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浅谈嵌入式NVR发展中的问题
2014/1/8 12:25:00      来源:    记者:许萌
    嵌入式NVR仍然处于一个发展阶段,缺乏统一的规范,如何解决网络设备之间的兼容性、网络摄像机与NVR的即插即用、高清存储网络的局限性和安全性、网络带宽受限等问题,将成为未来一段时间重点关注的话题。

引言

嵌入式NVR是专用硬件设备和嵌入式操作系统的结合产物,可根据用户需求进行结构和外观设计,提供丰富的软硬件接口,更贴近用户实际需求。此外,嵌入式NVR继承了传统DVR便捷的UI操作界面和操作习惯,支持本地化的图像预览和回放操作,而且嵌入式操作系统不会因病毒等原因导致设备无法使用或者异常关机重启,确保系统高可靠性和稳定性,所以嵌入式NVR今后将会是NVR产品中的主力军。

但我们仍需认识到,嵌入式NVR仍然处于一个发展阶段,缺乏统一的规范,如何解决网络设备之间的兼容性、网络摄像机与NVR的即插即用、高清存储网络的局限性和安全性、网络带宽受限等问题,将成为未来一段时间重点关注的话题。嵌入式NVR作为连接网络高清设备的主力军,在后续较长的一段时间内将和DVR、混合DVR等设备共存,对视频监控的发展和应用做出相应的贡献。

一、网络设备的兼容性

嵌入式NVR支持网络视频服务器、网络摄像机和网络球机的接入,现阶段接入的方式主要有厂家私有协议、RTSPONVIFPSIA协议等几种方式,尤其是这两年标准ONVIFPSIA协议的普遍应用,在一定程度上很好地解决了以往各厂商协议不同,接入困难的难题。但目前标准协议定义相对还不够完善,只能满足一些基本功能的实现,而且各厂商开发人员对协议的理解也不尽相同,所以在实际应用中还是会出现很多兼容性方面的问题。另外,各厂商网络编码设备的编码格式、封装格式也都不尽相同,在一定程度也给设备兼容性增加了困难。所以如何更好地实现不同厂商网络编码设备的兼容,给设备厂商提出了更高的要求。

二、网络设备的即插即用

  相对于传统DVR来说,NVR布线非常简单,只需要一条网线,就能将中心的NVR与前端的网络摄像机进行连接,采集高清音视频数据,免去了视频线、音频线、485线等在内的所有繁琐线路,但是NVRIPC需要配置IP地址,需要进行一些添加操作,这给工程施工人员的维护带来了新的要求。虽然监控行业的入门门槛并不高,但是想全面掌握技术也非一蹴而就。所以NVR与网络摄像机对接的即插即用问题,也是各设备厂商需要尽快解决的一个问题。

三、网络设备的接入能力

  嵌入式NVR相对于传统DVR一个比较明显的特点就是其单台设备的接入能力更强大,很多厂商都已生产出了64路甚至更高路数高清设备接入的产品。一方面,嵌入式NVR本身硬件性能和网卡性能在不断提升,另一方面,网络摄像机的编码性能也在不断提升,以往720p分辨率编码需要3-4Mbps码率,而现在只需要2Mbps就能编出清晰的720p高清图像,这两方面都在不断促进嵌入式NVR接入路数的提升。

四、网络存储的安全性

监控数据存储的特点是以大容量的写为目的,24小时规律写,多写少读,以写为主;循环读写,存储数据一定时期过期;同时监控数据存储对成本较为关注,其核心的要求是:可靠、稳定的存储下来。

嵌入式NVR延续了传统DVR磁盘预分配技术、硬盘SMART预警技术、硬盘分组管理、通道配额设置,冗余录像、重要录像文件保护等机制,在提高数据安全性的同时,可针对实际应用提供更加灵活的配置和管理机制。另外,嵌入式NVR通过网络采集音视频图像,而网络难免存在断连等不稳定因素,这对嵌入NVR的数据存储安全性也提出了新的要求,此时RAIDANRN+1热备等技术便逐渐应用到了嵌入式NVR设备上。

RAIDRedundant Array of Independent Disks的缩写)是一种把多块独立的物理硬盘按不同方式组合起来形成一个逻辑硬盘,可配置RAID 0/1/5/10等多种类型阵列冗余,支持阵列重建、阵列一键配置等功能,提升本地存储可靠性。以往RAID技术在嵌入式NVR上更多的是通过扩展RAID卡的硬RAID方式来实现,这种方式不但增加了设备的硬件成本,且RAID卡通常由第三方厂商提供,势必影响了嵌入式NVRRAID卡之间的兼容性和稳定性,所以现在设备厂商基于嵌入式NVR的原有系统基于软件开发实现了RAID功能,俗称软RAID,它不但解决了硬RAID在嵌入式NVR上应用的不足,而且可以提供更便捷的操作和维护方式,将逐步替代硬RAID在嵌入式NVR上的应用。

ANRAutomatic Network Replenishment Technology的缩写)是一种结合网络编码设备本地存储和NVR网络存储的技术。NVR的工作基础是网络,但网络承载业务的复杂性都比较高,难免会出现一些不稳定的状况,导致NVRIPC之间出现短暂的网络断连,此时支持ANR技术的NVR和前端网络编码设备会自动将录像存储在前端设备中,待网络恢复后, NVR恢复录像并将前端设备存储的录像数据迁移到NVR中,保证NVR录像的完整性。

N+1热备系统是指在NVR存储网络中安置热备NVR设备,当一台工作NVR出现异常下线时,热备NVR自动接管异常设备的IP通道进行录像,当工作NVR故障恢复后,热备NVR将录像回迁到原工作NVR,回迁完成后热备NVR恢复空闲状态,可继续为网络内的其他NVR提供热备,时刻保证网络存储的稳定性与安全性。

虽然嵌入式NVR通常采用分布式存储方案,采用就近存储、快速存储、分散存储的策略,保证数据尽可能早的存储,可以有效规避网络异常等问题,把单点故障的风险降低到最低,而ANR技术和N+1热备技术的应用,进一步提升了网络存储的安全性。

五、网络环境的适应能力

网络是NVR设备发挥其性能的媒介,无论是网络相机的接入、预览、存储、回放还是通道的管理,都需要借助于网络,而通常网络中IP地址的局限性和网络带宽的局限性在一定程度上限制了NVR产品的应用,所以如何更好的提高嵌入式NVR设备的网络适应能力,也是各设备厂商需要提高和解决的问题。

很多厂商都在NVR上应用了双网口技术来提高产品的网络适应能力,不过很多厂商的双网口仅仅只两个网口的简单叠加,海康威视双网口NVR支持网络容错、负载均衡和多址设定三种工作模式。网络容错和负载均衡两个工作模式的两个网口使用同一个IP地址,区别在于网络容错模式下只有一个网口在工作,另一个网口提供一个冗余的功能,在工作网口异常时,冗余网口进行无缝连接,确保网络连接的畅通;而负载均衡模式下两个网口同时工作,平均承担设备的输入和输出带宽,其中一个网口网络异常时,另一网口也继续保障设备网络正常工作。多址设定工作模式的特点完全不同,其双网口可配置不同的IP地址,实现双网隔离的效果,在专网或公网IP不够用的情况下,此模式的优势凸显的淋漓尽致,其一网口可与IPC单独组建局域网进行接入,另一网口分配专网或公网地址连接平台,在节约专网或公网IP的同时,实现网中用户预览、回放、管理前端高清图像。正式这三种模式的成功应用,让嵌入式NVR设备的网络适应能力更强。

另外,在金融、司法或公安等行业项目高清改造时,经常会遇到前端营业厅等网络带宽不足,不足以实时传输多路高清视频的情况,在这种环境下,零通道编码和转码功能便应运而生。零通道编码功能是将NVR已解码的多路高清视频再重新进行一次编码,多路高清视频仅占用1路零通道编码带宽进行传输,保证监控中心可同时多路预览前端实时视频,既充分获取了前端监控图像信息,又有效节省了网络带宽;嵌入式NVR转码功能又是一项有效解决专网或公网带宽不足的措施,在远程预览的时候,NVR将其分辨率、码率、编码格式和帧率等进行转换,转换成当前网络可承受的分辨率、码率,保证监控中心预览的实时性和流畅性,而前端NVR中仍然存储主码流的高清图像。相信还有很多新技术新功能,可以提高NVR产品的网络适应能力,如果各厂商能更好的提高产品的网络兼容性,再加上NVR本身布线、图像质量上的优势,那么NVR一定会迎来更好的发展。

结语

近两年,前端网络摄像机的视频图像质量和编码技术在不断提升,而价格与模拟摄像机的差距却逐年缩小,且高清网络存储的需求也在逐年扩大,保证了网络摄像机的高速发展与普及,如果嵌入式NVR产品可以更好地提升其网络设备的接入兼容性,提高网络环境的适应能力,保证操作维护的便利性,并解除目前大家对其网络存储稳定性和安全性的后顾之忧,那嵌入式NVR很有可能迎来其发展的热潮。

 

编辑:许萌
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