[Độ trễ hình ảnh trong giám sát video] Các yếu tố ảnh hưởng đến độ trễ – Phần 2

Hệ thống mạng là nhân tố thứ hai có tác động và ảnh hưởng tới độ trễ chung. Sau khi hình ảnh được chụp, xử lý và nén, dữ liệu video sẽ truyền qua mạng trước khi đến các máy client để hiển thị. Để hiểu hệ thống mạng sẽ ảnh hưởng như thế nào đến độ trễ, trước tiên chúng ta cần hiểu một số khái niệm cơ bản trong mạng video, đó là định nghĩa về Băng thông, Thông lượng và Bitrate . Nhìn trong hình dưới đây nếu chúng ta tưởng tượng liên kết/ mạng giữa camera và màn hình là một đường ống, thì Băng thông là độ dày của đường ống đó. Thông lượng đo lường lượng dữ liệu truyền qua đường ống trên mỗi đơn vị thời gian. Bitrate là lượng dữ liệu đang được chuyển đến đường ống trên mỗi đơn vị thời gian.

Băng thông là lượng dữ liệu mà mạng giữa camera và màn hình có thể xử lý. Đó là khả năng tối đa của liên kết của bạn. Nó phụ thuộc vào độ dài và cơ sở hạ tầng của liên kết, tức là thiết bị chuyển mạch, bộ định tuyến, cáp, proxy, v.v. Nếu chúng ta tăng dung lượng của mạng, nhiều dữ liệu sẽ có thể truyền qua hơn, dẫn đến độ trễ thấp hơn.

Thông lượng là tốc độ thực tế đạt được khi truyền dữ liệu của bạn. Nó phụ thuộc vào việc bạn có đang chia sẻ liên kết với người khác hay không. Nó cũng phụ thuộc vào nhiễu điện từ trên các cáp trong liên kết, cũng như QoS được định cấu hình trên các cổng có thể giới hạn thông lượng.

Bitrate  là số lượng dữ liệu tính bằng bit được xử lý trên một đơn vị thời gian. Trong giám sát video, Bitrate được xác định bằng lượng dữ liệu do camera tạo ra để gửi qua mạng trên một đơn vị thời gian. Bitrate phụ thuộc vào nhiều yếu tố; nó phụ thuộc rất nhiều vào cảnh quay, quá trình xử lý được thực hiện trong camera và cài đặt luồng video. Khi camera đang tạo ra nhiều dữ liệu cần truyền hơn, thì độ trễ mạng cao hơn nếu băng thông bị hạn chế.

Tổng độ trễ trong mạng phụ thuộc vào 03 yếu tố chính: Băng thông được quyết định bởi cơ sở hạ tầng của liên kết giữa camera và thiết bị xem video, lượng dữ liệu được tạo ra từ camera sẽ quyết định Bitrate và lựa chọn giao thức truyền.

Cơ sở hạ tầng

Hệ thống mạng là nguồn khó dự đoán nhất của độ trễ đầu cuối. Bộ chuyển mạch, bộ định tuyến, cáp, proxy… mọi thứ trong hệ thống mạng giữa người gửi và người nhận sẽ ảnh hưởng đến tổng độ trễ đầu cuối.

Trong hệ thống mạng cục bộ, độ trễ trong hệ thống mạng có thể chỉ là vài mili giây, thấp không đáng kể và có thể bỏ qua. Tuy nhiên, nếu luồng video được truyền qua internet với các tuyến không xác định, độ trễ mạng sẽ khó dự đoán và trong nhiều trường hợp có thể là nguyên nhân chính gây ra độ trễ đầu cuối.

Với việc quản lý mạng cẩn thận và phân bổ băng thông, các yếu tố không thể đoán trước về độ trễ mạng có thể trở nên dễ đoán hơn. Liên kết giữa camera và thiết bị xem cần phải có thông lượng đảm bảo. Trong mạng LAN (Mạng cục bộ), điều này có thể được thực hiện bằng cách đảm bảo có ít bước nhảy nhất có thể trong liên kết. Liên kết không được chia sẻ với lưu lượng truy cập khác như Thoại qua IP (VoIP) hoặc các giao thức khác sẽ được ưu tiên hơn video theo mặc định hoặc các dịch vụ đòi hỏi khắt khe khác sẽ làm quá tải liên kết. Nếu liên kết qua mạng WAN (Mạng diện rộng), QoS cần được đảm bảo trong mỗi bước, tức là bộ định tuyến và bộ chuyển mạch. Điều này cũng có thể được thực hiện bằng cách thuê một tuyến đường điểm – điểm thông qua nhà cung cấp internet địa phương của bạn. Dưới đây là danh sách những thứ ảnh hưởng đến thông lượng:

Lượng dữ liệu luồng video

Như đã đề cập trong chương trước, phương pháp nén và nâng cao hình ảnh nào được chọn trong camera cũng ảnh hưởng đến độ trễ mạng, vì chúng ảnh hưởng đến lượng dữ liệu video được tạo ra.  Gửi một lượng dữ liệu nhỏ hơn rõ ràng sẽ tốn ít thời gian hơn.

Các giao thức truyền tải dữ liệu

Các khung hình video từ camera được chuyển đến một ứng dụng giao thức truyền tải, thường là RTP hoặc HTTP.

Việc truyền tới ứng dụng client được thực hiện qua mạng IP. Việc truyền thông qua TCP đáng tin cậy, là một giao thức hướng kết nối, với việc truyền lại các gói dữ liệu bị mất hoặc thông qua UDP, là một giao thức đơn giản hơn, không đảm bảo việc phân phối và không cung cấp phương tiện để truyền lại các gói bị mất.

Trong camera Axis, có các tùy chọn sau đây khi chọn đóng gói luồng dữ liệu được mã hóa để truyền. Các khuyến nghị sử dụng đóng gói cũng được liệt kê trong bảng:

Thông thường, sẽ mất nhiều thời gian hơn để vận chuyển một gói dữ liệu bằng TCP so với thông qua UDP, vì cần thiết lập kết nối bổ sung, các thông báo xác nhận và chuyển đổi lại các gói khi phát hiện ra mất mát. Mặt khác, với UDP, người dùng sẽ gặp phải hiện tượng tạo tác hoặc gián đoạn trong luồng video khi các gói bị mất trên đường truyền. TCP sẽ tạo ra hiện tượng chập chờn khi mất gói, UDP sẽ tạo ra các gián đoạn khi mất gói. Nếu việc mất dữ liệu và giảm chất lượng tạm thời là có thể chấp nhận được, thì UDP có thể là một lựa chọn cho các mạng có băng thông thấp.

Nếu bạn đang sử dụng TCP, sẽ có nhiều gói tin hơn được gửi đi; để hỗ trợ điều này, bạn cần một băng thông tốt hơn.

Nếu bạn biết có nhiều tắc nghẽn trong mạng, hãy chọn UDP làm giao thức truyền tải. Vì việc mất gói được chấp nhận, đồng thời nó dẫn đến chất lượng hình ảnh thấp hơn.

Qúy khách hàng có thể tải trực tiếp bộ tài liệu đầy đủ về độ trễ trong giám sát video tại link: