誰將迎來高清安防存儲的花季

2012-08-10 17:24:30 htcview 175

 

    在安防高清策馬奔騰的今天,抑或今后一段很長的時間,哪一種存儲技術和產品會引領風騷,會成為未來安防監控市場的主流技術和產品呢?

 

高清視頻監控存儲需求

 

    首先相對于傳統的模擬安防監控系統,高清視頻的數據存儲量遠遠超過了以前的存儲需求,可以用海量存儲來形容,舉例說明如下:100路的安防監控系統,監控數據按24小時寫入,存放周期假設為30天,傳統模擬監控系統每路D1視頻圖像按2M碼流計算,視頻數據量大概為62T,需要31塊2T的安防監控硬盤;如果安裝的是1080P的高清數字視頻監控,每路1080P視頻圖像按平均6M碼流計算,視頻數據量大概為186T,需要93塊2T的安防監控硬盤,音視頻數據存儲容量是傳統模擬監控系統的3倍!擴大到一個平安城市項目而言,總的監控路數通常幾千到上萬路,上萬TB的項目比較常見,這對于傳統的存儲行業是難以想象的。

 

對存儲設備的性能需求

 

    其次,性能的要求。視頻監控主要是視頻碼流的寫入,產品存儲性能和技術指標非常關鍵,一般用能同時支持多少路碼流(2Mbps-10Mbps)存儲來衡量。在多路并發寫的情況下,對網絡帶寬、數據處理能力、緩存等都有較大影響,對存儲的壓力很大,這時候存儲需要有很強的CPU網絡和存儲處理能力、硬盤接口數據處理能力、和專門針對視頻性能的優化處理能力。

 

對存儲設備的穩定性需求

 

    第三,穩定性的要求。安防監控存儲的視頻數據作為事后查證的重要證據,往往要求7*24小時不間斷無差錯存儲,可見其重要性,但和傳統重要數據的存儲穩定性要求又有區別,因為視頻數據量太大,使用傳統的數據備份技術進行備份成本將會直線上升,變得非常高昂,往往超出絕大部分建設單位的承受能力,因此要求單體存儲產品的穩定性要好,從而保證整個系統的穩定性。而目前大部分存儲應用的是IPSAN、NAS或存儲服務器,都是沿用傳統X86架構的計算機模式設計,普遍表現為功耗過大、溫度過高、無行業針對性設計、硬盤易損壞、穩定性差等劣勢。

 

    最后,用戶管理的方便性。安防監控應用的存儲設備中的海量數據必須被有效的管理起來,對最終用戶的使用提供方便、可靠、透明的支持。

    基于對以上應用需求的分析,我們可以得出結論:監控領域的存儲技術發展是向具有多路高清解碼顯示技術、流媒體轉發技術、硬盤休眠技術、流媒體存儲文件系統技術、以及嵌入式處理器和嵌入式LINUX操作系統技術的方向發展,而對應的產品則向嵌入式網絡硬盤錄像機(ENVR)方向發展。以此為導向,在中小型監控系統應用中,對應的存儲產品應是能夠支持4-16路720P或1080P高清網絡視頻的接入、存儲、轉發和解碼,并支持2-8盤位的小型解碼顯示式嵌入式網絡硬盤錄像機(ENVR);在大型監控系統應用中,對應的存儲產品應是能夠支持16-64路720P或1080P高清網絡視頻的接入、存儲和轉發,并支持16-32盤位的大型集中存儲式嵌入式網絡硬盤錄像機(ENVR)。

 

高清視頻存儲技術

 

1.嵌入式處理器和嵌入式LINUX操作系統技術

  隨著IC技術的發展,嵌入式多核處理器技術也得到快速發展,尤其是在工業級應用領域中的主導地位更是有目共睹。目前具有多個ARM處理器和多個編解碼DSP模組的工業級嵌入式處理器已經得到大規模應用。即使單個ARM處理器也已達到1.2GHz以上的處理速度,結合千兆網絡處理能力的提升,以及難能可貴的超低功耗(僅僅在5W左右)和穩定性,直接導致傳統處理器處理速度快的優勢逐步消失,而傳統處理器功耗過大、溫度過高、系統板級設計復雜、成本高昂等劣勢則會導致客戶逐步放棄使用。

傳統的WINDOWS和LINUX操作系統過于龐大,雖然界面友好但系統運行效率低,消耗資源大,并且不支持優先級的任務調度,無法及時進行工作任務切換,在監控存儲領域顯得功能冗余而效率不足,嚴重影響系統的穩定性和整體效能。

 

2.流媒體存儲文件系統技術

  目前大部分存儲設備如IPSAN、NAS、磁盤陣列服務器等,都是采用FAT32或NTFS文件系統,這兩種文件系統都是通用文件系統,相對于專門設計的視頻流媒體文件系統有以下缺陷和不足:一是設計復雜,文件系統自身信息量占據了不少的存儲空間,且往往很容易產生過多的磁盤碎片,進而導致出現磁盤壞道的幾率增加,降低整個系統的安全性。二是不支持視頻流媒體關鍵信息的錄入和檢索,用戶只能使用效率較低下的常規IO操作對所關注的錄像文件進行檢索,這直接導致查找錄像速度慢,無法高效獲取有效錄像信息以及對視頻智能化應用支持度差等問題,尤其是在海量數據的基礎上,這些問題將更為突出。

  針對視頻監控設計的視頻流媒體文件系統取消了大量冗余無意義的文件系統信息,使用更具有業務針對性的音視頻關鍵信息、智能化索引和一系列流媒體高效處理策略進行替代,并且采用預分區存儲策略,在消除磁盤碎片產生的絕對優勢下,更具有存儲高效快速、視頻信息檢索快速、對視頻智能化應用支持度高等優點。

 

3.硬盤休眠技術

  硬件休眠設計可以使硬盤壽命大大延長,從而減少硬盤損壞率。有某銀行的統計證明,在使用工控式DVR的監控系統中硬盤損壞率保持在5%左右,而使用支持硬盤休眠機制的嵌入式DVR的監控系統中硬盤損壞率保持在1%以內。

  硬盤休眠技術的原理非常簡單,在系統運行時只有正在錄像或回放的硬盤在工作狀態,其他硬盤都處于帶電休眠狀態,電機不運轉,不產生功耗,一旦被觸發使用可以立即運行進入工作狀態。

 

4.流媒體轉發技術

    在全數字高清監控時代,相對于傳統的存儲設備而言,視頻監控系統中的存儲設備不僅僅存儲數據,還必須具有流媒體轉發的功能,尤其是應用在大型的云存儲系統中。

  流媒體轉發技術是對多碼流、以及抽幀等技術的綜合應用,在接入網絡攝像機(IPC)的主碼流進行存儲的同時,支持把網絡攝像機(IPC)的主碼流或子碼流轉發給其他設備或音視頻處理系統。

 

5.多路高清解碼顯示技術

     相對于模擬的存儲設備數字硬盤錄像機(DVR)而言,高清視頻圖像的解碼更復雜,需要的解碼能力更強。目前對多路高清解碼顯示技術的應用已經體現在需要支持4路1080P高清視頻同時解碼,并輸出到同一個畫面上,因此不僅要求設備具有更強的解碼能力,同時還要求輸出視頻的清晰度、色彩、飽和度等具有更高的品質。多路高清解碼顯示有很多的技術難點,突出表現在解碼能力、多畫面切換、圖像時延等技術指標上

 

華天成HD-SDI硬盤錄像機的特點

 

HD-SDI標準高清數字接口

支持4路1080P/30、8路720P/30高清視頻信號的編碼、存儲、回放和傳輸

支持兩臺HD-DVR之間實現高清1080P/30的音、視頻對講

小于100ms的系統延遲

低延時實時高清視頻圖像處理算法

內置溫度傳感器,支持機內溫度實時顯示和自動控制,實現故障檢測和自動恢復 。

主機可實現設備自動開機、關機。 

支持1080P全景電子地圖

 

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