CCTVストレージ要件の計算方法:完全ガイド
CCTVストレージの見積もりミスは、監視システム設計において最もコストのかかる間違いの一つです。過少見積もりはインシデントが発見される前に重要な録画が失われることを意味します。過大見積もりは使用しない機器に何千ドルも浪費することです。このガイドでは、4台カメラの小売店から200台カメラの企業キャンパスまで、あらゆる設置に対してCCTVストレージ要件を正確に計算するための公式、参照テーブル、計画戦略を提供します。
CCTVストレージの基礎
計算を行う前に、CCTVシステムのストレージ消費を決定する3つの要因を理解する必要があります:ビットレート、圧縮コーデック、解像度です。これら3つの変数は相互に影響し合い、いずれかの誤りがストレージ見積もり全体を狂わせます。
ビットレートはカメラが1秒あたりに生成するデータ量で、メガビット毎秒(Mbps)またはキロビット毎秒(Kbps)で測定されます。4 Mbpsでストリーミングするカメラは毎秒4メガビットのデータを生成し、連続録画で1時間あたり約1.7 GB、1日あたり約42 GBに相当します。ビットレートはデータ量を直接決定するため、ストレージ計算で最も重要な数値です。高解像度カメラ、高フレームレート、動きの多いシーンはより高いビットレートを生成します。
圧縮はカメラがファイルサイズを縮小するために映像データをエンコードする方法を決定します。監視カメラで主流の2つのコーデックはH.264とH.265(HEVCとも呼ばれる)です。H.264は10年以上にわたり業界標準であり、市場のほぼすべてのNVRとVMSでサポートされています。H.265はH.264と比較して30〜50パーセント低いビットレートで同じ画質を実現する新しい規格です。16台カメラのシステムを30日間運用する場合、H.264とH.265の差は15〜25 TBのストレージに相当することがあり、これはハードディスク1〜2台分の節約と大幅なコスト削減を意味します。
解像度は各フレームの詳細度を決定し、ビットレートに直接影響します。4K(8MP)カメラは同じフレームレートと圧縮レベルで1080p(2MP)カメラの約4倍のデータを生成します。高解像度はより鮮明な画像と再生時のズーム能力の向上を意味しますが、ストレージも劇的に増加します。解像度の決定は各カメラ位置の監視目的に基づくべきです — すべてのカメラが4Kである必要はありません。当社のストレージ計算機を使用して、さまざまな解像度シナリオをモデル化し、ストレージへの影響を即座に確認してください。
フレームレートも重要な役割を果たします。ほとんどの監視システムは映像の滑らかさとストレージ効率のバランスとして15 fps(フレーム毎秒)で録画します。25または30 fpsに増やすとより滑らかな録画が得られますが、ストレージは67〜100パーセント増加します。ほとんどのセキュリティ用途では15 fpsで十分です。交通監視や高速な動きのシーンでは25 fpsが有効で、廊下や倉庫などの静的なシーンでは重要な詳細を失うことなく10 fpsまで下げることができる場合が多いです。
ストレージ計算公式
CCTVストレージ計算の基本公式はシンプルです。各カメラのビットレートがわかれば、残りは算術計算です。
公式
ストレージ (GB) = ビットレート (Mbps) x 0.125 x 3600 x 1日あたり時間数 x 日数 x カメラ台数 / 1000
内訳:ビットレート(Mbps)に0.125を掛けてメガバイト毎秒に変換。3600を掛けて1時間あたりのメガバイトを算出。1日あたりの録画時間を掛ける(連続録画の場合は24)。保存日数を掛ける。カメラ台数を掛ける。1000で割ってMBからGBに変換。
簡略版:ストレージ (TB) = ビットレート (Mbps) x 0.0108 x 日数 x カメラ台数 — 24時間連続録画を前提とし、テラバイトで結果を表示。
例1:小規模小売店
カメラ8台、解像度4MP、圧縮H.265、15 fps、30日間保存、連続録画。
4MP H.265 15 fpsの一般的なビットレート:カメラあたり約3 Mbps。
ストレージ = 3 Mbps x 0.0108 x 30日 x 8台 = 7.78 TB
RAID 5オーバーヘッド(4台アレイでパリティディスク1台)を含む:約10.4 TB raw容量、4ベイNVRに4 x 4 TB監視用ディスクで対応可能。
例2:オフィスビル
カメラ32台、混合解像度(16台 x 2MP + 16台 x 4MP)、H.265、15 fps、60日間保存、12時間/日録画(営業時間+バッファ)。
2MP H.265ビットレート:約2 Mbps。4MP H.265ビットレート:約3 Mbps。
2MPカメラのストレージ = 2 x 0.0108 x 60 x 16 x 0.5 (12h/24h) = 10.37 TB
4MPカメラのストレージ = 3 x 0.0108 x 60 x 16 x 0.5 = 15.55 TB
合計:25.92 TB使用可能、RAID 5で約34.6 TB raw容量。
例3:大規模キャンパス
カメラ128台、平均4MP、H.265、15 fps、90日間保存、連続録画。
ストレージ = 3 x 0.0108 x 90 x 128 = 373.25 TB
このレベルのストレージにはエンタープライズクラスのNVRサーバーまたは専用ディスクアレイが必要です。RAID 6オーバーヘッドを含めると、約450+ TB raw容量を計画してください。推測をやめて、当社のストレージ計算機で正確なシナリオをモデル化しましょう。
解像度とビットレートテーブル
下記のテーブルは、一般的な監視カメラ解像度における15 fps、H.264およびH.265圧縮での一般的なビットレート値を示しています。これらは中程度の動きがあるシーンの平均値です。動きの多いシーン(繁忙な交差点、店舗入口)は20〜40パーセント高いビットレートを生成する可能性があり、静的なシーン(廊下、倉庫)は20〜30パーセント低いビットレートを生成する可能性があります。
| 解像度 | メガピクセル | ビットレート H.264 | ビットレート H.265 | H.264 GB/日 | H.265 GB/日 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1920 x 1080 | 2MP | 3-4 Mbps | 1.5-2 Mbps | 32-43 GB | 16-22 GB |
| 2560 x 1440 | 4MP | 5-6 Mbps | 2.5-3 Mbps | 54-65 GB | 27-32 GB |
| 2592 x 1944 | 5MP | 6-8 Mbps | 3-4 Mbps | 65-86 GB | 32-43 GB |
| 3840 x 2160 | 8MP (4K) | 10-16 Mbps | 5-8 Mbps | 108-173 GB | 54-86 GB |
| 4000 x 3000 | 12MP | 16-24 Mbps | 8-12 Mbps | 173-259 GB | 86-130 GB |
これらの値は15 fpsでの固定ビットレート(CBR)エンコーディングを前提としています。可変ビットレート(VBR)エンコーディングは平均ストレージ消費量が低くなりますが、高活動期間中のピークが高くなります。VBRでストレージを計画する場合は、高活動期間中にスペースが不足しないよう、ピークビットレート値を容量計画に使用してください。
保存期間の計画
保存期間 — 録画が上書きされるまで何日分保存するか — は技術的な好みではなく、業界規制、保険要件、または社内セキュリティポリシーによって決定されることが多いです。不適切な保存期間の選択は、規制上の罰則や、録画が上書きされた後に発見されたインシデントの調査不能につながる可能性があります。
| 業種 | 一般的な保存期間 | 規制上の注意点 |
|---|---|---|
| 小売業 | 30日 | 一般的な棚卸し監査サイクルをカバー;一部の小売業者はロスの多い店舗で60日に延長 |
| 銀行 / 金融 | 90日 | 規制要件は管轄区域により異なる;ATMカメラと金庫カメラは90日以上を要求されることが多い |
| 政府 / 重要インフラ | 180日 | 政府庁舎、公共事業、防衛施設は6ヶ月〜1年を要求することが多い |
| 医療 | 30-90日 | 施設は通常インシデント報告期限に合わせる |
| 教育 | 30-60日 | 学区は州固有のガイドラインに従うことが多い;最低30日を要求する場合もある |
| ホスピタリティ | 30-45日 | ホテルとカジノ;カジノは規制に基づきゲーミングフロアの録画を30日以上保存することが多い |
| 交通 | 30-90日 | 空港、鉄道駅、バス停;交通当局が要件を設定 |
保存期間を計画する際は、常に最低要件の10〜15パーセント上のバッファを追加してください。規制が30日を要求する場合は、34〜35日で設計します。これはNVRの保存期間計算方法の違い、ファイルシステムオーバーヘッド、録画の期限切れから実際の上書きまでの遅延を考慮するものです。
大規模システムには階層型保存の使用を検討してください。重要なカメラ — 入口、POS、レジ — は90日間録画を保存し、廊下カメラや駐車場カメラは30日間とします。このアプローチにより、すべてのカメラに最長保存期間を均一に適用する場合と比較して、総ストレージ要件を30〜40パーセント削減できます。ほとんどのNVRおよびVMSプラットフォームはカメラごとまたはグループごとの保存設定をサポートしています。
RAIDと冗長性
ハードディスクは故障します。24時間365日連続書き込み動作を行う監視システムでは、ディスク障害は「もし」ではなく「いつ」の問題です。RAID(Redundant Array of Independent Disks)は複数のディスクにデータを分散することで録画を保護し、1台または2台のディスクが失われてもデータ損失を防ぎます。適切なRAIDレベルの選択はストレージ計画の重要な部分です。RAIDオーバーヘッドにより使用可能な容量が減少するためです。
RAID 5 — パリティディスク1台
RAID 5はすべてのディスクにデータをストライプし、1台のディスク容量をパリティデータに使用します。任意の1台のディスク障害にデータ損失なしで耐えられます。使用可能容量は(N-1) x ディスクサイズ(Nはディスク数)です。例えば、8 TBディスク4台のRAID 5は24 TBの使用可能ストレージ(3 x 8 TB)を提供します。RAID 5は小〜中規模の監視システム(最大32台カメラ)で最も一般的に使用される構成です。リスクは、最初の障害後の再構築プロセス中に2台目のディスクが故障した場合、すべてのデータが失われることです。
RAID 6 — パリティディスク2台
RAID 6は2台のディスクパリティを使用し、アレイが2台の同時ディスク障害に耐えられるようにします。使用可能容量は(N-2) x ディスクサイズです。8 TBディスク6台のRAID 6は32 TBの使用可能容量(4 x 8 TB)を提供します。RAID 6は4台以上のディスクを持つシステムや、データ損失が許容されないエンタープライズ展開に推奨されます。
RAID 10 — ミラーストライプ
RAID 10はミラーリング(RAID 1)とストライピング(RAID 0)を組み合わせます。各ディスクがミラーリングされ、最高の読み書きパフォーマンスと、ミラーペアの両方のディスクが失われない限り複数のディスク障害に耐える能力を提供します。使用可能容量は総raw容量の50パーセント — 8 TBディスク4台で16 TBの使用可能容量です。RAID 10は最高の書き込みパフォーマンスを提供し、多数のカメラが大量の書き込み負荷を生成するシステムで重要です。
ホットスペアディスク
ホットスペアはアレイに設置されたディスクで、ディスク障害が発生するまで非アクティブのままであり、障害時にRAIDコントローラーが人間の介入なしにホットスペアへの自動再構築を開始します。これにより脆弱性のウィンドウが最小化されます。各RAID 5アレイにホットスペアを強く推奨します。重要なシステムでは、アクティブディスク4〜6台ごとに1台のホットスペアを構成してください。
総raw容量を計算する際は、使用可能ストレージ要件にRAIDオーバーヘッド係数を掛けます:RAID 5 = 使用可能 x (N / (N-1))、RAID 6 = 使用可能 x (N / (N-2))、RAID 10 = 使用可能 x 2。その後、各ホットスペアにディスク1台を追加します。当社のストレージ計算機を使用して、構成のRAIDオーバーヘッドを自動的に計算してください。
クラウドvsオンプレミスストレージ
CCTV録画のクラウドストレージとオンプレミスストレージの選択は、コスト、帯域幅、信頼性、制御のトレードオフを伴います。どちらが普遍的に優れているということはありません — 正しい選択はカメラ台数、保存要件、インターネット接続性、運用上の好みに依存します。
オンプレミスストレージ
オンプレミスストレージはNVR(ネットワークビデオレコーダー)またはローカルハードディスクを搭載したサーバーベースのVMSシステムを使用します。初期コストは高くなります — ハードウェア、ディスク、RAIDコントローラーを購入する必要があります — が、ランニングコストは最小限です(電力と時々のディスク交換)。一般的な16台カメラNVRに4 x 8 TB監視用ディスクを搭載すると、ハードウェアで1,500〜3,000ドルで、月額料金なしでRAID 5 24 TBの使用可能ストレージを提供します。
オンプレミスシステムはインターネット接続に依存しません。インターネットが停止しても、録画は中断なく継続します。これにより、オンプレミスストレージは重要なセキュリティ用途のデフォルト選択となります。
8台以上のカメラと30日以上の保存期間を持つほとんどの設置では、オンプレミスストレージが最もコスト効率の良いソリューションです。5年間の総所有コストは、同等のクラウドストレージより通常60〜80パーセント低くなります。
クラウドストレージ
CCTVクラウドストレージは、録画をリモートデータセンターに送信することで現場のハードウェアを不要にします。Verkada、Rhombus、Eagle Eye Networksなどのプロバイダーは、クラウドストレージを含むカメラあたりの月額料金のcamera-as-a-serviceモデルを提供しています。一般的なコストはカメラあたり月額10〜30ドルで30日間のクラウド保存です。
クラウドストレージの主な利点はオフサイト冗長性です — 物理的な施設が破壊されても録画は生き残ります。クラウドシステムは複数拠点の管理も簡素化します。
主な制限は帯域幅です。1台の4MP H.265カメラが3 Mbpsで動作すると、1時間あたり約2.8 GBのアップロード帯域幅が必要です。16台のカメラがこの速度で動作すると、48 Mbpsの一定のアップロード速度が必要となり、多くの商用インターネット回線のアップロード容量を超えます。クラウドストレージは継続的なコストも発生します — 32台カメラのシステムでカメラあたり月額20ドルの場合、年間7,680ドルとなり、12〜18ヶ月でオンプレミスハードウェアのコストを超えます。
ハイブリッドアプローチ
ハイブリッドアプローチはローカル録画と選択的クラウドバックアップを組み合わせます。すべてのカメラがNVRにローカルで完全な保存期間分録画します。重要なカメラ(入口、レジ、貴重品室)は同時にクラウドに送信され、連続ストリームまたはモーションやアラームによるトリガーで行われます。
多くの最新NVRおよびVMSプラットフォームはハイブリッド動作をネイティブでサポートしています。「入口カメラの各モーションイベントの前後60秒をクラウドにアップロード」や「レジカメラのすべての録画を毎日クラウドにバックアップ」などのルールを構成できます。
ストレージ最適化のヒント
raw計算は連続録画の最大ストレージ要件を示します。実際には、いくつかの最適化技術によりセキュリティの有効性を損なうことなく、実際のストレージ消費を30〜70パーセント削減できます。
モーション検知録画
24時間365日録画する代わりに、モーション検知時のみ録画するようカメラを設定します。24時間のうち4時間だけ活動がある廊下カメラは、ストレージ消費を約83パーセント削減します。ほとんどのNVRはプリイベントバッファリング(モーション検知前の5〜10秒を録画)をサポートし、各イベントの開始を確実にキャプチャします。モーション検知録画は、廊下、倉庫、階段室、外周カメラなどの低トラフィックエリアに最適です。
スケジュール録画
固定の営業時間で運営する企業では、営業時間中は連続録画し、営業時間外はモーション検知録画に切り替えるようカメラをスケジュールします。1日10時間営業のオフィスビルで残りの14時間をモーション検知録画にすると、24時間連続録画と比較してストレージを40〜50パーセント削減できます。
可変ビットレート(VBR)
可変ビットレートエンコーディングはシーンの複雑さに基づいてビットレートを動的に調整します。動きのない静的な廊下を監視するカメラは非常に低いビットレート(0.5〜1 Mbps)を使用しますが、人が通過するとフルビットレート(4〜6 Mbps)に増加します。24時間の期間全体では、VBRは通常、固定ビットレート(CBR)エンコーディングより30〜50パーセント少ないデータを生成します。
デュアルストリーム録画(Sub-Stream)
ほとんどのIPカメラは2つの同時ストリームを生成します:高解像度のメインストリーム(録画用)と低解像度のサブストリーム(ライブ視聴用)です。NVRをライブ監視にはサブストリーム、録画にはメインストリームを使用するよう設定します。一部の高度なシステムはさらに進んで、非重要カメラにはサブストリームで録画し、モーション検知やアラーム時のみメインストリームに切り替えます。
Smart Codec技術
カメラメーカーは標準H.265圧縮を超える独自のエンコーディング改良を開発しています。Hikvision H.265+、Dahua Smart H.265+、Axis Zipstreamがその例です。これらの技術は各フレームを分析し、静的な背景領域に最大圧縮を適用しながら、動く物体の詳細を保持します。実際には、標準H.265エンコーディングと比較してさらに50〜70パーセントのストレージ削減が可能です。