Bant Genişliği :
Tanımlar :
Mbps : Mega bit per second
Kbps : Kilo bit per second
MBps : Mega Byte per second
KBps : Kilo Byte per second
MB : MegaByte
GB : GigaByte
TB : TeraByte
PB : PetaByte
FPS : Frame per Second
Bilgisayar ağlarında belirli bir süre içinde (sn, dk vb) bir ağ bağlantısı üzerinden bir cihazın (IP kamera vb) gönderdiği veri miktarıdır. Bant genişliği ifadesi bps-bit per second-saniye başına bit, kbps-kilobit per second-saniye başına kilobit, mbps-megabit per second-saniye başına megabit olarak ifade edilir.
Belirli bir süre içinde bir kaynaktan (Source) üretilen ve bir veya birden fazla hedefe (Destination) gönderilen veri miktarı olarak da tanımlayabiliriz.
Bit bant genişliği hesaplarında en temel yapı taşıdır.
Çalışmalarımızda, bir kaynak (Source) olan IP kameranın anlık ya da ortalama ürettiği bant genişliğini ölçmek isteyebiliriz. Ya da Video Yönetim Yazılımına (Destination) gelen bant genişliğini görüntülemek isteyebiliriz. Bu kapsamda ne tip metotlar olduğunu bu yazımızda ele alacağız.
Öncelikle bilmemiz gereken bit – byte dönüşümlerini yapabilmektedir. Bit – byte dönüşümlerini yaparak source-kaynak tarafından üretilen bant genişliğinin, depolama ünitelerinde (NVR, Storage vb) belirli bir süre içinde ne kadarlık bir alan kaplayacağını hesaplayabiliriz.
1 byte, 8 bitten oluşmaktadır. Bu ifadeye göre bazı örnek hesaplamalar yapalım.
12mbps kaç MByte /sec’dır ?
Bit – Byte dönüşümünü yaparak sorunun cevabını bulabiliriz.
12Mb -> 12/8 = 1.5MByte
8 bit = 1 Byte Bu durumda x bit kaç Byte’tır sorusunu sorduğumuzda oran-orantı hesabı yapmamız gerekiyor.
8 bit 1 Byte
x bit y Byte
x*1 Byte : 8 bit * y Byte bizi sonuca ulaştırır.
Başka bir örnek yapalım. Bir IP kameranın ortalama bitrate-bit oranı değeri 4096Kbps ise 7/24 devamlı-continuous kayıt modunda 10 günlük bir kayıt için gerekli olan disk alanını hesaplayalım.
Bu noktada bilmemiz gereken bilgi, bit – Byte – KB – MB– GB- TB – PB dönüşümleridir.
8 bit = 1 Byte = 1/1024 MB= 1/1024/1024 GB = 1/1024/1024/1024 TB
4096Kbps ~= 4096/1024 = 4 Mbps = 4/8 = 0.5 MB/sn
Kbps, Mbps dönüşümü için 4096Kbps’yi 1024’e böldük. 4 Mbps sonucunu bulduk. 4 Mbps’ı MBps (Mega Byte per second)’ye dönüştürmek için bit – byte dönüşümünü yapıyoruz. 4/8 = 0.5 MByte. Şimdi ölçeklemeye başlayalım.
| Zaman/Time | Oluşan Kapasite |
| 1 sn | 0.5MB |
| 60 sn / 1dk | 0.5 * 60 = 30 MB |
| 60 dk / 1 saat | 30 * 60 = 1800 MB |
| 24 saat / 1 gün | 1800 * 24 = 43.200 MB |
| 10 gün | 43.200 * 10 = 432.000 MB |
Toplamda 432.000 MB’lık (MegaByte) bir alan kaplayacaktır. Bunu da TB’ye dönüştürelim.
432.000/1024/1024 = 0.411TB
CCTV marketinde duyabileceğimiz ifadelerden bahsedelim:
Kamera saniyede 700 Kbps bant genişliği tüketiyor. Bu durumda kameranın düşük çözünürlüklü olduğunu, ya da düşük frame’li olduğunu ya da kullanılan encoding (kodlama) tipinin iyi sıkıştırdığını ve bant genişliği kullanımını düşürdüğünü, ya da saniye 1 I-frame yerine 2 saniye 1 I-Frame gönderdiği, ya da o anda sub-stream (alt akış/ikinci akış) alındığını vb birçok şey düşünebiliriz.
Gbps ifadelerini genellikle sistem odalarında duymaya başlarız. Tüm trafik ana omurga ağ anahtarına gelmektedir. Bu gelen Gbps mertebelerindeki veri depolama ünitelerine kaydedilmekted, video yönetim yazılımı tarafından görüntülenmek üzere alınmaktadır. Çok yüksek çözünürlüklü kameraların olduğu senaryolarda az sayıda kamerada Gbps mertebelerinde trafik üretebilirken, yaygın çözünürlük olan 1080p kameralarda >100 kanal olarak düşünebileceğimiz projeler akla gelebilir.
Source/Kaynak/IP kamera tarafından üretilen bant genişliği genellikle aşağıdaki 5 parametreye bağlıdır.
- Bitrate – Bit oranı
- Çözünürlük : yüksek çözünürlük yüksek bant genişliği tüketimi
- FPS : yüksek frame değeri yüksek bant genişliği tüketimi
- I-Frame : kısa periyotlar halinde üretilen I-Frame değeri, yüksek bant genişliği tüketimi,
- Video encoding/Video kodlama tipi (H.264, H.265, üreticinin patentli farklı kodlama tipleri) : az sıkıştıran kodlama tipi yüksek bant genişliği tüketimi,
- Ortamın ışık değerleri : düşük ışık koşulları, yetersiz yardımcı ışık kaynakları, yüksek bant genişliği tüketimi
- Karmaşık sahneler : yoğun sahneler, yüksek bant genişliği,
Yaygın olarak kullanılan video encoding tipinin bant genişliği tüketimini doğrudan yüksek bir çarpan etkisiyle etkilediği kanaati bulunmaktadır. IP kameralar ağa raw(ham) paketi bırakmadan önce kodlanmakta ya da sıkıştırılarak gönderilmektedir. Aksi takdirde ham paketler (raw packages) oldukça yüksek boyutlara sahiptir ve reelde bu paketleri taşımak, depolamak ciddi bir problem olurdu. Teknik olarak evet ham paketleri de gönderebiliriz ancak lojik değildir.
Bir başka örnek daha yapalım. Bir noktada 7 IP kameranın ya da kaynağın olduğunu düşünelim. Bunların 1 tanesi ortalama 5Mbps, 2 tanesi 3 Mbps, 4 tanesi 1 Mbps bant genişliği tükettiği durumda ağda oluşacak trafik 1*5+2*3+4*1 = 15 Mbps’dır.
Video stream/Video akışı bilgisayar ağlarında taşınmaktadır.Bu taşınma aynı ağ içinde olabildiği gibi, farklı küçük ağlar arasında, farklı büyük ölçekli ağlar arasında olabilmektedir. Bu ağlar coğrafik olarak alt gruplara ayrılır.
- PAN (Personal Area Network),
- LAN (Local Area Network),
- CAN (Campus Area Network),
- MAN (Metropolitan Area Network),
- WAN (Wide Area Network)
CCTV sektöründe ölçeğe göre LAN, CAN,MAN, WAN karşımıza çıkmaktadır. Bu noktada verinin taşınması local ağda daha az maliyetlidir. WAN ortamına çıktığımızda taşınan verinin büyüklüğüne göre farklı maliyetler oluşmaktadır. WAN ortamında uzak noktalar arası stabil veri taşınması kablolu hatlar aracılığı ile olması gerektiği durumlarda yüksek maliyetler dolayısıyla ya da uzak noktaya alt yapı götürülemediği için edge recording – kenar kayıt gibi çözümler kullanılmıştır/kullanılmaktadır. Kenar kayıt çözümünde kayıtlar devamlı olarak uç noktada tutulurken, alarm vb durumunda hücresel ağlar aracılğı (2G/3G/4G gibi) ile erişim sağlanarak kısa süreli izlemeler sağlanmaktadır. Yoğun bant genişliği tüketimi minimize edilmektedir. Sonuçtada maliyetler düşmektedir.
Son olarak bir kaynak tarafından üretilen bant genişliğinin ne şekilde görüntülenebileceğini inceleyelim. Aslında bu noktada çok farklı yöntemler bulunuyor olsa da temelde 2 metodu ele alacağız.
1- Kamera Web arayüzü – Client stream information :
Bu yöntem her kamera üreticisinde desteklenmeyebilir. Bazen üreticinin web ara yüzü ya da özel tool’ları aracılığı ile bant genişliğini gözlemlemek mümkündür.
2- Global yöntem : Wireshark ile Bant genişliği Tüketimi görüntüleme :
Wireshark ile bant genişliği görüntüleme işlemi marka bağımsız her kamera markası için uygulanabilir bir yöntemdir. Bunun nasıl yapılacağını detaylıca görmek için aşağıdaki videoyu izleyiniz.