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.

На сжатие кадра влияют:

• примененные видеокодеки,
• степень активности движения в кадре.

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.