CCTV-bandbreedtecalculator

De bandbreedteberekeningen achter elke IP-camera

De bandbreedte per camera is het product van vijf factoren: de basisresolutie en framesnelheid, de efficiëntie van de codec, de GOP-structuur, de complexiteit van de scène en de modus voor snelheidsregeling. Fabrikanten vermelden in hun specificaties één CBR-waarde die bijna nooit overeenkomt met de bitrate die je daadwerkelijk in de praktijk ziet. Het getal in de specificatie is een maximumwaarde die is gemeten in een gecontroleerd laboratorium bij een gemiddelde scènecomplexiteit, een I-frame-interval van 2 seconden en 30 fps. In de praktijk draaien installaties met een bandbreedte die 0,4 tot 1,6 keer zo hoog is, afhankelijk van de configuratie.

De basisrelatie tussen resolutie en framesnelheid schaalt ruwweg lineair met zowel het aantal pixels als de framesnelheid. Een 4 MP-camera met 30 fps en H.264 compressie komt doorgaans uit op ongeveer 8 Mbps . Het verdubbelen van de framesnelheid naar 60 fps verdubbelt de bitrate. Het verviervoudigen van het aantal pixels naar 16 MP verviervoudigt de bitrate. Dit is de ondergrens; codecs en content-aware compressie hebben hier een grote invloed op.

De efficiëntie van de codec ten opzichte van H.264 is de belangrijkste factor. H.265 (HEVC) bereikt ongeveer 50% van de bandbreedte H.264 met dezelfde beeldkwaliteit dankzij betere intra-predictie, grotere codeereenheden en asymmetrische bewegingspartitionering. H.265 + – de dynamische ROI uitbreiding van Hikvision en Dahua – verlaagt de bandbreedte met nog eens 20-40% bij statische CCTV-camera's door bewegingsvectorcodering in onveranderlijke achtergrondgebieden te onderdrukken. AV1 bereikt ongeveer 35% van de H.264 basislijn, maar is in 2026 nog zeldzaam in IP-camera's; verwacht wordt dat het vanaf 2027 in vernieuwde chipsets zal verschijnen.

De GOP-structuur (Global Output Pattern) — de cadans van volledige I-frames tussen voorspelde P/B-frames — is belangrijk omdat I-frames 5 tot 10 keer groter zijn dan P-frames. Een I-frame-interval van 1 seconde bij 25 fps plaatst één I-frame per 25 frames; een interval van 5 seconden plaatst er één per 125. Het halveren van het I-frame-interval verhoogt de gemiddelde bitrate met ongeveer 40-60%. De afweging is de zoekrespons in de VMS-afspeeltijdlijn: kortere GOP's maken frame-nauwkeurig zoeken mogelijk, maar kosten netwerk- en opslagcapaciteit.

De complexiteit van een scène is een variabele waar niemand rekening mee houdt. Met variabele bitrate (VBR) – de standaardinstelling op elke moderne IP-camera – kan een statische parkeerplaats om 03:00 uur een bitrate hebben die 0,4 keer zo hoog is als de nominale bitrate, terwijl een druk openbaarvervoersknooppunt tijdens de spits een bitrate heeft die 1,6 tot 2 keer zo hoog is als de nominale bitrate. Lichtveranderingen (zonsopgang, schemering, van zonnig naar bewolkt) veroorzaken korte pieken in de bitrate, omdat de encoder referentiebeelden opnieuw moet opbouwen. Twee identieke camera's in verschillende omgevingen kunnen in een maand tijd tot wel drie keer zoveel opslagruimte en bandbreedte verbruiken.

De modus voor snelheidsregeling — VBR versus CBR versus beperkte VBR — is de laatste optie. CBR heeft de voorkeur wanneer de bandbreedte beperkt is, omdat pieken worden afgevlakt, maar het gaat ten koste van de compressie-efficiëntie in rustige scènes. VBR is de standaard voor opslaggevoelige implementaties. Beperkte VBR stelt zowel een streefgemiddelde als een maximumlimiet in, waardoor het beste van beide werelden wordt geboden ten koste van een complexere encoderconfiguratie.

Hoe gebruik je deze bandbreedtecalculator?

1. Voer het aantal camera's en de resolutie in. Selecteer het aantal camera's dat gelijktijdig naar de NVR of VMS streamt. De resolutie is het aantal megapixels van de sensor van de camera; dit is de belangrijkste factor voor de bandbreedte.
2. Stel de framesnelheid en codec in. De meeste CCTV-systemen werken met 15-25 fps; verhoog dit naar 30 fps voor ANPR- en toegangscontrolesystemen. Kies de codec die uw VMS daadwerkelijk decodeert — H.265 is tegenwoordig bijna universeel, H.265 + vereist Hikvision / Dahua -compatibele decoderingspaden.
3. Kies de complexiteit van de scène eerlijk. Ga niet standaard voor 'medium' voor alles. Een op een paal gemonteerde camera langs de snelweg 's nachts is statisch. Een winkelvloer om 14:00 uur is 'medium'. Een treinstation om 08:30 uur is complex. De uitslag van 0,6x tot 1,6x beïnvloedt je keuze voor de juiste wisselgrootte.
4. Lees de drie uitslagkaarten. Mbps per camera is bepalend voor de poortselectie van PoE switch. De totale Mbps bepaalt de uplinksnelheid van de switch en de schrijfsnelheid NVR . De aanbevelingskaart voor de uplink geeft de verzadigingsdrempel van 1 Gbps aan, zodat u een gedistribueerde NVR architectuur kunt plannen voordat er problemen optreden tijdens de installatie.

Uitgewerkt voorbeeld: een winkel met 16 camera's

Een modezaak van 600 m² heeft een camerasysteem met 16 camera's nodig: 4x 4 MP- turret camera's voor de verkoopruimte, 6x 4 MP- bullet 's voor de gangpaden en paskamers, 4x 8 MP-fisheyecamera's bij de ingangen en kassa's, en 2x 4 MP IR bullet 's voor de magazijnruimte en het laadperron. De opnamesnelheid is 25 fps, H.265 , met een I-frame-interval van 2 seconden en zonder geluid.

De 4 MP-camera's met H.265 -resolutie en 25 fps (gemiddelde complexiteit) verbruiken elk ongeveer 8 × 0,83 (fps-schaal) × 0,5 (codec) × 1,0 (scène) ≈ 3,3 Mbps . De 8 MP-fisheye-camera's verbruiken elk ongeveer 16 × 0,83 × 0,5 × 1,0 ≈ 6,6 Mbps . Totaal: 12 × 3,3 + 4 × 6,6 ≈ 39,6 + 26,4 ≈ 66 Mbps . De twee camera's achter in het huis met statische nachtopnamen verbruiken elk 0,6 × 3,3 = 2 Mbps . De totale continue netwerkbelasting bedraagt ongeveer 70 Mbps .

70 Mbps is prima te halen op een 1 Gbps switch-uplink — bij een verzadiging van minder dan 10%. Maar de piekbelasting, wanneer alle 16 camera's tegelijkertijd een I-frame uitzenden binnen hetzelfde tijdsvenster van 40 ms, kan de 200 Mbps overschrijden. Een 1 Gbps trunk kan dat gemakkelijk aan; een 100 Mbps trunk zou frames verliezen. Ook de dimensionering PoE -switch is belangrijk: 16 4 MP turret met een typisch PoE budget van 6-9 W hebben een totaalvermogen van ongeveer 120 W nodig, plus de verwarmingselementen dome in de winter — een 24-poorts 1 Gbps PoE+ switch met een budget van 250 W is het minimum.

Door dezelfde installatie over te schakelen naar H.265 + Smart Codec daalt de totale snelheid naar ongeveer 42 Mbps . Dit is significant voor scenario's waarbij op afstand livestreams worden bekeken vanuit het hoofdkantoor van de winkel, dat slechts één glasvezelverbinding van 100 Mbps gebruikt. Terugschakelen naar H.264 verhoogt de snelheid naar ongeveer 130 Mbps , waardoor de 1 Gbps switchverbinding tijdens het bekijken van meerdere streams onder druk komt te staan.

Veelvoorkomende fouten bij bandbreedteplanning

• De maatvoering is gebaseerd op het gemiddelde, niet op de piekprestaties. Het geaggregeerde gemiddelde is prima voor opslag. Voor de uplink van de switch en de schrijfsnelheid NVR moet je rekening houden met een doorvoer die 2-3 keer zo hoog is als het gemiddelde om I-frame-pieken op te vangen wanneer veel camera's synchroniseren.
• De bitrate in de datasheet klakkeloos aannemen. De gegevens in het datasheet gaan uit van CBR met een gemiddelde complexiteit, een I-frame van 2 seconden en 30 fps. Uw daadwerkelijke VBR-installatie kan op 0,4× of 1,6× draaien, afhankelijk van de scène en configuratie.
• Dual-stream architecturen worden buiten beschouwing gelaten. VMS-clients gebruiken een tweede stream met lage resolutie voor weergave op de livewall. Elke camera zendt twee streams tegelijk uit, niet één. Voeg de secundaire stream (doorgaans 0,5-1 Mbps ) toe aan uw totaalstroom.
• Het uploaden via remote viewing is vergeten. Livebeeldweergave vanaf een externe locatie gebruikt de uploadsnelheid van uw internetprovider, niet uw LAN. Een interne belasting van 70 Mbps heeft mogelijk slechts 5-10 Mbps uploadsnelheid nodig als livebeeldweergave zelden voorkomt en er sprake is van een snelheidsbeperking, maar 70 Mbps is nodig als de verbinding met een netwerkbeheercentrum (NOC) continu is.
• Het combineren van H.265 + met VMS dat er geen rekening mee houdt. Als uw VMS H.265 + niet standaard decodeert, codeert de camera of NVR het signaal bij vertrek opnieuw naar H.265 , waardoor u de bandbreedtebesparing verliest. Controleer of de decoder dit ondersteunt voordat u H.265 + in uw berekeningen meeneemt.

Lees verder