采用專業(yè)設(shè)備存儲高清視頻數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)方案
視頻監(jiān)控存儲技術(shù)發(fā)展
信號和多媒體處理技術(shù)的發(fā)展引導(dǎo)著視頻監(jiān)控系統(tǒng)的快速革命,視頻監(jiān)控系統(tǒng)從傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控轉(zhuǎn)換到"模擬--數(shù)字"監(jiān)控,直到現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控,至少經(jīng)歷了三代的發(fā)展歷程。視頻監(jiān)控存儲技術(shù)也先后經(jīng)歷了VCR存儲、DVR存儲和現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)存儲三次重大變革。
由模擬攝像機(jī)、錄像機(jī)等設(shè)備組成的傳統(tǒng)模擬監(jiān)控時代,視頻監(jiān)控圖像存儲以錄像帶為介質(zhì),但因為錄像帶易于丟失、被盜或無意中刪除,且錄像質(zhì)量不高,查詢操作和維護(hù)困難,所以現(xiàn)在已經(jīng)基本不采用;以模擬攝像機(jī)、DVR等設(shè)備為代表的"模擬---數(shù)字"監(jiān)控,即半數(shù)字監(jiān)控時代,視頻監(jiān)控圖像以數(shù)字方式存儲在DVR中,但這些DVR中的硬盤本身缺乏有效的冗余校驗,數(shù)據(jù)安全難以保障,容量擴(kuò)展也很難。此外DVR存儲的視頻清晰度有限,且只能保存比較短的期限,硬盤質(zhì)量又參差不齊,規(guī)格不一也為擴(kuò)展和管理帶來難題,所以DVR存儲也凸顯出其固有的缺陷;以數(shù)字?jǐn)z像頭、標(biāo)準(zhǔn)LAN/MAN/WAN/Internet網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、監(jiān)管服務(wù)器等為代表的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控,存儲設(shè)備可以存放在網(wǎng)絡(luò)上的任何地點并靈活地接收任何監(jiān)控點的數(shù)據(jù),更可以實現(xiàn)集中存儲、集中管理,且具有強(qiáng)大的靈活和擴(kuò)展性,具有廣泛的兼容性和很高的集成度。
需求分析
實際應(yīng)用對視頻監(jiān)控存儲的需求也促使監(jiān)控技術(shù)本身的不斷發(fā)展,如今的監(jiān)控系統(tǒng)正向高清化、網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)模化和智能化的方向發(fā)展。攝像頭越來越多,監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模和范圍越來越大,圖像清晰度要求越來越高,錄像保存期要求越來越長,也意味著視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)需要擁有對海量數(shù)據(jù)的可靠存儲和高效管理能力,以充分滿足用戶對監(jiān)控清晰度及實時性的要求,并且在現(xiàn)有異構(gòu)平臺的基礎(chǔ)上實現(xiàn)統(tǒng)一網(wǎng)管和準(zhǔn)確故障定位,提高智能化管理水平。巨大的錄像性能壓力,巨大的數(shù)據(jù)存儲管理壓力和海量的數(shù)據(jù)存儲需求已成為目前視頻監(jiān)控存儲市場需要解決的幾大問題。
傳統(tǒng)視頻監(jiān)控存儲設(shè)備因為存儲容量小、清晰度低、可靠性差、可管理性不高與擴(kuò)展性能差等方面存在的問題越來越不適應(yīng)現(xiàn)階段視頻監(jiān)控存儲的要求,而采用磁盤陣列存儲視頻數(shù)據(jù)已成為解決監(jiān)控系統(tǒng)存儲難題的新趨勢。
很多用戶現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)可能是"模擬+數(shù)字"的形式,因為可以預(yù)見的監(jiān)控點增多,監(jiān)控數(shù)據(jù)爆炸性增長,現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)性能壓力增強(qiáng)和管理擴(kuò)展開銷增大等問題,正逐步向第三代網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)過渡,方案首先需要為用戶構(gòu)建統(tǒng)一視頻監(jiān)控存儲平臺,良好的統(tǒng)一監(jiān)控平臺是實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)。
方案要從滿足用戶實際應(yīng)用需求出發(fā),實現(xiàn)系統(tǒng)的易部署、高性能、高安全、可擴(kuò)展和易維護(hù)。構(gòu)建統(tǒng)一視頻監(jiān)控存儲平臺,將系統(tǒng)平滑過渡到網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),需要考慮在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的前提下將用戶可能仍在應(yīng)用的分散的DVR架構(gòu)改造為統(tǒng)一存儲架構(gòu);將視頻監(jiān)控管理平臺服務(wù)器與存儲服務(wù)器分離,實現(xiàn)視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一管理與維護(hù)、進(jìn)行更好的數(shù)據(jù)保護(hù)和方便后期擴(kuò)展;采用專業(yè)的視頻管理平臺軟件,智能化管理和應(yīng)用視頻數(shù)據(jù)。
方案設(shè)計
1、前端模擬攝像機(jī)采集的視頻信息通過編碼器等設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號后通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳入監(jiān)控服務(wù)器;新增的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)信號直接通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳入監(jiān)控服務(wù)器。
2、監(jiān)控服務(wù)器后端通過網(wǎng)線直連或者通過以太交換機(jī)與存儲服務(wù)器連接,即視頻數(shù)據(jù)通過監(jiān)控服務(wù)器存入存儲服務(wù)器。
3、監(jiān)控服務(wù)器上安裝視頻管理平臺軟件,對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用、報警、切換等應(yīng)用操作,并且可支持多人經(jīng)以太網(wǎng)在線查看視頻數(shù)據(jù)。(系統(tǒng)架構(gòu)圖詳見圖1)
磁盤陣列數(shù)據(jù)存儲特點
1、高可靠的數(shù)據(jù)存儲:各部件的專有性、專用性、冗余性和各種高級數(shù)據(jù)保護(hù)功能使專業(yè)磁盤陣列具備專業(yè)級的高可靠性,確保重要錄像數(shù)據(jù)不丟失。
2、高效的數(shù)據(jù)管理:視頻錄像數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、靈活調(diào)度,保證寫入、查詢、讀取等各種操作的高效,同時具備最佳的系統(tǒng)穩(wěn)定性。
3、存儲資源利用率高:可動態(tài)調(diào)整SAN存儲資源,提高資源利用率;存儲空間可無限擴(kuò)展,確保海量視頻信息的真實還原。
4、便利的部署及管理:可實現(xiàn)集中式存儲和分布式存儲,并達(dá)到統(tǒng)一管理的效果。
5、采用專業(yè)的磁盤陣列存放視頻數(shù)據(jù)可獲得更高的性能:專業(yè)磁盤陣列采用專用存儲控制器和獨立的XOR校驗芯片來實現(xiàn)RAID算法,提高數(shù)據(jù)的處理能力,減輕存取壓力。前端接口及后端磁盤通道提供足夠的帶寬,使性能大幅提升。
6、磁盤陣列提供高安全的視頻存儲環(huán)境:磁盤陣列作為專業(yè)的存儲設(shè)備,其RAID算法的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制、磁盤熱備功能、在線維護(hù)和冗余電源風(fēng)扇等技術(shù),大大提高了視頻錄像存儲的安全性。
7、磁盤陣列提供海量的視頻存儲空間:磁盤陣列具有無與倫比的大容量和良好的擴(kuò)展性,可滿足成千上萬路視頻的長期錄像存儲需求。
方案整體優(yōu)勢
統(tǒng)一監(jiān)控平臺不僅對視頻數(shù)據(jù)和設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,還便于未來的系統(tǒng)擴(kuò)容,系統(tǒng)既可以實現(xiàn)單純的容量擴(kuò)容,也可以實現(xiàn)容量和性能的線性增長,并且在擴(kuò)容過程中,監(jiān)控系統(tǒng)能夠平滑運(yùn)行,不中斷正在運(yùn)行的應(yīng)用。
統(tǒng)一監(jiān)控平臺具備極高的可靠性和安全性,通過專業(yè)的存儲設(shè)備和各種數(shù)據(jù)保護(hù)方式,保證了視頻數(shù)據(jù)不丟失。同時,通過集中存儲視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控管理平臺軟件,極大地方便視頻管理和設(shè)備維護(hù)。方案優(yōu)勢可概括如下。
1、提供一個海量的存儲空間來存儲2014Kb/s或以上高清碼率的錄像,并且能夠支持上千路的傳輸帶寬。
2、有效延長視頻數(shù)據(jù)存儲時間并且具有良好的擴(kuò)展性,為今后監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展建立良好的基礎(chǔ)。
3、良好的性能搭配,滿足當(dāng)前監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲要求。
4、視頻數(shù)據(jù)集中存放在一個存儲資源中,統(tǒng)一維護(hù),可以隨時查看存儲資源的利用情況、健康情況、運(yùn)行情況等多種信息。
5、使用最經(jīng)濟(jì)的代價,在盡量不改變用戶現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,建造統(tǒng)一監(jiān)控平臺,合理節(jié)約存儲成本,最大化利用投資價值。
結(jié)語
綜上所述,無論是用戶本身應(yīng)用需求還是法律法規(guī)要求,視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要的攝像頭數(shù)量會越來越多、圖像清晰度要求越來越高、錄像保存期限也越來越長、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來越大,對監(jiān)控錄像存儲的要求則越來越嚴(yán)苛,即要求監(jiān)控錄像存儲系統(tǒng)具有大容量、高性能、良好的數(shù)據(jù)保護(hù)和便捷的管理維護(hù)等等性能。傳統(tǒng)的錄像存儲、DVR存儲方式的缺陷顯而易見,存儲空間不足、性能壓力、錄像存儲風(fēng)險度高、無法解決遠(yuǎn)程監(jiān)控環(huán)境高度集中監(jiān)控和穩(wěn)定性維護(hù)性差等管理問題越來越無法滿足如今視頻監(jiān)控體系的需要,網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控取代傳統(tǒng)視頻監(jiān)控已成為必然趨勢。
如今網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控存儲技術(shù)中也發(fā)展出多種產(chǎn)品應(yīng)用于監(jiān)控存儲系統(tǒng),如NVR、磁盤陣列等等。NVR產(chǎn)品作為全網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的視頻監(jiān)控存儲產(chǎn)品在部署、布線、管理等方面已經(jīng)大大優(yōu)越于傳統(tǒng)錄像存儲和DVR存儲設(shè)備,但是作為視頻數(shù)據(jù)存儲設(shè)備,所有的監(jiān)管應(yīng)用與圖像數(shù)據(jù)存放在一起的做法相對于專業(yè)磁盤陣列存儲則缺少了一些安全性。此外,由此產(chǎn)生的性能不足問題可能導(dǎo)致傳輸存儲過程中的丟幀現(xiàn)象。
上述方案詳細(xì)闡述了使用專業(yè)磁盤陣列存儲視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的種種優(yōu)勢,現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控存儲技術(shù)中采用磁盤陣列存儲視頻數(shù)據(jù)無疑是目前監(jiān)控系統(tǒng)最完善的數(shù)據(jù)存儲解決方案,而解決目前監(jiān)控系統(tǒng)存儲難題必然要依靠這一成熟的技術(shù)。