Ethernet over Coax: Γέφυρα δύο εποχών

Η τεχνολογία EoC αποτελεί ένα πολύ καλό παράδειγμα για το πώς μία τεχνολογία μπορεί να γεφυρώσει ένα χάσμα μεταξύ δύο διαφορετικών γενεών στα συστήματα επιτήρησης.

Το στάνταρ για τη μεταφορά εικόνας και ήχου το οποίο είχε κυριαρχήσει σε μεγάλο βαθμό στα αναλογικά συστήματα επιτήρησης video εδώ και πολλά χρόνια, ήταν η χρήση του ομοαξονικού καλωδίου (coax cable). Από τα απλά συστήματα παρακολούθησης για οικιακή χρήση μέχρι και τα επαγγελματικά συστήματα επιτήρησης, η χρήση του ομοαξονικού καλωδίου θεωρούνταν μέχρι πριν μερικά χρόνια η μοναδική λύση.
Σήμερα, από τη μια συνεχίζεται φυσικά η χρήση των αναλογικών συστημάτων επιτήρησης σε μεγάλο βαθμό και φυσικά η χρήση ομοαξονικού καλωδίου ως μέσου διασύνδεσης αυτών, αλλά από την άλλη η συνεχώς αυξανόμενη διείσδυση της IP τεχνολογίας στα συστήματα ασφάλειας και ειδικότερα στις πλατφόρμες επιτήρησης έχει επιφέρει νέα δεδομένα, μιας και η μεταφορά σημάτων γίνεται μέσω των καλωδίων που χρησιμοποιούνται στα δίκτυα.
Πώς λοιπόν μπορεί να υπάρξει μια ομαλή γεφύρωση των δύο προσεγγίσεων, όταν αυτό υπάρχει ως ανάγκη;
Η απάντηση στο συγκεκριμένο ερώτημα βρίσκεται στην ανάπτυξη και διάδοση μιας όχι ιδιαίτερα καινούριας τεχνολογίας, επονομαζόμενης και ως Ethernet over Coax, EoC, που επιτρέπει τη χρήση ομοαξονικού καλωδίου ακόμα και σε δικτυακές εφαρμογές. Δηλαδή αυτό σημαίνει στην πράξη ότι πλέον μπορούμε να αναπτύξουμε ένα δικτυακό σύστημα επιτήρησης, χρησιμοποιώντας την υφιστάμενη υποδομή των ομοαξονικών καλωδίων που ήδη έχουν τοποθετηθεί. Θα αναρωτηθεί βέβαια κάποιος, ποιος ο λόγος για αυτήν την επιλογή, καθώς είναι γνωστό σε όλη την τεχνική κοινότητα ότι από την αρχή της εμφάνισής τους τα τοπικά δίκτυα LAN (αυτό στην ουσία αποτελεί και ένα δικτυακό σύστημα επιτήρησης) διασυνδέονται με καλώδια UTP. Τα πράγματα όμως δεν είναι τόσο απλά και στην απόφαση αντικατάστασης ενός υφιστάμενου αναλογικού συστήματος επιτήρησης εμπλέκονται πολλοί παράγοντες, με κυριότερο φυσικά εκείνον του κόστους. Για να μπορέσουμε να αντιληφθούμε την κατάσταση, ίσως θα πρέπει να ξεκινήσουμε λίγο από τα ιστορικά δεδομένα και πώς φτάσαμε στο σημείο ώστε τα ομοαξονικά καλώδια να θεωρούνται το αποκλειστικό μέσο διασύνδεσης στα αναλογικά συστήματα επιτήρησης.

Μια μικρή ιστορική αναδρομή.
Για να αποσαφηνίσουμε ακόμα περισσότερο την κατάσταση, κανείς δεν ισχυρίζεται ότι τα ομοαξονικά καλώδια είναι η καλύτερη τεχνική επιλογή, οπότε αναπόφευκτα οδηγηθήκαμε στην τόσο μεγάλη διάδοσή τους. Αντιθέτως, όπως άλλωστε και σε άλλες τεχνολογίες, ήταν μάλλον οι συγκυρίες που συνέβαλαν έτσι ώστε η χρήση τους να θεωρείται ταυτόσημη με τα συστήματα επιτήρησης. Η εμφάνιση των πρώτων συστημάτων CCTV προηγήθηκε της εμφάνισης των καλωδίων UTP. Ως εκ τούτου, τα UTP δεν μπορούσαν να αποτελέσουν μια διαθέσιμη επιλογή για να χρησιμοποιηθούν στη διασύνδεση των συστημάτων CCTV. Όμως τα ομοαξονικά καλώδια είχαν ήδη εμφανιστεί και άρα αποτέλεσαν την προφανή επιλογή. Τα γεγονότα πλέον εξελίχθηκαν με τη μορφή χιονοστιβάδας. Όσο οι ανάγκες για συστήματα επιτήρησης αυξανόντουσαν, τόσο ενισχυόταν η απαίτηση για μεγαλύτερο αριθμό συμβατών συσκευών. Αναπόφευκτα λοιπόν εδραιώθηκε η κυριαρχία των ομοαξονικών καλωδίων.
Το αποτέλεσμα όλων αυτών ήταν σήμερα σε όλες τις εγκαταστάσεις που διαθέτουν αναλογικά συστήματα CCTV να έχουμε ως παρακαταθήκη τεράστιες ποσότητες τοποθετημένων ομοαξονικών καλωδίων. Εντούτοις, η τεχνολογική εξέλιξη είναι τόσο δυναμική, που ξαφνικά δημιουργούνται νέα δεδομένα τα οποία προκαλούν σημαντικές αλλαγές σε καθιερωμένες αγορές. Μία από αυτές τις τεχνολογικές εξελίξεις ήταν η εμφάνιση των δικτυακών συστημάτων επιτήρησης και η ενοποίηση που επιδιώκεται τα τελευταία χρόνια όλων των συστημάτων ασφαλείας – και όχι μόνο – σε μια ενιαία πλατφόρμα, βασισμένη στο πρωτόκολλο IP. Όσο ανεπιτυχής ήταν η προσπάθεια εξάπλωσης της χρήσης των καλωδίων UTP στα αναλογικά συστήματα, τόσο αναπόφευκτη έμοιαζε η χρήση τους στα δικτυακά συστήματα, που πλέον κάνουν δυναμικά την εμφάνισή τους στη διεθνή αλλά και ελληνική αγορά. Όμως τα ομοαξονικά καλώδια δεν είχαν πει την τελευταία λέξη τους. Πολλοί βέβαια βιάστηκαν να προβλέψουν το τέλος της κυριαρχίας τους, αλλά ξέχασαν μια βασική παράμετρο που δεν είναι άλλη από το κόστος. Για μια ακόμη φορά – και προφανώς όχι και την τελευταία – το κόστος επηρεάζει σημαντικά τη λήψη αποφάσεων, που φαίνονται με την πρώτη ματιά εντελώς τεχνολογικού χαρακτήρα. Εδώ υπεισέρχεται η χρήση της τεχνολογίας Ethernet Over Coax.

Υλοποίηση
H τεχνολογία αυτή δεν είναι τόσο νέα όσο ίσως πολλοί νομίζουν. Αντιθέτως, ήδη σε ορισμένους τομείς χρησιμοποιείται από τις αρχές της δεκαετίας του 90. Απλώς τα δίκτυα LAN αναπτύχθηκαν σχεδόν παράλληλα με τα UTP και ήταν φυσικό τα στελέχη της πληροφορικής να στραφούν κατευθείαν στη χρήση αυτών των καλωδίων για την κατασκευή των δικτυακών υποδομών που χρησιμοποιούνται στα πληροφοριακά συστήματα
Στην πράξη, όταν αναφερόμαστε σε λύσεις EoC εννοούμε ειδικούς μετατροπείς (αντάπτορες) που έχουν αναπτυχθεί από διάφορους κατασκευαστές και οι οποίοι επιτρέπουν τη σύνδεση δικτυακών συσκευών σε ομοαξονικά καλώδια. Στην τυπική τους μορφή έχουν από την μία πλευρά μία σύνδεση τύπου BNC, στην οποία και συνδέεται το ομοαξονικό καλώδιο, ενώ στην άλλη πλευρά υπάρχει μία επαφή RJ-45 όπου συνδέεται η δικτυακή συσκευή.
Υπάρχουν φυσικά παραλλαγές συσκευών που επιτρέπουn τη λήψη δεδομένων από μεγαλύτερο αριθμό συσκευών, με την παράλληλη χρήση ομοαξονικών καλωδίων. Πριν καταφύγουμε φυσικά σε αυτήν τη λύση οφείλουμε να εξετάσουμε τις προτάσεις που έχουμε στη διάθεσή μας, να διαπιστώσουμε τη συμβατότητα με το δικό μας εξοπλισμό και στη συνέχεια να προχωρήσουμε στη λήψη της τελικής απόφασης. Πάντα οφείλουμε να έχουμε κατά νου ότι μπορεί όλοι οι συσκευές EoC να τοποθετούνται κάτω από την ίδια ετικέτα, αλλά δεν λειτουργούν με την ίδια αποτελεσματικότητα και αξιοπιστία σε όλες τις εφαρμογές.

Πλεονεκτήματα
Το κόστος όπως προαναφέραμε αποτελεί ίσως το βασικό επιχείρημα για να επιλέξει κάποιος τη λύση της τεχνολογίας EoC. Με την επιλογή της, επιτυγχάνεται ουσιαστικά τριπλή εξοικονόμηση. Δηλαδή εξοικονομείται το ποσό που ήδη έχει επενδυθεί για την προμήθεια και τοποθέτηση των υπαρχόντων ομοαξονικών καλωδίων, αποφεύγεται η αγορά και εγκατάσταση των νέων καλωδίων UTP και τέλος κερδίζεται το κόστος που θα καταβληθεί για την εργασία αποξήλωσης των υφιστάμενων καλωδίων (στην περίπτωση της αντικατάστασης).
Ίσως το τελευταίο σε πολλές περιπτώσεις να φαίνεται ότι είναι μάλλον περιττό, καθώς πολλοί θεωρούν δεδομένο ότι σε περίπτωση αντικατάστασης καλωδίων, να αφήσουν και τα υφιστάμενα. Εντούτοις, αυτό δεν είναι συμβατό με τις αρχές της καλής τεχνικής διαχείρισης μιας εγκατάστασης και πολλές φορές δημιουργεί προβλήματα στη συντήρηση του εξοπλισμού αλλά και εγκυμονεί κινδύνους για την ασφάλεια του χώρου.
Εκτός όμως του κόστους η χρήση των συσκευών EoC προσφέρει και άλλα πλεονεκτήματα, που ίσως εξαρχής δεν μοιάζουν τόσο ισχυρά, εντούτοις όμως είναι σημαντικά και αξίζει μία αναφορά σε αυτά, προκειμένου να έχουμε μια ολοκληρωμένη γνώση.
Η σταδιακή μετάβαση από το σύστημα αναλογικής επιτήρησης σε ένα ψηφιακό σύστημα δικτυακής επιτήρησης είναι ένα βασικό επιχείρημα, ειδικά για όσους έχουν εμπλακεί σε παρόμοια έργα και γνωρίζουν τις δυσκολίες του εγχειρήματος. Το να πείσει κάποιος τη διοίκηση ενός Οργανισμού για μια ολική αντικατάσταση, είναι σχεδόν αδύνατο. Εκτός από το κόστος – όπως αυτό το αναλύσαμε παραπάνω – υπεισέρχονται και άλλοι παράγοντες, όπως η διακοπή εργασιών που ίσως απαιτηθεί κατά τη διάρκεια των εργασιών καλωδίωσης, πιθανή διακοπή του συστήματος επιτήρησης για κάποιο χρονικό διάστημα (αν και αυτό με κάποιες προϋποθέσεις μπορεί να αποφευχθεί) και γενικότερα η συνολική ενόχληση που θα προκληθεί από τις εργασίες ενός έργου αυτού του μεγέθους. Όταν όμως χρησιμοποιηθούν οι συσκευές EoC, τότε η κλίμακα του έργου μειώνεται σημαντικά και το εγχείρημα της αντικατάστασης μπορεί να γίνει σταδιακά, ώστε και οι λειτουργίες του Οργανισμού να συνεχιστούν κανονικά αλλά και το κόστος να κινηθεί μέσα σε ένα προβλεπόμενο όριο.
Τα ομοαξονικά καλώδια έχουν επίσης το πλεονέκτημα ότι σε αντίθεση με τα καλώδια UTP δεν έχουν τον περιορισμό των 100 μέτρων. Είναι η απόσταση στην οποία στα καλώδια UTP απαιτείται η τοποθέτηση επαναληπτών (repeaters) για να είναι εφικτή η συνέχιση της επικοινωνίας. Αν χρησιμοποιηθούν οι κατάλληλοι μετατροπείς EoC, τότε τα ομοαξονικά καλώδια έχουν τη δυνατότητα αποστολής του σήματος σε διπλάσια ή και τριπλάσια απόσταση.
Η υποστήριξη του Power Over Ethernet είναι άλλο ένα πλεονέκτημα της τεχνολογίας EoC. Καθώς ουσιαστικά πλέον το ομοαξονικό καλώδιο μετατρέπεται σε σύνδεση Ethernet, μπορεί να υποστηρίξει και την παροχή ηλεκτρικής τροφοδοσίας μέσω της σύνδεσης για τη λειτουργία των καμερών.

Τι πρέπει να προσέξουμε.
Αν υπάρχουν τόσα πλεονεκτήματα, τότε θα αναρωτηθεί κάποιος γιατί δεν επιλέγονται τα ομοαξονικά καλώδια εξαρχής. Το βασικότερο μειονέκτημά τους είναι το όριο της ταχύτητας. Υπό ιδανικές συνθήκες μπορούν να στείλουν τα δεδομένα με τη μέγιστη ταχύτητα των 10/100 Mbs. Για να κατανοήσουμε τη διαφορά, τα UTP τελευταίας γενιάς επιτρέπουν ταχύτητες μέχρι και 10 GB Ethernet στα 100 μέτρα, ενώ υπάρχουν έρευνες που δείχνουν ότι μπορούν να φτάσουν και τα 100 GB στα 70 μέτρα. Οπότε, όταν το δίκτυο χρειάζεται να μεταφέρει σημαντικό όγκο πληροφοριών, κάτι που δεν είναι ασυνήθιστο σε περιπτώσεις εφαρμογών επιτήρησης, τότε υπάρχει αυτός ο περιορισμός. Όμως στην πλειοψηφία των περιπτώσεων είναι υπεραρκετή και η ταχύτητα που δίνει το Ethernet Over Coax.
¶λλο ένα θέμα που οφείλουν να κοιτάξουν οι τεχνικοί είναι ποια είναι η αντίσταση του ομοαξονικού καλωδίου που θα χρησιμοποιηθεί, ώστε να είναι συμβατοί και οι μετατροπείς που θα χρησιμοποιηθούν και τι ταχύτητα μπορεί να επιτευχθεί. Συνήθως χρησιμοποιείται ομοαξονικό καλώδιο των 75 ohm και οι μετατροπείς που κυκλοφορούν είναι στη συντριπτική τους πλειοψηφία συμβατοί με αυτόν τον τύπο του ομοαξονικού καλωδίου. Όμως μπορεί σε κάποια περίπτωση – και αυτές οι περιπτώσεις αφορούν πολύ παλιές κατασκευές – το ομοαξονικό καλώδιο να είναι στα 50 ohm και άρα να υπάρχει πρόβλημα συμβατότητας.
Όταν προτείνουμε μία λύση EoC θα πρέπει να παίρνουμε υπόψη ορισμένα διαφορετικά σενάρια: Το ένα σενάριο είναι η εγκατάσταση να γίνει εξ ολοκλήρου με τη χρήση της τεχνολογίας EoC. Το δεύτερο να είναι μία υβριδική δικτυακή εγκατάσταση με συνδυασμένη χρήση UTP και ομοαξονικού καλωδίου. Τέλος, μπορεί να είναι μια εγκατάσταση στην οποία να συνυπάρχουν UTP καλώδια για δικτυακά συστήματα, ομοαξονικά καλώδια με τη χρήση ανταπτόρων EoC, πάλι για την υποστήριξη των δικτυακών συσκευών και ομοαξονικά καλώδια για το εναπομείναν αναλογικό σύστημα. Όλες αυτές οι παραλλαγές μπορούν να υλοποιηθούν με επιτυχία, αρκεί οι σχεδιαστές του συστήματος να γνωρίζουν τις δυνατότητες που διαθέτει το κάθε σύστημα και πώς μπορεί να επιτευχθεί το καλύτερο οικονομοτεχνικό σενάριο. Αυτό άλλωστε οφείλει να είναι το τελικό ζητούμενο τόσο του μελετητή όσο και του χρήστη.

Του ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗ ΛΥΜΠΕΡΟΠΟΥΛΟΥ