Bandwidth for security cameras - How to measure it using Netlimiter
安全攝影機的頻寬 - 如何使用 Netlimiter 進行測量
介紹
規劃 IP 影像監控項目的頻寬要求，是最關鍵的設計步驟之一，其重要性類似於放置攝影機。如果沒有提前仔細規劃，監控系統最終可能會遇到頻寬瓶頸。這不僅會導致影像數據包丟失、延遲或抖動，還會降低影像品質，甚至更糟的是，會阻止錄製嚴重事件。頻寬還決定了，給定保留期的儲存容量要求。
了解影像頻寬，需要深入了解多個領域。這份白皮書目的，在提供有關影響影像監控性能的基本知識。一般來說，有六個因素會影響 IP 安全攝影機的頻寬：
■ 影像壓縮
■ 圖像品質等級
■ 場景的複雜性
■ 影像的解析度
■ 每秒幀率
■ 攝影機和查看客戶端的數量
本白皮書的前半部分，將討論這六個因素的重要性。在此基礎上，論文的後半部分涉及這六個因素，決定了 FortiRecorder 和 FortiCentral 軟體的配置。 FortiCamera 頻寬計算器簡介也會給。
什麼是頻寬？
IP 影像作為數串流傳輸，其中包含攝影機的圖像、音頻和控制數據。擁有的數據量
每秒傳輸的數據，稱為頻寬。它通常以 Mbit/s 為單位進行測量，這樣可以很容易地與比特率（bit Rate）進行比較乙太網鏈路的容量。例如，10 Mbit/s 稱為乙太網，100 Mbit/s 稱為快速乙太網，1,000 Mbit/s 稱為千兆乙太網。
另一個度量單位是 MByte/s，等於比特率的 1/8，因為一個字節中有 8 個比特。
1 Mbit/s =
1,000 Kbit/s = 125 KByte/s
1 Gbit/s =
1,000 Mbit/s = 125 MByte/s
1920 x 1080 高清解析度攝影機粗略地為 30 FPS 影像，生成 1.49 Gbit/s (30 x 1920 x 1080
x 24) 的原始影像數據。那是
178 MByte/s 的數據，以及需要影像壓縮的原因。
影像壓縮
有兩類壓縮：無損和有損。無損壓縮使用一種算法，可以重建將數據壓縮為原始數據。對於有損壓縮，壓縮後的數據，只能恢復到原來的近似狀態資訊。這種差異會產生視覺偽影。無損壓縮的示例是數據的 .zip 和圖片壓縮的 .gif。
有損壓縮格式是用於圖片的 JPEG，和用於音頻的 MP3，以及 Motion JPEG (MJPEG)、H.264 和 H.265，下面將更詳細地描述所有這些格式。
與音頻壓縮類似，影像壓縮用於將視覺資訊打包，在盡可能少的數據中，同時保持
與人類相關的圖像品質。利用影像壓縮有兩個目的：更快的傳輸和更少的儲存必需的。在現代 IP 監控攝影機中，MJPEG、H.264 和 H.265 是最常用的影像壓縮方式。接下來，將提供有關每個影像壓縮如何工作的更詳細說明。
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| 結合雲、IoT、4G 的影像辨識加值應用，即將登場…… |
動態 JPEG
透過將多張圖片放在一個系列中，你可以得到影或影像。你有沒有在書的邊框上畫過一個火柴人，所以每一頁都比前一頁有一點移動？當你非常快速地翻頁時，你會看到一部電影。
MJPEG 是這種圖像序列的逐幀壓縮。每個幀都像靜態 JPEG 圖像一樣單獨壓縮。
這使得解碼流變得容易，並且每一幀都相互獨立。但是 MJPEG 會導致更高的頻寬
例如，H.264 壓縮。 MJPEG 影像是 H.264 大小的 10 倍是合理的。
H.264
H.264，也稱為 MPEG-4 AVC，是 2003 年推出的一種壓縮標準，是用於影像監控攝機和許多商業媒體應用。與 MJPEG 的逐幀方法相比，H.264 僅以例如每秒一次和僅使用由影像中的運動引起的差異，對其餘幀進行編碼。全幀稱為 I 幀（也稱為索引幀或幀內）和僅包含與前一幀差異的部分幀稱為 P 幀（也稱為預測幀或幀間幀）。 P 幀比 I 幀更小、數量更多。還有一個B-frame（雙向幀），指的是雙向的用於更改的前一幀和後一幀。 I-P-B 幀的重複模式稱為圖像組 (GOP)。時間間隔對於 I 幀，變化範圍從每秒多次到近一分鐘不等。傳輸的 I 幀越多，影像串流將是越大，但它使重新開始解碼流變得更容易，因為這只能發生在 I 幀。
H.265
H.265，也稱為高效影像編碼 (HEVC)，是作為 AVC H.264 的繼任者而開發的。這個最新的影像壓縮 MPEG 系列中的標準，提供了 25% 到 50% 的更高壓縮效率。 H.265 允許以較低的幀速率串流式傳輸影像，同時保持與 H.264 相同的影像品質。這些改進使壓縮更加複雜，需要更新硬硬體，但解壓複雜度與 AVC 類似。
由於 H.265 比其他編解碼器更高效，它佔用更少的頻寬和硬碟上的儲存空間，同時保持相同的影像品質。你將能夠在更小的空間內，儲存更多的監控影像，同時提供更清晰的圖像和影像。
可變比特率 (VBR)
可以調整每種壓縮方法的強度。一般來說，更高的壓縮會導致更多的偽像，所以有不同的實現預期行為的策略。
使用 VBR 壓縮時，允許改變壓縮流的大小，以保持一致的圖像品質。因此，VBR 當場景中有運動，並且它往往不是恆定的時可以更合適。缺點是頻寬可以在一定程度上，因情況而異。因此，儲存可能會比計劃更早用完，或者傳輸瓶頸可能當攝影機突然需要更多頻寬時出現。
在 VBR 中，比特率沒有固定的上限。用戶設置某個目標比特率，或圖像品質級別。
恆定比特率 (CBR)
為 CBR 配置攝影機時，攝影機被設置為具有恆定的頻寬消耗。應用的壓縮量隨著更多變化的發生而增加。這會給圖像添加壓縮偽影，並降低圖像品質。使用 CBR，圖像品質將被犧牲，以滿足頻寬目標。如果目標設定合理，這種退化可能幾乎不會被注意到，並且為計算儲存和規劃網路提供了穩定的基礎。
對於安裝在網路利用率低，或儲存空間充足的局域網 (LAN) 中的 IP 監控攝影機，VBR 建議保持最佳圖像品質，而 CBR 可以幫助控制頻寬受限的環境。
數位降噪 (DNR)
正如高度複雜的場景，使壓縮變得更加困難一樣，噪聲的存在也是如此。這是對低光的特別關注，傾向於顯示增加的視覺噪音（如斑點和顆粒感）的場景。如果不加控制，影像要麼會增加到非常高頻寬或圖像會顯示大量壓縮偽影，遮擋重要細節。
DNR 有助於降低噪音；但是，由於過多的 DNR 會增加模糊，並去除圖像細節，因此需要平衡設置。如果白天和黑夜的圖像差異很大，預定或自動 DNR 設置，可以幫助適應兩種光線情況。大多數 FortiCamera 型號配備 DNR 或 3DNR（時間和空間過濾），部分型號提供手動設置，範圍從 1 到 10。從 FortiRecorder 上的配置中，了解有關 DNR 設置，如何影響頻寬的更多資訊。
圖像品質等級
在本節中，你將看到有關壓縮偽像的示例，以及相同場景，如何在具有不同壓縮級別的影像中出現壓縮。在 FortiRecorder 系統中，VBR 壓縮級別，可以設置為 Extra High、High、Normal、Low 和 Extra Low。圖 1 和圖 2 分別顯示使用「Extra High」和「Extra Low」的結果。可以看出影像頻寬和圖像品質的差異；更高的圖像品質，需要更多的頻寬。在最小化頻寬的同時，圖像顯示出清晰的偽影和細節丟失圖2。
圖 1：影像品質超高，平均頻寬為 1.5 Mbit/s。
圖 2：影像品質超低，平均頻寬為 0.5 Mbit/s。
場景的複雜性
場景的複雜性，也會影響攝影機生成的頻寬。一般來說，場景越複雜，達到一定的圖像頻品質需要一定的頻寬。例如，有樹葉、鐵絲網或隨機的場景，爆米花天花板等紋理增加了場景的複雜性。其他的，比如普通的、素色的牆壁或小細節，是認為是一個簡單的場景。同樣，運動或運動會增加複雜性。人來人往，汽車駛過，或樹葉落入微風就是例子。
複雜場景
我們將使用一些示例圖片，來展示 H.264 壓縮如何在不同複雜度的場景中工作。下面的圖 3 到 5 顯示具有相同複雜場景內容的高清視頻幀。不同之處在於 Mbit/s 影像串流。放大的補丁顯示樹木圖案、汽車、樹籬和鐵絲網。圖 3 中的示例圖像顯示比特率為 1 Mbit/s 的串流，對於這個複雜的場景，會導致缺乏細節。當影像碼率增加時，複雜場景的圖像品質一般為改進。結果以 3 Mbit/s 的速度產生了不錯的圖像品質，而圖 5 中的 5 Mbit/s 並沒有顯著提高圖像品質，更多來自圖 4。
圖 3：複雜場景 — 1 Mbit/s 的影像比特率。
圖 4：複雜場景 — 3 Mbit/s 的影像比特率。
圖 5：複雜場景 — 5 Mbit/s 的影像比特率。
簡單場景
對於細節少得多的簡單場景，可能不需要使用更高的影像比特率，這樣可以節省儲存空間。 圖片 6 和 7 分別展示了 1 Mbit/s 和 3 Mbit/s 的高清影像串流的幀結果。花的放大補丁和圖表顯示每張圖片之間，沒有明顯差異。 這是因為 H.264 算法編碼的場景很簡單。1 Mbit/s 足以以不錯的圖像品質，對這個場景進行編碼。
圖 6：簡單場景 — 1 Mbit/s 的影像比特率。
圖 7：簡單場景 — 3 Mbit/s 的影像比特率。
在比較複雜和簡單的場景樣本時，很明顯不同的場景，需要不同的碼率或頻寬，來顯示所需品質級別的圖像。將比特率降低到這樣的水準以下，會導致細節丟失，而更高的比特率最終會沒有表現出改善。為場景選擇合適的比特率很重要，這樣可以在不浪費頻寬的同時保留細節。
影像解析度
關於解析度，需要了解什麼？
每個攝影機都有一個圖像感測器。從左到右的可用像素提供水平解析度，而從上到下的像素提供底部提供垂直解析度。將這兩個數字相乘得到總解析度（除以 1,000,000 得到百萬像素）圖像感測器。
解析度與頻寬有什麼關係？
假設像素的 RGB 顏色值為 24 位：
640(H) x
480(V) = 307,200 像素 = 0.3 MP x 24 位 = 7.2 Mbit/s
1920(H) x
1080(V) = 2,073,600 像素 = 2.0 MP x 24 位 = 48 Mbit/s
因此，1920 x 1080 佔用更多頻寬，因為它包含更多像素，或者簡單地說，更多數據。但它提供了更清晰、更銳利的在需要辨識主題、人臉或汽車模型及其顏色或車牌時使用圖片。反之亦然，較低的解析度會產生頻寬較少，但代價是圖像不太清晰、模糊。較低的解析度通常會給監視操作員，帶來情境意識 —— 看到正在發生的事情而不是細節。解析度並不是決定圖像清晰度的唯一因素。鏡頭的光學性能、焦距（光學變焦）、與物體的距離、照明條件、污垢和天氣也是關鍵因素。
大多數 FortiCamera IP 攝影機支持雙碼流功能，這意味著有一個較高和一個較低解析度的串流可同時使用。 FortiCentral 軟體，允許用戶選擇較低或較高的解析度進行監控。 學到更多來自 FortiCentral 中影響頻寬的配置。
IP 監控攝影機的常見解析度
表 1 列出了許多 IP 監控攝影機中可用的常見解析度。 具有解析度的高清 (HD) IP 攝像機與大致相當於 640 x 480 的傳統類比系統 (CCTV) 相比，1280 x 720 以上提供卓越的圖像品質標准定義 (SD)。 如今，2 MP 和 4 MP 是監控攝影機系統中最常見的解析度，因為它們將滿足大部分監控需求。
表 1：常見的 IP 監控攝影機解析度。
幀率
幀速率以每秒幀數 (FPS) 為單位，即每秒生成的圖片數量。越高幀速率，主體在影像中移動得越平滑。幀率越低，動作越急促受試者從一個位置跳到另一個位置，中間丟失任何東西。頻寬隨幀速率增加。半幀但是，速率通常不會將頻寬減少一半，因為編碼效率會受到影響。現代監控攝影機可以生成高達 60 FPS。但是，當解析度設置得太高時，CPU 限制有時會將 FPS 限制為較低的值。
為場景找到最佳 FPS 設置是目標之間的折衷：在沒有必要的情況下捕獲所有相關資訊幀與頻寬考慮之間丟失的細節。如果攝影機正在監視安靜的概覽，則不需要達到 30 FPS。 5 到 15 FPS 的設置就足夠了。根據經驗，發生的變化越快或預期對象移動得越快，FPS 就應該設置得越高。調整 FPS 後安裝攝影機並監控影像的流暢度是否可以接受。
攝影機和客戶端數量
顯然，攝影機的數量會影響系統的頻寬要求。如果所有攝影機都相同，那麼攝影機的兩倍數字將使生成的數據翻倍。為了保持系統的可擴展性，它必須能夠將大型拓撲分解為可管理的較小的分區。透過在分層和分佈式架構中建構系統，可以在大範圍內保持可擴展性數量。關鍵是分配頻寬以避免瓶頸。更多內容將在頻寬瓶頸部分進行討論。
瀏覽客戶數
上面的討論涉及輸入記錄器的攝影機頻寬。這只是圖片的一側，另一側正在將錄影機連接到觀看直播或回放影像的客戶端。例如，可能有一個安全團隊不斷每週 7 天、每天 24 小時監控攝影機。該頻寬將等於來自攝影機的所有數據。
在播放的情況下，如果除了直播之外，還需要更多的頻寬。考慮到可能有很多客戶
同時連接到一個系統，客戶端流量可能是主要關注點。
幸運的是，如果系統是根據監控系統網路最佳實踐設計的，則記錄器將充當保管人並
緩衝。它屏蔽了來自攝影機端的不斷變化和潛在的大型客戶端請求，因此可以在一個
穩定可靠的環境。即使透過網路進行觀看並且頻寬成為問題，效果也是暫時的，沒有任何損失。這是更重要的是保證攝影機到錄影機的頻寬，因為原始影像片段完全儲存在錄影機。
連續記錄與基於事件的記錄
連續錄製或基於事件的錄製模式（如運動或音頻檢測），將影響由影像監控系統。在基於事件的錄製中，攝影機只會在檢測到某些事件時錄製影像。這可能是物體，在標記為檢測區的區域內的移動。錄製的序列將在事件發生前幾秒鐘開始（警報前），並延長到警報後時間過去。由於事件的數量和持續時間只能估計，因此很難根據平均頻寬確定確切的存儲要求。
一旦系統遵循頻寬瓶頸部分中介紹的最佳實踐指南，連續或運動記錄不應使網路頻寬飽和。它只會影響影像保留期。僅使用運動記錄將節省儲存空間顯著地。但是，運動記錄並非 100% 準確。如果移動檢測設置得太敏感，系統會收到誤報。如果運動檢測靈敏度設置得太低，可能無法捕捉到關鍵事件。
FortiRecorder 提供了在可編程的初始時間段內，儲存連續和事件記錄的選項，然後保持只有事件記錄序列。這確保了一個平衡的解決方案，在保持優勢的同時不會錯過任何事件減少儲存需求。
頻寬瓶頸
網路基礎設施是設計監控系統的一個重要方面。如果出現頻寬瓶頸，流媒體影像將
顯示抖動、延遲或損壞。這可能導致影像沒有被記錄下來，從而失去監控系統的目的。
局域網 (LAN)
圖 8 表示設備之間幾乎每個連接都可能存在頻寬瓶頸。個人相機以幾 kbps 到 10 Mbit/s 的速度，連接到邊緣交換機是沒有問題的。但是，邊緣交換機會聚合攝影機流量，到核心交換機的上行端口，此時可能會出現頻寬瓶頸。使用圖中所示的場景下面，快速乙太網邊緣交換機的 100 Mbit/s 上行鏈路端口，顯然會因 32 x 3 Mbit/s = 96 Mbit/s 流量而過載。乙太網鏈路的實際吞吐量，應限制在其標稱容量的 50% 到 70%。解決辦法是將快速乙太網交換機升級，到具有千兆上行鏈路端口的交換機以緩解瓶頸。
核心交換機功能是收集所有數據流量。多個邊緣交換機將來自攝影機的影像源，透過
核心切換到 FortiRecorder NVR，該 NVR 也需要回復來自 FortiCentral 的直播和回放影像流請求影像管理軟台。在 24 個直播和 16 個播放通道的例子中，這相當於 120 Mbit/s，超過了 Fast 乙太網容量。建議使用所有千兆端口的核心交換機，並配置為全雙工，以便每個上下行具有 1,000 Mbit/s（500 Mbit/s 至 700 Mbit/s 吞吐量）的頻寬。
FortiRecorder 帶有多個千兆端口。這些不同的端口可用於連接到不同位置的核心交換機，FortiCentral 本地或遠端影像監控的站點、網路或公司網路。 FortiRecorder 還支持網路連接儲存(NAS) ，使用網路文件系統 (NFS) 或 iSCSI 協議。在這種情況下，FortiRecorder 將聚合 108 Mbit/s 的數據（96來自 LAN 的 Mbit/s 和來自 Internet 的 12 Mbit/s），並透過核心交換機饋送到 NAS。在另一個方向，總共拉動了 48 Mbit/s
透過本地和遠端 FortiCentral 客戶端從 NAS。
廣域網 (WAN) 或網路
可以計算和升級局域網中的頻寬。 然而，網路流量的可預測性較差，通常會受到更高延遲和有限的頻寬。
圖 8：頻寬瓶頸。
在圖 8 所示的同一圖中，遠端 FortiCentral 軟體，正在請求四個即時攝影機和四個回放流同時地。每個影像的速度為 3 Mbit/s，它透過網路從 FortiRecorder 請求 24 Mbit/s 的數據。還有四個透過網路，將總共 12 Mbit/s 的影像反饋到 FortiRecorder 的攝影機。
通常，我們不建議透過 Internet 從攝影機錄製，因為需要與錄製器保持一致的頻寬。
然而，遠端查看是可以接受的，因為如果有什麼遺漏，操作員可以簡單地返回一兩秒鐘，而且大多數重要的是，錄音完好無損並儲存在錄音機中。我們始終建議使用 LAN 將錄影機放在攝影機旁邊。
此圖中的 NAS 是為了展示 FortiRecorder 重定向影像數據，以卸載其儲存的能力。更常見的是，影像流量將儲存在錄影機中。
此圖目的在為系統設計人員，提供監控網路中可能出現阻塞點的位置的概念。
監控系統網路最佳實踐
網路基礎設施因站點而異。它可以像家庭網路一樣簡單，也可以像跨越的大型企業網路一樣複雜。一些指導原則：
∎ 攝影機影像流與現有數據網路隔離並受到保護。
∎ 攝影機影像流受到保護，因為無法從其網路外部訪問它們。
∎ 很容易確定頻寬要求。
∎ 服務品質更好，因為頻寬是已知且可管理的。
獨立開關
強烈建議使用監控攝影機的專用開關。監控攝影機不斷產生大量流量。設計良好的網路基礎設施，應將監控流量與現有數據網路流量分開。這種做法將使它成為可能
計算上行鏈路頻寬要求，和核心交換機中聚合的頻寬。
在圖9中，左邊的監控網絡與右邊的企業網路被 FortiRecorder 隔開。所有 FortiRecorder 機型有兩個以上千兆網口，VM 版除外，需要管理員至少安裝兩個伺服器上的千兆網路接口卡。一個接口連接監控網路，第二個接口是連接到 FortiCentral 應用的公司網路，以訪問即時或回放影像。
如果專用交換機在現有網路基礎設施中不實用，請考慮在開關。VLAN 可以將監控攝影機流量與數據流量分開。這就像將一個實體交換機拆分為兩個虛擬交換機。
從網路安全的角度來看，監控網路的分離也確實分割了第三方攝影機所在的區域。
是活躍的。這最大限度地減少了利用其固件弱點的攻擊面。在此設置中，FortiRecorder 不路由任何其端口之間的流量。它僅充當所有與相機相關的服務的代理。
開關選擇
‧ 快速乙太網 100 Mbit/s 端口足以供攝影機使用。 它們的 50-70 Mbit/s 有效容量，可以承載 <10 Mbit/s 的影像流頻寬。
‧ 確保交換結構容量充足。 今天的大多數交換機都具有完整的背板容量。
‧ 上行端口必須支持來自攝影機的傳入流量的總和。 具有 1,000 Mbit/s 的千兆乙太網通常足以滿足最多可切換 48 個端口。
FortiRecorder
上影響頻寬的配置
影像配置文件設置
FortiRecorder 配置是配置文件驅動的。影像配置文件和攝影機配置文，件也定義了解析度、幀速率和比特率模式，如錄音類型、壓縮等。 這可以方便地將設置更改應用於類似攝影機的組。
解析度可以定義為絕對值（如 2 MP）或相對值，其中超高、高、中和低均匹配
不同型號的攝影機有不同的解析度。
圖 10：影像配置文件 — 比特率模式 — 固定。
當選擇固定比特率模式時，管理員可以以 Kbit/s 為單位定義比特率，如前面所解釋的 CBR。
圖 11：影像配置文件——比特率模式。
VBR 模式允許攝影機頻寬根據需要波動。 因此，很難預測頻寬使用情況。 一旦一個變量是選擇後，管理員可以進一步定義圖像的品質，如「圖像品質級別」部分中詳細說明的說明。
攝影機配置文件設置
攝影機配置文件允許管理員將影像配置文件，分配給查看和錄製流，以及定義錄製類型，儲存選項和壓縮選項。
圖 12：攝影機配置文件。
管理員可以選擇先前定義的影像配置文件，來錄製流和查看流。 記錄流用於
錄製，但也可以在 FortiCentral 中選擇性地查看查看流。 行動訪問和 GUI 僅顯示
觀看直播。
配置高解析度的記錄流和低解析度的查看流，將允許 FortiCentral 具有可選擇的
雙流能力。 它可以節省直播頻寬，同時保持高解析度的錄製素材。 更多詳情可
在
FortiCentral 中影響頻寬的配置中找到。
錄製類型允許你選擇連續錄製和/或基於事件的錄製，如運動檢測、數字輸入、音頻
探測和被動紅外 (PIR) 探測。 與使用連續記錄相比，它可以節省儲存空間。
圖 13：攝影機配置文件 — 記錄類型。
圖 14：攝影機配置文件 — 儲存選項 — 檢測記錄保存。
例如，連續記錄可能會在一個月後被丟棄，只保留運動或其他事件的檢測記錄。
請注意，這些檢測記錄可能是由連續記錄中的檢測事件自動生成的。
壓縮選項是分層存儲管理的進一步步驟。 它允許連續錄音後重新壓縮，
通過僅保留 I 幀來指定時間段。 應用此設置可以將儲存降低大約 50%。 結果幀
速率較低（通常為 1 FPS），但通常足以調查事件。
圖 15：攝影機配置文件 - 壓縮選項。
對於特定的攝影機，藍色的 i 按鈕提供了配置文件詳細資訊的便捷摘要：
圖 16：攝影機 — 配置的錄製和查看解析度。
數位降噪 (DNR) 設置
DNR 解釋了低光條件，如何導致影像中的薄片，被視為對 H.264 算法的場景，更改並驅動增加頻寬消耗。 FortiRecorder 中選擇的 DNR 值越低，對影像應用的數位降噪越低。
圖 17：攝影機 — 影像 — DNR 設置為 1 級。
當 DNR 級別設置為 1 時，這意味著攝影機將對視頻應用最低的數字降噪，帶寬
消耗平均為 6.4 Mbit/s。 對於具有 30 FPS 配置的 1.3 MP 攝影機來說，這是相當高的。 這是因為片狀場景是
考慮更改為 H.264 壓縮。
圖 18：網路使用平均 6.42 Mbit/s。
將 DNS 級別增加到 10 時（對場景應用最多的數位降噪）時，使用相同設置的同一台攝影機（1.3 MP 和 30 FPS）僅需要 0.2 Mbit/s 的平均頻寬。 片狀噪聲被抑制，因此 H.264 算法不會將其視為場景更改。
圖 19：攝影機 — 影像 — DNR 設置為 10 級。
圖 20：平均網路使用率降至 0.2 Mbit/s。
DNR 時間表設置
管理員可能會發現將 DNR 設置得太高，可以在黑暗中提供良好的圖像，但在白天會出現模糊的圖像。 在另一一方面，將 DNR 設置得太低，會使夜間影像不穩定，並壓倒頻寬。 FortiRecorder 提供日程設置，允許不同的設置根據預定義的時間表生效。
下面的快照顯示了 DNR 級別 1 的默認視訊/音訊設置。
圖 21：攝影機 — 配置 — 視訊/音訊設置。
攝影機的時間表設置，允許管理員定義時間範圍。 圖22為業務後配置的攝影機
小時，從 17:00 到次日 08:00。
圖 22：攝影機 — 日程設置。
管理員可以為攝影機添加具有不同 DNR 級別的多個計劃。 亮度、對比度、飽和度和銳度可以也可以配置。 圖 23 顯示攝影機設置為在下午 5 點將 DBR 級別提高到 10 級。 每天，而且會次日 08:00 恢復默認 1
圖 23：攝影機 — 時間表設置 — 按時間表設置 DNR。
FortiRecorder
統計
FortiRecorder 有一個全面的統計圖表，可幫助管理員了解記錄儀系統負載，單個或全部攝影機頻寬消耗、相機運動事件數量等。 定期監視此統計資訊，將有助於管理員
了解監控系統的性能。
攝影機頻寬統計資訊允許管理員，查看所有或單個攝影機頻寬使用情況。
圖 24：攝影機總頻寬消耗統計
圖 24 顯示了來自攝影機的總體頻寬。 管理員可以驗證它是否在系統設計範圍內
參數。 此外，白天或某些事件的波動可以幫助解決夜間噪音，或惡劣天氣等問題，並顯示事件驅動記錄的影響。
要深入了解特定的攝影機頻寬消耗，可以將圖表限制為單個或一組攝影機。 管理員
可以進一步選擇要監控的間隔，選擇更長的時間段，並尋找任何尖峰。
圖 25：攝影機頻寬設置。
圖 26 顯示了所選攝影機的頻寬資訊。 在正常情況下，圖形應該是平坦的，這意味著
頻寬消耗是一致的。
圖 26：單個攝影機頻寬消耗統計。
圖 27 是客戶端頻寬統計。它顯示了所有攝影機或選定攝影機，正在流式傳輸到 FortiCentral 的頻寬軟體件、行動客戶端應用和 Web 用戶介面監控。
圖 27：客戶端頻帶寬統計。
FortiCentral
中影響頻寬的配置
FortiCentral 是一款影像管理軟體，可監控來自多個 FortiRecorder NVR 和 FortiCamera 的監控影像攝影機。在 FortiCentral 應用中所做的更改，不會影響錄製的影像片段。 它只會改變流媒體頻寬。
從 FortiRecorder 到 FortiCentral。 此功能可以自動選擇更高或更低的解析度，以節省頻寬，同時也最大限度地減少視覺品質下降。 它具有錄製流和查看流配置文件。 一旦管理員區分了兩個配置文件，FortiCentral 將有兩個流可供查看。 第二個影像流的可用性取決於Forti記錄器。 目前，以下 FortiCamera 型號支持雙流：CB50、FB50、FD40、FD50、MB40、MD50B 和 SD20B。
在
FortiCentral 中，如果記錄器具有相同的記錄和查看流，則只有一個流可用。
圖 28：FortiCentral 中可用的一種解析度。
影像配置文件適用於觀看和錄製流。 請注意，相同的影像配置文件可能會導致不同的解析度或幀觀看或錄製流的速率。 這取決於硬體功能，可以從攝影機上的藍色按鈕查看配置頁面。
在
FortiCentral 中，當來自攝影機的影像，在該窗格中即時流式傳輸時，可以從窗格設置菜單中獲得影像流資訊。
FortiCentral
中有兩個流。
圖 29：FortiCentral 中提供兩種解析度。
流信息前的複選標記表示當前正在查看此流。 要切換到另一個流（如果可用），只需單擊具有所需流描述的行。 請注意，此手動選擇僅在即時查看時可用，自動選擇
解析度選項必須取消選中。
如果操作員啟用了自動選擇解析度，FortiCentral 會自動為該窗格中的影像，選擇最佳匹配解析度。 如果操作員將影像，拖動到不同大小的窗格，或雙擊攝影機到全尺寸窗格，將使用最佳/最接近的解析度。
圖 30：工作時自動選擇更高解析度。
如果操作員將攝影機拖到較小的窗格中，則將流式傳輸較低的解析度以節省頻寬。
圖 31：工作時自動選擇較低的解析度。
如果操作員對視頻進行數位放大，也將選擇最佳/最接近的解析度。 在下面的示例中，攝影機被縮小在低解析度下，RW-SD20 Stream #1 640x480 30 FPS。 放大會自動切換到更高解析度，RW-SD20 Stream #0 1920x1080 15 幀/秒。
圖 32：縮小時自動選擇工作時較低的解析度。
當同時查看多個攝影機時，雙流可以有效地節省流頻寬。需要時，放大將帶來操作員可以看到更高的解析度。 FortiCentral 中還有一個音序器。此功能允許窗格中的影像切換基於預設的間隔。使用定序器即時流式傳輸多個攝影機，可能是一種節省頻寬的技術。音序器不在流式傳輸之前緩衝影像數據，從而節省網路頻寬。
使用 FortiCentral 性能統計（儀表）分析瓶頸網路頻寬限制，會導致影像顯示不連貫、中斷。對於用戶來說，這可能與以下效果非常相似 FortiCentral 安裝中本地解碼性能不足，必須解碼和呈現來自 NVR 的影像流。
在客戶端顯示多個影像流會佔用大量 CPU。
FortiCentral
使用整合的網路、渲染、渲染等性能計量工具幫助輕鬆區分這兩種情況。
和工具欄上的內存。
網路使用統計顯示當前 (Cur)、峰值和平均 (Avg) 傳入網路比特率。它還顯示了對間隙的檢測，在影像流中作為丟失的數據包。要測量特定攝影機或一組攝影機的頻寬，請僅切換窗格上的頻寬並觀察由此產生的頻寬。
圖 33：網路統計。
最好將網路使用率，保持在網路適配器頻寬的 50% 到 70% 以下。如果此儀表變為黃色或紅色，則表示數據包已被丟棄在記錄器中，因為網路無法足夠快地傳送它們。在這種情況下，問題出在記錄器和客戶端之間的網路。以下是一些解決方法：
∎ 確保針對所需的比特率設計和配置網路。
∎ 對於透過網路進行遠端訪問，請考慮當地網路服務提供商的連接限制和網路容量。
∎ 如果使用虛擬專用網 (VPN)，請確保它可以支持所需的頻寬。
渲染性能表示每秒解碼的百萬像素數。例如，30 FPS 的 1 MP 圖像需要 30 MPixel/s。
如果在 FortiCentral 中顯示更多影像，最終將達到 PC 的性能限制。此時影像解碼器不得不放下幀以跟上傳入的影像流。此掉落率顯示在工具提示中，如果出現，條形圖將變為黃色和紅色更嚴重的情況。這顯示運行 FortiCentral 的 PC 的 CPU/圖形性能已達到極限。
圖 34：渲染統計。
如果
FortiCentral 安裝經常在渲染表上顯示黃色或紅色條，有幾個選項：
∎ 降低影像解析度或幀速率以降低解碼成本。
∎ 啟用雙攝影機流之間的自動解析度切換，以適合給定顯示區域的最小解析度工作
在螢幕上（請參閱 FortiCentral 中影響頻寬的配置）。
∎ 同時顯示更少的影像流。排序器可以幫助保持概覽，同時一次只顯示選擇的攝影機。
∎ 添加另一台電腦，以共享來自現有電腦的負載。
∎ 使用更強大的 CPU 升級硬體功能。視頻解碼可在多個內核之間很好地擴展。
∎ 我們建議 FortiCentral 電腦僅用於監視監視用途。使用 Windows 任務管理器 (Ctrl–Shift–
Esc)，如果其他軟體正在使用 CPU 週期。禁用 Windows 服務或卸載不需要的功能。
FortiCamera 計算器
Fortinet 為 FortiCamera 和 FortiRecorder 佈署規劃提供了一個易於使用的工具——FortiCamera Calculator。
前面討論的頻寬的所有定性因素，都沒有回答實際產生多少頻寬的問題
透過攝影機。如需估算，請參閱下面的比特率表。例如，具有 6 FPS 的 1 MP 影像可能會生成 1 Mbit/s 高畫質的圖像。
比特率是在大多數條件下提供高畫質圖像的估計值。如果場景不太複雜（室內細節很少，
運動）或相機的噪音很小（日光，良好的 DNR），比特率可以進一步降低。一般不要使用少於一半列出的值。
如果視頻壓縮設置為較低質量或限制在定義的最大頻寬，則比特率可以顯著降低
圖像品質較差。
表 2：比特率表。
我們可以使用， Fortinet 提供的容量計算器等電子表格來計算容量。 這是一個非常有用的
工具來了解比特率、高清容量、攝影機數量、使用百分比和影像保留時間。
例如，在表 3 中，白色單元格允許輸入系統參數，而結果顯示參數值將是什麼
如果所有其他參數都由用戶定義。
這裡我們指定了 3 TB 硬碟容量和 5 個 2 Mbit/s 的攝影機，配置為連續錄製 10 天。 橙色結果顯示攝影機比特率可以達到 6.1 Mbit/s，並且它仍然可以在 3 TB 驅動器上記錄 10 天。 或者，1 TB 高清容量就足夠了，否則我們將實現 30 天的保留時間。
表 3：容量計算器。
FortiCamera 計算器只能作為參考使用。沒有計算器可以預測攝影機或監控的確切頻寬
系統會生成。如需更準確的頻寬估算，建議現場安裝攝影機並參考
FortiRecorder 統計部分用於單個攝影機頻寬消耗。
對於更複雜的項目，多攝影機計算器可用於調整具有不同解析度，和使用模式的混合安裝的大小。
總結
頻寬可用性是任何網路的首要關注點，影像監控系統也不例外。影響安全控攝影機頻寬的因素很多，如影像壓縮、圖像品質、影像場景的複雜性、影像辨識率、幀率和攝影機數量和客戶端。預測實際頻寬需求的最佳方法，是試用少量 IP 監控攝影機。
短時間查看影像結果，並對本白皮書中提到的關鍵因素進行必要的調整紙。這是幫助你相應地規劃基礎設施，和所需設備的最實用方法。
隨著技術的不斷發展，影像監控系統的性能將不斷提高，具有更好的圖像品質和
較低的頻寬。Fortinet 致力於開發最前沿的技術，以保護企業免受威脅和犯罪
活動。 Fortinet 影像監控解決方案結合了 FortiCamera IP 攝影機、FortiRecorder NVR 和支持人工智慧的 FortiCentral VMS，，使各行各業的組織能夠建構更安全、更高效的環境，同時減少營運成本和頻寬消耗。
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