BANT GENİŞLİĞİ VE DEPOLAMA DEĞERLENDİRMELERİ

Bir ip kamera video takip sistemi dizayn edilirken, network bant genişliği ve depolama ihtiyaçları önemli değerlendirmelerdir. Kullanılan ip kamera sayısı, görüntü çözünürlüğü, sıkıştırma tipi ve oranı, çerçeve oranları ve görüntü karmaşıklığı önemli faktörlerdir.

Bu bölüm muhtelif sistem konfigürasyonları ve depolama çözümleri ile ilgili bilgi sağlamanın yanı sıra, bir sistemi tasarımlamak için kılavuz desteği sağlar.

Bant genişliği ve depolama hesaplamaları Network video ürünleri konfigürasyonlarına dayalı olarak network bant genişliğini ve depolama alanını faydalı hale getirir. Daha önce belirtildiği gibi, bu konu aşağıdaki faktörlere bağlıdır:

• Ip Kamera sayısına
• Kayıt işleminin sürekli veya olay bazlı olmasına
• Ip Kameranın günlük ortalama kaç saat kayıt yapacağına
• Saniye başına düşen çerçeve sayısına
• Görüntü çözünürlüğüne
• Video sıkıştırma tipine: Motion JPEG, MPEG-4, H.264, H.265
  
• Görünüme: Görüntü karmaşıklığı (örneğin gri duvar veya bir orman), ışıklandırma koşulları ve hareketin miktarı (ofis ortamı veya kalabalık tren istasyonları)
• Verinin ne kadar süre ile depolanacağına Bant genişliği gereksinimleri

8 ila 10 adete kadar ip kamera sayısını kapsayan küçük bir takip sisteminde, bant genişliği kısıtlamalarını göz önünde bulundurmak zorunda olmaksızın temel bir 100 megabayt network switch kullanılabilir. Pek çok firma var olan networklerini kullanarak bu boyutlarda bir takip sistemi uygulamaktadırlar.
10 adet veya daha fazla sayıda ip kamera uygulaması yapıldığında bazı temel kurallar göz önünde bulundurularak network yükü hesaplanmalıdır:

• Yüksek çerçeve oranında yüksek-kaliteli görüntüler vermek üzere yapılandırılan bir ip kamera mevcut network bant genişliğinin yaklaşık 2 ila 3 Mbit/s bölümünü kullanacaktır.
• 12 ila 15 adetten fazla ip kamera sayısından itibaren gigabayt omurgalı bir switch kullanımı göz önünde bulundurulmalıdır. Eğer gigabayt destekli bir switch kullanılırsa, video yönetimi yazılımını yürüten sunucuya gigabayt network adaptörü ilave edilmelidir.

Switch bağlanan network üzerindeki VLAN’ların kullanımı da dâhil olmak üzere bant genişliği tüketimi idaresine olanak tanıyan teknolojiler Quality of Servis ve olay bazlı kayıtlardır.

Depolama ihtiyaçlarının hesaplanması

Daha önce belirtildiği gibi, kullanılan video sıkıştırma tipi depolama ihtiyaçlarını etkileyen faktörlerden birisidir. Günümüzde mevcut olan en etkili video sıkıştırma tekniği H.264 sıkıştırma formatıdır. Görüntü kalitesinden ödün vermeksizin, bir H.264 enkoder dijital bir videonun boyutunu Motion JPEG formatına kıyasla %80’den fazla azaltabilmektedir, MPEG-4 (Part 2) ile kıyaslandığında ise %50 kadar azaltabilmektedir. Bunun anlamı bir H.264 video dosyası için çok daha az network bant genişliği ve depolama alanına ihtiyaç duyulmasıdır.

Üç sıkıştırma formatı için de örnek depolama hesaplamaları aşağıdaki tabloda mevcuttur. Bit oranı düzeylerini etkileyen pek çok değişkenlerden dolayı H.264 ve MPEG-4 için hesaplamalar çok düzgün değildir. Motion JPEG formatında net bir formül mevcuttur, çünkü Motion JPEG her bir görüntü için özgün bir dosya ihtiva eder. Motion JPEG kayıtlar için depolama ihtiyaçları çerçeve oranına, çözünürlüğe ve sıkıştırma seviyesine bağlı olarak değişir.

İleri proje yönetimi fonksiyonunu kapsayan Digifort / AXIS Design Tool Luxriot Calc. büyük ve karmaşık sistemler için depolama ve bant genişliği hesaplamalarına olanak tanır.

Sunucu bazlı depolama

Bir sunucunun merkezi işleme ünitesine (CPU), network kart ve internal RAM (Random Access Memory) bağlı olarak, bir sunucu belirli sayıdaki ip kameraları, çerçeve oranını ve görüntülerin boyutunu idare edebilir. PC’lerin çoğu iki ila dört adet hard disk bulundurabilir ve her disk yaklaşık 300 gigabayta (GB) kadar olabilir. Küçük-orta boyutlu bir kurulumda, video yönetim yazılımını yürüten PC ayrıca video kayıt için de kullanılır. Bu direk-bağlı depolama olarak anılır.

Video yönetim yazılımında, örneğin, bir hard disk altı ila sekiz ip kameradan gelen kayıtları depolamak için uygundur. 12 ila 15 adet kameradan fazla ise yükü bölmek için en azından iki hard disk kullanılmalıdır. 50 ip kameradan fazla ise, ikinci bir sunucu kullanılması tavsiye edilir.

NAS ve SAN

Depolanan veri ve yönetim ihtiyaçları direk bağlı depolamanın limitlerini aştığı zaman, bir networke bağlı depolama (NAS) veya depolama alanı networku (SAN) artan depolama ihtiyacına, esnekliğe ve onarıma izin verir. Networke bağlı depolama NAS, direk olarak bir LAN’a bağlanan ve paylaşılan depolamayı networkteki bütün müşterilerine sunan tek bir depolama cihazı desteği sağlar. Bir NAS cihazının kurulumu basit ve idaresi kolaydır, düşük-maliyetli depolama çözümü sağlar. Bununla birlikte, gelen veri için kısıtlı bir verimliliğe sahiptir, çünkü yalnızca bir tane network bağlantısına sahiptir, yüksek performanslı sistemlerde problemli olabilir.

SAN’lar yüksek hızlıdır, depolama için özel amaçlı networklerdir, tipik olarak bir veya daha fazla sayıda sunucuya fiber yoluyla bağlanırlar. Kullanıcılar, SAN üzerindeki depolama cihazlarının her hangi birisine sunucu yoluyla giriş yapabilirler ve depolama yüzlerce terabayta kadar ölçülebilir. Merkezi depolama yönetimi azaltır ve yüksek bir performans ile teknolojisi yaygın olarak saniyede dört gigabayt veri transferleri sağlamada kullanılır ve büyük miktarlardaki verinin yüksek düzeyde yedeklenerek depolanmasına olanak tanır.

Depolama cihazlarının birbirine bağlandığı ve sunucuların depolama kapasitesini paylaştığı bir SAN yapılanması.

Yedekleme depolaması

SAN sistemleri depolama cihazının içerisine yedeklemeyi dâhil ettiler. Bir depolama sistemindeki yedekleme videonun veya her hangi bir verinin eşzamanlı olarak birden fazla lokasyon da kaydedilmesine olanak tanır. Bu teknik, depolama sisteminin bir kısmının okunamaz hale gelmesi durumunda videonun onarılması için yedekleme desteği sağlar. Bağımsız Diskler Yedek Dizisi, veri tekrarlaması, sunucu kümeleme ve çoklu video alıcıları da dahil olmak üzere bir IP-Takip sisteminde bu ilave depolama katmanını desteklemek için çok sayıda opsiyon mevcuttur.

RAID

RAID bir standart düzenleme metodudur, satışa hazır olan sabit diskler de işletim sistemi onları büyük bir hard disk olarak algılar. Bir RAID verinin kurulumunu çoklu disk sürücüler üzerine yeterli yedekleme ile yapar, böylece bir diskin arızalanması durumunda veri kurtarılabilir. Pratik olarak hiç yedeklemesizden, tam-yansıtılmış çözüme kadar çeşitlenen farklı RAID seviyeleri mevcut olup, hard disk arızası durumunda hiç bozulma ve veri kaybı olmaz.

Veri tekrarlama

Bu, pek çok network işletim sisteminde var olan yaygın bir özelliktir. Bir networkteki dosya sunucuları veriyi kendi aralarında tekrarlayacak şekilde yapılandırılırlar, bir sunucunun arızalanması durumunda yedekleme desteği sağlar.

Sunucu gruplaştırma. Yaygın bir sunucu gruplaştırma metodu, RAID sisteminde olduğu gibi iki sunucunun aynı depolama cihazı ile çalışmasıdır. Bir sunucu arızalandığında, aynı şekilde yapılandırılmış olan diğer sunucu iş yükünü devralır. Hatta bu sunucular aynı IP adresini paylaşırlar, ‘’yük devretme’’ olarak anılan bu olay kullanıcılar için tamamen şeffaftır.

Çoklu video alıcıları

Network videosunun çöküş onarımı ve yerleşke-dışı depolanmasını garanti eden yaygın bir metot eşzamanlı olarak videonun ayrı lokasyonlardaki iki farlı sunucuya gönderilmesidir. Bu sunucular RAID ile donatılabilirler, gruplaşma içerisinde çalışabilirler veya daha ötesi sunucular ile veriyi tekrarlayabilirler. Bu, özellikle riskli takip sistemlerinde veya kolay ulaşılamayan alanlarda, örneğin toplu taşıma kurulumlarında veya endüstriyel tesislerde oldukça faydalı bir yaklaşımdır.

Sistem Konfigürasyonları

Küçük sistem (1 ila 30 ip kamera)

Bir küçük sistem genellikle bir takip uygulamasını yürüten bir sunucuyu kapsar, videoyu lokal bir hard diske kaydeder. Video, aynı tarafından görüntülenir ve yönetilir. Görüntüleme ve yönetimin çoğu sunucuda yapılmasına rağmen, bir müşteri (lokal veya uzaktan kontrol ile) aynı amaç için bağlanabilir.

Orta sistem (25 ila 100 ip kamera)

Tipik bir orta-ölçekli kurulum ilave depolamalı bir sunucuya sahiptir. Performansı ve güvenirliği arttırmak için depolama genellikle RAID ile yapılandırılır. Video, kaydı yapan sunucunun kendisinden çok, müşteri tarafından görüntülenir ve yönetilir.

Büyük merkezi sistem (50 ila +1000 ip kamera)

Büyük ölçekli bir kurulumda büyük miktardaki veri ve bant genişliğinin yönetimi için yüksek performans ve güvenirlik gerekir. Bunun için özel görevlendirilmiş çoklu sunuculara ihtiyaç vardır. Bir ana sunucu sistemi kontrol eder ve ne tür videonun hangi depolama sunucusunda depolanacağına karar verir. Özel görevlendirilmiş depolama sunucuları olduklarından, yük dengelemesi yapma imkânı vardır. Böyle bir kurulumda, ihtiyaç olduğunda daha fazla depolama sunucusu ilave ederek sistemi büyütmek mümkündür ve bütün sistemi indirmeksizin bakımı yapılabilir.

Büyük dağıtımlı sistem (25 ila +1000 ip kamera)

Çoklu sitelerde merkezi yönetimli takip ihtiyacı olduğunda, dağıtımlı kayıt sistemleri kullanılabilir. Her bir site lokal ip kameralardan kayıt ve depolama yapar. Ana kontrol kayıtları her bir sitede görüntüleyebilir ve yönetebilir.