GÜVENLİK KAMERA SİSTEMİNDE BANT GENİŞLİĞİ YÖNETİMİNİ EN İYİ DURUMA GETİRMENİN ÜÇ YOLU
Network Kaynaklarından Fazlasıyla Yararlanmak
Video Akışı İletiminin Genel Metotlarının Ortaya Çıkarılması
Çoklu Gönderim İletimi Harcanan Emeğe Değer
Çoklu Gönderimin Yeni Zirvesi: Akıllı Video Yönetim Yazılımı
Çoklu Akım Kapasitesinden Daha Fazla Faydalanmak
Amaca-Dayalı Çoklu Akım
Uzaktaki Kullanıcı Girişi İçin Çoklu Akım
Maksimize Akış Görüntüleme İçin Çoklu Akım
Optimum Network Yükü İçin Video Sıkıştırma Formatlarının İdaresi
Hepsini Bir Araya Getirmek: Video Yönetim Yazılımı
Video Yönetim Yazılımınız Bant genişliği Yönetimine Yardım Ediyor mu?
Bir organizasyonun IT mimarisi tipik olarak büyük miktarlardaki veriyi yönetecek şekilde olmasına rağmen ki buna güvenlik kamerası uygulamaları da dâhildir, pek çok operatör bant genişliği kapasitesini optimize etmek için yapmış oldukları yatırımın fonksiyonelliğinden tam olarak faydalanamamaktadırlar. Çoklu gönderim, çoklu akım ve video sıkıştırma güvenlik kamerası uygulamalarında kullanıcıların bant genişliği yönetimini optimize etmek için kullandıkları üç yenilikçi yöntemdir.
Teknolojik olarak ileri seviyedeki ip video yönetim yazılımıyla (VMS), kullanıcılar var olan donanım ve yazılım fonksiyonelliklerini bant genişliği ihtiyacını azaltmak, network kaynaklarının optimizasyonu ve depolama ihtiyaçlarının azaltılması gibi faydaları deneyerek geliştirebilirler. Çoklu gönderim, çoklu akım ve video sıkıştırma akıllı VMS sistemi tarafından desteklendiğinden, maliyet tasarrufuna ve uzun-vade de yatırımın korunmasına katkıda bulunur.
B. Network Kaynaklarından Fazlasıyla Yararlanmak
IP Güvenlik kamerasına gelindiğinde, bant genişliğine aşırı yüklenmemek amacıyla network üzerinden iletilen video akımının verimli bir şekilde yönetilmesi önemlidir. Hatta IT mimarisi her türlü veriyi yönetecek şekilde yapılmış olsa bile, IP network üzerindeki trafiği üreten uygulamalar network kaynaklarının verimli kullanılması için yardımcı olmalıdır. Bu amaçla, IP güvenlik kamera sistemi tedarikçileri tarafından sunulan farklı fonksiyonellikler ve mekanizmalar bant genişliğini ve network kaynaklarını aşağıdaki şekilde optimize etmeye olanak tanır:
Hatta networkun kapasitesi ve hızı sürekli olarak artıyor ve ortak maliyet azalıyorsa, bu yine de kullanıcılar için bant genişliğinin optimize edilmesi için ihtiyaç duyulan çabaların ve ilave yatırımın göz ardı edilmesine yetmez. Network üzerinde dolaşan veri miktarı halen artmaktadır ve bu nedenle bant genişliği optimizasyonuna yapılan yatırımlar toplam maliyetin azalmasına katkıda bulunmaktadır, özellikle kaynakların üst seviyede kullanımı ve verimlilikte artış gözlenmektedir.
Örneğin, güvenlik kamerası sisteminde, her gün daha fazla sayıda son kullanıcı daha yüksek görüntü kalitesi ve çözünürlükte, hatta yüksek çözünürlüklü ve mega piksel kameralar talep etmektedirler.
Bu tip ip kameralar, standart çözünürlüklü kameralardan daha fazla miktarda bant genişliğine ihtiyaç duymaktadırlar. Ayrıca, bir organizasyonun duvarının içerisindeki ve dışarısındaki çok sayıdaki insan network üzerindeki video akımına giriş yapma talebinde bulunmaktadırlar, network kaynaklarının etkili kullanımında kapasiteye aşırı yüklenmekten ve bütün networkun çökmesinden kaçınmak önemlidir.
Network üzerindeki bant genişliğinin optimize edilmesinin büyük maddi yatırımlarla el ele olmasının gerekmediğini anlamak önemlidir, fakat daha önemlisi doğru çözümün yerleştirilmesi ve bu çözümlerin yegâne ve güçlü kapasiteye sahip olmalarıdır. IP güvenlik kamerası sisteminde bant genişliği yönetimini optimize etmenin basit yöntemleri vardır ve var olan, kanıtlanmış üç yöntemden aşağıda bahsedilmektedir.
C. Video Akışı İletiminin Genel Metotlarının Ortaya Çıkarılması
Yöntemi vardır: yayın, tekli gönderim, çoklu gönderim.
Yayın, kaynak ile varış noktası arasında birden-tüme iletişim olarak tanımlanabilir. IP güvenlik kamerası sisteminde, kaynak genellikle IP kamerayı ima eder ve varış noktası ise görüntüleme istasyonunu veya kayıt sunucusu ile ilgilidir. Bu durumda, yayıncılık IP kameranın video akışını bütün görüntüleme istasyonlarına ve kayıt sunucularına göndermesi demektir, hatta akışı gerçekten isteyen birkaç spesifik varış noktasının ötesinde, ayrıca network üzerindeki herhangi bir cihaza da gönderecektir. Tipik olarak, bu iletim metodu IP güvenlik kamerası uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaz, daha çok TV sinyallerinin varış noktası seviyesinde değiştirildiği TV yayıncılığı endüstrisinde görülebilir.
E. Tekli gönderim
Tekli gönderim kaynak ile varış noktası arasında bire-bir iletişim olarak tanımlanır. Tekli gönderim genellikle TCP veya UDP’de yapılır ve kaynak ile varış noktası arasında direk bir bağlantı gerektirir. Bu durumda, IP kamera (kaynak) aynı anda, aynı videoyu görüntülemek veya kaydetmek isteyen çok sayıdaki varış noktasının, çok sayıdaki kesişen iletişim talebine cevap verecek kapasiteye sahip olmak zorundadır.
Tekli gönderimdeki video akışı teriminde, IP kamera varış noktası tarafından talep edilen sayıda video yayını kopyasının akışını yapacaktır. Aşağıdaki şekilde aynı video akışının üç kopyası network üzerinden gönderilmiştir: Akış talep eden üç varış noktasının her birisi için bir kopya. Eğer her bir video akışı 4 Mbps ise, bu iletim çoklu network segmentleri üzerinde 12 Mbps (3x4 Mbps) veri üretecektir.
Şekil 1. Tekli gönderim iletimi
Sonuç olarak, tekli gönderimdeki video kaynağına bağlanan çok sayıdaki varış noktası yüksek network trafiği ile sonuçlanır. Diğer bir ifadeyle, aynı video akışını talep eden 200 varış noktalı büyük bir sistem düşünürsek, network üzerinde dolaşan 800 Mbps (200x4 Mbps) veri ortaya çıkacaktır, ki bu miktardaki veri gerçekçi bir şekilde yönetilemez. Bu iletim metodu pek çok routerin çoklu-gönderime uygun olmadığı the Internet üzerinde yaygın bir şekilde kullanılmasına rağmen, bir kurumsal LAN’da, tekli gönderim iletimi görüntüleme ve kamera akışı kaydı için bant genişliği ihtiyacını hızlı bir şekilde arttırdığı için en iyi uygulama sayılmaz.
F. Çoklu gönderim
Çoklu gönderim iletiminde, kaynak ve varış noktası arasında direk bağlantı yoktur. IP kameranın video akışı bağlantısı bir çoklu gönderim gurubunun katılımıyla olur, basit bir anlatımla video akışının çoklu gönderim IP adresine bağlanır. Yani, IP kamera belirlenen IP adresine video akışının tek kopyasını gönderir ve varış noktası kaynağa ek yük getirmeksizin network üzerinde mevcut olan akışa bağlanır. Diğer bir anlatımla, varış noktaları aynı video akışını paylaşırlar. Aşağıdaki şekil 2’de, video akışını talep eden aynı üç varış noktası bir tekli gönderimde akış talep eden tek varış noktasıymış gibi network üzerinde aynı etkiye sahiptir ve networkun her segmentinde dolaşan veri miktarı 4 Mbps’den fazla değildir. Hatta video akışını talep eden 200 varış noktası ile, network üzerinde aynı miktarda veri dolaşıyor olacaktır.
Şekil 2.Çoklu gönderim iletimi
Bu noktada açıkça bellidir ki, bir IP güvenlik kamerası uygulamasında çoklu gönderim iletimi kullanımı, özellikle varış noktası sayısının hızlı şekilde artabildiği büyük ölçekli uygulamalarda çok miktarda bant genişliği tasarrufu sağlayabilir.
G. Çoklu Gönderim İletimi Harcanan Emeğe Değer
Çoklu gönderim göreceli olarak bant genişliği yönetimini geliştirmenin basit bir yoludur.
Çoklu gönderim etkin routerler ve switchler
Çoklu gönderim iletimini destekleyen IP video kaynakları
Çoklu gönderim yönetimini destekleyen arka-plan video uygulaması
Network terimlerinde, çoklu gönderimi destekleyen bir switch ayrıca IGMP gözetlemeyi destekleme switchi veya IGMP gözetleme ve sorgulama olarak anılır. IGMP gözetleme genellikle katman 2 switch tarafından yönetilen bir fonksiyonelliktir. IGMP sorgulama katman 2 switch veya çoklu gönderim-etkin router tarafından yönetilebilir. Bu ekipman çoklu gönderim-kapasitesine sahip network inşa etmenin anahtar bileşenidir. IGMP gözetlemeyi desteleyen bir switch çoklu gönderim trafiğinin yalnızca çoklu gönderim akışını talep eden ve diğerlerinden filtre edilen varış noktalarına gönderilmesini garanti eder. Network üzerinden kolayca ‘’IGMP join’’ veya ‘’IGMP’’ leave’’ mesajı göndererek, varış noktaları çoklu gönderim akışını alırlar veya almayı bırakırlar. IGMP gözetlemenin düzgün çalıştığından emin olmak için en azından bir tane IGMP sorgulayıcı networkte çalışıyor olmalıdır. IGMP sorgulayıcı çoklu gönderim bağlantılarının düzgün iletilmesini garanti eder.
Bu bileşenler olmaksızın, network üzerinde çoklu gönderim trafiği düzgün yönetilemez, istenmeyen trafiğe sebep olur. Çoklu gönderim-etkin olmayan bir switch gerçekte çoklu gönderim paketini bilinmeyen paket olarak yorumlar ve bütün varış noktalarına veri paketi olarak iletir. Tipik olarak, IT departmanları çoklu gönderim-etkin networku desteklemeye ve düzgün olarak yapılandırılmasının teminine dâhil olurlar.
IP video kaynakları teriminde, IP kameraların çoğu ve piyasadaki kodlayıcılar çoklu gönderim için desteğe sahiptirler. Buna bir istisna bazı MJPEG IP video kaynaklarıdır, bu tip kaynaklar temelde yalnızca çoklu gönderim içerisindeki akıştırlar. Bu kısıtlama sıkıştırma formatından (MJPEG) dolayı değildir, fakat oluş sebebi MJPEG sıkıştırma akış iletimi için genellikle HTTP ile birleştirildiklerinden, yalnızca çoklu gönderim akışı ile sonuçlanır. Bununla birlikte, bir RTSP akışın kontrolünü ele aldıkça, bu konu yakında tamamen değişecektir ve MJPEG IP video kaynaklarının çoklu gönderim içerisinde akışına izin verilecektir.
Şimdi, hem çoklu gönderim networke sahip olmak, hem de çoklu gönderim içerisinde video ünitesi akışına sahip olmak halen network üzerindeki çoklu gönderim trafiğini etkili bir şekilde yönetmek için yeterli değildir. Kullanımda olan VMS de ayrıca çoklu gönderim trafiğinin düzgün bir şekilde yönetilmesine ihtiyaç duyar. Bu yazılımın temel amacı müşteri uygulamasının görüntülemesini desteklemek ve kayıt sunucusunun network üzerinde yukarıda tanımlandığı kapasiteyle çoklu gönderim gurubuna katılmasını desteklemektir. Tabii ki, konu çoklu gönderim video akımlarının kolaylaştırılması olduğunda bir VMS için bu minimum gereksinimdir.
H. Çoklu Gönderimin Yeni Zirvesi: Akıllı Video Yönetim Yazılımı
Buna ilaveten, VMS iyi bir çoklu gönderim trafiği kontrolü sağlamak için çok daha akıllı olmak zorundadır ve bu nedenle aşağıdaki maddelerin hepsini yürütebilmelidir:
Çoklu gönderim iletimi yöntemlerinin hepsinin aynı sistemde yönetilmesi
Tekli gönderim trafiğini çoklu gönderime çevirmek veya tam tersini yapmak için bir Proxy servis sunulması
Network kapasitesinin otomatik-algılamasını desteklemek
Bir video yönetim sisteminin çoklu iletim metotlarını desteklemesi ihtiyacının sebebi networklerin karmaşık olması ve IP video kaynaklarının tamamen aynı şekilde iletmemesidir. Bir networkun segmentleri çoklu gönderimi tamamen desteklemek zorunda değildir. Örneğin, bir güvenlik kamerası sisteminde, bazı IP kameralar kurumsal LAN üzerine yerleştirilir ve diğerleri çoklu gönderim desteği olmaksızın kablosuz network üzerinden veri transferi yapacakları dış tarafa monte edilebilirler. Buna ilaveten, aynı güvenlik kamerası sisteminde, görüntüleme istasyonlarının çoğu çoklu gönderim desteğiyle kurumsal LAN üzerine yerleştirilse bile, bunların bazıları şekil 3’te gösterildiği gibi the Internet yoluyla sisteme bağlanabilirler.
Bu durumda, bir akıllı video yönetim sistemi çoklu gönderim- ve tekli gönderim-etkin kameraların kayıtlarını idare edebilir, yerel kullanıcılar için etkili bant genişliği kullanımını temin etmek için tekli gönderim kameralarını çoklu gönderime çevirir ve tek sunucu kullanan uzaktaki müşterilere tekli gönderim akışı sağlar.
Bu sunucu bir Proxy gibi hareket eder, network üzerinde video trafiğini etkili bir şekilde yöneten diğer önemli bir bileşendir. İdeal olarak, bu sunucu müşteri görüntüleme veya kamera tipi bağlantısını otomatik-algılamak zorundadır. Bu yöntemde, eğer bir kullanıcı bazen kurumsal LAN’dan bağlanıp ve diğer zamanlarda çoklu gönderim video iletiminin olmadığı uzaktaki evden bağlandığında, video yönetim sunucusu bağlantı noktasını algılama kapasitesine sahip olduğundan otomatik olarak görüntüleme yapan müşteriye en üst düzey akış tipi desteği sağlayacaktır.
Ayrıca, video yönetim sisteminin diğer önemli fonksiyonelliği tekli gönderimi yalnızca kameranın çoklu gönderim kamerasına çevrilme kapasitesidir. Bu yalnızca wireless bağlantı üzerinden akış yapan kameralar için değil, ayrıca daha önce tanımlanan MJPEG kameralar için de önemlidir. Bu genellikle kameradan tekli gönderim akışını alıp, müşteriler için çoklu gönderim akışı yaratma kapasitesine sahip olan video yönetim sunucusu tarafından yapılır.
Şekil 3. Tek sistem içerisinde çoklu iletimler
I. Çoklu Akım Kapasitesinden Daha Fazla Faydalanmak
IP güvenlik kamerası sisteminde çoklu akım, bir IP video kaynağının aynı kameradan farklı video kalitesinde çoklu video akımları üretmesi kapasitesi olarak tanımlanır. Örneğin, bir IP kamera 4CIF 30 fps’de bir video akımı üretebilir ve bir diğer video akımı ise CIF 10 fps’de olabilir. Bununla birlikte, bir kez daha, çoklu akımlar üretme kapasitesine sahip bir IP video kaynağı çoklu akım desteği almak için yeterli değildir. Arka-plan VMS de bu tür akımları kontrol edebilmelidir.
J. Amaca Dayalı Çoklu Akım
Bu anlamda sofistike bir video yönetim sistemi, sistem yöneticisine kolayca ve etkili bir şekilde örneğin canlı görüntüleme, canlı uzaktan görüntüleme (azaltılmış bant genişliğiyle), kayıt veya diğer belirli farklı amaçlar için var olan video akımı imkanlarını sunacaktır.
Şekil 4. Farklı amaçlar için çoklu akım varyasyonları
Bir sistemi yapılandırmanın tipik bir yöntemi, maksimum akışkanlık amacıyla CIF 30 fps’de canlı görüntüleme için bir akımın kurulmasıdır ve kayıt amacıyla ikinci bir akımın CIF 10 fps’de bant genişliği tasarrufu için ve birkaç kamera gerçek-zamanlı görüntülenirken bütün kameraların aynı anda kayıt yapması için kurulmasıdır. Tabii ki bant genişliği azaltılmasına ilaveten, kayıt için ikinci bir akım kullanmak ayrıca depolama anlamında da tasarruf sağlayacaktır.
Daha ötesi, çoklu akım diğer amaçlar için kullanılabildiği gibi, canlı ve kaydedilmiş video akımlarının arasındaki kaliteyi farklılaştırmak için kısıtlanmaz.
Örneğin, insanlar kısa (daha yüksek kaliteli) ve uzun (daha düşük kaliteli) depolama anlamında farklı kalitelerde iki farklı akımın kaydı için kullanabilirler.
Kayıtlı videonun bir uzun-dönem depolamasına transferine gelindiğinde, bu yapılandırmanın bant genişliği tüketimine pozitif etkisinin olacağı kesindir. İki farklı akımın kaydının yapılmasında videonun bir yerden diğerine transferine ihtiyaç duyulmaz.
K. Uzaktaki Kullanıcı Girişi İçin Çoklu Akım
Çoklu akım ayrıca uzaktaki kullanıcı için daha düşük kaliteli akım kurulumunda kullanılabilir ve yerel görüntüleme ile kayıt için halen yüksek-çözünürlüklü bir akım tutar. Video yönetim sisteminin yöneticisi harici network kapasitesi üzerinde kontrol sahibi olmadığında bu yöntem sıklıkla gerekir. Bu nedenle, düşük bant genişliği ihtiyacı olan bir akım, uzaktaki kullanıcılar nerede olursa olsun, her zaman videoya giriş yapmalarını garanti eder.
L. Maksimize Akış Görüntüleme İçin Çoklu Akım
Çoklu akımın bir diğer faydalı uygulaması operatör ekranından direk olarak farklı akımlara giriş yapma kapasitesidir. Örneğin, bazen operatörler aynı monitör üzerinde 16 tane kameraya kadar görüntüleme yapmak isterler. Eğer akımlar 4 Mbps civarında 4CIF 30fps’de yapılandırılırsa, veri müşteri istasyonuna iletilirken bant genişliğinin 64 Mbps’lik kısmını tüketecektir. 20’’ monitör üzerinde, 16-kameralı bir tasarımda görüntülenen akışların boyutunda bir 4CIF çözünürlük kalitesine ihtiyaç duyulmayabilir, bu nedenle daha düşük çözünürlüklü bir akıma geçme kapasitesine sahip olmak, örneğin CIF, görüntüleme kalitesini etkilemeksizin ihtiyaç duyulan bant genişliği üzerinde direk bir etkiye sahip olacaktır.
Şekil 7. 20’’ monitör üzerinde 16 kamera görüntülemesi
M. Optimum Network Yükü İçin Video Sıkıştırma Formatlarının İdaresi
Bant genişliği yönetimi hakkında konuşulacak son nokta IP video kaynaklarında mevcut olan çoklu sıkıştırma formatlarını destekleyen bir video yönetim sistemi becerisidir. IP güvenlik kamerası sisteminde en yaygın video sıkıştırma formatları : H.264, MPEG-4, MJPEG, MPEG-2, Wavelet ve JPEG2000’dir ve bu sıkıştırma formatlarının her birinin kendi artıları ve eksileri vardır. Bir sıkıştırma formatının diğerine tercih edilmesi aşağıdaki faktörlere dayanır:
Bant genişliği tüketimi
MPEG-4 ve halefi, H.264 bant genişliğinden yararlanma anlamında günümüzde mevcut olan en etkili sıkıştırma formatlarıdır. Video kalitesinden taviz vermeksizin bant genişliği ve depolama tasarruflarında bu sıkıştırma formatları genelde en iyi tercihlerdir, iyi bir resim kalitesi sunan fakat bant genişliği üzerinde büyük etkisi olan MJPEG ile tamamen çelişir. Her çerçeve bağımsız olduğundan, özellikle yavaş linklerde düşük bir bit oranında kullanıldığında MJPEG halen iyi bir sıkıştırma formatı olabilir. Yani H.264 ve MPEG-4’e benzemez, MJPEG’te eğer bir çerçeve kayıp ise bu bir çerçeve dizisinin kaybolacağı anlamına gelmez, yalnızca bir çerçeve kaybolur. Diğer taraftan, aynı video kalitesi seviyesiyle, farklı sıkıştırma formatları arasındaki varyasyonu net bir şekilde görebiliriz (H.264, MPEG-4 ve MJPEG). H.264 bant genişliğinin yaklaşık 1/6’sını kullanır, MJPEG’in üzerindedir, H.264 bant genişliği ve depolama optimizasyonunda açıkça en iyi tercihtir.
Şimdi, IP güvenlik kamerası sistemleri, TV yayıncılığının HDTV ile yaşamış olduğu evrimin aynısını yaşamaktadır, IP video kaynakları ayrıca network iş çıkarma yeteneği olan-yoğun megapiksel kameralarla daha yüksek çözünürlükler sunarlar, ve böylece H.264 düşük bant genişliği kullanımından dolayı muhtemelen endüstrinin standart sıkıştırma formatı olacaktır. Gelecekteki değişikliklerden etkilenmeyen, günümüzün ve yarının ileri teknolojilerini destekleyen bir VMS arayışının önemi budur.
N. Hepsini Bir Araya Getirmek: Video Yönetim Yazılımı
Çoklu gönderim, çoklu akım ve video sıkıştırma IP güvenlik kamerası sisteminde bant genişliği kullanımını optimize etmenin yöntemlerinden üç tanesidir. Edge cihazları veya IP video kaynakları giderek daha akıllı hale geliyorlar, önceleri yalnızca baş-ucu seviyesinde olan ve video takip platformutarafından desteklenen bazı fonksiyonellikleri destekliyorlar. Örneğin, bazı IP video kaynakları video analizlerini direk olarak edge sisteminde yapabilirler ve video akımını alarmlara bağlı olarak gerçekleştirirler. Hatta daha iyisi, bazı IP video kaynakları videoyu direk olarak edge sisteminde depolayabilirler ve bir mini-kayıt cihazı gibi hareket ederler.
Buna rağmen, bütün bu akıllı fonksiyonellikler kullanıcıların ilgili faydalardan yararlanabilmeleri için mutlaka video takip platformu tarafından meydana getirilme ihtiyacı duyarlar. Güçlü ve yenilikçi bir VMS ile, kullanıcılar teknolojideki en son gelişmeleri tam olarak alabilirler, bant genişliği ihtiyacının azaltılmasına, network kaynaklarının optimizasyonuna ve depolama ihtiyacının azaltılmasına direk olarak katılırlar. Sonuçta, ileri bir VMS kullanıcıların maliyetlerini kısmalarında çok etkili olacaktır ve yeni teknolojiler ortaya çıktıkça yatırımlarını gelecekteki değişikliklerden etkilenmeyecek hale getirecektir.
O. Video Yönetim Yazılımınız Bant genişliği Yönetimine Yardım Ediyor mu?
Daha önceki bölümlerde okuduğunuz gibi, bir güvenlik kamerası uygulamasında bant genişliği optimizasyonuna katkıda bulunacak muhtelif metotları desteklemek için akıllı bir VMS bir gerekliliktir. Yenilikçi özelliklerde ve sofistike teknolojide, network kaynaklarının optimize edilmesi, depolama ihtiyaçlarının azaltılması ve sonuçta toplam maliyetinizi düşürmek için çoklu gönderim, çoklu akım ve video sıkıştırma gibi spesifik fonksiyonellikleri geliştirmenize bir VMS yardımcı olacaktır.
Bant genişliği yönetiminizi doğru şekilde optimize etmek için gelişmiş
Video Yönetim Sistemlerine itiyaç duyabilirsiniz.
Ip Kamera Yazılımlarını İncele
Okunma 1890 defa Son Düzenlenme Çarşamba, 28 Kasım 2018 16:19