許中堂

【摘要】數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)相比具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，但在設(shè)計(jì)和部署過程中仍然需要精心規(guī)劃，才能確保最高的經(jīng)濟(jì)性。在影響監(jiān)控?cái)?shù)字錄像機(jī) （SDVR） 系統(tǒng)價(jià)值的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，存儲(chǔ)方式及容量最為重要，也最經(jīng)常被誤解。

【關(guān)鍵詞】IP化；NVF；SAN；云存儲(chǔ)

Video surveillance storage and capacity calculation

Xu Zhong-tang

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】Digital video surveillance systems have a significant advantage over traditional analog systems， but they still need to be carefully planned in the design and deployment process to ensure the highest level of economics. In a number of standards that affect the value of a digital video recorder （SDVR） system， storage and capacity are the most important and often misunderstood.

【Key words】IP；NVF；SAN；Cloud storage

1. 前言

（1）隨著視頻監(jiān)控IP化的不斷推進(jìn)，原有的模擬視頻監(jiān)控及模數(shù)混合組網(wǎng)的視頻監(jiān)控應(yīng)用模式正在逐步被純IP化、全高清的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控所取代。前端分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品也由DVR、HDVR（混合式DVR）逐步替換成NVR產(chǎn)品。NVF產(chǎn)品的技術(shù)成熟度已經(jīng)非常高，因此，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境相當(dāng)激烈（見圖1）。

圖1

（2）網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)方案。

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)架構(gòu)總體要求存儲(chǔ)介質(zhì)物理上分散、管理策略上集中，數(shù)據(jù)邏輯上實(shí)現(xiàn)集中，能滿足視頻信息綜合利用的需求；存儲(chǔ)介質(zhì)物理上分散可以在統(tǒng)一管理的前提下降低維護(hù)成本。存儲(chǔ)架構(gòu)支持前端存儲(chǔ)和中心平臺(tái)存儲(chǔ)相結(jié)合的方式，支持DVR/DVS、DAS、NAS、IPSAN、FCSAN等多種存儲(chǔ)架構(gòu)的共存，并支持異構(gòu)存儲(chǔ)架構(gòu)的統(tǒng)一管理。

2. 存儲(chǔ)方式

存儲(chǔ)架構(gòu)支持三處同時(shí)實(shí)施存儲(chǔ)：平臺(tái)中心存儲(chǔ)（集中存儲(chǔ)、分布存儲(chǔ)）、前端存儲(chǔ)、客戶監(jiān)控中心存儲(chǔ)。主要的存儲(chǔ)方式有三種：前端分布式存儲(chǔ)、后端集中存儲(chǔ)和云存儲(chǔ)。

2.1前端分布式存儲(chǔ)。

采用NVR產(chǎn)品做前端分布式存儲(chǔ)主要有三類應(yīng)用場(chǎng)景：一類是用戶組網(wǎng)需求為廣域網(wǎng)鏈路環(huán)境，鏈路帶寬很低；另外一類是關(guān)注于系統(tǒng)組網(wǎng)成本，希望采用低成本建設(shè)方案。第三類是整個(gè)系統(tǒng)視頻系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)位少，組網(wǎng)規(guī)模小。可靈活擴(kuò)展多種類型業(yè)務(wù)接口，適用于智能樓宇、教育、醫(yī)療、金融、電力等場(chǎng)所類監(jiān)控項(xiàng)目。

2.2后端集中存儲(chǔ)。

隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始從小型化的多點(diǎn)系統(tǒng)向大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)化，進(jìn)而推動(dòng)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)向集中化的方式演進(jìn)。相對(duì)NVR的分布式存儲(chǔ)而言，后端集中存儲(chǔ)方式更加注重?cái)?shù)據(jù)的集中保存、數(shù)據(jù)可靠性與統(tǒng)一管理維護(hù)，同時(shí)具有較好的容量擴(kuò)展能力。因此后端集中存儲(chǔ)方式更適合大規(guī)模部署。集中存儲(chǔ)主要以SAN/NAS為主要代表，其中SAN因?yàn)槠涓咝阅?、高穩(wěn)定性而被廣泛采用。SAN從產(chǎn)品形態(tài)和協(xié)議來區(qū)分主要又分為FC SAN和IP SAN。FC SAN產(chǎn)品延時(shí)小、可靠性高，但是建設(shè)成本也高很多，針對(duì)于視頻監(jiān)控的大容量存儲(chǔ)需求來說并不是非常合適，而IP SAN產(chǎn)品由于其互聯(lián)互通性高，管理維護(hù)簡(jiǎn)單，建設(shè)成本相對(duì)低廉等優(yōu)勢(shì)為安防視頻監(jiān)控行業(yè)所廣泛采用。

2.3云存儲(chǔ)。

（1）日前安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)正朝著海量、超高清、智能化和融合應(yīng)用的方向高速發(fā)展。這兒年，各行各業(yè)安防視頻監(jiān)控?cái)z像頭的數(shù)量不斷增加。一個(gè)大學(xué)的平安校園建設(shè)，攝像機(jī)從1000個(gè)～3000個(gè)不等，一個(gè)規(guī)模中等城市的平安城市建設(shè)，攝像機(jī)數(shù)量可能超過1萬個(gè)。1000路的IOSOF視頻圖像存儲(chǔ)容量已經(jīng)達(dá)到了1個(gè)PB（4M碼率，24小時(shí)不間斷存儲(chǔ)30天），而1萬路的1080P視頻存儲(chǔ)容量超過了10個(gè)PB（4Mi碼率，24小時(shí)不間斷存儲(chǔ)30天），安防視頻監(jiān)控存儲(chǔ)已經(jīng)進(jìn)入了存儲(chǔ)P時(shí)代。

（2）應(yīng)需而生的云存儲(chǔ)技術(shù)則能夠很好的解決設(shè)備性能和存儲(chǔ)空間無法共享及利用、存儲(chǔ)設(shè)備統(tǒng)一管理問題。云存儲(chǔ)利用集群化、虛擬化、分布式文件系統(tǒng)等技術(shù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備資源、帶寬資源、存儲(chǔ)空間資源等進(jìn)行統(tǒng)一整合、從而為用戶提供大容量、高性能、高可靠的透明存儲(chǔ)服務(wù)。

（3）在云端的存儲(chǔ)新未來云存儲(chǔ)，這個(gè)炙手可熱的新一代存儲(chǔ)方式，牽動(dòng)和行業(yè)神經(jīng)。提到先進(jìn)的存儲(chǔ)技術(shù)就不能不講到云存儲(chǔ)。這是一種具有很大誘惑性的存儲(chǔ)技術(shù)，云存儲(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)完全虛擬化，大大簡(jiǎn)化應(yīng)用環(huán)節(jié)，節(jié)省客戶建設(shè)成本，同時(shí)，提供更強(qiáng)的存儲(chǔ)和共享功能。云狀存儲(chǔ)中所有設(shè)備對(duì)使用者完全透明，任何地方、任何被授權(quán)用戶都可以通過一根接入線與云存儲(chǔ)連接，進(jìn)行空間與數(shù)據(jù)訪問。用戶無需關(guān)心存儲(chǔ)設(shè)備型號(hào)、數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)協(xié)議、應(yīng)用接口等，應(yīng)用簡(jiǎn)單透明。云存儲(chǔ)對(duì)使用者來講，不是指某一個(gè)具體的設(shè)備，而是指一個(gè)由許許多多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器所構(gòu)成的集合體。使用者使用云存儲(chǔ)并不是使用某一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，而是使用整個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來的一種數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。所以嚴(yán)格來講，云存儲(chǔ)不是存儲(chǔ)，而是一種服務(wù)。可以說，云存儲(chǔ)是安防未來的主流，但目前國(guó)內(nèi)企業(yè)真正具備其技術(shù)的廠家較少，還有許多完善之處，特別是與大數(shù)據(jù)的結(jié)合應(yīng)用。

3. 容量計(jì)算

在傳統(tǒng)計(jì)算環(huán)境中，硬盤容量往往僅作為一個(gè)數(shù)量指標(biāo)；存儲(chǔ)系統(tǒng)中可保存多少數(shù)據(jù)？由于需要 24×7 全天候運(yùn)行的視頻流，所以為了在特定安全環(huán)境中提供卓越性能和最高效率，必須為這類系統(tǒng)配備充足的存儲(chǔ)容量，從而使下列三個(gè)基本視頻參數(shù)滿足要求：

3.1數(shù)量——視頻流的數(shù)量和持續(xù)時(shí)間。

3.2質(zhì)量——視頻流的圖像質(zhì)量，以幀分辨率（例如，1280×1024 像素）和幀速率 （fps） 表示。

3.3歸檔——視頻流儲(chǔ)存的時(shí)間長(zhǎng)度。

每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)所需的存儲(chǔ)容量可按以下公式計(jì)算：

錄像天數(shù)×24×60×60×錄像碼率（Mbps）/8=錄像容量（MB）

注意：硬盤實(shí)際容量和標(biāo)稱容量是不一致的，并不同的廠商及批次都不同，一般留有10%的冗余。

考慮硬盤格式化容量損失，硬盤實(shí)際容量=說明容量×0.9（格式化損失），一共需要2.6T/0.9≈2.9T。

3.4實(shí)例介紹。

假設(shè)某監(jiān)控系統(tǒng)有9個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)碼率：2Mbps，需要保存15天，則

單個(gè)監(jiān)控點(diǎn)需要的存儲(chǔ)容量：

15×24×60×60×2（Mbps）/8 = 324000MB = 316.4G

系統(tǒng)需要的磁盤容量為：

316.4G×9 = 2848G

經(jīng)過計(jì)算，此系統(tǒng)使用3T的實(shí)際存儲(chǔ)容量即可滿足需要

3.5硬盤錄像機(jī)硬盤容量計(jì)算遵循以下公式：

每小時(shí)錄像文件大小×每天錄像時(shí)間×硬盤錄像機(jī)路數(shù)×需要保存的天數(shù)

每小時(shí)錄像文件大小=碼流大小÷8×3600÷1024 單位：MB/小時(shí) 1G = 1024M

常見錄像格式的碼流大?。篞CIF：256Kbps CIF：512Kbps DCIF：768Kbps

Half_D1：768Kbps 4CIF：1536Kbps Full_D1：2048Kbps 720P：3096Kbps

1080P：10240Kbps

一般CIF格式一路一小時(shí) 225MB，D1格式的一路一小時(shí)900MB，720P格式的一路一小時(shí)1360MB1080P格式的一路一小時(shí)4500MB

4. 結(jié)束語

隨著科技的進(jìn)步，對(duì)于視頻業(yè)務(wù)的組網(wǎng)架構(gòu)、存儲(chǔ)方式、容量等在發(fā)生著變化。伴隨著海量信息的存儲(chǔ)，云存儲(chǔ)一定是最佳選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]趙金明大數(shù)據(jù)時(shí)代的高清視頻監(jiān)控存儲(chǔ)《中國(guó)鐵路》， 2013 （4） ：81～82.

[2]任廣杰 ，馮傳濱網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)類型解析《電信技術(shù)》， 2011 ， 1 （5） ：87～92.

[3]吳賢民解析高清監(jiān)控的三種存儲(chǔ)方式《萬方數(shù)據(jù)》， 2016-05-16.

[4]視頻監(jiān)控存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)化史.