视频监控系统一般具有监控点多,摄像头数量多,监控时间长,采集数据的时间往往长达几天或几十天。视频监控系统中采用的存储设备在数据读写方式上具有与其它类型系统不同的特点。
1)数字视频编码器或视频服务器以流媒体方式将数据写入存储设备,实时监控点回传的图像和画面以流媒体方式保存在存储中,回放工作站以流媒体方式来读取已存储的视频文件。这种读写方式与普通数据库系统或文件服务器系统中存储采用的小数据块或文件级读写方式完全不同,因此视频监控系统存储在技术参数要求方面与其它应用系统有较大的区别。
2)大型的视频监控系统中往往有2000-3000个,甚至更多个监控摄像头,每个摄像头一般采用D1格式回传图像。每路D1图像的码率为2Mb/s,所有摄像头累加超来总共需要500-750MB/S的带宽。
视频采集过程中,视频文件格式一般都不会发生变化,且码率保持恒定,视频图像的帧率一般都在15-25帧/S之间,也就是说在存储的读写操作中,必须保证每1/25秒内都能够达到500-750MB/S的带宽,否则图像采集或回放就会出现丢帧现象,除非存储设备本身配置一个大容量的缓存。因此视频监控系统存储不仅要求带宽大,还要求带宽恒定。
3)数据读写操作的持续时间长。由于摄像头一般都是7*24小时工作的,即使流媒体文件采用分段保存方式,写入操作的持续时间也有可能长达2-6个小时,后期回放时也需要相同的时间。因此要求存储具有超强的长时间工作能力,保持长时间的稳定性。
4)视频监控系统一般具有摄像头数量多,视频图像存储时间长,因此存储容量需求巨大,且随着图像存储时间的增加,存储容量需求呈线性的、爆炸性的增长。因此视频监控系统存储必须支持大容量,且容量具有高扩展性,满足长时间大容量视频图像存储的需求。
5)数字视频编码器一般对外提供标准的IP接口或iSCSI接口,通过在ADSL、城域网或专用网络上传输TCP/IP协议包文或iSCSI协议包文来向后方监控中心回传数据。如果存储设备具有与数字视频编码器相同的接口,编码器就有可能直接将数据写存储,从而就会大大减少监控系统的数据传输环节,提供数据存储的效率。
一、视频监控存储的基本类型共有三种方式可以选择:
1 使用硬盘驱动器内置的DVR , NVR或服务器。这仍然是目前常见的存储形式。
2 直连存储即在硬盘以外使用DVR ,NVR或服务器。NAS或SAN系统提供了更大的扩展性,灵活性和空间。
3 集中存储。
二、视频监控存储系统选购原则
视频监控系统是一个相对特殊的系统,主要要求大容量和成本,否则根本没有那么大的资金去建立遍布全市,甚至于全国的监控系统。因此选择大容量低成本的IP存储是监控系统本身的特点和需求决定的,同时可以保证系统的安全性。
按照监控系统配置选择存储设备的容量考虑存储设备容量的大小,除了与摄像头数量有关外,还与视频的格式,码率,存储的天数有关。存储系统容量的计算方法如下:假设视频的格式为D1,码率为2Mb/s.单路视频每天存储容量为:1路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小时 =21GB.单路视频每月存储容量为:1路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小时*30天=648GB.摄像头数量、码率、存储时间可根据实际情况来选择。
三、分布式和集中式存储的选择
集中存储的优缺点是,物理介质集中布放;视频流上传到中心对机房环境要求高,要求机房空间大,承重、空调等都是需要考虑的问题。
分布存储,集中管理的优缺点是,物理介质分布到不同的地理位置;视频流就近上传,对骨干网带宽没有什么要求;可采用多套低端的小容量的存储设备分布部署,设备价格和维护成本较低;小容量设备分布部署,对机房环境要求低。
对于城市监控系统的监控数据,各个区域是否集中,怎么集中很多时候和一个城市的行政划分有关,一个城市的区域大小和可用的网络状况有关。城市越小,网络条件越好,越容易实现集中存储。反之就越需要进行分布式存储。如北京有8个区。建立视频监控系统时,可以每个区域先集中,再汇聚到总中心,如应急指挥中心。
视频监控存储采购需要注意的问题因为监控是一个视频应用类系统,具有和其它系统不同的访问特点:以流媒体方式对存储设备进行访问,多路视频长时间同时写入同一个存储,实时多路视频访问同一个文件,视频访问带宽恒定,带宽稳定性要求高,为1/25秒的平均值,视频访问时间长,容量需求巨大,存储扩展性能高。视频存储对存储环境没有特殊的要求。按常规监控系统的数据基本上都是临时性,超过在线存储时间(如7天、15天,个别会要求30天)后,就可以删除了,因此监控系统的备份很多时候只要能满足一个月就可以了。
因此的设备选型时,不一定非要选带宽的,而要选择带宽波动的,曲线平稳的。因为要长时间运行,在用控制器架构的存储设备,不要选择PC架构的,选择容量可以扩张的设备。
另外,在超过100TB容量的情况下,FC-sata设备的价格不一定就比ISCSI设备贵。FC支持的磁盘数量多,ISCSI设备一般支持的数量少,假设容量要求为500TB,FC-sata只需要一套就可以,而ISCSI设备就需要很多到才行,仅仅ISCSI设备的控制器部门的费用就是很大一块。
视频监控系统首先是一个视频应用系统,因为存储设备要能够提供稳定的带宽输出,满足长时间视频读写的要求,其次,视频监控系统既要满足大量摄像头的实时数据写入,和要满足大量监控端的视频回放需求,因此,还要考虑存储系统可以提供足够的IOPS性能。
由于视频监控系统一般遍布全市甚至全国,因此存储设备还要考虑是否可以实现物理上分散,但管理和监控上可以统一的功能。
网络视频系统的存储方案选择视频应用类系统包括如网络视频、IPTV、VOD点播和视频监控。但由于网络视频系统的码率一般相对较小,大约为100Kb/S-200Kb/s左右,因此对带宽要求相对较小。需要在线播放的用户很多,因此一般来将存储设备的IOPS性能要求很高,一般网站机房的总带宽一般都在1-2Gb/s(实际可用的带宽)左右,个别大型网站可能达到4-5Gb/s.能分配给网络视频板块的也就差不多100-200MB/S,因此对于带宽来讲一般的ISCSI存储和FC存储都可以轻松满足,但如果采用NAS存储,则需要中高端产品。
虽然采用高端NAS设备的成本较高,但NAS本身对外提供共享的文件系统,在网络视频的管理和共享方面区有天然的优势,方便后期的视频服务器数量扩张和升级。ISCSI和中低端的FC设备由于采用低成本的SATA磁盘,IOPS新能一般都在6w-10w左右,因此无法用与大型的网络视频系统。
建议网络视频系统选型是要从带宽和IOPS两个方面去考虑,在两个方面都满足的情况,尽量采用NAS产品。大型系统建议采用FC磁盘的光纤设备。
如果系统有一个好的视频管理系统和分发软件系统的话,可以采用小容量的高性能存储作为在线存储为用户提高实时访问,再采用一台低成本的ISCSI或NAS设备作为二级存储。
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