浅析高清存储方式的对比和发展趋势 - 安防知识网

2010年以来，高清一直就是安防监控领域谈论的热点，而要探讨高清，存储是一个不可避免的环节，目前从模拟到高清监控的过渡过程中，衍生出了许多存储方式，如传统的DVR、嵌入式DVR或者NVR、大型系统的集中式存储等等，那么未来哪种存储方式更适用于高清，下文我们将一一来探讨...

　　高清监控对于存储的需求分析

　　首先，我们对高清先进行简单的了解，主流标清监控的分辨率为CIF/D1格式4：3的图像规格。标清视频监控中采取的视频压缩算法通常为MPEG-4。而高清视频监控的分辨率需要达到720线以上，即图表中的分辨率720p/1080p/1080p格式 16：9的图像规格，通常采用H.264的视频压缩算法。目前已经面世的高清视频监控设备主要支持720p及1080p两种规格，而1080p也被称为全高清。

　　从标清的CIF格式到高清的720p格式图像的分辨率提高了9倍，而从CIF到全高清的1080p格式图像的分辨率更是提高了20倍。分辨率的大幅提高以及H.264压缩算法的应用使得高清监控的画质得到了显著的提升，然而高清视频的码率也相应的增大。

　　监控领域常见的图像分辨率格式如下：

　　在标清视频监控中，一路图像的码率为512K-2M。而高清视频监控中，一路视频的码率为4M-20M，即需要存储的文件大小为2-9G/小时。按照监控常用的7*24小时30天的标准计算可以得到如下的数据：2G*24*30=1.44TB。

　　若一路高清视频需要保持30天则至少需要1.44TB的存储空间。可见高清视频监控的应用对存储提出了新的要求和挑战。

　　DVR存储绝大多数可实现D1的存储

　　目前市场上针对高清监控的存储主要采用一下几种方式：

　　DVR存储的优劣

　　多路模拟高清摄像机接入到DVR，由DVR负责编码，存储及传输。采用这种方式有以下的优点：

　　· 技术相对简单，易于实现;

　　· 在整体结构上属于分布式存储，分散了高清存储的带宽压力;

　　· 存储设备的硬盘采用顺序写入的方式，非工作盘处于休眠的状态，能耗较低且硬盘的寿命较长;

　　· 设备的故障点分散，单一设备故障不会影响整个系统的问题。

　　但这种存储方式的缺点也比较明显：

　　· 前端接入的为模拟高清摄像机，而高清传输对线材的要求非常高，采用这种方式不可避免的增加了施工的成本，同时模拟传输的视频质量也很难得到保证;

　　· 单个DVR设备需要同时编解码多路高清视频，编码器的性能成为系统的瓶颈，芯片组成本较高;

　　· 单个DVR硬盘容量有限，通常只能配置8块硬盘，硬盘没有RAID保护，增大了数据丢失的风险;

　　· 存储空间不能共享，灵活性差、利用率低;

　　· 设备分散，维护的难度较大。

　　实际上，市场上采用DVR方式的高清监控绝大多数只是达到了D1的标准，算不上真正意义上的高清。

　　混合式DVR利于保护现有投资

　　混合式DVR，即普通DVR的基础上加入了NVR的功能。混合式DVR除支持模拟摄像机的接入外还能支持视频编码器和IP摄像机的接入。

　　混合式DVR的优点：

　　· 标清和高清兼顾，可接入现有的模拟摄像机也可接入网络摄像机或编码器;

　　· 低成本实现高清监控;

　　· 有利于模拟视频监控工程改造升级;

　　· 监控管理平台无需大的改动即可接入混合式DVR;

　　混合式DVR的缺点：

　　· DVR硬盘容量有限，通常没有硬盘没有RAID保护，数据丢失的风险较高;

　　· 存储空间灵活性差，利用率低，不能共享;

　　混合式DVR的产生属于标清到高清的过渡性产品。可以在不改变系统架构和设备情况下，实现高清的应用，有利于保护现有投资。[nextpage]

　　集中式存储易于管理和扩展

　　监控平台服务器集中存储。服务器连接前端编码器或IP摄像机，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。

　　监控平台服务器集中存储的优点在于：

　　· 视频存储集中管理、存储空间利用率高，易于扩容;

　　· 由于采用了RAID技术，存储的可靠性高，单一硬盘的损坏不会造成视频的丢失;

　　· 在大规模的应用上，集中存储的性价比较高;

　　· 存储设备集中在中心机房，易于维护。

　　监控平台服务器集中存储的缺点在于：

　　· 监控平台中心服务器的带宽压力大，性能要求高。视频监控通常都会都接入数百路的视频图像。一路高清视频需要的带宽至少也在4M以上。100路视频需要400M以上的网络带宽;

　　· RAID技术使得所有的成员盘都必须7*24小时运转，因此硬盘的寿命相对较小;

　　· 监控平台服务器成为单一的故障点，一旦发生死机或脱网等故障，将造成整个系统的失效。

　　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。

　　NVR适合中小型的监控系统高清

　　NVR是纯粹高清存储的设备。DVR不同在于，高清NVR只高清IP摄像机的数字信号，不接模拟摄像机的信号。它将高清IP摄像机通过网线传输的数字信号直接存储到本地硬盘。

　　高清NVR的优点：

　　· 传输过程完全数字化，实现了无损传输保证了高清视频的质量;

　　· 可以接入多路的高清视频;

　　· 若采用PEO供电的方式则采用一跟网线即可代替了传统的视频线、音频线、电源线、控制线。施工布线简单，成本低廉;

　　· 分布式存储，降低了网络带宽的压力。

　　高清NVR的缺点：

　　· 设备分散，不易维护;

　　· 单个设备的存储容量还是较低。

　　高清NVR比较适合中小型监控系统的使用，以及网络带宽紧张情况下的高清监控系统的使用。

　　未来高清存储的发展方向

　　以上四种常见的高清存储方式中，DVR存储、高清NVR和集中存储的方式较为常见。

　　从安防监控系统的发展来看，DVR在仍然有很高的占有率，从保护投资的角度来说用户也不易接受全高清NVR的架构，因此大部分项目中仍然采用DVR存储高清。当然前面也介绍过所谓的高清DVR实际上并没有达到高清监控的标准。另一方面，高清监控对网络带宽的巨大要求也是DVR大量采用的一大原因。以银行的网络情况为例，单个营业网点的带宽通常为2M，若采用集中存储的方式则需要对网络进行扩容，并对整个监控系统的结构做大规模的改造。

　　而在于新建的高清监控项目中。因为实际环境的不同分别采用了高清NVR或集中存储的方式。对于小规模的高清监控系统，采用高清NVR具有明显的成本优势，同时部分高清NVR实际上也采用了本地存高清，网络传标清的过渡性解决方案，对于网络带宽紧张的项目来说不仅解决了现有的监控需求，同时也为未来全面的高清化预留了空间。而其集中存储方式多用于大型监控网络的部署。通常大型监控网络项目涉及的监控点位繁多，地点分散，采用带宽充足的监控专用网络进行传输。因此集中存储方式更有利于大型监控网络的管理和应用需要。

　　未来的高清存储方式必然朝着两个方向发展。中小规模的视频监控系统应用中，高清NVR将是主流的存储方式。而大规模的视频监控监控系统应用中，集中存储及云存储将是主流的存储方式。

　　云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。云存储技术的出现，突破了传统存储方式的性能瓶颈及容量瓶颈。随着网络技术的发展及网络带宽的逐步提高，云存储在监控领域的应用有着美好的前景。