Охрана имущества при помощи GSM сетей

В данной статье мы затронули проблему охраны объектов и имущества. Так же дали комплекс ответов на вопросы об организации Пультов Централизованного Наблюдения (ПЦН), их разновидностях и встречающихся проблемах при использовании. Рассмотрели типы и виды объектового оборудования такие как gsm-сигнализация.

Охрана объектов – что под этим подразумевается

Существует три способа охраны объектов:

С помощью человека-охранника
С помощью технических средств
С помощью и того и того – гибридная схема

У всех трех способов есть свои плюсы и минусы. Человек-охранник обладает интеллектом, что способствует правильным решениям в сложных ситуациях, но и от человеческого фактора тут не обойтись. В свою очередь у технических средств безопасности не бывает ни усталости, ни корыстных интересов, но иногда бывают ложные тревоги, где порой только человек может принять единственное правильное решение. Таким образом, оптимальным вариантом является совокупный способ охраны объектов – гибридный, позволяющий сочетать в себе все достоинства первых двух.

ПЦН или станция мониторинга

ПЦН – пульт централизованного наблюдения. Это, своего рода, информ. центр, куда стекаются все события с объектов под охраной. Мониторинговый цент оборудован специализированными техническими средствами, информация с которых принимается и анализируются оператором и в дальнейшем обрабатывается. Оператор действует по инструкции. Таким образом, ПЦН является третьим способом охраны объекта.

Важным параметром надежности Пульта Централизованного Наблюдения является канал связи между ним и объектом. Чаще всего можно встретить три типа каналов связи для передачи данных:

сотовая связь
телефонная связь
радиосвязь на фиксированной частоте

Еще в недавнем времени коммутируемая телефонная сеть являлась единственной средой для передачи информации от объектового оборудования на ПЦН. В основном это делалось одним из двух способов. Первый - автодозвон - удаленный прибор звонил на ПЦН и передавал коды о тревогах специальными тоновыми сигналами. Очень серьезным недостатком такого способа является то, что злоумышленник может перерезать телефонный провод и проникнуть на охраняемый объект незамеченным, так как система не сможет передать сообщение о тревоге. Во втором способе производится постоянный контроль целостности линии, и если обнаружено нарушение, появляется сообщение о потери связи с объектом. Но для того чтобы осуществлять такой контроль, нужно ставить специализированное оборудование на каждой АТС, к которой могут быть подключена сигнализация . Это довольно таки дорого и проблематично, а порой и вовсе невозможно с учетом разнотипной аппаратуры АТС. Общим недостатком для обоих методов является низкое телефонной линии на всем постсоветском пространстве, как следствие либо тревожное сообщение не доходит до ПЦН, либо слишком часто случаются "ложные" обрывы связи. К тому же, многие объекты просто не телефонизированы.

Совершенно другой подход в передачи тревожных сообщений по радиоэфиру. Здесь нельзя физически разорвать канал. Но сложностей и здесь хватает. Систем радиомониторинга на фиксированных частотах достаточно много, однако при высокой цене их характеристики недостаточны для качественной передачи тревожных сообщений на ПЦН. Далее несколько серьезных проблем, с которыми приходится сталкиваться:

удаленность объектов от базовой станции, в связи, с чем требуется установка большого количества ретрансляторов, а это очень затратно.
очень сильные радиопомехи, имеющиеся в условиях города
препятствия на пути распространения радиоволн (постройки, неровный рельеф местности), серьезная проблема в условиях города

Данные недостатки разрешимы только при помощи цифровой радиосвязи. На сегодняшний день оптимальным каналом для передачи тревожной информации в условиях РФ и стран СНГ может быть только сотовая сеть.

Способы передачи данных на ПЦН

Очень важным параметром надежности ПЦН является канал связи между пультом и объектом. Всего возможно два варианта передачи информации – это кабель (проводная связь) либо один из видов беспроводной связи.

К достоинствам проводной связи можно отнести высокую скорость обмена данными между объектовым оборудованием (различные датчики, приемно-передающие панели, …) и самим ПЦН. Но ограничения накладываемые длиной кабеля не позволяют строить территориально-распределенные комплексы. Так, начиная со средних систем, значительные неудобства могут приносить сами провода и необходимость использования линейных усилителей.

Чаще всего можно встретить три реализации «беспроводной» связи:

телефонная связь (псевдо беспроводной канал)
радиосвязь на фиксированной частоте
сотовая связь (является также подвидом радиосвязи, но из-за наличия дополнительной цифровой обработки, она была вынесена в отдельный пункт)

Использование телефонной связи в охране имущества

Телефонная связь – была отнесена к беспроводным каналам связи, т.к. если «развертывать» систему мониторинга в рамках от одного квартала (больничного или промышленного комплекса,…района, города,…), то непосредственная прокладка информационных кабельканалов ограничивается только одним комплектом проводов (витая пара на две жилы) от телефонной розетки до объектового оборудования. До недавнего времени проводная телефонная сеть являлась единственной средой для передачи информации на относительно большие расстояния.

Комплексы, работающие на основе телефонной связи, разделяются на следующие типы:

Системы состоящие из объектового и пультового оборудования, а также оборудования установленного на АТС городских телефонных сетей;
Системы у которых существует стационарная часть на АТС.
Первые получили наибольшее распространение за счет того, что их повсеместно используют подразделения вневедомственной охраны (ОВО). За последние 10 лет подобные системы прошли новый этап развития и приобрели следующие функции:
Автоматизация процессов постановки/снятия на охрану;
Передача информации в закодированном виде от нескольких блоков одновременно (до 16) по одной занятой телефонной линии;
Создание специальных комплексов пультового оборудования и специализированного программного обеспечения (ПО);
Повышение имитостойкости оборудования для исключения его «обхода».

Почему Радиоэфир или GSM, вместо телефоной линии

Системы позволяют в полной мере решать вопросы обеспечения охраны удаленных объектов, но имеют ряд недостатков, связанных с финансовыми и организационными затратами. Помимо этого они рассчитаны на большое количество объектовых устройств и включают в себя технически сложные базовые комплексы оборудования и ПО, что напрямую влияет на стоимость всей системы в целом. Кроме того, необходимо оплачивать аренду телефонных линий для оборудования, установленного на ГТС до ПЦН. Администрация городских телефонных узлов связи ревниво относится к желанию установить что-либо на подведомственных ей телефонных станциях, что влечет за собой как финансовые затраты, так и затраты времени на согласования. В силу вышеназванных причин эти системы, как правило, используются только подразделениями вневедомственной охраны МВД.

В последние годы находят все более широкое применение системы другого класса. Они используют телефонные линии и состоят из объектового и пультового оборудования, но связь между пультом и объектом осуществляется путем дозвона в цифровом формате, что позволяет избежать установки оборудования на станциях ГТС.

Наибольшее распространение получили импортные системы. Это объясняется тем, что системы мониторинга за рубежом строятся по схеме, востребованной и в России. Неоспоримым достоинством данных телефонных систем, как отечественного, так и импортного производства является широчайшая линейка объектового оборудования (контрольных панелей) и доступная цена. Наличие цифрового коммуникатора и поддержка различных форматов передаваемых данных (Contact ID и др.) позволяет подключать объектовое оборудование к станциям мониторинга различных производителей. Но есть и существенный недостаток – невозможность постоянного контроля линии связи с объектом.

Использование радиоканала

Другим подходом передачи информационных данных является радиоканал – следующий класс оборудования данного направления, обладающий высокой надежность и обеспечивающий оперативную доставку данных. Применение радиохранных систем позволяет осуществить охрану не телефонизированных объектов, что в силу специфики нашей страны весьма актуально.

Однако их широкому применению мешает ряд причин:

ограниченность частотных ресурсов
относительно высокая стоимость объектового и пультового оборудования по сравнению с проводными системами
необходимость получать специальных разрешений на использование частот
сильные радиопомехи, имеющиеся в условиях города
препятствия на пути распространения радиоволн (постройки, неровный рельеф местности)
удаленность объектов от базовой станции, в связи, с чем требуется установка большого количества ретрансляторов, а это значительно повышает стоимость комплекса в целом

Эти проблемы разрешимы только на высоком техническом уровне при помощи цифровой радиосвязи.

На сегодняшний день приемлемой сетью для автоматической и своевременной передачи важной информации в условиях РФ и стран СНГ может быть только сотовая сеть.

Использование «Сотового» канала связи и его особенности на примере GSM

Станции мониторинга, использующие «сотовый» канал связи, появились в последние годы. Толчком послужило быстрое и мощное развитие и распространение сотовой телефонной связи стандарта GSM, которое подтолкнуло разработчиков систем безопасности к созданию новых систем, использующих широкие возможности новых технологий.

Сотовая сеть стандарта GSM-900/1800 обеспечивает лучшее качество связи и уже развернута в большинстве городов стран СНГ.

Мощность передатчика мобильного телефона ограничена двумя ваттами. В связи с этим предусматривается установка достаточно большого количества базовых станций (ретрансляторов). Для среднего города (например Великий Новгород, Харьков и т.д.), 45 станций, рассредоточенных по его территории, могут обеспечить надежную связь практически с любой точкой в черте города на открытом воздухе и в неэкранированном помещении. В большинстве мест города сотовый терминал может связаться с одной из нескольких близкорасположенных станций, надежность связи в этом случае увеличивается. Связь работает, если удаление от мобильного телефона до ближайшей базовой станции не превышает 35 километров.

Системы, использующие GSM-связь, позволяют осуществить охрану любых объектов, в том числе и нетелефонизированных. Сети GSM позволяют также осуществлять аудио- и видеоконтроль с помощью современных телефонов (смартфоны и КПК, оснащенные модулем GSM). Это позволяет видеть и слышать, что происходит на охраняемом объекте.

Очень часто на объектах, где затруднена или невозможна прокладка кабельной инфраструктуры и единственными коммуникациями являются линии электропередачи (дачи, гаражи, промышленные или удаленные необслуживаемые объекты), альтернативы сотовой связи нет.

Способы передачи данных в GSM-комплексах

В GSM-900/1800 используются три канала (способа) передачи информации: это голосовой, SMS (Short Message Service - служба коротких сообщений), канал передачи данных и GPRS-технологии. Голосовой канал хорошо знаком владельцам GSM телефонов, это тот канал, которым обычно пользуются для обычных разговоров по сотовому телефону. Канал для передачи данных и GPRS предназначенs для соединения компьютеров между собой через сотовые телефоны, выхода в интернет. Для использования этого канала сотовый телефон должен иметь встроенный модем или инфракрасный порт. Телефоны со встроенным модемом стоят дороже обычных. Канал SMS предназначен для передачи коротких цифровых сообщений (до 160 байт). SMS предусматривает наличие центра обслуживания сообщений, который принадлежит поставщику услуг сотовой связи. Сообщение от абонента поступает в центр обслуживания, а затем передается адресату.

Технически, SMS канал хорошо подходит для передачи информации от удаленного охранного прибора на ПЦН. Его достоинства:

полностью цифровой канал с контролем целостности сообщения, гарантирует, что доставленное сообщение не содержит ошибок
возможность связи при низких уровнях сигналов в условиях помех
возможность хранения сообщения в центре обслуживания, если адресат недоступен и доставка сообщения после того, когда адресат попадает в зону действия связи.

Но реальность такова, что в наших конкретных условиях сообщение может быть доставлено с задержкой в несколько минут или часов, нередки случаи пропадания сообщений. Это объясняется тем, что сообщение ставится в очередь и обслуживается с обычным приоритетом наряду с другими сообщениями других абонентов и сообщениями оператора сотовой связи. Общемировая статистика сотовых операторов показывает, что порядка 6% сообщений теряется и не доходит до адресата [13]. Кроме того, надо иметь в виду, что нужно платить примерно 6 центов за каждое сообщение.

Большинство систем охранной сигнализации на базе сотовой связи GSM стандарта используют SMS механизм для передачи информации от охранных приборов на ПЦН. Клиент (заказчик) должен понимать недостатки таких систем.

На сегодняшний день для передачи информации от объектового прибора на ПЦН оптимальным является использование голосового канала. Такой выбор сделан по следующим причинам:

голосовому каналу операторами сотовой связи уделяется наибольшее внимание, т.к. для их клиентов (абонентов) он является первичным, следовательно, принимаются все необходимые меры для того, чтобы канал работал хорошо
операторы предоставляют до пяти бесплатных секунд связи, что вполне достаточно для обмена кодовыми посылками между ПЦН и объектовым оборудованием

В связи с этим затратная часть эксплуатации одного прибора будет составлять лишь абонентскую плату сотовому оператору, которая варьируется от 0,5 у.е. до 4 у.е. в месяц (в зависимости от тарифного плана).

Что такое ПЦН на основе GSM канала?

Мощность передатчика мобильного телефона ограничена двумя ваттами. В связи с этим предусматривается установка достаточно большого количества базовых станций (ретрансляторов). Для Харькова, например, 30 станций, рассредоточенных по территории города, могут обеспечить надежную связь практически с любой точкой в черте города на открытом воздухе и в неэкранированном помещении. В большинстве мест города сотовый терминал может связаться с одной из нескольких близкорасположенных станций, надежность связи в этом случае увеличивается. Связь работает, если удаление от мобильного телефона до ближайшей базовой станции не превышает 35 километров.

В GSM-900/1800 используются три канала (способа) передачи информации: это голосовой, канал передачи данных и SMS (Short Message Service - служба коротких сообщений). Голосовой канал хорошо знаком владельцам GSM телефонов, это тот канал, которым обычно пользуются для обычных разговоров по сотовому телефону. Канал для передачи данных предназначен для соединения компьютеров между собой через сотовые телефоны, выхода в интернет. Для использования этого канала требуется открытие дополнительного номера. Кроме того сотовый телефон должен иметь встроенный модем или инфракрасный порт. Телефоны со встроенным модемом стоят дороже обычных. Канал SMS предназначен для передачи коротких цифровых сообщений (до 160 байт). SMS предусматривает наличие центра обслуживания сообщений, который принадлежит поставщику услуг сотовой связи. Сообщение от абонента поступает в центр обслуживания, а затем передается адресату.

полностью цифровой канал с контролем целостности сообщения, гарантирует, что доставленное сообщение не содержит ошибок
возможность связи при низких уровнях сигналов в условиях помех
возможность хранения сообщения в центре обслуживания, если адресат недоступен и доставка сообщения после того, когда адресат попадает в зону действия связи.

Но реальность такова, что в наших конкретных условиях сообщение может быть доставлено с задержкой в несколько минут или часов, нередки случаи пропадания сообщений. Это объясняется тем, что сообщение ставится в очередь и обслуживается с обычным приоритетом наряду с другими "нетревожными" сообщениями других абонентов и сообщениями оператора сотовой связи. Кроме того, надо иметь в виду, что нужно платить примерно 6 центов за каждое сообщение.

Большинство систем охранной сигнализации на базе сотовой связи GSM стандарта используют SMS механизм для передачи информации от охранных приборов на ПЦН. Клиент должен понимать недостатки таких систем.

При разработке системы передачи информации от охранно-пожарного прибора на ПЦН нами был использован голосовой канал. Такой выбор сделан по следующим причинам:

голосовому каналу операторами сотовой связи уделяется наибольшее внимание, он принимает все возможные меры для того, чтобы канал работал хорошо
операторы предоставляют до пяти бесплатных секунд связи.

Какие виды GSM-сигнализаций бывают?

Можно разделить системы на:

Пультовые системы.
Системы с отзвоном на мобильный телефон владельца.
Универсальные системы.

Также можно разделить GSM системы по типам канала связи:

Системы, использующие канал передачи sms-сообщений.
Системы, использующие голосовой канал передачи данных.
Комбинированные системы.

Каждый тип систем имеет свои преимущества и недостатки. Например, sms-сообщение от охраняемого объекта обслуживается с обычным приоритетом, вместе со всеми другими sms-сообщениями и время доставки sms в определенное время суток или в праздничные дни может увеличиваться. Наиболее приемлемыми являются комбинированные системы когда, например, сообщение на пульт отправляется в голосовом канале, а владельцу объекта отправляется sms-сообщение.

Какие преимущества GSM систем перед радиосистемами?

Нет необходимости развертывать свою сеть ретрансляторов. Используются ретрансляторы GSM операторов. Вследствие этого можно брать под охрану объект везде, где уверенно работает сеть GSM оператора, таким образом радиус действия GSM систем гораздо больше чем радиосистем.
Нет необходимости платить за использование радиочастоты.

Сколько платить GSM оператору за охрану?

В прибор на охраняемом объекте вставляется одна или две sim-карты сотовых операторов. Вы платите за время, на которое прибор соединяется с центральным пультом или с другим мобильным телефоном для передачи данных. Время одного такого соединения (постановка на охрану, снятие с охраны, тестовый сигнал, сигнал "тревога" и пр.) составляет от 5 до 30 секунд. Как показывает практика, в среднем затраты на абонентское обслуживание одного охраняемого объекта составляет от 40 до 150 рублей в месяц. Хотя есть варианты оборудования с себестоимостью обслуживания, равной тарифной абонентской плате сотового оперетора (если в тарифе предусмотрены бесплатные сикунды, а передача и прием информации укладывается в этот бесплатный интервал)

Проблема «Нового года», что это такое и как с этим бороться?

Так называемая "проблема нового года" действительно существует. В праздничные дни перегружаются как сети GSM, так и городские телефонные сети. Однако эта проблема актуальна для спальных районов крупных городов. Решением проблемы является установка объектового прибора с sim-картами двух различных сотовых операторов связи и с возможностью передачи сигнала по линиям ГТС.

Сколько стоит базовое объектовое оборудование GSM-сигнализации ?

Существует большое количество систем, работающих с использованием GSM канала. Как правило объектовый прибор состоит из:

Контрольной панели - непосредственно к которой подключаются датчики, сирены, устройства ввода и т.д. Стоимость контрольной панели 3000 - 6000 рублей.
Устройства передачи данных - это или мобильный телефон, или промышленный модем. Стоимость 1000 - 6000 рублей.

Таким образом стоимость базового оборудования составляет 4000 - 12000 рублей.

Существует ли возможность управлять устройствами на объекте?

Да, некоторые приборы предоставляют такую возможность. К прибору на специальное реле подключается устройство, которое Вы хотите удаленно включать (сауна, теплые полы, освещение, сирена, чайник, радио и т.п.). Включение/выключение прибора осуществляется в голосовом меню при звонке на охраняемый объект или sms-сообщениями. Так же существуют приборы, позволяющие прослушать охраняемое помещение, то есть подключается активный выносной микрофон. В настоящее время фирмами - производителями прорабатываются вопросы передачи видеоряда с охраняемого объекта.