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监控存储产业在平安城市带动下尽显勃勃生机

发布时间:2019-02-19 19:37:35 编辑:笔名

监控存储产业,在“平安城市”带动下尽显勃勃生机

从2004年开始,“平安城市”、3111工程等以视频监控系统为核心建立的城市报警监控体系,在全国各个城市相继展开,为视频监控行业带来蓬勃生机,也为视频监控系统中的重要组成部分——存储设备带来了“肥沃土壤”,视频监控存储产业的发展显出一派勃勃生机。

文/周帅 视频监控“出道”之初,系统架构相对简单,主要应用于实时监视,以代替安保人员的工作。但是,在应用过程中人们看到,仅仅是实时监视,需要耗费大量的人力,而且监视效果得不到保证,反而增加了使用者的负担。后来人们逐渐摸索出经验:依靠事后追踪取证手段,再配合相应的管理和惩戒措施,更可以有效地威慑和防止犯罪或违规事件的发生——存储在视频监控系统中的应用应运而生。

由于初期的监控项目多属于小型工程,对数据的存储容量要求并不高,因此在开始是采用VCR磁带存储。再后来随着硬盘的逐渐大范围使用,以及DVR的出现,实现了图像的数字化存储,DVR也很快在绝大多数监控领域代替VCR。然而,“随着IP技术的铺展及成熟,远程监控需求也越来越多地被提出,从而强势推动监控进入络时代,系统的接入规模和覆盖范围得到了极大的扩展,越来越多的监控项目开始引入IP SAN存储,以实现更可靠更大容量的视频存储。”杭州华三通信技术有限公司(H3C)多媒体产品线总工廖旭东介绍道。2004年开始在全国范围逐步铺开的“平安城市”建设,更是成为推动视频监控系统发展的主要力量,也不断对应用于视频监控系统中的存储设备提出更高的要求,随着项目越做越大、要求存储时间越来越长,存储产品的容量正在迅速加大,其稳定性也更趋完善。

迎合视频监控需求,专业监控存储产品应运而生 传统的视频监控系统以DVR存储为主,一般以4、8、16路通道为一组,同一组通道的图像保存在同一台机器上,也有少量的DAS设备能够支持和DVR直接连接,实现存储的扩容功能,然而随着监控络化的不断发展,监控系统也在从以DVR单机功能为中心转向以络平台整合所有资源的方向发展,编码设备从单一的DVR过渡到DVR、NVS、IPC等各种编码设备并存的情况。

而由于视频监控系统的专业性和特殊性,其对存储产品有着较为特殊的需求,特别是在一些大型监控应用项目中,比如“平安城市”等,对存储产品提出更高的要求,如图像保存时间更长久、兼容功能更完善、稳定性能更成熟等。据了解,公安部于2006年推出《GA/T 城市监控报警联系统通用技术要求》,提出图像保存时间至少为15天,而根据各个城市的经济水平、重视程度的不同,图像存储时间主要分别有15天、30天、3个月等。但由于存储设备目前在视频监控领域所占的比例很小,还属于一个附属设备的角色,因此《要求》里对于存储产品提出的要求相对较少,定义也比较模糊。浙江大华技术股份有限公司产品线高级经理包军介绍:“概括起来,主要是要求存储设备支持可动态调整的录像策略,支持多种录像检索方式,支持比较丰富的络协议。然而随着存储产业和视频监控行业的不断发展,监控系统对于存储设备的要求必将越来越规范,越来越适合视频监控的需求。”不过,据参与标准修订的北京威视数据系统有限公司产品事业部副总经理刘宏透露,公安部正在审核(预计今年或明年即将颁布实施)的相关细则中,除了对图像保存时间有要求外,还对存储的容量、管理、资源共享、设备的可靠性及安全性等提出较为详细而具体的要求。

“平安城市”视频监控系统的很多监控点都处于比较恶劣的室外环境,因此应用于“平安城市”中的存储设备,需要具有较高的环境适应性,特别是防震性能要好;视频监控系统存储是采用流媒体存储方式,要求持续地存储,即7×24小时的工作方式,对存储设备的可靠性、稳定度要求更高。创新科存储技术有限公司技术中心副总经理冯凯补充介绍道:“视频监控系统对存储容量的要求特别大,要求可扩展,中端存储产品要求在50TB以上,低端存储产品则在10TB以下;要求存储设备支持大规模的统一管理平台,可通过一个中心实时监测存储状态;在大型的监控系统中,要求存储绿色节能,主要特点为MAID形式:当磁盘长时间无访问时,转速会降低,然后停止转动(此时不需要供电,可减少热量产生,增加硬盘使用寿命),如果再需要访问时,硬盘会再自动转动。”

针对视频监控系统对存储容量的需求,大华的包军举例说明:“1路2MB码流的D1视频录像连续保存24小时,需要的磁盘容量为2MB×3600s/h×24h≈21.1GB,100路D1图像连续录30天,需要的磁盘容量高达21.1GB×100×30≈61.8TB,这样的容量需求对于传统领域的存储设备而言,已是非常可观,而在视频监控系统,上百TB、上千TB的容量需求已是屡见不鲜。”包军还指出,视频监控系统对存储设备的吞吐能力要求不高,以100路D1连续录像30天为例,虽然容量要求高达60多TB,但瞬时的数据传输带宽需求仅为2MB×100=25MB/s,即使再算上一倍的络下载流量,整体带宽也仅为50MB/s,传统的存储设备很轻松就能满足带宽需求。虽然视频监控领域也需要存储设备对数据提供一定的保护能力,但数据保护功能往往需要付出一定的容量或者性能代价,所以一般视频监控系统中的存储,能够支持RAID5和必要的硬件冗余功能,就可以满足视频监控需要。

视频监控系统不断加大存储产品需求量,使得存储供应商对监控行业给予了更多的关注,并相继推出专业视频监控存储产品,甚至处于存储产业链上游的硬盘厂商也推出相应的专业视频监控硬盘。西部数据业务发展部经理王啸虎表示:“市场提出怎样的需求,我们就会根据这些需求去开发相关的产品。”他介绍,西部数据即于两年前推出了“WD AV”系列硬盘,其介乎于企业级专用硬盘与普通的PC式存储硬盘之间,既有着企业级专用硬盘的高性能,又有着普通PC式存储硬盘的低成本、高稳定性,平均无故障时间达到100万小时,可高负荷工作;流媒体方式读写,突出存储时间的相应性、流畅性;低功耗(比普通硬盘节省40%的功耗,启动电流为1A)、节能、绿色环保。

另据希捷科技亚太区市场拓展及行销执行总经理李万志介绍,希捷为满足视频监控行业的独特需求,也开发了一整套面向监控优化的硬盘,其中包括SV35 Series?硬盘、Barracuda?ES硬盘和EE25 Series?硬盘;提供多种业界的设计和支持服务,以及专为视频监控专业人员量身定制的产品更新和培训解决方案。

而为应对“平安城市”等大型监控项目需求,一些存储厂商也分别推出各类针对视频监控应用的存储产品,如创新科的BM3800B企业级存储系统和BS3000e iSCSI磁盘阵列,H3C的ECR3000系列视频编码器等等。

应用趋势:本地存储与集中存储相结合 “平安城市”建设在全国的“遍地开花”,对视频监控行业的发展影响极大,同时带动了存储行业在视频监控领域的发展,也丰富了视频监控系统中的存储模式。

据了解,全国各地的“平安城市”监控系统主要采取了三种存储方式:分别为本地存储、集中存储、本地存储+集中存储,而本地存储+集中存储得到了越来越多人的关注,将是未来“平安城市”建设的主流存储方式。威视数据的刘宏向笔者透露,本地存储+集中存储也已被写入公安部正在审核的城市监控报警联系统相关标准细则当中,在未来将成为各地平安城市建设的存储要求。

本地存储 本地存储,在业内也有被称为分布式存储或前端存储,是指所有视频图像都通过前端接入点的DVR进行分散存储,其优点是投入少,对络压力小,缺点是管理复杂,不易维护,重要数据没有安全保证等。在本地存储当中,以DVR为主要的存储设备,因此要求DVR存储的可靠性更强。但是,据有关专家介绍,由于DVR没有完善的组件和磁盘容错机制,无法确保数据的安全性;如果是安装于室内环境还好,但偏偏前端又多处于环境恶劣的室外,以目前的DVR技术水平,如果在室外使用则故障率较高,硬盘容易发生故障,从而造成视频的丢失。因此,本地存储多适合监控点较少、较分散,数据保存周期短,数据安全要求不高的领域,如小型公共场所监控、物业小区视频监控、中小型企业视频监控等。

集中存储 集中存储,在业内也被称为后端存储,分为单中心集中存储和分层多中心分布模式。单中心集中模式是指采用一个集中的存储中心,所有视频图像数据都传送到该中心,通过络存储服务器负责存储,优点是存储图像集中,图像数据安全性高,管理方便,对管理平台的要求,而缺点是络压力大,存储设备投入比较高。分层多中心分布模式则是采用多个存储中心,每个存储中心都设置响相应的络存储服务器,根据前端图像的重要性进行分级存储,重要的存放在上级中心,该方案对络带宽的压力比前一种方式小,图像数据安全性高,但存储设备的投入依然较大(所有图像数据都是络存储),对管理平台的要求较高,管理比前种模式复杂。目前做集中存储设备的主要是一些通信、平台软件和磁盘阵列的厂商,如H3C、中兴、创新科、银兴瑞得、威视数据等。

在集中存储中,前端设备主要负责图像的采集编码工作,视频数据集中存储在中心机房,存储方式可采用NAS或SAN。NAS是指连接在络上,具备资料存储功能的装置,因此也称为“络存储器”。而SAN模式可分为FC SAN和IP SAN,在视频监控领域中应用得比较多。FC SAN属于光纤存储,其可靠性和安全性都相对较高,但其成本也相应太高,因此主要还是银行、金库等金融领域和重要政府部门等使用。创新科的冯凯介绍,IP SAN是基于TCP/IP络的存储模式,得益于以太技术的快速发展,利用在标准化、低成本接入、可扩展性、可管理性等方面的优势,在性能上迅速超越FC SAN,其在存储市场中的比重也得到了迅速的提升,而其也符合新标准的趋势要求,未来还会有更大的市场拓展空间。

与本地存储相对,该种存储方式比较适用于监控点较多、相对集中,工作环境较好,数据保存周期长,数据安全要求高的领域,如金融、机场、大型商业楼宇等,而“全球眼”、“宽视界”、区一级的“平安城市“项目等也会使用集中式存储方式。

本地存储+集中存储 本地存储+集中存储,其还可表述为“分布式存储、集中式管理”模式。即存储设备的部署在物理上可以是分布式的,但在逻辑上是集中管理的,这样既可以因地制宜地进行存储设备的部署,简化了部署的复杂性,同时管理人员又可以在中心对所有存储设备、存储空间和存储数据进行逻辑上的集中管理,极大地减轻了维护人员的工作量。

同时,这种方式更有利于系统的扩容,当有新的监控需求时,如果中心还有冗余空间,只需要前端增加摄像头、编码设备即可,无须再增加单独的存储资源。当一台设备的有效存储空间不够时,可以进行平滑扩容,能够满足一些重要数据长时间保存的特殊需求。

另外,视频数据实现了集中管理,更适合数据的挖掘分析及综合利用,这种方式有利于监控系统的价值提升。

在本地存储+集中存储的应用中,本地存储方式除了DVR的存储外,还包括DVS+存储、IP摄像机存储等方式。后两者其实就是实现编码设备直接传输数据到存储设备实现存储的功能。大华的包军表示,这类功能在未来会得到越来越广泛的应用,因为这才是具有监控行业特色的存储功能。直接存储功能省略了流媒体转发存储这一步工作,从而减少系统中的不稳定因素。前端直接存储功能,对编码传设备和存储设备提出了以下更高的要求。

首先,录像信息管理功能。没有了转发存储服务器,录像信息的管理功能可以通过三种方式实现,一个是增加录像管理服务器,第二个是编码设备上支持录像管理功能,第三个是存储设备上增加录像管理功能。目前种方式容易实现,但这台服务器就成为了安全隐患。第二种、第三种方式都需要额外占用设备的系统资源,需要不少的研发投入。

其次,文件传输协议的统一。编码传设备和存储设备需要实现统一的文件传输协议,才能进行实时数据的传输保存。目前比较通用的是FTP、iSCSI和SAMBA三种协议,但因为现阶段大部分厂家都在进行相应的尝试和开发,所以还没有形成统一的标准。这就造成了整个监控系统往往要求前后端存储设备是同一家的产品,否则就可能出现功能配合上的问题。

北京银兴瑞得科技有限公司市场部总经理李佳慧表示:“目前,在很多‘平安城市’项目中,主要采取分布式存储和集中式存储相结合,且集中式管理。主要采取本地存储——区、县级监控中心(此时开始用磁盘阵列)——市级监控中心(磁盘阵列)。”据了解,深圳市的南山区、福田区就均前端分布存储、后端集中管理的存储方式。以南山区为例,全区有1万多个监控点,其总存储容量就达到1600多个TB,如果全部采用集中存储,将存储设备集中到一个机房内,就得占用非常大的空间,而且其散热也很困难,因此其在每个社区建立一个存储点,然后绝大多数数据都不再集中,只有较大的事件数据才会被中心管理平台调阅。

磁盘阵列,SATA硬盘的阵地 在集中存储中,多采用磁盘阵列来实现。而磁盘阵列在选用硬盘上,也以SATA硬盘为主。据了解,这是因为SATA是以连续串行的方式传送数据,一次只传送1位数据,这样就能减少SATA接口的针脚数目,使连接电缆数目变少,效率也会更高。而且,SATA的起点更高、发展潜力更大,SATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s,而在SATA 2.0的数据传输率达到300MB/s,终SATA将实现600MB/s的数据传输率。另外,厂商还可以给SATA硬盘附加上高级的硬盘功能,如热插拔等,更重要的是,在连接形式上,除了传统的点对点(Point-to-Point)形式外,SATA还支持“星形”连接,这样就可以给RAID这样的高级应用提供设计上的便利;在实际的使用中,每个SATA硬盘都独占一个传输通道,不存在主/从控制的问题;SATA保留了多种向后兼容方式,在使用上不存在兼容性的问题;SATA接线较简单,而且容易收放,对机箱内的气流及散热有明显改善;SATA硬盘的扩充性很强,可以外置。

当前的磁盘阵列类型主要有SCSI-SATA盘阵、FC-SATA盘阵、iSCSI-SATA盘阵等。创新科的冯凯介绍,SCSI-SATA盘阵技术成熟,价格低廉,单机容量可达TB,一台PC服务器一般可接两台,总容量TB,是目前监控行业应用多的磁盘阵列。FC-SATA盘阵,主要分为低端不可扩展的FC-SATA阵列和中高端可级联扩展的FC-SATA盘阵,在视频监控应用领域,因为容量有限,并不适合大容量SAN集中存储,而作为直连服务器(DAS)应用,但是当集中存储容量达到50TB以上时,FC-SATA盘阵的性价比优势将会显现出来,由于其技术成熟,产品可靠性高,性价比高等优势,已经在一些公安、机场、电信、银行等行业大规模视频监控项目上得到广泛应用。而iSCSI-SATA盘阵的优势主要体现在多服务器共享存储的存储局域(SAN)的应用上,使用千兆以太卡将多台服务器连接到iSCSI存储设备上的IP SAN存储络使得iSCSI变得简单和经济。

“四方会谈”,应对视频监控新发展 就视频监控系统这个“大家庭”而言,存储设备还只能算是一位“新成员”,特别是在以前,存储产品制造商参与到监控项目中,绝大多数都是与集成商或系统平台软件供应商合作,与监控厂商之间的关系也显得很生疏,“两人”的合作机会非常少。银兴瑞得的李佳慧就表示:“公司与DVS厂商的合作主要是技术上的支持,主要还是和集成商、平台供应商合作,但不会直接跟甲方联系。”由于存储产品制造商与监控厂商的合作机会太少,造成了在目前的大多数监控系统中,存储与监控产品或系统的兼容性能都不够完善。例如,在监控系统中,用了A厂商的编码器,就不能用B厂商的解码器,必须要用A厂商的;做平台的厂家又做存储的,或做存储的厂商也做平台的,他们的系统就不能用别的存储厂家的产品。

不过,多数存储产品制造商和监控厂商也看到了未来合作的趋势,大华的包军认为:“随着视频监控行业对存储设备的接受程度不断提高,存储设备将越来越融入到监控系统里去,到时候存储产品制造商就会和各个层面的视频监控厂商开展多方面的合作。”

目前就出现了一些存储厂商通过与监控厂商(主要是DVS或系统平台商)及集成商的合作,共同开发存储监控系统,促使监控系统或产品的兼容性能更完善,同时也可以将监控系统平台的管理功能更完善。比如,威视数据与监控集成商及厂商的合作开发产品已经到了即将完成阶段,将会在今年内共同召开发布会推出产品。另外从有关渠道了解,银兴瑞得与中盛益华的合作也正在开展中。

而以希捷、西部数据为主流的硬盘制造商也在监控领域纷纷“争夺”合作伙伴。笔者从希捷的李万志处了解到,希捷作为家介入中国监控市场的硬盘厂商,长期与主流监控厂商海康、大华、大立、蓝色星际等展开密切深入的合作,并共同开发出应用于监控系统的存储解决方案。例如在近期,希捷就与蓝色星际合作,为蓝色星际的简化监控数字录像机 (SDVR)提供硬盘和可满足其所有需要的理想解决方案。另据西部数据的王啸虎介绍,西部数据在国内也与海康、大华、大立等主流DVR厂商密切合作,为他们提供专业硬盘设备。

对于监控厂商来说,除了加强与存储产品制造商的合作,他们也在寻求另外一些发展模式,以期顺应市场需求趋势,获得更大的市场空间。例如DVR厂商海康威视、大华等就适时推出了络存储产品;而一些主流DVS厂商也相继推出带本地存储的DVS产品,如北京北清视通推出了支持本地IDE硬盘存储的VIP6701S H.264络视频服务器。大华的包军介绍道:“正是看到视频监控领域对于存储空间、存储设备需求的爆炸式增长,大华利用自身在视频监控行业多年的经验积累,针对视频监控系统专门开发了ESS系列络存储设备。”

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