TITAN SBI

Die neuesten Anforderungen an „High End“-Sicherheitssysteme bestehen vor allem auf mehr Verfügbarkeit und „Cluster Computing“. Beide Anforderungen werden mit dem neuen Technologiesystem TITAN SBI von TITAN electronic abgedeckt. SBI (Security Bus Interface) ist ein Hochgeschwindigkeits- und Hochverfügbarkeits-Ringbus-System mit einem speziellen Protokoll um die folgenden Hauptanforderungen zu erfüllen:

Cluster Computing

Zentrale und Sub-Einheiten einer Zentrale sind nicht fix mit Sensoren und Aktoren verbunden

Verschlüsselung

Neueste Verschlüsselungsverfahren

Quality of Service

Verwendet die existierenden Ressourcen effizient und sichert das erforderliche Niveau des Service

Load Balacing zwischen Server

Verteilt hohe Mengen an Daten auf mehrere Server in einem Netzwerk, um die Geschwindigkeit und Leistung bei erhöhter Last zu gewährleisten

Meldungs- und Befehlspriorisierung

Steuert und priorisiert alle notwendigen Befehle und Meldungen im Alarmfall

Routing-Fähigkeit zwischen Netzwerken

Teil des Netzwerks mit Routing-Funktion, sogar zwischen den SBI-Ringen

Hardwareimplementierung

Höchste Ansprüche an Qualität in jeder verwendeter Technologie

Freie Skalierbarkeit

Einfache Erweiterung um weitere Komponenten



Die Anforderung nach „Cluster Computing“ in Sicherheitssystemen bedeutet, dass die Zentrale bzw. Sub-Zentrale mit den Sensoren und Aktoren nicht fix verbunden ist. Die Sensoren und Aktoren müssen an ein Netzwerkgerät angeschlossen werden, das die aktuellen Meldungen und Zustände an ein Cluster-Computing-Netzwerk weiterleitet. In diesem Cluster befinden sich Computer, die zentrale Datenbank und Software die berechnet, wer die Sensor-Meldung verarbeiten soll. Diese Entscheidung wird normalerweise anhand der „Load Balancing“-Regeln getroffen. Durch die freie Skalierbarkeit ist es ganz einfach möglich neue Sensoren und Computer zum System hinzuzufügen. Die neue SBI-Ring-Technologie verfügt auch über die neuesten Verschlüsselungsmethoden, welche komplett in Hardware implementiert sind und dadurch eine sehr hohe Performance garantieren. Auch der gesamte Protokollstapel wurde in Hardware und nicht in Software ausgeführt. In größeren Systemen ist es möglich mehrere SBI-Ringe zusammenzuhängen und Daten zwischen den Ringen hin- und her zu senden. Des Weiteren kann ein Ring dazu verwendet werden Daten zwischen zwei RS485-Geräten zu transportieren.

Highlights

  • Ausfallsichere Datenübertragung
  • Ausfallsichere Spannungsversorgung
  • Verschlüsselte Datenübertragung
  • Hochgeschwindigkeitskommunikation
  • Cluster Computing Protocol
  • Netzwerküberwachung
  • Sensortypen unabhängig
  • Load Balancing
  • Hochverfügbarkeitslösung
  • Routing Protocol für komplexe Anwendungen
  • Quality of Service

Allgemeine Systeme

Allgemeine Lösung


Das linke Bild zeigt den allgemeinen Aufbau eines Einbruchserkennungs- bzw. Zutrittskontrollsystems. Eine Zentrale ist direkt auf einer Seite mit dem Server und auf der anderen Seite mit den Sensoren und Aktoren verbunden. Zusätzlich können Sensoren oder Aktoren über ein Bus-System hinzugefügt werden. Die Sensorzustände werden in der Zentrale berechnet und dementsprechend die Aktoren aktiviert. Über ein Netzwerk können die berechneten Daten an ein Sicherheitsmanagement-System wie „TITAN control“ zur live Überwachung durch einen Operator transportiert werden.

Allgemeine Lösung - Fehler


Diese Lösung kennt folgende vier Fehlerquellen:

1. Zentralenfehler
Ist die Zentrale defekt, funktioniert das gesamte System nicht mehr.

2. Netzwerkfehler
Im Falle eines Netzwerkfehlers werden keine Alarme und Systemmeldungen an den Server weitergeleitet. Der Operator bekommt keine Information über das System und das System ist nicht voll einsatzfähig.

3. Datenbusfehler
Ist der Datenbus fehlerhaft, erkennt das System diese Störung und leitet einen Alarm an den Operator weiter, die Sensoren und Aktoren arbeiten trotzdem nicht.

4. Sensorleitungsfehler
Ist ein Sensor defekt, sendet das System die entsprechende Meldung an den Operator, um weitere Maßnahmen zu ergreifen.

TITAN SBI Lösung

TITAN SBI Lösung


Die TITAN-SBI-Ring-Lösung besteht aus ein oder mehreren Zentralen und ein oder mehreren RIOs (remote input output devices). Jede Zentrale ist via IP Netzwerk mit dem Server verbunden. Die Zentrale und die RIOs sind über den SBI-Ring verbunden. Jedes RIO verfügt über alle notwendigen Schnittstellen um die Sensoren und Aktoren mit dem Datenequipment (z.B. Kartenleser) zu verbinden. Die RIOs transportieren die Zustände und Befehle über den SBI-Ring von und zu den Zentralen. Eine der Zentralen berechnet die Sensordaten und sendet daraufhin Befehle an die Aktoren oder an das Datenequipment (z.B. Kartenleser).

TITAN SBI Lösung - Fehler


Diese Lösung kennt folgende vier Fehlerfälle:

1. Zentralenfehler
Wenn eine Zentrale ausfällt, arbeitet das System problemlos weiter, da die anderen Zentralen übernehmen.

2. Netzwerkfehler
Fällt die Netzwerkverbindung aus, läuft das System problemlos weiter, da die verbleibenden Zentralen noch immer Verbindung zum Server haben.

3. SBI-Ring-Fehler
Im Falle eines Fehlers am Ring, wird der Fehler automatisch vom System isoliert und in den Bus-Modus geschalten, das System funktioniert noch immer problemlos, allerdings kann die Leistung sinken, da das Bussystem langsamer als der Ring ist.

4. Sensorleitungsfehler
Im Fall einer fehlerhaften Sensorleitung arbeitet das System wie in der allgemeinen Lösung.

RIO Module

RIO Module


Das SBI-Ringgerät nennt sich RIO. Jedes RIO besteht aus einer Platine mit folgenden Schnittstellen:

1x SBI-Ring-Schnittstelle
6x Analogeingänge
3x Relaisausgänge (überwacht)
1x RS422/485 Schnittstelle
1x Backup-Batterie-Eingang
1x Schnittstelle zur Erweiterung der RIO-Boards
3x NTS-Sensor- Eingänge

Durch diese Schnittstellen und Komponenten kann das RIO für Zutrittskontrollen als Türschnittstelle (Kartenleser, Türkontakt, Türtaster) sowie für ein Alarmsystem verwendet werden. Sensoreingänge und Relaisausgänge können in Alarmsystemen für Sirenen, Lampen und Sperrelemente in Türen verwendet werden. Das RIO ist in einer Montagebox für Wand- und Unterputzmontagen erhältlich. Das Board bietet einfache Steckverbindungen für schnelle Installationen.

RIO-Modul Fehler


Die SBI-Ring-Leitung beinhaltet sowohl die Datenleitung als auch die Spannungsversorgung. Im Falle eines Fehlers können eine oder beide Leitungen defekt sein. Tritt ein Kurzschluss auf, wird dieser durch eine, im RIO integrierte Trennschaltung, abgetrennt. Die Spannungsversorgung ist eine bidirektionale Leitung, somit kann die Spannungsversorgung von beiden Seiten des Ringes gespeist werden. Liefert keine der beiden Leitungen eine gesicherte Versorgung mehr, kann auf eine Backup-Batterie des RIOs zurückgegriffen werden, das System wird in diesem Fall auch in einem 2-Punkt-Stromausfall laufen. Natürlich kann auch die Datenleitung fehlerhaft sein, in diesem Fall wird das System automatisch die zwei Nachbar-RIOs abschotten. Die RIO-Elektronik besitzt also zwei Trennschaltungen für jeden seiner Nachbar-RIOs, einen für die Datenleitung und einen für die Stromversorgung. Im Normalfall ist diese Trennschaltung deaktiviert.

TITAN SBI Topologie

TITAN SBI Topologie


In größeren Lösungen ist es manchmal notwendig mehrere SBI-Ringe in einem Netzwerk zusammenzufassen. Jedes RIO hat eine eindeutige Adresse im gesamten Netzwerk. Die verteilenden RIOs (blaue RIOs) haben bis zu 4 SBI-Ringe und verteilen Datenpakete von einem Ring zu nächsten. Das Verteilen erfolgt über die spezielle, zum Patent angemeldete Hardware-Lösung und garantiert somit höchste Übertragungsgeschwindigkeiten.

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