Статьи

К списку статей

Применение технологий сетевого хранения данных для цифровых систем видеонаблюдения

Технический прогресс не стоит на месте. Не обошел этот процесс и цифровые системы видеонаблюдения. Непрерывно улучшается качество изображения, получаемое с IP-камер (на сегодняшний день до мегапиксельного разрешения). Мощности процессоров растут, позволяя увеличивать объемы обрабатываемой информации. Несмотря на новые, более сложные алгоритмы сжатия, объемы хранимой видеоинформации также увеличиваются, вынуждая пользователя к наращиванию объемов дискового пространства.

Увеличивается количество масштабных объектов, которые необходимо охватить единой распределенной цифровой системой видеонаблюдения. В большинстве случаев на таких объектах уже существует сетевая инфраструктура (полностью или частично). Иногда необходимо расположить центр видеонаблюдения или центры обработки и хранения данных удаленно от объекта наблюдения, или таких объектов несколько, а центр наблюдения должен быть один. В таких ситуациях (а такие потребности возникают все чаще) актуальным становятся системы сетевого хранения данных и IP-решения в области охранного видеонаблюдения.
Преимущества применения технологий сетевого хранения данных для цифрового охранного видеонаблюдения неоспоримы:
  • простота интеграции устройств в уже существующую IP-сеть;
  • возможность включения в единую сеть устройств, находящихся на большом расстоянии друг от друга, используя технологии передачи данных по протоколу TCP/IP;
  • снижение стоимости построения распределенного комплекса (отказ от выделенной дорогостоящей сети FC SAN для хранения данных и отказ от коаксиальных кабельных трасс для подключения аналоговых видеокамер, если система полностью построена на базе IP-устройств).
К сожалению, у таких решений есть и недостатки. Самый главный из них - малая пропускная способность каналов Ethernet, что ограничивает объем и масштабируемость распределенной системы. Поэтому при построении крупных распределенных систем с большими объемами передаваемых данных и большим трафиком придется использовать технологию FC SAN для хранения данных и аналоговые камеры для видеонаблюдения. Таким образом, рационально применять гибридные системы, добиваясь оптимального сочетания функциональности, качества, надежности и стоимости. При создании таких систем главное - грамотное построение проекта и правильный подбор оборудования.
Со временем при повсеместном внедрении стандарта Ethernet 10Gb/s от гибридных систем можно будет отказаться полностью. Уже сегодня на небольших объектах и объектах среднего масштаба при наличии сетевой инфраструктуры со скоростью передачи данных 1Gb/s можно строить распределенные системы видеонаблюдения на базе IP-устройств и используя сетевые хранилища данных без применения аналоговых устройств и без сетей хранения данных FC.
Ознакомимся с технологиями хранения данных, использующими в качестве канала передачи данных сети IP. Можно выделить две такие технологии - NAS и iSCSI.

Технология NAS

NAS (Network Attached Storage) - это сетевое устройство хранения, т.е. хранилище данных, подключаемое непосредственно в сеть. При подключении NAS в сеть IP пользователям для хранения информации становятся доступны дисковые ресурсы, представленные как сетевые папки. Передача данных осуществляется по файловым протоколам обмена. СХД (системы хранения данных) NAS позволяют осуществлять доступ к каталогам пользователям различных операционных систем и имеют очень гибкую настройку по правам доступа и дисковым квотам. Системы NAS просты в установке и не требуют клиентских лицензий ПО на доступ к хранилищу. Последнее особенно важно при большом числе подключений.
Рассмотрим пример применения решений хранения данных NAS в системах цифрового видеонаблюдения.
На рисунке 1 представлена схема включения в существующую сеть IP сервера хранения данных NAS. IP-камеры сохраняют изображение в виде файлов на дисках NAS. Дисковая система может быть легко расширена подключением по SAS/SCSI необходимого числа дисковых полок. Функцию записи на сетевой диск поддерживают практически все современные цифровые системы видеонаблюдения - например, программно-аппаратный комплекс «Интеллект» через дополнительный модуль «Оперативный архив». Это позволяет создать единую систему хранения видеоданных с аналоговых и цифровых видеокамер. Контроль объекта осуществляется с УРМ (удаленных рабочих мест) операторов.
Сетевое устройство хранения

Рис. 1. Схема включения сервера хранения данных NAS в существующую сеть IP

Технология iSCSI

iSCSI (Internet SCSI) - протокол, позволяющий интегрировать в пакеты IP команды SCSI для управления хранилищем и передачи данных. Сетевой ресурс iSCSI представляется операционной системе клиента как обычный локальный диск. В отличие от систем NAS, системы iSCSI работают не с файлами, а с блоками данных. На базе iSCSI можно построить полноценную сеть хранения SAN.
На рисунке 2 представлена схема подключения в существующую сеть сервера хранения данных iSCSI. Для видеосервера эта система хранения представляется как локальный диск. Таким образом, любая цифровая система видеонаблюдения может работать с хранилищем iSCSI без дополнительных модулей. Доступ видеосервера к ресурсу iSCSI может обеспечить сетевой адаптер с программным iSCSI-инициатором (тогда нагрузка на обработку пакетов iSCSI ложится на процессоры сервера) или аппаратный iSCSI-контроллер (обработка пакетов iSCSI производится контроллером, что не нагружает процессоры сервера). Так как передача данных происходит по сети IP, можно хранилище iSCSI и видеосервер разместить далеко друг от друга.
Технология iSCSI

Рис. 2. Схема подключения в существующую сеть сервера хранения данных iSCSI

IP-видеокамеры в цифровых распределенных системах видеонаблюдения
Как уже говорилось выше, будущее цифровых систем видеонаблюдения мы видим за IP-технологиями. Использование IP-камер упрощает инсталляцию цифровой системой видеонаблюдения на объекте, позволяет сэкономить на прокладке кабельных трасс для аналоговых видеокамер, обеспечивает ряд функций, недоступных аналоговым видеокамерам, и (в последнее время) обеспечивает лучшее качество изображения, чем аналоговые видеокамеры. В будущем при глобальном переходе на цифровые технологии устройства IP позволят отказаться от самых уязвимых узлов цифровой системой видеонаблюдения - видеосерверов. Видеокамеры смогут сами обрабатывать и записывать видеоинформацию на сетевые хранилища, а при выходе из строя видеокамеры пользователь потеряет видеоизображение только с этой видеокамеры, а не с группы видеокамер (как в ситуации с выходом из строя видеосервера). Уже сегодня мы можем говорить о доступности на рынке IP-камер с качеством передаваемого изображения выше, чем у аналоговых видеокамер.
Рассмотрим более подробно возможности использования ресурсов NAS и iSCSI при построении цифровых систем видеонаблюдения на базе IP-устройств.
IP-видеокамеры в цифровых распределенных системах видеонаблюдения

Рис. 3. Безотказная схема на базе систем iSCSI и NAS

Предположим, есть необходимость модернизировать имеющуюся цифровую систему видеонаблюдения на базе аналоговых видеокамер, чтобы система решала следующие задачи:
  • Установка дополнительных хранилищ данных для существенного увеличения объема дискового пространства под видеоархивы от аналоговых и IP-камер.
  • Необходимость репликации краткосрочных видеоархивов с аналоговых видеокамер на удаленные хранилища большой емкости для защиты данных от катастроф.
  • Установка необходимого количества удаленных IP-камер, которые будут передавать оцифрованные видеоданные на NAS-ресурс.
  • Сохранение видеоданных, полученных IP-камерами, на отдельный NAS-источник и их репликация для защиты от катастроф.
  • Обеспечение сохранности данных при выходе из строя жестких дисков в системах хранения данных.
Представленная на рисунке 3 структура системы обеспечивает выполнение всех поставленных задач, имея неограниченные возможности масштабирования. В локальную сеть с имеющимся видеосервером, к которому подключены аналоговые видеокамеры, включается система iSCSI с необходимым объемом предоставляемого дискового пространства. Видеосервер видит это пространство как локальные диски и записывает видеоинформацию на них. На удаленной площадке устанавливается сетевой коммутатор, который объединяет требуемые IP-камеры и систему NAS с необходимым объемом предоставляемого дискового пространства. IP-камеры записывают видеоинформацию на ресурсы, предоставляемые системой NAS. Для обеспечения защиты информации от катастроф настраивается двухсторонняя репликация между двумя системами хранения данных. Защита от потери данных при выходе из строя жестких дисков обеспечивается на всех СХД алгоритмами RAID.

И. Ашихмин, ведущий инженер направления цифровых систем видеонаблюдения. Группа компаний ТИМ.
"Алгоритм Безопасности" № 6, 2007 год.



IP видеокамеры

Внешний вид AD-P33B3.6NIL Внешний вид AD-P33B3.6NIL
AD-P33B3.6NIL
Доступно: 3 шт.
4 024

Производитель Axycam
Внешний вид AN5-43B3.6NIL-P Внешний вид AN5-43B3.6NIL-P
Уличная IP видеокамера
6 231

Производитель Axycam
Внешний вид AD-43B3.6NIL-P Внешний вид AD-43B3.6NIL-P
AD-43B3.6NIL-P
5 907

Производитель Axycam
Внешний вид AD10-43V12NIL-P Внешний вид AD10-43V12NIL-P
AD10-43V12NIL-P
8 308

Производитель Axycam
Внешний вид AD7-43V12NIL-P Внешний вид AD7-43V12NIL-P
AD7-43V12NIL-P
8 308

Производитель Axycam
Внешний вид AN10-43V12NIL-P Внешний вид AN10-43V12NIL-P
Уличная IP видеокамера
8 828

Производитель Axycam
Внешний вид ATN-43Z10NI Внешний вид ATN-43Z10NI
Поворотная (PTZ) IP видеокамера
- 1.3" SONY Exmor CMOS
- 3.3 - 12 мм/12 цифра
- ZOOM 10X
- ИК - 100м
22 329

Производитель Axycam
Внешний вид EN2-77Z4NI-DH Внешний вид EN2-77Z4NI-DH
Уличная IP видеокамера
- 1/3"" inch CMOS 2M pixels Image Sensor - 1920 x 1080 (1080p) @ 30fps (H.264/MJPEG) - 2.8 – 12 мм. - ИК 2 EA - 20 м.
32 455

Производитель Expert
Внешний вид EN-77V16NI-AF Холодный старт Внешний вид EN-77V16NI-AF Холодный старт
EN-77V16NI-AF Холодный старт
41 802

Производитель Expert
Внешний вид EN-77Z8NI-AF Холодный старт Внешний вид EN-77Z8NI-AF Холодный старт
EN-77Z8NI-AF Холодный старт
50 760

Производитель Expert
Найдено товаров: 262
1 2 3 4 5

Возврат к списку

Создание проекта системы видеонаблюдения всего за несколько минут;
Все РЕАЛЬНО: в т.ч. сектора наблюдения, параметры кабельных трасс;
Загрузка готовых планов и их масштабирование;
Спецификация обрудования и смета создается автоматически;
Дружелюбный интерфейс;
Индивидуальные настройки программы и оборудования.
Техподдержка встроена непосредственно в программу.
Регистрация занимает одну минуту.

ОТ ЗАПРОСА ДО ОФОРМЛЕННОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ - 15 МИНУТ