視頻監(jiān)控存儲技術發(fā)展

　　信號和多媒體處理技術的發(fā)展引導著視頻監(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)控轉換到“模擬--數(shù)字”監(jiān)控，直到現(xiàn)在的網絡視頻監(jiān)控，至少經歷了三代的發(fā)展歷程。視頻監(jiān)控存儲技術也先后經歷了VCR存儲、DVR存儲和現(xiàn)在的網絡存儲三次重大變革。

　　由模擬攝像機、錄像機等設備組成的傳統(tǒng)模擬監(jiān)控時代，視頻監(jiān)控圖像存儲以錄像帶為介質，但因為錄像帶易于丟失、被盜或無意中刪除，且錄像質量不高，查詢操作和維護困難，所以現(xiàn)在已經基本不采用;以模擬攝像機、DVR等設備為代表的“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，硬盤質量又參差不齊，規(guī)格不一也為擴展和管理帶來難題，所以DVR存儲也凸顯出其固有的缺陷;以數(shù)字攝像頭、標準LAN/MAN/WAN/Internet網絡設備、監(jiān)管服務器等為代表的網絡視頻監(jiān)控，存儲設備可以存放在網絡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，且具有強大的靈活和擴展性，具有廣泛的兼容性和很高的集成度。

　　需求分析

　　實際應用對視頻監(jiān)控存儲的需求也促使監(jiān)控技術本身的不斷發(fā)展，如今的監(jiān)控系統(tǒng)正向高清化、網絡化、規(guī)?；椭悄芑姆较虬l(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)有異構平臺的基礎上實現(xiàn)統(tǒng)一網管和準確故障定位，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)控存儲設備因為存儲容量小、清晰度低、可靠性差、可管理性不高與擴展性能差等方面存在的問題越來越不適應現(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)性能壓力增強和管理擴展開銷增大等問題，正逐步向第三代網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)過渡，方案首先需要為用戶構建統(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)網絡化的基礎。

　　方案要從滿足用戶實際應用需求出發(fā)，實現(xiàn)系統(tǒng)的易部署、高性能、高安全、可擴展和易維護。構建統(tǒng)一視頻監(jiān)控存儲平臺，將系統(tǒng)平滑過渡到網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，需要考慮在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)網絡架構的前提下將用戶可能仍在應用的分散的DVR架構改造為統(tǒng)一存儲架構;將視頻監(jiān)控管理平臺服務器與存儲服務器分離，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、進行更好的數(shù)據(jù)保護和方便后期擴展;采用專業(yè)的視頻管理平臺軟件，智能化管理和應用視頻數(shù)據(jù)。

　　方案設計

　　1、前端模擬攝像機采集的視頻信息通過編碼器等設備轉變?yōu)閿?shù)字信號后通過監(jiān)控網絡傳入監(jiān)控服務器;新增的網絡攝像機信號直接通過監(jiān)控網絡傳入監(jiān)控服務器。

　　2、監(jiān)控服務器后端通過網線直連或者通過以太交換機與存儲服務器連接，即視頻數(shù)據(jù)通過監(jiān)控服務器存入存儲服務器。

　　3、監(jiān)控服務器上安裝視頻管理平臺軟件，對視頻數(shù)據(jù)進行調用、報警、切換等應用操作，并且可支持多人經以太網在線查看視頻數(shù)據(jù)。(系統(tǒng)架構圖詳見圖1)

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　　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)調整SAN存儲資源，提高資源利用率;存儲空間可無限擴展，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)的存儲設備，其RAID算法的數(shù)據(jù)保護機制、磁盤熱備功能、在線維護和冗余電源風扇等技術，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)和設備進行統(tǒng)一管理，還便于未來的系統(tǒng)擴容，系統(tǒng)既可以實現(xiàn)單純的容量擴容，也可以實現(xiàn)容量和性能的線性增長，并且在擴容過程中，監(jiān)控系統(tǒng)能夠平滑運行，不中斷正在運行的應用。

　　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)的存儲設備和各種數(shù)據(jù)保護方式，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備維護。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展性，為今后監(jiān)控系統(tǒng)的進一步發(fā)展建立良好的基礎。

　　3、良好的性能搭配，滿足當前監(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，可以隨時查看存儲資源的利用情況、健康情況、運行情況等多種信息。

　　5、使用最經濟的代價，在盡量不改變用戶現(xiàn)有網絡拓撲結構的基礎上進行改造，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。

　　結語

　　綜上所述，無論是用戶本身應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)控網絡規(guī)模越來越大，對監(jiān)控錄像存儲的要求則越來越嚴苛，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)保護和便捷的管理維護等等性能。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、錄像存儲風險度高、無法解決遠程監(jiān)控環(huán)境高度集中監(jiān)控和穩(wěn)定性維護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，網絡監(jiān)控取代傳統(tǒng)視頻監(jiān)控已成為必然趨勢。

　　如今網絡視頻監(jiān)控存儲技術中也發(fā)展出多種產品應用于監(jiān)控存儲系統(tǒng)，如NVR、磁盤陣列等等。NVR產品作為全網絡架構的視頻監(jiān)控存儲產品在部署、布線、管理等方面已經大大優(yōu)越于傳統(tǒng)錄像存儲和DVR存儲設備，但是作為視頻數(shù)據(jù)存儲設備，所有的監(jiān)管應用與圖像數(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，由此產生的性能不足問題可能導致傳輸存儲過程中的丟幀現(xiàn)象。

　　上述方案詳細闡述了使用專業(yè)磁盤陣列存儲視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的種種優(yōu)勢，現(xiàn)有網絡視頻監(jiān)控存儲技術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。