20世(shi)紀80年(nian)代,我國安防(fang)視(shi)(shi)(shi)頻監(jian)(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)行業從民用領域(yu)開始興起(qi),經過30多(duo)年(nian)的發(fa)展,安防(fang)視(shi)(shi)(shi)頻監(jian)(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)技術歷經模擬監(jian)(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)、數字(zi)監(jian)(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)、網絡監(jian)(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)、智能(neng)監(jian)(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)的發(fa)展歷程(cheng),依(yi)舊如(ru)火如(ru)荼、方興未艾(ai)。在整個(ge)視(shi)(shi)(shi)頻監(jian)(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)技術發(fa)展歷程(cheng)中,視(shi)(shi)(shi)頻存儲也歷經了(le)不(bu)同的時代的技術革新與蓬勃發(fa)展,本(ben)文作(zuo)者試圖以自己(ji)淺顯的認知來闡述視(shi)(shi)(shi)頻監(jian)(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)存儲的前世(shi)、今生(sheng)及未來。
模擬監控時代的視頻存儲——前世之緣
模擬(ni)時(shi)代的(de)(de)監(jian)控(kong)系(xi)統由視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)采集(ji)(攝像(xiang)機)、視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)傳(chuan)輸(shu)(視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)同軸電纜)、視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)交換和管理(矩陣)、視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)顯示(監(jian)視(shi)(shi)(shi)器(qi))和視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)錄(lu)(lu)像(xiang)(錄(lu)(lu)像(xiang)機)構成。視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)、音頻(pin)(pin)信(xin)號的(de)(de)采集(ji)、傳(chuan)輸(shu)、存儲(chu)(chu)(chu)均為(wei)模擬(ni)形式(shi)(shi)(shi),只適用(yong)(yong)于較(jiao)小的(de)(de)地理范圍,施(shi)工難度大,需要鋪設“視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)”、“音頻(pin)(pin)”、“控(kong)制”等線(xian)路,也無法(fa)與信(xin)息系(xi)統交換數據。在這個時(shi)代,用(yong)(yong)于存儲(chu)(chu)(chu)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)圖(tu)像(xiang)的(de)(de)設備(bei)叫做VCR(Video Cassette Recorder,盒(he)式(shi)(shi)(shi)磁帶(dai)錄(lu)(lu)像(xiang)機)。存儲(chu)(chu)(chu)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)圖(tu)像(xiang)的(de)(de)介質(zhi)為(wei)盒(he)式(shi)(shi)(shi)磁帶(dai),使用(yong)(yong)磁帶(dai)存儲(chu)(chu)(chu)存在著很多問題:如易受(shou)潮(chao)、消磁、粘連,數據難以利用(yong)(yong)等。
VCR | 盒式磁帶 |
數字監控時代的視頻存儲——今生之初、少年之時、青年之路
數(shu)(shu)(shu)字(zi)時代(dai)的(de)(de)視(shi)(shi)頻(pin)(pin)監控(kong)系統其(qi)實是隨著計算機(ji)技術的(de)(de)發(fa)展演進而(er)來。隨著計算機(ji)視(shi)(shi)頻(pin)(pin)編(bian)解碼技術的(de)(de)發(fa)展,出(chu)現(xian)了(le)DVR(Digital VideoRecord,數(shu)(shu)(shu)字(zi)視(shi)(shi)頻(pin)(pin)錄像機(ji)),通過DVR,可(ke)將模擬視(shi)(shi)頻(pin)(pin)轉換(huan)為(wei)數(shu)(shu)(shu)字(zi)信號并進行壓(ya)縮(suo)編(bian)碼,實現(xian)了(le)視(shi)(shi)頻(pin)(pin)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)字(zi)存(cun)儲(chu)。由于(yu)DVR能夠實現(xian)視(shi)(shi)頻(pin)(pin)圖像數(shu)(shu)(shu)字(zi)化存(cun)儲(chu),很(hen)好的(de)(de)解決(jue)了(le)VCR易受潮、消(xiao)磁、粘連(lian),難(nan)于(yu)長期保存(cun)等問題,DVR很(hen)快取代(dai)VCR成為(wei)監控(kong)系統的(de)(de)存(cun)儲(chu)部分。就DVR本身而(er)言(yan),其(qi)本身也經(jing)歷了(le)兩個階段:PC 式(shi)DVR(今生之初)和嵌入(ru)式(shi)DVR(少年之時)。
今生之初(PC 式DVR):
PC 式(shi)DVR 作(zuo)為DVR 的早期(qi)產品形態,主要就(jiu)是工控機/PC+ Windows 操作(zuo)系統(tong)+圖像(xiang)采集(ji)卡+硬盤;圖像(xiang)編碼格(ge)式(shi)主要有:M-JEPG、MPEG-1;圖像(xiang)分辨率為:QCIF、CIF,由(you)于(yu)編碼格(ge)式(shi)以及設備可靠性等問題,很(hen)快就(jiu)被(bei)市場淘汰(tai)。
少年之時(嵌入式 DVR):
嵌(qian)入式(shi)DVR 產品(pin)是以專用電路+ Linux操作系統(tong)+硬盤組成;圖像編碼(ma)格式(shi)主要有(you):MPEG-4、MPEG-2; 圖像分(fen)辨率(lv)為:QCIF、CIF、DCIF 、4CIF、D1, 嵌(qian)入式(shi)DVR 因安(an)裝(zhuang)使(shi)用簡(jian)單、系統(tong)可靠性相對(dui)較(jiao)高等因素,曾經長(chang)時間占據了整個(ge)安(an)防視頻存儲(chu)市場(chang)的(de)絕大部分(fen)市場(chang)份額。
第一代 PC 式DVR | 第二代 PC 式DVR |
青年之路(DAS 存儲):
在DVR 誕生之后,因為DVR 的存(cun)(cun)(cun)儲容量相對較小,2005 年(nian)起,DAS(Direct AttachedStorage-- 直接附加存(cun)(cun)(cun)儲)曾經占據了一段市場(chang)主(zhu)流地(di)位。采用(yong)DAS 方案存(cun)(cun)(cun)儲主(zhu)要包括PC式DVR+DAS 的存(cun)(cun)(cun)儲解(jie)決方案和嵌入(ru)式DVR+服務器+DAS 的存(cun)(cun)(cun)儲解(jie)決方案兩種。DAS 存(cun)(cun)(cun)儲解(jie)決方案由于資源利用(yong)率低,無法(fa)實現資源共享,管(guan)理(li)分散繁瑣,異構化嚴(yan)重(zhong)及管(guan)理(li)維護成本(ben)居高不下等一系列問題,到2008 年(nian)逐漸退出安防監控市場(chang)。
模數結合方案
大規模數字方案(DVR+ 流媒體服務器)
需要說明的是:從事過(guo)多年(nian)安(an)防(fang)視頻(pin)監控系統(tong)建設(she)的(de)(de)專家或工程師會說:“在(zai)模擬時代(dai)和數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)時代(dai)之間還有一個(ge)模數(shu)(shu)結合時代(dai)。”其實在(zai)DVR 替代(dai)VCR 作為(wei)存儲設(she)備時,DVR 不僅提供了(le)視頻(pin)圖像編解碼(ma)、數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)存儲,同時也提供了(le)簡單(dan)的(de)(de)網(wang)絡(luo)訪問功能,整個(ge)模數(shu)(shu)結合的(de)(de)方(fang)案(an)已經具備了(le)絕大(da)部分的(de)(de)數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)屬(shu)性(xing),因此筆者也將其歸屬(shu)于數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)監控。另外,對于采用DVR+ 流媒體服務器的(de)(de)大(da)型(xing)數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)監控解決方(fang)案(an),其本質(zhi)已經將TCP/IP 網(wang)絡(luo)作為(wei)一個(ge)虛擬交換矩陣,實現了(le)聯網(wang)監控,這種方(fang)案(an)本身已經是一種簡單(dan)的(de)(de)網(wang)絡(luo)監控。
網絡監控時代的視頻存儲——壯年之盛
很長一段(duan)時(shi)間(jian),人(ren)們(men)一直(zhi)在(zai)爭(zheng)論:有人(ren)認為(wei)DVR 的(de)(de)下一代是(shi)NVR,有人(ren)認為(wei)是(shi)IPSAN。筆者認為(wei)NVR 也好,IP SAN 也罷,其實只是(shi)在(zai)網絡監(jian)控(kong)時(shi)代,這兩(liang)種存(cun)(cun)儲設備(bei)在(zai)不(bu)同場(chang)景應(ying)用(yong)(yong)下的(de)(de)產品形態。前端(duan)采集設備(bei)——攝像機由(you)模擬(ni)攝像機向高清網絡攝像機轉變,隨之而(er)來的(de)(de)就是(shi)后端(duan)的(de)(de)視頻(pin)存(cun)(cun)儲設備(bei)由(you)DVR 向NVR 轉變。而(er)IP SAN 則(ze)是(shi)視頻(pin)監(jian)控(kong)系統(tong)分布(bu)式存(cun)(cun)儲向集中式存(cun)(cun)儲轉變過程中,從(cong)IT 行(xing)業(ye)的(de)(de)通用(yong)(yong)數據(ju)存(cun)(cun)儲應(ying)需演變而(er)來。在(zai)演變的(de)(de)過程中,通用(yong)(yong)IP SAN 根據(ju)視頻(pin)監(jian)控(kong)業(ye)務的(de)(de)特點,不(bu)斷的(de)(de)進行(xing)革新與優化,存(cun)(cun)儲中增(zeng)加視頻(pin)監(jian)控(kong)的(de)(de)媒體及業(ye)務功能,使之形成(cheng)今天的(de)(de)安防視頻(pin)存(cun)(cun)儲。
由DVR 進化而(er)(er)來的NVR,其自身(shen)集成接(jie)入、編解碼、管(guan)理(li)、預覽/ 回放(fang)、存儲等一系(xi)列功(gong)能,是一個典型(xing)的All In One 產(chan)品(pin)(pin),其產(chan)品(pin)(pin)正在(zai)向高性能接(jie)入和大(da)容量方向發展;而(er)(er)應需(xu)而(er)(er)變(bian)的IP SAN 產(chan)品(pin)(pin)也(ye)隨(sui)著視頻監控(kong)業務的需(xu)要,融合進了視頻接(jie)入、轉發、回放(fang)等一系(xi)列的視頻業務功(gong)能,由標準(zhun)的IP SAN 演進成為具有一系(xi)列安(an)防監控(kong)業務功(gong)能的專(zhuan)有視頻存儲設備。
智能監控時代的視頻存儲——未來之夢
云存儲
中(zhong)(zhong)(zhong)國的(de)(de)(de)安防(fang)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)產(chan)業(ye)正(zheng)在蓬勃發(fa)展,各行(xing)業(ye)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)建設規模也在不(bu)斷(duan)擴(kuo)大,安防(fang)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)行(xing)業(ye)不(bu)斷(duan)向著IT 化(hua)(hua)、應用化(hua)(hua)、智(zhi)(zhi)(zhi)能化(hua)(hua)的(de)(de)(de)方(fang)向演(yan)進,視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統發(fa)展已(yi)經進入了“智(zhi)(zhi)(zhi)能監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)時代(dai)”。在未(wei)來(lai)的(de)(de)(de)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統中(zhong)(zhong)(zhong),隨著高(gao)清(qing)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)/ 圖(tu)片(pian)采集的(de)(de)(de)大規模應用,各類數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)將(jiang)呈現爆炸性(xing)的(de)(de)(de)海量增(zeng)長,視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統中(zhong)(zhong)(zhong)需(xu)要(yao)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)類型(xing)和(he)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)應用的(de)(de)(de)復雜程度不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao),非結構化(hua)(hua)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(例如:視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)/ 圖(tu)片(pian))、結構化(hua)(hua)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(例如:智(zhi)(zhi)(zhi)能分析(xi)(xi)結果)等需(xu)要(yao)長時間持續地(di)保存(cun)(cun)(cun)(cun)到存(cun)(cun)(cun)(cun)儲系(xi)(xi)統中(zhong)(zhong)(zhong),并要(yao)求(qiu)隨時可以調(diao)用和(he)分析(xi)(xi),這對新一代(dai)安防(fang)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)性(xing)能、可靠性(xing)、安全性(xing)、智(zhi)(zhi)(zhi)能化(hua)(hua)以及運維管理(li)等方(fang)面都提(ti)出(chu)了新的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)。未(wei)來(lai)的(de)(de)(de)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲系(xi)(xi)統要(yao)能夠支持海量數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)(de)快速存(cun)(cun)(cun)(cun)儲及檢索,能夠滿足多路(lu)并發(fa)智(zhi)(zhi)(zhi)能分析(xi)(xi)、大數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)分析(xi)(xi)/ 檢索等一系(xi)(xi)列的(de)(de)(de)高(gao)速數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)訪問需(xu)求(qiu),新一代(dai)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲系(xi)(xi)統正(zheng)在成(cheng)為“智(zhi)(zhi)(zhi)能監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)時代(dai)”未(wei)來(lai)技術發(fa)展的(de)(de)(de)決定(ding)性(xing)因素。
筆者認為新IT 技術領域(yu)(yu)里(li)的(de)計算、存(cun)(cun)儲(chu)融(rong)合的(de)發展趨(qu)勢(shi)會在安(an)防視頻(pin)監(jian)控領域(yu)(yu)得以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)應用,同時分布式存(cun)(cun)儲(chu)與集中(zhong)式存(cun)(cun)儲(chu)并進(jin)的(de)業務模(mo)型仍將會長期存(cun)(cun)在,因此筆者認為在“智能(neng)(neng)監(jian)控時代(dai)”,新一(yi)代(dai)的(de)存(cun)(cun)儲(chu)設備會有兩種形態:智能(neng)(neng)監(jian)控一(yi)體機與安(an)防云存(cun)(cun)儲(chu)。
智能(neng)監控一體機主要部署在少量數據小(xiao)規(gui)模(mo)存儲應(ying)用場景中(zhong),除了具備(bei)(bei)NVR 產品的(de)所有(you)功能(neng)外,應(ying)具備(bei)(bei)視(shi)頻(pin)/ 圖片(pian)(pian)/ 智能(neng)信息(xi)混合(he)存儲、視(shi)頻(pin)/ 圖片(pian)(pian)智能(neng)實(shi)時(shi)分(fen)析、設備(bei)(bei)堆疊(die)/集群、業務無縫(feng)接管、高性能(neng)視(shi)頻(pin)解碼等一系列監控業務功能(neng)。
而針對于數(shu)(shu)十PB 甚至數(shu)(shu)百(bai)PB 級的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)量(liang)(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)據(ju)大(da)規模集中存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)場景中,傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)IP SAN 無論(lun)是(shi)在(zai)容(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)還是(shi)在(zai)性(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)展(zhan)上都存(cun)(cun)(cun)(cun)在(zai)瓶(ping)頸,而云(yun)(yun)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)作為云(yun)(yun)計算(suan)領域(yu)興起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)一種(zhong)新技(ji)(ji)術(shu),通(tong)過軟件將(jiang)系(xi)統(tong)內(nei)大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)設備管理起(qi)來,運用(yong)分布式技(ji)(ji)術(shu)、虛(xu)擬化(hua)技(ji)(ji)術(shu)、集群(qun)技(ji)(ji)術(shu)等(deng)對系(xi)統(tong)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)設備資源(yuan)(yuan)、存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)空間資源(yuan)(yuan)進行整合,為用(yong)戶(hu)提供大(da)容(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)、高(gao)性(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)透明存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)服務。通(tong)過云(yun)(yun)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)可以(yi)突破(po)容(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)和性(xing)能瓶(ping)頸,實現性(xing)能與容(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)線性(xing)擴(kuo)展(zhan),并提供數(shu)(shu)據(ju)高(gao)速讀寫訪(fang)問接(jie)口(kou),滿足視頻(pin)(pin)(pin)/ 圖片(pian)智能分析(xi)業務、大(da)數(shu)(shu)據(ju)分析(xi)業務的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)速數(shu)(shu)據(ju)訪(fang)問需求。同時,云(yun)(yun)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)作為視頻(pin)(pin)(pin)監控應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)一個組件來說,將(jiang)視頻(pin)(pin)(pin)/ 圖片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)查(cha)詢、檢索、回放、下載等(deng)視頻(pin)(pin)(pin)業務嵌(qian)入到云(yun)(yun)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)系(xi)統(tong)內(nei)部(bu),也是(shi)云(yun)(yun)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)在(zai)安(an)防視頻(pin)(pin)(pin)監控行業應(ying)用(yong)創新和技(ji)(ji)術(shu)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)必然趨(qu)勢。
IT 行業依(yi)托于大量(liang)結構化(hua)數(shu)據儼(yan)然(ran)已經從(cong)IT 時(shi)代(dai)(dai)(dai)步入(ru)(ru)(ru)DT 時(shi)代(dai)(dai)(dai),安防(fang)視頻監(jian)控行業借助于海量(liang)的(de)非結構化(hua)數(shu)據,通(tong)過智能分析技(ji)術的(de)快速發展(zhan)和不斷引入(ru)(ru)(ru)新IT 技(ji)術,不久的(de)將來,也一定會從(cong)VT 時(shi)代(dai)(dai)(dai)快速進入(ru)(ru)(ru)DT時(shi)代(dai)(dai)(dai)。