Сотовые сети в системах видеонаблюдения и контроля доступа

Сотовая топология сети позволяет сигналу передаваться между узлами по различным траекториям. В проводных сетях сотовый принцип построения используется в целях резервирования, повышающего надёжность связи. В беспроводных сетях этот принцип оказался как нельзя кстати, поскольку узлы имеют возможность образовывать между собой произвольные сети. При превышении допустимого уровня помех либо расстояния между узлами система автоматически обеспечивает наиболее эффективную маршрутизацию сигнала. Узлы такой сети сами по себе могут служить передатчиками и приёмниками, а в процессе обмена данными между мобильными устройствами они служат ретрансляторами. Сотовая сеть весьма стабильно работает при относительно небольших затратах. Каждый из узлов сети может соединяться с ближайшими соседями, находящимися в пределах радиуса действия приёмо-передатчика беспроводного сигнала. Узлы могут обмениваться данными между собой, сохранять их либо переправлять на соседний узел для доставки адресату, находящемуся вне зоны действия данного узла. Один из узлов сети может также осуществлять доступ в Интернет по проводному либо беспроводному подключению.

Отличительной чертой сотовых сетей является то, что сигнал здесь может распространяться на расстояния, во много раз превышающие радиус действия узловых трансиверов. Сам сигнал может проходить от узла к узлу различными маршрутами, увеличивая вероятность того, что изображения с камер в конце концов достигнут поста мониторинга. Более высокая надёжность этого вида сетей проявляется ещё и в том, что при выходе из строя одного узла вследствие отключения питания, подавления передатчика либо действия иных факторов связь внутри сети сохраняется, и пересылка данных осуществляется за счет соседних с аварийным узлов.

В сотовых сетях передачи данных относительно невысоки и мощности передатчиков, поскольку расстояние между узлами, как правило, невелико. Особенно полезными сети этого типа оказываются там, где необходимо собирать информацию с большого количества камер и охранных датчиков. В портативных системах и комплектах быстрого развёртывания небольшие мощности трансиверов позволяют понизить энергопотребление и сэкономить ресурсы батарей питания. В армейской практике беспроводные сотовые сети используются для передачи данных на театре военных действий; технология эта находит все большее применение и в гражданской практике, включая системы охранного видеонаблюдения .

Технология MMO

В большинстве широкополосных WiFi-сетей скорость передачи данных составляет от 11 до 54 Мбит/с. Однако потребность в наращивании пропускной способности заставляет искать новые решения. Нестабильность процессов передачи видеоданных по беспроводным каналам и избыточность передачи данных в системах видеонаблюдения и контроля доступа по сетевым протоколам приводят к тому, что реальная скорость передачи данных в сетях становится существенно ниже заявляемых номинальных параметров. Чтобы преодолеть эти ограничения, необходимо изыскать пути повышения пропускной способности на физическом уровне. Одним из распространённых решений является объединение между собой нескольких радиоканалов при одновременном использовании компрессии данных. В идеале требуется «втиснуть» как можно большее количество данных в единицу полосы пропускания за единицу времени. Это позволит повысить так называемую спектральную эффективность передачи данных — количество информации, передаваемой в единице полосы пропускания за заданное время.

Радиосигналы существенно деградируют по мере их прохождения через атмосферу — прежде всего затухание зависит от расстояния между передатчиком и приёмником, взаимодействия с окружающими объектами и интерференцией с другими сигналами, а также с отражениями самого исходного сигнала (так называемое многолучевое распространение). Все эти артефакты приводят к различным формам затухания — потери мощности сигнала на пути от передатчика к приёмнику. Эта технология осуществляет передачу более сложного по составу, но за счёт этого намного более устойчивого радиосигнала. В то время как при обычной радиопередаче используется один вход и один выход сигнала, в системах MMO используются как минимум две передающие антенны, одновременно работающие по одному и тому же каналу, и две приёмные антенны, настроенные на тот же самый канал. Как правило, количество приёмных антенн в MMO-системе превышает количество передающих: это позволяет добиться более высоких скоростных характеристик. Переход от одиночной антенны на парную позволяет в десять раз (на 10 дБ) улучшить соотношение сигнал/шум. А тройная антенна позволяет выиграть ещё 5 дБ (в 4 раза).

В основе этой технологии лежит многолучевая передача сигнала, имеющая, как это ни странно, свои преимущества. Источником появления многолучевого сигнала являются отражения от стен, полов, потолков и иных объектов. Улучшив характеристики антенн и увеличив их количество, можно существенно поднять производительность системы беспроводной передачи данных. При передаче сигнала по технологии MMO, помимо временных и спектральных характеристик, радиоканал получает и новое измерение — пространственное. В традиционных системах многолучевой сигнал играет роль фактора, ограничивающего производительность линии передачи данных, а в MMO-сетях этот эффект применяется для повышения скорости передачи информации. Наложение отражённого сигнала на основной, излучаемый одиночной антенной, приводит к интерференции волн и ослаблению полезного сигнала. В системах MMO передаваемый и принимаемый сигнал обрабатывается цифровыми сигнальными процессорами по специальным алгоритмам. Это позволяет данной технологии опережать по производительности все остальные виды беспроводных сетей. Согласно спецификации стандарта беспроводной связи 8011п, основанного на применении технологии MMO. Расчётный битрейт этого вида связи может составлять 144-200 Мбит/с.