降低视频监控存储系统的成本同时提高可靠性

视频记录媒体从模拟VCR磁带向数字硬盘驱动器的转移是由这样一种意愿所推动：在有限数量的存储容量上最大限度增加摄像头数量和可实现的保存天数，同时降低其成本。整个行业已经实验了多种通过减小所录视频大小来管理此成本的方式。今天，大量能源消耗在多数IT部门用于记录监控视频的现有IT基础设备和潜在闲置容量上。

安防行业已经用了几十年时间来理解和学习如何满足视频数据的大量存储要求。为了降低其成本，业界采取了多种方式，主要着眼于降低所录制视频的质量或在存储介质上记录视频帧的频率。然而在近几年中，更高分辨率摄像头的出现及其性能的吸引力，再加上要求对高分辨率、实时镜头延长保存期限的规定，已经使这些方式失去作用而被废弃。

VCR磁带在监控镜头上的应用使延时录制得以普及。为使一盒VCR磁带能够容纳更多内容，用户降低了对视频质量和帧率的预期。目标很简单：在一盒磁带上录制最多16个摄像头在24小时内拍摄的视频。其实现方式是，减缓在磁带上录制视频的频率（标准2小时磁带为60场/秒，12小时模式为10场/秒，24小时模式则为5场/秒），最终通过对16个摄像头中的每一个进行复用的方式录制在同一磁带上。然而，人们很快认识到，即使采用复用器，以非常低的帧率录制视频会使来自同一摄像头的后续图像之间出现过大的间断，从而失去供调查人员使用的任何价值。

今天的IP摄像头可以生成显著优于前代模拟产品的画面。而且随着百万像素摄像头的出现，用户们已经开始重新评价其在图像质量和帧率方面作出妥协的意愿。（由210万像素摄像头拍摄、1080p全高清监视器显示的画面真正是表现出众，特别是相比播放以CIF分辨率、延时帧率拍摄的视频时更是如此。）庆幸的是，现在一套具备合适架构的存储子系统使用户能够发挥这些功能，而不超出预算。技术只是推动新范式需求的一个要素。新的条例已开始强制要求达到最低的可接受质量、帧率以及留存时间。加利福尼亚州法院的刑事案件档案要求视频证据存档365天。内华达州针对博彩业的数字视频录制标准则要求所有博彩摄像头的视频片段均以最低4CIF（704x480）的分辨率、每秒30帧画面的帧率进行拍摄，并保存7天以上。法国最近实施的公共安全法律要求对所有公共安全和城市监控应用采用4CIF（704x576）分辨率、实时的视频。

我们来看一个具有以下属性的设施的简单示例：

• 100个摄像头

• 中等质量的MJPEG压缩

• 640x480分辨率

• 每个摄像头每秒记录15帧图像

• 每天记录24小时

• 7天保留目标

15IPS、640x480分辨率的图像应产生约4Mbps的需存储的比特率。简单相乘可得出以下结果：4Mbps * 60秒/分 *60分/小时 * 24小时/天 *7天 * 1/8字节/位 = 302GB在这种情境下，每个摄像头将需要302GB的存储空间来满足保存的要求。这看起来可能不多，但当您将全部100个摄像头的存储要求加在一起时，所需的总容量将是30.20TB。

以上示例针对的是100个摄像头录制7天的情形。现在来考虑摄像头超过5,000个或需要365天在线视频存储的设施。由于对视频监控系统的要求之一是能够支持不同类型和规格的摄像头的需要，经过精心设计的视频存储系统必须能够高效率地从几个G扩展到几个P的规模。此外，针对视频设计的存储系统必须提供与企业级IT存储系统相同程度的数据保护和保障，但价格仅是后者的一小部分。

监控摄像头从不会停止生成流内容，在这种情况下，硬盘驱动器上执行的操作中有接近95%为写操作。在庞大的系统中，对已录制内容的检索在视频对存储子系统所施加的工作负荷中所占比例极小。

大多数IT部门的存储场所都有超额容量来适应未来的增长，这使IT经理能够估算每一用户或每一应用程序的设定存储容量，并相应地确定其需求的规模。视频存储系统没有超额容量，因为视频监控摄像头从来不会停止流数据传送。多数监控系统根据设定的参数来配置存储阵列，参数诸如摄像头提供的比特率、录像时间安排、要录像的摄像头数，以及所需留存时间。