Самая частая ошибка монтажных организаций при выполнении проектов по видеонаблюдению любой величины и сложности – расчеты при проектировании. Либо же, оценочные расчеты. Если они вообще велись.
Раcчет ВАР ведется исходя из данных производителя (кривых разряда АКБ для 12В потребителей, кривых разряда UPS для потребителей 220В).
Глубина архива. Данный параметр очень важен для Заказчика и сильно зависит от настроек, выполненных Исполнителем: расписание записи, тип записи (постоянная, ДД, по тревоге и тп).
Самая часто встречающаяся проблема – записи нужны месячной давности, а архив, как оказалось, всего недельной емкости. Тут уже встает вопрос о смысле такой системы.
А рассчитывается он очень просто (только для примера с постоянной записью):
Различные калькуляторы архива прячут параметр «Битрейт камеры» за понятием «Качество» или «Уровень компрессии», при этом не давая продвинутому пользователю ввести желаемый битрейт руками:
macroscop.com Пример калькулятора
arecontvision.ru Расчет архива
Для тех, кто понимает необходимый уровень битрейта – все очень просто.
Очень часто, используя аналоговые камеры, выставляют битрейт 2Мбит/с, который может очень легко быть применен для fullHD IP-камер, с частотой кадров 12кс, а то и 25кс (в зависимости от кодека и его реализации).
Давайте посмотрим, сколько же может писать в сутки одна камера с битрейтом в 2048 Кбит/с (это может быть как аналоговая, так и 3Мп камера):
Итого, 1 камера с битрейтом 2Мбит/с за 24часа непрерывной записи займет 21 Гб ахрива.
CBR против VBR
Битрейт имеет большое значение в системах видеонаблюдения, так как влияет на качество и, самое главное, на объем архива. Здесь в игру вступают режимы CBR и VBR.
Мы провели ряд экспериментов с использованием скоростной поворотной камеры, поскольку полностью изменять сцену на ней не составляет труда ( не махать же руками каждый раз перед объективом).
На графике видно, что битрейт неизменный при активном движении в кадре.
Оно и понятно, поскольку активность постоянная. Тогда мы направили нашу камеру в место, где движения в кадре нет совсем и видим, что график остался неизменным.
Из чего можно сделать вывод, что независимо от сцены, нагрузка на сеть не меняется, а значит никакого риска с потерей качества нет.
Рассмотрим режим VBR.
VBR (Variable bitrate) расшифровывается как переменная скорость передачи данных и этот термин подразумевает, что поток изменяется в зависимости от сцены. Устанавливаем кодек сжатия H264, VBR 8 Мбит/c.
Слева на графике мы видим все еще режим CBR, а с середины мы включаем режим VBR и создаем активное движение в кадре, включив постоянное горизонтальное сканирование (вращение) поворотной камеры.
Помимо того, что график стал разбитым, мы видим, что битрейт поднялся до 10 Мбит, а это превышает заданный лимит на 25%!
Рассмотрим график изменения при сцене, где активности движения нет совсем при том же максимально установленном VBR 8 Мбит/c.
Видно, что битрейт упал до 5 Мбит, движения нет, график ровный, нагрузка на сеть стабильная, но что произойдет если в кадре резко появится активное движение?
Справа видно, что при появлении движения в кадре битрейт с 5 Мбит резко возрастает до 8 Мбит. Из чего вывод, что если движения в кадре нет, нагрузка на сеть стабильная, но как только появляется движение, нагрузка увеличивается в 1.5 раза и это с одной камеры
CBR держит стабильный битрейт независимо от сцены и не создает резких нагрузок на сеть. В данном режиме можно довольно точно предсказать размер архива, что является плюсом, но вы должны учитывать, что постоянный битрейт это в разы больше занимаемого места в архиве, что можно присвоить к минусу этого режима.
При монтаже системы видеонаблюдения многие рассчитывают пропускную способность сети с переменным битрейтом, например, в 8Мбит/c не задумываясь о том, что при появлении активности в кадре битрейт может подскочить до 10Мбит/c, тем самым получают зависания картинки. В системе видеонаблюдения необходимо всегда иметь запас пропускной способности желательно до 50%.
Доп. поток в IP СВН
Первый поток, main stream, используется для отображения максимального разрешения камеры в полноэкранном режиме 1 камера на весь монитор, 1 или 2 или 3 Мегапикселя.
Дополнительный, второй поток, sub stream, имеет значительно меньшее разрешение, максимально ограниченное 720p, но чаще всего D1.
Падение напряжения на кабельных трассах
Самая большая проблема, с которой встречаются монтажники, имеющие небольшой опыт при построении «растянутых» объектов, с длинными кабельными трассами.
Вроде бы…все просто, но не тут то было. Видеокамера – сложный технический продукт. От недостатка напряжения изображение теряет качество, а при переизбытке напряжения – камера вынуждена служить меньше времени, отведенного ей производителем. На примере трех камер SNR были выполнены тесты для разных значений напряжения от 4-5 до 13В:
Сравнительно небольшая девиация тока при уменьшении напряжения.
При 4В камера почти ничего не потребляет.
Включение ИК-подсветки на камере меняет сопротивление камеры и увеличивает потребляемый ток.
Сравнительно небольшая девиация тока при уменьшении напряжения.
Включение ИК-подсветки на камере меняет сопротивление камеры и увеличивает потребляемый ток.
Сравнительно небольшая девиация тока при уменьшении напряжения.
Включение ИК-подсветки на камере меняет сопротивление камеры и увеличивает потребляемый ток.
Из приведенных замеров видно, что понижение напряжения ведет к увеличению потребляемого тока, что вполне вяжется с законом Ома для участка цепи и определением мощности P= UI. Но данный закон не применим в точности к видеокамере ввиду наличия реактивных сопротивлений и микросхем.
При падении напряжения ниже определенного рабочего значения (для каждой камеры оно свое) начинается игра «напряжение-ток»:
Потеря напряжения в кабеле ведет к возрастанию потребляемого тока камерой, что в свою очередь ведет к повышению потери напряжения на кабеле опять. и так до предела минимального напряжения на схеме камеры.
Падение напряжения в кабеле зависит напрямую от его сопротивления:
Uкаб=IкамRкаб, где Rкаб=ρ*l/S, чем длиннее и тоньше кабель, тем его сопротивление больше(*).
Для расчета сопротивления кабеля рекомендуем брать справочные характеристики производителя, например кабельная продукция «Паритет»:
Параметры
Кабель КВК-П
Кабель LANsens U/UTP
Фото
Следуя определению сопротивления (*), когда мы объединяем несколько витых пар – мы увеличиваем сечение кабеля и этим уменьшаем его сопротивление.
Давайте рассчитаем необходимое напряжение источника питания UИП, которое позволит переключаться камере из ИК режима в дневной, при этом не выходя за рамки номинального напряжения 11-13В, и посмотрим, какую длину нам обеспечат одна и три витых пары.
Верхняя линия, более пологая, это наименьший ток камеры, низшая линия, более крутая, ток камеры с ИК подсветкой.
Скорость передачи данных в системах видеонаблюдения
Скорость передачи данных в системах видеонаблюдения
Скорость передачи данных или битрейт очень важный показатель при работе системы видеонаблюдения. Каждому пользователю такой системы важно понимать, что такое скорость передачи данных и то, как ее использовать в вашей системе безопасности.
В этой статье мы постараемся дать нашим читателям более глубокое понимание скорости передачи данных и того, как этот параметр влияет на производительность вашей системы видеонаблюдения.
Битрейт — это, по сути, объем данных, отправляемых видеопотоком. Чем больше данных (следовательно, тем выше скорость передачи данных), тем лучше качество видео. Но это имеет определенные ограничения.
Эти значения могут быть скорректированы и изменены в соответствии с вашими требованиями. Чем выше это число, тем лучше качество изображения.
Где найти настройки скорости передачи данных в моей системе камеры безопасности? Это зависит от модели и производителя вашего охранного оборудования.
Настройки скорости передачи данных можно найти на панели конфигурации камеры или записывающего устройства.
Обычно скорость передачи данных находится в настройках конфигурации устройства и обозначается как «Видео», «Изображение» или «Настройки потока». Например, на скриншоте ниже показаны настройки видео для камер Hikvision.
В большинстве систем видеонаблюдения можно выбрать два основных типа скорости передачи данных: VBR и CBR. Ниже мы объясним, что означают эти параметры.
Больше активности / движения приводит к более высокому значению битрейта. Меньшая активность приводит к более низкому значению битрейта.
Когда выбран VBR, значение скорости передачи данных должно быть установлено на максимальное значение (максимальная скорость передачи данных), а затем система настроит его автоматически.
VBR позволяет системе использовать высокий битрейт для сцен с движением и низкий, когда движения нет.
Таким образом у вас будут высококачественные изображения для важных сцен (с движением) и изображения низкого качества для сцен с минимальным движением.
CBR означает постоянный битрейт, что означает, что значение битрейта останется неизменным независимо от того, какой тип активности происходит на экране.
Это значение не будет колебаться выше или ниже значения, установленного на устройстве пользователем / установщиком.
CBR может быть полезен в определенных сценариях, где постоянное качество является абсолютным требованием, но это отрицательно повлияет на количество дней хранения видеоинформации на жестких дисках. В CBR данные используются постоянно, и это займет больше места на HDD.
Функции VBR используют высокую пропускную способность для важных сцен и низкую — для неважных. CBR использует одинаковую полосу пропускания (скорость передачи данных в секунду) независимо от типа сцены. Другими словами, VBR сэкономит больше места на жестком диске.
Разрешение и битрейт
Даже если у вас есть камера с высоким разрешением, неправильное значение скорости передачи данных может сделать изображение пиксельным и в конечном итоге бесполезным в качестве доказательства в суде.
Каждое разрешение, независимо от типа камеры, имеет соответствующее оптимальное значение скорости передачи данных, которое не слишком низкое или слишком высокое, оно как раз подходит для разрешения вашей камеры.
Сопоставив разрешение вашей камеры с правильной скоростью передачи данных, вы сможете максимально эффективно использовать свою систему безопасности.
Хорошая производительность, хорошее качество отснятого материала, оптимальное хранилище и оптимальная эффективность сети.
Пользователи часто устанавливают значения битрейта своих камер либо слишком высокими, либо слишком низкими. Это может поставить под угрозу надежность и безопасность вашей системы наблюдения.
Самые отрицательные результаты при установке слишком высокого битрейта — это использование ненужной полосы пропускания, загромождение сети, бесполезная трата места на жестком диске, блокировка сетевого видеорегистратора или видеорегистратора.
Когда он слишком низкий, основное влияние оказывает пиксельное изображение, которое может оказаться бесполезным.
Битрейт слишком высокий
Когда битрейт слишком высок, высокая пропускная способность заглушит сетевой видеорегистратор или локальную сеть.
Если у вас 16 камер с необязательной максимальной скоростью передачи данных, то общая пропускная способность будет зашкаливать, и NVR будет работать не так, как нужно.
Самый распространенный симптом — отсутствие на экране монитора вообще каких-либо камер. Например, в устройствах Hikvision, если скорость передачи данных слишком высока, вы увидите на экране сообщение «нет ресурсов» из-за превышения ограничений пропускной способности.
Другой результат — бесполезная трата места для хранения. Высокая скорость передачи данных означает, что данные с высокой скоростью сохраняются на жестких дисках записывающего устройства. У вас будет меньше дней записи и вы не получите ничего ценного в отношении качества изображения.
Слишком низкая скорость передачи данных
Если скорость передачи данных слишком низкая, качество изображения будет катастрофически низким. Либо оно будет пиксельным, либо размытым.
Например, если у вас изображение камеры 4K, и вы установите скорость на 512 кбит / с? То проще вообще выключить систему видеомониторинга, все равно на экране вы ничего не увидите.
Так какой битрейт нужно использовать для камер видеонаблюдения? Всё просто: большинство камер настроены на битрейт по умолчанию, который является рекомендуемым значением для оптимальной производительности и качества.
В большинстве случаев нет необходимости изменять значения скорости передачи данных, поэтому просто используйте настройки по умолчанию.
Но если вы все же хотите изменить битрейт, то используйте значения битрейта, указанные ниже в таблице. Впрочем, указанный в ней цифры зависят от модели камеры и активности в вашем районе. Так что если вы не знаете, что делаете, оставьте настройки по умолчанию.
Ну и в заключеине краткий обзор того, что вам нужно знать о скорости передачи данных в системах видеонаблюдения:
Существует два типа скоростей кодирования аудио и видеоинформации: переменная и постоянная скорость. Измеряется она в битрейтах. Бит (англ. binary digit – двоичное число) – это наименьшая возможная единица информации в цифровой электронной технике (1 байт =8 бит). А вот скорость передачи битов за определенный период времени называется битрейт.
Величина битрейта исчисляется в битах за секунду (бит/c, bps) или в производных от этой величины – килобитах за секунду (кбит/с, kbit/s, kbps), мегабитах за секунду (мбит/с, Mbit/s, Mbps) и так далее.
Битрейт аудио и видеоинформации чаще всего измеряется в килобитах за секунду. Он влияет на качество видео, а именно на его детализацию. Чем битрейт выше, тем лучше качество, но одновременно требуется больше памяти, так как размер файла будет большим.
Основными типами скорости передачи данных являются: постоянный битрейт (CBR) и переменный битрейт (VBR). При видеозаписи разнообразных сценариев, битрейт существенно влияет на качество полученного в итоге видеофайла. Съемка динамичных сцен, постоянного потока людей или автомобилей и насыщенных цветов существенно отличается от съемки квартиры или пустого офисного коридора.
Мы не будем рассказывать о типах битрейта, ибо уже говорили об этом в данной статье. Сегодня поговорим о том, как настроить битрейт для видеорегистратора.
Управление битрейтом рекомендуется устанавливать постоянным. С ним картинка не будет периодически «сыпаться», как это было бы с VBR. Сжатие же с помощью ABR позволяет установить минимальное и максимальное значение битрейта, за которые система не будет выходить.
Для каждого видеорегистратора настройка битрейта выглядит по разному. Например в видеорегистраторах Hikvision для настройки битрейта нужно в панели управления зайти в раздел «Видео и аудио» и в пункте «Тип скорости данных» выбрать тип битрейта, а также его максимальную величину.
В видеорегистраторах Аzimuth аналогично, только делается это в разделе «Компрессия». Причем сжатие (или «компрессия») напрямую указывает регистратору в каком качестве необходимо оцифровывать сигнал от видеокамер.
Кроме того имеется возможность настройки двух потоков: основного — для записи на локальный HDD, и дополнительного (мобильного) — для удаленного доступа через низкоскоростное подключение по сети. Для настройки сжатия выполните переход: Главное меню —> Настройка —> Компрессия.
Здесь можно выбрать тип битрейта, его цифровое значение и качество видео.
Если настроить слишком четкое изображение с высоким количеством кадров в секунду, то просматривать видео в режиме реального времени будет не комфортно из-за нехватки скорости интернета или мощности процессора Вашего смартфона. Ниже приведен пример настройки качества записываемого видеопотока (битрейта) у видеорегистратора Polyvision с описанием параметров. Здесь также битрейт выставляется в разделе «Компрессия».
Видеорегистраторы Polyvision позволяют записывать в высоком качестве — Основной поток (левая колонка), а просматривать и Основной поток и в более низком качестве — Экстра поток (правая колонка).
FPS — частота кадров в секунду. Увеличивая частоту кадров видео будет становиться более плавным, но при этом увеличивается Битрейт и место занимаемое на жестком диске.
Качество — условное обозначение количества килобит в одну секунду (Кбит/с). Чем выше качество, тем лучше будут видны мелкие детали на видеокадрах: лица, номера машин и т.п., но при этом также увеличивается Битрейт и место занимаемое на жестком диске.
Битрейт — количество занимаемого места на жестком диске одной секунды записанного видеофайла.
В видеорегистраторах Dahua настройка битрейта также осуществляется основного и субпотоков.
При этом настраивать просмотр в дополнительном потоке нужно для просмотра общей сетки камер, выводимых на мониторе. Переход же на основной поток осуществляется при увеличении изображения камеры на весь экран.
На видеорегистраторах Dahua можно максимально ужать доп поток до 40Кб/сек для одной видеокамеры, если их в системе видеонаблюдения больше, то например для 30 камер эта цифра увеличится до 2Мбит/сек.
Как видим от настроек битрейта зависит как качество видео, так и место, занимаемое им на жестком диске. Поэтому это очень важный показатель, который при настройке видеорегистратора обязательно нужно правильно выставить.
Ну а мы напоминаем, что наша компания «Запишем всё» с 2010 года занимается монтажом, модернизацией и обслуживанием любых систем видеонаблюдения в Москве и Подмосковье.
Мы работаем быстро, качественно и по доступным ценам. Перечень услуг и цены на их вы можете посмотреть здесь.
Звоните +7 (499) 390-28-45 с 8-00 до 22-00 в любой день недели, в том числе и в выходные. Мы будем рады Вам помочь!
С пушкой по воробьям или с рогаткой на тигра? Полоса пропускания для IP-видеонаблюдения
С пушкой по воробьям или с рогаткой на тигра? Полоса пропускания для IP-видеонаблюдения
Ведущие эксперты компаний DSSL, Milestone Systems, «АБРОН Холдинг», «КОМПАНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬ», «ПЕРГАМ-Инжиниринг» и «Стилсофт» дают рекомендации о расчете полосы пропускания для системы IP-видеонаблюдения и выборе сетевого оборудования
Какой битрейт оптимален?
Чтобы решить, каким может быть поток, необходимо понимать, как он устроен хотя бы при первом приближении.
В кодеке H.264 (MPEG-4 Part 10) построение видеоизображения идет таким образом: камера делает опорный кадр (I-фрейм) и, опираясь на него (поэтому он называется опорным), производит вычитание из кадра неподвижных частей изображения – создается P-фрейм. Затем из этого второго кадра вычитается третий, и также создается P-фрейм с изменениями. Таким образом происходит создание серии P-фреймов, которые несут в себе только изменения между двумя соседними кадрами. Поскольку в процессе «вычитания» кадров возможны ошибки, приводящие к артефактам, то через какое-то количество кадров схема повторяется, снова отправляется опорный кадр и далее отправляется по сети серия фреймов с изменениями. Опорные кадры и получившиеся P-фреймы с изменениями отправляются по локальной сети для воссоздания серии полных кадров на устройстве вывода изображения. Это происходит путем «сложения» или «наложения» P-фреймов на опорный кадр и выводом получившейся серии кадров на монитор. Примерно так выглядит работа кодеков с межкадровым сжатием. Конечно, на практике все сложнее на порядок (есть еще B-фреймы, которые на основе анализа широкого набора кадров предсказывают, куда будет двигаться тот или иной объект в поле зрения камеры, что позволяет существенно снизить поток при наблюдении за поступательным движением, например, каких-то механизмов).
При незначительном изменении наблюдаемой сцены изменения между соседними кадрами будут также минимальными, соответственно и трафик в сети минимальный. Верно и обратное: при значительном изменении сцены изменения между кадрами будут значительными, что соответствующим образом повлияет на загрузку сети.
Не стоит забывать об особенности кодеков с межкадровым сжатием, они вносят довольно заметную задержку между временем самого события и тем моментом, когда оно отображается на экране. Это связано с работой самого кодека, поскольку камере необходимо получить оба кадра, затем вычесть один из другого, переслать на устройство вывода изображения и наложить на опорный кадр, что занимает время и тем самым вносит задержку.
Какой запас пропускной способности необходим?
При расчете пропускной способности сети нужно ответить на несколько вопросов:
1. Количество камер и формат их работы помогут определить, как будут двигаться основные потоки в сети, их направление и размер.
2. Количество клиентских мест позволит спрогнозировать движение потоков для отображения видео, их направление и объем трафика. Первые два вопроса дают возможность оценить загрузку сети при внедрении системы видеонаблюдения, однако не стоит забывать о дальнейших планах, о расширении.
3. Если система будет расти, то логично заложить запас по мощности сети, превышающий это расширение, чтобы потом не возвращаться к модернизации сети. Таким образом можно сэкономить в будущем, ведь сетевой коммутатор на 48 портов стоит дешевле, чем два по 24 порта.
4. Я противник использования единой сети для общего трафика организации и трансляции видеопотоков. Видеоконтент гораздо более «тяжелый» и постоянный, что может привести к перебоям в работе других служебных программ, например 1С, что для функционирования организации возможно даже более важно. Дополнительно необходимо задуматься о безопасности: если IP- камера находится в сети общего назначения, то любой сотрудник организации может попытаться получить доступ к изображению. В том числе подобрать пароль и просмотреть/прослушать встречи в конференц-зале.
Что важно при выборе сетевого оборудования?
На мой взгляд, самое важное – это правильный выбор архитектуры, безошибочное проектирование и расстановка приоритетов. В идеале, конечно, лучше использовать сетевое оборудование только класса Hi-End, однако зачастую такие мощность, функциональность и надежность не требуются.
С другой стороны, строить сеть для видеонаблюдения стратегического объекта на самом дешевом оборудовании и китайских проводах как минимум опрометчиво, а как максимум преступно. Поэтому, на мой взгляд, самое важное – это правильное понимание целей и задач, которые ставятся перед сетевым оборудованием, и правильный подбор средств для решения поставленных задач с возможностью модернизации. То есть пушкой по воробьям можно, но неоправданно, а с рогаткой на тигра – самоубийство. Так что лучше не впадать в крайности.
Каких ловушек избегать интегратору?
Самая большая ловушка – это соблазн использовать сети общего назначения без правильной их модернизации для систем видеонаблюдения, если они изначально для этого не были рассчитаны. Так, например, один из ведущих в мире производителей IP-видеокамер в рекламных постерах говорит: все, что вам нужно для построения IP-видеонаблюдения, – это IP-камера. Маркетинг иногда имеет очень мало общего с реальностью.
Если вы задумались о видеонаблюдении в офисе и вам очень нравится идея смотреть на своих опаздывающих сотрудников через смартфон – знайте, это имеет мало общего с безопасностью. Такой подход к видео – это видеомониторинг, а не система безопасности, и эти понятия нужно четко различать.
Принципиальное отличие видеомониторинга от видеонаблюдения – надежность системы. В случае отказа первой ничего не изменится, а в случае отказа второй – последствия могут быть существенными. Исходя из такого принципиального различия, подходы к построению этих систем кардинально различаются. В частности, сеть для обеспечения видеомониторинга можно настроить с минимальной приоритезацией видеопотоков, и тогда при скачках передачи внутренних данных предприятия в сети организации видеотрафик будет отбрасываться, если для него нет ресурсов, и он не будет оказывать влияния на загрузку сети. Естественно, пострадают и запись, и просмотр.
Обратная ситуация при работе с системой охранного видеонаблюдения. Если это система безопасности, то приоритет видеоданных будет максимальным, и главная функция такой системы – обеспечить стабильную запись и просмотр картинок с камер. В данном случае о совмещении сетей общего пользования и сети для IP-видеонаблюдения не может быть и речи. Это необходимо понимать в первую очередь при проектировании и построении сетей – остальное уже дело техники.
Можно ли гарантировать стабильность беспроводной сети?
Ответ лежит в самом вопросе. Раз сеть беспроводная, то о стабильности полосы говорить не приходится. Влияние оказывают многие факторы: загруженность эфира на несущей частоте, препятствия на пути передачи данных, количество абонентов, наличие помех, переотражений и общая электромагнитная обстановка в зоне применения беспроводных сетей.
Так как обеспечить гарантированный канал в беспроводных сетях невозможно, то любая система, построенная с беспроводными участками, – это система видеомониторинга, а не безопасности. Поэтому максимум, что мы можем сделать для обеспечения стабильности, – это задублировать ее по проводному резервному соединению.
Единственный общий совет, который можно дать при невозможности использования проводных каналов и необходимости применения беспроводных, – старайтесь проверить все на месте, прежде чем делать какие бы то ни было расчеты. Скажем, тот факт, что вокруг вашего объекта не офисов, не гарантирует хорошей работы Wi-Fi, поскольку в соседнем лесу может находиться военная база или ЛЭП, что сделает бессмысленным построение беспроводных сетей.
Однако и тут есть варианты, помимо Wi-Fi и 3/4G, – передача данных по оптическому каналу (лазерная или с помощью ИК-передатчиков) и более экзотические, например микроволновая. Но нужно понимать оправданность применения таких систем и, конечно же, обращаться к специалистам.
