Kalkulator nagrywania CCTV / NVR

1. Jak szacowany jest bitrate

Zamiast opierać się na ogólnych wartościach ryczałtowych, ten kalkulator stosuje dynamiczny model obliczeniowy, który symuluje zużycie pasma na podstawie realnych parametrów pracy kamer.

Podstawowy wzór na aktywną przepustowość kamery to:

Bitrate_Active = baseBR × fpsFactor × K_Codec × K_Scene

Bitrate bazowy (baseBR)

Podstawowe obciążenie infrastruktury liczy się bezpośrednio z rozdzielczości matrycy:

baseBR = rozdzielczość (MP) × 1,3

Przykład zastosowania: Standardowa kamera Full HD 1080p (około 2,07 MP), pracująca przy bazowych 15 FPS, standardowej kompresji H.264 i średniej złożoności sceny, daje: 2,07 × 1,3 × 1,0 × 1,0 ≈ 2,69 Mb/s Ten współczynnik to empiryczna wartość bazowa z wytycznych projektowych producentów, mająca zapewnić optymalną gęstość pikseli podczas aktywnego dozoru.

Skalowanie liczby klatek (fpsFactor)

Pasmo nie skaluje się liniowo wraz ze zmianą liczby klatek (FPS). Ponieważ nowoczesne kodery zapisują różnice czasowe między klatkami, a nie kolejne pełne obrazy statyczne, podwojenie liczby klatek wpływa na łączną objętość mniej niż proporcjonalnie. Silnik stosuje krzywą potęgową, żeby dokładnie odwzorować to zachowanie:

fpsFactor = (FPS / 15)^0,45

Ten współczynnik zapobiega przewymiarowaniu pojemności przy planowaniu instalacji o wysokiej liczbie klatek (30 fps).

2. Zapotrzebowanie na miejsce: H.264 vs H.265

Sprawność kompresji wideo zmienia się wraz z szumem otoczenia i entropią ruchu.

Modyfikatory złożoności sceny (K_Scene)

• Niska (× 0,7): Otoczenie z kontrolą dostępu i minimalnym ruchem pikseli (na przykład spokojny magazyn albo nocny korytarz wewnętrzny).
• Średnia (× 1,0): Typowe otoczenie handlowe albo powierzchnia komercyjna z umiarkowanym ruchem ludzi.
• Wysoka (× 1,4): Dynamiczne, otwarte otoczenie zewnętrzne ze stałym ruchem (na przykład ruchliwe skrzyżowanie, tłum, poruszające się liście albo zmienne światło). Duży szum ogranicza sprawność kompresji międzyklatkowej.

3. Wpływ detekcji ruchu

Gdy włączone jest nagrywanie przy ruchu, platforma stosuje dwustanowy cykl pracy. W czasie bezruchu strumień schodzi do zdefiniowanego limitu FPS i obniża złożoność sceny do minimum (0,7). Wypadkowe zapotrzebowanie w czasie liczy się jako:

Bitrate_Mean = (Bitrate_Active × M) + (Bitrate_Idle × (1 - M))

M oznacza szacowany procent aktywności ruchowej w standardowym cyklu dobowym. Jeśli dodatkowo wybrano nagrywanie dźwięku, do budżetu aktywnego dochodzi stały przydział 64 kb/s (0,064 Mb/s) na kamerę, odpowiadający standardowym strumieniom audio G.711 PCM.

4. Narzut macierzy RAID

Planowanie dysków fizycznych to więcej niż sama objętość z obliczeń. Wbudowany moduł kalkulatora RAID dla CCTV korzysta ze standardowych macierzy odpornych na awarie, żeby dokładnie określić, ile pojemności trzeba kupić:

• RAID 1: Czyste lustro. Narzut redundancji wymaga dokładnie 2,0 × objętości netto, przy dokładnie N=2 dyskach.
• RAID 5: Pojedyncza parzystość rozproszona. Wymaga minimum 3 dysków. Strata pojemności to dokładnie 1 dysk: N / (N - 1).
• RAID 6: Podwójna parzystość rozproszona. Wymaga minimum 4 dysków. Przetrwa dwie równoczesne awarie, rezerwując dwa dyski na dane parzystości: N / (N - 2).
• RAID 10: Połączenie lustra i paskowania. Wymaga minimum 4 dysków i wyłącznie parzystych układów (N mod 2 = 0). Połowa pojemności fizycznej (50%) idzie na narzut.

Obliczenie dysków: Silnik dzieli całkowite zapotrzebowanie odporne na awarie przez liczbę dysków (N) i automatycznie dopasowuje wynik do typowych pojemności handlowych HDD (na przykład 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20 TB).

5. Narzut pojemności i systemu plików

Podstawowy narzut (zalecane 15%) jest uwzględniony w obliczeniu pojemności dla monitoringu, żeby zrównoważyć systematyczne straty:

1. Przeliczenie binarne–dziesiętne: Producenci dysków liczą pojemność dziesiętnie (10^12 bajtów na TB), a systemy operacyjne formatują macierze binarnie (1024^3 bajtów na TB). Ta systemowa rozbieżność obcina pojemność fizyczną o około 7,3%.
2. Kronikowanie metadanych: Systemy plików (jak EXT4 czy XFS) rezerwują część bloków na indeksowanie metadanych, tablice odzyskiwania plików i mapowanie sektorów.
3. Bufor ochronny: Macierze rejestratorów NVR tracą wydajność zapisu przy pełnym zapełnieniu; typowy bufor 5–10% zapobiega spadkom wydajności podczas rutynowego automatycznego czyszczenia FIFO.

6. Limity przepustowości rejestratora NVR

Kalkulator pokazuje ostrzeżenie, gdy łączna przepustowość systemu przekroczy 320 Mb/s.

Standardowe interfejsy gigabitowe udźwigną wyższy strumień surowych danych, ale 320 Mb/s to typowa granica zapisu wielu komercyjnych rejestratorów NVR ze średniej półki. Przekroczenie jej powoduje wąskie gardła w wewnętrznych ścieżkach przetwarzania SoC albo w prędkości zapisu bazy nagrań. To przekłada się wprost na gubione klatki, niestabilne strumienie i opóźnione odtwarzanie. Systemy pracujące powyżej tego progu wymagają podziału sieci na kilka węzłów NVR albo sprzętu projektowego o wyższej przepustowości.