高清監(jiān)控對于存儲的需求分析

　　首先，我們對高清先進(jìn)行簡單的了解，主流標(biāo)清監(jiān)控的分辨率為CIF/D1格式4：3的圖像規(guī)格。標(biāo)清視頻監(jiān)控中采取的視頻壓縮算法通常為MPEG-4。而高清視頻監(jiān)控的分辨率需要達(dá)到720線以上，即圖表中的分辨率720p/1080p/1080p格式 16：9的圖像規(guī)格，通常采用H.264的視頻壓縮算法。目前已經(jīng)面世的高清視頻監(jiān)控設(shè)備主要支持720p及1080p兩種規(guī)格，而1080p也被稱為全高清。

　　從標(biāo)清的CIF格式到高清的720p格式圖像的分辨率提高了9倍，而從CIF到全高清的1080p格式圖像的分辨率更是提高了20倍。分辨率的大幅提高以及H.264壓縮算法的應(yīng)用使得高清監(jiān)控的畫質(zhì)得到了顯著的提升，然而高清視頻的碼率也相應(yīng)的增大。

　　監(jiān)控領(lǐng)域常見的圖像分辨率格式如下：

　　在標(biāo)清視頻監(jiān)控中，一路圖像的碼率為512K-2M。而高清視頻監(jiān)控中，一路視頻的碼率為4M-20M，即需要存儲的文件大小為2-9G/小時。按照監(jiān)控常用的7*24小時30天的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算可以得到如下的數(shù)據(jù)：2G*24*30=1.44TB。

　　若一路高清視頻需要保持30天則至少需要1.44TB的存儲空間?？梢姼咔逡曨l監(jiān)控的應(yīng)用對存儲提出了新的要求和挑戰(zhàn)。

　　DVR存儲絕大多數(shù)可實(shí)現(xiàn)D1的存儲

　　目前市場上針對高清監(jiān)控的存儲主要采用一下幾種方式：

　　DVR存儲的優(yōu)劣

　　多路模擬高清攝像機(jī)接入到DVR，由DVR負(fù)責(zé)編碼，存儲及傳輸。采用這種方式有以下的優(yōu)點(diǎn)：

　　· 技術(shù)相對簡單，易于實(shí)現(xiàn);

　　· 在整體結(jié)構(gòu)上屬于分布式存儲，分散了高清存儲的帶寬壓力;

　　· 存儲設(shè)備的硬盤采用順序?qū)懭氲姆绞?，非工作盤處于休眠的狀態(tài)，能耗較低且硬盤的壽命較長;

　　· 設(shè)備的故障點(diǎn)分散，單一設(shè)備故障不會影響整個系統(tǒng)的問題。

　　但這種存儲方式的缺點(diǎn)也比較明顯：

　　· 前端接入的為模擬高清攝像機(jī)，而高清傳輸對線材的要求非常高，采用這種方式不可避免的增加了施工的成本，同時模擬傳輸?shù)囊曨l質(zhì)量也很難得到保證;

　　· 單個DVR設(shè)備需要同時編解碼多路高清視頻，編碼器的性能成為系統(tǒng)的瓶頸，芯片組成本較高;

　　· 單個DVR硬盤容量有限，通常只能配置8塊硬盤，硬盤沒有RAID保護(hù)，增大了數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn);

　　· 存儲空間不能共享，靈活性差、利用率低;

　　· 設(shè)備分散，維護(hù)的難度較大。

　　實(shí)際上，市場上采用DVR方式的高清監(jiān)控絕大多數(shù)只是達(dá)到了D1的標(biāo)準(zhǔn)，算不上真正意義上的高清。

　　混合式DVR利于保護(hù)現(xiàn)有投資

　　混合式DVR，即普通DVR的基礎(chǔ)上加入了NVR的功能?；旌鲜紻VR除支持模擬攝像機(jī)的接入外還能支持視頻編碼器和IP攝像機(jī)的接入。

　　混合式DVR的優(yōu)點(diǎn)：

　　· 標(biāo)清和高清兼顧，可接入現(xiàn)有的模擬攝像機(jī)也可接入網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或編碼器;

　　· 低成本實(shí)現(xiàn)高清監(jiān)控;

　　· 有利于模擬視頻監(jiān)控工程改造升級;

　　· 監(jiān)控管理平臺無需大的改動即可接入混合式DVR;

　　混合式DVR的缺點(diǎn)：

　　· DVR硬盤容量有限，通常沒有硬盤沒有RAID保護(hù)，數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)較高;

　　· 存儲空間靈活性差，利用率低，不能共享;

　　混合式DVR的產(chǎn)生屬于標(biāo)清到高清的過渡性產(chǎn)品?？梢栽诓桓淖兿到y(tǒng)架構(gòu)和設(shè)備情況下，實(shí)現(xiàn)高清的應(yīng)用，有利于保護(hù)現(xiàn)有投資。[nextpage]

　　集中式存儲易于管理和擴(kuò)展

　　監(jiān)控平臺服務(wù)器集中存儲。服務(wù)器連接前端編碼器或IP攝像機(jī)，通過流媒體協(xié)議下載數(shù)據(jù)，然后存放到存儲設(shè)備上。服務(wù)器和存儲設(shè)備之間可以通過SAS、iSCSI、NAS、FC協(xié)議連接。

　　監(jiān)控平臺服務(wù)器集中存儲的優(yōu)點(diǎn)在于：

　　· 視頻存儲集中管理、存儲空間利用率高，易于擴(kuò)容;

　　· 由于采用了RAID技術(shù)，存儲的可靠性高，單一硬盤的損壞不會造成視頻的丟失;

　　· 在大規(guī)模的應(yīng)用上，集中存儲的性價(jià)比較高;

　　· 存儲設(shè)備集中在中心機(jī)房，易于維護(hù)。

　　監(jiān)控平臺服務(wù)器集中存儲的缺點(diǎn)在于：

　　· 監(jiān)控平臺中心服務(wù)器的帶寬壓力大，性能要求高。視頻監(jiān)控通常都會都接入數(shù)百路的視頻圖像。一路高清視頻需要的帶寬至少也在4M以上。100路視頻需要400M以上的網(wǎng)絡(luò)帶寬;

　　· RAID技術(shù)使得所有的成員盤都必須7*24小時運(yùn)轉(zhuǎn)，因此硬盤的壽命相對較小;

　　· 監(jiān)控平臺服務(wù)器成為單一的故障點(diǎn)，一旦發(fā)生死機(jī)或脫網(wǎng)等故障，將造成整個系統(tǒng)的失效。

　　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(kuò)展能力和可管理性，是目前采用較多的方式之一。

　　NVR適合中小型的監(jiān)控系統(tǒng)高清

　　NVR是純粹高清存儲的設(shè)備。DVR不同在于，高清NVR只高清IP攝像機(jī)的數(shù)字信號，不接模擬攝像機(jī)的信號。它將高清IP攝像機(jī)通過網(wǎng)線傳輸?shù)臄?shù)字信號直接存儲到本地硬盤。

　　高清NVR的優(yōu)點(diǎn)：

　　· 傳輸過程完全數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)了無損傳輸保證了高清視頻的質(zhì)量;

　　· 可以接入多路的高清視頻;

　　· 若采用PEO供電的方式則采用一跟網(wǎng)線即可代替了傳統(tǒng)的視頻線、音頻線、電源線、控制線。施工布線簡單，成本低廉;

　　· 分布式存儲，降低了網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力。

　　高清NVR的缺點(diǎn)：

　　· 設(shè)備分散，不易維護(hù);

　　· 單個設(shè)備的存儲容量還是較低。

　　高清NVR比較適合中小型監(jiān)控系統(tǒng)的使用，以及網(wǎng)絡(luò)帶寬緊張情況下的高清監(jiān)控系統(tǒng)的使用。

　　未來高清存儲的發(fā)展方向

　　以上四種常見的高清存儲方式中，DVR存儲、高清NVR和集中存儲的方式較為常見。

　　從安防監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展來看，DVR在仍然有很高的占有率，從保護(hù)投資的角度來說用戶也不易接受全高清NVR的架構(gòu)，因此大部分項(xiàng)目中仍然采用DVR存儲高清。當(dāng)然前面也介紹過所謂的高清DVR實(shí)際上并沒有達(dá)到高清監(jiān)控的標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，高清監(jiān)控對網(wǎng)絡(luò)帶寬的巨大要求也是DVR大量采用的一大原因。以銀行的網(wǎng)絡(luò)情況為例，單個營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的帶寬通常為2M，若采用集中存儲的方式則需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)容，并對整個監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)做大規(guī)模的改造。

　　而在于新建的高清監(jiān)控項(xiàng)目中。因?yàn)閷?shí)際環(huán)境的不同分別采用了高清NVR或集中存儲的方式。對于小規(guī)模的高清監(jiān)控系統(tǒng)，采用高清NVR具有明顯的成本優(yōu)勢，同時部分高清NVR實(shí)際上也采用了本地存高清，網(wǎng)絡(luò)傳標(biāo)清的過渡性解決方案，對于網(wǎng)絡(luò)帶寬緊張的項(xiàng)目來說不僅解決了現(xiàn)有的監(jiān)控需求，同時也為未來全面的高清化預(yù)留了空間。而其集中存儲方式多用于大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的部署。通常大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目涉及的監(jiān)控點(diǎn)位繁多，地點(diǎn)分散，采用帶寬充足的監(jiān)控專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。因此集中存儲方式更有利于大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的管理和應(yīng)用需要。

　　未來的高清存儲方式必然朝著兩個方向發(fā)展。中小規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中，高清NVR將是主流的存儲方式。而大規(guī)模的視頻監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中，集中存儲及云存儲將是主流的存儲方式。

　　云存儲是在云計(jì)算概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念，是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中各種不同類型的存儲設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的一個系統(tǒng)。云存儲技術(shù)的出現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)存儲方式的性能瓶頸及容量瓶頸。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)帶寬的逐步提高，云存儲在監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用有著美好的前景。