視頻監(jiān)控存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展

信號(hào)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(chǔ)技術(shù)也先后經(jīng)歷了VCR存儲(chǔ)、DVR存儲(chǔ)和現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)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(shí)代，視頻監(jiān)控圖像存儲(chǔ)以錄像帶為介質(zhì)，但因?yàn)殇浵駧б子趤G失、被盜或無(wú)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(shí)代，視頻監(jiān)控圖像以數(shù)字方式存儲(chǔ)在DVR中，但這些DVR中的硬盤(pán)本身缺乏有效的冗余校驗(yàn)，數(shù)據(jù)安全難以保障，容量擴(kuò)展也很難。此外DVR存儲(chǔ)的視頻清晰度有限，且只能保存比較短的期限，硬盤(pán)質(zhì)量又參差不齊，規(guī)格不一也為擴(kuò)展和管理帶來(lái)難題，所以DVR存儲(chǔ)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(chǔ)設(shè)備可以存放在網(wǎng)絡(luò)上的任何地點(diǎn)并靈活地接收任何監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)，更可以實(shí)現(xiàn)集中存儲(chǔ)、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(shí)際應(yīng)用對(duì)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)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(lái)越多，監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模和范圍越來(lái)越大，圖像清晰度要求越來(lái)越高，錄像保存期要求越來(lái)越長(zhǎng)，也意味著視頻監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)需要擁有對(duì)海量數(shù)據(jù)的可靠存儲(chǔ)和高效管理能力，以充分滿足用戶對(duì)監(jiān)控清晰度及實(shí)時(shí)性的要求，并且在現(xiàn)有異構(gòu)平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)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(chǔ)管理壓力和海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求已成為目前視頻監(jiān)控存儲(chǔ)市場(chǎng)需要解決的幾大問(wèn)題。

傳統(tǒng)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)設(shè)備因?yàn)榇鎯?chǔ)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(wèn)題越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)階段視頻監(jiān)控存儲(chǔ)的要求，而采用磁盤(pán)陣列存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)已成為解決監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)難題的新趨勢(shì)。

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?yàn)榭梢灶A(yù)見(jiàn)的監(jiān)控點(diǎn)增多，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)爆炸性增長(zhǎng)，現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)性能壓力增強(qiáng)和管理擴(kuò)展開(kāi)銷增大等問(wèn)題，正逐步向第三代網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)過(guò)渡，方案首先需要為用戶構(gòu)建統(tǒng)一視頻監(jiān)控存儲(chǔ)平臺(tái)，良好的統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)是實(shí)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(shí)際應(yīng)用需求出發(fā)，實(shí)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(chǔ)平臺(tái)，將系統(tǒng)平滑過(guò)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(chǔ)架構(gòu);將視頻監(jiān)控管理平臺(tái)服務(wù)器與存儲(chǔ)服務(wù)器分離，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)、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(tái)軟件，智能化管理和應(yīng)用視頻數(shù)據(jù)。

方案設(shè)計(jì)

1、前端模擬攝像機(jī)采集的視頻信息通過(guò)編碼器等設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)后通過(guò)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(hào)直接通過(guò)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(guò)網(wǎng)線直連或者通過(guò)以太交換機(jī)與存儲(chǔ)服務(wù)器連接，即視頻數(shù)據(jù)通過(guò)監(jiān)控服務(wù)器存入存儲(chǔ)服務(wù)器。

3、監(jiān)控服務(wù)器上安裝視頻管理平臺(tái)軟件，對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用、報(bào)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(jiàn)圖1)

磁盤(pán)陣列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)特點(diǎn)

1、高可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：各部件的專有性、專用性、冗余性和各種高級(jí)數(shù)據(jù)保護(hù)功能使專業(yè)磁盤(pán)陣列具備專業(yè)級(jí)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(xiě)入、查詢、讀取等各種操作的高效，同時(shí)具備最佳的系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3、存儲(chǔ)資源利用率高：可動(dòng)態(tài)調(diào)整SAN存儲(chǔ)資源，提高資源利用率;存儲(chǔ)空間可無(wú)限擴(kuò)展，確保海量視頻信息的真實(shí)還原。

4、便利的部署及管理：可實(shí)現(xiàn)集中式存儲(chǔ)和分布式存儲(chǔ)，并達(dá)到統(tǒng)一管理的效果。

5、采用專業(yè)的磁盤(pán)陣列存放視頻數(shù)據(jù)可獲得更高的性能：專業(yè)磁盤(pán)陣列采用專用存儲(chǔ)控制器和獨(dú)立的XOR校驗(yàn)芯片來(lái)實(shí)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(pán)通道提供足夠的帶寬，使性能大幅提升。

6、磁盤(pán)陣列提供高安全的視頻存儲(chǔ)環(huán)境：磁盤(pán)陣列作為專業(yè)的存儲(chǔ)設(shè)備，其RAID算法的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制、磁盤(pán)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(chǔ)的安全性。

7、磁盤(pán)陣列提供海量的視頻存儲(chǔ)空間：磁盤(pán)陣列具有無(wú)與倫比的大容量和良好的擴(kuò)展性，可滿足成千上萬(wàn)路視頻的長(zhǎng)期錄像存儲(chǔ)需求。

方案整體優(yōu)勢(shì)

統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)不僅對(duì)視頻數(shù)據(jù)和設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，還便于未來(lái)的系統(tǒng)擴(kuò)容，系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)單純的容量擴(kuò)容，也可以實(shí)現(xiàn)容量和性能的線性增長(zhǎng)，并且在擴(kuò)容過(guò)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(tái)具備極高的可靠性和安全性，通過(guò)專業(yè)的存儲(chǔ)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(shí)，通過(guò)集中存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控管理平臺(tái)軟件，極大地方便視頻管理和設(shè)備維護(hù)。方案優(yōu)勢(shì)可概括如下。

1、提供一個(gè)海量的存儲(chǔ)空間來(lái)存儲(chǔ)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(zhǎng)視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)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(chǔ)要求。

4、視頻數(shù)據(jù)集中存放在一個(gè)存儲(chǔ)資源中，統(tǒng)一維護(hù)，可以隨時(shí)查看存儲(chǔ)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(jià)，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(tái)，合理節(jié)約存儲(chǔ)成本，最大化利用投資價(jià)值。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)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(huì)越來(lái)越多、圖像清晰度要求越來(lái)越高、錄像保存期限也越來(lái)越長(zhǎng)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來(lái)越大，對(duì)監(jiān)控錄像存儲(chǔ)的要求則越來(lái)越嚴(yán)苛，即要求監(jiān)控錄像存儲(chǔ)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(chǔ)、DVR存儲(chǔ)方式的缺陷顯而易見(jiàn)，存儲(chǔ)空間不足、性能壓力、錄像存儲(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)度高、無(wú)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(wèn)題越來(lái)越無(wú)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(shì)。

如今網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)技術(shù)中也發(fā)展出多種產(chǎn)品應(yīng)用于監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)，如NVR、磁盤(pán)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(chǔ)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(chǔ)和DVR存儲(chǔ)設(shè)備，但是作為視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(duì)于專業(yè)磁盤(pán)陣列存儲(chǔ)則缺少了一些安全性。此外，由此產(chǎn)生的性能不足問(wèn)題可能導(dǎo)致傳輸存儲(chǔ)過(guò)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(pán)陣列存儲(chǔ)視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的種種優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)技術(shù)中采用磁盤(pán)陣列存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)無(wú)疑是目前監(jiān)控系統(tǒng)最完善的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案，而解決目前監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)難題必然要依靠這一成熟的技術(shù)。