پهنای باند دوربین مداربسته شبکه

لینک محاسبه ی عملی پهنای باند با توجه به تعداد دوربین مداربسته

پهنای باند دوربین شبکه , یکی از موضوعات اصلی مورد نیاز برای نصب دوربین مداربسته ip می باشد .

مقدمه :

در محاسبه پهنای باند دوربین مداربسته ip در یک پروژه نیازمند دقت و طراحی شبکه میباشد به طور مثال جایگزاری دوربین مداربسته در محیط داخلی یا خارجی با نورکم یا زیاد. بدون دقت در طراحی و نقشه دوربین مداربسته ip قطعا شما به مشگل در پهنای باند برخواهید خورد .

این مشگل باعث میشود تا بسته های ارسالی در خطوط شبکه یا گم بشوند یا از بین بروند که این امر باعث قطع و وصل شدن مداوم دوربین مداربسته ip و همچنین افت کیفیت میشود.

نحوه محاسیه پهنای باند دوربین مداربسته

همکار محترم جهت محاسیه پهنای باند دوربین مداربسته ای پی می توانید از لینک زیر استفاده کنید.

لینک محاسبه پهنای باند لطفا کلیک نماید.

درک مفهوم پهنای باند در شبکه کمی زمان بر و دشوار است , به طور کلی 6 عامل اصلی در پهنای باند عبارتند از :

1. فشرده سازی تصویر در دوربین مداربسته ip
2. انواع کیفیت تصویر دوربین مداربسته ip
3. پیچیدگی های تصویری در محیط نظارتی
4. Resolution دوربین مداربسته ip
5. فریم ریت Frame rate
6. تعداد دوربین مداربسته ip و تعداد کلاینت ها

مفهوم پهنای باند :

دوربین مداربسته ip یک جریانی از داده ها را ارسال میکند , این جریان ها شامل عکس,صدا,ویدیو,مولفه های کنترلی دوربین مداربسته ip هستند.

تعداد داده های (DATA) که در هر ثانیه قابل ارسال بر روی بستر شبکه هستند  پهنای باند نام میگیرد.

یک از واحد های اندازه گیری پهنای باند Mbit/s است,  که میتواند مقدار پهنای باند یک لینک شبکه را معرفی کند به طور مثال : 10Mbit/s اشاره به شبکه اترنت دارد , 100Mbit/s اشاره به شبکه Fast Ethernet , و 1,000Mbit/s اشاره به شبکه  Gigabit Ethernet دارد.

یکی دیگر از واحد های اندازه گیری پهنای باند MByte/s است که هر 8 بیت 1 بایت را شامل می شود .

به طور مثال :

 1Mbit/s = 1,000 Kbit/s = 125 Kbyte/s

 1Gbit/s = 1,000 Mbit/s = 125 MByte/s

دیتای خام یک دوربین مداربسته ip با رزولویشن  1920x 1080 تقریبا 1/49Gbit/s است , که با تبدیل آن به 178MByte/s میرسد .قطعا با این حجم زیاد اطلاعات حتی با استفاده از شبکه Gigabit Ethernet هم به مشگل پهنای باند بر خواهیم خورد پس نیاز به فشرده گزاری ویدیو یه امر واجب محسوب می شود.

1. فشرده سازی ویدیو در دوربین مداربسته ip :

دو متد اصلی در فشرده سازی ویدیو در دوربین مداربسته ip :

1 : LossLess

با استفاده از الگروتیم های فشرده سازی, کل فایل اصلی را فشرده می نماید .

مثال :

فشرده سازی .zip برای داده ها و .gif برای تصویر

2 : Lossy

با استفاده از الگوریتم فشرده سازی , تقریبا اطلاعتی از فایل اصلی ویدیو را فشرده می نماید .

مثال :

JPEG برای تصاویر , MP3 برای صدا , MJPEG  و H264 H264+ H265 H265+ در دوربین مداربسته

هدف از استفاده از فشرده سازی ویدیو در دوربین مداربسته :

سرعت و کاهش حجم برای ارسال داده ها

در دوربین مداربسته ip و AHD از فشرده سازی Motion JPEG(MJPEG) ,H264 ,H264+,H265,H265+ استفاده می شود.

فشرده سازی Motion JPEG  :

با قرار گیری متوالی چند عکس در کنار هم (سرعت بالا) شما میتوانید یک ویدیو بسازید. این نوع فشرده سازی بر روی تک تک فریم های ویدیو دوربین مداربسته ip شما فشرده سازی را اعمال میکند هر فریم تصویر را به صورت JPEG فشرده سازی می نماید. با این حال پهنای باند مصرفی این نوع فشرده سازی بسیار بالاست.

H264 :

H264 نیز MPEG-4 نیز نام میگردد یک نوع فشرده سازیست که در سال 2003 تحولی در فشرده سازی دوربین مداربسته ip و AHD ایجاد کرد.

 

VBR در دوربین مداربسته :

VBR(VARIABLE BITRATE) متدی است که می توان آن را در تمامی نوع های فشرده گزاری استفاده کرد تا فشرده سازی بهتری بر روی تصاویر (ویدیو ) های دوربین مداربسته ip اعمال کرد .

VBR چیست :

با استفاده از VBR شما به جریان فشرده سازی این اجازه را داده اید تا برای حفظ کیفیت تصاویر در موارد خاصی متغیر باشد.

برای مثال :

حفظ کیفیت تصویر (ویدیو ) دوربین مداربسته ip در مواردی که حرکتی اتفاق افتاده است بسیار مهم است, تا وقتی که هیچ حرکتی در نواحی مورد نظارت است.

معایب استفاده از VBR در دوربین مداربسته :

• مشگل در متغیر بودن پهنای باند مصرفی دوربین مداربسته ip در این روش

CBR در دوربین مداربسته :

CBR(CONSTANT BITRATE) ) متدی است که می توان آن را در تمامی نوع های فشرده گزاری استفاده کرد تا فشرده سازی بهتری بر روی تصاویر (ویدیو ) های دوربین مداربسته ip اعمال کرد .

CBR چیست :

CBR بر خلاف VBR پهنای باند ثابتی را به شما ارائه می دهد. نوع کیفیت دوربین مداربسته , نور , حرکت و… هیچ تاثیری بر پهنای باند مصرفی ندارد و همیشه پهنای باند مصرفی ثابتی را دارید.

معایب استفاده از CBR در دوربین مداربسته :

• فدا کردن کیفیت تصویر برای حفظ پهنای باند ثابت

مزایای استفاده CBR در دوربین مداربسته :

• امکان بررسی کامل و محاسبه ی دقیق میزان پهنای باند شبکه مورد نیاز در دوربین مداربسته ip

 

VBR یا CBR :

توصیه شرکت علم و صنعت به نصابان دوربین مداربسته ip در استفاه از VBR یا CBR این است که , نصب دوربین مداربسته ip در شبکه داخلی سازمانی یا کوچک که پهنای باند لازم در اختیار هست , برای حفظ کیفیت تصاویر دوربین مداربسته ip حتما از VBR استفاده کنید و اگر نیاز به کنترل پهنای باند مصرفی شبکه داشتید از CBR استفاده نمایید.

2. انواع کیفیت تصویر دوربین مداربسته ip

به تصاویر زیر در دوربین مداربسته بخاطر نوع ذخیره سازی و مصرف پهنای باند شبکه دقت نمایید :

 

در NVR های شرکت نایک ویژن ((NVR NikVision و سری nvr ها میتوانید VBR را در حالت های EXTRA High  – High – Normal – LOW – ExtraLow تنظیم نماید .

به تصاویر مربوطه در بالا که نگاه کنید تصویر اول با حفظ کیفیت بالای تصویر(EXTRA High ) به پهنای باند بالاتری نیاز پیدا کرده است , حال در تصویر دیگر با از بین بردن جزئیات تصویر و محو شدگی در تصویر(EXTRA Low )  به پهنای باند مصرفی کمتری رسیده است .

 

4. پیچیدگی های تصویری در دوربین مداربسته

محیطی ساده , حرکت کم , دیوار نقاشی شده و … قطعا دارای پیچیدگی کمتری در تصاویر دوربین مداربسته ip است , حال محیطی را فرض کنید با تردد بالا انسان , ماشین ,  حیوانات یا محیطی که برگ های درختان به علت وجود باد دائما در حال حرکت کردن هستند, در این صورت قطعا تصاویر دارای پیچیدگی در دوربین مداربسته ip هستند.

پیچیدگی تصویر در دوربین مداربسته :

وجود پیچیدگی در محیط نظارتی در دوربین مداربسته ip , باعث افزایش پهنای باند مصرفی در دوربین میشود , در این صورت شما در شبکه محلی خود به پهنای باند بیشتری نیاز پیدا خواهید کرد.

 

4. Resolution دوربین مداربسته ip

هر دوربین مداربسته از لنز تصویر تشکیل شده است . پیکسال های رزولیشن تصویر دوربین مداربسته از سمت چپ به راست  ,افقی  ( horizontal)نام دارد.

و پیکسال های رزولوشن تصویر دوربین مداربسته از سمت بالا به پایین , عمودی  ( vertical)نام گرفته شده است.

محاسبه پهنای باند و رزولوشن دوربین مداربسته :

نحوه محاسبه پهنای باند مورد نیاز در هنگام انتخاب انواع رزولویشن های تصاویر دوربین مداربسته ip به صورت زیر می باشد.

1. محاسبه دقیق پیکسل ها دوربین مداربسته :

حاصل ضرب حالت عمودی و افقی تصویر, تقسیم بر 1000000(یک میلیون) = مگاپیکسل

انتخاب حالت عادی 24 بیت برای رنگ RGB در دوربین مداربسته ip

مثال : روش محاسبه پهنای باند در دوربین مداربسته ip

640H * 480 (V) =307,200 pixel /1000000 = 0/3 MP * 24 bit = 7/2 Mbit/s

1920H * 1080 (V) = 2,073,600 pixel/1000000 = 2/0 MP * 24 bit = 48 Mbit/s

نتیجه گیری :

بنابراین رزولوشن تصویر 1920 * 1080 به میزان پهنای باند بیشتری نیاز دارد چرا که تصویر دارای پیکسل های بیشتری است و بخاطر همین امر کیفیت تصاویر ما بالاتر , وضوح بالاتر , رنگ بندی بهتر و… هست.

کیفیت تصویر در دوربین مداربسته ip  :

کیفت تصویر دوربین مداربسته ip  قطعا به رزولیشن تصویر بر نمیگردد چرا که عواملی دیگری نیز بر کیفیت وضوح تصویر در دوربین مداربسته تاثیر گذار است , ازقبیل :

• فاصله دوربین تا سوژه
• شرایط آب و هوایی (مثل گردو خاک, بارش باران یا برف و…)
• نوع عملکرد لنز دوربین مداربسته
• زوم آپتیک
• میزان نور محیط

نرم افزار نظارتی دوربین مداربسته نایک ویژن شرکت علم وصنعت :

یکی از امکانات نرم افزاری برای مانیتورینگ دوربین های مداربسته این شرکت , امکان انتخاب کیفیت بالای تصویر و انتخاب کیفیت پایین تصویر جهت حفظ پهنای باند شبکه  برای نمایش دوربین ها موجود است.

رزولوشن در انواع دوربین مداربسته ip :

در جدول زیر رزولوشن انواع دوربین های مداربسته ip رایج را میتوانید ببینید :

 

فرمت	Resolution /pixels	نسبت تصویر
QVGA	240 * 320	4:3
VGA	480 * 640	4:3
SVGA	600 * 800	4:3
1MP /720P	720 * 1280	16:9
2MP/1080P/Full HD	1080 * 1920	16:9
3MP QXGA	1536 * 2048	4:3
4MP WQHD	1440 * 2560	16:9
5MP QSXGA	2048 * 2560	5:4
4K Ultra HD	2160 * 4096	17:9

 

5. فریم ریت Frame rate

مفهوم Frame Rate در دوربین مداربسته :

Frame rate چیست :

فریم ریت در دوربین مداربسته ip به معنای تعداد تصاویر گرفته شده در یک ثانیه می باشد که واحد اندازه گیری آن FPS  نام دارد .

تنظیم فریم ریت در دوربین مداربسته ip :

هر چه فریم ریت در دوربین مداربسته بیشتر باشد حرکات خیلی نرم تر و با جزئیات بیشتری اتفاق میوفتد , و هرچی فریم ریت پایین تر باشد در حرکات سریع باعث پرش در تصویر میشد , یعنی شما نمی توانیید حرکت سریع را ببینید و جزییات از بین میروند.

پهنای باند شبکه و فریم ریت در دوربین مداربسته ip :

هرچه فریم ریت در دوربین مداربسته بیشتر باشد پهنای باند مصرفی بیشتری مورد نیاز است و هرچه فریم ریت دوربین مداربسته پایین تر باشد , پهنای باند مصرفی کمتری مورد نیاز است.

محدودیت مقدار فریم ریت در دوربین مداربسته ip :

در اکثر دوربین مداربسته های ip مدرن شما میتوانید فریم ریت را تا بالاتر از 60 Fps ببرید , قطعا انتخاب مقدار فریم ریت به دستگاه ذخیره ساز (NVR) مرتبط است.

پیشنهاد شرکت علم وصنعت در انتخاب بهترین فریم ریت در تصاویر :

پیشنهاد ما به شما این است که نواحی که حرکات به صورت آرام است از فریم ریت 15 استفاده نمایید تا کمی در مصرف پهنای باند شما صرفه جویی شود و در نواحی که امکان وجود حرکات سریع است فریم ریت را به بلاتر از 30 ببرید :

نکته : تنظیم فریم ریت دوربین مداربسته ip را حتما بعد از مراحل نصب انجام دهید.

 

6. تعداد دوربین مداربسته ip و تعداد کلاینت ها

تعداد دوربین مداربسته های ip در شبکه و همینطور تعداد کلاینت هایی که مانیتورینگ همزمان انجام می دهند قطعا بر مصرف پهنای باند تاثیر گذار می باشد .

عوامل تاثیر گذار :

• تعداد دوربین مداربسته ip
• تعداد کلاینت هایی که نیاز به مانیتورینگ دارند
• آیا تمامی دوربین مداربسته های موجود داری ویژگی یکسان می باشند

تاثیر کلاینت ها بر پهنای باند شبکه دوربین مداربسته ip :

در تمامی موارد ذکر شده در بالا ما فقط  به پهنای باند مصرفی شبکه بین دوربین مداربسته و دستگاه nvr اشاره کردیم.

حال به پهنای باند مصرفی کل شبکه دوربین مداربسته ip و کلاینت های موجود که نیاز به مانیتورینگ دارند اشاره میکنیم.

فرضیات :

فرض کنید یک اپراتور نیاز دارد 24 ساعته از طریق نرم افزار تحت شبکه تمام دوربین های مداربسته ip را به صورت آنلاین یا برخط مشاهده نماید.حال در این بین اپراتور دیگری نیز نیاز به پشتیبان گیری از حافظه ی NVR یا بکاپ گیری در دوربین مداربسته ip نیاز دارد , در این صورت پهنای باند مصرفی بسیار بالا میرود .واحتما از دست دادن تصاویر یا محو شدگی تصویر بسیار بالا میرود.

راه کار های غلبه بر مشگلات پهنای باند در دوربین مداربسته ip :

1 . نوع توپولوژی شبکه

2 . نوع تجهیزات پیکربندی شبکه

3 . بررسی تعداد کلاینت های شبکه

4 . و عوامل دیگر

ما در این مقاله عوامل اثر گذار بر پهنای باند دوربین شبکه را با هم بررسی کردیم .در مقاله بعد سعی در توضیح بیشتر در خصوص میزان پهنای باند شبکه مورد نیاز با تعداد کلاینت ها ی شبکه و همینطور مبحث شبکه داریم .

شرکت علم و صنعت دارای متخصصان فنی شبکه , نرم افزار , الکترونیک می باشد که میتوانند در راه اندازی دوربین مداربسته ip و همینطور عیب یابی های مرتبط با پهنای باند شبکه و… شمارا یاری دهند.

محصولات مرتبط با دوربین های ip نایک ویژن,  برای نمایش دوربین مداربسته ip کلیک نمایید .

محصولات مرتبط با دوربین های ip هایک ویژن,  برای نمایش دوربین مداربسته ip کلیک نمایید .

محصولات مرتبط با دوربین های ip های لوک,  برای نمایش دوربین مداربسته ip کلیک نمایید .

برای دریافت لیست قیمت همکار کلیک فرمایید.