В рубрику "Решения корпоративного класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
IP-видеонаблюдение (ВН) и видео-конференцсвязь (ВКС) призваны расширить портфель услуг современного российского оператора связи и привлечь дополнительную прибыль в эту отрасль.
Сами по себе услуги схожи как с технологической точки зрения, так и по принципу реализации. Обе применяют на транспортном уровне протоколы IP/RTP, обе сопряжены с передачей мультимедийной, а значит, критической к показателям качества каналов связи, применяемого оборудования и информации. Также продуцируемый системами ВКС и ВН трафик является в большинстве случаев Unicast-трафиком. Современные реализации, особенно в интересах ISP, используют централизованный подход к построению сетей ВКС и в большей степени ВН. То есть в основе обычно стоит некая аппаратно-программная платформа, поддерживаемая самим провайдером или же арендуемая на тех или иных условиях. Терминальные устройства – в случае ВСК видеорегистратор или камера (ы) – и терминалы одновременно соединяются с платформой каналами связи, наложенными на сеть самого оператора или же на арендуемые им, но чаще применяются оба метода. В случае с ВН совсем не обязательно одновременное расположение регистратора и терминала в одном месте и работа их по одному и тому же каналу связи. Существует более сложный способ реализации услуги ВН, в котором вся сеть ВН разделена на отдельные сегменты где присутствует локальный видеосервер, резервирующий функции центральной системы записи и хранения видеоинформации, он предоставляет доступ к камерам напрямую. Но такое решение эффективно в специфических ситуациях, и порой проще его не применять, так как преимущество его сопряжено с повышением стоимости всего комплекса в целом, что часто экономически не оправдано.
Основная задача, стоящая перед провайдером ISP при первоначальном планировании, учитывая все вышесказанное, представляет собой поиск соответствующей платформы, или, проще, "железа", планирование и расчет требований к своей существующей сети и/или к арендуемым каналам связи, для формирования и выдерживания так называемого SLA по этим услугам.
Бесчисленно количество платформ ВКС и сотни камер для ВН, предлагаемых на рынке как именитыми производителями, так и noname-разработ-чиками, скорее усложняют процесс выбора конкретного решения для провайдера. Испытания и переговоры могут затянуться на многие месяцы, так как конкуренты не спят и не простят вам ошибок.
Несомненно, одной из самых важных преамбул в процессе разработки любой новой услуги является маркетинговое исследование. От результата этого исследования напрямую зависит определение возможности использования того или иного решения, требования к каналам связи и многие другие аспекты.
Учитывая ранее сказанное, можно выделить следующие особенности ВКС и ВН:
Представим себе гипотетического оператора связи, возжелавшего реализовать на своей сети рассматриваемые услуги для последующей успешной их продажи. При этом в качестве транспортной сети он использует выделенные каналы VPN или собственные каналы в Интернете. Допустим, что организацией проведено маркетинговое исследование, результатом которого определено, что потенциально обе услуги будут пользоваться спросом, и нужно сформировать технические требования и рассчитать, помимо всего прочего, пропускную способность сети передачи данных для успешной реализации всего задуманного. Также определено, что, вероятно, каждой услугой будет пользоваться в среднем 1000 организаций, в каждой из которых будут установлены в среднем 5 камер ВН и 3 терминала ВКС, а также в ЧНН платформой ВКС будут пользоваться 25% подключенных клиентов, платформой ВН – 45%. Также примем за истину, что в системе ВН поддерживаются камеры, генерирующие трафик порядка 512 Kбит/с, а в системе ВКС каждый терминал "рождает" 1024 Кбит/с исходящего трафика. Допустим, что клиент системы ВКС просматривает одновременно всех собеседников в оригинальном качестве, а клиент ВН наблюдает одновременно все свои камеры с исходным разрешением и величиной fps.
Оперируя этими значениями и допущениями, можно получить следующую требуемую величину пропускной способности сетей:
1. ВКС:
1.1. Входящая пропускная способность для сервера ВКС:
1000 • 25% • 1024 Кбит/с • 3 = 768 Мбит/с.
Сервер ВКС принимает от всех терминалов видеокартинку согласно расчетному проценту одновременно работающих пользователей.
1.2. Исходящая пропускная способность для сервера ВКС:
1000 • 25% • 1024 Кбит/с • (3 – 1) • 3 = 1500 Мбит/с.
Сервер ВКС направляет изображение всем терминалам. Терминалам не отправляется их собственный видеопоток, лишь только изображения от двух других терминалов.
1.3. Пропускная способность канала связи для каждого терминала ВКС (исходящая): 1024 Кбит/с.
Очевидно, что терминал будет отправлять один собственный видеопоток на сервер ВКС, дублированием или репликацией занимается сервер.
1.4. Пропускная способность канала связи для каждого терминала ВКС (входящая): 2048 Кбит/с.
Каждый терминал обязан "видеть" два других, что удваивает общую полосу пропускания.
Данный расчет, как видно, предполагает, что сервер ВКС работает в качестве прокси для видеотрафика. В случае же если выбранная система ВКС реализована таким образом, что центральный сервер выполняет только обработку сигнальной информации, а терминалы обмениваются информацией по принципу "каждый с каждым", то величина требуемой для него полосы пропускания существенно ниже, так как трафик служебной информации обычно не превышает 2–5% от трафика видеопотока. То есть в худшем случае в рассмотренной ситуации можно принять величину входящей пропускной способности равной 1,28 Мбит/с, исходящей – 2,56 Мбит/с. Однако в этом случае возрастет требуемая полоса пропускания исходящего канала для самого терминала и в общем случае входящий и исходящий потоки станут симметричными, то есть 2048 Кбит/с. Таким образом можно рассчитать величину утилизированной полосы пропускания транспортной сети:
1000 • 25% • 1024 Кбит/с • 2 • 3 = 1500 Мбит/с.
Становится понятно, что такой подход имеет и плюсы, и минусы. Но, учитывая тот факт, что в современной действительности, особенно в секторе бизнес-услуг, превалируют симметричные каналы связи, данный метод реализации ВКС снижает требования к производительности центрального сервера и оставляет неизменными требования к полосе пропускания транспортной сети оператора.
Следует правильно понимать полученные величины. 1500 Мбит/с – скорость суммарного потока данных системы в целом. При передаче данных по принципу "каждый с каждым" система будет работать без проблем в сети оператора, у которого каналы связи между узлами не превышают 1 Гбит/с, если распределение пользователей услуги ВКС относительно равномерно. То есть если представить себе ситуацию, в которой сеть оператора состоит из трех узлов, соединенных гигабитными узлами, а также выполняется указанное выше условие равномерности, то в ЧНН в каждом соединении будет наблюдаться трафик порядка 500 Мбит/с.
2. ВН:
2.1. Входящая пропускная способность для сервера ВН:
1000 • 100% • 512 Кбит/с • 5 = 2560 Мбит/с.
Все камеры, подключенные к системе, передают картинку одновременно и постоянно.
2.2. Исходящая пропускная способность для сервера ВН:
1000 • 45% • 512 Кбит/с • 5 = 1152 Мбит/с.
45% пользователей одновременно просматривают все свои камеры.
2.3. Пропускная способность канала связи для каждой группы камер (исходящая):
512 Кбит/с • 5 = 2,56 Мбит/с.
Это упрощение, в общем канал связи для одной камеры равен 512 Кбит/с.
2.4. Пропускная способность канала связи для каждой группы камер (входящая) незначительна и, как в случае с ВКС, может быть порядка 5% от трафика видеопотока:
2,56 Мбит/с • 5% = 128 Кбит/с.
В данном расчете мы предполагаем, что наша система ВН не позволяет иметь доступ непосредственно к камерам. Практически все производители IP-камер выпускают камеры с функцией видеосервера, позволяющей подключаться к камерам некоторому количеству одновременных пользователей. Такая схема непредсказуема и затратна и скорее подходит для систем, рассчитанных на сектор услуг для физических лиц, что лишает смысла применение вообще каких-либо систем ВН на сети оператора.
Также следует отметить, что самым узким местом системы ВН является именно максимальное число одновременно подключаемых камер. Как видно, требуемая полоса пропускания транспортной сети оператора прямо пропорциональна этому числу, поэтому при планировании данной услуги к данному параметру (число камер) должно быть уделено особое внимание.
В принятых допущениях рассмотрены достаточно абстрактные расчеты для систем ВКС и ВН, так как в реальных системах принят более гибкий и экономичный подход к утилизации пропускной способности каналов передачи данных. Подробно не рассмотрен голосовой и служебный трафики, но их величины незначительны и в спецификациях реального оборудования обычно не рассматриваются как отдельные величины. Также в случае если оператор организует данные услуги на базе законченного решения какого-либо производителя, то следует ожидать, что данная система будет сбалансированной и расчет пропускных способностей существенно упростится.
Дополнительно следует заметить, что для полного понимания требований к своей сети, особенно в случае, если предполагаемое количество активно работающих подключений к ВКС или ВН достаточно велико, необходимо рассчитать требования к коммутационной способности
транспортного оборудования оператора. Не каждый маршрутизатор, особенно программный, имеющий интерфейсы 1 Гбит/с или даже 10 Гбит/с, способен скоммутировать требуемое количество пакетов в секунду (pps).
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #6, 2010
Посещений: 7211
Автор
| |||
В рубрику "Решения корпоративного класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
