Integrated Services, Communication Systems Design 2003 1(14) Underlag för systemhandling: Integrerat kommunikationsnätverk i bostadshus Författare: Daniel Gustavsson Daniel Wendin Datum: 2003-05-14 Version: 1.0
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 2(14) Innehållsförteckning 1 Sammanfattning...3 2 Inledning...3 2.1 Omfattning...4 2.2 Nätverksmodell...4 3 Husgemensamma och lägenhetsbaserade funktioner...5 4 Kommunikation till hus...6 5 TCP/IP stamnät...7 6 Spridningsnät...8 7 Delsystem och kommunikationsalternativ...9 7.1 Kommunikationsalternativ...9 7.2 Segmentering av datatrafik...10 7.2.1 Segmentering för husgemensamma tjänster...10 7.2.2 Segmentering för lägenhetsbaserade tjänster...11 8 Tillgänglighet och Quality of Service...11 9 Styrning och övervakning av delsystem...11 9.1 Gränssnitt mellan delsystem och övervakningssystem...11 9.2 Gränssnitt mellan olika delsystem...12 9.3 Operatörsgränssitt utöver visualiseringsdator...12 9.4 Säkerhet...12 10 Systemintegration och ansvarsavgränsning...13 10.1 Ansvar för styr- och övervakningssystem tillhörande delsystem...13 10.2 Placering av entreprenörers utrustning...13 Bilaga 1: Illustration av kommunikation inom övervakningssystem...14
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 3(14) 1 Sammanfattning Detta dokument beskriver i stora drag de krav som kan användas som underlag vid skapandet av en kravspecifikation för nätverksinstallation vid nybyggnation eller renovering av bostadshus. När stor vikt läggs vid att minimera antalet separata nätverk som skall installeras är användbarheten av detta dokument extra stor. Målet är att alla enheter som ingår i ett system där flera delsystem kommunicerar med varandra alltid skall använda samma fysiska nätverk och protokoll. Det valda protokollet är IP, eftersom det är en stor fördel att använda IP för de trafikintensiva tjänsterna som telefoni, television och datatrafik. IP har även en stor fördel i att det är ett öppet protokoll. Just nu befinner vi oss i ett mellanskede där alla system och enheter ej går att ansluta direkt till ett IP-nätverk, detta gäller främst byggnadsautomationssystem. Där krävs en nätverksstruktur där delar av nätverket är av annan karaktär och standard, men som ansluts via korskopplingspunkter till IP-nätverket. Då dessa lösningar ej är önskade, men nödvändiga, skall de upprättas på ett föreskrivet sätt. Detta dokument beskriver de tjänster som beaktas i bostadshus och hur de förhåller sig till helheten. Det föreslagna IP-nätverkets delar beskrivs och deras funktion förklaras. Krav ställs på tjänsternas anslutning och användning av IP-nätverket. Trafiken på IP-nätverket skall, för att öka säkerheten, behandlas på ett föreskrivet sätt. Sist nämns också styrning och övervakning, men tyngdpunkten i detta underlag har lagts på att specificera den enhetliga kommunikationsstrukturen. 2 Inledning Detta dokument skall utgöra underlag för systemhandling av kommunikationsnätverk i ett bostadshus. Målet med detta underlag är att fastställa vilka krav som kan ställas på tillverkare av kommunikationsnätverk för bostadshus när det gäller graden av IP-anpassning av produkter och tjänster. Vid upprättandet av detta underlag har målet hela tiden varit att försöka utreda huruvida det är möjligt att ha en enhetlig kommunikationsstruktur inom hela fastigheten som kommunicerar via IP hela vägen ut till enskilda fältprodukter. I den marknadsundersökning som har utförts innan upprättandet av detta dokument har det framkommit att det inom vissa tjänsteområden inte är möjligt att ställa krav på att tjänsten skall kommunicera via IP hela vägen ut till enskilda fältprodukter. Detta gäller främst för de olika funktionerna inom fastighetsautomationsområdet. Datorkommunikation, telefoni och television förutsätts däremot att i stor utsträckning kunna utnyttja den enhetliga kommunikationsstrukturen. I de fall där en tjänst inte kan utnyttja den gemensamma kommunikationsstrukturen fullt ut introduceras andra alternativ med lägre grad av IP-anpassning. Exempelvis kan olika tjänster kommunicera via ett IP-baserat stamnät ut till en mellannivå inom systemet, där en I/O-enhet kopplar om till kommunikation med något annat protokoll. Funktioner för brandskydd, såsom brandlarmssystem, är reglerade av ett rekommenderat regelverk upprättat av försäkringsbolagen. Regelverket heter SBF 110 och det tillåter inte att brandskyddsfunktioner delar nätverk med andra funktioner. För att komma runt detta regelverk skall diskussioner inledas med försäkringsbolag för att utreda huruvida det är möjligt att göra eftergifter från kraven i SBF 110. Det finns flera anledningar till varför det är efterstävandsvärt att använda TCP/IP som enhetligt kommunikationsprotokoll i ett bostadshus. I och med att TCP/IP är ett öppet protokoll blir det lättare att jämföra olika lösningar med varandra och det blir även lättare att
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 4(14) implementera nya tjänster. Om de olika delsystemen i huset använder sig av samma protokoll är det även lättare att utbyta information mellan delsystemen. Det finns även ekonomiska fördelar med att ha ett integrerat nätverk. Genom att använda sig av ett integrerat nätverk slipper man dra flera separata nätverk i huset, detta kan leda till kostnadsbesparingar. Det integrerade nätverket tar även upp mindre plats i huset och den intjänade ytan kan man hyra ut eller utnyttja för andra ändamål. Riktlinjerna i detta dokument baseras på den undersökning som presenteras i rapporten Integrated Services: A Technology Feasibility Analysis. Denna finns att hämta på: http://csd.ssvl.kth.se/~csd2003-team13/deliverables/final Report_Integrated Services.pdf 2.1 Omfattning Detta dokument kommer endast att behandla kommunikationsstrukturen för de olika system och delsystem som ingår i ett bostadshus. Det som ingår i dokumentet är en beskrivning av det strukturerade nätverket, samt de utrustningar som behövs för att nätverket skall klara av att förmedla tjänster och funktioner. Det som behandlas är således allt som behövs för att kommunikationen skall fungera i ett bostadshus med en så hög grad av IP-anpassning som möjligt. Managementnivån i systemet kommer bara att behandlas översiktligt i avsnitt 9. 2.2 Nätverksmodell Den nätverksmodell som används i detta underlag är en modell där ett inkommande IP-baserat externt nät ansluts till huset. Via en kombinerad router och brandvägg ansluts det externa nätet till husets eget stamnät. Stamnätet löper typiskt upp genom huset via schakt i trapphus eller hiss. Stamnätet skall vara av fiber och IP-baserat. Till stamnätet ansluts ett eller flera spridningsnät. Dessa spridningsnät kan vara baserade antingen på IP eller på något annat protokoll. Ofta sker avlämningen från stamnätet till varje lägenhet som har ett eget spridningsnät. De olika fältprodukterna såsom givare, brytare och ställdon ansluts sedan till spridningsnätet. Figur 1 nedan visar hur nätverksstrukturen ser ut i ett hus med ett stamnät där varje lägenhet har två olika spridningsnät med anslutna fältprodukter. Det är viktigt att nätverket i huset klarar av att hantera de krav på Quality of Service (QoS) som de olika tjänsterna och funktionerna ställer. Detta kan bland annat lösas genom att överdimensionera nätverket.
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 5(14) Fältprodukter Spridningsnät Router/ Brandvägg Stamnät Inkommande backbone Figur 1. Bild ritad efter förlaga av Kv. Silvret 4 Vällingby/Grimsta, Nätschema TV-anläggning hus 1, Eltekniska ingenjörsbyrån, 2001. 3 Husgemensamma och lägenhetsbaserade funktioner I ett bostadshus kan man göra en indelning av de olika ingående delsystemen i lägenhetsbaserade och husgemensamma system. De lägenhetsbaserade systemen har en struktur där varje lägenhet utnyttjar tjänsten som systemet tillhandahåller på ett sätt som är lätt att avgränsa. För de husgemensamma systemen är det svårare att dela upp utnyttjandet. Brandlarm är till exempel en tjänst som är husgemensam, ty larmet berör alla som vistas i huset och hyresgästerna kan inte använda tjänsten för enskilt bruk. Nedan kommer en helhetsbild av de system som ingår i detta underlag att presenteras. De olika systemen kommer att delas in i lägenhetsbaserade och husgemensamma system. Datorkommunikation. Bostadshuset skall ha ett system för datorkommunikation. Med datorkommunikation menas datatrafik som härrör från användandet av en dator, t.ex. genom att surfa på Internet. Systemet för datorkommunikation är lägenhetsbaserat. Telefoni. Huset måste ha ett system för att erbjuda telefonitjänster. Telefonsystemet är lägenhetsbaserat. Television. Hyresgästerna måste ha tillgång till olika TV-kanaler. Televisionssystemet är lägenhetsbaserat.
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 6(14) Passerkontroll, t ex elektroniska lås samt portlås. Detta system ser till så att endast behöriga för tillträde till husets olika delar. Vissa delar av systemet är husgemensamma, t.ex. porttelefon och lås i entrén, medan andra delar är lägenhetsbaserade, t.ex. lås till lägenheterna. Brandlarm. Systemet som varnar hyresgästerna om en brand uppstår är ett husgemensamt system. Ventilation, värme, kyla. Detta system ser till så att det blir ett behagligt klimat i huset. Systemet reglerar både klimatet i lägenheterna och i de gemensamma utrymmena och är således både lägenhetsbaserat och husgemensamt. Belysningsstyrning. Systemet styr belysningen i huset. Det styr belysningen både i lägenheterna och i de gemensamma utrymmena och är både lägenhetsbaserat och husgemensamt. Individuell mätning av elektricitet- och vattenförbrukning. Genom att mäta varje lägenhets förbrukning av vatten och elektricitet individuellt kan man debitera varje lägenhet för dess faktiska förbrukning. Systemet är lägenhetsbaserat. Elektronisk anslagstavla. Ett system för att leverera information till hyresgästerna. En skärm som presenterar information från husägaren placeras vanligtvis i entrén till huset och det är därför ett husgemensamt system. Systemet skall även vara anpassat för att klara av att leverera andra tjänster från specificerade service providers (SP). 4 Kommunikation till hus Hus skall anslutas till externt nät vilket kan vara gemensamt nät för flera hus inom ett område eller direkt till tjänsteleverantör levererandes Internetaccess. Fördelaktigt vore att leverera tjänster som telefoni och television direkt genom denna anslutning då stora krav på hastighet och tillförlitlighet finns. Om det externa nätet täcker ett litet antal användare kan det dock av kostnadsskäl vara bättre att leverera dessa tjänster i Internetaccessen, alternativt av annan leverantör via Internetleverantören. Vid stor installation kan utrustning för omkodning av ordinär telefoni från PSTN till IP nät och för omkodning av ordinär television till IP-baserad television installeras. Således behöver dessa tjänster inte levereras över Internet utan kodas om direkt vid anslutning till huset. Denna typ av hårdvara brukar dock vara dimensionerad för att försörja ett stort antal hyresgäster med dessa tjänster. Telefoni och television har stora krav på hastighet, tillförlitlighet och korta svarstider vilket måste återspeglas vid krav på externt nät och Internetleverantör, framförallt om dessa levereras över Internetanslutningen. De andra tjänsterna i huset som använder det externa nätet har tillförlitlighetskrav men ej samma höga kravnivå på hastighet och svarstider. Flera system använder Internetanslutning för att övervakas och styras, de skall dock kunna fungera autonomt om denna anslutning bryts. Anslutning till hus sker vid en punkt i förslagsvis källarplan eller bottenplan. Där finns en central korskopplingspunkt som distribuerar anknytningen till husets stamnät. Skydd mot intrång och instabilitet skall finnas såsom brandvägg, router och UPS. Stamnät skall fungera
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 7(14) även om det externa nätets anslutning bryts. Interna tjänster i hus skall då fungera autonomt, som värme, ventilation, brandlarm, belysningsstyrning och passerkontroll. Gränssnitt skall vara IP bärandes TCP och UDP. UDP nyttjas av både telefoni och television. Resterande tjänster utnyttjar mestadels TCP. Gateway och router skall således fungera på IP nivå. Dessa enheter skall stödja alla nuvarande standarder förknippade med TCP, UDP och IP protokoll och det skall vara lätt att uppgradera utrustningen till nya standarder av dessa protokoll. Virtuella nätverk VLAN och tunnlar VPN som används inom stamnätet och vid förbindelse med managementenheter är viktiga standarder för kommunikationen till huset. 5 TCP/IP stamnät Stamnätet är det nät som distribuerar kommunikation vertikalt inom huset. Anslutning till externt nät sker i markplan och därigenom levereras tjänster som telefoni, television och Internetaccess. Anslutningen används också för att övervaka och styra andra funktioner i huset. Utrustning för husgemensamma system såsom servrar installeras med fördel i samma lokal som koppling till externt nät sker, och ansluts där till stamnät. På varje våningsplan ansluts spridningsnäten var för sig till stamnätet genom korskopplingspunkter. Anslutning skall ske genom en router för att nödvändig separation av datatrafiken skall kunna ske, t.ex. genom VLAN och segmentering. Som nämnts tidigare finns det stora krav på stamnätet främst gällande säkerhet och tillförlitlighet, men även flexibilitet och driftsekonomi är viktigt. Koppling till externt nät skall ske genom router och brandvägg vilket skall ge tillräcklig säkerhet från angrepp utifrån och tillförlitlighet genom autonom funktion om anknytning till externt nät bryts. Stamnätet skall vid nyinstallationen utnyttjas till maximalt 70 %. Detta innebär att framtida krav på fler och utökade tjänster skall kunna tillgodoses utan att det behöver göras stora ingrepp på installerad hårdvara. Stamnätet skall vara redundant mot fysisk åverkan som kabelbrott eller brand. Det innebär att fysisk separata kablar skall installeras mellan central korskopplingspunkt och våningsplanens kopplingspunkter. För brandskydd skall olika kablar dras i separata kabelceller. För önskad separation inom stamnätet skall virtuella nätverk (VLAN) användas. Det ger ökad säkerhet och utåt sett fysiskt separata nät. Uppdelning sker enligt nedan. Gemensamma trafikslag, indelade i följande säkerhetsklasser: Passerkontroll Brandlarm Ventilation, värme, kyla, belysningsstyrning, individuell mätning av elektricitetoch vattenförbrukning Elektronisk anslagstavla Television Hyresgästsprivata trafikslag, indelade i följande säkerhetsklasser som internt separeras baserat på enskild hyresgäst: Datorkommunikation Telefoni
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 8(14) Stamnätet skall utgöras av fiberkabel i single- eller multimode med tillräcklig kapacitet. Om framtida kapacitetsbehov förväntas bli stora finns möjligheten att använda sig av blåsfiber, vilket ger möjlighet att utöka antalet fysiska kablar med små ingrepp. Detta resulterar i en flexibilitet i installationen. Underhåll av kablage och annan hårdvara skall hållas minimal och därför skall kvalitet och kända märken premieras. Installationsmässigt kan dyrare alternativ vara möjliga då framtida behov säkras. Ett exempel är att använda fiber istället för koppar i stor utsträckning. Hårdvara skall installeras på ett sådant sätt som fabrikanten förespråkar och extra hänsyn skall tas för avancerad datoriserad hårdvara såsom gateway och router. 6 Spridningsnät Spridningsnätens funktion är att leverera tjänsterna från stamnätet ut över våningsplanen. Spridningsnäten är anslutna till stamnätet via korskopplingspunkter som finns på varje våningsplan, där finns också nödvändig hårdvara för att ansluta och leverera trafiken rätt. Det finns ett flertal spridningsnät installerade på varje våning. Ett IP-baserat spridningsnät per lägenhet för att tillgodose behovet för de lägenhetsbaserade tjänsterna. Ett IP-baserat spridningsnät per våningsplan för att tillgodose behovet för de husgemensamma tjänsterna. Extra spridningsnät för de tjänster som använder nätverk med andra standarder än det gemensamma IP-nätverket. Dessa nät skall vara installerade parallellt med antingen IP-baserat spridningsnät för lägenhet eller för våningsplan. Således skall den fysiska installationen av detta spridningsnät ske inom samma ramar som för de IP-baserade spridningsnäten. IP-baserat spridningsnät skall vara dimensionerat för alla de inhysta tjänsterna. Dessa är i ett optimalt hus samtliga uppräknade tjänster i sektion 3 och dessa är fördelade helt eller delvis över spridningsnät täckande antingen hel våning eller separat lägenhet. Tillräckligt med anslutningar skall finnas för att tillgodose hyresgästens behov med avseende på telefoni, television och datorkommunikation. Också de andra lägenhetsspecifika systemen skall vid installation gå genom samma anslutning till stamnätet. I de alternativ då enskilda nät med andra protokoll förekommer skall en gateway installeras vid varje lägenhet för lägenhetsspecifika tjänster och på varje våningsplan för våningsspecifika tjänster, så att stamnätet utnyttjas. Det är dock fördelaktigt om det IPbaserade spridningsnätet inom våningen utnyttjas för att bära all information, så att lösningar innebärande egna nät undviks så långt som möjligt. De system som inte klarar av att använda det IP-baserade spridningsnätet skall helst använda sig av eget nätverk baserat på något öppet protokoll, t.ex. seriell kommunikation med RS232 eller RS485. Dessa spridningsnät skall läggas på samma sätt som de IP-baserade, antingen per lägenhet eller per våningsplan, beroende på vilken tjänst som nyttjar nätverket. Spridningsnäten skall vara uppbyggda med stjärntopologi, där det är lätt att ansluta nya enheter och anpassa näten efter specifika behov. Anslutning skall gå via en router så att onödigt trafikflöde kan minimeras och tillräcklig säkerhet uppnås. Stjärntopologi ger också
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 9(14) hög säkerhet vid kabelbrott eller problem med enheter anslutna till spridningsnätet, detta p.g.a. att enbart den berörda delen av nätet bryts eller får minskad trafikgenomströmning. Spridningsnäten i huset får ha en utnyttjandegrad på maximalt 70%, detta för att det skall vara möjligt att bygga ut nätverket i framtiden och eventuellt lägga till nya tjänster. Det är viktigt att spridningsnäten inte förstörs eller förändras av att kompletteringar sker i efterhand. De IPbaserade spridningsnäten skall bestå av oskärmad Cat. 5E kopparkabel eller fiberledning. För ökad tillförlitlighet på spridningsnäten skall datatrafiken segmenteras. En mer ingående beskrivning av fördelningen av tjänsterna finns i avsnitt 7.2. 7 Delsystem och kommunikationsalternativ Huset skall förses med en nätverksstruktur som klarar av att leverera de tjänster som beskrevs i avsnitt 3. Nedan anges de delsystem som presenterades i avsnitt 3, samt om de är lägenhetsbaserade eller husgemensamma. Datorkommunikation: lägenhetsbaserad Telefoni: lägenhetsbaserad Television: lägenhetsbaserad Passerkontroll, t ex elektroniska lås samt portlås: husgemensam och lägenhetsbaserad Brandlarm: husgemensam Ventilation, värme, kyla: husgemensam och lägenhetsbaserad Belysningsstyrning: husgemensam och lägenhetsbaserad Individuell mätning av elektricitet- och vattenförbrukning: lägenhetsbaserad Elektronisk anslagstavla: husgemensam Det är viktigt att huset förses med en nätverksstruktur som gör att de olika delsystemen kan fungera autonomt mot varandra. Med det menas att ett delsystem skall kunna tas ner eller gå ner utan att det påverkar de andra delsystemen som delar samma kommunikationsstruktur. 7.1 Kommunikationsalternativ För att se till så att stamnätets utnyttjandegrad skall bli tillräckligt hög är det ett minimikrav att stamnätet används för kommunikation mellan våningsplanen. För kommunikation mellan olika spridningsnät på samma våningsplan skall kommunikationen gå genom gällande våningsplans korskopplingspunkt. När det gäller kommunikationen inom ett spridningsnät är minimikravet att delsystem ansluts till stamnätet via en gateway, som kopplar om från TCP/IP till annat protokoll och vice versa. Nedan rangordnas de olika kommunikationsalternativen efter fallande önskvärdhet. i) Det mest önskvärda kommunikationsalternativet är att varje spridningsnät är baserat på TCP/IP. Då behöver man bara installera ett IP-baserat spridningsnät för varje lägenhet respektive varje våningsplan, och detta innebär att de enskilda fältprodukterna är anslutna till IP-nätverket. Då existerar inga parallella nätverk. Denna kommunikationsstruktur uppfyller helt kraven på ett integrerat nätverk i hela huset.
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 10(14) ii) iii) iv) Om det inte är möjligt att ställa krav på att ett spridningsnät skall vara IP-baserat är det näst mest önskvärda alternativet att TCP/IP används för att kommunicera till någon mellannivå inom delsystemet. En sådan mellannivå kan vara en I/O-enhet som kopplar om mellan IP och något annat protokoll. I/O-enheten skall inte förväxlas med en gateway, då I/O-enheten vanligtvis placeras närmare fältprodukterna och arbetar på en annan nivå i nätverksstrukturen. En annan typ av mellannivå kan vara en DUC/PLC som används inom ett distribuerat system med flera sådana enheter, t.ex. en på varje våningsplan. Från I/O-enheten eller DUC/PLC ut till fältprodukterna används helst något standardiserat protokoll för fastighetsautomation. Om detta inte är möjligt kan ett proprietärt protokoll användas. I de fall där det inte är möjligt att använda TCP/IP för någon kommunikation inom spridningsnätet är det mest önskvärda alternativet att använda något protokoll för fastighetsautomation inom delsystemet. Som nämndes ovan är det dock ett krav att det skall finnas en gateway på varje våningsplan som kopplar om mellan fastighetsautomationsprotokollet och TCP/IP, och ansluter delsystemet till stamnätet. Den lägsta graden av IP-anpassning som är tänkbar inom ramen för detta underlag är en struktur där ett proprietärt protokoll används för kommunikation inom spridningsnätet. Som nämnts förut skall det finnas en gateway på varje våningsplan som ansluter till stamnätet. En stor nackdel med denna struktur att det blir svårare att anpassa nätverket efter specifika behov i och med att ett proprietärt protokoll används. 7.2 Segmentering av datatrafik För att öka säkerheten på spridningsnäten skall dessa segmenteras så att de olika trafikslagen skiljs åt på den fysiska nivån och viss trafik prioriteras på nätverken. Segmenteringen skiljer sig beroende på om spridningsnäten är till för husgemensamma eller lägenhetsbaserade tjänster. 7.2.1 Segmentering för husgemensamma tjänster De husgemensamma tjänsterna segmenteras i tre nivåer: Passerkontroll, brandlarm Ventilation, värme, kyla, belysningsstyrning Elektronisk anslagstavla Med denna segmentering kan systemen för passerkontroll och brandlarm få en egen prioritetsnivå. Detta är viktigt för försäkringsbolag, då det minskar risken för att data från passerkontrollsystemet och brandlarmssystemet hamnar i orätta händer eller förstörs. Ventilation, värme, kyla och belysningsstyrning skall få en egen prioritetsnivå då dessa tjänster kan avgränsas lätt och då de är mycket viktiga för hyresgästernas komfort. Systemet för elektroniska anslagstavlor har inte många likheter med de övriga systemen i fastigheten. Det är även viktigt att informationen som levereras via den elektroniska anslagstavlan inte förstörs eller modifieras, därför skall detta system få en egen prioritetsnivå.
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 11(14) 7.2.2 Segmentering för lägenhetsbaserade tjänster De lägenhetsbaserade tjänsterna segmenteras i tre nivåer enligt: Passerkontroll Ventilation, värme, kyla, belysningsstyrning, individuell mätning av elektricitetoch vattenförbrukning Datorkommunikation, telefoni, television I enlighet med det som har nämnts ovan får passerkontrollsystemet en egen prioritetsnivå och det får även systemet för ventilation, värme, kyla och belysningsstyrning. De tjänster som riktar sig direkt till hyresgästen och som inte är nödvändiga för driften av fastigheten får en egen prioritetsnivå, dessa är datorkommunikation, telefoni och television. 8 Tillgänglighet och Quality of Service För att tillgodose behovet av nätets tillgänglighet skall övriga system ej påverkas om ett system slutar att fungera eller stoppas för underhåll. Vidare skall systemet fungera autonomt i så stor utsträckning som möjligt om avbrott finns i nätet eller om det är andra kommunikationsproblem. Tillgängligheten är framförallt viktig för system som brandlarm och säkerhetssystem. Vidare skall kommunikation mellan kritiska system prioriteras i förhållande till mindre kritiska system med avseende både på datamängd och svarstid. Kritiska tjänster med avseende på dessa parametrar är television, telefoni och i viss mån datorkommunikation. Krav på Quality of Service gentemot hyresgäst gäller främst datorkommunikation, television och telefon då dessa är mest trafikintensiva och svarstidkritiska. Höga krav skall ställas på tillförlitligheten på vart och ett av dessa system. För de andra systemen gäller att de skall fungera klanderfritt och autonomt då nätverket får problem internt eller då den externa anslutningen bryts. 9 Styrning och övervakning av delsystem Samtliga delsystem skall anslutas till ett gemensamt styr- och övervakningssystem. Detta system övervakar även stamnätets driftsstatus. Kommunikationen mellan styr- och övervakningssystem och delsystemen skall ske över stamnätet. Styrning och övervakning sker i första hand genom en central visualiseringsdator bestående av en persondator med erforderliga tillbehör. I visualiseringsdatorn görs alla visualiseringsbilder, larm, händelser, inställningar och andra värden från samtliga delsystem tillgängliga. Visualiseringsdator med utrustning, prestandakrav, säkerhetskrav och mjukvara specificeras ej vidare i detta dokument. 9.1 Gränssnitt mellan delsystem och övervakningssystem Styr- och övervakningssystemet skall vara leverantörsoberoende och baseras på öppna standarder, så att delsystem från olika leverantörer kan hanteras. Utgångspunkten är att styroch övervakningskommunikation sker genom ett för alla ingående delar gemensamt mjukvarugränssnitt. Varje delsystem angränsar till styr- och övervakningssystemet via en server. Denna presenterar information om delsystemet till styr- och övervakningssystemet och tar emot exempelvis inställningar från styr- och övervakningssystemet. Visualiseringsdatorn utgör en klient som kan hämta, ta emot och skicka information från och till varje delsystems server. För att erhålla en komplett styr- och övervakningsfunktion, skall åtminstone följande funktioner implementeras i det gemensamma mjukvarugränssnittet.
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 12(14) Klienter skall kunna läsa och ställa värden i underliggande delsystem Klienter skall kunna abonnera på larm och andra händelser som sker inom delsystem Delsystem skall kunna kommunicera sinsemellan genom sina respektive servrar, utan inblandning av central visualiseringsdator 9.2 Gränssnitt mellan olika delsystem För att erhålla ett funktionellt och optimerat system skall utbyte av information mellan olika delsystem vara möjlig. Denna information kan bestå av larm och andra händelser, men även av inställningsvärden och delsystemsspecifika variabler. Informationsutbyte mellan olika delsystem skall normalt ske direkt mellan delsystemens respektive servrar. Om anledning finns därtill, skall informationsutbyte äga rum via övervakningsdator. Allt informationsutbyte mellan olika delsystem skall ske över stamnätet. Informationsutbyte mellan delsystem skall ej ske via fältprotokoll, eftersom flertalet fältprotokoll är behäftade med begränsad öppenhet, utbytbarhet och interoperabilitet. Delsystem skall ej låsas fast i varandra, såvida de inte kan integreras helt i enlighet med kommunikationsalternativen i avsnitt 7. 9.3 Operatörsgränssitt utöver visualiseringsdator Förutom visualiseringsdator skall användargränssnitt till styr- och övervakningssystemet finnas i form av en webbserver. Webbservern hämtar data från en databas som i sin tur ansluter till gränssnittsservrar för samtliga delsystem. Genom webbservern skall operatörer kunna ansluta sig till styr- och övervakningssystemet med fullständiga kontrollmöjligheter. Vidare, skall hyresgäster genom webbservern kunna ta del av utvald information såsom egen energiförbrukning samt luftkvalitet, -temperatur och -flöde. Webbserver skall med erforderlig säkerhet (se avsnitt 9.4 nedan) vara tillgänglig för klienter på fastighetens gemensamma nätverk samt via Internet. Därigenom kan operatörer arbeta flexibelt och effektivt utan att vara bundna till den centrala visualiseringsdatorn. Den förutnämnda databasen tjänar även som lagringsplats av historiska data för trendanalys och kostnadsdistribution. 9.4 Säkerhet För att uppnå säkerhet på stamnätet är detta uppdelat i olika VLAN-kanaler baserat på säkerhetsklasser. Men för att fastighetsautomationssystemet skall fungera som tänkt måste vissa noder ha tillgång till trafik i ett flertal säkerhetsklasser och VLAN-kanaler. Dessa noder är respektive delsystems gränssnittsserver och server innehållande databas samt visualiseringsdator. Följaktligen måste mekanismer finnas för att låta nämnda noder kommunicera med varandra och komma åt behövlig data på olika VLAN-kanaler. Berörda noder skyddas bakom en gemensam brandvägg. Webbservern placeras mellan två brandväggar en som angränsar till Internetförbindelse och en som angränsar till fastighetens stamnät. Se bilaga ett för en illustration av kommunikationen inom styr- och övervakningssystemet.
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 13(14) 10 Systemintegration och ansvarsavgränsning För att samordna installation av nätverk och anslutning av olika delsystem och tjänster ansvarar en systemintegrerare. Efter uppdelning av tjänster i olika delsystem ges denne ett övergripande ansvar för att stamnät och spridningsnät följer uppställda riktlinjer. Även ett övergripande ansvar över de delsystem som skall anslutas antas. Således är systemintegrerare ytterst ansvarig för det totala systemets funktion och efterföljandet av ställda krav. Angående installation, driftsättning och funktionstillsyn av olika system gäller följande ansvarsområden: En entreprenör ansvarar för ett delsystem, som kan omfatta ett flertal av de nämnda tjänsterna. Avgränsning av delsystemsansvar är likställt med överlämningspunkt till gemensamt stamnät eller spridningsnät och beror således på vilket kommunikationsalternativ som följts. Ansvar innebär att, inom avgränsning, säkerställa komplett funktionalitet hos delsystemet. Vidare, skall entreprenör följa systemintegrerares anvisningar angående angränsning till gemensamt nätverk. Det gemensamma stamnätet, spridningsnäten och aktiv utrustning för dessa, samt anslutning till extern kommunikationsinfrastruktur utgör ett ansvarsområde. Ansvar innebär att komplett funktionalitet hos nämnda delar skall säkerställas. Vidare, skall ansvarig entreprenör följa systemintegrerares anvisningar för installation och konfiguration. Systemintegrerare ansvarar för installation och koppling till gemensamt styr- och övervakningssystem. Systemintegrerare ansvarar även för konfigurationen av detta system. 10.1 Ansvar för styr- och övervakningssystem tillhörande delsystem I ansvaret för respektive delsystem ingår att tillhandahålla: Programvaror för programmering av systemet Underlag för upprättandet av visualiseringsbilder och funktionsbeskrivningar En fungerande server för delsystemet som implementerar specificerade funktioner i det gemensamma mjukvarugränssnittet Fullständig dokumentation över delsystemet i pappers- och digital form 10.2 Placering av entreprenörers utrustning Vad gäller placering av olika entreprenörers utrustning, skall denna så långt som möjligt inhysas i gemensamma låsbara utrymmen. Upprättandet av utrymmen skall återspegla den generella strukturen hos installationssystem. Således skall strategiskt placerade utrymmen skapas för exempelvis DUC:ar och PLC:er, I/O-enheter samt fältkomponenter. Systemintegrerare ansvarar för kartläggning av behov angående fysiskt utrymme samt lokalisering. Denna samordnar även placering av utrustning. Systemintegrerare godkänner också vid trängande behov upprättandet av delsystemsprivata utrustningsutrymmen. Vid korskopplingspunkt för spridningsnät installeras låsbara skåp för utrustning och korskoppling tillhörande delsystem som följer kommunikationsalternativ i) eller ii) och därmed använder gemensamt spridningsnät.
Integrated Services, Communication Systems Design 2003 14(14) Bilaga 1: Illustration av kommunikation inom övervakningssystem Visualiseringsdator, utgör klient till gränssnittsservrar Gränssnittsservrar för respektive delsystem Databasserver, utgör klient till gränssnittsservrar Avskilt övervakningsnät Brandvägg Webbserver Förbindelser till lokala korskopplingar Stamnät Brandvägg Brandvägg Internet Figur 2. De centrala delarna av styr- och övervakningssystemet behöver tillgång till data på ett flertal VLANkanaler. Därför skyddas dessa delar bakom en egen brandvägg. Respektive delsystems gränssnittsserver kan kommunicera med andra gränssnittsservrar och utbyta information. Visualiseringsdatorn och databasservern är klienter som hämtar data ifrån de olika gränssnittsservrarna. Webbservern hämtar data från databasservern och ansluter dels till stamnätet via en brandvägg och dels till Internet via en annan brandvägg.