目前，無論是在，還是在中國安防市場(chǎng)，視頻監(jiān)控的數(shù)字化進(jìn)程都在迅速發(fā)展中，在這種大的環(huán)境背景下，新的安防項(xiàng)目必然要進(jìn)行傳統(tǒng)安防仿真系統(tǒng)與數(shù)字化安防系統(tǒng)的比較，在性能和成本權(quán)衡中選擇適合自己的解決方案。而對(duì)于數(shù)字化安防系統(tǒng)，其zui大的特點(diǎn)是智能化、網(wǎng)絡(luò)化和高清化，其更利于系統(tǒng)的集成和綜合管理。
前端高清設(shè)備所帶來的視覺感官，只有終端管理平臺(tái)方能呈現(xiàn)。如果沒有配套的管理軟件，客戶往往無法實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的管理，一般需要提供系統(tǒng)平臺(tái)管理軟件，或者按照平臺(tái)對(duì)接方式提供相關(guān)協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)接，也就是說，對(duì)于高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的應(yīng)用必須提供整體系統(tǒng)解決方案，它涉及網(wǎng)絡(luò)傳輸、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、視頻存儲(chǔ)、圖像轉(zhuǎn)發(fā)、圖像上墻顯示，幷可對(duì)高清海量圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化管理和檢索等諸多技術(shù)解決方案。所以在企業(yè)新安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要設(shè)計(jì)選擇網(wǎng)絡(luò)視頻管理平臺(tái)，以此為主線，考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)備中心和控制中心的配置模式。
設(shè)備中心
新工房監(jiān)控系統(tǒng)將設(shè)備集中配置于二層設(shè)備中心，主要包括存儲(chǔ)設(shè)備和匯聚交換機(jī)，以及報(bào)警和門禁控制主機(jī)等。建議設(shè)備中心配置管理分終端，方便于設(shè)備調(diào)試和巡查監(jiān)視。
控制中心
老監(jiān)控中心需升級(jí)網(wǎng)絡(luò)核心交換機(jī)，建議將數(shù)字視頻管理平臺(tái)設(shè)在老監(jiān)控中心，以便于圖像回放和檢索。圖像的顯示也設(shè)在老監(jiān)控中心，網(wǎng)絡(luò)門禁控制主機(jī)也接入老監(jiān)控中心門禁服務(wù)器，進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)防/撤防操作。
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
新工房安防系統(tǒng)以安防專業(yè)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)進(jìn)行綜合布線，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)信號(hào)交互，依賴于網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)就是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻監(jiān)控系統(tǒng)部署和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是基礎(chǔ)，一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，才能對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻的流暢性和實(shí)時(shí)性提供一個(gè)良好的保障。選用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)都可以采用三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，百兆接入交換機(jī)、千兆匯聚交換機(jī)和核心交換機(jī)。核心交換機(jī)采用雙冗余雙備份。交換機(jī)和鏈路之間為千兆交換，萬兆鏈路，以便未來發(fā)展的擴(kuò)展和冗余，構(gòu)成安防專業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并充分考慮網(wǎng)絡(luò)安全和冗余性。
網(wǎng)絡(luò)容量計(jì)算
接入網(wǎng)，新工房若采用720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，視頻流碼率4M，存儲(chǔ)碼率1.5M，碼率系數(shù)為1.2，每路負(fù)載=(4+1.5)×1.2=6.6M，按24口百兆埠計(jì)算，接入交換機(jī)的幷發(fā)流量為24×6.6=158.4M，按48口百兆埠計(jì)算，接入交換機(jī)的幷發(fā)流量為48×6.6=384M，設(shè)計(jì)采用千兆(雙口)上聯(lián)到匯聚交換機(jī)，帶寬*夠用。
新工房視頻流接入老監(jiān)控中心，新工房若全部采用720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，視頻硫碼率4M，碼率系數(shù)為1.2，每路負(fù)載=4×1.2=4.8M，407路視頻流量=407×4.8=1953.6M，新工房和老監(jiān)控中心采用萬兆鏈路，帶寬*夠用。
存儲(chǔ)容量計(jì)算分析
以新工房全部采用720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案，計(jì)算系統(tǒng)存儲(chǔ)容量，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)存儲(chǔ)碼率選擇為每路視頻2M/S，新工房407臺(tái)攝像機(jī)，407路視頻需存3個(gè)月：
407×2×60×60×24×90/8/1024/1024=755TB=378塊2TB硬盤×20%損耗=454塊2TB硬盤，
共計(jì)908TB，是海量存儲(chǔ)。
若碼率選擇為每路視頻1.5M/S，407路需存3個(gè)月：
407×1.5×60×60×24×90/8/1024/1024=566TB=283塊2TB硬盤×20%損耗=340塊2TB硬盤，共計(jì)680TB。仍是海量存儲(chǔ)。
存儲(chǔ)解決方案
根據(jù)上述存儲(chǔ)容量的分析計(jì)算，可以看出，采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，將需要海量存儲(chǔ)來匹配，若碼流選擇是2M/S，那么407路數(shù)字視頻存儲(chǔ)容量將達(dá)到近1000TB的需求，存儲(chǔ)設(shè)備的投入成本非常大。若碼流能控制在1~2M/S范圍內(nèi)，重點(diǎn)視頻碼流達(dá)到1.5M/S，一般視頻碼流設(shè)置為1M/S，同時(shí)對(duì)視頻抽幀數(shù)，滿足12~15幀要求，使整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量降低，充分考慮投入產(chǎn)出的效率。即使這樣，存儲(chǔ)設(shè)備的投入將依舊占到項(xiàng)目費(fèi)用的1/3，幷成為數(shù)字視頻整體解決方案的重要部分之一。而視頻監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)具有不同于其他IT系統(tǒng)的特點(diǎn)，其主要表現(xiàn)為：視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般具有攝像頭數(shù)量多，視頻圖像存儲(chǔ)時(shí)間長，存儲(chǔ)容量大特點(diǎn)，因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)必須支持大容量，且容量具有高擴(kuò)展性，滿足長時(shí)間大容量視頻圖像存儲(chǔ)的需求。視頻監(jiān)控存儲(chǔ)信息的特點(diǎn)是：
·視頻監(jiān)控存儲(chǔ)信息是事后使用，寫多讀少；
·除了數(shù)據(jù)讀寫時(shí)間長外，由于視頻采集過程中，視頻文件格式一般都不會(huì)發(fā)生變化，且碼率基本保持恒定，因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)的讀寫操作還具有碼率恒定，也就是帶寬恒定的特點(diǎn)；
·數(shù)據(jù)讀寫操作的持續(xù)時(shí)間長。由于攝像頭一般都是7×24小時(shí)工作的，即使采集后視頻數(shù)據(jù)采用分段保存，寫入操作的持續(xù)長達(dá)8~24個(gè)小時(shí)，后期回放時(shí)也需要相同的時(shí)間。為了保證視頻采集過程中和回放過程不會(huì)發(fā)生丟幀現(xiàn)象，存儲(chǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)中必須要有足夠的帶寬；
針對(duì)這些特點(diǎn)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)存儲(chǔ)方案時(shí)必須要考慮以下幾個(gè)方面：
·存儲(chǔ)系統(tǒng)的IO性能；
·系統(tǒng)未來的可擴(kuò)展性；
·存儲(chǔ)系統(tǒng)的高可用性；
·系統(tǒng)的安全性；
·存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)其他廠家服務(wù)器操作系統(tǒng)的兼容性與標(biāo)準(zhǔn)；
·系統(tǒng)的可維護(hù)性。
存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性和安全性設(shè)計(jì)
重點(diǎn)關(guān)注存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性和安全性設(shè)計(jì)。視頻監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。首先數(shù)據(jù)的重要性毋庸置疑，服務(wù)器宕機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)損壞都可以修復(fù)，而數(shù)據(jù)丟失是無法彌補(bǔ)的，后果非常嚴(yán)重。任何一個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)都需要考慮到存儲(chǔ)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，因此我們?cè)谠O(shè)備選型和系統(tǒng)配置時(shí)，應(yīng)該充分考慮到系統(tǒng)可靠性在今后系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的重要地位。在考慮系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，一方面應(yīng)選擇系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高、技術(shù)成熟的設(shè)備；另一方面，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置中應(yīng)發(fā)揮系統(tǒng)的容錯(cuò)特性。
例如：磁盤數(shù)組產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上及硬件組成上*是冗余設(shè)計(jì)(如數(shù)組控制器、后端冗余光纖環(huán)路、電源、風(fēng)扇、鏈路控制器、雙口光纖硬盤等)，不存在單點(diǎn)故障，確保整套系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
·磁盤數(shù)組可采用不同的RAID保護(hù)級(jí)別，保證用戶的不同需求；
·所有硬件均可支持熱插入，保證系統(tǒng)應(yīng)用的連續(xù)性；
·系統(tǒng)數(shù)據(jù)高安全性，可根據(jù)用戶的要求，完成數(shù)據(jù)的隔離或共享；
·可通過增加應(yīng)用軟件來支持物理通路的冗余連接，以提高系統(tǒng)的安全性；
·在控制器層實(shí)現(xiàn)控制器在線冗余替換，保證系統(tǒng)7×24在線運(yùn)行；
·控制器內(nèi)的Cache實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)鏡像，保證數(shù)據(jù)的安全**易和存儲(chǔ)；
·磁盤數(shù)組提供完善的磁盤錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制，提供全局磁盤故障檢測(cè)，在磁盤真正出現(xiàn)故障之前能夠及時(shí)準(zhǔn)確的將數(shù)據(jù)提前復(fù)制到熱備磁盤中，確保了數(shù)據(jù)的底層安全存儲(chǔ)。
·存儲(chǔ)服務(wù)器的冗余設(shè)計(jì)也是關(guān)鍵，因?yàn)槊颗_(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器將接入64~128路視頻(因產(chǎn)品不同，路數(shù)可能不同)，如果存儲(chǔ)服務(wù)器有問題將影響上百路的視頻錄像存儲(chǔ)，故障面很大，在視頻管理平臺(tái)設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮這單一故障點(diǎn)問題，必須有相應(yīng)的解決方案。建議采用N+M冗余策略，當(dāng)N臺(tái)服務(wù)器正在錄像，中心管理模塊定期向工作中的服務(wù)器發(fā)送心跳信號(hào)，其中某一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障，中心管理模塊可以把該臺(tái)服務(wù)器上連接的攝像機(jī)發(fā)送給M臺(tái)備份服務(wù)器其中一臺(tái)上，幷且啟動(dòng)備份服務(wù)器去接攝像機(jī)，切換過程的時(shí)間依據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況來定，在網(wǎng)絡(luò)狀況正常的情況下少于30秒。
傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用獨(dú)立存儲(chǔ)系統(tǒng)是過去的技術(shù)限制，但是在考慮未來系統(tǒng)建設(shè)時(shí)應(yīng)該是面向未來的，也就是應(yīng)該采用數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)，通過集中式或分布式的存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息的集中或分布式存儲(chǔ)，方便管理，便于擴(kuò)展，從而建設(shè)高性能，高可靠，高擴(kuò)展，高兼容的信息存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)。
存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)建議
服務(wù)器到磁盤數(shù)組可采用iSCSI鏈路或FC鏈路。
·采用NL-SAS盤作為大量的視頻文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介，前端訪問鏈路可采用IPSAN鏈路或FC鏈路；
·對(duì)于核心數(shù)據(jù)庫應(yīng)用而言，應(yīng)采用更加快速的SAS或固態(tài)磁盤作為數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)媒介，以響應(yīng)大量的數(shù)據(jù)庫隨機(jī)IO讀寫需求。前端訪問鏈路必須采用FC鏈路才能保證整個(gè)數(shù)據(jù)庫訪問的性能；
·建議對(duì)核心數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行基于不同磁盤數(shù)組的數(shù)據(jù)鏡像，使得核心數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)冗余保護(hù)。通過此種保護(hù)措施，可使得整個(gè)系統(tǒng)的可用性、可靠性大大加強(qiáng)；
·若采用ISCSI鏈路連接視頻服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)，則建議采用10000M以太網(wǎng)交換機(jī)作為連接模式；
·若采用FC鏈路連接視頻服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)，則建議采用光纖存儲(chǔ)交換機(jī)作為連接模式；
·建議重點(diǎn)的視頻存儲(chǔ)用FC-SAN，一般視頻用IP-SAN。架構(gòu)示意圖如圖3、圖4所示。
系統(tǒng)管理平臺(tái)和顯示
前面已經(jīng)談到建立數(shù)字視頻管理平臺(tái)的重要性，數(shù)字視頻的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等功能的特點(diǎn)，都因數(shù)字化的真正實(shí)現(xiàn)而使視頻管理平臺(tái)的建立更加的靈活，同時(shí)其技術(shù)的要求也更高，如數(shù)字視頻的網(wǎng)絡(luò)化對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全、維護(hù)和管理提出高要求；智能化對(duì)平臺(tái)管理軟件的功能更是趨之若鶩；選擇好視頻管理平臺(tái)對(duì)圖像的錄像、存儲(chǔ)、回放、檢索，以及視頻分終端的控制、時(shí)鐘同步、設(shè)備監(jiān)測(cè)維護(hù)等都十分重要。我們?cè)跍y(cè)試數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)時(shí)，也借助《安全與自動(dòng)化》和《安全工程商》雜志了解了各家的數(shù)字視頻管理平臺(tái)軟件測(cè)試評(píng)價(jià)，以及用戶的評(píng)價(jià)。選擇中盛益華和睿捷兩家公司的數(shù)字視頻管理軟件進(jìn)行了解對(duì)比，與公司的技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)溝通和交流，了解多路并發(fā)報(bào)警聯(lián)動(dòng)視頻處理，如延遲問題解決方法，以及視頻圖像存儲(chǔ)服務(wù)器的處理能力，平臺(tái)軟件的開放性等，兩家的平臺(tái)軟件能接入各主流品牌的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，操作接口簡潔，集成功能較強(qiáng)，可按照用戶的需求提供完整的數(shù)字視頻管理平臺(tái)解決方案。
高清數(shù)字視頻系統(tǒng)的顯示同樣重要，因新工房的視頻圖像顯示暫時(shí)設(shè)在老監(jiān)控中心，可考慮在控制室加設(shè)2臺(tái)高清數(shù)字顯示器。專門用于新工房高清視頻顯示。當(dāng)新監(jiān)控控制中心建成后，新控制室的電視墻功能應(yīng)滿足高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的顯示切換需求。高清顯示設(shè)備決定了高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)zui終的圖像呈現(xiàn)效果。設(shè)備選擇時(shí)，考慮顯示大屏服務(wù)器支持幾分屏，譯碼器的輸出接口支持的分辨率是否達(dá)到1080P等。只有配置了合適的高清顯示設(shè)備后才能稱之為完整的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
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