【中國(guó)數(shù)字視聽(tīng)網(wǎng)訊】1. 引言

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和信息化建設(shè)的深入,視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)開(kāi)始進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代,市場(chǎng)對(duì)存儲(chǔ)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化功能要求逐漸提升，同時(shí)視頻監(jiān)控技術(shù)的不斷更新?lián)Q代也對(duì)存儲(chǔ)方案提出了更高的要求。

以“NVR+IP Camera+監(jiān)控平臺(tái)”為核心的解決方案越來(lái)越多地被客戶(hù)所接受，一方面由于目前的主要應(yīng)用是突出高清的內(nèi)容，例如720P已能做到只占用2Mbps碼流的帶寬，不比D1的碼流大多少，對(duì)于存儲(chǔ)沒(méi)有太大的壓力，但清晰度提高了很多，能夠看清一些更為細(xì)部的特征，這些對(duì)于案件偵破等都有很好的幫助。另一方面相比于集中存儲(chǔ)，分布式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在單臺(tái)的NVR上，避免了一旦存儲(chǔ)服務(wù)器出問(wèn)題，整個(gè)數(shù)據(jù)可能全部丟失的情況，且只有中心需要查看預(yù)覽和回放數(shù)據(jù)時(shí)，才需要連接NVR，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬和交換機(jī)交換能力的要求相對(duì)較低，整個(gè)項(xiàng)目的成本也較低。從長(zhǎng)期的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，NVR分布式存儲(chǔ)比IPSAN集中存儲(chǔ)更有優(yōu)勢(shì)。

NVR的發(fā)展和前端設(shè)備、后端監(jiān)控平臺(tái)都有很大關(guān)系。對(duì)于前端設(shè)備，要求NVR能夠兼容接入更多廠家的IP Camera; ONVIF標(biāo)準(zhǔn)的誕生和廣泛應(yīng)用為解決IP Camera和NVR互聯(lián)互通提供了很好的解決方案。

對(duì)于監(jiān)控平臺(tái)，又要求NVR具有很好的接入性能;且NVR屬于網(wǎng)絡(luò)部署，對(duì)前端點(diǎn)位沒(méi)有地理位置的限制，因此不會(huì)存在DVR遇到的在一定范圍內(nèi)只會(huì)部署有限數(shù)量的前端問(wèn)題，這種需求使得NVR需要更大盤(pán)位和更強(qiáng)接入能力的產(chǎn)品。

2. 概述

NVR的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：

第一個(gè)階段：最初的NVR是以PCBased來(lái)開(kāi)發(fā)的(基于電腦主板開(kāi)發(fā))，產(chǎn)生的主要原因是IPC誕生的比較早，而專(zhuān)業(yè)的NVR卻遲遲沒(méi)有面市。于是有些廠家就采用了PC機(jī)或工控機(jī)作為硬件，通過(guò)開(kāi)發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)IPC的接入，也有一些廠家采用解碼卡的方式。這種形式的NVR多見(jiàn)于2009年之前的產(chǎn)品，2009年之后隨著專(zhuān)業(yè)NVR興起，非專(zhuān)業(yè)NVR越來(lái)越少。

第二個(gè)階段：嵌入式NVR：主要特點(diǎn)是采用的是嵌入式硬件和軟件，因此穩(wěn)定性非常好，功耗也很低。缺點(diǎn)是接入能力相對(duì)較弱。

第三個(gè)階段：最近幾年出現(xiàn)了針對(duì)社區(qū)和平安城市級(jí)的智能一體化大容量NVR，其主要采用的是以高端服務(wù)器硬件結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以傳統(tǒng)的NVR軟件操作界面為前提，結(jié)合以往的磁盤(pán)陣列中的數(shù)據(jù)保護(hù)和維護(hù)技術(shù)為內(nèi)涵的具有強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理功能的大型NVR系統(tǒng)設(shè)備。最主要的特點(diǎn)是可以大路數(shù)存儲(chǔ)壓縮處理高清視頻流，一般可以接入幾十甚至上百路前端，并有著極強(qiáng)的數(shù)字視頻流的轉(zhuǎn)發(fā)、檢索、備份、維護(hù)和保護(hù)功能及智能化功能。

相比于傳統(tǒng)嵌入式NVR，智能一體化大容量NVR在接入能力、擴(kuò)容方式以及數(shù)據(jù)安全保護(hù)級(jí)別等方面都有很大的提升，是綜合運(yùn)用多項(xiàng)最新存儲(chǔ)技術(shù)、智能技術(shù)的產(chǎn)物，憑借其強(qiáng)大的功能以及獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念，非常適合用來(lái)組建簡(jiǎn)單靈活、穩(wěn)定性高的高清視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)。

3. 智能一體化大容量NVR應(yīng)用方案亮點(diǎn)

1.強(qiáng)大的接入能力

NVR的接入能力一方面包括對(duì)前端不同品牌攝像機(jī)的兼容性，另一方面也包括攝像機(jī)的接入路數(shù)。

假設(shè)有一個(gè)前端兩百個(gè)點(diǎn)位的中小型項(xiàng)目，傳統(tǒng)NVR的解決方案由于接入性能的限制，需要配置多臺(tái)NVR，成本較高且部署不方便，對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有一定影響。

圖1 傳統(tǒng)的NVR存儲(chǔ)解決方案示意圖

而智能一體化大容量NVR不僅擁有強(qiáng)大的接入能力，而且集成了IPSAN的存儲(chǔ)能力，服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)能力和解碼器的解碼能力于一身，單臺(tái)即可完成一個(gè)中小型高清監(jiān)控方案的部署，也可與DVR或NVR組成大型穩(wěn)定的純硬件平臺(tái)解決方案。在品牌兼容性方面，通過(guò)ONVIF、28181以及SDK等方式，可與業(yè)界主流廠商的IPC產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定對(duì)接。獨(dú)特的模塊化插拔結(jié)構(gòu)便于排查和定位問(wèn)題，大大減少了后續(xù)的維護(hù)成本。

以大華的新一代NVR旗艦產(chǎn)品NVR724-256為例：它支持256路通道，不僅能實(shí)現(xiàn)720P和1080P等不限分辨率的碼流接入，而且支持500W、800W等像素高清IPC接入。高達(dá)768Mbps的接入碼流，實(shí)時(shí)并發(fā)的512Mbps同步轉(zhuǎn)發(fā)性能。適用大部分需要視頻集中監(jiān)控的業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景，滿(mǎn)足海量高清時(shí)代的部署和應(yīng)用要求。

圖2 以智能一體化大容量NVR為核心的多業(yè)務(wù)融合方案示意圖

2. 多層數(shù)據(jù)保護(hù)方案

存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定對(duì)于安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)是最重要的。“平安城市”、“銀行大聯(lián)網(wǎng)”等項(xiàng)目的視頻數(shù)據(jù)已經(jīng)達(dá)到PB級(jí)，面對(duì)這些越來(lái)越龐大的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)，傳統(tǒng)的NVR已經(jīng)無(wú)法勝任，特別是在大規(guī)模部署時(shí)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)榉⻊?wù)中斷而導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失。因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少故障點(diǎn)，并能保證在單點(diǎn)或多點(diǎn)故障的情況下，系統(tǒng)能夠持續(xù)運(yùn)行，在線恢復(fù)正常。

相比于傳統(tǒng)NVR采用的N+1備份，智能一體化大容量NVR由于性能的提升，可以支持安全級(jí)別更高的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，并融入了云管理概念，避免了N臺(tái)設(shè)備主用，一臺(tái)備用，應(yīng)付不了N臺(tái)主用設(shè)備里多臺(tái)同時(shí)宕機(jī)的缺點(diǎn)。

目前許多智能一體化大容量NVR已可支持由多臺(tái)NVR設(shè)備組成的N+M多節(jié)點(diǎn)集群和互備機(jī)制：

N臺(tái)NVR承載正常的視頻監(jiān)控功能，接入前端的IPC視頻流，部署M臺(tái)NVR設(shè)備作為正常工作的NVR的備份。

圖3　N+M冗余熱備原理圖

如上圖所示，由一臺(tái)備用NVR設(shè)備承擔(dān)N+M策略管理服務(wù)器，自動(dòng)檢測(cè)和同步NVR設(shè)備狀態(tài)，當(dāng)某臺(tái)NVR設(shè)備出現(xiàn)故障后，策略管理服務(wù)器通過(guò)算法運(yùn)算選舉優(yōu)先級(jí)高的備用NVR替換故障NVR，通過(guò)NVR策略管理服務(wù)器的快速切換機(jī)制同步配置和錄像數(shù)據(jù)，完成備份設(shè)備的無(wú)縫切換，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的不間斷工作。

當(dāng)故障NVR恢復(fù)正常工作，接入到原來(lái)的系統(tǒng)中后，替換的備用NVR恢復(fù)備用狀態(tài)，同時(shí)回傳錄像，從而保證整個(gè)錄像的完整性。

基于N+M的存儲(chǔ)方案可實(shí)現(xiàn)多層數(shù)據(jù)保護(hù)，確保整個(gè)視頻監(jiān)控過(guò)程的數(shù)據(jù)不丟失，避免因設(shè)備故障而導(dǎo)致的視頻監(jiān)控中斷，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷運(yùn)行。

圖4 多層數(shù)據(jù)保護(hù)方案示意圖

首先可在前端IPC配置SD卡，實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳。當(dāng)前端與NVR網(wǎng)絡(luò)連接中斷時(shí)，視頻數(shù)據(jù)先緩存到本地的SD卡上，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后續(xù)傳到NVR上。

后端配置智能一體化大容量NVR通過(guò)多碼流、存儲(chǔ)備份、N+M等機(jī)制保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及錄像的連續(xù)性。

另外，NVR的關(guān)鍵視頻數(shù)據(jù)根據(jù)事件、通道、時(shí)間等備份至軟硬件管理平臺(tái)或指向IPSAN，使操作和監(jiān)控更加人性化。