در یک پروژه دوربین تحت شبکه، فقط انتخاب دوربین و NVR کافی نیست؛ شبکه باید بتواند ترافیک ویدئویی همه دوربین‌ها را بدون ایجاد گلوگاه منتقل کند. در این آموزش پهنای باند دوربین مداربسته یاد می‌گیرید Bandwidth مورد نیاز دوربین‌های IP، NVR، سوئیچ و Uplink را بر اساس Bitrate واقعی محاسبه کنید و قبل از اجرا ظرفیت شبکه را بسنجید.
اگر هدف شما محاسبه ظرفیت یک لینک رادیویی بین دو سایت است، راهنمای ظرفیت لینک وایرلس برای دوربین مداربسته موضوع را به‌طور تخصصی برای ارتباط رادیویی بررسی می‌کند. این مقاله روی پهنای باند شبکه CCTV به‌صورت عمومی تمرکز دارد.
پهنای باند در پروژه CCTV مقدار داده‌ای است که Streamهای ویدئویی در واحد زمان از مسیر شبکه عبور می‌دهند و معمولاً با Mbps سنجیده می‌شود. هر دوربین IP بر اساس تنظیمات Encode خود Bitrate مشخصی تولید می‌کند و مجموع این ترافیک باید از دوربین تا سوئیچ، Uplink و NVR قابل انتقال باشد.
Bitrate نرخ تولید داده توسط Stream ویدئویی است؛ Bandwidth ظرفیت مسیر شبکه برای انتقال آن داده است. اگر هشت دوربین هرکدام 4 Mbps تولید کنند، ترافیک پایه حدود 32 Mbps خواهد بود، اما ظرفیت شبکه نباید دقیقاً روی همین عدد طراحی شود. همین Bitrate مبنای برآورد فضای ذخیره‌سازی هم هست؛ برای تبدیل آن به ظرفیت موردنیاز، راهنمای محاسبه ظرفیت هارد دوربین مداربسته را مطالعه کنید.
برای برآورد اولیه از رابطه زیر استفاده کنید:
Total Video Bitrate = Number of Cameras × Average Bitrate per Camera
مثلاً 8 دوربین با Bitrate متوسط 4 Mbps:
8 × 4 = 32 Mbps
سپس حاشیه اطمینان را اضافه کنید:
Required Bandwidth ≈ Total Video Bitrate × Safety Factor
با ضریب 1.3، نیاز طراحی حدود 41.6 Mbps می‌شود. این ضریب عدد ثابت و اجباری نیست؛ شرایط پروژه، نوسان ترافیک و اهمیت سرویس تعیین می‌کند چه میزان ظرفیت آزاد مناسب باشد.
Bitrate فقط به مگاپیکسل وابسته نیست. رزولوشن، FPS، Codec، حالت CBR یا VBR، کیفیت تصویر، پیچیدگی صحنه، حرکت، نویز تصویر، فاصله I-Frame و تنظیمات Encoder همگی می‌توانند مصرف شبکه را تغییر دهند.
افزایش رزولوشن معمولاً برای حفظ جزئیات به داده بیشتری نیاز دارد، اما نمی‌توان فقط از روی 2MP، 4MP یا 8MP بودن دوربین یک Bitrate قطعی تعیین کرد.
Frame Rate بالاتر تعداد فریم‌های بیشتری در هر ثانیه ایجاد می‌کند و بسته به تنظیمات Encoder می‌تواند Bitrate را افزایش دهد. برای جزئیات بیشتر می‌توانید راهنمای فریم ریت دوربین مداربسته را ببینید.
Codec روی حجم Stream اثر مستقیم دارد. H.265 در بسیاری از شرایط برای کیفیت مشابه می‌تواند داده کمتری نسبت به H.264 نیاز داشته باشد، اما میزان صرفه‌جویی برای همه صحنه‌ها یکسان نیست. برای طراحی نهایی، Bitrate واقعی یا تنظیم‌شده دستگاه را مبنا قرار دهید. برای بررسی دقیق‌تر مزایا، محدودیت‌ها و شرایط استفاده، مقاله H.265 در دوربین مداربسته را نیز مطالعه کنید.
در CBR نرخ داده نزدیک مقدار هدف نگه داشته می‌شود. در VBR، صحنه‌های پرتحرک یا پیچیده می‌توانند مصرف لحظه‌ای را بالا ببرند؛ بنابراین طراحی صرفاً بر اساس یک میانگین آرام می‌تواند ظرفیت را کمتر از نیاز واقعی نشان دهد.
Main Stream معمولاً برای ضبط با کیفیت اصلی استفاده می‌شود و سهم بیشتری از ترافیک دارد. Sub Stream برای نمایش چندتصویری، موبایل یا شرایط کم‌پهنای‌باند سبک‌تر است. هنگام محاسبه باید مشخص کنید در هر مسیر شبکه دقیقاً کدام Stream عبور می‌کند؛ جمع‌زدن همه Streamها بدون توجه به معماری پروژه می‌تواند برآورد اشتباه ایجاد کند.
| تعداد دوربین | Bitrate هر دوربین | ترافیک پایه | با حاشیه 30٪ |
|---|---|---|---|
| 4 | 4 Mbps | 16 Mbps | 20.8 Mbps |
| 8 | 4 Mbps | 32 Mbps | 41.6 Mbps |
| 16 | 4 Mbps | 64 Mbps | 83.2 Mbps |
| 32 | 4 Mbps | 128 Mbps | 166.4 Mbps |
این جدول فقط یک مثال آموزشی با Bitrate فرضی 4 Mbps است. در پروژه واقعی باید عدد Encoder یا اندازه‌گیری ترافیک همان دوربین‌ها را جایگزین کنید.
در NVR باید ظرفیت Incoming Bandwidth را با مجموع Streamهایی که برای ضبط وارد دستگاه می‌شوند مقایسه کنید. تعداد کانال به‌تنهایی کافی نیست؛ ممکن است یک NVR از نظر تعداد کانال مناسب باشد اما مجموع Bitrate دوربین‌ها از ظرفیت ورودی قابل پشتیبانی آن بیشتر شود.
برای شناخت ساختار دستگاه و محدودیت‌های آن، مقاله NVR چیست؟ مکمل این بخش است.
مشاهده زنده از کلاینت، Playback، دسترسی موبایل و انتقال تصویر می‌تواند ترافیک خروجی ایجاد کند. در پروژه‌هایی که چند کاربر هم‌زمان تصاویر را مشاهده می‌کنند، فقط Incoming Bandwidth معیار طراحی نیست و محدودیت خروجی دستگاه و مسیر Uplink نیز باید بررسی شود.
حتی اگر هر پورت دوربین ظرفیت کافی داشته باشد، ممکن است Uplink سوئیچ محل تجمع ترافیک باشد. مجموع Bitrate دوربین‌هایی که از یک Uplink عبور می‌کنند را محاسبه کنید و آن را با ظرفیت واقعی مسیر مقایسه کنید. در پروژه‌های بزرگ، مسیر دوربین تا NVR را به‌صورت End-to-End بررسی کنید تا گلوگاه در سوئیچ، Uplink یا لینک بین ساختمان‌ها پنهان نماند.
راهنمای سوئیچ مناسب دوربین مداربسته معیارهای انتخاب Switch برای پروژه CCTV را توضیح می‌دهد.
برای ضبط دوربین IP روی NVR داخل شبکه، ترافیک اصلی می‌تواند کاملاً در LAN جابه‌جا شود و الزاماً از اینترنت عبور نمی‌کند. اینترنت زمانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که تصاویر به بیرون از شبکه، موبایل، مرکز مانیتورینگ یا سرویس دیگری ارسال شوند.
اگر هدف شما محاسبه دیتای اینترنت است، مقاله مصرف اینترنت دوربین مداربسته را مطالعه کنید.
فرض کنید پروژه 16 دوربین IP دارد و Bitrate هر دوربین در شرایط واقعی حدود 5 Mbps است. مجموع ترافیک اصلی برابر 80 Mbps می‌شود. با 30 درصد حاشیه، حدود 104 Mbps ظرفیت طراحی نیاز داریم. حال باید بررسی کنیم این ترافیک از چه سوئیچ‌ها و Uplinkهایی عبور می‌کند، Incoming Bandwidth دستگاه NVR چقدر است و آیا هم‌زمان ترافیک دیگری نیز روی همان مسیر وجود دارد.
اگر همین 16 دوربین از طریق یک لینک وایرلس به مرکز منتقل شوند، ظرفیت رادیویی نیز باید جداگانه با Throughput واقعی سنجیده شود؛ صرف Link Rate اسمی برای تصمیم‌گیری کافی نیست.
ابتدا تنظیمات Video/Encode دوربین یا NVR را بررسی کنید. سپس در پروژه‌های حساس، ترافیک واقعی را در شبکه اندازه بگیرید؛ مخصوصاً در ساعات شلوغ و صحنه‌های پرتحرک. عددی که روی Datasheet یا Encoder دیده می‌شود باید با رفتار واقعی پروژه تطبیق داده شود.
عدد ثابتی وجود ندارد. Bitrate به رزولوشن، FPS، Codec، کیفیت، CBR/VBR و پیچیدگی تصویر بستگی دارد. عدد تنظیم‌شده یا اندازه‌گیری‌شده همان پروژه معیار دقیق‌تری است.
جمع Bitrate نقطه شروع است، اما باید حاشیه ظرفیت، Streamهای عبوری، ترافیک کاربران، محدودیت NVR و گلوگاه‌های سوئیچ و Uplink نیز بررسی شوند.
خیر. میزان کاهش مصرف به صحنه و تنظیمات Encoder وابسته است و یک درصد ثابت برای همه پروژه‌ها قابل تضمین نیست.
خیر. پهنای باند شبکه داخلی CCTV و ترافیکی که واقعاً از اتصال اینترنت عبور می‌کند دو موضوع متفاوت هستند.
محاسبه پهنای باند دوربین مداربسته باید از Bitrate واقعی Streamها شروع شود و تا ظرفیت NVR، سوئیچ، Uplink و هر لینک بین‌سایتی ادامه پیدا کند. طراحی بر اساس تعداد دوربین یا سرعت اسمی تجهیزات به‌تنهایی کافی نیست. وقتی مسیر ترافیک را End-to-End بررسی کنید و حاشیه مناسبی در نظر بگیرید، احتمال افت تصویر، تأخیر و گلوگاه شبکه به‌مراتب کمتر می‌شود.
