредством фиксированного ключа шифрования, ротационных ключей или ключей, контролируемых через базу данных (решения типа радиус-сервер).
К сожалению, методы атак также развиваются, что означает, что доступные методы защиты канала связи сами по себе сегодня уже не гарантируют полную защиту. Взломать радиоканал само по себе задача не очень сложная. Для того, чтобы сохранить конфиденциальность – защитить видеоинформацию в радиоканале – следует шифровать трафик также и на более высоком уровне. Уровень выше уровня канала – это уровень сети и на этом уровне обычно защищают трафик посредством туннелирования согласно обычным правилам IP безопасности. В этом случае весь IP трафик, посылаемый через радиоканал, защищен эффективным образом.
Часть 1. Передовая коммуникация в сегодняшних беспроводных системах сигнализации.
Часть 2. Беспроводные персональные сигнализаторы о нападении сберегают ценные секунды.
Часть 3. Системы пожарной сигнализации становятся беспроводными.
Источник: SecurityWorldHotel
