ما هي كفاءة توفير H.265+ على تكاليف بيانات الجيل الرابع 4G في الولايات المتحدة؟

شاهدت فاتورة 4G لأحد العملاء تصل إلى $200 في الشهر لكاميرا واحدة. تغيير واحد في برنامج الترميز أصلح الأمر.

يمكن لـ H.265+ خفض تكاليف بيانات 4G في الولايات المتحدة بمقدار 70% إلى 90% مقارنةً بـ H.264. بالنسبة لكاميرا 4K PTZ بدقة 4K على باقة SIM أمريكية نموذجية لشريحة إنترنت الأشياء، هذا يعني انخفاض التكاليف من أكثر من $150 شهرياً إلى أقل من $50 شهرياً - وأحياناً أقل إذا كنت تستخدم التسجيل الذي يتم تشغيله في الحدث بدلاً من البث على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

كفاءة التوفير H.265+ H.265+ في تكاليف بيانات 4G لكاميرات المراقبة PTZ

فيما يلي، سأفصّل أدناه عدد الجيجابايتات التي توفرها بالضبط، وكيفية عمل معدل البت الذكي في المشاهد الثابتة، وما إذا كان بإمكان مشغل شبكة الجوال التعامل مع تدفقات 4K المتعددة، ومقدار العمر الإضافي لبطاقة SD الذي تحصل عليه. كل رقم يأتي من اختبارات واقعية وأسعار فعلية لشركات الاتصالات الأمريكية.

كم غيغابايت من بيانات 4G التي يمكنني توفيرها شهرياً بالتبديل إلى H.265+؟

لا يدرك معظم الناس أن كاميرا واحدة بدقة 4K على H.264 يمكن أن تستهلك أكثر من 80 جيجابايت من البيانات في يوم واحد. هذا ليس خطأ مطبعي.

بالتبديل إلى H.265+، ينخفض استهلاك كاميرا 4K PTZ بدقة 4K عادةً من 50-100 جيجابايت تقريبًا في اليوم إلى 5-17 جيجابايت في اليوم. على مدار شهر كامل، وهذا يعني انخفاضًا من أكثر من 1500 جيجابايت إلى أقل من 150-300 جيجابايت، مما يوفر لك 751 تيرابايت إلى 901 تيرابايت من استهلاكك للبيانات الأولية.

مقارنة توفير بيانات 4G 4G H.264 مقابل H.265 مقابل H.265 + كاميرا PTZ

لماذا يستخدم H.264 الكثير من البيانات؟

H.264 ¹ في عام 2003. وهو يتعامل مع كل إطار بشكل متساوٍ تقريباً. سواء كان المشهد عبارة عن موقف سيارات هادئ في الساعة 3 صباحًا أو طريق سريع مزدحم في ساعة الذروة، يستمر H.264 في دفع معدل بت مرتفع وثابت. بالنسبة لبث بدقة 4K بمعدل 20 إطارًا في الثانية، فهذا يعني تدفق 8-12 ميغابت في الثانية باستمرار عبر اتصال 4G.

دعني أضع ذلك في أرقام واضحة. عند 10 ميجابت في الثانية، ترسل الكاميرا حوالي 4.5 جيجابايت كل ساعة. على مدار 24 ساعة، أي 108 جيجابايت. على مدار 30 يومًا، هذا يعني 3,240 جيجابايت. لا توجد باقة 4G تجارية في الولايات المتحدة تغطي ذلك بسعر معقول.

كيف يغير +H.265+ الرياضيات

H.265+ ² ليس مجرد معيار ضغط أفضل. إنه برنامج ترميز ذكي مصمم خصيصاً للمراقبة. يقوم بثلاثة أشياء لا يقوم بها H.265 القياسي:

1. نمذجة الخلفية - يتعلم كيف تبدو الخلفية الثابتة ويتوقف عن إعادة ترميزها إطارًا بعد إطار.
2. تصفية الضوضاء على مستوى برنامج الترميز - في الإضاءة المنخفضة، يمكن للتشويش الرقمي أن يستهلك 30-401 تيرابايت من معدل البت. يتعرف +H.265 على التشويش ويرفض إهدار البتات عليه.
3. التحكم في معدل البت على المدى الطويل - فبدلاً من الحفاظ على معدل بت ثابت، ينخفض إلى ما يقرب من الصفر خلال فترات الخمول ويزداد فقط عند ظهور الحركة.

جدول استهلاك البيانات في العالم الحقيقي

إليك ما رأيته عبر عمليات نشر متعددة باستخدام كاميرات PTZ بدقة 4K بمعدل 20 إطارًا في الثانية:

الترميز	معدل البت النموذجي	البيانات اليومية (24 ساعة)	البيانات الشهرية (30 يومًا)	التوفير مقابل H.264
H.264	8-12 ميغابت في الثانية	86-130 جيجابايت	2,580-2,900 جيجابايت	0% (خط الأساس)
H.265	4-6 ميغابت في الثانية	43-65 جيجابايت	1,290-1,950 1,950 جيجابايت	~50%
H.265+	0.5-2 ميغابت في الثانية	5-17 جيجابايت	150-510 جيجابايت	75-90%

ماذا يعني ذلك بالنسبة لفاتورة 4G الخاصة بك

إذا كنت في AT&T ³ أو Verizon IoT ⁴ الخطة، فإنك تدفع ما يقرب من $2.50 إلى $17.50 لكل جيجابايت حسب فئتك. مع H.264، ستكلفك حتى كاميرا بسعة 50 جيجابايت في اليوم مئات الدولارات شهريًا. أما مع H.265+، فقد تستخدم الكاميرا نفسها 8 غيغابايت في اليوم في مشهد مختلط - مما يضعك في نطاق $55-$85/شهريًا.

خلاصة القول: لا يوفر H.265+ البيانات فقط. إنه يجعل مراقبة 4G مجدية مالياً في المقام الأول.

هل تعمل ميزة “معدل البت الذكي” على خفض التكاليف بشكل كبير خلال المشاهد الثابتة؟

لقد اختبرت ذات مرة كاميرا موجهة إلى مستودع فارغ خلال الليل. استهلك دفق H.264 40 جيجابايت. واستخدم تدفق H.265+ 0.8 جيجابايت. الكاميرا نفسها. المشهد نفسه.

نعم، يخفض معدل البت الذكي التكاليف بشكل كبير أثناء المشاهد الثابتة. .

المراقبة الذكية بمعدل البت الذكي H.265+ H.265+ للمشاهد الثابتة ذات الاستهلاك المنخفض للبيانات

كيف يعمل معدل البت الذكي في الواقع

ترسل برامج ترميز الفيديو القياسية دفقاً ثابتاً من البيانات بغض النظر عما يحدث في الإطار. يعمل معدل البت الذكي - المحرك وراء H.265+ - بشكل مختلف. فهو يبني نموذجًا مرجعيًا للخلفية. وبمجرد أن “تعرف” الخوارزمية كيف يبدو الجدار والأرضية والسماء والسياج، فإنها تتوقف عن إعادة ترميز تلك البكسلات.

عندما يدخل شخص ما في الإطار، يخصص برنامج الترميز على الفور المزيد من البتات لمنطقة الاهتمام (ROI). يحصل الشخص على التفاصيل الكاملة. تظل الخلفية مضغوطة. عندما يغادر الشخص، ينخفض معدل البت إلى لا شيء تقريباً.

نتائج اختبار Dahua Smart H.265+ Smart H.265+

داهوا ⁵ نشر بيانات اختبار حقيقية تُظهر مدى التوفير الشديد في المشاهد الثابتة ومنخفضة الإضاءة:

نوع المشهد	معدل البت H.264 (كيلوبت في الثانية)	معدل البت H.265 (كيلوبت في الثانية)	معدل البت الذكي H.265+ H.265+ (كيلوبت في الثانية)	التوفير مقابل H.264
في الهواء الطلق (يوم كامل)	4,135	2,092	469	89%
داخلي (يوم كامل)	4,218	2,130	426	90%
غرفة مظلمة (وضع الألوان)	3,576	2,012	94	97%
غرفة مظلمة (وضع B&W)	3,342	2,012	68	98%

لماذا تنقذ المشاهد المظلمة أكثر من غيرها

هذا يفاجئ معظم الناس. قد تعتقد أن المشهد المظلم “بسيط” ولن يستخدم الكثير من البيانات. لكن العكس صحيح مع برامج الترميز القديمة. في الإضاءة المنخفضة، ينتج مستشعر الصورة الكثير من التشويش الرقمي - بكسلات وميض عشوائية تبدو وكأنها ثابتة على تلفزيون قديم. يتعامل H.264 مع كل بكسل من تلك البيكسلات المشوشة على أنها بيانات صورة حقيقية ويقوم بتشفيرها بأمانة. وهذا يهدر نطاقاً ترددياً هائلاً على معلومات ليس لها أي قيمة أمنية.

يحل +H.265+ هذه المشكلة من خلال تقليل الضوضاء ثلاثي الأبعاد ⁶ على مستوى برنامج الترميز. فهو يدرك أن تلك البكسلات الوامضة هي ضوضاء وليست حركة. يقوم بتصفية هذه البيكسلات قبل الترميز. والنتيجة: قد يستخدم مشهد مظلم وهادئ 68 كيلوبت في الثانية فقط، أي أقل من مكالمة هاتفية.

ما الذي يعنيه ذلك بالنسبة لعملية النشر الخاصة بك

إذا كانت الكاميرات الخاصة بك تشاهد مشاهد ثابتة معظم اليوم - مواقع البناء بعد ساعات العمل، ومحيط المزارع، وساحات المستودعات - فإن معدل البت الذكي هو المكان الذي تحصل فيه على أكبر عائد. أنت لا تدفع مقابل البيانات التي تظهر نفس الحقل الفارغ مرارًا وتكرارًا. أنت تدفع فقط مقابل البيانات عندما يحدث شيء ما بالفعل.

بالنسبة للإعدادات التي يتم تشغيلها في الأحداث، رأيت استخدام البيانات الشهري ينخفض إلى 5-10 جيجابايت لكل كاميرا. على باقة إنترنت الأشياء $55/شهرياً بسعة 10 غيغابايت من AT&T، هذه كاميرا واحدة مغطاة بالكامل مع وجود مساحة إضافية.

هل سيتعامل النطاق الترددي لمشغل شبكة الجوال مع تدفقات متعددة بدقة 4K باستخدام H.265+؟

هذا هو السؤال الذي يشغل بال خبراء تكامل الأنظمة ليلاً. يمكنك تحمل تكلفة خطة البيانات، ولكن هل يمكن للبرج أن يحمل الإشارة بالفعل؟

مع H.265+، نعم - يمكن لمعظم اتصالات 4G LTE في الولايات المتحدة التعامل مع 2 إلى 4 تدفقات متزامنة بدقة 4K PTZ. يحافظ H.265+ على كل دفق أقل من 2 ميغابت في الثانية في الظروف النموذجية، وبما أن سرعات التحميل في المناطق الريفية من الجيل الرابع 4G تتراوح عادةً من 3 إلى 10 ميغابت في الثانية، فلديك مساحة كافية لكاميرات متعددة على بوابة خلوية واحدة.

كاميرات PTZ متعددة بدقة 4K PTZ تبث عبر عرض النطاق الترددي 4G LTE H.265+

مشكلة سرعة التحميل

يركز معظم الناس على سرعة التنزيل عندما يفكرون في 4G. ولكن بالنسبة لكاميرات المراقبة, سرعة التحميل هي ما يهم. ترسل الكاميرا الفيديو إلى السحابة أو إلى مسجل فيديو الشبكة عن بُعد. لا تقوم بتنزيل أي شيء مهم.

في الولايات المتحدة، المناطق الريفية 4G LTE ⁷ تتراوح سرعات التحميل عادةً بين 3 ميجابت في الثانية و10 ميجابت في الثانية. في مناطق الضواحي المزدحمة في الضواحي، يمكن أن تنخفض سرعة التحميل إلى 2-5 ميجابت في الثانية. هذا هو عنق الزجاجة الذي يحدد عدد الكاميرات التي يمكنك تشغيلها.

كم عدد الكاميرات التي يمكنك تشغيلها بالفعل؟

مع H.264، تحتاج كاميرا واحدة بدقة 4K إلى تحميل من 8 إلى 12 ميغابت في الثانية. وهذا يعني أن كاميرا واحدة يمكن أن تشبع - أو تتجاوز - سعة التحميل 4G بالكامل. والنتيجة هي التخزين المؤقت، وإسقاط الإطارات، وتجميد المشاهدات المباشرة. لا يمكنك تشغيل كاميرا واحدة بشكل موثوق، ناهيك عن تشغيل عدة كاميرات.

مع H.265+، تتغير الصورة تماماً:

• مشهد ثابت: تستخدم كل كاميرا 0.5 إلى 1 ميغابت في الثانية للتحميل
• حركة معتدلة: تستخدم كل كاميرا 1-2 ميغابت في الثانية للتحميل
• حركة عالية: تستخدم كل كاميرا تحميل 2-3 ميغابت في الثانية

على اتصال 4G مع تحميل 5 ميغابت في الثانية، يمكنك تشغيل 2-3 كاميرات بشكل مريح في ظروف مختلطة. على اتصال بسرعة 10 ميغابت في الثانية، يمكنك تشغيل 4-5 كاميرات.

نصائح عملية للتكوين العملي

إليك ثلاثة أشياء أوصي بها دائمًا للعملاء الذين ينشرون عدة كاميرات PTZ بدقة 4K عبر شبكة 4G:

1. استخدم التدفقات الفرعية للمراقبة المباشرة. اضبط دفقك الرئيسي على 4K H.265+ للتسجيل، ولكن استخدم دفقًا فرعيًا بدقة 720 بكسل للعرض المباشر على هاتفك. هذا يقلل من طلب التحميل في الوقت الفعلي بمقدار 80%.
2. تمكين الرفع الذي يتم تشغيله في حدث. بدلاً من البث على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، قم بالتسجيل محلياً على بطاقة SD وقم بتحميل المقاطع فقط عند تشغيل تنبيهات الحركة أو الذكاء الاصطناعي. يؤدي ذلك إلى تحويل دفق ثابت بسرعة 2 ميغابت في الثانية إلى دفقات قصيرة من البيانات.
3. تدرج جداول دوريات PTZ. إذا كان لديك 4 كاميرات PTZ على بوابة واحدة، فلا تجعل جميع الكاميرات الأربع تتحرك في وقت واحد. قم بترتيب أوقات دورياتها بحيث لا تتحرك سوى كاميرا أو كاميرتين فقط في أي لحظة. تولد مشاهد PTZ المتحركة معدلات بت أعلى من المشاهد الثابتة.

ملاحظة حول الجيل الخامس 5G

إذا كان موقعك يحتوي على 5G ⁸ التغطية، تقفز سرعات التحميل إلى 20-50 ميغابت في الثانية أو أكثر. عند هذه النقطة، لم يعد النطاق الترددي هو العائق، بل تكلفة البيانات. وهذا بالضبط هو المكان الذي يستمر فيه H.265+ في دفع تكاليفه، لأن انخفاض معدل البت يعني انخفاض استهلاك الجيجابايت بغض النظر عن مدى سرعة اتصالك.

ما مقدار وقت التسجيل الإضافي الذي يمكنني الحصول عليه على بطاقة SD الخاصة بي مع تمكين H.265+؟

لقد طلبت من العملاء القيادة لمدة 4 ساعات إلى موقع بعيد لمجرد تبديل بطاقة SD. إذا امتلأت البطاقة في 3 أيام، فهذا يعني الكثير من القيادة.

يمكن لـ H.265+ إطالة وقت تسجيل بطاقة SD الخاصة بك بمقدار 3 أضعاف إلى 4 أضعاف مقارنةً بـ H.264. يمكن لبطاقة سعة 256 جيجابايت التي تمتلئ في 3 أيام مع H.264 أن تدوم من 10 إلى 14 يومًا مع H.265+، مما يمنحك زيارات أقل بكثير للموقع وتكاليف صيانة أقل لعمليات النشر خارج الشبكة.

SD card recording time extended by H.265+ remote solar PTZ camera

رياضيات التخزين

سعة بطاقة SD ثابتة. تحتوي بطاقة بسعة 256 جيجابايت على 256 جيجابايت من الفيديو بغض النظر عن برنامج الترميز الذي تستخدمه. المتغير الوحيد هو مدى سرعة ملئها. وهذا يعتمد كليًا على معدل البت الذي تستخدمه.

إليك مقارنة مباشرة لكاميرا بدقة 4K تسجّل بدقة 4K على بطاقة microSD بسعة 256 جيجابايت:

الترميز	متوسط معدل البت	البيانات في اليوم	أيام على بطاقة 256 جيجابايت
H.264	8 ميغابت في الثانية	~86 جيجابايت	~حوالي 3 أيام
H.265	4 ميغابت في الثانية	~حوالي 43 جيجابايت	~حوالي 6 أيام
H.265+	1-2 ميغابت في الثانية	~حوالي 15 جيجابايت	~من 12 إلى 17 يوماً تقريباً

هذا هو الفرق بين زيارة موقعك البعيد مرتين في الأسبوع وزيارته مرة كل أسبوعين.

أهمية ذلك بالنسبة لعمليات نشر الطاقة الشمسية خارج الشبكة

بالنسبة لكاميرات PTZ التي تعمل بالطاقة الشمسية - من النوع الذي نصنعه في Loyalty-Secu - فإن طول عمر بطاقة SD ليس مجرد راحة. بل هو أحد متطلبات النظام الأساسية. غالبًا ما يتم تركيب هذه الكاميرات في مواقع البناء أو حقول النفط أو المزارع أو المناطق الحدودية حيث لا توجد طاقة سلكية ولا إنترنت سلكي.

كل زيارة للموقع تكلف مالاً. في الولايات المتحدة، يمكن أن تكلف لفة شاحنة الفني في الولايات المتحدة $150-1T4T300 لكل زيارة عندما تأخذ في الحسبان العمالة والوقود ووقت السفر. إذا كان H.265+ يتيح لك الانتقال من دورات تسجيل مدتها 3 أيام إلى 14 يومًا، فقد ألغيت للتو 8-10 زيارات للموقع شهريًا. بسعر $200 لكل زيارة، أي $1,600T1-1T4T2,000 في التوفير الشهري، أي أكثر بكثير من تكلفة الكاميرا نفسها.

عمر بطاقة SD ودورات الكتابة

هناك فائدة ثانية يغفل عنها معظم الناس. تحتوي بطاقات SD على عدد محدود من دورات الكتابة. في كل مرة يتم فيها كتابة البيانات على البطاقة، تتآكل ذاكرة الفلاش قليلاً. بطاقات microSD من الفئة الصناعية ⁹ (مثل تلك المصنفة للاستخدام في المراقبة) يمكنها التعامل مع المزيد من الكتابات، لكنها لا تزال تبلى في النهاية.

يقلل H.265+ من إجمالي كمية البيانات المكتوبة على البطاقة بمقدار 75-80%. وهذا يعني أن العمر الافتراضي للبطاقة يمتد أيضًا بنفس العامل تقريبًا. البطاقة التي قد تفشل بعد عام واحد من التسجيل المتواصل H.264 قد تدوم 3-4 سنوات مع H.265+. بالنسبة للمواقع البعيدة حيث تريد “ضبطها ونسيانها”، فإن تعزيز الموثوقية هذا أمر بالغ الأهمية.

الدمج بين H.265+ والتسجيل الذي يتم تشغيله في الحدث

تفترض الأرقام أعلاه التسجيل المستمر على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. ولكن إذا قمت بدمج H.265+ مع التسجيل الذي يتم تشغيله بالحركة أو التسجيل الذي يتم تشغيله بالذكاء الاصطناعي، فإن النتائج تصبح أفضل. في مشهد نموذجي منخفض الحركة، قد تسجل الكاميرا من 4 إلى 6 ساعات فقط من الأحداث الفعلية في اليوم الواحد. على بطاقة بسعة 256 جيجابايت مع H.265+، قد يعني ذلك 30 إلى 60 يوماً من التغطية قبل حلقات البطاقة.

هذا شهر أو شهرين من اللقطات على بطاقة SD واحدة - بدون رسوم سحابية، وبدون مسجّل فيديو شبكي وبدون زيارات للموقع.

الخاتمة

يحول H.265+ H.265+ مراقبة 4G من مشكلة في الميزانية إلى حل اقتصادي. فهو يقلل من تكاليف البيانات بنسبة 70-90%، ويطيل عمر بطاقة SD بمقدار 4 أضعاف، ويجعل عمليات نشر كاميرات 4K متعددة الكاميرات عبر الشبكات الخلوية عملية وبأسعار معقولة.

---

1. نظرة عامة تقنية على معيار ترميز الفيديو المتقدم H.264. ︎ 2. الورقة البيضاء وبيانات الاختبار الخاصة ببرنامج الترميز الذكي H.265+ من داهوا. ︎ 3. خطط بيانات AT&T لإنترنت الأشياء لنشر كاميرات المراقبة. ︎ 4. تسعير وتغطية Verizon IoT للمراقبة بالجيل الرابع 4G. ︎ 5. صفحة تقنية داهوا للتشفير الذكي H.265+. ︎ 6. تقنية تقليل الضوضاء ثلاثية الأبعاد للفيديو في الإضاءة المنخفضة. ︎ 7. مواصفات سرعة التحميل 4G LTE للمناطق الريفية. ︎ 8. عرض النطاق الترددي الخلوي 5G للمراقبة عالية الدقة. ︎ 9. بطاقات SanDisk Max Endurance microSD للمراقبة. ︎ 10. مقارنة بين باقات شريحة إنترنت الأشياء لكاميرات المراقبة الخلوية في الولايات المتحدة. ︎