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Estimación de Ancho de Banda a consumir
por la Red TCP/IP
Porqué el Análisis de consumo de ancho de
banda es tan importante?
Los sistemas de vigilancia IP hoy en día
utilizan cada vez más recursos de las redes
TCP/IP para enviar video de un punto a otro
(por ejemplo, de una Cámara IP a un sistema
de Gestión de Video típicamente en una
computadora personal o un servidor dedicado)
Las redes de IP son un medio atractivo para
transportar video porque por un cable pueden
llevar el video de muchas cámaras. Estas
redes también sirven un propósito multi-funcional
porque el mismo cable puede llevar video así
como audio, señales de alarma, señales de
relevo, órdenes de PTZ, y los datos de serie.
Con POE (Power Over Ethernet), el cable
puede llevar también la electricidad a la
cámara. Esto simplifica mucho la cantidad de
cables que se requirió anteriormente. Sin
embargo, la red TCP/IP es limitada por la
cantidad de tráfico que puede llevar –
conocido como ancho de banda, que es medida
(bps). La siguiente tabla muestra las tres
clases de redes de Ethernet de
estrella-topología de uso corriente hoy.
|
Nombre |
Conocida
como |
Ancho de
Banda |
|
10Base-T |
Standard
Ethernet |
10 Mbps
(Megabits por segundo) |
|
100Base-T |
Fast Ethernet |
100 Mbps |
|
1000Base-T |
Gigabit
Ethernet |
1000 Mbps o 1
Gbps |
El Video sobre IP consume una cantidad
grande de ancho de banda. Una cámara quizás
consuma entre 100 kbps y 2 Mbps – se compara
con el audio, que típicamente consume sólo
80 kbps. Los factores que afectan consumo de
ancho de banda son descriptos en la
siguiente tabla.
|
Factor |
Descripción |
Ejemplos |
|
Método de
compresión de video |
Típicamente
compresión temporal |
H.264, H.263,
MPEG4, MPEG2, MPEG |
|
Frame Rate |
Imágenes por
Segundo |
1-30 IPS |
|
Resolución de
imagen |
El número de
píxeles horizontales |
QCIF, CIF,
2CIF, 4CIF (También conocido como
D1) |
|
Actividad de
la escena |
La cantidad de
actividad a la cual la cámara está
expuesta |
Baja, media y
Alta |
|
Espacios sin
actividad |
La fracción en
la cual no hay movimiento importante
(stand by) |
Lunes a
Viernes de 22.00hs a 7.00hs (típicamente
un local comercial) |
Si usted se queda sin ancho de banda en su
red, comenzará a experimentar lo Siguiente:
- Fallas de Video (por ejemplo; la falta de
claridad aumentada)
- Algunos cuadros pueden ser dejados de
capturar al azar
- La resolución video puede dejar caer de
4CIF a 2CIF haciendo que la imagen sea menos
clara aún
- El video se puede congelar enteramente y
puede perder la conexión temporalmente
|
Cuál es la
relación entre ancho de banda y
almacenamiento de discos?
Ambos están
directamente relacionados. Si el
video es transmitido en una cierta
tasa de transmisión a través de una
red para ser almacenado, entonces
consumirá espacio de disco en
exactamente la misma tasa. Por
ejemplo, una conexión de 1 Mbps
utilizará 1 Mb (Megabit) de espacio
en un segundo, o acerca de 1/8 =
0,125 Megabytes por segundo, iguala
a 0,125 X 3.600 = 450 Megabytes por
hora (acerca de 11 GB por día o 75
GB a la semana). |
|
¿Cómo sabemos
cuanto ancho de banda se necesita?
Esto es una excelente
pregunta, especialmente porque es se echa a
perder con cualquier certeza. Cuando se
explicó más temprano, depende de tantos
factores que usted realmente sólo puede
estimar su ancho de banda y/o la tasa de
consumo de disco/espacio. Este análisis
inicial es basado en su experiencia con
proyectos anteriores y es útil – pero la
mejor manera de predecir sus necesidades son
de correr la prueba verdadera.
|
Tabla de referencia de consumo de ancho
de banda
La siguiente tabla es una guía rápida para
los cálculos de calidades más populares y el
asociado ancho de banda para anticipar
cuanto espacio de disco se requirió para
una semana de video MPEG4. La
tabla asume grabación 24x7 sin
interrupciones (que es naturalmente poco
realista). Típicamente, usted aumentará el
tiempo de retención por acerca del 50 por
ciento o reducirá el espacio de disco
necesario por acerca del 60 por ciento si
usted puede asumir 12 horas de registrar el
lunes por el viernes, y sólo en-alarma/movimiento
durante fines de semana.
|
Resolución |
IPS |
Nivel de
Actividad |
Kbps |
GB / Semana |
| CIF |
3 |
Media |
160 |
12 |
| CIF |
7 |
Media |
185 |
13 |
| CIF |
15 |
Media |
200 |
14 |
| CIF |
30 |
Media |
500 |
36 |
| 2CIF |
3 |
Media |
320 |
23 |
| 2CIF |
7 |
Media |
370 |
27 |
| 2CIF |
15 |
Media |
400 |
29 |
| 2CIF |
30 |
Media |
1000 |
72 |
| 4CIF |
3 |
Media |
640 |
46 |
| 4CIF |
7 |
Media |
740 |
53 |
| 4CIF |
15 |
Media |
800 |
58 |
| 4CIF |
30 |
Media |
2000 |
144 |
Ejemplo Aplicado y analizado:
Una serie de necesidades de salas de
entrevistas de alta seguridad para registrar
ocho cámaras por dos semanas, la calidad
requerida es 2CIF a 15 IPS. El sistema es
utilizado todo el día y mediante alarma de
movimiento de noche y en fines de semana. La
tabla sugiere una tasa de 400 kbps (kilobits
por la sec), que nos dice que la red debe
esperar por lo menos en ocho cámaras X 400
kbps o una tasa máxima de 3.200 kbps (3,2
Mbps). La tabla también nos dice que ése
cámara necesitará 29 GB a la semana. Tener
en cuenta tiempo callado, esto estará
alrededor del 60 por ciento de 29 GB o 17
GB. Para dos semanas, una cámara consumirá
dos x 17 GB o 34 GB. Ocho cámaras
necesitarán 8 x 34 (o 278) GB para dos
semanas de grabación.
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