Băng thông là gì? Cách tính băng thông hệ thống cho camera IP

Cách tính băng thông cho hệ thống Camera IP đơn giản, chính xác và giới thiệu về các thuật ngữ về băng thông camera chi tiết nhất qua bài viết sau nhé.

Băng thông là gì?

• Băng thông tên tiếng Anh là bandwidth. Thuật ngữ này dùng để chỉ lưu lượng của tín hiệu điện được truyền qua thiết bị truyền dẫn trong một giây là bao nhiêu.

Băng thông camera là gì?

• Băng thông camera là thuật ngữ thường được sử dụng để mô tả số lượng dữ liệu tối đa, mà các bạn được phép trao đổi (bao gồm: Upload và Download) qua lại giữa đầu ghi camera (hoặc Server) và người sử dụng trong một đơn vị thời gian (thường là giây).
• Tóm lại, băng thông là thông số chỉ lượng thông tin tối đa mà hệ thống camera an ninh của bạn được lưu chuyển qua lại mỗi giây.

Các loại băng thông mạng Internet

• Băng thông (xử lý tín hiệu) hoặc băng thông tương tự, băng thông tần số hoặc băng thông vô tuyến, một thước đo chiều rộng của một dải tần số, được đo bằng hertz
• Băng thông (tính toán), tốc độ truyền dữ liệu, tốc độ bit hoặc thông lượng, được đo bằng bit trên giây (bit/s)

Cách tính băng thông cho hệ thống Camera IP

Băng thông (Mbits) = Frame Size (Kb) * 1024 * 8 * FPS * số camera / 1000000

Một số biểu hiện Camera an ninh thiếu băng thông

Khi phát hiện các trường hợp sau:

• Camera IP xem bị giật, camera bị chậm, “lag”
• Hệ thống camera xem chập chờn, lúc được lúc không
• Hình ảnh camera thu được bị nhòe, chất lượng thấp xem rất khó chịu

Nếu có các dấu hiệu đó bạn nên tìm cách tính băng thông camera lại để điều chỉnh đủ băng thông thì hệ thống camera sẽ không gặp các lỗi trên.

Yếu tố ảnh hưởng băng thông tiêu thụ Camera an ninh

Thông thường, lượng băng thông Internet mà IP Camera sử dụng, tức là băng thông tải lên và tải xuống, phụ thuộc vào các yếu tố:

• Độ nén: Đây là nguyên nhân chính khiến camera tiêu tốn lượng băng thông mạng. MJPEG/MJPEG-4 và H.264 là hai chuẩn nén phổ biến nhất được sử dụng trên các video giám sát.
• Độ phân giải camera: Camera có độ phân giải cao sẽ cần lượng băng thông cao hơn, cũng cần lưu trữ nhiều hơn và sẽ gây chậm mạng.
• FPS (Frame Rate per Second): Tỉ lệ khung hình quyết định chất lượng của video CCTV.
  • Chỉ số FPS càng cao thì video càng có chất lượng tốt.
  • FPS cũng có ảnh hưởng tới lượng dữ liệu cần thiết để quay video CCTV.
• Số lượng Camera quan sát: Bao gồm camera Analog và camera IP, càng nhiều camera thì lượng dữ liệu mạng cần thiết càng nhiều hơn.

Cách tối ưu băng thông cho hệ thống Camera

1. Chọn chuẩn nén Camera phù hợp

• Các bạn nên làm quen với các thiết lập của IP Camera và chọn kiểu nén phù hợp với nhu cầu của mình.
• Nếu muốn lưu được nhiều thì nên chọn H.265 thay vì H264 vì kiểu nén này giảm 30% lượng không gian lưu trữ cần thiết và tiết kiệm dữ liệu Internet.

» Tham khảo : Chuẩn nén H.265 là gì ? So sánh giữa H.265 và H.264

2. Chọn độ phân giải phù hợp

• Cách khác để IP Camera không làm chậm mạng là chọn camera có độ phân giải tối thiểu cần thiết.
• Tất nhiên đừng đánh đổi với sự an toàn nhưng chọn camera có độ phân giải thấp giúp bớt gánh nặng cho kết nối mạng.
• Ví dụ: Camera dùng trên một khu vực rộng thì độ phân giải cao là cần thiết nhưng nếu chỉ giám sát một khu vực nhỏ thì hãy chọn camera đủ dùng, quay được những thứ cần nhìn mà không quá ảnh hưởng tới băng thông.

3. Giảm số khung hình mỗi giây

• Dù quay với nhiều khung hình sẽ cho chất lượng tốt hơn nhưng nó cũng ảnh hưởng tới kết nối mạng. Thông thường 15 FPS là đủ dùng để giám sát trong nhà.

» Tham khảo: Công cụ tính toán Băng thông và dung Lượng lưu trữ camera quan sát

4. Chọn các camera phát hiện chuyển động

• Một số camera an ninh, thường là các loại sử dụng PIN, sẽ chỉ hoạt động khi phát hiện có chuyển động nên không phải khi nào cũng dùng đến kết nối mạng.
• Lúc nào cũng quay là việc không cần thiết nên nếu chọn các camera này sẽ giúp giảm lượng gánh nặng cho kết nối Internet.
• Lưu ý là việc thiết lập camera sang chế độ phát hiện chuyển động sẽ hơi khác. Camera sẽ vẫn quay mọi lúc.

5. Tách biệt camera ra khỏi mạng

• Nếu những cách trên không giúp mạng Internet của các bạn nhanh hơn do ảnh hưởng từ IP Camera thì cách chắc chắn nhất là dùng một mạng riêng cho nó.
• Các bạn có thể dùng 2 bộ định tuyến để kéo lưu lượng từ camera ra khỏi bộ định tuyến chính.
• Sau đó máy chủ, ví dụ như PC, kết nối tới bộ định tuyến thứ 2 để quay và giám sát từ xa.
• Ngoài ra, cũng có thể mua các bộ chuyển đổi để tách lưu lượng của camera ra khỏi các hoạt động mạng khác

Một số thuật ngữ về băng thông quan trọng

1. Đo lường băng thông

• Băng thông thường được tính bằng bit (ví dụ 100Kb/s, 1Mb/s, 1000Mb/s…..).
• Bit là đơn vị cơ bản nhất của băng thông và lưu trữ.
• Bạn có thể kiểm tra băng thông ngay trên máy tính cá nhân.
• Trên máy tính, điều này được thực hiện bằng cách truy cập Task Manager (trình quản lý công việc) như hình sau đây:
• Trên máy tính của bạn, băng thông được hiển thị bằng hai thông số là Send (gửi) và Receive (nhận)

2. Bits và Bytes

• Băng thông thường được tính bằng bit, tuy nhiên trong một số trường hợp nó còn được đo lường bằng đơn vị Byte, điều này sẽ dễ gây nhầm lẫn (8 bit sẽ bằng 1 Byte, do vậy một số người thích dùng khái niệm bit, một số người lại thích dùng Byte, tuy nhiên 400bit sẽ chẳng khác gì 50Byte về mặt giá trị).
• Bit và Byte đều sử dụng một chữ cái để thể hiện việc viết tắt, sự khác biệt duy nhất đó là bit sử dụng chữ cái “b” viết thường, còn Byte sử dụng chữ cái “B” viết hoa.
• Các bạn có thể dùng điều này thay cho việc phải nhớ rằng đơn vị Byte có giá trị lớn hơn so với bit. Nhiều người hay vướng phải nhầm lẫn này bởi họ thường không chịu đọc kĩ.
• Ví dụ: 100Kb/s và 100KB/s (100KB/s có giá trị lớn gấp 8 lần 100Kb/s)

3. Kilo, Mega và Giga

• Phải mất rất nhiều bit (hoặc Byte) để truyền dữ liệu hình ảnh.
• Trong thực tế, các bạn sẽ không bao giờ có một luồng hình ảnh chỉ với giá trị 500b/s hoặc thậm trí 500B/s.
• Hình ảnh thường cần ít nhất hàng ngàn hoặc hàng triệu bit.
• Một luồng hình ảnh tổng hợp thường tiêu tốn đến hàng tỷ bit.

Các biểu hiện/ tiền tố thường gặp để thể hiện lượng băng thông lớn:

• Kilobits, là hàng ngàn, ví dụ 500Kb/s = 500,000b/s.
  • Luồng có giá trị trong khoảng kilobit sẽ là một luồng hình ảnh độ phân giải thấp, hoặc tỉ lệ khung hình trên giây không cao (cũng có thể là cả 2 yếu tố trên).
• Megabits, đơn vị hàng triệu, ví dụ 5Mb/s = 5,000,000b/s.
  • Các luồng hình ảnh HD/MP thường yêu cầu băng thông lớn trong khoảng này (ví dụ 2Mb/s, 4Mb/s hoặc 8Mb/s là bình thường).
  • Các luồng trên 10Mb/s ít phổ biến hơn.
  • Tuy nhiên, với 100 camera xem trực tiếp đồng thời thường sẽ phải yêu cầu băng thông lên tới 200Mb/s hoặc thậm trí 400Mb/s…
• Gigabits là đơn vị hàng tỷ, ví dụ như 5Gb/s = 5,000,000,000b/s.
  • Rất hiếm khi cần tới 1 gigabit băng thông cho video giám sát trừ khi người ta có một hệ thống giám sát quy mô quá lớn.

4. Tốc độ Bit (Bit Rates)

• Khái niệm Bitrate cũng giống như tốc độ của phương tiện đi lại, đều chỉ một tỷ lệ theo thời gian.
• Do đó về mặt hình tượng, khi nói bạn đang chạy xe với vận tốc 96km/h cũng giống như băng thông của camera là 600Kb/s (600kilobit được truyền đi trong 1 giây đồng hồ).
• Bitrate luôn được thể hiện dưới dạng dữ liệu (bit hoặc Byte) trong một giây.
• Mỗi phút hoặc mỗi giờ sẽ không được áp dụng, điều này là do các thiết bị mạng được đánh giá là những thiết bị có khả năng xử lý dữ liệu nhanh chóng chỉ trong mỗi giây đồng hồ.

Khái niệm nén (Compression):

• Về cơ bản, tất cả các hình ảnh giám sát được truyền tải qua một mạng IP đều được nén lại. Camera giám sát có thể xuất hình ảnh nguyên dạng không bị nén (ví dụ như analog) tuy nhiên nó sẽ bị nén lại trước khi truyền tải qua mạng.
• Về mặt lý thuyết, các bạn có thể truyền tải một hình ảnh giám sát không bị nén qua mạng, tuy nhiên nó yêu cầu một tỉ lệ Bitrate rất lớn (ngay cả với mỗi luồng đơn yêu cầu phải có trên 1000 Mb/s) điều này khiến nó trở nên không thực tế.

5. Băng thông trên mỗi Camera

• Băng thông thường được tính trên mỗi camera và số lượng băng thông cần cho mỗi camera có thể thay đổi đáng kể.
• Người ta có thể tổng hợp nhu cầu băng thông trên mỗi camera để xác định tổng dung lượng băng thông yêu cầu cho cả hệ thống.
• Ví dụ: Nếu các bạn có 10 camera, trong số đó có 3 camera sử dụng 4Mb/s, 4 camera sử dụng 2Mb/s và 3 camera sử dụng 1Mb/s, tổng tải yêu cầu bạn phải cung cấp cho hệ thống này là 23Mb/s, thể hiện qua bảng dưới đây

6. Tốc độ bit cố định và thay đổi (CBR vs VBR)

• Số lượng băng thông một camera cần tại bất kỳ thời gian nhất định để duy trì một mức độ chất lượng hình ảnh cụ thể sẽ thay đổi theo từng thời điểm.

• Có 2 cách để ứng phó với điều này:
  • Tốc độ bit cố định (CBR): Tỷ lệ Bitrate được giữ nguyên ngay cả khi khung cảnh quan sát thay đổi
  • Tốc độ bit thay đổi (VBR): Tỷ lệ Bitrate thay đổi khi khung cảnh quan sát thay đổi.
• Hiểu về Bitrate một camera sử dụng là điều rất quan trọng, bởi nó tác động đáng kể tới băng thông truyền tải.
• Theo thống kê, hiện nay hầu hết các mạng giám sát đều sử dụng Bitrate thay đổi. Tuy nhiên, đối với một số tổ chức, họ thường thích sử dụng Bitrate cố định bởi họ có thể dễ dàng lên kế hoạch kiểm soát băng thông.

Như vậy, qua bài viết trên đây bạn có thể hiểu được Băng thông là gì? Cách tính băng thông cho hệ thống Camera IP như thế nào? Nếu có thắc mắc gì bạn có thể comment ngay dưới bài viết đội ngũ kỹ thuật Bảo Phong sẽ giải đáp sớm nhất.