Od kilku lat w Polsce powstaje coraz więcej zamkniętych osiedli mieszkaniowych o dużej liczbie lokali, sięgającej nawet do tysiąca mieszkań. W osiedlach tych stosowane są systemy wideofonowe z wieloma wejściami głównymi na teren oraz wieloma stanowiskami portierskimi. W tak dużych kompleksach mieszkaniowych pojawia się często problem zajętości linii łączącej główne panele wejściowe oraz centrale portierskie z układami klatkowymi, obsługującymi odbiorniki lokatorskie. Rozwiązanie tego problemu umożliwia cyfrowy system wideofonowy serii 300 Bpt dzięki zastosowaniu zwielokrotnionej liczby kanałów komunikacji pomiędzy układem głównych paneli wejściowych oraz central portierskich a układami blokowymi (klatkowymi), zawierającymi odbiorniki lokatorskie. Artykuł ten w głównej mierze adresowany jest do projektantów systemów wideofonowych, którzy chcieliby wykorzystać zaawansowane funkcje systemu 300 Bpt.
Wielokanałowość komunikacji
Rozważmy na początek najprostszy schemat (rys. 1). W układzie głównym zawiera on dwa panele wejściowe oraz dwie centrale portierskie połączone magistralą główną z układami blokowymi, które posiadają własne panele blokowe (klatkowe) i odbiorniki lokatorskie. W przypadku, gdy portier dzwoni do dowolnego lokatora, blokuje wtedy automatycznie możliwość połączenia z innym lokatorem z głównych paneli wejściowych i drugiej centrali portierskiej. Oznacza to, że gdy ustanowione jest połączenie z dowolnego urządzenia układu głównego, pozostałe urządzenia muszą poczekać na zakończenie tej rozmowy. Prawdopodobieństwo wystąpienia stanu zajętości jest tym większe, im więcej głównych paneli wejściowych, central portierskich oraz odbiorników lokatorskich jest w całym układzie.
W systemie wideofonowym serii 300 Bpt możemy w znacznym stopniu wyeliminować ten problem, zwiększając przepustowość komunikacji pomiędzy układem głównym a układami blokowymi dzięki zastosowaniu dodatkowych magistral głównych. Na rys. 2 przedstawiono ten sam układ realizowany na czterech magistralach głównych. Ogólnie w systemie 300 można zastosować od jednej do czterech magistral głównych. Oznacza to, że w tej samej chwili mogą być zestawione cztery połączenia z układu głównego do różnych układów blokowych. Zakładając równomierny rozkład częstotliwości połączeń ze wszystkich urządzeń układu głównego (dwie centrale i dwa panele wejściowe), można w rozważanym układzie prawie 4-krotnie zmniejszyć prawdopodobieństwo zajętości przy założeniu dużej liczby układów blokowych. Przy ocenie prawdopodobieństwa zmniejszenia zajętości należy wziąć pod uwagę również liczbę układów blokowych, gdyż w pojedynczym układzie blokowym (z reguły klatce) mamy zawsze tylko jeden kanał komunikacji, niezależnie od liczby zastosowanych głównych magistral. Oznacza to, że w tym samym czasie można uzyskać połączenie z pojedynczym blokiem tylko z jednego urządzenia w układzie głównym (nawet w przypadku zastosowania kilku magistral).
W systemie wielokanałowym do każdego układu blokowego z systemowym zasilaczem blokowym XA/301LR dodano jeden selektor magistrali głównej ICB/300 na każdą magistralę główną. Jest to główna różnica w doborze urządzeń w porównaniu z rozwiązaniem jednokanałowym. Zmianie ulega również miejsce podłączenia blokowych paneli wejściowych – dołączane są one zawsze do ostatniego selektora blokowego. Pomiędzy układem głównym a układami klatkowymi należy ułożyć tyle przewodów UTP Kat. 5, ile zastosowano kanałów komunikacji.
Sygnały audio i wideo z paneli blokowych do układu głównego można transmitować dowolną magistralą główną. Na rys. 2 założono, że wszystkie układy blokowe dołączone są do czterech magistral głównych. W celu ograniczenia komunikacji pomiędzy niektórymi urządzeniami układu głównego i układami blokowymi możliwe są jednak dowolne kombinacje podłączeń poszczególnych bloków do odpowiednich magistral głównych, jak pokazano na rys. 3. Praktyczne zastosowanie takiego rozwiązania to np. ograniczenie dostępu do części osiedla z danego panelu głównego lub obsługa przez danego portiera tylko wybranych budynków (lub grupy klatek) na osiedlu.
W porównaniu z rozwiązaniem przedstawionym na rys. 1 układ wielokanałowy z rys. 2 ma jednak poważną wadę funkcjonalną. Żadne z urządzeń układu głównego nie może komunikować się z pozostałymi urządzeniami tego układu, co np. oznacza, że nie ma łączności z portierami z dwóch głównych paneli wejściowych. Mimo iż istnieją przewodowe połączenia między urządzeniami głównymi za pośrednictwem selektorów ICB we wszystkich blokach, to jednak ten rodzaj komutacji nie jest możliwy.
Selektor/rozdzielacz magistrali głównej ML/300LR
Rozważany powyżej problem może być rozwiązany dzięki zastosowaniu specjalnego urządzenia, zwanego selektorem/ rozdzielaczem magistrali głównej o symbolu ML/300LR. Selektor ML/300LR można sobie wyobrazić jako trzypozycyjny przełącznik (rys. 4), który w przypadku braku połączenia znajduje się w pozycji neutralnej „0”, zaś w celu ustanowienia połączenia wybiera on magistralę A lub B, odłączając nieużywaną magistralę. Selektor ML/300LR jest zarówno logicznie, jak i elektrycznie przyporządkowany do pojedynczego urządzenia w układzie głównym, pozwalając temu urządzeniu (dołączonemu do portu AB) podłączać się dynamicznie razem z sygnałami audio i wideo do jednej z dwóch magistral (A lub B), jeśli wystąpiło żądanie połączenia poprzez tę magistralę. Selektor ML/300LR nie jest zatem urządzeniem, które na czas komunikacji ma tworzyć dynamicznie „pomost” między magistralami.
Do każdego urządzenia w układzie głównym (panelu lub centrali portierskiej) można dołączyć maksymalnie dwa moduły ML/300LR, co umożliwia przełączanie się urządzenia pomiędzy czterema magistralami głównymi.
Po dodaniu selektorów do central portierskich z rys. 2 otrzymamy układ jak na rys. 5, w którym możliwe będą już połączenia z głównych paneli wejściowych do central portierskich oraz połączenia pomiędzy centralami portierskimi. W celu zapewnienia podobnej funkcjonalności w zakresie połączeń w układzie głównym można by zaproponować inne konfiguracje połączeń urządzeń głównych za pomocą modułów ML/300LR. Korzystną cechą tego systemu jest niewątpliwie elastyczność doboru rozwiązania, ale wymaga ona pewnego doświadczenia w przypadku projektowania bardziej złożonych układów.
W systemie 300 na etapie programowania układu tworzone są automatycznie listy wszystkich możliwych połączeń w systemie. Pojedyncza lista reprezentuje jedną magistralę i zawiera wszystkie możliwe urządzenia, które mogą komunikować się ze sobą po tej magistrali głównej. Dla magistrali głównej nr 3 z rys. 5 lista ta będzie zawierała panel PG1, centrale portierskie CP1 i CP2, układy blokowe od 1 do N oraz blokowe panele wejściowe PB. Należy zauważyć, że centrala portierska CP1 może połączyć się z dowolnym układem blokowym (blokowym panelem wejściowym lub odbiornikami w bloku) za pośrednictwem magistrali nr 1, 3 lub 4 w zależności od tego, która z magistral o najniższym numerze logicznym będzie wolna. Jeśli magistrali nr 4 przydzieliliśmy najniższy numer logiczny (tutaj 2), to centrala CP1 w pierwszej kolejności będzie próbowała połączyć się z odbiornikami lokatorskimi poprzez magistralę główną nr 4, a nie nr 1. Jest to oczywiście rozwiązanie niekorzystne, gdyż centrala będzie blokowała połączenia do odbiorników z panelu wejściowego PG2. W rozważanym schemacie dobrze jest przyjąć numery logiczne magistral zgodne z ich numeracją fizyczną.
Zwróćmy uwagę na jeszcze jedną zaskakującą cechę systemu komutacji połączeń. Mimo że obie centrale portiera nie są połączone przez żaden kanał selektorów ML (można by np. wykorzystać wolny kanał B na drugim selektorze ML każdej centrali), to mogą one komunikować się ze sobą poprzez magistralę 3 lub 4 (wg priorytetu określonego przez numery logiczne magistral), podłączając się na czas rozmowy do jednej z tych magistral.
Podział na gałęzie
System 300 posiada jeszcze inną ciekawą cechę. Otóż poszczególne główne magistrale komunikacji można „pociąć” na mniejsze części, zwane gałęziami. Na rys. 6 przedstawiono schemat przykładowego układu, w którym osiedle zostało podzielone na dwie części – każda z własną centralą portierską CP1 (i odpowiednio CP2) oraz własnym głównym panelem wejściowym PG1 (i odpowiednio PG2). Dodatkowo w systemie istnieje wspólny panel wejściowy PG3 oraz wspólna centrala portiera CP3 dla całego osiedla. Układ główny wykorzystuje zatem trzy magistrale główne, ale podzielony jest na cztery gałęzie. Zgodnie z wcześniej opisanymi regułami do każdego z urządzeń w układzie głównym z rys. 6 można dołączyć maksymalnie dwa moduły ML/300LR w celu realizacji połączeń między tymi urządzeniami oraz zwiększenia dla nich liczby kanałów komunikacji. Dobierane na etapie programowania instalacji numery logiczne gałęzi mogą przyjmować wartości od 1 do 255. Przy programowaniu systemu centrale portiera CP1 i CP2 mogą być zdefiniowane jako centrale blokowe, pod warunkiem że obsługują tylko jeden blok (XA). Muszą być one wówczas podłączone do pierwszego selektora ICB.
Podsumowanie
Dobierając liczbę głównych linii komunikacyjnych i projektując podział na gałęzie, trzeba wziąć pod uwagę następujące zagadnienia i zalecenia:
- Liczbę urządzeń w układzie głównym. Jeśli np. w układzie głównym jest tylko jedno urządzenie, wówczas nie ma sensu stosować kilku magistral. Jeśli w układzie głównym są tylko dwa urządzenia, to można zastosować co najwyżej dwie magistrale.
- Przyporządkowanie urządzeń układu głównego (panele i centrale) do poszczególnych gałęzi, tak aby równoważyć rozkład połączeń pomiędzy wszystkie główne magistrale. Należy przeanalizować, które urządzenia będą najczęściej wykorzystywane do komunikacji, i starać się je umieścić na różnych magistralach.
- Wzajemne połączenia pomiędzy urządzeniami układu głównego (komunikacja z paneli głównych do central i pomiędzy centralami) oraz wymagane połączenia od urządzeń układu głównego do układów blokowych.
- Minimalizację liczby selektorów ML/300LR. Połączenia między urządzeniami system często pozwala zrealizować na wiele sposobów, a zatem należy wybierać wariant najprostszy, który minimalizuje liczbę połączeń przewodowych i urządzeń rozdzielczych.
- Przyporządkowanie selektorów ML/300LR zwykle do central portierskich, a nie paneli wejściowych. Z reguły w systemie zawsze jest mniej central portierskich niż paneli wejściowych, dlatego też przyporządkowanie selektorów ML/300LR do central portierskich upraszcza schemat połączeń.
- Odpowiednią numerację gałęzi, tak aby urządzenia układu głównego w pierwszej kolejności realizowały połączenia poprzez dedykowaną dla siebie gałąź.
Wielokanałowość i elastyczność konfiguracji połączeń w układzie głównym daje możliwość budowy różnych ciekawych i praktycznych układów, ale jednocześnie wymaga pewnego doświadczenia przy projektowaniu, potrzebnego do optymalizacji przepustowości połączeń w systemie. Dzięki wielokanałowości i zastosowaniu selektorów ML/300LR można nie tylko zwiększyć liczbę równolegle realizowanych połączeń, ale w przypadku zajętości podstawowej gałęzi komunikacji również umożliwić wykonywanie połączeń alternatywnymi kanałami. Na bazie wielokanałowych układów połączeń w systemie wideofonowym zrealizowano do tej pory wiele ciekawych inwestycji mieszkaniowych, o których będzie jeszcze mowa w kolejnych artykułach.
Andrzej Grodecki
ADD
Zabezpieczenia 3/2009