IP視頻監(jiān)控設備介紹與選型指導
出處:tsml 發(fā)布于:2011-07-29 08:28:26
隨著視頻監(jiān)控行業(yè)的壯大,越來越多的廠家產(chǎn)品進入了這個大舞臺。面對市場上眾多網(wǎng)絡視頻監(jiān)控產(chǎn)品,工程商和終用戶如何選擇產(chǎn)品和解決方案一直是一個比較頭疼的問題,希望通過對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)選型關鍵要素分析,可以給工程商和終用戶一些建議,選擇適合自己的產(chǎn)品和解決方案。
模擬攝像機達到650線便已是水平,然而對于逐漸被廣泛應用的IP攝像機而言,目前的技術水平早已超過了百萬像素的限制,兩百萬、五百萬乃至上千萬像素的攝像機都已不再是“物以稀為貴”了,前端采集的圖像畫面質(zhì)量的提高也對后端監(jiān)控存儲設備提出了要求。
一般說來,目前的視頻監(jiān)控主要采取以下幾種方式進行存儲:
DVR存儲
這是目前為常見的一種存儲模式,編解碼器設備直接掛接硬盤,目前多可帶8盤硬盤。但由于編譯碼設備性能的限制,一般采用硬盤順序寫入的模式,沒有應用RAID冗余技術來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保護。隨著硬盤容量的不斷增大,單片硬盤故障導致關鍵數(shù)據(jù)丟失的幾率在同步增長,且DVR性能的局限性也影響了圖像數(shù)據(jù)的共享及分析。
NVR存儲
NVR的全稱為Network Video Recorder,其特點主要體現(xiàn)在字母“N(Network)”上,即網(wǎng)絡化特性。在NVR系統(tǒng)中,前端監(jiān)控點安裝網(wǎng)絡攝像機或視頻編碼器。模擬視頻、音頻以及其他輔助信號經(jīng)視頻編碼器數(shù)字化處理后,以IP碼流形式上傳到NVR,由NVR進行集中錄像存儲、管理和轉發(fā),NVR不受物理位置制約,可以在網(wǎng)絡任意位置部署。NVR實質(zhì)是個“中間件”,負責從網(wǎng)絡上抓取視頻音頻流,然后進行存儲或轉發(fā)。因此NVR是完全基于網(wǎng)絡的全IP視頻監(jiān)控解決方案,基于網(wǎng)絡系統(tǒng)可以任意部署。
編碼器外掛存儲設備直連存儲
通過編解碼器的外部存儲接口連接,主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存儲協(xié)定擴展。這種方式可以實現(xiàn)編解碼器容量的再擴展,適合于中小規(guī)模的部署,監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)通過RAID技術在可靠性上得到了一定保證。其中SATA/USB模式采用的直連方式,不能共享并且擴展能力較低。IP網(wǎng)絡(iSCSI和NAS)方式下具有更好的擴展能力和共享能力。由于數(shù)據(jù)的直接寫入,減少了服務器中轉這一環(huán)節(jié),在性能提升的同時也節(jié)省了用戶的投資,但是這種方式在進行數(shù)據(jù)的轉發(fā)和檢索,容易在轉發(fā)這一環(huán)節(jié)會出現(xiàn)很大瓶頸,且目前直寫通常采用像NAS等存儲方式,由于NAS自身的文件協(xié)議等原因,導致在多節(jié)點并發(fā)寫入數(shù)據(jù)時效率不高。
集中管理存儲
服務器連接前端編解碼器,通過流媒體協(xié)議數(shù)據(jù),然后存放到存儲設備上。服務器和存儲設備之間可以通過SAS、iSCSI、NAS、FC協(xié)議連接。集中存儲方式適合于大中型平臺的部署。集中存儲方式中,IP連接模式(iSCSI)和FC連接模式有良好的擴展能力和可管理性,是目前采用較多的方式之一。從實際的部署和效果來講,F(xiàn)C存儲由于強大的性能和數(shù)據(jù)處理能力,在節(jié)點較多的監(jiān)控環(huán)境里較為合適,而IP存儲由于性能和擴展性的限制,在中小型應用中能具備更高的性價比。
在實際應用當中,盡管NVR系統(tǒng)具有計算機快速處理能力、數(shù)字信息抗干擾能力、便于快速查詢記錄、視頻圖像清晰及單機顯示多路圖像等優(yōu)點。但是,從本質(zhì)上來講,NVR并沒有解決DVR系統(tǒng)中存在的模擬傳輸?shù)娜毕?,也沒有解決網(wǎng)絡傳輸視頻流后帶來的更多管理問題。實際上,每個NVR形成了一個獨立的監(jiān)控中心,對實現(xiàn)全網(wǎng)絡監(jiān)控帶來了更大的復雜性。在諸如遠程控制、多層級擴展性以及組網(wǎng)能力等方面,都是未來要待解決的技術難點。
而在集中管理存儲方面,顯而易見,NVR適用于大規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng),通過強大的管理平臺來應對整個系統(tǒng)進行集中管理,調(diào)控及存儲。這也正是技術難點,如何應用一個強大的平臺管理軟件,需要統(tǒng)一相關設備的編碼方式,以及對寬帶傳輸,數(shù)據(jù)處理能力和存儲緩存等各方面的優(yōu)化處理。而在實施過程中,針對大數(shù)據(jù)流量,所需要的大容量存儲硬盤及帶寬成本相當大,如何在成本及效果方面做到平衡,如何滿足具體需求將是直接面對的問題。因此針對這些網(wǎng)絡傳輸,帶寬架設成本,大容量存儲硬盤這些難點或是瓶頸,將是高清監(jiān)控存儲中必然要考慮的因素。
按照系統(tǒng)配置選擇合適的存儲設備
我們知道,存儲設備容量的大小,除了與攝像頭數(shù)量有關外,還與視頻的格式,碼率,存儲天數(shù)等相關。存儲系統(tǒng)容量的計算方法如下:
假設視頻的格式為D1,碼率為2Mb/s。單路視頻每天存儲容量為:1路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小時=21GB。單路視頻每月存儲容量為:1路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小時*30天=648GB。我們可以根據(jù)攝像頭數(shù)量、碼率、存儲時間可根據(jù)實際情況來選擇。
集中式PK分布式
對于網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)來說,存儲方式往往還面臨著兩種方式,是選擇分布式存儲呢還是選擇集中存儲?下面我們先來看一下兩者之間的區(qū)別:
集中存儲的優(yōu)缺點物理介質(zhì)集中布放;視頻流上傳到中心對機房環(huán)境要求高,要求機房空間大,承重、空調(diào)等都是需要考慮的問題。
集中管理的優(yōu)缺點物理介質(zhì)分布到不同的地理位置;視頻流就近上傳,對骨干網(wǎng)帶寬沒有什么要求;可采用多套低端的小容量的存儲設備分布部署,設備價格和維護成本較低;小容量設備分布部署,對機房環(huán)境要求低。
對于諸如平安城市此類監(jiān)控系統(tǒng)來說,監(jiān)控數(shù)據(jù)如何存儲?各個區(qū)域是否集中?怎么集中?一般來說,城市越小,網(wǎng)絡條件越好,越容易實現(xiàn)集中存儲;反之就越需要進行分布式存儲,而對于有需要的系統(tǒng)來說,視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以每個區(qū)域先集中,再匯聚到總中心,如應急指揮中心。
選購注意事項
與別的存儲系統(tǒng)不太相同,視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)具有自己獨有的特點:以流媒體方式對存儲設備進行訪問,多路視頻長時間同時寫入同一個存儲,實時多路視頻訪問同一個文件,視頻訪問帶寬恒定,帶寬穩(wěn)定性要求高,為1/25秒的平均值,視頻訪問時間長,容量需求巨大,存儲擴展性能高。視頻存儲對存儲環(huán)境沒有特殊的要求。按常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基本上都是臨時性,超過在線存儲時間(一般來說是30天)后就可以刪除了,監(jiān)控系統(tǒng)的備份很多時候只需要滿足一個月就可以了。
存儲系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是壓倒一切的,特別是系統(tǒng)集成商和用戶都沒有存儲硬件工程師的情況下,設備的安全穩(wěn)定更為重要。如果產(chǎn)品不穩(wěn)定,經(jīng)常發(fā)生一些小問題,那么維護的成本將非常高。所謂的Cable-less架構就是整個設備里面沒有一根線纜,控制器、電源、風扇、背板、硬盤之間的連接全部都是電路板。因為磁盤陣列中的硬盤數(shù)量較多,產(chǎn)生的熱量很多,而且傳輸?shù)男盘柺歉哳l信號,時間一長,線纜兩頭 的合金金屬片會因為氧化產(chǎn)生較大的信號衰減,導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。
首先視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲設備要能夠提供穩(wěn)定的帶寬輸出,滿足長時間視頻讀寫的要求,其次,視頻監(jiān)控系統(tǒng)既要滿足大量攝像頭的實時數(shù)據(jù)寫入,和要滿足大量監(jiān)控端的視頻回放需求,因此,存儲系統(tǒng)可以提供足夠的IOPS性能。還要考慮存儲設備是否可以實現(xiàn)物理上的分散,因為視頻監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋區(qū)域較廣,但管理和監(jiān)控上可以統(tǒng)一的功能。
因此,我們在選擇監(jiān)控存儲設備時,要選擇波動的穩(wěn)定的而不一定是帶寬的。在用控制器架構的存儲設備,不要選擇PC架構的,這是因為視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求一天24小時長時間運行。
另外,在超過100TB容量的情況下,F(xiàn)C-sata設備的價格不一定就比ISCSI設備貴。FC支持的磁盤數(shù)量多,ISCSI設備一般支持的數(shù)量少,假設容量要求為500TB,F(xiàn)C-sata只需要一套就可以,而ISCSI設備就需要很多到才行,僅僅ISCSI設備的控制器部門的費用就是很大一塊。
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