Как не утонуть в потоке данных IP-видеонаблюдения

Вы когда-нибудь задумывались, сколько данных генерирует одна камера видеонаблюдения? Это как если бы каждую секунду снимать фильм, где главные герои — пиксели и кадры. А теперь представьте целую армию таких камер, которые дружно создают огромный поток информации, мчащийся по проводам вашей сети. Хотите понять, как не забуксовать в этом цифровом потоке? Отлично, сегодня мы расскажем, как правильно рассчитать пропускную способность сети для IP-камер, какие кодеки помогут сэкономить место, а какие — порадуют глаз качеством, и как всё это объединить в одну систему без сбоев.

Что влияет на поток данных от камер

Начнём с главного — поток данных, или скорость передачи видео с камер в вашу сеть. Он зависит от трёх китов: разрешения камеры, частоты кадров и кодека сжатия. Представьте, что камера — это художник, который рисует кадры; разрешение — размер холста, частота кадров — сколько картин он рисует в секунду, а кодек — умелый галерист, который решает, как компактно упаковать работы, чтобы их можно было быстро отправить по почте.

Именно перемножение размера кадра (ширина × высота × глубина цвета), частоты кадров и коэффициента сжатия даёт нам итоговый поток. Если глубина цвета — это сколько битов уходит на один пиксель (например, 24 бита — для цветного изображения с 16 миллионами оттенков), то размер кадра можно представить как коробку, в которую мы складываем пиксели.

Кодеки — мастера сжатия или диктаторы качества

Существует два популярных типа кодеков: MJPEG и H.264. Если бы они были героями в кино, MJPEG — это шутник, который берёт каждый кадр и упаковывает его по отдельности, не скупясь на качество. А H.264 — серьезный стратег, который сжимает только отличающиеся части между кадрами, экономя силы и место.

MJPEG

• Каждый кадр сжат независимо (внутрикадровое сжатие).
• Отличное качество изображения.
• Большой поток данных — нагрузка на сеть растёт как на дрожжах.
• Требует много места для хранения архива.
• Отлично подходит для мест, где нужен просмотр видео с максимальной детализацией: торговые центры, метро, публичные места.

H.264

• Межкадровое сжатие — сжимает только изменения между кадрами.
• Значительно меньший поток данных.
• Высокие требования к процессору.
• Позволяет хранить архивы дольше, экономя дисковое пространство.
• Используется там, где важна экономия ресурсов и не требуется просмотр каждого пикселя.

Вот небольшой сравнительный столик для ясности:

Как рассчитать пропускную способность сети

Не хотите, чтобы видеопотоки превратились в пробку на вашей сети? Тогда нужно рассчитать, сколько данных будет лететь в секунду. Формула не для гениев математики, обещаю, она простая:

Пропускная способность = (Поток одной камеры) × (Количество камер) + (Поток с других устройств)

Где поток одной камеры = Размер кадра × Частота кадров × Коэффициент сжатия.

Например, камера с разрешением 1920×1080 (Full HD), глубиной цвета 24 бита, частотой 25 кадров в секунду и кодеком H.264 может создавать поток около 4 Мбит/сек. Умножаем на количество камер — и получаем общий поток.

Не забывайте, что в вашей сети есть и другие пользователи — почта, 1С, интернет и даже голосовой трафик! Каждый подключённый Ethernet-устройство может урезать вашу полосу на 100 Мбит/сек, так что всегда держите небольшой запас прочности.

Что можно сделать, чтобы не разориться на железе и не утонуть в данных

Вот несколько хитростей, которые помогут вам и вашему бюджету выжить в мире IP-видеонаблюдения:

• Уменьшить частоту кадров. Если 25 кадров в секунду кажется вам излишним, можно снизить до 15-10, особенно если движение в кадре малоактивное.
• Повысить степень сжатия. Это как упаковка подарков — можно сжать плотнее, но иногда коробка может помяться (артефакты на видео).
• Выделить отдельную сеть для видеонаблюдения. Это как выделить отдельную полосу на дороге для автобусов — никакие другие приложения не будут мешать.
• Использовать VLAN и QoS. Сетевые технологии помогут управлять трафиком, чтобы важные данные шли без задержек.
• Надёжная защита. IP-видеонаблюдение — это дверь в ваш дом, только цифровая. Не оставляйте её открытой! Используйте сложные пароли и защиту от хакеров.

Почему важен выбор камеры

Всё начинается с выбора камеры. Разрешение, частота кадров, глубина цвета — именно эти параметры влияют на размер кадра и поток данных. Чем выше разрешение — тем больше информации нужно передать. Но не всегда высокая детализация нужна на каждом объекте. Например, для охраны склада подойдёт камера с разрешением 720p и частотой 15 кадров в секунду. А вот для контроля общественных мест или торговых центров стоит вложиться в камеры с Full HD и MJPEG, чтобы рассмотреть мельчайшие детали.

Итоговый чек-лист для расчёта пропускной способности сети

Забавный пример из жизни

Представьте, что ваши камеры — это писатели, которые строчат романы на разных языках (кодеках). MJPEG — это писатель, который пишет каждый абзац подробно и красиво, не пропуская ни слова. А H.264 — хитрый редактор, который выкидывает повторяющиеся предложения и оставляет только суть. Ваша сеть — почтовая служба, которая должна доставить все эти романы вовремя. Если писателей много, а почта узкая — письма начнут задерживаться. Чтобы этого не произошло, нужно либо сократить количество страниц (снизить качество или частоту кадров), либо улучшить работу почты (увеличить пропускную способность).

Вот так, без скучных терминов и формул, мы разобрались, как правильно выбрать и настроить IP-видеонаблюдение, чтобы ваш поток данных не превратился в шторм. Включайте камеры, выбирайте кодеки и берегите свою сеть — пусть ваши пиксели будут в радость!