Kalkulačka šířky pásma CCTV

Matematika šířky pásma každé IP kamery

Šířka pásma na kameru je součinem pěti faktorů: základní hodnoty rozlišení a snímkové frekvence, efektivity kodeku, struktury skupiny snímků, složitosti scény a režimu řízení přenosové frekvence. Výrobci uvádějí jedinou hodnotu CBR, která se téměř nikdy neshoduje s datovým tokem, který uvidíte v praxi – hodnota uvedená ve specifikacích je maximum z laboratoře při střední složitosti scény, 2sekundovém intervalu I-snímku a 30 fps. Reálné instalace běží na 0,4× až 1,6× tohoto čísla v závislosti na konfiguraci.

Základní poměr rozlišení a snímkové frekvence se zhruba lineárně škáluje s počtem pixelů i snímkovou frekvencí. 4MP kamera při 30 fps s kodekem H.264 obvykle dosahuje rychlosti kolem 8 Mbps . Zdvojnásobení snímkové frekvence na 60 fps zdvojnásobí datový tok. Čtyřnásobení pixelů na 16 MP zčtyřnásobí datový tok. Toto je spodní hranice – kodek a komprese s ohledem na obsah ji snižují.

Účinnost kodeku v porovnání s H.264 je největším ukazatelem. H.265 (HEVC) dosahuje zhruba 50 % šířky pásma H.264 při stejné percepční kvalitě díky lepší intra-predikci, větším kódovacím jednotkám a asymetrickému dělení pohybu. H.265 + – rozšíření dynamické ROI od Hikvision a Dahua – snižuje dalších 20–40 % na CCTV se statickými kamerami potlačením kódování vektoru pohybu v neměnných oblastech pozadí. AV1 dosahuje zhruba 35 % základní úrovně H.264 , ale od roku 2026 je u IP kamer vzácný; očekává se, že se od roku 2027 objeví v aktualizacích čipsetů.

Struktura GOP – kadence plných I-snímků mezi predikovanými P/B snímky – je důležitá, protože I-snímky jsou 5–10× větší než P-snímky. Interval I-snímku 1 s při 25 fps umístí jeden I-snímek na každých 25 snímků; interval 5 s umístí jeden na každých 125 snímků. Zkrácení intervalu I-snímku na polovinu zhruba zvyšuje průměrnou bitovou rychlost o 40–60 %. Nevýhodou je citlivost vyhledávání v časové ose přehrávání VMS: kratší GOP umožňují vyhledávání s přesností na snímky, ale zatěžují síť a úložiště.

Složitost scény je proměnná, se kterou nikdo nepočítaje. Díky variabilní bitové rychlosti (VBR) – výchozímu nastavení každé moderní IP kamery – může statické parkoviště ve 3:00 běžet na 0,4× jmenovité bitové rychlosti, zatímco rušný dopravní uzel v dopravní špičce běží na 1,6–2× jmenovité. Přechody osvětlení (úsvit, soumrak, slunečno-oblačno) spouštějí krátké výkyvy bitové rychlosti, protože kodér znovu sestavuje referenční snímky. Dvě identické kamery v různých prostředích mohou za měsíc vyprodukovat 3× odlišné úložné a šířkové pásmo.

Režim s řízením rychlosti – VBR vs. CBR vs. constrained-VBR – je poslední možností. CBR je vhodnější, když je šířka pásma omezená, protože vrcholy jsou ohraničené, ale plýtvá účinností komprese u tichých scén. VBR je výchozí nastavení pro nasazení citlivá na úložiště. Constrained-VBR nastavuje cílový průměr i maximální limit, což nabízí to nejlepší z obou světů na úkor složitější konfigurace kodéru.

Jak používat tuto kalkulačku šířky pásma

1. Zadejte počet a rozlišení kamer. Vyberte počet kamer, které budou současně streamovat do NVR nebo VMS. Rozlišení je nativní počet megapixelů senzoru kamery – to je dominantní faktor ovlivňující šířku pásma.
2. Nastavte snímkovou frekvenci a kodek. Většina CCTV systémů běží s frekvencí 15–25 fps; pro zajištění ANPR a dostupnosti pro řízení přístupu zvyšte frekvenci na 30 fps. Vyberte kodek, který váš VMS skutečně dekóduje – H.265 je nyní téměř univerzální, H.265 + vyžaduje dekódovací cesty podporující Hikvision / Dahua .
3. Poctivě si vyberte složitost scény. Nenastavujte pro všechno standardně střední hodnotu. Dálniční kamera namontovaná na sloupu v noci je statická. Obchodní plocha ve 14:00 je střední. Nástupiště v 8:30 je složité. Rozsah výkyvů z 0,6× na 1,6× mění vaše rozhodnutí o velikosti spínače.
4. Přečtěte si tři výsledkové karty. Výběr portu PoE přepínače pro každou kameru Mbps . Celková propustnost uplinku přepínače a zápisu NVR Mbps . Karta doporučení uplinku udává prahovou hodnotu saturace 1 Gbps , abyste mohli naplánovat distribuovanou architekturu NVR dříve, než se instalace pokazí.

Pracovaný příklad: Maloobchodní prodejna se 16 kamerami

Prodejna módního zboží o rozloze 600 m² potřebuje 16 kamer: 4× 4MP turret pokrývající prodejní plochu, 6× 4MP bullet kamer pro uličky a chodby šaten, 4× 8MP rybí oko u vchodů a pokladen a 2× 4MP IR bullet kamer pro zázemí a nakládací rampu. Nahrávání je 25 fps, H.265 , 2s I-frame interval, bez zvuku.

4MP kamery s rozlišením H.265 a střední složitostí 25 fps dosahují rychlosti zhruba 8 × 0,83 (fps stupnice) × 0,5 (kodek) × 1,0 (scéna) ≈ 3,3 Mbps každá. 8MP kamery typu rybí oko dosahují rychlosti zhruba 16 × 0,83 × 0,5 × 1,0 ≈ 6,6 Mbps každá. Celkem: 12 × 3,3 + 4 × 6,6 ≈ 39,6 + 26,4 ≈ 66 Mbps . Dvě zadní kamery s statickou noční složitostí klesají na 0,6× = 2 Mbps každá. Celkové nepřetržité zatížení sítě ≈ 70 Mbps .

70 Mbps je pohodlných na uplinku 1 Gbps s přepínače – pod 10% saturací. Ale špičkové okamžité zatížení, když všech 16 kamer vysílá I-snímek ve stejném 40ms okně, může překročit 200 Mbps . 1 Gbps s trunk si s tím snadno poradí; 100 Mbps trunk by ztrácel snímky. Důležitá je také velikost PoE přepínačů: 16× 4 MP turret s typickým rozpočtem PoE 6-9 W potřebují v zimě agregát ~120 W plus dome ohřívače – minimum je 24portový 1 Gbps PoE+ přepínač s rozpočtem 250 W.

Přepnutí stejné instalace na H.265 + Smart Codec sníží celkovou rychlost na přibližně 42 Mbps – což je významné pro scénáře vzdáleného sledování, kdy ústředí obchodu stahuje živé streamy přes jedno optické připojení s rychlostí 100 Mbps . Přepnutí zpět na H.264 ji zvýší na přibližně 130 Mbps a začne vyvíjet tlak na 1 Gbps uplink přepínače během oken pro více streamů.

Časté chyby při plánování šířky pásma

• Velikost pro průměr, ne pro vrchol. Agregovaný průměr je pro úložiště dostatečný. Pro propustnost uplinku přepínače a zápisu NVR naplánujte 2–3× průměr, abyste absorbovali dávky I-snímků při synchronizaci mnoha kamer.
• Důvěra v datový tok datového listu jako v evangelium. Údaje v datovém listu předpokládají CBR při střední složitosti, 2s I-snímku, 30 fps. Vaše skutečná instalace VBR může běžet s rychlostí 0,4× nebo 1,6× v závislosti na scéně a konfiguraci.
• Ignorování architektur s dvojitým streamem. Klienti VMS načítají druhý stream s nízkým rozlišením pro zobrazení na živé zdi. Každá kamera vysílá dva simultánní streamy, nikoli jeden. Přidejte sekundární stream (obvykle 0,5–1 Mbps ) do svého agregátu.
• Zapomínám na nahrávání pro vzdálené sledování. Živý přenos z externího místa využívá upload od vašeho poskytovatele internetových služeb, nikoli z vaší lokální sítě (LAN). Interní zátěž s rychlostí 70 Mbps může vyžadovat upload pouze 5–10 Mbps , pokud je vzdálené sledování vzácné a má omezenou rychlost, ale 70 Mbps pokud je nepřetržité do sítě NOC.
• Míchání H.265 + s nepodporujícím VMS. Pokud váš VMS nativně nedekóduje H.265 +, kamera nebo NVR při odchozím signálu překóduje do H.265 a vy ztratíte úsporu šířky pásma. Než se při dimenzování spoléháte na H.265 +, ověřte podporu dekodéru.

Pokračovat ve čtení