Справка: Проектирование сетей IP CCTV

  1. Главная страница
  2. Библиотека знаний
  3. Совет эксперта
  4. Проектирование IP CCTV сети
  5. При принятии решения о создании системы мониторинга IP CCTV, построение которой основано на инфраструктуре компьютерной сети с протоколом TCP / IP и сетевыми устройствами, особое внимание следует уделить нескольким типичным вопросам, которые не только определяют эффективность этого вида работ. сооружения , но и скорость реагирования на возникающие угрозы. При проектировании системы сетевого видеонаблюдения нельзя недооценивать такие проблемы, как: пропускная способность, объем памяти, избыточность, масштабируемость системы и контроль частоты обновления. Именно от этих факторов в значительной степени зависит правильная работа систем сетевого видеонаблюдения.

    1. Пропускная способность

    Каждый сетевой продукт для видеомониторинга в большей или меньшей степени использует полосу пропускания (в зависимости от конфигурации отдельных устройств). Требуемая полоса пропускания сети IP CCTV зависит, прежде всего, от: разрешения изображения, метода и степени сжатия, частоты обновления (в кадрах в секунду) и сложности пейзажа (более сложные изображения требуют большей полосы пропускания). Современные сетевые системы видеонаблюдения используют различные технологии, которые позволяют управлять использованием полосы пропускания. Наиболее часто используемые методы управления использованием полосы пропускания в сетях IP CCTV включают в себя:

    • Коммутируемые сети ( сетевые коммутаторы ) - метод, обычно используемый сегодня, включающий использование сетевой коммутации. Благодаря сетевой коммутации один и тот же физический компьютер и сеть IP-видеонаблюдения могут быть разделены на две независимые сети (физически соединенные). Сетевой коммутатор позволяет создавать две виртуальные автономные сети.

    • Более быстрые компьютерные сети - динамичный технический прогресс и постоянное снижение цен на сетевые коммутаторы и маршрутизаторы делают сети с высокой пропускной способностью (например, гигабайтные) все более популярными. Использование сетей с высокой пропускной способностью значительно увеличивает возможности удаленного мониторинга через сеть TCP / IP, поскольку позволяет более эффективно использовать камеры, предлагающие изображения в мегапиксельном разрешении.

    • Частота обновления изображения на основе событий - работа всех системных камер с максимальной частотой обновления 25/30 кадров в секунду (PAL / NTSC) в высоком разрешении в непрерывном режиме намного превышает уровень, требуемый многими приложениями. На самом деле, система не справляется с такой нагрузкой, особенно если она состоит из большого количества камер. Решением этой проблемы являются широкие возможности конфигурации и интеллектуальные IP-адреса, встроенные в IP-камеры. Благодаря этим решениям в нормальных условиях мы можем установить более низкую частоту обновления изображения, например, 5-6 кадров в секунду, что значительно снижает использование полосы пропускания. В случае тревожного события частота обновления изображения может быть автоматически увеличена, поэтому мы можем получить плавный и подробный видеоматериал, позволяющий эффективно проверять видео людей и тревожные события. Кроме того, многие коммерчески доступные профессиональные сетевые камеры могут передавать изображения по сети только тогда, когда это необходимо для регистрации (в остальное время не передает данные), что также позволяет уменьшить использование полосы пропускания.

    Специальные калькуляторы используются для расчета необходимой пропускной способности сети IP-видеонаблюдения, которая на основе размера изображения и частоты обновления помогает нам определить пропускную способность, используемую конкретным сетевым видеопродуктом. Кроме того, этот тип вспомогательного инструмента также помогает в расчете количества места, необходимого для сохранения последовательности изображений.

    Рис
    Рис.Пример калькулятора для подсчета необходимой пропускной способности (доступен на сайте AXIS Communitacions)

    2. Массовое хранение

    Все системы видеонаблюдения IP CCTV для записи аудио / видео данных используют запоминающее устройство большой емкости. По этой причине при проектировании установки сетевого видеонаблюдения необходимо учитывать, какой жесткий диск требуется и как создать избыточную систему хранения. В любом случае при расчете требуемого запоминающего устройства для системы IP-видеонаблюдения следует учитывать следующие факторы:

    • Количество камер в системе

    • Ежедневное количество часов записи изображения каждой камерой

    • Период, в течение которого должны храниться видеозаписи

    • Режим регистрации (например, только обнаружение движения, непрерывная запись)

    • Другие параметры (частота обновления, метод и степень сжатия, уровень качества и сложности изображения)

    Ниже приведены примеры расчетов для двух самых популярных методов сжатия MJPEG и MPEG-4 (в расчетах не учитываются дополнительные накладные расходы или технические проблемы, которые могут привести к увеличению размера записанных изображений по сравнению с упомянутыми ниже).

    Сжатие JPEG / Motion JPEG - требования к требуемому хранилищу для хранения данных, сжатых в формате JPEG / Motion JPEG, зависят главным образом от частоты обновления изображения, его разрешения и степени сжатия. Ниже таблицы приведен пример расчета необходимого запоминающего устройства для трех камер (камера 1, камера 2, камера 3) в зависимости от установленной частоты обновления в кадрах в секунду (к / с) и разрешения изображения.

    расчеты:

    • Размер изображения × количество кадров в секунду × 3600 с = кБ в час / 1000 = МБ / час
    • МБ в × количество часов работа в течение дня / 1000 = ГБ / день
    • ГБ / день × требуемый срок хранения = требуемая емкость

    Сжатие MPEG-4 - в случае сжатия MPEG-4 изображения являются частью непрерывного видеопотока, а не отдельными файлами, как в случае с форматом JPEG. В случае кодека MPEG-4 требования к емкости хранилища определяются скоростью передачи, то есть количеством данных изображения, передаваемых в единицу времени. Ниже таблицы приведен пример расчета требуемого запоминающего устройства для трех камер (камера 1, камера 2, камера 3) в зависимости от установленной частоты обновления в кадрах в секунду (к / с) и битовой скорости изображения.

    расчеты:

    • Скорость в бодах / 8 (бит в байте) × 3600 с = кБ в час = 1000 = МБ / час

    • MB / час. × количество рабочих часов в течение дня / 1000 = ГБ / день

    • ГБ / день × требуемый срок хранения = требуемая емкость


    3. Избыточность (избыточность)

    • RAID-матрица (Redundant Array of Independent Dinks) - один из методов распределения данных на множество различных жестких дисков с избыточной емкостью, то есть избыточный массив независимых дисков. Другими словами, дисковый массив RAID представляет собой метод настройки стандартных имеющихся в продаже жестких дисков таким образом, чтобы операционная система воспринимала их как один большой логический жесткий диск. Благодаря использованию дискового массива RAID в случае повреждения одного из дисков, мы можем восстановить данные с других.


    • Существует несколько уровней RAID, которые обеспечивают разную избыточность (от практически нулевой до полностью зеркальной избыточности). Наиболее распространенные уровни RAID кратко описаны ниже:

      RAID-0: данные чередуются (Striped) на двух или более жестких дисках для увеличения производительности чтения / записи, но они не дублируются.


      RAID-1: он состоит в репликации работы двух или более физических дисков. Полученное пространство имеет размер наименьшего носителя. RAID 1 также называется зеркалированием. Как минимум два диска дублируют данные. Нет чередования. Оба диска содержат одни и те же данные, оба могут читать одновременно. Запись производительности как для одного диска.

      Запись производительности как для одного диска

      RAID-5: биты четности не записываются на выделенный диск, а разбросаны по всей матричной структуре. RAID 5 позволяет восстанавливать данные в случае сбоя одного из дисков, используя данные и коды исправления, хранящиеся на других дисках. RAID 5 предлагает более высокую скорость чтения, чем зеркалирование, но при его использовании скорость записи немного уменьшается. Пятый уровень полностью безопасен для данных - в случае сбоя система автоматически восстанавливает потерянные данные, чтобы их можно было прочитать, снижая текущую производительность матрицы.

      Пятый уровень полностью безопасен для данных - в случае сбоя система автоматически восстанавливает потерянные данные, чтобы их можно было прочитать, снижая текущую производительность матрицы

    • Репликация данных как функция многих сетевых операционных систем - файловые серверы в сети настроены для взаимной репликации своих данных.


    • Архивация на лентах - альтернативный или дополнительный метод. Существует множество программ и устройств, которые предлагают архивы на магнитной ленте. Архивирование на лентах позволяет снимать их с того места, где они были записаны, что обеспечивает дополнительную защиту от пожара или кражи.

    • Кластеризация (группировка) серверов - мы выделяем много способов настройки серверов на кластеры. Кластеризация обычно используется для серверов баз данных и электронной почты (когда два сервера работают с одним и тем же устройством хранения). Благодаря использованию кластеризации в случае сбоя одного из серверов другой с такой же конфигурацией берет на себя функции поврежденного сервера. Переключение на другой сервер происходит автоматически и совершенно незаметно для пользователя.

    • Передача изображения на два разных сервера - распространенный метод, используемый в системах видеонаблюдения, позволяющий восстанавливать данные в случае сбоя и хранить вне места регистрации. Кроме того, серверы этого типа очень часто оснащены системой RAID.

    4. Масштабируемость системы

    Масштабируемость системы видеонаблюдения зависит от типа установки. Масштабируемость должна учитываться на этапе проектирования системы видеонаблюдения. Доступно в торговле Цифровые видеорегистраторы они обычно оснащены 4, 8 или 16 видеоканалами, используемыми для прямого подключения аналоговых камер. По этой причине аналоговые видеосистемы масштабируются с шагом 4, 8 или 16. Конечно, когда в системе видеонаблюдения имеется 15 камер, нет проблем с присоединением к другой камере. Проблемы появляются только тогда, когда нужны 17 камер. В этом случае добавление другой камеры (выше 16) требует покупки дополнительного цифрового рекордера, что увеличивает затраты на сборку и эксплуатацию системы видеонаблюдения. В случае систем сетевого видеонаблюдения это не проблема, поскольку их можно масштабировать с шагом 1. Благодаря этой функции системы мониторинга IP CCTV легко масштабируются, что позволяет беспрепятственно устанавливать их с любым количеством камер. Также стоит добавить, что Установки IP CCTV являются лучшим решением для построения обширных систем видеонаблюдения.

    5. Контролируйте частоту обновления

    Сетевые системы видеонаблюдения, в отличие от аналоговых видеоустановок, в которых «все изображение передается камерой все время», позволяют «регулировать частоту обновления», чтобы выбранная IP-камера или видеосервер могли передавать изображения с определенной частотой обновления. Такое решение обеспечивает чрезвычайно эффективную работу системы зрения, поскольку нам не нужно передавать ненужные кадры изображения по сети. Кроме того, практически каждый продукт сетевого наблюдения ( IP-камеры , видеосерверы , Программное обеспечение NVR ) может быть настроен таким образом, чтобы в случае, например, обнаружения активности в контролируемой зоне, он автоматически увеличивал частоту обновления. Кроме того, системы видеонаблюдения также позволяют передавать изображения с разными частотами обновления разным получателям, что отлично подходит для установок, работающих с соединениями с низкой пропускной способностью при передаче данных.

    Мацей Мияльски

    CTR PARTNER


    ... вернитесь, чтобы помочь