Calculateur de bande passante pour vidéosurveillance

Le calcul de la bande passante derrière chaque caméra IP

La bande passante par caméra dépend de cinq facteurs : la résolution brute, la fréquence d'images de base, l'efficacité du codec, la structure des GOP, la complexité de la scène et le mode de contrôle de débit. Les fiches techniques des fabricants indiquent un taux de bande passante (CBR) unique qui ne correspond presque jamais au débit réel. La valeur indiquée correspond à un débit maximal obtenu en laboratoire, dans des conditions contrôlées, avec une complexité de scène moyenne, un intervalle entre les images de 2 secondes et une fréquence d'images de 30 images par seconde. En pratique, le débit est entre 0,4 et 1,6 fois supérieur, selon la configuration.

La relation de base entre la résolution et la fréquence d'images évolue de façon quasi linéaire avec le nombre de pixels et la fréquence d'images. Un appareil photo de 4 mégapixels à 30 images par seconde utilisant H.264 atteint généralement un débit d'environ 8 Mbps . Doubler la fréquence d'images à 60 images par seconde double le débit. Quadrupler le nombre de pixels à 16 mégapixels quadruple également le débit. Il s'agit du débit minimal ; la compression adaptative au codec et au contenu le réduit progressivement.

L'efficacité du codec par rapport au H.264 est le principal levier d'amélioration. H.265 (HEVC) atteint environ 50 % de la bande passante du H.264 pour une qualité perçue équivalente, grâce à une meilleure prédiction intra, des unités de codage plus grandes et un partitionnement asymétrique du mouvement. H.265 + (extension ROI dynamique de Hikvision et Dahua ) réduit encore la bande passante de 20 à 40 % sur les systèmes de vidéosurveillance à caméras fixes en supprimant l'encodage des vecteurs de mouvement dans les zones d'arrière-plan immobiles. L'AV1 atteint environ 35 % des performances de base H.264 , mais reste rare sur les caméras IP en 2026 ; son apparition est prévue dans les mises à jour de puces à partir de 2027.

La structure des GOP (la cadence des images I complètes parmi les images P/B prédites) est importante car les images I sont 5 à 10 fois plus longues que les images P. Un intervalle d'une seconde entre les images I à 25 images/seconde place une image I toutes les 25 images ; un intervalle de 5 secondes en place une toutes les 125 images. Réduire de moitié l'intervalle entre les images I augmente le débit binaire moyen d'environ 40 à 60 %. Le compromis réside dans la réactivité de la recherche dans la chronologie de lecture VMS : des GOP plus courts permettent une recherche précise à l'image près, mais au détriment du réseau et du stockage.

La complexité de la scène est une variable que personne ne prend en compte. Avec le débit binaire variable (VBR) – activé par défaut sur toutes les caméras IP modernes – un parking statique à 3 h du matin peut fonctionner à 0,4 fois le débit binaire nominal, tandis qu'une gare très fréquentée aux heures de pointe peut atteindre 1,6 à 2 fois ce débit. Les variations de luminosité (aube, crépuscule, passage du soleil aux nuages) provoquent de brèves fluctuations du débit binaire pendant que l'encodeur reconstruit les images de référence. Deux caméras identiques, installées dans des environnements différents, peuvent ainsi générer des besoins de stockage et de bande passante trois fois supérieurs sur un mois.

Le mode de contrôle de débit (VBR, CBR ou VBR contraint) est le dernier levier. Le CBR est préférable lorsque la bande passante est limitée car les pics de débit sont limités, mais il gaspille de l'efficacité de compression sur les scènes calmes. Le VBR est le mode par défaut pour les déploiements où l'espace de stockage est limité. Le VBR contraint définit à la fois une moyenne cible et une limite maximale, offrant ainsi le meilleur des deux mondes au prix d'une configuration d'encodeur plus complexe.

Comment utiliser ce calculateur de bande passante

1. Saisissez le nombre de caméras et leur résolution. Choisissez le nombre de caméras qui diffusent simultanément vers le NVR ou le VMS. La résolution correspond au nombre de mégapixels natif du capteur de la caméra ; c’est le principal facteur consommant de la bande passante.
2. Définir la fréquence d'images et le codec. La plupart des systèmes de vidéosurveillance fonctionnent à 15-25 images par seconde ; passez à 30 images par seconde pour la lecture automatique des plaques d'immatriculation (LAPI) et le contrôle d'accès. Choisissez le codec que votre système de gestion vidéo (VMS) décode : H.265 est désormais quasi universel, tandis H.265 + nécessite des chemins de décodage compatibles avec Hikvision / Dahua .
3. Choisissez honnêtement la complexité de la scène. N'utilisez pas systématiquement le niveau de difficulté moyen. Une caméra routière fixée sur un poteau la nuit est considérée comme statique. Un magasin à 14 h est considéré comme de difficulté moyenne. Un quai de gare à 8 h 30 est considéré comme complexe. Une variation de 0,6× à 1,6× influence le dimensionnement de votre aiguillage.
4. Lisez les trois fiches de résultats. Le débit Mbps par caméra détermine le choix du port du commutateur PoE . Le débit total Mbps détermine le débit montant du commutateur et le débit d'écriture NVR . La fiche de recommandation pour la liaison montante indique le seuil de saturation de 1 Gbps afin que vous puissiez planifier une architecture NVR distribuée avant que des problèmes ne surviennent lors de l'installation.

Exemple concret : magasin de détail de 16 caméras

Un magasin de prêt-à-porter de 600 m² nécessite un système de 16 caméras : 4 caméras turret de 4 MP couvrant la surface de vente, 6 caméras bullet de 4 MP pour les allées et les couloirs des cabines d’essayage, 4 caméras fisheye de 8 MP aux entrées et aux caisses, et 2 caméras bullet IR de 4 MP pour les réserves et le quai de chargement. L’enregistrement se fait à 25 images/seconde, H.265 , avec un intervalle d’images de 2 secondes et sans audio.

Les caméras 4 MP en H.265 à 25 ips (complexité moyenne) consomment chacune environ 3,3 Mbps (8 × 0,83 [fréquence d'images] × 0,5 [codec] × 1 [scène] ≈ 3,3 Mbit/s). Les caméras fisheye 8 MP consomment chacune environ 6,6 Mbit/s (16 × 0,83 × 0,5 × 1 [scène] ≈ 6,6 Mbps /s). Débit total : 12 × 3,3 + 4 × 6,6 ≈ 39,6 + 26,4 ≈ 66 Mbps . Les deux caméras de surveillance nocturnes (configuration statique) consomment chacune 2 Mbps ). Charge réseau continue totale : ≈ 70 Mbps .

Un débit de 70 Mbps est confortable sur une liaison montante d'un commutateur 1 Gbps (saturation inférieure à 10 %). Cependant, la charge instantanée maximale, lorsque les 16 caméras émettent simultanément une image I (image I) dans un intervalle de 40 ms, peut dépasser 200 Mbps . Une liaison agrégée 1 Gbps supporte aisément cette charge ; une liaison agrégée 100 Mbps entraînerait des pertes d'images. Le dimensionnement du commutateur PoE est également crucial : 16 turret de 4 MP, avec une consommation PoE typique de 6 à 9 W, nécessitent environ 120 W de puissance cumulée, auxquels s'ajoutent les dome chauffantes en hiver. Un commutateur PoE+ 24 ports 1 Gbps avec une consommation de 250 W est le minimum requis.

Passer à la configuration H.265 + Smart Codec pour cette même installation fait chuter le débit global à environ 42 Mbps , ce qui est problématique pour la visualisation à distance où le siège du magasin reçoit les flux en direct via une liaison fibre optique unique de 100 Mbps . Revenir à la configuration H.264 remonte le débit à environ 130 Mbps et commence à solliciter la liaison montante du commutateur de 1 Gbps lors des sessions de visionnage multi-flux.

Erreurs courantes de planification de la bande passante

• Dimensionnement pour une moyenne, pas pour une pointe. La moyenne agrégée convient pour le stockage. Pour la liaison montante du commutateur et le débit d'écriture NVR , prévoyez 2 à 3 fois la moyenne afin d'absorber les pics d'images I lors de la synchronisation de nombreuses caméras.
• Se fier aveuglément au débit binaire indiqué dans les données techniques. Les données de la fiche technique supposent un rendu CBR de complexité moyenne, avec des images clés de 2 s et une fréquence d'images de 30 ips. Votre installation VBR réelle peut fonctionner à 0,4× ou 1,6× selon la scène et la configuration.
• Architectures à double flux ignorées. Les clients VMS récupèrent un second flux basse résolution pour l'affichage mural en direct. Chaque caméra émet deux flux simultanés, et non un seul. Ajoutez le flux secondaire (généralement de 0,5 à 1 Mbps ) à votre flux agrégé.
• Oubli du téléchargement de la visualisation à distance. La visualisation en direct à distance utilise la bande passante montante de votre FAI, et non celle de votre réseau local. Un réseau interne de 70 Mbps s peut ne nécessiter que 5 à 10 Mbps s en bande passante montante si la visualisation à distance est occasionnelle et limitée en débit, mais 70 Mbps si la connexion est continue vers un centre d'opérations réseau (NOC).
• Mélanger H.265 + avec un VMS non compatible. Si votre système de gestion vidéo (VMS) ne prend pas en charge nativement le décodage H.265 +, la caméra ou NVR réencode le flux en H.265 à la sortie, ce qui entraîne une perte de bande passante. Vérifiez la compatibilité du décodeur avant d'utiliser H.265 + dans vos calculs de dimensionnement.

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