محاسبه ظرفیت هارد در سیستم های نظارت تصویری؛ از Bitrate تا مدت زمان نگهداری تصاویر

محاسبه ظرفیت هارد در سیستم های نظارت تصویری؛ از Bitrate تا مدت زمان نگهداری تصاویر

در یک سیستم نظارت تصویری، انتخاب هارد نباید بر اساس حدس، تجربه شخصی یا جمله هایی مانند «این هارد برای این تعداد دوربین کافی است» انجام شود.

هارددیسک یکی از مهم ترین اجزای یک سیستم ضبط تصویر است و ظرفیت آن باید براساس تعداد دوربین ها، کیفیت تصویر، Bitrate، مدت زمان نگهداری، نوع ضبط و شرایط واقعی پروژه محاسبه شود.

گاهی یک سیستم از نظر دوربین و شبکه کاملا مناسب طراحی شده، اما ظرفیت ذخیره سازی آن با نیاز کارفرما هماهنگ نیست. نتیجه این است که زمانی که کاربر به تصاویر چند هفته قبل نیاز دارد، متوجه می شود تصاویر موردنظر دیگر در دسترس نیستند.

از دید من، Storage باید از همان ابتدای طراحی پروژه در نظر گرفته شود، نه اینکه در آخر کار فقط «یک هارد با ظرفیت بالا» به سیستم اضافه کنیم.

اولین سوال؛ تصاویر چند روز باید نگهداری شوند؟

قبل از انتخاب هارد باید یک سوال کاملا مشخص از کارفرما پرسیده شود:

حداقل مدت موردنیاز برای نگهداری تصاویر چقدر است؟

ممکن است برای یک فروشگاه ۷ روز کافی باشد، در حالی که یک مجموعه تجاری یا محیط حساس به ۳۰، ۶۰ یا حتی مدت بیشتری نیاز داشته باشد.

این عدد مستقیما روی ظرفیت ذخیره سازی تاثیر می گذارد.

اگر مدت نگهداری مشخص نباشد، انتخاب هارد نیز مبنای دقیقی نخواهد داشت.

تعداد دوربین فقط یکی از متغیرهاست

یکی از اشتباهات رایج این است که تصور کنیم ظرفیت هارد فقط به تعداد دوربین بستگی دارد.

در واقع تعداد دوربین اهمیت دارد، اما تنها عامل نیست.

دو پروژه با ۲۰ دوربین می توانند ظرفیت ذخیره سازی کاملا متفاوتی داشته باشند.

چرا؟

چون ممکن است یکی از پروژه ها دوربین های ۲ مگاپیکسلی با Bitrate پایین داشته باشد و پروژه دیگر از دوربین های ۸ مگاپیکسلی با Bitrate بالاتر استفاده کند.

بنابراین نمی توان گفت:

«۲۰ دوربین داریم، پس مثلا فلان مقدار هارد کافی است.»

ابتدا باید مشخصات واقعی دوربین ها را بدانیم.

Bitrate؛ یکی از مهم ترین عوامل محاسبه

برای محاسبه Storage، Bitrate اهمیت زیادی دارد.

Bitrate مشخص می کند دوربین در هر ثانیه چه مقدار اطلاعات تولید می کند.

هرچه Bitrate بالاتر باشد، حجم داده بیشتری تولید می شود و در نتیجه فضای ذخیره سازی بیشتری نیاز خواهد بود.

برای یک محاسبه تقریبی، اگر یک دوربین به طور متوسط ۶ مگابیت بر ثانیه داده تولید کند، می توان حجم اطلاعات آن را در یک شبانه روز محاسبه کرد.

نکته مهم این است که Bitrate را باید بر اساس تنظیمات واقعی دوربین و سناریوی پروژه در نظر گرفت، نه صرفا عدد تئوری روی کاغذ.

یک محاسبه ساده

فرض کنیم یک دوربین با Bitrate متوسط ۶ Mbps کار می کند.

در این حالت:

۶ مگابیت بر ثانیه × ۳۶۰۰ ثانیه × ۲۴ ساعت

حجم داده روزانه تقریبا برابر با ۶۴٫۸ گیگابایت خواهد بود.

حالا اگر همین دوربین به مدت ۳۰ روز به صورت دائم ضبط کند، حجم موردنیاز تقریبا به:

۱٫۹۴ ترابایت

می رسد.

این فقط برای یک دوربین است.

اگر ۱۰ دوربین با همین شرایط داشته باشیم، حجم موردنیاز به حدود ۱۹٫۴ ترابایت خواهد رسید.

البته در پروژه واقعی باید فاکتورهای دیگری مانند نوع ضبط، تنظیمات فشرده سازی و اختلاف Bitrate واقعی دوربین ها نیز در نظر گرفته شود.

چرا محاسبه با مگابیت و مگابایت مهم است؟

یکی از خطاهای رایج در محاسبات، اشتباه گرفتن Mbps با MB/s است.

Bitrate معمولا با Megabit per second یا Mbps بیان می شود، در حالی که ظرفیت ذخیره سازی با بایت و معمولا GB یا TB بیان می شود.

هر ۸ بیت برابر با یک بایت است.

بنابراین هنگام تبدیل Bitrate به حجم ذخیره سازی باید این تفاوت در محاسبات لحاظ شود.

یک اشتباه کوچک در این مرحله می تواند ظرفیت نهایی را به شکل قابل توجهی تغییر دهد.

ضبط دائم یا Motion Recording؟

یکی دیگر از عوامل مهم، روش ضبط است.

اگر دوربین ۲۴ ساعت شبانه روز به صورت Continuous ضبط کند، تقریبا همیشه در حال تولید داده برای ذخیره سازی است.

اما در بعضی پروژه ها می توان ضبط را براساس حرکت یا رویداد انجام داد.

در این حالت ممکن است حجم واقعی اطلاعات ذخیره شده کاهش پیدا کند.

اما من در پروژه های حساس توصیه می کنم فقط با فرض Motion Recording ظرفیت هارد را محاسبه نکنیم، مگر اینکه شرایط پروژه واقعا این روش ضبط را توجیه کند.

چون میزان حرکت در محیط ثابت نیست.

یک فروشگاه در ساعات مختلف، یک پارکینگ در روزهای مختلف یا یک محیط صنعتی می تواند میزان فعالیت کاملا متفاوتی داشته باشد.

H.265 و تاثیر آن بر Storage

فشرده سازی ویدئو نیز می تواند روی حجم ذخیره سازی تاثیرگذار باشد.

فناوری هایی مانند H.265 می توانند در شرایط مناسب حجم داده موردنیاز را نسبت به روش های قدیمی تر کاهش دهند.

اما نباید تصور کنیم که فقط با فعال کردن H.265، محاسبه Storage دیگر اهمیتی ندارد.

هنوز هم باید Bitrate، رزولوشن، Frame Rate و نوع صحنه بررسی شوند.

همچنین باید سازگاری دوربین و NVR با تنظیمات موردنظر بررسی شود.

رزولوشن بالاتر یعنی هارد بیشتر؟

در بسیاری از شرایط، بله.

هرچه جزئیات تصویر و تنظیمات کیفیت افزایش پیدا کند، احتمال افزایش Bitrate و حجم اطلاعات نیز بیشتر می شود.

اما این رابطه را نباید به شکل ساده «مگاپیکسل دو برابر = هارد دو برابر» در نظر گرفت.

تنظیمات Encoding و Bitrate نقش مهمی دارند.

به همین دلیل، برای محاسبه دقیق تر باید به Bitrate واقعی یا مورد انتظار دوربین مراجعه کرد.

Main Stream و Sub Stream

در بسیاری از سیستم های نظارت تصویری، دوربین می تواند چند Stream ایجاد کند.

Main Stream معمولا برای کیفیت اصلی تصویر مورد استفاده قرار می گیرد و Sub Stream برای کاربردهایی مانند مشاهده کم حجم تر یا دسترسی از راه دور می تواند مناسب باشد.

در طراحی Storage باید مشخص باشد کدام Stream برای ضبط اصلی استفاده می شود.

اگر بدون توجه به تنظیمات Stream محاسبه انجام شود، احتمال خطا وجود دارد.

تفاوت ظرفیت اسمی و فضای قابل استفاده

یک نکته دیگر این است که ظرفیت اسمی هارد الزاما دقیقا برابر با فضای قابل استفاده در سیستم نیست.

علاوه بر تفاوت های مربوط به نحوه بیان ظرفیت، بخشی از فضای ذخیره سازی نیز ممکن است توسط سیستم و ساختار فایل مورد استفاده قرار گیرد.

بنابراین بهتر است همیشه یک حاشیه منطقی در نظر گرفته شود و طراحی دقیقا روی مرز ظرفیت انجام نشود.

چرا هارد نظارتی اهمیت دارد؟

در سیستم های نظارت تصویری، هارد شرایط کاری متفاوتی نسبت به یک کامپیوتر معمولی دارد.

سیستم نظارتی ممکن است ساعت ها و روزها به صورت مداوم در حال نوشتن اطلاعات باشد.

به همین دلیل استفاده از هاردهایی که برای کاربردهای Surveillance طراحی شده اند، در پروژه های مناسب می تواند انتخاب منطقی تری باشد.

البته انتخاب هارد فقط براساس برند یا ظرفیت نیست.

تعداد Bayهای NVR، تعداد دوربین ها، حجم نوشتن اطلاعات و نیاز پروژه باید در نظر گرفته شود.

تعداد هاردها فقط مسئله ظرفیت نیست

در بعضی پروژه ها ممکن است ظرفیت موردنیاز آن قدر زیاد باشد که استفاده از یک هارد با ظرفیت بسیار بالا بهترین راه حل نباشد.

ممکن است استفاده از چند هارد، از نظر معماری ذخیره سازی مناسب تر باشد.

در چنین شرایطی تعداد هارد قابل پشتیبانی توسط NVR و قابلیت های ذخیره سازی آن باید بررسی شود.

همچنین موضوعاتی مانند RAID در پروژه هایی که نیازهای خاص افزونگی یا حفاظت از داده دارند می تواند مطرح شود.

اما RAID نباید بدون دلیل استفاده شود.

هر راهکار باید براساس نیاز واقعی پروژه انتخاب شود.

افزایش تعداد دوربین ها چه اتفاقی ایجاد می کند؟

فرض کنیم امروز یک پروژه ۱۶ دوربین دارد و کارفرما احتمال می دهد در آینده ۸ دوربین دیگر اضافه کند.

اگر هارد دقیقا براساس شرایط امروز انتخاب شود، با اضافه شدن دوربین ها مدت نگهداری تصاویر کاهش پیدا خواهد کرد.

به همین دلیل، در پروژه های قابل توسعه بهتر است از ابتدا سناریوی توسعه آینده نیز بررسی شود.

این موضوع فقط درباره هارد نیست؛ NVR، سوئیچ، PoE و حتی معماری شبکه نیز باید قابلیت توسعه منطقی داشته باشند.

کیفیت مهم تر از عدد ظرفیت است

گاهی کارفرما فقط می پرسد:

«چند ترابایت هارد لازم دارم؟»

اما سوال مهم تر این است:

«با این ظرفیت، چند روز تصویر با چه کیفیتی می توانم نگهداری کنم؟»

این تفاوت بسیار مهم است.

یک هارد ۸ ترابایتی به تنهایی هیچ معنای مشخصی ندارد.

باید بدانیم چند دوربین داریم، هر دوربین چه Bitrateی دارد و چند روز آرشیو می خواهیم.

ظرفیت Storage همیشه باید در کنار مشخصات سیستم تفسیر شود.

یک اشتباه رایج؛ محاسبه بر اساس عدد تبلیغاتی

گاهی برای انتخاب تجهیزات به اعداد تبلیغاتی توجه زیادی می شود.

اما در طراحی واقعی باید به شرایط پروژه توجه کرد.

ممکن است یک دوربین از نظر تئوری قابلیت خاصی داشته باشد، اما تنظیمات واقعی آن در پروژه متفاوت باشد.

به همین دلیل، طراحی حرفه ای باید براساس پارامترهای واقعی سیستم انجام شود.

Storage و پهنای باند به یکدیگر مرتبط اند

یکی از نکات مهم این است که طراحی Storage را نمی توان کاملا جدا از شبکه انجام داد.

اگر Bitrate دوربین ها افزایش پیدا کند، هم پهنای باند موردنیاز افزایش پیدا می کند و هم حجم ذخیره سازی.

بنابراین یک تغییر در تنظیمات دوربین می تواند روی دو بخش اصلی سیستم تاثیر بگذارد.

این موضوع نشان می دهد که در طراحی حرفه ای، دوربین، شبکه و Storage باید همزمان دیده شوند.

نقش NVR در مدیریت Storage

NVR فقط وظیفه ضبط تصویر را ندارد.

نحوه مدیریت هارد، تنظیمات ضبط، زمان بندی، Overwrite و Playback همگی به ساختار NVR وابسته هستند.

در سیستم های هایک ویژن باید ظرفیت و قابلیت های NVR متناسب با تعداد دوربین ها و نیاز پروژه انتخاب شود.

همچنین بهتر است بعد از نصب، وضعیت هاردها و عملکرد ضبط به صورت دوره ای بررسی شود.

اگر هارد خراب شود چه؟

یکی از مشکلاتی که گاهی دیر متوجه آن می شویم، خرابی یا اختلال هارد است.

ممکن است تصویر زنده کاملا طبیعی باشد و کاربر تصور کند همه چیز درست است، اما در زمان مراجعه به Playback متوجه شود بخشی از تصاویر وجود ندارد.

به همین دلیل بررسی وضعیت Storage باید بخشی از نگهداری دوره ای سیستم باشد.

سیستم نظارتی زمانی قابل اعتماد است که فقط تصویر زنده نداشته باشد؛ بلکه بتواند در زمان نیاز، آرشیو قابل استفاده ارائه کند.

محاسبه باید قبل از خرید انجام شود

بهترین زمان برای محاسبه Storage قبل از خرید تجهیزات است.

در این مرحله باید تعداد دوربین، رزولوشن، Bitrate، Frame Rate، نوع فشرده سازی، روش ضبط و مدت نگهداری مشخص شود.

بعد از آن می توان ظرفیت موردنیاز را محاسبه کرد و براساس آن NVR و هارد را انتخاب کرد.

این روش از خرید اضافه یا کمبود ظرفیت جلوگیری می کند.

جمع بندی

انتخاب هارد در یک سیستم نظارت تصویری، تصمیمی ساده و جدا از سایر تجهیزات نیست.

تعداد دوربین، کیفیت تصویر، Bitrate، Frame Rate، فشرده سازی، نوع ضبط و مدت نگهداری همگی روی ظرفیت موردنیاز تاثیر دارند.

از طرف دیگر، Storage با پهنای باند و معماری شبکه نیز ارتباط مستقیم دارد.

به همین دلیل، در یک پروژه حرفه ای نمی توان ابتدا دوربین ها را نصب کرد و در پایان پرسید:

«حالا چند ترابایت هارد لازم داریم؟»

طراحی درست از ابتدا باید مشخص کند که چه مقدار اطلاعات تولید می شود و این اطلاعات برای چه مدت باید نگهداری شوند.

از نگاه من، هارد فقط یک قطعه ذخیره سازی نیست؛ بخشی از حافظه امنیتی یک مجموعه است.

ممکن است دوربین در لحظه وقوع حادثه فقط چند ثانیه تصویر ثبت کند، اما ارزش واقعی سیستم زمانی مشخص می شود که بتوانیم آن تصویر را هفته ها یا ماه ها بعد، دقیقا در زمان موردنیاز پیدا و بررسی کنیم.

بنابراین طراحی حرفه ای Storage یعنی:

قبل از خرید، محاسبه کنیم؛ هنگام اجرا، درست تنظیم کنیم؛ و بعد از اجرا، سلامت ذخیره سازی را کنترل کنیم.

این رویکرد باعث می شود سیستم نظارت تصویری فقط تصویر تولید نکند، بلکه در زمان نیاز واقعا بتواند به عنوان یک ابزار امنیتی قابل اعتماد عمل کند.