When designing or expanding an IP-based surveillance system in the United States, a common question is: “How do I calculate the total bandwidth (bit rate) required by all my IP cameras?” This is crucial for selecting network equipment (switches, routers), cabling (Cat 5e, Cat 6, fiber), and storage solutions (NVR, server, or NAS).

1. Estimación de flujos de cámara individuales

Existen varios enfoques:

• Calculadoras en línea:
• For instance, Axis Design Tool provides a practical approximation based on resolution, frame rate, codec, and scene complexity.
• Cuadros de referencia:
• Example tables are often provided by camera manufacturers. Below is a simplified version for H.264 (Table 20) and MJPEG (Table 21).

Cuadro 20: Tasa de bits (Mbit/s) para H.264

Cuadro 21: Tasa de bits (Mbit/s) para MJPEG

La elección entre MJPEG (compresión intraframe) y H.264/H.265 (interframe) depende de:

• La complejidad del movimiento de la escena.
• Si necesita un análisis “forense” detallado por fotograma (que puede favorecer al MJPEG).
• Ancho de banda y almacenamiento disponibles.

Para escenarios de alta movilidad (casinos, lobbies ocupados, etc.), se puede preferir MJPEG porque cada fotograma está completamente almacenado, lo que permite una revisión detallada de cada fotograma. Sin embargo, consume más ancho de banda. H.264 es más eficiente pero depende en gran medida del movimiento de la escena y puede duplicar o triplicar la velocidad de bits en condiciones de alta actividad.

Note: In low-light conditions, camera noise may increase data rates (especially in H.264/H.265). Consider using digital noise reduction (DNR) features to mitigate this.

2. Ancho de banda total del sistema

Si cada cámara produce flujos A(i, j), entonces la tasa de bits agregada BBB para cámaras n, cada uno posiblemente generando flujos k (flujo principal, sub-stream, etc.), es:

However, in practical IP cameras, the so-called multiple “sub-streams” are multiplexed into a single physical data flow at the IP layer. For safety, we increase the calculated total by ~30% to account for peak fluctuations due to scene motion:

Bmax⁡=1.3×B.B_{\max} = 1.3 \times B.Bmax​=1.3×B.

Asignando ancho de banda por puerto de conmutación

Después de determinar su tasa de bits total del sistema, debe asegurarse de que cada puerto de conmutación puede manejar el tráfico de la cámara sin exceder su rendimiento máximo.

• Sencillos interruptores rápidos Ethernet (100 Mb/s):
• De manera realista, no puede empujar 100 Mb/s de vídeo continuo en cada puerto simultáneamente. Se debe considerar la capacidad de “tejido de conmutación”.
• In half-duplex or full-duplex modes, overhead exists. Formulas [3], [4], [5], [6] in the text approximate the maximum safe throughput per port, factoring in overhead (0.7 safety margin, 1.12 or 1.24 overhead coefficients for half/full duplex).

Ejemplo: Conmutador 8-Port (puertos 100 Mb/s)

A simplified formula shows each port can handle about 8.9 Mb/s of stable video if all 8 ports are in use. This might be enough for cameras streaming 6–8 Mb/s in typical H.264. Exceeding that can cause dropped frames or congestion.

Para sistemas más grandes, se utilizan puertos Gigabit (1000 Mb/s) o puertos combo/up-link para que los datos agregados de múltiples puertos 100 MB/s puedan enlazarse a tasas más altas con el NVR.

Example: Designing a 56-Camera System

• Cada cámara es 2.1 MP (1920×1080) utilizando H.264 en 24 fps, haciendo referencia a la tabla 20: aproximadamente 6.51 Mb/s por cámara.
• Para las cámaras 56: total ~364.6 Mb/s.
• Añadir 30% → ~473.9 Mb/s.
• The design uses a 1 Gb/s backbone. 473.9 Mb/s

(In real designs, you might subdivide cameras logically or for security reasons.)

Estaciones de trabajo remotas/adicionales de visualización

La vigilancia moderna a menudo necesita:

• Acceso remoto a través de Internet.
• Estaciones de trabajo locales adicionales para monitoreo especializado (oficina del supervisor, pantallas de visualización pública, etc.).

Each workstation can pull a sub-stream or main stream depending on local needs. Properly planning bit rates ensures no single switch port or trunk is overloaded.

equipos de red Setup (Direcciones IP, Gateways, DNS)

Al configurar cámaras IP, NVRs y engranajes de red (enrutadores, interruptores), siga estas reglas:

• IP Address: Ensure each device has a unique address in the correct subnet.
• Gateway: El IP del router o dispositivo agregador que conduce a la siguiente red (a menudo el NVR o router principal).
• DNS: Usualmente la dirección del router si se necesita una resolución de nombre basada en internet, o si se deja en blanco si es puramente local.

Por ejemplo, usted podría hacer:

Nota: Las direcciones exactas y las máscaras de red varían. Esto asegura que todas las cámaras envíen sus flujos a 192.168.1.1 (el NVR), mientras que el NVR utiliza 192.168.1.10 (enrutador) para conexiones externas.