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        適用于視頻監控行業的創新邊緣存儲解決方案
        發布日期:2018-12-24 11:01 瀏覽次數:

        邊緣存儲技術是指錄制視頻并存儲在攝像頭或直連存儲設備中,而不是通過網絡存儲到集中式記錄設施中。這項技術迅速得到了認可,并在 IP視頻監控應用中得到了廣泛的采用。

          通過在 IP 攝像頭中使用邊緣存儲,視頻監控解決方案開發人員能夠更加靈活地進行系統設計,并獲得更多成本優勢。而系統集成商利用基于本地 microSD 卡的存儲,可以針對 IP 網絡負載/可用容量、記錄冗余和移動訪問來優化設計。

          商業/工業視頻監控是一種獨特的全天候錄制應用,如果使用消費級/零售 microSD 卡很有可能不夠可靠;因此,選擇為行業****的攝像頭制造商設計并優化了固件的高品質 microSD 卡,對于實現可靠、穩健且對維護要求不高的系統設計來說至關重要。

          本簡介將指導視頻監控專業人員選擇適用于其設計方案的邊緣存儲解決方案,幫助其實現邊緣存儲的優勢。

          邊緣存儲的工作原理

          如今,大多數 IP 視頻監控攝像頭都有內置的 microSD 卡插槽以支持邊緣存儲。機載存儲可實現直接視頻錄制,并提供遠程應用(例如網絡視頻錄像機 [NVR]、帶視頻管理軟件 [VMS] 的****監控系統、移動設備等),即可以通過網絡檢索存儲卡中存儲的視頻。

          以下是使用了邊緣存儲解決方案(microSD 卡)的企業級部署的典型系統拓撲。

        圖 1:邊緣存儲解決方案的典型企業級部署

          適用于 IP 視頻監控的邊緣存儲用例

          早期部署的新興應用涵蓋 IP 視頻監控的三個主要用例:記錄冗余、網絡負載優化和錄制系統更換。

          記錄冗余

          需具備高可信度的企業級應用(例如銀行、政府和城市監控系統)利用邊緣存儲來降低數據丟失的風險。如果主網絡中的存儲發生問題(包括網絡可靠性問題),邊緣存儲可以保留已錄制視頻的備用副本。microSD 卡中錄制的視頻可以同步到后端系統 (NVR/VMS),從而提高整個系統的可靠性。

          網絡負載優化

          在某些情況下,由于帶寬有限或不一致(例如有些位置采用無線連接、有些位置使用共享的基礎設施、有些位置覆蓋大型空間),視頻流的傳輸質量會受到不利影響。針對這些情況,可以利用邊緣存儲來緩存視頻,直到網絡狀況改善到適合回傳信息。此外,還可以利用邊緣存儲來優化帶寬和視頻質量,也即在邊緣本地錄制高質量的視頻,而在遠程查看標準質量的視頻。甚至可以在網絡帶寬不受限制時,將錄制的高質量視頻同步到后端系統 (NVR/VMS)。

          邊緣存儲可以幫助優化網絡負載,從拓撲/設計角度提供更多的靈活性并降低總體擁有成本。

          例如,大多數企業級部署目前都會在既有的企業局域網 (LAN) 上覆蓋一個監控網絡。LAN 上辦公高峰時段的 IT 流量可能會與監控攝像頭所需的帶寬發生沖突。但通過使用邊緣存儲,系統設計人員可以在不影響監控系統成效的情況下,減少辦公高峰時段 LAN 上的監控流量負載。這使網絡設計具備更大的靈活性,也能夠節約成本。

        圖 2:IP 視頻監控中的企業備份存儲

        圖 3:IP 視頻監控中的網絡負載優化

        圖 4:IP 視頻監控中的錄制系統更換

          過去,網絡負載優化是通過基于低密度 SLC 閃存技術的 microSD 卡(4GB 和 8GB)來實現,因為 SLC 更加耐用;然而,新一代基于 MLC 的 IP 視頻監控專用 microSD 卡(32GB 和 64GB)在降低成本和增加緩存方面更加有利。

          中小企業的錄制系統更換

          大多數 IP 視頻監控系統仍然依靠后端錄制解決方案(NVR/云)進行數據存儲。但在一些中小企業 (SMB) IP 攝像頭部署中,可以去掉**** NVR 而只使用邊緣存儲,只需利用合適的監控專用 microSD 卡并采用很多IP 攝像頭都具備的先進視頻壓縮技術即可。用戶仍可以通過智能手機、PC 或平板電腦,觀看視頻直播或視頻存檔,以此監控其資產。

          在這種用例中,邊緣存儲可優化現場部署的設備規模(NVR 系統)、降低存儲成本(不需要額外的云存儲訂閱費用,也不需要帶硬盤的 NVR),并降低隱私問題的不確定性(在本地 microSD 卡中記錄私人數據)。

          IP 視頻監控中邊緣存儲面臨的挑戰

          目前市場上的絕大多數 microSD 卡都是消費級產品,它們用于數碼相機 (DSC)、汽車行車記錄儀或家用攝像機中,而不是為 IP 視頻監控攝像頭中的商業和工業邊緣存儲設計的。因此,許多系統集成商和安裝者認為邊緣存儲“不可靠”。大多數用戶都不了解,邊緣錄制中使用的 microSD 卡的壽命和質量可能千差萬別,具體取決于所選卡的質量。選擇質量不佳的 microSD 卡可能會導致在部署完成后的幾個月內就發生代價不菲的現場故障。

          市場上的存儲卡主要有以下幾點區別:

          卡中使用的 NAND 閃存技術

          針對全天候視頻錄制進行的固件優化完善到了什么程度

          存儲卡中的 NAND 經過了怎樣的測試和篩選,意在提高產品的整體可靠性

          從耐用性的角度看,IP 攝像頭中的邊緣錄制是*重的存儲工作負載之一,會快速耗盡消費級的消費級 microSD 卡(結束其使用壽命)。之后除非換卡,否則就不能再存儲內容。

          目前一個常見的錯誤是在視頻監控部署中使用消費級 microSD 卡。圖 5 是一個示例,顯示了在一個典型的視頻監控系統中,一張 64GB 的消費級存儲卡在比特率持續達到 8 Mb/s 的情況下如何快速耗盡了使用壽命。

          如果使用消費級 microSD 卡在一天中持續錄制 12 個小時甚至更長時間,那么消費級存儲卡很有可能在部署后幾個月內發生故障。

        圖 5:典型的消費級 microSD 卡的使用壽命取決于每天的錄制時間

          邊緣存儲設備的錄制性能

          提供穩定的錄制性能是對邊緣存儲設備的另一個要求。對于需要全天候持續錄制的應用,必須調整固件以支持****限度的穩態性能,確保記錄下所有幀。

          和前文所提相同,目前一個常見的錯誤是使用消費級 microSD 卡,但這種卡的固件并未針對全天候錄制需求進行優化,因此會丟幀。圖 6 顯示了典型的消費級 microSD 卡的幀捕捉性能,其配置和使用情況是:8 Mb/s(恒定比特率),30 FPS,連續錄制一分鐘視頻剪輯。

          幀捕捉率低于每分鐘1800 幀意味著丟幀。在許多情況下,幀捕捉率下降了 20-30% 后,會導致大量數據丟失。

        圖 6:典型消費級 microSD 卡的幀捕捉率(每分鐘)

          適用于邊緣存儲應用的美光工業卡

          憑借閃存技術方面的專業知識和監控應用知識,美光科技開發了一種監控專用的工業級存儲卡,用于IP 視頻監控應用中的邊緣存儲。這種卡具備以下優勢:

          高耐用性

          專為視頻錄制而設計,能夠支持 3 年或者更長時間的高品質全天候持續視頻錄制。

          64GB:3 年,8 Mb/s 全天候持續錄制

          32GB:3 年,4 Mb/s 全天候持續錄制

        圖 7:IP 視頻監控應用中美光工業卡和典型消費級 microSD 卡的表現對比

          如圖 7 所示,與典型的消費級卡相比,美光工業卡(64GB,8 Mb/s 流速)在現場全天候持續錄制方面有著顯著的使用壽命優勢。

          卓越的錄制性能

          美光工業卡包含經過優化的固件,可提供穩定性能,實現全天候高質量視頻錄制,同時****程度減少丟幀。

        圖 8:IP 視頻監控應用中美光工業卡的幀捕捉率

          視頻錄制配置:8 Mb/s(恒定比特率),30 FPS,連續錄制一分鐘視頻剪輯

          工業級質量

          美光工業卡為視頻監控提供可靠、優質的 microSD 卡,平均無故障時間 (MTTF) 為 200 萬小時,即年度故障率 (AFR) 為 0.44%;這意味著其可靠性是當今 NVR 中所用的監控硬盤的兩倍3。

          之所以能夠提供這種級別的可靠性和品質,是因為美光科技會根據視頻監控應用的要求來設計、制造和篩選,并對卡中的固件進行調整。

          可監控運行狀況的智能工具

          美光工業卡為 IP 攝像頭集成提供運行狀況監控功能,可以報告卡的使用情況和剩余使用壽命。系統可以將此功能集成到軟件中,以便在需要更換時提醒*終用戶。從總體擁有成本的角度衡量,此功能降低了系統停機時間和維護成本。

          總結

          邊緣存儲是一項令人激動的新技術。大多數 IP 監控攝像頭支持 microSD 卡插槽,因此無需更改系統或設計,即可集成邊緣存儲。

          系統集成商獲得成功的關鍵是要選擇專為 IP 監控攝像頭應用構建的存儲卡,而不是因為便宜或易得而隨意選擇 microSD 卡。通過在很多部署用例中提供記錄冗余、優化網絡負載和降低總體擁有成本,專為 IP 視頻監控攝像頭設計的 microSD 卡可帶來更多價值并提升系統性能。

          監控行業已經迎來閃存存儲技術,而美光科技是你可以信賴的存儲解決方案提供商。

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