最新安防行业存储主流技术剖析

安防行业存储主流技术剖析物联网知识在安防日夜发展的今天，抑或今后一段很长的时间，哪一种存储技术会引领**，其目前的市场主流技术都有哪些呢?本文为您解答。

安防存储需求首先，安防存储对于海量存储的需求。

监控数据是7×24小时写入，存放时间从7天、15天......甚至到1年，数据量随时间增加线性增长。

对于一个平安城市项目而言，总的监控路数通常几千到上万路，上千TB的项目比较常见，这对于传统的存储行业是难以想象的。

其次，性能的要求。

视频监控主要是视频码流的写入，表征性能的是存储能支持多少路码流(通常是384Kbps-2Mbps)。

在多路并发写的情况下，对带宽、数据能力、缓存等都有较大影响，对存储的压力很大，这时候存储需要有专门针对视频性能的优化处理。

第三，安防存储价格的敏感。

安防监控行业的海量存储，由于总容量大，造成总的价格成本上升。

反而言之，对单位容量成本(每TB价格)的要求很高。

第五，集中管理的要求。

安防监控应用中，由于需要大量存储设备，存储设备中的海量数据，必须被有效的管理起来，对最终用户的使用提供方便、可靠、透明的支持。

最后，网络化要求。

TCP/IP网络是安防监控技术向网络化方向发展的网络基础，基于TCP/IP网络的存储技术将在安防监控技术网络化进程中发挥不可替代的作用。

基于对以上应用的理解，存储给了我们一个值得借鉴的结论：监控领域的安防存储可能朝着两大领域发展，一对于节点不是太多的中小型应用中，NVR是未来的主要发展方向;其次是大型的监控系统，视频管理平台+SAN存储(以ISCSI存储为主)仍旧是大型监控系统的不二选择。

安防存储技术1、DVR存储。

DVR存储是目前最常见的一种存储模式，编解码器设备直接挂接硬盘，目前最多可带8盘硬盘。

但由于编解码设备性能的限制，一般采用硬盘顺序写入的模式，没有应用RAID冗余技术来实现对数据的保护。

随着硬盘容量的不断增大，单片硬盘故障导致关键数据丢失的几率在同步增长，且DVR性能上的局限性也影响了图像数据的共享及分析。

这种方式的特点是：价格便宜，使用起来方便，通过遥控器和键盘就可以操作;DVR方式适合于小规模、分布式的部署。

国产DVR产品例如海康、大华的产品，都已经十分成熟。

2、编码器直连存储。

编解码器外挂存储设备，通过编解码器的外部存储接口连接，主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存储协议扩展。

这种方式可以实现编解码器容量的再扩展，适合于中小规模安防存储的部署，监控视频数据通过RAID技术在可靠性上得到了一定保证。

其中SATA/USB模式采用的直连方式，不能共享并且扩展能力较低，目前应用逐渐被淘汰;IP网络(iSCSI和NAS)方式下具有更好的扩展能力和共享能力。

比如的系列网络存储产品就可和多个主流厂商的编码设备实现视频数据的直接写入，减少了服务器中转这一环节，在性能提升的同时也节省了用户的投资，但是这种方式由于需要依靠流媒体服务器进行数据的转发和检索，容易在流媒体转发这一环节出现瓶颈，且目前直写通常采用NAS存储方式，由于NAS自身的文件协议等原因，导致在多节点并发写入数据时效率不高。

3、集中存储。

服务器连接前端编解码器，通过流媒体协议下载数据，然后存放到存储设备上。

服务器和存储设备之间可以通过SAS、iSCSI、NAS、FC协议连接。

集中存储方式适合于大中型平台的部署。

集中存储方式中，IP连接模式(iSCSI)和FC连接模式有良好的扩展能力和可管理性，是目前采用较多的方式之一。

从实际的部署和效果来讲，FC存储由于强大的性能和数据处理能力，在节点较多的监控环境里较为合适;而IP存储由于性能和扩展性的限制，在中小型应用中能具备更高的性价比。

4、NVR存储。

在视频监控系统中，NVR是模拟录像机和硬盘录像机的理想升级换代产品，是在原来DVR基础上实现的免除视窗操作系统和电脑配合的单机独立操作设备。

由于NVR采取高度集成化的芯片技术，拥有先进的数字化录像、存储和重放功能，不需要更换和存储录像带，无需电脑配合和日常维护，因此，能够实现高分辨率(可达到Full-D1分辨率)、高质量实时监控，并且简单易用。

简单来说，NVR系统的安防存储将传统的视频、音频及控制信号数字化，通过NVR设备上的网络接口，以IP包的形式在网络上传输，在DVR的基础上，实现了系统的网络化。

[nextpage]应用当中，尽管NVR系统具有计算机快速处理能力、数字信息抗干扰能力、便于快速查询记录、视频图像清晰及单机显示多路图像等优点。

但是，从本质上来讲，NVR不仅没有解决DVR系统中存在的模拟传输的缺陷，也没有很好地解决网络传输视频流后带来的更多管理问题。

实际上，每个NVR形成了一个独立的监控中心，给全网监控的实现造成了更大的复杂性。

在诸如远程控制、多层级扩展性以及组网能力等方面，还有待提高。

视频应用存储特点在一些中小视频监控系统中，系统中的性能瓶颈经常会出在视频服务器而不是存储设备端，存储设备所能提供的带宽往往是视频监控实际总带宽的两倍或三倍，IOPS也是实际需求的3-5倍左右。

存储设备控制器长时间处于半负荷工作状态，大量的高性能资源被浪费。

为保障高可用性、高效性、稳定性和安全性，存储设备的控制器部分一般都是专门设计的，并采用专用的处理器和缓存，其各项技术参数和性能均高于普通PC服务器。

为了有效地利用存储的富余资源，可在存储设备控制器部分中内嵌特殊功能的应用软件，存储设备不仅为系统提供数据存储服务器，还能提供一定的软件应用服务器，这种存储设备就称为应用存储。

应用存储架构对视频监控网络存储系统而言，应用存储设备是一种新型的、具有媒体管理和专用软件应用功能的、高性能的存储设备。

与普通的存储相比，应用存储除了具有基本的数据存储和安全保护等功能特点外，还具有网络管理、媒体资产管理、视频转码、视频点播和存储共享管理等功育旨。

应用存储是指当存储设备本身所能提供的性能远超过系统需求时，借用存储设备的高可靠性和稳定性，在存储上运行一定的应用软件服务。

与普通存储设备相对，应用存储除了增加了许多软件应用及服务功能，也将改变很多应用系统的架构设计。

存储设备一般都是基于模块化、冗余的、支持热插拔的原则而设计的，消除了内部的单点故障，其安全性和稳定性远超于系统中采用的普通PC服务器，应用软件和服务器内在存储，能够为系统提供更高的稳定性和系统安全性。

高效性：存储设备的核心，即控制器，一般都采用专门设计的总线结构、专门的处理芯片和缓存，在数据校验和数据传输方面做了优化。

长时间运行情况下，应用存储不仅能保证软件和服务器功能的安全和稳定，还能保证具有比普通PC服务器具有更高的运行和计算效率，可为系统提供更高的服务质量。

系统架构简单：由于应用存储中集中的许多软件应用和服务功能，在系统结构设计时，就可以节省大量的PC服务器和与之相连接的网络连接设备和网络接口卡，极大地简化了系统结构。

系统结构的简单化有利用优化系统的工作流程，提高系统的运行效率。

同时由于减少系统所需的设备类型及数量，也可以大大减小系统的建设成本。

节省带宽：若采用应用存储，视频转码等软件或服务运行在应用存储设备，完成视频文件转码的整个过程中，数据仅在存储设备内部的控制器和磁盘之间传输，不需要外部服务器参与，也不需要网络设备进行传输和交换，因而也不需要占用网络系统的带宽。

外部服务器和工作站可获得更多的网络资料进行其它的操作。

当今的CMOS图像转换技术不仅服务于“传统的”工业图像处理，而且还凭借其卓越的性能和灵活性而被日益广泛的新颖消费应用所接纳。

此外，它还能确保汽车驾驶时的高安全性和舒适性。

最初，CMOS图像传感器被应用于工业图像处理；在那些旨在提高生产率、质量和生产工艺经济性的全新自动化解决方案中，它至今仍然是至关重要的一环。

据市场研究IMS Research的预测，在未来的几年中，欧洲工业图像处理市场的年成长率将达到6%，其中，在相机中集成了软件功能的智能型解决方案的市场份额将不断扩大。

在德国，据其全国工具机供应商协会VDMA提供的数据，2004年的图像处理市场增长率达到了14%。

市场调研In-Stat/MDR亦指出，单就图像传感器的次级市场而言，其年成长率将高达30%以上，而且这种情况将持续到2008年。

最为重要的是：CMOS传感器的成长速度将达到CCD传感器的七倍，照相手机和数码相机的迅速普及是这种需求的主要推动因素。

显然，人们如此看好CMOS图像转换器的成长前景是基于这样一个事实，即：与垄断该领域长达30多年的CCD技术相比，它能够更好地满足用户对各种应用中新型图像传感器不断提升的品质要求，如更加灵活的图像捕获、更高的灵敏度、更宽的动态范围、更高的分辨率、更低的功耗以及更加优良的系统集成等。

此外，CMOS图像转换器还造就了一些迄今为止尚不能以经济的方式来实现的新颖应用。

另外，还有一些有利于CMOS传感器的“软”标准在起作用，包括：应用支持、抗辐射性、快门类型、开窗口和光谱覆盖率等。

不过，这种区别稍带几分任意性，因为这些标准的重要程度将由于应用的不同(消费、工业或汽车)而发生变化。

细节表现中所面临的难题就像我们从模拟摄影所获知的那样，拍摄一幅完整场景的照片是一件相当普通的事情，照相手机同样如此。

但是，对于工业或汽车应用来说，情况就大不一样了：有些场合并不需要很高的全帧数据速率。

比如，在监控摄像机中，只要能够发现一幅场景中出现的变化（因为这种变化可能预示着某种可疑情况），那么分辨率低一点也是完全可以接受的。

在此基础之上才需要借助全分辨率来采集更多的细节信息。

跟着发生的动作将只在摄像机视场的某一部分当中进行播放，而且，在所捕获的场景中，只有这一部分才是监控人员所关注的。

对于只提供全帧图像的CCD图像传感器而言，只有采用一个分离的评估电路才能够提供两个观测角度，这意味着处理时间和成本的增加。

然而，CMOS图像传感器的工作原理则与RAM相似，所有的存储位均可单独读出。

CMOS传感器的二次采样虽然提供了较低的分辨率，但是帧速率较高；而开窗口则允许随机选择一块感兴趣的区域。

CMOS传感器坐拥高灵敏度、宽动态范围和低功耗优势最新CMOS传感器获得广泛应用的一个前提是其所拥有的较高灵敏度、较短曝光时间和日渐缩小的像素尺寸。

像素灵敏度的一个衡量尺度是填充因子(感光面积与整个像素面积之比)与量子效率(由轰击屏幕的光子所生成的电子的数量)的乘积。

CCD传感器因其技术的固有特性而拥有一个很大的填充因子。

而在CMOS图像传感器中，为了实现堪与CCD转换器相媲美的噪声指标和灵敏度水平，人们给CMOS图像传感器装配上了有源像素传感器(APS)，并且导致填充因子降低，原因是像素表面相当大的一部分面积被放大器晶体管所占用，留给光电二极管的可用空间较小。