Moderne digital teknik gør det muligt at integrere forskellige områder som for eksempel telekommunikation, data, radio og TV. Denne udvikling, ofte kaldet konvergens, sker globalt og er i færd med drastisk at ændre den måde, hvorpå både mennesker og tekniske apparater kommunikerer med hinanden. Det centrale i denne proces, som udgør de basale betingelser for at gøre denne konvergens mulig, er IP-baserede netværk. Tilpasningen fi nder netop nu sted i alle brancher, og ikke mindst sikkerhedsbranchen høster store fordele af at tage del i denne udvikling.

Tjenester og integrerede forbrugsvarer rettet mod telefoni, underholdning, sikkerhed eller PC-brug udvikles hele tiden i retning mod en kommunikationsstandard, der er uafhængig af fysiske opkoblingsmedia. For eksempel kabelnetværk, som oprindelig var designet til overføring af TV-kanaler til forbrugerne, kan nu også udnyttes til at sende e-mails, surfe på nettet eller sågar overføre kamerabilleder fra andre kontinenter. Desuden er disse muligheder også tilgængelige via andre netværk som for eksempel telefoni, mobiltelefoni, satellitter og datanetværk.
Dette grundlæggende kursus forklarer de centrale komponenter i den IP-baserede netværksteknologi og ser på de enorme fordele, denne nye teknik indebærer for sikkerhedsindustrien.

Det grundlæggende i netværkskommunikation

Internet er blevet den vigtigste faktor til videreudvikling af konvergensprocessen. Dette beror hovedsagelig på, at Internet Protocol Suite er blevet en fælles standard, som har opnået en bred, generel anvendelse.
Internet Protocol Suite består først og fremmest af Internetprotokollet (the Internet Protocol, forkortet til IP) samt det protokol, der styrer overføringen af data (the Transport Control Protocol, forkortet til TCP). Begge disse protokoller udgør det, der kaldes TCP/IP.
IP-baserede netværk er meget vigtige i dagens informationssamfund. Ved første øjekast kan denne teknik virke en smule forvirrende og uoverskuelig. Derfor begynder vi med at forklare de underliggende netværkskomponenter, som er forudsætningen for teknologien.
Et netværk består af to grundlæggende dele, nemlig noder og links. En node er en netværksdel af en eller anden art som f.eks. en PC eller et kamera. Noder kan kommunikere med hinanden via links såsom kabler. Der er to forskellige grundlæggende netværksteknikker til etablering af kontakt mellem noder i et netværk: circuit-switched og packet-switched.
Førstnævnte benyttes i et traditionelt telefonsystem, mens den sidstnævnte benyttes i IP-baserede netværk.
Et circuit-switched netværk skaber en lukket kontakt mellem to noder i netværket for at etablere en forbindelse. Den opkoblede forbindelse låser derfor kommunikationen mellem disse to noder. En åbenbar ulempe med denne teknik er kapaciteten, eftersom næsten ingen overføring benytter opkoblingen 100% af tiden.
Hvis en overføring mislykkes midt i en sending, må hele opkoblingen desuden brydes og en ny etableres.
Til anskueliggørelse af dette, se telefonopkoblingen over et circuit-switched netværk (Figur 1).

Figur 1: Et circuit-switched netværk benytter en dedikeret sluttet kreds

Et andet eksempel er IP-baserede netværk, der benytter en packet-switched netværksteknologi, og som benytter tilgængelig kapacitet på en mere eff ektiv måde og dermed reducerer risikoen for problemer som for eksempel brud på kommunikationen. Data, der sendes over et sådant netværk, er først opdelt i mindre datapakker, som alle indeholder modtagerens adresse. Derefter sendes hver pakke videre, hvor hver node og router vælger den videre vej i netværket. Det betyder, at en pakke ikke behøver at sendes over samme links, som den foregående pakke i samme serie. Pakken, der sendes mellem to netværksenheder, kan overføres via andre routere, hvis der skulle opstå kommunikationsproblemer. (Figur 2).

Figur 2: Et packed-switched netværk sender hver datapakke uafhængigt af de øvrige.

Det grundlæggende i overføringsteknik

Analoge data kan udtrykkes som en strøm af variable bølger, som tager værdier ind kontinuerligt. Dette gælder eksempelvis for tale og video. Digitale data udgøres derimod af en serie bites, sammensatte af ettaller eller nuller. Denne digitalisering gør det muligt, at alle slags information kan måles og gengives som digitale data. Det betyder, at tekst, lyd og billeder kan gengives i bit-format. Digitale data kan desuden komprimeres for at øge overføringshastigheden (dette kommer vi tilbage til i en senere artikel), samt krypteres for sikker overføring.
Et digitalt signal er endvidere nøjagtigt, og eventuelle forstyrrelser kan filtreres bort. Digitale data kan overføres via tre hovedtyper af media: metal (som kobber), optiske fibre eller radiobølger.
De teknikker, som beskrives nedenfor, udgør den første byggeklods i digital kommunikation, nemlig kabel og antenneniveauet (Figur 3). Dette niveau gør det muligt at sende og modtage digitale data via forskellige medier. Det er imidlertid nødvendigt med flere byggesten, for at en digital kommunikation skal kunne fungere.

Figur 3: Kabel og antenneniveau – den første byggeklods.

Man kan spørge sig selv “hvad er forskellen mellem overføring og kommunikation?”. Tænk på et eksempel som den menneskelige tale. Tænk på de akustiske lydbølger, som fremkommer ved talen. Lydbølgerne overføres, men det er ikke ensbetydende med kommunikation. Ordene må overføres på en måde, som bliver forstået. Hvis de kommer ud for hurtigt eller for langsomt, forstår ingen, hvad der bliver sagt. Hvis mange taler samtidigt, vil ingen forstå noget som helst. Hvis nogen taler et sprog, man ikke forstår, mister man informationen. Talen overfører information, men den er ikke dermed kommunikeret eller forstået.
Den digitale kommunikation har nogle af de samme problemer, der må løses. Den modtagende enhed må forstå, hvordan beskeden er opbygget. Desuden skal der regler til for at fortælle, hvad der skal ske, hvis mange netværkstilkoblede enheder forsøger at benytte et fælles netværk samtidig. Den bedste måde at forsikre sig om, at netværkstilkoblede enheder sender og modtager på en kompatibel måde, er at holde sig til den standardiserede protokol, som definerer de regler og måder, hvorpå enhederne er initierede og overfører kommunikationen.

Infrastrukturen i det lokale netværk
Lokale netværk (Local Area Networks-LANs) benyttes for at sammenkoble tilsluttede enheder over relativt korte afstande. Et typisk brugersted er inden for et begrænset areal som f.eks. en kontorbygning, en skole eller et hjem. Lokale netværk ejes og drives normalt af enkeltpersoner eller organisationer. De benytter også visse specielle forbindelsesteknikker - som oftest en eller anden form for delt medie.
En vigtig egenskab i et lokalt netværk er dets teknologi, hvor terminologien topologi betyder, hvordan de implicerede enheder er tilkoblet netværket. Det kan udtrykkes som netværkets form.
Netværkstopologier kan inddeles i følgende grundtyper:

• Bus-topologien benytter et fælles media for at tilkoble alle indgående enheder, ofte kaldet et busnet. (Figur 4). En enhed, som vil kommunikere med en anden enhed, der er tilkoblet netværket, sender en pakke på busnettet. Alle de enheder, der er koblet til busnettet, vil modtage den sendte pakke, men kun den rigtige modtager accepterer pakken.

Figur 4: Bustopologien benytter en fælles bus til for tilkobling af netværksenhederne.

Figur 6: Stjerne-topologien benytter et stjerneformet netværk for tilkobling af netværksenhederne.

• Stjerne-topologien har et kommunikationscentrum, som alle netværksenheder er knyttet til.
Hver enhed må have et separat kabel til centralpunktet, noget, der betyder, at alle pakker vil gå gennem dette punkt. (Figur 6).
De standardiserede protokoller benytter forskellige netværkstopologier sammen med kabel og antenne med det for øje at opbygge forskellige LAN arkitekturer, som enten kan være kabelbundet eller trådløse. Disse protokoller udgør den anden grundsten for fungerende digital kommunikation og kaldes for overføringsniveauet. (Figur 7).

Figur 7: Kabel og antenneniveau samt den anden byggeklods – transmissionsniveauet.

Sammenkobling af LAN-netværk i en IP-baseret arkitektur
Så langt har vi beskrevet, hvordan netværkstilknyttede enheder kan kommunikere inden for forskellige typer af LAN-netværk. Det er ofte nødvendigt at sammenkoble flere enkle netværk for at muliggøre kommunikation over netværksgrænserne. En sådan samling af geografisk spredte, sammenkoblede netværk kaldes oftest Wide Area Network (WAN). Det mest kendte er Internet, der jo dækker næsten hele jordkloden.

Internet protocol suite er en familie af delte protokoller, hvor hvert niveau bygger på niveauet under, hvorved der tilføjes nye funktioner. Det laveste niveau sørger blot for at sende og modtage data via transmissionsniveauet. Øverst er der protokoller egnede til specifikke opgaver som at sende og modtage bevægelige billeder, lyd og kontrolinformation. Protokollerne derimellem håndterer sådan f.eks. inddeling af beskeder i pakken og pålidelig overføring mellem netværksenhederne.
Til grund for Internet protocol suite ligger Internet Protocol (IP), som er den mest populære protokol i verden. IP muliggør dataoverføring over og mellem lokale netværk – deraf navnet: Inter – net Protocol. Data overføres i et IP-baseret netværk i form af IP-pakker (dataenheder). Hver IP-pakke indeholder en rubrikdel samt selve beskeden, hvor rubrikdelen specificerer kilden, målet og anden information om de afsendte data. IP er en opkoblingsafhængig protokol, hvor hver pakke behandles som en separat enhed, som et brev i posten. Al kontrol til sikring af, at afsendt data ankommer korrekt og intakt, varetages af protokollen på det højeste niveau. Hver tilkoblet netværksenhed har mindst én unik IP-adresse, som identificerer denne fra andre enheder i netværket. På den måde kan mellem-noder korrekt sende en pakke fra kilden til målet.

Transport Control Protocol (TCP) er den mest almindelige protokol for at sikre, at en IP pakke korrekt og intakt når målet. TCP tilbyder pålidelig overføring af data for benyttelse i det øvre niveau i et IP-miljø. TCP giver pålidelighed i form af en start til mål orienteret pakkelevering via et sammenkoblet netværk.

Figur 8: Kabel og antenneniveauet, transmissionsniveauet og den tredje byggesten – IP niveauet.

Sammenfattet sørger Internet Protokol suite for en til tilpasning til transmissionsniveauets protokol og giver en standardiseret arkitektur for kommunikation over en sammenkoblet samling af lokale netværk, dvs. et Wan. Dette er et fantastisk fremskridt, primært for at vi gennem dette kan tilkoble og kommunikere via forskellige fysiske forbindelser på en standardiseret måde. Med IP som base giver Internet Protocol suite den tredje byggesten til en vellykket digital kommunikation – IP-niveauet (Figur 8).

Udnyt fordelene ved den IP-baserede arkitektur
Internet Protocol suit samler alle transmissionsniveau-protokoller til én eneste standardiseret protokolarkitektur, som kan benyttes af applikationer for forskellige kommunikationsformål. Som et direkte resultat kan enhver applikation, der støtter TCP/IP, også kommunikere over alle IP-baserede netværk.
Det er let at se, at denne standardiserede arkitektur har revolutioneret netværkskommunikationen. Der er hele tiden en stigende strøm af applikationer, der overfører tekst, lyd, levende billeder m.m. ved hjælp af IP-baseret arkitektur. Alle disse anvendelsesområder og applikationsprotokoller udgør applikationsniveauet og bygger den fjerde og sidste sten til en fungerende digital kommunikation (Figur 9).
Eksempler på anvendelsesområder er brandalarmer, adgangskontrol og lyd/billede fra CCTV.

Figur 9: Den sidste byggeklods – Applikationsniveauet.

Fælles platform
Moderne digital teknik giver sameksistens, hvor forskellige funktioner og kombinationer af disse funktioner kan ske via en infrastruktur, som tidligere kun kunne håndtere én type funktion. Der findes tre hovedteknikker, som muliggør en fælles platform: Digital teknik, transmissionsteknik og standardiserede kommunikationsprotokoller. Digital teknik gør det muligt, at al information, f.eks. lyd og bevægelige billeder, kan repræsenteres af bites og sendes som en serie af ettaller og nuller. Transmissionsteknikken gør det muligt bedre at udnytte tilgængelig kapacitet i forskellige infrastrukturer. Dermed kan funktioner, som kræver stor kapacitet, muliggøres i infrastrukturer, som tidligere kun kunne håndtere enklere funktioner.

Praktisk anvendelse
Indtil videre har vi set på strukturen i den IP-baserede arkitektur – især sammenlignet med traditionelle circuit-switched netværk. Det, der tidligere er kommet frem, har imidlertid ikke indeholdt nogen anvendelsesområder, som kan udnytte denne arkitektur i sikkerheds- og overvågningsindustrien. IP-baseret arkitektur skaber store muligheder for nye anvendelsesområder. Dermed kan man nu med held implementere anvendelsesområder, der tidligere ikke var realiserbare. Desuden kan anvendelsesområder, som bygger på ældre teknikker få udvidet funktionalitet med IP-baseret teknologi. For at illustrere dette skal vi se på et anvendelsesområde, som virkelig har gavn af den IP-baserede arkitektur, nemlig visuelle overvågningssystemer.
I dagens samfund er efterspørgselen efter visuelle overvågningssystemer steget kraftigt. Forskellige kameraløsninger benyttes til overvågning i mange forskellige miljøer som f.eks. forretninger, erhvervskomplekser og fængsler. Indtil for nylig var konventionelle CCTV-systemer det eneste alternativ til en sådan overvågning. Disse dedikerede systemer måtte have en egen kommunikationslink mellem kameraet og monitoren. En sådan separat kabling var både dyr at købe, installere og vedligeholde. Billederne blev overført via en separat netværkskabling til en Time-laps videobåndoptager eller til en speciel monitor i kontrolcenteret. Et moderne IP-baseret overvågningssystem har ikke den samme begrænsning som traditionel CCTV. En virksomhed kan installere netværkskameraer, brandalarmer eller adgangskontrol, som kobles direkte til virksomhedens eksisterende netværk. Sådanne produkter har egne IP-adresser på samme måde som andet netværksforbundet udstyr. Den største forskel mellem disse systemer og konventionelle CCTV-systemer er, at digitaliseringen af videosignalerne gøres i kameraet, og Internet Protocol suite benyttes for at overføre billederne til netværket. Dette er en stor fordel, da IP-baserede netværk findes i de fleste bygninger, og eftersom TCP/IP kan benyttes i næsten alle eksisterende netværk, er det knap nok nødvendigt med ekstra kabling. Til forskel fra et konventionelt CCTV-system eller ældre typer alarmsystemer vil et sådant netværksbaseret sikkerhedssystem også blive billigere ved, at mængden af udstyr til driften af sikkerhedssystemerne for disse funktioner reduceres. For eksempel behøver man ingen monitor, som binder hver enkelt funktion sammen.
En IP-baseret løsning muliggør lagring og overvågning via alle sammenkoblede netværk som Intranet og Internet. Alene dette giver store fordele for virksomheder, som ønsker at lægge overvågningen af kontorer og andre lokaler ud til en overvågningscentral hos en tredje part. Denne central har blot brug for et password og en IPadresse for at få adgang til levende billeder, og centralen kan placeres hvor som helst i verden. Desuden skaber den IP-baserede arkitektur en helt ny verden af muligheder, fordi forskellige applikationer kan integreres fuldstændig. Et eksempel er, at bevægelige billeder kan sendes til andre netværksløsninger som produktionskontrolsystemer og adgangskontrolsystemer.

Konklusion
Internet Protocol suite er hurtigt vokset ind i rollen som en byggesten i informationsflowet. I takt med, at kommunikationsteknologien bliver stadig vigtigere, øges behovet for at udnytte denne teknik til at reducere omkostningerne - uden at det sker på bekostning af funktioner eller fordele. IP-baserede netværk løser mange problemer i det komplekse miljø og udgør en elegant løsning på dagens og ikke mindst morgendagens behov. Efterhånden vil alle former for kommunikation (inklusive data, alarm, lyd, bevægelige billeder og underholdning) blive samlet i et fælles overføringsnetværk.
Den største gevinst ved en IP-baseret netværksstrategi er omkostningsreduktioner og forbedringer i driften ved kun at benytte ét fælles netværk i stedet for flere små netværk tiltænkt specielle hensigter, såsom data, alarm, lyd og bevægelige billeder. Den næstvigtigste gruppe af fordele mht. netværkssamordning er mulighederne for nye anvendelsesområder. Nye anvendelsesområder reducerer ikke alene omkostningerne, men kan også være en kilde til nye indtægter i og med, at de skaber en væsentlig merværdi for virksomheder og brugere.
Samordningen er her, og fordelene er åbenbare. Tidspunktet er nu rigtigt til at udse sig strategiske partnere – der kan se det store behov, og som er indstillet på at indfri dette og tage det første skridt mod en IP-baseret fremtid.