A helyi tárolással működő biztonsági kamerák függetlenséget és adatbiztonságot nyújtanak, mivel a rögzített videojelet közvetlenül egy beépített memóriakártyára írják felhőalapú kapcsolat nélkül is. Ahhoz azonban, hogy a rendszer megbízhatóan működjön, meg kell értenünk az adatok fizikai írásának folyamatát és a sávszélesség-igényeket.
Hogyan történik a videorögzítés a memóriakártyán?
A biztonsági kamera lencséjén áthaladó fény egy fényérzékeny szenzorra (CMOS vagy CCD) érkezik, amely az optikai jelet elektromos impulzusokká, majd digitális adatfolyammá alakítja. Ez a nyers adatfolyam túl nagy lenne a közvetlen tároláshoz, ezért a kamera processzora tömörítési algoritmusokat (úgynevezett kodekeket, például H.264 vagy H.265/HEVC) használ.
A H.265 kodek hatékonyabb matematikai modelleket alkalmaz a képkockák közötti különbségek elemzésére, így akár 50%-kal kevesebb tárhelyet igényel, mint a régebbi H.264, miközben a képminőség változatlan marad. A tömörített adatfolyam ezt követően a NAND flash memóriába kerül. A NAND cellák elektromos töltések formájában tárolják az információt. Az adatok fizikai írása blokkokban történik, és a kártya vezérlője (kontrollere) felelős azért, hogy az adatok egyenletesen oszoljanak el a memóriacellák között, elkerülve az egyes szektorok korai elhasználódását.
A memóriakártyák fizikai korlátai és a kopásállóság
A biztonsági kamerákban használt memóriakártyák extrém terhelésnek vannak kitéve az állandó írási és felülírási ciklusok miatt. A hagyományos SD-kártyák, amelyeket fényképezőgépekhez vagy telefonokhoz terveztek, gyorsan tönkremennek ebben a környezetben. A kulcs a memóriacellák fizikai felépítésében rejlik.
- SLC (Single-Level Cell): Csellánként 1 bitet tárol. Rendkívül tartós és gyors, de magas előállítási költsége miatt ritkán használják lakossági eszközökben.
- MLC (Multi-Level Cell): Csellánként 2 bitet tárol. Jó egyensúlyt biztosít a tartósság és az ár között, ideális folyamatos rögzítésre tervezett (High Endurance) kártyákhoz.
- TLC (Triple-Level Cell) és QLC (Quad-Level Cell): Csellánként 3-4 bitet tárolnak. Olcsók, de alacsonyabb az írási élettartamuk (kevesebb felülírási ciklust bírnak ki).
Ha a kártya megtelik, a kamera automatikusan elkezdi felülírni a legrégebbi fájlokat (loop recording). Ez a folyamat folyamatosan igénybe veszi a kártya vezérlőjét. Kamerákhoz kizárólag "High Endurance" vagy "Max Endurance" jelölésű kártyákat szabad választani, amelyek speciális firmware-rel rendelkeznek a folyamatos adatfolyam kezelésére és a cellák élettartamának maximalizálására.
Hogyan számoljuk ki a szükséges kapacitást?
A szükséges tárhely mérete három fő tényezőtől függ: a felbontástól, a másodpercenkénti képkockaszámtól (FPS) és a bitrátától (adatsebesség). A bitráta határozza meg, hogy egy másodpercnyi videó hány megabitet (Mb) foglal el.
A számításhoz az alábbi képletet használhatjuk: Napi tárhelyigény (Gigabájtban) = (Bitráta megabitben * 3600 másodperc * napi üzemóra) / 8000. Nézzünk egy gyakorlati példát egy átlagos, 1080p (Full HD) felbontású kamerával, amely H.264 tömörítéssel és 4 Mbps bitrátával dolgozik:
- Folyamatos rögzítés (24/7): 4 Mbps bitráta mellett egy óra alatt körülbelül 1,8 GB adat keletkezik. Egy nap alatt ez megközelítőleg 43 GB. Egy 64 GB-os kártya tehát körülbelül 1,5 napnyi anyagot képes tárolni, mielőtt elkezdené felülírni a régit. Egy 128 GB-os kártya már közel 3 napot biztosít.
- H.265 tömörítés alkalmazása: Ugyanaz a Full HD kép H.265 használatával akár 2 Mbps bitrátára is csökkenthető minőségromlás nélkül. Ebben az esetben a napi helyigény 21,5 GB-ra feleződik, így a 128 GB-os kártya már 6 napnyi felvételt bír el.
- Mozgásérzékeléses rögzítés: Ha a kamera csak mozgás észlelésekor indítja el az írási folyamatot (például napi átlagban 2 óra aktív időszakkal számolva), a tárhelyigény drasztikusan lecsökken. Ebben az üzemmódban egy 64 GB-os kártya akár több hétre vagy hónapra is elegendő lehet.
Az írási sebesség osztályok jelentősége
Nemcsak a kapacitás, hanem a kártya minimális folyamatos írási sebessége is kritikus. Ha a kamera gyorsabban küldi az adatokat, mint ahogy a kártya azt képes fizikailag rögzíteni, adatvesztés vagy a fájlrendszer sérülése következik be. Kamerákhoz legalább Class 10 vagy U1 (UHS Speed Class 1), de nagy felbontású (4K) kamerák esetén inkább U3 vagy V30 (Video Speed Class) besorolású memóriakártya szükséges, amely garantálja a folyamatos 10 MB/s, illetve 30 MB/s írási sebességet.
