TELEFONIA IP, PROJEKTOWANIE LOKALNYCH SIECI KOMPUTEROWYCH

Prezentacja na temat: "TELEFONIA IP, PROJEKTOWANIE LOKALNYCH SIECI KOMPUTEROWYCH"— Zapis prezentacji:

1 TELEFONIA IP, PROJEKTOWANIE LOKALNYCH SIECI KOMPUTEROWYCH

2 Telefonia IP jest zaawansowanym systemem nowoczesnych centrali komunikacyjnych IP PABX (ang. IP Private Automated Branch Exchange) wyposażonych w technologię VoIP (ang. Voice over IP). Operuje na serwerach sieci LAN (ang. Local Area Network) i wykorzystuje cyfrowe aparaty telefoniczne IP. Telefonia IP umożliwia połączenie technik przesyłania danych przez łącza publicznej sieci telefonicznej PSTN z sieciami pakietowymi, takimi jak Internet, LAN. Przykładowa sieć telefonii IP

3 Telefonia IP a VoIP Telefonia IP to całkowicie nowe rozwiązanie umożliwiające komunikację. Standardowe elementy systemu telefonicznego (aparaty, okablowanie, centrale) są stopniowo zastępowane nowymi rozwiązaniami. Niektóre z nich znajdują odpowiedniki w nowym systemie lecz wiele okazało się zbędnych (okablowanie, modemy), gdyż zastąpiła je już istniejąca sieć LAN. Ich role przejęły serwery, terminale cyfrowe i sieć komputerowa. Nowoczesny system nadal posiada możliwość wykonywania połączeń, dodatkowo umożliwiając dostęp do bardziej zaawansowanych aplikacji multimedialnych (wideomonitoring, identyfikacja pracowników, obsługa konferencji wideo i audio). Voice over IP określa telefoniczny sposób przesyłania głosu w sieciach IP wraz z jego digitalizacją i pakietyzacją. Dodatkowo obejmuje takie operacje jak: sposób kompresji, kierowanie ruchem pakietów w sieci, eliminowanie echa i ciszy, poprawianie jakości rozmowy. Pod terminem VoIP kryją się protokoły (H.323, SIP) i urządzenia (bramki głosowe, zapory, przełączniki i serwery czasu rzeczywistego), zapewniające przekaz głosu o dobrej jakości. Telefonia IP korzysta z technologii VoIP do tworzenia zaawansowanego systemu telefonicznego z dodatkowymi funkcjami takimi jak: poczta głosowa, zaawansowane kierowanie rozmów, centra kontaktowe czy call centers.

4 Podstawowe elementy telefonii IP
centrala IP - serwery, które obsługują pakietowy ruch cyfrowy przez sieci lokalne LAN i rozległe WAN oparte na protokole IP. brama głosowa - połączenie między siecią PSTN a siecią IP. terminale - służą do nawiązywania połączeń. Są wyposażone w kamerę, mikrofon, system głośnomówiący oraz aplikacje głosowe i multimedialne. sieć komputerowa - łączy wszystkie elementy architektury telefonii IP, przenosi informacje kontrolne oraz transmituje głos.

5 Czynniki wpływające na jakość telefonii IP
Opóźnienie - nie powinno przekraczać 150 ms. W momencie, kiedy wynosi ono ok. 500 ms jakość prowadzonej rozmowy jest bardzo słaba. Różnice w opóźnieniach - jitter – różnica między czasem, w jakim pakiet miał być odebrany, a rzeczywistym momentem jego odbioru. Stosuje się przetrzymywanie pakietów w odpowiednim buforze do momentu, aż nie dotrze do niego ten najwolniej transmitowany (ostatni). Im większy rozmiar bufora tym czas stałego opóźnienia jest dłuższy. Utrata pakietów - pakiety są gubione na skutek przeciążeń łączy. Utrata pakietów na poziomie do 10% jest akceptowalna, ale jakość usługi VoIP jest niska. Przy 15% stracie nie jesteśmy w stanie zrozumieć naszego rozmówcy. Przepływność sieci - do transmisji głosu w lokalnych sieciach komputerowych potrzebna jest przepływność 64 kb/s w każdą stronę (przy uwzględnieniu nagłówków IP – 85,6 kb/s).

6 Poprawa jakości przesyłanego głosu
Dobór kodeka. Kodeki falowe są najczęściej stosowne w systemach VoIP. Wykorzystują one jedną z technologii PCM lub ADPCM. Eliminowanie ciszy. Stosuje się mechanizm wykrywania ciszy VAD (ang. Voice Activity Detection), który wychwytuje między słowami dłuższe momenty ciszy. Dzięki temu można zaoszczędzić 30-40% pasma. Generacja szumu. CNG (ang. Comfort Noise Generation) – imitacja naturalnych szumów tła dźwiękowego. Eliminowanie echa. Układy odpowiedzialne za przetwarzanie dźwięku powinny przeprowadzać redukcję echa (echo cancelation – G.168) oraz tła dźwiękowego. Bufor jitter. Pakiety docierające do odbiorcy są kolejkowane w buforze jitter. Jest on odpowiedzialny za szybkość odtwarzania kolejnych pakietów. Kontrola regularności transmisji pakietów. Wysyłane pakiety głosowe powinny być numerowane i zawierajać informację o tym, kiedy dany pakiet został wysłany (protokół RTP). Serializacja. Transmitowane duże pakiety są dzielone na mniejsze części, które nie powodują opóźnień (są szybciej obsługiwane), zwiększając w ten sposób przepływność sieci. Oddzielna sieć. Jednoczesne przesyłanie pakietów dźwiękowych i danych jest niekorzystne (znaczna utrata pakietów dźwiękowych). Aby temu zapobiec można stworzyć dedykowaną sieć VLAN (ang. Virtual LAN).

7 Bezpieczeństwo Secure RTP. Stosowanie protokołu szyfrującego próbki z głosem sRTP. (ang. Secure Real-time Transport Protocol). Po przechwyceniu tak zaszyfrowanej rozmowy intruz usłyszy tylko chaotyczny dźwięk. VoIP-VPN i VLAN. Aby odpowiednio zabezpieczyć transmisję stosuje się sieci prywatne VPN (ang. Virtual Private Network), które szyfrują strumienie głosowe. Bezpieczeństwo można zwiększyć także poprzez tworzenie podsieci wirtualnych VLAN. Są to oddzielne sieci na dane głosowe i dane sieciowe. Mechanizm QoS stosuje się w celu zarządzania pasmem przeznaczonym na transmisję głosu. Odpowiednie zarządzanie przepustowością pozwoli zabezpieczyć sieć przed atakami powodującymi przeciążenie sieciowych zasobów i całkowitą blokadę komunikacji VoIP. Uwierzytelnianie użytkownika. Pozwala na upewnienie się czy po drugiej stronie jest osoba, do której chcieliśmy się dodzwonić. Inne mechanizmy zabezpieczeń to: zarządzanie tylko przez konsolę lokalną, filtrowanie pakietów (przepuszczane są tylko pakiety niezbędne w komunikacji i kontroli VoIP), sprawdzanie zaprzestania transmisji zakończenia rozmowy, zmniejszenie ilości adresów MAC obsługiwanych przez dany port, adresy IP statyczne dla telefonów i urządzeń, pułapki reagujące w przypadku zmian konfiguracji sieci lub zakłócania jej pracy.

8 Zalety i wady telefonii IP
Lepsze wykorzystanie pasma dla przesyłania głosu w czasie rzeczywistym; Niższe opłaty za połączenia długodystansowe i międzynarodowe (do 80%) oraz komórkowe (do 40%); Współdzielenie central IP PBX i serwerów usług przez różne oddziały firmy; Redukcja liczby administratorów i recepcjonistek; Mniejsze koszty serwisu sieci teleinformatycznej; Bezpośrednia łączność użytkownika ze strony WWW z przedstawicielem handlowym; Możliwość bezpłatnego prowadzenia rozmów oraz przesyłania danych pomiędzy lokalizacjami wykorzystującymi te same urządzenia dostępowe. Wady: jakość głosu, która jest niższa niż w przypadku tradycyjnej telefonii przewodowej; możliwość wystąpienia problemów z opóźnieniem i gubieniem pakietów; potrzeba instalacji przez dostawców urządzeń zdolnych do jednoczesnej realizacji kilkuset połączeń; brak jednoznacznego standardu dla współpracy urządzeń różnych producentów

9 Historia sieci komputerowych
Lata 60-te Izolowane systemy komputerowe ARPANET - Advanced Research Project Agency Network 1978 UUCP - UNIX to UNIX copy 1979 USENET - Users Network 1981 CSNET - Computer Science Network BITNET - Because It's Time Network 1983 FidoNet 1984 NSFNET - National Science Foundation Network 1987 OSI - Open System Interconnection 1988 GOSIP - Government OSI Profile

10 Topologie sieci komputerowych
Magistrali - wszystkie stacje robocze w sieci dołączone są do jednej wspólnej szyny (pakiety nadane przez jedną stację trafiają do innych stacji poprzez medium transmisyjne). Topologia ta znajduje zastosowanie w sieciach Ethernet/IEEE Pierścieniowa – hosty połączone są w zamkniętym pierścieniu (urządzenia tworzą zamkniętą pętlę) to znaczy, że każdy z nich połączony jest bezpośrednio z dwoma sąsiadującymi urządzeniami. Dane przesyłane są wokół pierścienia w jednym kierunku. Topologia ta stosowana jest w sieciach TokenRing / IEEE802.5 i FDDI.

11 Gwiazdy - wszystkie stacje robocze dołączone są do jednego wspólnego punktu, którym jest koncentrator (hub) lub przełącznik (switch). Konfiguracja taka pozwala na wydajniejszą ochronę przed awariami. Stosuje się ją do połączeń w obrębie jednego budynku lub instytucji. Drzewiasta - jest utworzona z wielu magistrali liniowych połączony łańcuchowo. Różni się tym od typowej szyny, że mogą w niej występować wielo-węzłowe gałęzie. Do zalet tej topologii należą: łatwość rozbudowy oraz ułatwienie lokalizacji uszkodzeń. Wadą jest natomiast zależność pracy sieci od głównej magistrali.

12 Technologie stosowane w sieciach LAN
Ethernet/IEEE – bardzo dobrze znana technika, która jest stosowana w sieciach lokalnych. Ma topologie magistrali, może pracować w paśmie podstawowym, szerokopasmowym, półdupleksowym i dupleksowym (Ethernet 10Mb/s, Ethernet 100Mb/s – Fast Ethernet, Ethernet 1000Mb/s – Gigabit Ethernet) . Token Ring/IEEE – zaraz po Ethernecie najpopularniejsza technologia, która jest stosowana w sieciach LAN. Token Ring różni się tym od Ethernetu, że posiada topologię pierścienia i zezwala w tym samym czasie nadawać tylko jednej stacji (brak występowania kolizji). Token Passing jest stosowany jako metoda dostępu. W pierścieniu krąży mała ramka, zwany inaczej żetonem (tokenem). Tokeny są stosowane do przydzielania dostępu oraz są przekształcane w nagłówki różnych ramek. FDDI (ang. Fiber Distributed Data Interface) – ponieważ standard FDDI zapewnia wysoką niezawodność, przepływność i duży zasięg, stosowany do tworzenia sieci szkieletowych. Technologia FDDI charakteryzuje się następującymi parametrami: topologia – podwójny pierścień; przepływność Mb/s; metoda dostępu – Token Passing; medium transmisyjne – kabel światłowodowy.

13 Urządzenia aktywne sieci LAN:
Okablowanie: przewód koncentryczny skrętka STP (Shielded Twisted-Pair cable) światłowód Urządzenia aktywne sieci LAN: Do aktywnych urządzeń sieci LAN należą: wzmacniak (regenerator, repeater) koncentrator (hub) przełącznik (switch) przełącznik VLAN most (bridge) router transceiver

14 Projektowanie i administracja sieci LAN:
określenie wymagań sieci lokalnej (wybór przepustowości sieci, liczba użytkowników w sieci, medium transmisyjne) wizja lokalna i wybór fizycznej topologii sieci skalowalność, lokalizacja urządzeń sieciowych (skalowalność sieci szkieletowej i obszaru roboczego, punkt rozgraniczający, pomieszczenia telekomunikacyjne i techniczne) zaprojektowanie fizycznej i logicznej struktury sieci (struktura fizyczna i logiczna) Przykładowa sieć lokalna

15 Montoring obiektu CCTV IP (ang. Closed Circuit TeleVision) - używa istniejącej infrastruktury sieciowej - tak lokalnej sieci komputerowej LAN jak i rozległej sieci WAN czy publicznej INTERNET do transmisji obrazu i dźwięku. Technologia Video IP jest nowoczesną technologią, która daje wiele korzyści w systemach CCTV. Zastosowanie transmisji cyfrowej i zapisu cyfrowego przełamało szereg barier w standardowych instalacjach monitoringu, umożliwiając przede wszystkim: transmisję obrazu na duże odległości (możliwość podglądu i sterowania systemem ochrony), pracę sieciową, rozszerzenie możliwości sterowania, automatyzacji, rozszerzenie współpracy z systemami alarmowymi i telekomunikacyjnymi (możliwość połączenia systemów telewizji dozorowej z innymi systemami tj. system alarmowy, przeciwpożarowy, powiadamiania przez lub SMS).

16 Wymagania monitoringu sieciowego
Technologia kompresji - Dwie główne metody kompresji stosowane w kamerach IP: MJPEG (ang. Motion Joint Photographic Experts Group ). Większość kamer (99%) wykorzystuje MJPEG, wymaga on dużej przepustowości (musi być ona większa razy niż wymaga tego MPEG-4). MPEG-4 (ang. Moving Picture Experts Group) - zapewnia jakość obrazu DVD wykorzystując mniejszą szybkość bitową niż MJPEG. Wymagana szybkość aby dostarczyć ciągły obraz w dobrej jakości (DVD) to 30 ramek na sekundę (NTSC). Stosowany jest także standard MPEG-2, który także uzyskuje jakość DVD, jednak wymagania transmisyjne są tak duże, że nie da się go zastosować w sieciach LAN czy WAN. Sieć komputerowa. W zależności od dostępnego pasma można stwierdzić ile klatek może być przesłanych w ciągu sekundy. Obrazy wideo z kamer IP są transmitowane po sieci lokalnej LAN lub WAN. Przyjmuje się, że 1 klatka = 16 kB = 128 kb/s. Okablowanie – obraz z kamer IP jest transmitowany po sieci przy użyciu skrętki UTP kat. 5e. Długość skrętki która jest wykorzystana do zasilania kamery nie może przekroczyć 40m.

17 Elementy systemu CCTV IP
kamery IP - Kamerę IP możemy przyłączyć przez łącze FE 10/100 Mbps (RJ-45) bezpośrednio do sieci LAN. rejestrator cyfrowy - umożliwia nagrywanie obrazu przesłanego z kamery. webserser - umożliwia transmisję sygnału przez Internet; przewody CCTV – standardowy kabel koncentryczny 75Ω (skrętka UTP); monitor CCTV – wyświetlacze LCD oprogramowanie. wydajne oprogramowanie do monitoringu IP.

18 Zalety monitoringu sieciowego
Dostęp zdalny – Dostęp do obrazu w każdej chwili i w każdym miejscu. Obrazy z kamer można archiwizować lokalnie i zdalnie. Przyszłość – Istnieje możliwość umieszczania kamery w dowolnym miejscu i w każdym momencie. Każdą nową, dodatkową kamerę instalujemy w łatwy sposób- wpinając do sieci. Rozbudowane funkcje – Nowoczesne kamery i wideoserwery są wyposażone w wiele funkcji, m. in. automatyczne wysyłanie zdjęć z detekcji ruchu, alarmów; informowanie poprzez o alarmie na obiekcie, pełna kontrola (obracanie, zbliżenia) w sposób zdalny. Efektywność i koszty - Kamery sieciowe posiadają wysoki stosunek efektywności do poniesionych kosztów w porównaniu z innymi rozwiązaniami. Każdy użytkownik, który chce zainstalować monitoring sieciowy musi zainwestować w kamerę sieciową, uniwersalną sieć komputerową i tradycyjny komputer PC. Zapis danych - Do zapisu danych wykorzystywane są standardowe dyski twarde. W systemach sieciowych użytkownik określa minimalne archiwum bieżące a pozostałe dane można przechowywać w formie wyeksportowanych filmów na płyty CD-R, DVD.

19 Projekt sieci komputerowej z wykorzystaniem systemu telefonii IP i monitoringu sieciowego

20 Założenia: zaprojektowanie i wykonanie sieci LAN w budynku Urzędu Gminy instalacja systemu telefonii IP instalacja monitoringu CCTV IP

21 Projekt sieci LAN Założyliśmy, że celem nadrzędnym jest zapewnienie stałej łączności w pomieszczeniach budynku. Jako że projektujemy sieć zamkniętą, tylko dla pracowników, należy zwrócić uwagę na odpowiednie metody bezpieczeństwa. Jednorazowo z sieci korzystać będzie kilkunastu użytkowników. Kierowaliśmy się przede wszystkim jakością i dużą niezawodnością projektowanej sieci. Staraliśmy się, aby sieć w przyszłości mogła być łatwa w rozbudowie, a cały koszt instalacji był minimalny. Zastosowana technologia powinna być możliwie prosta i tania. Sieć lokalna będzie zapewniała szybkości rzędu 100 Mb/s i będzie działała w technologii Fast Ethernet. Przewidujemy, że całkowita liczba użytkowników korzystających z sieci wyniesie około 40. Założyliśmy, że będą oni mieli dostęp do usług takich jak: www, , a przede wszystkim VoIP. Przy projektowaniu sieci LAN należy uwzględnić: adaptacja jednego z pomieszczeń na centrum dystrybucyjne sieci (sewerownia) unowocześnienie obecnego sprzętu komputerowego podłączenie do Internetu

22 przegląd stanu istniejącej sieci komputerowej
Siedziba gminy mieści się w dwukondygnacyjnym budynku i posiada sieć telefoniczną oraz energetyczną. Nie posiada natomiast założonego okablowania strukturalnego. Przy projektowaniu musieliśmy uwzględnić adaptację jednego z pomieszczeń na centrum dystrybucyjne sieci. Tutaj zostaną umieszczone wszystkie aktywne urządzenia sieciowe: szafa 19” krosowo-serwerowa, serwer, rejestrator cyfrowy, router, firewall. Liczba punktów sieciowych obejmuje 20 aktywnych stanowisk roboczych. okablowanie Głównym rodzajem kabla jest czteroparowa, ekranowana skrętka UTP kategorii 5e. Jest ona wstanie przesyłać sygnały o częstotliwości nawet 100 MHz. Dzięki tej właściwości możliwe jest zastosowanie technologii sieciowej Fast Ethernet, która umożliwia przesyłanie danych z prędkością do 1000 Mbps (1Gbit/s Ethernet).

23 podłączenie do Internetu
W budynku Urzędu Gminy będzie dostęp do Internetu przez szybką sieć szkieletową firmy TP SA zrealizowany w technologii Frame Relay. Dostęp do Internetu jest możliwy ze standardowego portu Frame Relay. W tym celu zostanie stworzony kanał wirtualny PVC (ang. Permanent Virtual Circuit) do najbliższego routera brzegowego z gwarancją przepustowości, która jest równa maksymalnej prędkości wykupionego łącza. Opłata za uzyskanie dostępu do sieci TP S.A. – szybkość dołączenia do 2 Mbit/s: Opłata aktywacyjna – 1451,80 zł brutto (1190,00 zł netto + VAT) Miesięczna opłata abonamentowa – 1573,80 zł brutto (1290,00 zł netto + VAT) punkt rozdzielczy W budynku Urzędu Gminy zamontowaliśmy szafę stojącą 19” znajdującą się na parterze w pomieszczeniu „C” oraz szafę podwieszaną, która znajduje się na piętrze (pomieszczenie „N”). W punkcie rozdzielczym na parterze znajdować się będą: serwery (S1 i S2), switch (SW1), router (R1), rejestrator rozmów (RR) oraz zasilacz awaryjny UPS. Szafa wisząca będzie umieszczona na wysokości 1,7m. W niej zostaną zainstalowane: switch (SW2) i zasilacz UPS.

24 Punkt rozdzielczy Schemat szafy 12U zainstalowanej na piętrze budynku
Schemat szafy 42U zainstalowanej w serwerowni

25 wyposażenie stanowisk komputerowych
10 komputerów stacjonarnych i 20 monitorów zostanie zakupione od firmy HP. Modernizacja sprzętu komputerowego obejmuje zakup dodatkowej pamięci RAM 256MB, kart sieciowych D-Link DGE-528T i monitorów do każdego stanowiska komputerowego. Model HP Compaq DC5750 SFF Microtower wraz z systemem MS Windows XP Professional SP2 oraz monitor HP L1706 będą wchodziły w skład jednostek komputerowych. W skład wyposażenia sali konferencyjnej wchodzą komputer przenośny i projektor cyfrowy. Przy wyborze laptopa kierowaliśmy się tym, aby komputer spełniał swoje zadanie przez dłuższy czas. Wybraliśmy notebooka HP Compaq nx9420 (LAP), który charakteryzuje się dużą mobilnością oraz długim czasem pracy na akumulatorach. Projektor cyfrowy HP serii mp2200 charakteryzuje się dużą ostrością obrazu, dobrym kontrastem i niewielką wagą. Dodatkowo w 4 stanowiska komputerowe będą wyposażone w drukarki laserowe HP LaserJet serii Pomieszczenie „H” będzie wyposażone w urządzenie wielofunkcyjne HP OfficeJet Pro seria L7000 (PRN), które będzie udostępnione sieciowo.

26 konfiguracja sieci Zasada, którą przyjęliśmy przy adresowaniu komputerów zakłada, że numer komputera jest ostatnim oktetem w adresie IP, przykładowo komputer o oznaczeniu 1PC9 będzie miał adres / Drukarki znajdujące się przy stanowiskach roboczych nie będą udostępnione w sieci. Urządzenie wielofunkcyjne będzie dostępne dla wszystkich użytkowników sieci ( ). W sieci zostały użyte także zarządzalne przełączniki, które mogą być konfigurowane przez przeglądarkę WWW, dlatego one również muszą posiadać adresy IP. Zostaną one przydzielone z puli prywatnej zgodnie z zasadą, że numer przełącznika jest ostatnią cyfrą w trzecim oktecie adresu x, np. dla przełącznika SW1 adres będzie miał postać (adresy przypisane ręcznie, na stałe). Serwer S1 pracować będzie jako serwer plików, nie potrzebuje on zatem dostępu do Internetu, ani z sieci Internet. Będzie on posiadał przypisany ręcznie, stały adres IP, w postaci Serwer S2 posłuży jako bramka do Internetu dla komputerów pracujących wewnątrz sieci, w związku z tym występuje konieczność przypisania adresu IP z prywatnej puli ( ) oraz z puli adresowej przydzielonej przez TP SA ( / ). Aby serwer S2 miał możliwość komunikacji z siecią Internet przypiszemy mu adres IP / na interfejsie od strony routera, a routerowi adres IP /

27 Okablowanie strukturalne budynku – parter
Okablowanie strukturalne budynku – piętro

28 Sieć komputerowa w Urzędzie Gminy

29 Instalacja telefonii IP
Kolejnym punktem projektu jest instalacja systemu telefonii IP. W Urzędzie Gminy obok istniejącej już standardowej telefonii zostanie zaprojektowana najnowsza jej odsłona. W miejsce zwykłych telefonów zostaną zakupione telefony IP. Telefony IP zapewniają łączność telefoniczną z całym światem – do publicznej sieci telefonicznej przyłączony jest router z funkcjami głosowymi. Bezpośrednio do sieci komputerowej podłącza się cyfrowe aparaty telefoniczne. Są one zarządzane przez odpowiednie oprogramowanie. określenie wymaganej przepustowości Aby wyliczyć, jaka będzie nam potrzeba przepustowość należy uwzględnić największe obciążenia. Wykorzystamy kodek G.711 (telefon IP Cisco 7970G jest wyposażony w ten kodek), który charakteryzuje się dobrym wykorzystaniem pasma i wysoką jakością dźwięku. Ustalamy 20 ms na parametr packetization rate (częstotliwość tworzenia pakietów VoIP lub długość sygnału głosowego umieszczonego w pakiecie). Takie zestawienie kodeka i parametru daje pasmo potrzebne na sekundę rozmowy wynoszące 88 kb/s. Przyjmujemy, że w szczycie jest prowadzona rozmowa przez co drugi telefon IP. Jeżeli z systemu korzysta 10 użytkowników trzeba pomnożyć otrzymany wynik przez 5, co daje pasmo 440 kb/s w sieci LAN.

30 rozwiązanie sprzętowe
Zdecydowaliśmy się na zakup urządzeń i oprogramowania od firmy Cisco. Rolę centrali telefonicznej będzie pełnił router (R2) 3745 Access Cisco, na którym zostanie zainstalowane oprogramowanie Cisco CallManager Express, które zapewnia obsługę połączeń telefonicznych opartych na IP. Został on umieszczony w szafie 40U znajdującej się w serwerowni. Został on podłączony do publicznej sieci telefonicznej, dzięki temu telefony IP zapewniają łączność telefoniczną z całym światem. Połączenie między routerem Cisco 3745 Access (R2) a routerem 3com 5232 (R1) będzie realizowane w technologii 1000-BaseT Gigabit Ethernet przy wykorzystaniu światłowodu wielomodowego. Oprócz przesyłania danych, sieć komputerowa w Urzędzie Gminy w Rozprzy będzie wykorzystywana także do transmisji głosu. Powinna być (i jest) wyposażona w odpowiednie przełączniki Ethernet, obsługujące sieci wirtualne VLAN. Dodatkowo korzystając z technologii 802.3af – PoE, przez kabel ethernetowy (skrętka kat. 5e) będzie podawane zasilanie dla aparatów IP. Odpowiednim przełącznikiem będzie model Catalyst Posiada on możliwość definiowania routingu (RIP) oraz QoS (jakość usług), co jest szczególnie ważne w przypadku technologii VoIP.

31 adresy IP urządzeń systemu telefonii IP
Do routera (R2) zostanie podłączony rejestrator rozmów (RR) firmy COMPREC. Będzie on zapisywał i przechowywał wszystkie przeprowadzane rozmowy telefoniczne. W projekcie naszym użyjemy telefonów IP firmy Cisco 7970G, które nie potrzebują odrębnego zasilania dzięki wykorzystaniu technologii PoE. Telefony IP zostaną podłączone w pomieszczeniach biurowych (po 5 na piętro). Dodatkowo na komputerach znajdujących się w pomieszczeniach biurowych zostanie zainstalowana najnowsza wersja darmowego komunikatora Skype Dzięki tej aplikacji będzie możliwość wykonywania bezpłatnych połączeń telefonicznych z innymi użytkownikami aplikacji. Jednak ze względu bezpieczeństwa program powinien być uruchamiany tylko na czas rozmowy, a po jej skończeniu od razu zamykany, co ograniczy niebezpieczeństwo potencjalnego ataku. adresy IP urządzeń systemu telefonii IP Adresy IP sprzętu (router i telefony IP) wchodzącego w skład instalacji telefonii IP zostaną przydzielone z puli adresów otrzymanych od firmy TP SA: - Router R / ; - Telefony IP x/ Liczba „x” w adresie telefonów IP oznacza numery poszczególnych aparatów od 0 do 9.

32 System telefonii IP w Urzędzie Gminy

33 Instalacja CCTV IP Budynek Urzędu Gminy będzie wyposażony w nowoczesny system monitoringu CCTV IP. Korzysta on z już istniejącej infrastruktury sieciowej (LAN, WAN, Internet). Obraz pomiędzy elementami składowymi systemu przesyłany jest w postaci adresowanych pakietów IP. Dzięki temu równolegle z transmisją danych w sieci, wolne zasoby możemy przeznaczyć na monitoring wideo. Kamera może zostać elastycznie dopasowana do wolnych zasobów sieci tak, aby zajęła tylko określone pasmo. Obraz z kamer możemy oglądać w zależności od ustawień na dowolnych lub uprawnionych komputerach w sieci lokalnej. Koszt tego typu inwestycji jest stosunkowo drogi, jednak ze względu na prostotę budowy i największe możliwości zastąpienia personelu przez wsparcie programowe takie systemy warto budować, pamiętając o tym, że w ciągu najbliższych lat takie instalacje staną się standardem. Instalacja monitoringu sieciowego została oparta na rozwiązaniach firmy ACTi. Na parterze budynku w pomieszczeniu „D” będzie znajdowało się Centrum Nadzoru. Tutaj uprawniona osoba będzie mogła śledzić obraz wideo z kamer zainstalowanych na parterze i piętrze budynku.

34 Wymagania Technologia kompresji
W kamerach IP możemy wyróżnić dwie metody kompresji: MJPEG i MPEG-4 99% kamer obecnie dostępnych na rynku wykorzystuje MJPEG. MPEG-4 dostarcza obrazy lepszej jakości, jednak jest nieco droższy. Jakość obrazu transmitowanego poprzez sieć i wyświetlanego na analogowych monitorach, pochodzącego z nowych kamer IP jest o wiele lepsza niż z kamer analogowych. MPEG-4 zapewnia jakość obrazu DVD wykorzystując mniejszą szybkość bitową niż MJPEG. W naszym projekcie użyliśmy kamer korzystających z kompresji MPEG-4 ASP (ang. Advanced Simple Protocol ). Ten rodzaj kompresji (przy tej samej jakości obrazu) generuje pasmo niezbędne o wiele mniejsze niż w przypadku pozostałych rodzajów kompresji. Jest w stanie obsługiwać sygnały w rozdzielczości nawet D1 (720 x 480). Szybkość transmisji 384kb/s.

35 Sieć komputerowa Okablowanie
Obraz z kamer zainstalowanych w budynku będzie transmitowany przez sieć LAN do Centrum Nadzoru. Transmisja obrazu wymaga dużych przepływności. W zależności od dostępnego pasma można stwierdzić ile klatek może być przesłanych w ciągu sekundy. Zakładamy, że 1 klatka = 16 kB = 128 kb/s. Instalacja urządzeń aktywnych jest stosunkowo łatwa, jeśli istniejąca przewodowa sieć jest dobrej przepływności. Sieć w Urzędzie Gminy została zaprojektowana zgodnie z technologią 100Base-Tx Fast Ethernet. Po sieci będzie przesyłany obraz z 7 kamer z szybkością 30 klatek na sekundę. Okablowanie Głównym rodzajem kabla jest skrętka UTP kategorii 5e. Do niej zostaną dołączone kamery IP. Skrętka i kamery mają różne impedancje co jednak nie stanowi problemu, gdyż praktycznie nie widać pogorszenia jakości obrazu (chodzi o odbicia wynikające z niedopasowania) nawet przy długich przewodach. Jednak długość skrętki którą wykorzystaliśmy do zasilania kamery nie powinna przekroczyć 40m. W naszym przypadku maksymalna długość kabla wynosi około 30m.

36 sprzęt CCTV IP Zdecydowaliśmy się na rozwiązania sprzętowe firmy ACTi. Model kamery IP to ACTi CAM-6611 MPEG-4. Na parterze budynku zostały umieszczone 4 kamery, a na piętrze budynku – 3. Każda z kamer będzie podpięta do sieci LAN (identycznie jak komputer PC) z wykorzystaniem transformatora wideo, który odpowiada za przesył sygnału wizyjnego za pomocą skrętki komputerowej do Centrum Nadzoru. Nie trzeba instalować dodatkowych gniazd RJ-45, gdyż kamery zostaną podłączone do wolnych gniazd w pomieszczeniach biurowych. Kamery IP zostaną zainstalowane tylko na korytarzach poszczególnych kondygnacji obiektu. Kamery IP będą sterowane przy użyciu pulpitu sterowniczego KB A. Urządzenie to współpracuje z ACTI NVR 16. Nowoczesny system CCTV IP jest bardzo elastyczny. Kamerę IP można umieścić w dowolnym miejscu i w każdym momencie. Jeżeli w przyszłości wystąpi konieczność instalacji dodatkowych kamer to po prostu trzeba ją będzie zakupić i wpiąć do sieci. Przed dotarciem do rejestratora, sygnały z kamer dochodzą do głównych urządzeń sieci – przełączników. To przełączniki kierują pakiety danych z kilku wejść (do których przyłączone są kamery), do jednego wyjścia (do którego przyłączony jest rejestrator). Centrum Nadzoru zostanie wyposażone w rejestrator cyfrowy 8-kanałowy DVR CPD505 (z nagrywarką DVD, LAN), który będzie odpowiadał za zapis obrazów wideo z kamer IP oraz monitor 20,1’’ monitor HP LP2045. Zdecydowaliśmy się na oprogramowanie ACTI NVR 16, które zostanie skonfigurowane pod wykonaną instalację.

37 adresy IP urządzeń systemu monitoringu sieciowego
Architektura budowy sieci instalacji monitoringu IP jest identyczna jak zwykłych sieci informatycznych. Urządzenia do obróbki sygnału wizyjnego posiadają własne adresy IP. Kamery IP zainstalowane w sieci LAN będą miały przypisane adresy IP z prywatnej puli, gdyż nie muszą one być widziane z zewnątrz, z sieci Internet. Adresy IP kamer wchodzących w skład instalacji CCTV IP zostaną przydzielone z puli adresów otrzymanych od firmy TP SA: Kamery IP – x/ Liczba „x” w adresie IP oznacza numery poszczególnych kamer od 0 do 7.

38 Schematy rozmieszczenia kamer w Urzędzie Gminy wraz z ich zasięgiem
parter piętro

39 Schemat systemu CCTV IP w Urzędzie Gminy

40 Dziękujemy za uwagę