ارتباط بین دوربین‌ها در مسافت‌های طولانی با فیبرهای نوری
فیبرهای نوری به عنوان گزینه اصلی ارتباط بین دوربین‌ها در مسافت‌های طولانی هستند. نمی‌توان به تعداد دوربین‌ها از رشته فیبرنوری استفاده کرد. در این مورد اتصال زنجیره‌ای یا بستن دوربین‌ها به صورت سری به یکدیگر یک راه‌حل رایج است اما این روش وقتی تجهیزات خراب شوند دردسر بزرگی خواهد بود. در این یادداشت ما نگاهی به روش ارتباط زنجیره‌ای با فیبرنوری می‌اندازیم، راجع به چرایی استفاده از آن و گزینه‌هایی برای بهینه‌سازی قابلیت اطمینان بحث می‌شود.
تعریف
در اوایل شبکه‌سازی نقطه به نقطه، ارتباط زنجیره‌ای روش رایجی برای به خط کردن به صورت یک سری از تجهیزات در شبکه بود. پروتکل‌های شبکه جدید مانند باس از روش مشابهی استفاده می‌کنند که در آن هر دستگاه یک اتصال را در زنجیره تشکیل می‌دهد و سیگنال تولید شده توسط یک دستگاه تا زمانی که در مقصد دریافت شود در شبکه حمل می‌شود.
در فیبرنوری یک خرابی در یکی از اتصالات زنجیره سبب می‌شود که دوربین‌های متصل به آن را از دست بدهیم. برعکس در توپولوژی مدرن شبکه به نام ستاره، کابل شبکه فیبرنوری به صورت یک رشته کشیده می‌شود. به دلیل اینکه یک رشته فیبر پهنای باند بیشتری را نسبت به زوج سیم مسی حمل می‌کند، تعداد دوربین‌های بیشتری را می‌توان با فیبر به هم متصل نمود.
ضرورت استفاده از ارتباط زنجیره‌ای
با وجود اینکه یک رشته فیبرنوری می‌تواند پهنای باند مورد نیاز تعداد زیادی دوربین را مهیا کند ولی هر دستگاه احتیاج به اتصال مخصوص به خودش به شبکه را دارد. به دلیل اینکه وجود هزینه‌ها استفاده از فیبرنوری را محدود می‌کند، طراحان سیستم‌های نظارتی مجبور هستند چندین دوربین را به یک رشته فیبر متصل نمایند. به علاوه تجهیزات سوئیچ و ترمینال‌های مورد نیاز فیبر هزینه‌ها را حتی برای یک سیستم نظارتی کوچک تا ده ها هزار دلار بالا می‌برد.
روش ایدهآل گران هم هست
ارتباطات مبتنی بر فیبر هم مانند توپولوژی که در مورد سیم‌های مسی به کار می‌رود جهت رسیدن به قابلیت اطمینان ایدهآل است. داشتن "نود" چند کاناله که چندین کانال فیبر را کنار هم جمع‌آوری می‌کند با یک رشته برای هر دوربین رویکرد قابل اعتمادی است. اگر قسمتی خراب شود روی بقیه تاثیری نمی‌گذارد. به هر حال این رویکرد به طور قابل توجهی هزینه‌بر است و نسبت به توپولوژی خطی (باس) فیبر بسیار زیادتری نیاز دارد.
استفاده از تجهیزات تعیین طول موج نور اجازه ترکیب چندین کانال فیبر را به یک رشته می‌دهد. به هر حال در کنار هزینه هزاران دلاری، نیاز به ظرافت در کار و تنظیم دقیق طول موج دارد که این کاملاً وابسته به مهارت نصاب سیستم خواهد داشت.
برعکس کابل‌کشی برای شبکه که ذاتاً به آسانی مهیا می‌شود، سیگنال‌های فیبرنوری می‌بایست جهت جلوگیری از تداخل روی یکدیگر در تجهیزات تعیین طول موج نور به دقت تنظیم شوند در غیر این صورت مشکلات عدیده‌ای در کیفیت تصویر رخ خواهد داد.
به واسطه ضرورت کاهش هزینه (یا سهولت طراحی) کمترین مقدار فیبر برای اتصال دوربین‌ها در فواصل دور اجرا می‌شود. غالباً کاربرد‌هایی که محیط‌های بیرونی وسیع را پوشش می‌دهند (مانند پارک‌ها، زمین‌های بازی، پارکینگ‌ها، سیستم‌های شهری) فقط یک رشته فیبر برای کار دارند.
"ارتباط زنجیره‌ای" فقط به یک رشته فیبر نیاز دارد. استفاده از یک سوئیچ به همراه پورت اتصال فیبرنوری به فیبر اجازه می‌دهد تا از طریق واسط کارت واسط کابل مسی به فیبرنوری به کابل شبکه متصل شود. همین‌طور در موقعیت هر دوربین اتصال فیبری قطع شده و به مبدل یا کانورتور متصل می‌شود که اجازه می‌دهد دوربین تحت شبکه با پورت اترنت مسی به کابل فیبرنوری متصل شود.
هر مبدل رسانه‌ای به دو رابط فیبر احتیاج دارد یکی برای ترافیک بالا دستی و دیگری برای اتصالات پایین دستی است. هر اتصال بعدی بستگی به اتصالات قبلی خود به عنوان بستر حمل اطلاعات نیاز دارد.
در مثال بالا اگر سگمنت 2 شکسته شود فقط یک دوربین از کار می‌افتد اما اگر سگمنت 1 قطع شود هر دو دوربین و دیگر دستگاه‌های موجود در زنجیره از کار خواهند افتاد.
بهترین کار محدود کردن اتصال تعداد دوربین‌ها به ارتباط زنجیره‌ای است در حالی که طراحی ماکزیمم فقط با تعداد مبدل رسانه استفاده شده و نوع فیبر متصل به آنها محدود می‌شود که گاهی به تعداد سی دوربین یا بیشتر هم می‌رسد.
بهبود قابلیت اطمینان
شکنندگی زنجیره دیزی می‌تواند با اضافاتی به کمترین میزان کاهش یابد. اگر یک رشته فیبر اضافی به آخرین اتصال در زنجیره وصل شود، "درخت پوشا" یا "درخت پوشای سریع" به جای آن قابل پیاده‌سازی است. رشته فیبر اضافی یک حلقه را بین دستگاه‌ها شکل می‌دهد. تخصیص پروتکل IEEE 802. D1(STP) از پدیده چند مسیرگی جلوگیری می‌کند. در سیستم شکل بالا در این حالت حتی اگر سگمنت 2 قطع شود، دوربین دوم هنوز ارتباط جایگزین خوبی با سوئیچ اصلی دارد.فیبرهای نوری به عنوان گزینه اصلی ارتباط بین دوربین‌ها در مسافت‌های طولانی هستند. نمی‌توان به تعداد دوربین‌ها از رشته فیبرنوری استفاده کرد. در این مورد اتصال زنجیره‌ای یا بستن دوربین‌ها به صورت سری به یکدیگر یک راه‌حل رایج است اما این روش وقتی تجهیزات خراب شوند دردسر بزرگی خواهد بود. در این یادداشت ما نگاهی به روش ارتباط زنجیره‌ای با فیبرنوری می‌اندازیم، راجع به چرایی استفاده از آن و گزینه‌هایی برای بهینه‌سازی قابلیت اطمینان بحث می‌شود.
تعریف
در اوایل شبکه‌سازی نقطه به نقطه، ارتباط زنجیره‌ای روش رایجی برای به خط کردن به صورت یک سری از تجهیزات در شبکه بود. پروتکل‌های شبکه جدید مانند باس از روش مشابهی استفاده می‌کنند که در آن هر دستگاه یک اتصال را در زنجیره تشکیل می‌دهد و سیگنال تولید شده توسط یک دستگاه تا زمانی که در مقصد دریافت شود در شبکه حمل می‌شود.
در فیبرنوری یک خرابی در یکی از اتصالات زنجیره سبب می‌شود که دوربین‌های متصل به آن را از دست بدهیم. برعکس در توپولوژی مدرن شبکه به نام ستاره، کابل شبکه فیبرنوری به صورت یک رشته کشیده می‌شود. به دلیل اینکه یک رشته فیبر پهنای باند بیشتری را نسبت به زوج سیم مسی حمل می‌کند، تعداد دوربین‌های بیشتری را می‌توان با فیبر به هم متصل نمود.
ضرورت استفاده از ارتباط زنجیره‌ای
با وجود اینکه یک رشته فیبرنوری می‌تواند پهنای باند مورد نیاز تعداد زیادی دوربین را مهیا کند ولی هر دستگاه احتیاج به اتصال مخصوص به خودش به شبکه را دارد. به دلیل اینکه وجود هزینه‌ها استفاده از فیبرنوری را محدود می‌کند، طراحان سیستم‌های نظارتی مجبور هستند چندین دوربین را به یک رشته فیبر متصل نمایند. به علاوه تجهیزات سوئیچ و ترمینال‌های مورد نیاز فیبر هزینه‌ها را حتی برای یک سیستم نظارتی کوچک تا ده ها هزار دلار بالا می‌برد.
روش ایدهآل گران هم هست
ارتباطات مبتنی بر فیبر هم مانند توپولوژی که در مورد سیم‌های مسی به کار می‌رود جهت رسیدن به قابلیت اطمینان ایدهآل است. داشتن "نود" چند کاناله که چندین کانال فیبر را کنار هم جمع‌آوری می‌کند با یک رشته برای هر دوربین رویکرد قابل اعتمادی است. اگر قسمتی خراب شود روی بقیه تاثیری نمی‌گذارد. به هر حال این رویکرد به طور قابل توجهی هزینه‌بر است و نسبت به توپولوژی خطی (باس) فیبر بسیار زیادتری نیاز دارد.
استفاده از تجهیزات تعیین طول موج نور اجازه ترکیب چندین کانال فیبر را به یک رشته می‌دهد. به هر حال در کنار هزینه هزاران دلاری، نیاز به ظرافت در کار و تنظیم دقیق طول موج دارد که این کاملاً وابسته به مهارت نصاب سیستم خواهد داشت.
برعکس کابل‌کشی برای شبکه که ذاتاً به آسانی مهیا می‌شود، سیگنال‌های فیبرنوری می‌بایست جهت جلوگیری از تداخل روی یکدیگر در تجهیزات تعیین طول موج نور به دقت تنظیم شوند در غیر این صورت مشکلات عدیده‌ای در کیفیت تصویر رخ خواهد داد.
به واسطه ضرورت کاهش هزینه (یا سهولت طراحی) کمترین مقدار فیبر برای اتصال دوربین‌ها در فواصل دور اجرا می‌شود. غالباً کاربرد‌هایی که محیط‌های بیرونی وسیع را پوشش می‌دهند (مانند پارک‌ها، زمین‌های بازی، پارکینگ‌ها، سیستم‌های شهری) فقط یک رشته فیبر برای کار دارند.
"ارتباط زنجیره‌ای" فقط به یک رشته فیبر نیاز دارد. استفاده از یک سوئیچ به همراه پورت اتصال فیبرنوری به فیبر اجازه می‌دهد تا از طریق واسط کارت واسط کابل مسی به فیبرنوری به کابل شبکه متصل شود. همین‌طور در موقعیت هر دوربین اتصال فیبری قطع شده و به مبدل یا کانورتور متصل می‌شود که اجازه می‌دهد دوربین تحت شبکه با پورت اترنت مسی به کابل فیبرنوری متصل شود.
هر مبدل رسانه‌ای به دو رابط فیبر احتیاج دارد یکی برای ترافیک بالا دستی و دیگری برای اتصالات پایین دستی است. هر اتصال بعدی بستگی به اتصالات قبلی خود به عنوان بستر حمل اطلاعات نیاز دارد.
در مثال بالا اگر سگمنت 2 شکسته شود فقط یک دوربین از کار می‌افتد اما اگر سگمنت 1 قطع شود هر دو دوربین و دیگر دستگاه‌های موجود در زنجیره از کار خواهند افتاد.
بهترین کار محدود کردن اتصال تعداد دوربین‌ها به ارتباط زنجیره‌ای است در حالی که طراحی ماکزیمم فقط با تعداد مبدل رسانه استفاده شده و نوع فیبر متصل به آنها محدود می‌شود که گاهی به تعداد سی دوربین یا بیشتر هم می‌رسد.
بهبود قابلیت اطمینان
شکنندگی زنجیره دیزی می‌تواند با اضافاتی به کمترین میزان کاهش یابد. اگر یک رشته فیبر اضافی به آخرین اتصال در زنجیره وصل شود، "درخت پوشا" یا "درخت پوشای سریع" به جای آن قابل پیاده‌سازی است. رشته فیبر اضافی یک حلقه را بین دستگاه‌ها شکل می‌دهد. تخصیص پروتکل IEEE 802. D1(STP) از پدیده چند مسیرگی جلوگیری می‌کند. در سیستم شکل بالا در این حالت حتی اگر سگمنت 2 قطع شود، دوربین دوم هنوز ارتباط جایگزین خوبی با سوئیچ اصلی دارد.
منبع : دوربین مداربسته
