Калькулятор трафика IP-камер
При построении сети для систем IP-видеонаблюдения одним из важных показателей сети является величина максимального потока, создаваемого всеми видеокамерами системы. Величина потока каждой камеры зависит от ее разрешающей способности, от используемых кодеков сжатия, выбранной частоты кадров, интенсивности движения в поле зрения камеры.
Данные параметры зависят от назначения системы видеонаблюдения, в соответствии с которым производится выбор камер.
Для расчета пропускной способности локальной сети видеонаблюдения в нашем калькуляторе используется формула:
(скорость потока) * (количество камер) + (поток с других устройств)
В экспертном режиме вы можете задать гибкие настройки подключаемых камер. В простом режиме, вы задаете только количество камер и их разрешение. По умолчанию принимаются самые распространенные настройки: кодек H.264, средняя активность в кадре и частота 25 кадров/сек.
Скорость потока зависит от:
- разрешения камеры,
- степени сжатия видео (используемого кодека сжатия),
- прогнозируемого уровня активности движения в кадре (будет камера установлена в коридорах торгового центра, или смотреть на вход склада временного хранения),
- частоты кадров в потоке.
Зная разрешение камеры, мы можем определить размер несжатого кадра. Размер несжатого кадра — это произведение ширины и высоты изображения в пикселях, умноженное на глубину цвета. Размер кадра не зависит от того, что изображено в кадре, т.е. размер файла без сжатия будет одинаков для любого изображения Глубина цвета задаётся количеством битов, используемым для кодирования цвета точки. Для кодирования черно-белого изображения используется 1 бит (2^1 = 2 цвета), для 16 цветов — 4 бит (2^4 = 16 цветов), для 256 цветов – 8 бит (2^8 = 256 цветов), для 16 миллионов цветов — 24 бита (2^8 = 256 различных вариантов представления цвета для каждого канала (256×256×256=16 777 216 цветов). Современные IP видеокамеры отображают изображение с глубиной 24 бита.
Влияние активности на степень сжатия видео представлено в виде теоретических расчетов и может не совпадать с реальными показателями.
Что касается кодеков сжатия, то их можно поделить на два типа:
- покадровые — выполняющие сжатие каждого кадра (MJPEG, JPEG2000),
- межкадровые — выполняющие сжатие последовательности изображений – кадров (H.264, MPEG4, Motion Wavelet, MxPEG).
В IP камерах в настоящий момент преимущественно используются два типа кодека H.264 и MJPEG.
MJPEG — это формат покадрового типа для цифровой фотосъемки, где каждый кадр сжимается индивидуально (внутрикадровое сжатие) и обеспечивает хорошее качество изображения. Для формата сжатия MJPEG не требуется высокой производительности процессора, поэтому он с успехом используется для видеонаблюдения. Но такой формат имеет значимый минус — поток с камеры будет существенным, использование такого формата для записи может привести к значительной нагрузке на сеть, а также глубина архива от IP камер будет не большой и для его расширения придется использовать огромные дисковые хранилища. Тем не менее, использование кодека MJPEG актуально в тех случаях, где есть необходимость на рабочих станциях просматривать полные кадры без сжатия в лучшем качестве. К примеру, это могут быть такие объекты как общественных места, метрополитен, торговые комплексы и места с массовым скоплением людей. В общем, там, где стоит задача просматривать видео в лучшем качестве и высокой детализации объектов.
В кодеке H.264 (межкадрового типа) в кадре выделяются только движущиеся объекты, и информация о них и кодируется. Полное изображение передается только через заданные промежутки в качестве опорного кадра. H.264 позволяет формировать высококачественный видеосигнал со значительно меньшим цифровым потоком, чем MJPEG, но при этом требования к производительности процессора весьма высоки. Из-за ресурсоемкого процесса обработки кодека H.264 на отображение, его рекомендуется использовать для записи архива. При этом нагрузка на процессор минимальна, а глубина архива может быть увеличена в разы. Тем не менее для отображения данный кодек можно применять на объектах, где не стоит задачи по слежению и нет необходимости рассматривать детальную картинку от камер. Из-за низкого цифрового потока с IP камер кодек H.264 не нагружает сеть между рабочими станциями мониторинга и сервером, что тоже немаловажно для объектов с существенным количеством камер.
Скорость потока определяется путем перемножения размера одного кадра изображения, частоты кадров в потоке и коэффициента сжатия.
При расчете пропускной способности локальной сети, также возьмите во внимание, что нагрузка может быть выше за счет других приложений, таких как данные компьютера: почта, 1c, работа с файлами на сетевых ресурсах, интернет, голосовой IP трафик и многое другое. Поэтому можно учитывать, что каждое полноценное Ethernet устройство, подключенное к сети видеонаблюдения по протоколу FAST ETHERNET, будет сужать канал передачи данных максимально на 100 Мбит/сек.
Калькулятор расчета конфигурации системы видеонаблюдения
Если вам необходимо подобрать сервер для системы видеонаблюдения и вы незнаете какие параметры нужны, воспользуйтесь данным калькулятором для примерной оценки. Параметр «Ширина канала» отражает требования к каналу только для получения данных сервером. Фактические требования к ширине канала зависят от количества клиентских компьютеров и количества отображаемых на них одновременно камер. Например, если требуется предоставлять доступ одному клиенту для просмотра видео со всех камер одновременно без понижения частоты кадров, то данное значение стоит удвоить. Детектор движения «Сервер, HS» означает использование высокоскоростного серверного детектора движения с прореживанием кадров. Данный детектор обладает меньшей точностью обнаружения, но повышенной производительностью. Использование детектора «Сервер» увеличит нагрузку на системные ресурсы, но обеспечит большую точность детекции. Детектор «Камера» означает использование встроенного в камеры детектора движения и позволяет перенести вычислительную нагрузку с компьютера на камеры. Рекомендуется настроить получение двух потоков с каждой камеры — это позволит использовать для анализа второй поток, тем самым снизив нагрузку на процессор сервера. Также, второй поток будет автоматически отображаться на клиентских машинах в тех ситуациях, когда это позволит снизить нагрузку без потери качества отображения.
| Количество камер / потоков | Формат сжатия | Разрешение | Кадров в сек. | Качество видео | Детектор движения | Запись в сутки, час. | Хранить архив, дни |
|---|
Требования к скорости интернет-канала и потребление трафика
Управляя этими тремя параметрами, вы можете подобрать оптимальный баланс между качеством изображения и потреблением трафика.
При частоте 25 кадров/сек для указанных вариантов стандартного разрешения и качества изображения (степени сжатия) требования к интернет-каналу для одной камеры будут следующие:
| Разрешение \ Качество изображения | Рекомендуемая скорость |
| 1280х720 (1Mpx) /25к/с | 1 Мбит/с |
| 1920×1080 (2Mpx) /25к/с | 2 Мбит/с |
| 2048×1536 (3Mpx) /25к/с | 2-3 Мбит/с |
| 2592×1728 (4Mpx) /25к/с | 4 Мбит/с |
*Приведенные данные носят рекомендательный характер
Для уменьшения нагрузки на Интернет-канал вы можете уменьшить частоту кадров (например, с 25 до 20 кадров в секунду)
Стоит учитывать, что камера потребляет интернет-трафик только при просмотре онлайн-видео, записи архива в облако и срабатывании детектора движения или звука с сохранением событий в облаке.
Когда видео с камер не запрашивается и запись в облако не ведется, трафик составляет менее 1Мб в неделю (обмен служебной информацией вашего сервера с нашими дата-центрами).
Ниже приведены примерные данные по трафику от камеры:
| Разрешение | Битрейт | Трафик от камеры при постоянной записи/просмотре | ||||
| 1ч. | 4ч. | 8ч. | 12ч. | 24ч. | ||
| 1280х720 | 1532 | 0.675Гб | 2.7Гб | 5.4Гб | 8.1Гб | 16.2Гб |
| 1920х1080 | 2048 | 0.9Гб | 3.6Гб | 7.2Гб | 10.8Гб | 21.6Гб |
| 2048х1536 | 3072 | 1.4Гб | 5.4Гб | 10.8Гб | 16.2Гб | 32.4Гб |
| 2592х1728 | 4096 | 1.8Гб | 7.2Гб | 14.4Гб | 21.6Гб | 43.2Гб |