پهناي باند و اهميت آن در دوربين مداربسته
(Bandwith) عرض باند که اصطلاح رايج آن پهناي باند است، در ارتباطات شبکه اي کابلي يا بي سيم به معني ميزان يا نرخ انتقال داده ها از نقطه اي به نقطه ديگر در يک زمان مشخص مي باشد. پهناي باند سرعت انتقال اطلاعات را نيز مشخص مي کند اما بر خلاف تصوير غلط رايج صرفا تنها عامل تعيين کننده سرعت در شبکه نيست. در سيستم هاي مداربسته اطلاعات ثبت شده توسط دوربين در بستر اين باند به دستگاه ضبط يا دستگاه ها منتقل مي گردد. آشنايي با مبحث پهناي باند از اهميت زيادي برخوردار است و چنانچه قصد داريد تا از سيستم مداربسته شبکه در محل کار يا منزل خود استفاده کنيد اين مطلب را از دست ندهيد. همچنين به دليل محدوديت پهناي باند موجود اگر تعداد دوربين هاي نصب شده در پروژه زياد است لازم است تا چه در هنگام خريد و چه در زمان نصب آشنايي کامل با اين مبحث و محاسبات آن داشته باشيد.
پيش از شروع لازم است بدانيد که امکان کنترل پهناي باند مصرفي براي تک تک دوربين ها وجود دارد و مي توان آن را بر حسب پهناي باند کل براي هر دوربين تنظيم نمود. اين امر نيازمند دقت محاسباتي است زيرا چنانچه به خوبي انجام نشود، منجر به هدر رفتن پهناي باند موجود و نارسايي در سيستم مداربسته شما مي گردد. در ادامه به عوامل موثر بر ميزان مصرف پهناي باند مي پردازيم.
بيشتر بخوانيد: هايک ويژن
1. فرمت فشرده سازي
همانطور که مي دانيد هرچه کيفيت تصوير بالتر باشد به حجم آن نيز افزوده مي گردد پس کيفيت تصوير مي تواند يک عامل اثرگذار بر مصرف پهناي باند باشد. با توجه به اينکه عوامل بسيار زيادي همچون ميزان نور موجود در محيط زاويه تابش نور به لنز رزولئشن دوربين و …بر حجم و کيفيت تصوير نهايي اثر گذار اند بايد ابتدا از فيلتر کدک هاي فشرده سازي تصاوير عبور کنند تا حجم انها به طور بهينه اي کاهش يابد. از گذشته تاکنون فرمت هاي فشرده سازي متفاوتي توسط متخصصين ابداع شده اند که شامل MPEG4 ،H.264 ،H.265 ،H.264+ و … مي باشند. اين فرمت ها هر کدام مي تواننند تا ميزان معيني از حجم تصاوير را کاهش دهند. بنابراين تصاوير حاصل از آنها هر کدام ميزان متفاوتي از پهناي باند را اشغال مي کنند. پس توجه به اين نکته که تصاوير به چه نوع فرمتي کدگذاري شده اند در محاسبه ميزان پهناي باند تاثيرگذار است. MPEG4 يک فرمت قديمي است که امروزه انواع پيشرفته تري جايگزين آن شده اند مانند فرمت هاي H.264، H.265، که فرمت H.265 داراي دوبرابر نرخ فشرده سازي در همان کيفيت مي باشد. فرمت H.265+ نيز از ابداعات شرکت هايک ويژن است که و بهترين نوع کدگذاري در دوربين هاي مدار بسته است.
براي اثبات کارايي فرمت H.265 آزموني طراحي شد. در اين آزمون از دو دوربين مختلف با رزولوشن يکسان 1080p و نرخ فريم 25fbs استفاده شد. يکي از اين دوربين ها را در يک کافه و ديگري را در خيابان نصب نمودند. اساس تست بر مبناي مقايسه نرخ بيت ريت (در فرمت هاي فشرده سازي H.265 و H.265 +) نسبت به فرمت H.264 و اثر آن بر کاهش مصرف پهناي باند بود. نتيجه به اين صورت بود که مصرف پهناي باند در حالت H.265 نسبت به H.26 47.8? کاهش داشته در حاليکه اين عدد در H.265 + نسبت به H.264 83.7? مي باشد.
2. نرخ فريم
نرخ فريم تاثير عمده اي در مصرف پهناي باند براي دوربين هاي مداربسته دارد. در حالي که اکثر دوربين ها داراي فريم 25 تا 30 فريم در ثانيه هستند، کاربران معمولا نرخ فريم پايين تري را انتخاب مي کنند، تا در مصرف پهناي باند صرفه جويي کنند.
3. تعداد دوربين هاي نصب شده
تعداد دوربين هاي موجود در شبکه نيز عامل ديگري تاثيرگذار ديگري است پهناي باندي که هر دوربين استفاده مي کند در مجموع بر ميزان پهناي باند مجموع (Total Bandwidth) تاثيرگذار است. هرچه تعداد دوربين ها بيشتر پهناي باند بيشتري اشغال مي گردد هر بستر شبکه اي داراي يک پهناي باند محدود است و افزايش تعداد دوربين ها در آن تاثير مستقيم بر روي ان دارد.
4. حالت هاي مختلف ضبط
در دستگاه ضبط NVR فرمت هاي مختلفي براي ضبط وجود دارد ضبط در نور کم يا شب، ضبط حساس به حرکت و … که هر کدام بر حجم تصاوير و مصرف پهناي باند اثرگذار اند. براي مثال اگر حالت ضبط را بر روي Motion Detection قرار دهيم اگر ساعت ها تصوير به همان حالت اول باقي بماند و هيچ گونه سوژه جنبنده اي وارد ان نشود دوربين همان ديگر صحنه هاي يکسان را تکرار نخواهد کرد و از همان يک تصوير اوليه استفاده خواهد نمود و چنانچه سوژه متحرکي وارد تصوير گردد شروع ضبط خواهد نمود. اين کار تا حد زيادي بر روي کاهش حجم تصاوير تاثير دارد.
5. رزولوشن دوربين و نسبت تصوير (Aspect Ratio)
رزولوشن نسبت مستقيمي با با کيفيت تصوير و آن هم نسبت مستقيمي با حجم تصاويردارد پس هرچه رزولون بالاتر حجم تصاوير نيز بالاتر رفته و مصرف پهناي باند اثرگذار است. به عنوان مثال تصاوير حاصل از يک دوربين 8 مگاپيکسلي نسبت به يک دوربين 5 مگاپيکسلي پهناي باند بيشتري را اشغال مي کند. عامل اثرگذار ديگر نسبت تصوير (Aspect Ratio) است که به معني نسبت پهنا به ارتفاع يک فريم مي باشد. اغلب نسبت تصوير را با اعداد ?:?، ??:? و …نمايش مي دهند. با توجه به اينکه نسبت تصوير ??:? تصوير بزرگتري را ارائه مي دهد بنابراين پهناي باند بيشتري را نيز اشغال مي کند.
6. ميزان شلوغي، حجم و تعدد سوژه ها در تصوير
اين امر مستقيما به نوع کاربري و مکان نصب دوربين مداربسته بستگي دارد. بالطبع تعدد سوژه ها در يک خيابان شلوغ نسبت به يک راهرو خلوت کم تردد در داخل ساختمان بيشتر بوده و پيچيدگي تصاوير آن بيشتر است. به طور کلي ضبط تصاوير در مکان هاي پر تردد باعث افزايش مصرف پهناي باند مي شود.
موضوع ديگري که از اهميت زيادي نيز برخوردار است مصرف پهناي باند هنگام اتصال به شبکه جهاني يا اينترنت است. با توجه به اينکه هزينه سنگين و جداگانه اي بابت ان پرداخت مي گردد چنانچه به خوبي کار محاسبات و تنظيم دوربين ها به درستي انجام نگردد منجر به افزايش هزينه ها مي گردد.
نکته: يک راهکار براي صرفه جويي در ميزان پهناي باند در بستر اينترنت اين است که مي توانيد براي دسترسي به تصاوير خود از جريان هاي فرعي يا Sub Stream استفاده کنيد. جريان فرعي تا جاي ممکن از طريق کاهش رزولوشن، کيفيت، نرخ فريم، رنگي بودن و … از حجم تصاوير مي کاهد.
. فرمت فشرده سازي
همانطور که مي دانيد هرچه کيفيت تصوير بالاتر باشد به حجم آن نيز افزوده مي گردد پس کيفيت تصوير مي تواند يک عامل اثرگذار بر مصرف پهناي باند باشد. با توجه به اينکه عوامل بسيار زيادي همچون ميزان نور موجود در محيط زاويه تابش نور به لنز رزولوشن دوربين و …بر حجم و کيفيت تصوير نهايي اثر مي‌گذارند بايد ابتدا از فيلتر کدک هاي فشرده سازي تصاوير عبور کنند تا حجم انها به طور بهينه اي کاهش يابد. از گذشته تاکنون فرمت هاي فشرده سازي متفاوتي توسط متخصصين ابداع شده اند که شامل MPEG4 ،H.264 ،H.265 ،H.264+ و … مي باشند. اين فرمت ها هر کدام مي تواننند تا ميزان معيني از حجم تصاوير را کاهش دهند. بنابراين تصاوير حاصل از آنها هر کدام ميزان متفاوتي از پهناي باند را اشغال مي کنند. پس توجه به اين نکته که تصاوير به چه نوع فرمتي کدگذاري شده اند در محاسبه ميزان پهناي باند تاثيرگذار است. MPEG4 يک فرمت قديمي است که امروزه انواع پيشرفته تري جايگزين ان شده اند مانند فرمت هاي H.264، H.265، که فرمت H.265 داراي دوبرابر نرخ فشرده سازي در همان کيفيت مي باشد. فرمت H.265+ نيز از ابداعات شرکت هايک ويژن است که و بهترين نوع کدگذاري در دوربين هاي مدار بسته است.
بيشتر بدانيد: سوييچ شبکه نصب دوربين مداربسته
براي اثبات کارايي فرمت H.265 آزموني طراحي شد. در اين آزمون از دو دوربين مختلف با رزولوشن يکسان 1080p و نرخ فريم 25fbs استفاده شد. يکي از اين دوربين ها را در يک کافه و ديگري را در خيابان نصب نمودند. اساس تست بر مبناي مقايسه نرخ بيت ريت (در فرمت هاي فشرده سازي H.265 و H.265 +) نسبت به فرمت H.264 و اثر آن بر کاهش مصرف پهناي باند بود. نتيجه به اين صورت بود که مصرف پهناي باند در حالت H.265 نسبت به H.26 47.8? کاهش داشته در حاليکه اين عدد در H.265 + نسبت به H.264 83.7? مي باشد. |
2. نرخ فريم
نرخ فريم تاثير عمده اي در مصرف پهناي باند براي دوربين هاي مداربسته دارد. در حالي که اکثر دوربين ها داراي فريم 25 تا 30 فريم در ثانيه هستند، کاربران معمولا نرخ فريم پايين تري را انتخاب مي کنند، تا در مصرف پهناي باند صرفه جويي کنند.
3. تعداد دوربين هاي نصب شده
تعداد دوربين هاي موجود در شبکه نيز عامل ديگري تاثيرگذار ديگري است پهناي باندي که هر دوربين استفاده مي کند در مجموع بر ميزان پهناي باند مجموع (Total Bandwidth) تاثيرگذار است. هرچه تعداد دوربين ها بيشتر پهناي باند بيشتري اشغال مي گردد هر بستر شبکه اي داراي يک پهناي باند محدود است و افزايش تعداد دوربين ها در آن تاثير مستقيم بر روي ان دارد.
4. حالت هاي مختلف ضبط
در دستگاه ضبط NVR فرمت هاي مختلفي براي ضبط وجود دارد ضبط در نور کم يا شب، ضبط حساس به حرکت و … که هر کدام بر حجم تصاوير و مصرف پهناي باند اثرگذار اند. براي مثال اگر حالت ضبط را بر روي Motion Detection قرار دهيم اگر ساعت ها تصوير به همان حالت اول باقي بماند و هيچ گونه سوژه جنبنده اي وارد ان نشود دوربين همان ديگر صحنه هاي يکسان را تکرار نخواهد کرد و از همان يک تصوير اوليه استفاده خواهد نمود و چنانچه سوژه متحرکي وارد تصوير گردد شروع ضبط خواهد نمود. اين کار تا حد زيادي بر روي کاهش حجم تصاوير تاثير دارد.
5. رزولوشن دوربين و نسبت تصوير (Aspect Ratio)
رزولوشن نسبت مستقيمي با با کيفيت تصوير و آن هم نسبت مستقيمي با حجم تصاويردارد پس هرچه رزولون بالاتر حجم تصاوير نيز بالاتر رفته و مصرف پهناي باند اثرگذار است. به عنوان مثال تصاوير حاصل از يک دوربين 8 مگاپيکسلي نسبت به يک دوربين 5 مگاپيکسلي پهناي باند بيشتري را اشغال مي کند. عامل اثرگذار ديگر نسبت تصوير (Aspect Ratio) است که به معني نسبت پهنا به ارتفاع يک فريم مي باشد. اغلب نسبت تصوير را با اعداد ?:?، ??:? و …نمايش مي دهند. با توجه به اينکه نسبت تصوير ??:? تصوير بزرگتري را ارائه مي دهد بنابراين پهناي باند بيشتري را نيز اشغال مي کند.
6. ميزان شلوغي، حجم و تعدد سوژه ها در تصوير
اين امر مستقيما به نوع کاربري و مکان نصب دوربين مداربسته بستگي دارد. بالطبع تعدد سوژه ها در يک خيابان شلوغ نسبت به يک راهرو خلوت کم تردد در داخل ساختمان بيشتر بوده و پيچيدگي تصاوير آن بيشتر است. به طور کلي ضبط تصاوير در مکان هاي پر تردد باعث افزايش مصرف پهناي باند مي شود.