Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Хранение данных в системах видеонаблюдения: flash-накопители или жесткие диски?

В рубрику "Видеорегистрация (DVR)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Хранение данных в системах видеонаблюдения: flash-накопители или жесткие диски?

Вопрос хранения данных всегда был отдельной темой в разных отраслях науки и техники. В качестве накопителей служили различные устройства и носители: перфоленты, магнитные ленты, кассеты, накопители на гибких магнитных дисках, жесткие диски, оптические диски, flash-носители, твердотельные накопители... Да и физические размеры таких накопителей варьировали от размеров шкафа и чемодана до миниатюрных карманных устройств, которые можно принять за украшение, а не за хранилище огромного количества информации


А.Ю. Сизов

Технический директор компании "Сатро-Паладин"

Сегодняшний разговор мы поведем о хранении информации в системах охранного видеонаблюдения, а если быть точнее - о самых распространенных устройствах: жестких дисках и flash-накопителях.

Основные понятия

Жесткий диск, HDD, винчестер - устройство для хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров В отличие от гибкого диска (дискеты) информация записывается на жесткие (алюминиевые, керамические или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. На одной оси используется от одной до нескольких пластин. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образующейся у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках - около 10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска -в безопасной зоне, где исключен их нештатный контакт с поверхностью дисков

Flash-память (англ. Flash-Memory) - разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти Может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (максимально - около миллиона циклов). Не содержит подвижных частей, так что в отличие от жестких дисков более надежна и компактна. Благодаря своей компактности, дешевизне и низкому энергопотреблению flash-память широко используется в цифровых портативных устройствах, а также для хранения встроенного программного обеспечения в различных устройствах. В последнее время широкое распространение получили USB-flash-накопители (флешка, USB-драйв, USB-диск), практически вытеснившие дискеты и CD

Основным недостатком, не позволяющим устройствам на базе flash-памяти вытеснить с рынка жесткие диски, является высокое соотношение цена/объем, превышающее этот параметр у жестких дисков в 2-3 раза. В связи с этим и объемы flash-накопителей не так велики Еще один недостаток устройств на базе flash-памяти по сравнению с жесткими дисками, как ни странно, меньшая скорость. Несмотря на то что SSD-накопитель не тратит, подобно винчестеру, время на разгон, позиционирование головок, время чтения, а тем более записи, ячеек flash- памяти, используемой в современных SSD-накопителях, больше. Что и приводит к значительному снижению общей производительности. Последние модели SSD-накопите-лей уже вплотную приблизились к винчестерам, но они пока слишком дороги Понятно, что при выборе того или иного метода хранения данных необходимо учитывать как тип самих данных, так и предполагаемые их объемы и скорость, с которой эти данные необходимо обработать (в режиме "запись -чтение"). В системах охранного видеонаблюдения речь идет о видеоданных, аудиоданных и метаданных (служебной или иной дополнительной информации)

Даже несмотря на прогресс в области кодирования и сжатия видеоинформации, запись видео требует огромных ресурсов для обработки и хранения (особенно если речь идет о многоканальных системах и глубине архивов в несколько недель или даже месяцев!). Кроме того, необходимо помнить о надежности хранения данных, скорости записи и чтения, а зачастую и безопасности (шифровании) и целостности сохраняемых данных. Вопросов много, и все их нужно решать

Жесткий диск: оптимальное решение для больших систем

Самым распространенным устройством хранения на сегодняшний день являются жесткие диски. Еще 2-3 года назад объем в 200-400 Гбайт был идеальным для системы видеорегистрации (дисков большего объема просто не было), а теперь это минимум даже для небольшой системы


Преимущества

  1. Большие объемы хранения (сейчас доступны жесткие диски объемом 1,5-2 Тб).
  2. Возможность построения дисковых массивов из большого количества жестких дисков
  3. Высокая степень надежности хранения информации (особенно если использовать RAID-массивы высоких уровней). RAID (англ. redundant array of independent/inexpensive disks - избыточный массив независимых/недорогих жестких дисков) - массив из нескольких дисков, управляемых контроллером, взаимосвязанных скоростными каналами и воспринимаемых внешней системой как единое целое. В зависимости от типа используемого массива может обеспечивать различные степени отказоустойчивости и быстродействия. Служит для повышения надежности хранения данных и/или для повышения скорости чтения/записи информации (RAID 0)
  4. Доступность: в системах регистрации и хранения охранного видеонаблюдения используются обычные компьютерные жесткие диски, которые вы покупаете для своего домашнего ПК. Стоит оговориться, что крупные производители жестких дисков - лидеры отрасли - уже давно наладили производство специальных серий дисков для систем видеонаблюдения - они более надежные и имеют большую скорость обмена данными, что немаловажно для записи и воспроизведения потокового видео (правда, и цена на них выше)
  5. При правильной организации хранилища можно менять отдельные диски без остановки системы и потери данных - так называемая горячая замена

Недостатки

  1. Высокая цена. При построении больших систем видеонаблюдения и глубине архивов от месяца и выше стоимость хранилища может быть выше системы наблюдения и обработки. Иными словами, стоимость всех камер на объекте, кабельных систем и видеорегистратора может быть сопоставима по цене или даже меньше, чем стоимость стойки с правильно организованным сетевым хранилищем на десятки жестких дисков
  2. Шумность. Жесткий диск представляет собой систему магнитных дисков-блинов, раскру-
  3. чиваемых до больших скоростей, и считывающих головок. А там, где есть движущиеся детали, есть электродвигатель, который так или иначе шумит (хотя есть серии малошумных дисков)
  4. Большая часть электропотребления в устройствах видеорегистрации приходится именно на жесткие диски
  5. Большой размер. Учитывая, что в некоторые регистраторы устанавливают до 8 жестких дисков, то размеры таких устройств достаточно внушительные.
  6. Необходимость в охлаждении: активном (при помощи вентиляторов) или пассивном (металлический корпус в качестве теплоотвода)

Flash-карты - если важна компактность и простота

Где же лучше хранить видеоинформацию, если система ведет запись с 1-2 (максимум с 4) камер? Или встает очень актуальный сегодня вопрос видеозаписи в транспорте? Развитие бытовой цифровой техники - цифровых фотоаппаратов, видеокамер, портативных наладонных компьютеров и т.д. - повлекло за собой развитие миниатюрных накопителей информации для этих устройств USB-flash, SD-flash, Memory Stick и т.д. Повсеместное распространение карт памяти позволило сделать их намного дешевле и доступнее, а главное - намного технологичнее производительнее и гораздо большей емкости, чем 2-3 года назад. Кроме этого, большинство IP-камер и энкодеров (IP-серверов) имеют возможность сохранения данных на flash-карты (причем не единичные кадры, а потоковое видео)


Flash-карты не имеют движущихся частей, поэтому их не нужно дополнительно запитывать, то есть они энергонезависимы. Кроме того, их возможно использовать в условиях низких температур и повышенной вибрации, что как раз актуально для объектов транспорта. Они компактны и просты в эксплуатации Но при всех преимуществах есть один недостаток - небольшая емкость памяти (от 2 до 64 Гб).

Однако даже этих объемов памяти вполне достаточно, чтобы записывать видео в режиме реального времени и звук с одной камеры в течение нескольких часов, а при снижении скорости и разрешения записи - нескольких дней Flash-карта просто незаменима для хранения данных в сетевых камерах при аварии в сети -видеоинформация в таких случаях отправляется на сервер для записи при восстановлении сетевого соединения

Преимущества

  1. Небольшой размер и вес
  2. Отсутствие подвижных частей
  3. Бесшумность
  4. Энергонезависимость
  5. Достаточно высокая скорость цикла "запись -чтение" (для современных карт)

Недостатки

Он один - небольшой объем хранимых данных.

Сферы применения и перспективы развития

Видеозапись на flash-карты оправдана для локальной и аварийной записи в системах видеорегистрации в транспорте, носимых видеорегистраторах и сетевых камерах, когда нет необходимости в записи больших объемов видео с нескольких источников одновременно. Кроме того, незаменимый накопитель для систем скрытого видеонаблюдения - очень популярная тема у китайских производителей. Во всехиных случаях в качестве устройств для хранения видеоинформации более оправдано использование жестких дисков. В видеорегистраторах обычно устанавливают от 1 до 8 жестких дисков в зависимости от модели При использовании специальных жестких дисков для ноутбуков (2,5") размеры самих записывающих устройств удается весьма существенно уменьшить и, кроме того, решить вопрос виброустойчивости. Применение специальных подвесов, нагревателей и схем питания позволило успешно использовать жесткие диски в устройствах видеорегистрации для транспортных средств и обеспечило возможность работы даже при отрицательных температурах. Большие, распределенные системы видеорегистрации с огромным объемом данных для хранения строятся на базе дисковых массивов с использованием технологии RAID В будущем объемы жестких дисков будут увеличиваться, а физические размеры - уменьшаться, как будет уменьшаться и цена 1 Мб хранилища. Подождем!

Опубликовано: Каталог "Системы цифровой видеорегистрации (DVR)" #1, 2010
Посещений: 19683

  Автор

Сизов А. Ю.

Сизов А. Ю.

Технический директор компании "Сатро-Паладин"

Всего статей:  7

В рубрику "Видеорегистрация (DVR)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций